專利名稱：用于揀選設備的檢測系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于確定產品的特性的系統，該產品在一輸送設備上輸送并通過該系統。
本發明特別地涉及用于確定一般不相等尺寸的產品例如蘋果的特性，該產品在產品運送裝置上，例如一輸送設備的輥子上輸送，并通過該系統，該系統包括一個布置在離產品一定距離處的檢測裝置，帶有發送器部分和接收器部分，以及用于處理到達該系統和來自的系統的信號的信號處理單元，該信號包括用于確定特性的接收器部分的信號。
這樣的系統在挑選如水果、蔬菜和雞蛋等產品并對其揀選的技術領域通常是眾所周知的。例如，專利文件WO98/52037公開了一種帶有發送器和接收器的裝置，特別是用于拍擊并隨后記錄拍擊信號，其中，該裝置在彈簧的作用下從一個產品來到在其下方通過的下一個產品上，這個裝置在這樣一個產品通過時在該產品上滾過。在這一滾動運動期間進行拍擊和記錄。
這樣一種裝置具有一些缺點，特別是在從明顯很小的產品過渡到顯著很大的產品方面以及與之相同，在非常大的高度差過渡方面具有缺陷。確實在敏感的產品，例如梨的情況下從同一高度隨后來到下一個產品上的動作可能引起損壞。
為了彌補上述缺陷，根據本發明提供的系統的特征是，該系統還包括一個傳感器，其在產品通過之前掃描每個經過產品的尺寸并產生一對應的掃描信號；以及一個位移裝置，其布置成用于在每個產品通過期間根據每個掃描信號至少將檢測裝置的接收器部分定位在一明確的距離。
因此，在一有利的方式中，得到可對連續的各產品進行比較的測量。進而，可以防止對正在由輸送設備輸送的產品的損壞，該輸送設備是例如一帶有安裝在軸上的輥子或空管的輸送設備，該軸由連續的鏈推動。
在本發明的一特定實施例中，該發送器部分包括一拍擊裝置，而該接收器部分包括一麥克風，兩者容放在相同的外殼中。
根據另一實施例，該拍擊裝置包括一拍擊桿，該拍擊桿可在一導向管內移動，該拍擊裝置被通電，從而，在產品通過期間，將該拍擊桿移動到該產品，且在拍擊該產品之后縮回。
根據又一示意性實施例，本發明的特征是，該接收器部分包括一容放在一外殼中的麥克風，而發送器部分用夾持裝置彈簧安裝在產品運送裝置之間，且隨同輸送設備一起移動，其包括一個拍擊桿，當通過所述接收器部分時該拍擊桿離開其平衡位置，拍擊產品并移回。
在定位該接收器方面的靈活性應視為該又一示例性實施例的更大的優點，因此，這樣可以獲得一個用于不同類型的水果，例如蘋果、梨、獼猴桃和甜瓜等的最佳測量信號。
另外，根據本發明系統的特征是，拍擊桿的運動方向是垂直的。
本實施例能夠精確地配制拍擊桿的運動與其重量的關系，因此控制對水果的沖擊。
下面參照附圖將對本發明做進一步的闡述，其中
圖1示意性表示本發明的一第一實施例的正視圖；圖2示意性表示本發明的一第二實施例的正視圖；圖3以俯視圖示意性表示本發明第二實施例的進一步的細節；圖4示意性表示本發明的一第三示例性實施例的正視圖；以及圖5、6和7表示略微改進的示例性實施例。
圖1表示一在一輥子輸送裝置2之上的檢測系統1，產品P設置在通常形成沙漏形的各輥子21上，這些輥子21通常安裝在布置在例如兩個連續的鏈條之間的且借助于由一馬達(為清楚起見圖中沒有示出)驅動的齒輪沿箭頭A的方向前進的軸上。如果需要輥子21本身可以轉動，例如，如箭頭所示的，結果產品同樣將轉動。例如這在比如通過拍擊或另外為獲得光學數據要檢測該產品上的幾個點時可能是必須的。
使用一距離傳感器3，例如一光電管或光電照相機來確定產品P的尺寸或高度，并且將相關的掃描信號沿信號路徑31，如一電纜或光纖傳送到一信號處理裝置30，例如計算機。之后，根據這個掃描信號，將一控制信號通過一信號路徑32提供給一檢測裝置5，用于在產品P通過時其在適當的高度定位。該檢測裝置包括一發送器部分和一接收器部分，將在下面對其進行詳細描述。
圖1示意性示出一檢測裝置5的一示例性實施例，發送器和接收器作為一單個單元4容納在一殼體或保持器8內。發送器由一拍擊裝置，特別是一拍擊桿6形成，該拍擊裝置如所示的在一導向管6a內是可垂直移動的。該驅動可以各種方式實施，例如電磁或磁力，或通過它們的組合，或者還可利用一機械彈簧系統。接收器包括一麥克風7，其在產品已被拍擊之后，記錄產生的聲音。用于驅動發送器以及用于處理該接收器的信號的信號以通常的方式在計算機30中進行處理，為此目的，沿相同或類似的信號路徑32再次引導這些信號。采用這樣一種拍擊裝置在揀選機器上進行揀選期間，可以在線確定產品，如蘋果、番茄或獼猴桃的硬度，也稱作堅硬度，且以此方式常常實時也用作一選擇標準。
