一種水果翻轉機構及其水果分級裝置的制作方法

本發明涉及一種水果分級分裝裝置，具體涉及一種水果翻轉機構及其水果分級裝置。

背景技術：

近年來，隨著我國農村經濟體制改革的深入和市場經濟的發展，水果產量逐年大幅度增加，水果產業在國民經濟中占有重要地位。根據國家統計局數據：2014年我國水果總產量增長至26142.24萬噸，較上年同期增長4.2%；蘋果總產量為4092.32萬噸，產量同比增長3.1%，占同期國內水果總產量的15.65%；柑桔總產量為3492.66萬噸，產量同比增長5.2%，占同期國內水果總產量的13.36%；梨產量為1796.44萬噸，產量同比增長3.8%，占同期國內水果總產量的6.87%。

果實從果樹上摘下來后，首先需要對果實的品質進行檢測，篩選出開始腐爛的果實，而這種檢測的方式通常是采用人工肉眼的檢測，檢測工人拿起一個果實用眼睛觀察下外面，好的就拿去篩分，壞的就扔掉。但是這種方式需要檢測工人一個一個的拿起放下，不僅效率低下，同時檢測工人的工作強度也非常大，長時間工作會使工人感到疲勞，容易發生錯檢、漏檢的情況。為了解決上述問題，目前很多大型果園利用圖像采集裝置對水果的外表進行拍攝檢測，在檢測的過程中，需要檢測工人不停的對水果進行翻轉，以保障水果的每一個表面影像都被圖像采集裝置所采集到，這樣設備才能夠正確的識別出水果的好壞。但是需要安排專職的工人對此進行操作，增加了人力成本，同時也增加了檢測工人的勞動強度。

技術實現要素：

針對上述現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是：如何提供一種能夠減少人力成本，減輕工人的勞動強度的水果翻轉機構。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：

一種水果翻轉機構，包括動力裝置和水平設置轉子，轉子沿軸線方向的兩端分別設置有用于支撐轉子且與其轉動配合的轉子支撐架，轉子的轉身上沿其周向間隔設置有多個能夠容納單個水果的果孔，每個果孔內均沿轉子軸線方向設有至少一根能夠與水果相互摩擦的輥軸，輥軸的兩端分別轉動連接在轉子上，當輥軸轉動時，輥軸能夠帶動其所在果孔內的水果進行翻轉，動力裝置包括轉子驅動裝置和輥軸驅動裝置，轉子驅動裝置通過傳動系統Ⅰ與轉子傳動連接，輥軸驅動裝置通過傳動系統Ⅱ與輥軸傳動連接。

在本發明中，將單個水果依次放入到轉子上的果孔內，控制轉子驅動裝置使轉子轉動到檢測位，然后再控制輥軸驅動裝置使輥軸在果孔內轉動，輥軸在轉動的過程中，能夠與水果相互繼續摩擦，為水果的翻動提供摩擦力，進而水果在摩擦力的作用下進行翻轉。這樣就不再需要專人來對水果進行翻轉，減少了人力成本的支出，同時也減輕了工人的勞動強度。

作為優化，所述輥軸的數量為偶數根且以所述果孔的中心線對稱設置，位于所述果孔中心線兩側的所述輥軸之間形成有能夠容納水果且對水果進行翻轉的翻轉空間。水果進入到果孔內的翻轉空間內，這樣水果兩側的輥軸就能夠同時作用在水果上，從水果的兩側為水果的翻轉提供摩擦力，進而能夠更好的對水果進行翻轉，提高了水果翻轉效率。

作為優化，所述輥軸為兩端直徑大、中間直徑小的腰鼓形結構。蘋果、柑桔和梨之類的水果都類似球體的形成，其表面為弧形表面，輥軸采用兩端直徑大、中間直徑小的腰鼓形結構，其中間向內凹陷，更容易與水果相貼合，增加與水果的摩擦面積，提供更大的摩擦力使水果翻轉。