在所指示的h方向上的垂直位移由一個棒9提供，該棒通過一個連接元件11與一個外殼8連接。這一連接元件11可以是例如一彈簧偏壓的樞軸。利用驅動單元10，例如一用伺服控制的步進馬達，特別是一線性步進馬達，根據傳感器3的掃描信號將桿9沿向右方向轉向并轉到明確的高度。然而，該檢測裝置可以設計成使一部分外殼8由彈性材料形成，從而，在拍擊期間，將該外殼輕微地壓在產品上并壓靠在該產品上。對于本領域技術人員而言，很清楚，可以使用其它類型的發送器和接收器，例如激光裝置或壓力裝置。
圖2和3表示出本發明的一第二示例性實施例，其中，發送器和接收器不是容放在相同的外殼中，圖3中更詳細表示的發送器是一個拍擊桿16的陣列，在平行于輥子軸23的平面內于各輥子之間垂直位移，通過一大致彈性彎曲部分17a與一中心保持元件17連接，這個保持元件依次用夾持器19的兩個半個夾持器19a、19b安裝，其被夾持在輥子輸送裝置2的軸23之間。這些半個夾持器可以例如通過一滑動連接彼此相對移動，由此，一旦連續輸送裝置通過一轉彎時，運動方向改變，開始增加各軸之間的距離。發送器的啟動是這樣發生的，即在拍擊之前，通過在將安裝在各桿16上的各凸輪塊22引導到位于輥子下方的輪齒(未示出)之上，且隨后使它們彈回，偏轉使得產品從下面受到拍擊。接收器，在本實施例中為一麥克風7，容放在一外殼18中，該外殼依次安裝在一棒9上，該棒9接著由一驅動器10驅動。對于本領域技術人員而言，很清楚，這些桿1 6的拍擊運動也可以不同的方式實施，例如電磁。在本示例性實施例中，也可以使用上面提及的接收器，即激光裝置或壓力裝置。
上述實施例表明，通過小的改進，也可以在其它平面內實施測量，而不是在上面提及的垂直平面內。這在針對接收共振信號的拍擊測量和確定吸收和/或反射系數的光學測量方面可能有更多的優點，這兩者通常隨方向而定。然而，另一種改進能夠使檢測裝置在垂直平面內轉動，產生不僅根據距離而且按一角度的定位。
特別是對于上面提及的光學測量，所指的轉動可能是重要的。當用該檢測裝置要確定照射在水果上的光的明確的光波的吸收和/或反射，例如確定糖度、濕度、水濃度或酸度時，可能需要在幾個方向上的組合測量。
鑒于上述情況，對于本領域技術人員而言，很清楚，沿揀選線設置幾個檢測系統可能更為有利。這樣，對于同一個水果可以得到幾組測量。因此，可以實施重復測量，且能夠更精密地限定挑選標準，同時數據處理可以以通常的方式自動進行。
在另一實施例中，可以將根據圖1或2的實施例進行改進，例如，將一代替外殼8或18的小輪子本身安裝在一個起桿的作用的臂的端部上，安裝在軸上的發送器和接收器，或只有接收器，在產品之上滾過，且如本發明所教導的，當其在產品上滾過時，以受控的方式用臂及時移動到下一個產品上并移離前一個產品，以防止不希望的撞擊。
圖4表示本發明的一第三示例性實施例。其中具有一相應的通常小尺寸的磁鐵6b的拍擊桿6操作上向下驅動并又用一個電磁鐵縮回。這一電磁鐵包括一線圈外殼60和一線圈61。該拍擊桿6還是可在一導向管6a內運動，該導向管形成在線圈外殼60內。麥克風7也容放在該線圈外殼內。在實施拍擊運動之后，該拍擊桿縮回，然后在該導向管的端部緊靠緩沖塊62。
這一檢測系統在產品P的適當高度處的定位由一線性馬達70完成，該馬達在其中有一運動軸71，該運動軸用一安裝螺絲72安裝在一安裝板66上，該安裝板連接于線圈外殼60。
為了將帶有拍擊桿的單元以適當的接觸放在一產品P上，設置一個刷63。該刷可以基本上是圓形對稱的，也可包括兩個細長的相互對稱的兩半部分。而且，聯接于線圈外殼的彈簧是利用緩沖橡膠64和彈簧元件65制得的，其在檢測裝置的適當定位和吸收不期望的較大的振動方面是極為有利的。特別是，這些彈簧元件包括一個主桿65b，該主桿彈性地與一緩沖橡膠64連接，且在其上端通過安裝板66上的一個孔接附于一個蓋板65c。一個圍繞該主桿65b的壓縮彈簧65a將該蓋板65c壓靠在板66上。對于本領域技術人員而言，很清楚，孔-主桿的連接使得該檢測裝置以非常適合的方式靈活定位。通常，提供有四個彈簧元件65，即在每個拐角一個，但也可以采用其它幾何形狀。
為了阻止該安裝板和線性馬達的上端之間的不希望的轉動，沿該馬達延伸一個導向管或棒73，該馬達沿其可以在預定的方向上移動。
一個拉簧80也沿該馬達的位移的方向延伸，使其張緊，以在通電落下時立刻將該馬達從產品拉回，由此防止損壞任何其它通過的產品。對于本領域技術人員而言，很清楚，這個彈簧的強度選擇成，在正常使用中該馬達在任何情況下不受該彈簧阻礙。
在一個未示出的實施例中，可以布置一個作為一個連接件