本發明還公開了一種水果分級裝置，包括支撐平臺和位于支撐平臺上表面的水果分級檢測機構、水果分級分裝機構和水果單果喂入機構；水果分級檢測機構包括設置在支撐平臺上表面的翻轉機構和檢測機構，翻轉機構為上述水果翻轉機構，檢測機構包括位于所述轉子上方且與所述果孔相對應位置設置的能夠對果孔內的水果進行檢測的水果圖像采集裝置，支撐平臺上設置有與水果圖像采集裝置固定連接的安裝支架，水果單果喂入裝置位于所述轉子旋轉方向的前方，水果單果喂入裝置的出口端與所述果孔的位置相對應且能夠將水果喂入到所述果孔內，水果分級分裝機構位于所述轉子旋轉方向的后方，水果分級分裝機構的入口端與所述果孔的位置相對應且能夠使從所述果孔掉出的水果進入到其內部進行分級分裝。

在本發明中，控制轉子驅動裝置使轉子轉動，使果孔與水果單果喂入機構的出口端相對應，這樣水果就能夠從水果單果喂入機構的出口端進入到果孔內；然后繼續轉動轉子，使裝有水果的果孔轉動在水果圖像采集裝置的下方，然后再控制輥軸驅動裝置使輥軸在果孔內轉動，對水果進行翻轉，同時水果圖像采集裝置對水果的各個表面的圖像進行獲取。水果表面圖像獲取完成后，再轉動轉子，使裝有水果的果孔與水果分級分裝機構的入口端相對應，水果在轉子轉動提供的離心力作用下掉出果孔進入到水果分級分裝機構中進行分級分裝。這樣從裝果、識別到最后的分裝都是自動完成，不在需要人工參與，進一步減少了人力的成本支出，提高了工作效率。

作為優化，所述水果分級分裝機構包括皮帶輸送裝置Ⅰ，皮帶輸送裝置Ⅰ包括兩根托輥Ⅰ和繞在兩根托輥Ⅰ上的傳送皮帶Ⅰ，傳送皮帶Ⅰ朝向遠離所述轉子的方向進行輸送，所述支撐平臺上還固定連接有分別與兩根托輥Ⅰ的兩端轉動連接的托輥支撐柱Ⅰ，所述支撐平臺上還設置有能夠驅動任一托輥Ⅰ轉動的托輥驅動裝置Ⅰ，所述支撐平臺位于傳送皮帶Ⅰ的兩側分別設置有能夠防止水果從傳送皮帶Ⅰ上滾出的擋果板，兩塊擋果板上相對設置有沿傳送皮帶Ⅰ輸送方向間隔開設的能夠使水果通過的出果口，位于傳送皮帶Ⅰ入料端的中間位置且位于傳送皮帶Ⅰ的上方設置有與所述果孔位置相對應的分果板，分果板的上方設置有能夠驅動分果板左右擺動以使水果從分果板左側或右側通過的分果板驅動裝置，位于分果板的后方且對應出果口的位置分別設置有導果板，導果板的上方設置有能夠驅動導果板左右擺動以使水果從相鄰一側的出果口滾出的導果板驅動裝置，所述支撐平臺上設置有分別與分果板驅動裝置和導果板驅動裝置固定連接的導向固定支架。

根據之前水果圖像采集裝置對水果檢測后得到的結果，對水果進行分級裝箱，使水果從不同的出果口滾出。分果板驅動電機驅動分果板朝向一側轉動，使分果板的一端轉動至果孔水平方向的一側，那么水果從果孔出來后，就在分果板的引導下，進入到分果板一側的傳送皮帶上，由傳送皮帶進行傳送。轉動相應出果口相應的導果板，使導果板的一端轉動至出果口的后端，并且使導果板相對傳送皮帶的輸送方向形成一個傾斜的斜面，水果在皮帶進行的傳送過程中就會被導果板擋住，并在斜面的引導下進入到相應的出果口中，完成水果的分級。如果果實已腐爛或存在什么缺陷時，導果板轉動至傳送皮帶的中間，不對水果進行阻擋，最后水果從傳送皮帶的出口端掉出。這樣不在通過人工進行分揀，不僅提高了工作效率，還降低了人工工作強度。

作為優化，所述水果單果喂入機構包括進料裝置和前后傾斜的條形入料平臺，條形入料平臺高度較低的一端為出口端且與所述轉子相對應，條形入料平臺的寬度為單個水果的最大寬度，進料裝置包括分別位于條形入料平臺左右兩側的進料板，進料板朝向條形入料平臺的一側向下傾斜且與條形入料平臺的側邊相對應，進料板的上表面沿前后方向間隔設置有多根相互平行設置的擋條，擋條的一端朝向條形入料平臺方向延伸，相鄰兩根擋條之間形成有能夠使單個水果通過的水果滾動通道，水果滾動通道朝向條形入料平臺的一端與條形入料平臺的上表面相對應，所述支撐平臺上固定連接有能夠對條形入料平臺進行支撐的入料平臺支撐架和對進料板進行支撐的進料板支撐架。

使用的時候，將水果分別放入到條形入料平臺兩側的進料板上水果滾動通道內，水果滾動通道僅能夠是單個水果通過，避免了多個水果堵在水果滾動通道的出口。果實在重力的作用下會滾動到條形入料平臺上，而條形入料平臺上的水果，同樣在重力的作用下向較低端（出口端）滾動。條形入料平臺的寬度為單個水果的最大寬度，這樣就只能使單個水果在上面滾動，因此，進入到條形入料平臺上的水果能夠依次排成列逐個從條形入料平臺的出口端滾出。在水果從條形入料平臺滾出前，對條形入料平臺兩側水果滾動通道內的水果有一定的阻礙，水果滾動通道內的水果暫時就不能進入到條形入料平臺內，只有當水果滾動通道出口處的條形入料平臺上沒有水果時，水果滾動通道內的水果才能夠進入到條形入料平臺內。條形入料平臺內上的水果依次滾動出去，而兩側水果滾動通道內的水果也會逐個進入到條形入料平臺上，實現了水果的有效排序，避免出現疊果現象，進而提高了工作效率。

作為優化，所述條形入料平臺包括皮帶輸送裝置Ⅱ，皮帶輸送裝置Ⅱ包括兩根托輥Ⅱ和繞在兩根托輥Ⅱ上的傳送皮帶Ⅱ，兩根托輥Ⅱ高低設置，傳送皮帶Ⅱ的上表面為水果輸送面且朝向所述轉子方向進行輸送，所述入料平臺支撐架為固定連接在所述支撐平臺上且分別與兩根托輥Ⅱ轉動配合的托輥支撐柱Ⅱ，所述支撐平臺上還設置有能夠驅動任一托輥Ⅱ轉動的托輥驅動裝置Ⅱ。遇到一些外形不是很圓的一些水果，在條形入料平臺上受到兩側水果滾動通道內的水果阻礙時，光靠重力無法再向前繼續滾動，會出現卡住的現象。將條形入料平臺設置為皮帶輸送裝置，始終提供一個輸送的動力，將其上的水果單個排列的輸送出去，使用效果更佳。

作為優化，所述擋條靠近所述條形入料平臺的一端朝向所述條形入料平臺的出口端傾斜設置。這樣能夠使兩根相鄰擋條之間的水果滾動通道同樣朝向條形入料平臺的出口端（高度較低端）傾斜，能夠使水果滾動通道出口的水果產生一個沿條形入料平臺傾斜方向的作用力，能好的進入到條形入料平臺上，如果位于條形入料平臺兩側的水果滾動通道出口方向相對設置，兩側出來的水果就容易卡住。

作為優化，所述擋條的頂部為弧形頂部。不管是水果在放入到水果滾動通道中時還是水果在水果滾動通道中滾動時，擋條的弧形頂部能夠減小對水果表面的損傷。

綜上所述，本發明的有益效果在于：本發明結構簡單，使用方便能夠實現水果的自動翻轉，從水果的入料，檢測到最后的分裝實現了自動化的處理，減少了人力成本，減輕了工人的勞動強度。

附圖說明

為了使發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中：

圖1為本發明的三維內部結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。

如圖1所示，本具體實施方式中的一種水果翻轉機構，包括動力裝置和水平設置轉子1，轉子1沿軸線方向的兩端分別設置有用于支撐轉子且與其轉動配合的轉子支撐架，轉子1的轉身上沿其周向間隔設置有多個能夠容納單個水果的果孔2，每個果孔2內均沿轉子1軸線方向設有至少一根能夠與水果相互摩擦的輥軸3，輥軸3的兩端分別轉動連接在轉子1上，當輥軸3轉動時，輥軸3能夠帶動其所在果孔2內的水果進行翻轉，動力裝置包括轉子驅動裝置和輥軸驅動裝置，轉子驅動裝置通過傳動系統Ⅰ與轉子1傳動連接，輥軸驅動裝置通過傳動系統Ⅱ與輥軸3傳動連接。

本具體實施方式中，所述輥軸3的數量為4根且以所述果孔2的中心線對稱設置，位于所述果孔2中心線兩側的所述輥軸3之間形成有能夠容納水果且對水果進行翻轉的翻轉空間。

本具體實施方式中，所述輥軸3為兩端直徑大、中間直徑小的腰鼓形結構。

一種水果分級裝置，包括支撐平臺4和位于支撐平臺4上表面的水果分級檢測機構、水果分級分裝機構和水果單果喂入機構；水果分級檢測機構包括設置在支撐平臺4上表面的翻轉機構和檢測機構，翻轉機構為上述水果翻轉機構，檢測機構包括位于所述轉子1上方且與所述果孔2相對應位置設置的能夠對果孔2內的水果進行檢測的水果圖像采集裝置5，支撐平臺4上設置有與水果圖像采集裝置5固定連接的安裝支架6，水果單果喂入裝置位于所述轉子1旋轉方向的前方，水果單果喂入裝置的出口端與所述果孔2的位置相對應且能夠將水果喂入到所述果孔2內，水果分級分裝機構位于所述轉子1旋轉方向的后方，水果分級分裝機構的入口端與所述果孔2的位置相對應且能夠使從所述果孔2掉出的水果進入到其內部進行分級分裝。

本具體實施方式中，所述水果分級分裝機構包括皮帶輸送裝置Ⅰ，皮帶輸送裝置Ⅰ包括兩根托輥Ⅰ和繞在兩根托輥Ⅰ上的傳送皮帶Ⅰ7，傳送皮帶Ⅰ7朝向遠離所述轉子1的方向進行輸送，所述支撐平臺4上還固定連接有分別與兩根托輥Ⅰ的兩端轉動連接的托輥支撐柱Ⅰ，所述支撐平臺4上還設置有能夠驅動任一托輥Ⅰ轉動的托輥驅動裝置Ⅰ，所述支撐平臺4位于傳送皮帶Ⅰ7的兩側分別設置有能夠防止水果從傳送皮帶Ⅰ7上滾出的擋果板8，兩塊擋果板8上相對設置有沿傳送皮帶Ⅰ7輸送方向間隔開設的能夠使水果通過的出果口9，位于傳送皮帶Ⅰ7入料端的中間位置且位于傳送皮帶Ⅰ7的上方設置有與所述果孔2位置相對應的分果板10，分果板10的上方設置有能夠驅動分果板10左右擺動以使水果從分果板10左側或右側通過的分果板驅動裝置11，位于分果板10的后方且對應出果口9的位置分別設置有導果板12，導果板12的上方設置有能夠驅動導果板12左右擺動以使水果從相鄰一側的出果口9滾出的導果板驅動裝置13，所述支撐平臺4上設置有分別與分果板驅動裝置11和導果板驅動裝置13固定連接的導向固定支架14。

本具體實施方式中，所述水果單果喂入機構包括進料裝置和前后傾斜的條形入料平臺，條形入料平臺高度較低的一端為出口端且與所述轉子1相對應，條形入料平臺的寬度為單個水果的最大寬度，進料裝置包括分別位于條形入料平臺左右兩側的進料板15，進料板15朝向條形入料平臺的一側向下傾斜且與條形入料平臺的側邊相對應，進料板15的上表面沿前后方向間隔設置有多根相互平行設置的擋條16，擋條16的一端朝向條形入料平臺方向延伸，相鄰兩根擋條16之間形成有能夠使單個水果通過的水果滾動通道，水果滾動通道朝向條形入料平臺的一端與條形入料平臺的上表面相對應，所述支撐平臺4上固定連接有能夠對條形入料平臺進行支撐的入料平臺支撐架和對進料板進行支撐的進料板支撐架。

本具體實施方式中，所述條形入料平臺包括皮帶輸送裝置Ⅱ，皮帶輸送裝置Ⅱ包括兩根托輥Ⅱ和繞在兩根托輥Ⅱ上的傳送皮帶Ⅱ17，兩根托輥Ⅱ高低設置，傳送皮帶Ⅱ17的上表面為水果輸送面且朝向所述轉子1方向進行輸送，所述入料平臺支撐架為固定連接在所述支撐平臺4上且分別與兩根托輥Ⅱ轉動配合的托輥支撐柱Ⅱ，所述支撐平臺4上還設置有能夠驅動任一托輥Ⅱ轉動的托輥驅動裝置Ⅱ。

本具體實施方式中，所述擋條16靠近所述條形入料平臺的一端朝向所述條形入料平臺的出口端傾斜設置。

本具體實施方式中，所述擋條16的頂部為弧形頂部。

在具體實施的過程中，所述果孔2的孔徑沿所述轉子1徑向向內逐漸減小，果孔2的最小直徑大于被檢測水果的最小直徑。果孔的孔口直徑大于果孔孔底的直徑，這樣方便水果進入到果孔內。在轉子1轉動，使裝有水果的果孔2轉動至頂部的時候，果孔就成豎直設置，而果孔的最小直徑大于被檢測水果的最小直徑，這樣水果在孔底就有足夠的翻轉空間進行翻轉。

可以將條形入料平臺的傾斜角度設置為8～12°，這樣不僅能夠為水果提供滾動的動力，也能夠避免水果滾動過快導致后面工序無法接應。導果板12上排列分布有若干減重孔，減輕導果板12的重量，降低導果板驅動裝置13的負載強度，提高其使用壽命。

在使用水果分級裝置的時候，將采摘下來的水果放入到條形入料平臺兩側的水果滾動通道中，水果在重力的作用下依次滾動到條形入料平臺上；水果在條形入料平臺上朝向轉子方向進行輸送，操作轉子轉動，使轉子上其中一個果孔與條形入料平臺的出口端相對應，使水果進入到果孔中；然后轉動轉子，使裝有水果的果孔轉動至水果圖像采集裝置的下方后停止轉動，然后再控制輥軸驅動裝置使輥軸在果孔內轉動，對水果進行翻轉，同時水果圖像采集裝置對水果的各個表面的圖像進行獲取；水果檢測完成后，輥軸停止轉動，重新啟動轉子轉動，通過轉子轉動的離心力作用下使水果從果孔中掉出；如果水果在水果圖像采集裝置的檢測下品質完好，那么水果離開轉子進入到水果分級分裝機構后，分別控制分果板和導果板的轉向，引導水果在皮帶輸送裝置Ⅰ上進行傳送，根據之前檢測到水果的直徑大小落入到相應的出果口中；如果水果在水果圖像采集裝置的檢測下出現腐爛等品質不佳的情況，則導果板不對水果進行引導，直接經皮帶輸送裝置Ⅰ傳送并從皮帶輸送裝置Ⅰ的末端掉出。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管通過參照本發明的優選實施例已經對本發明進行了描述，但本領域的普通技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍。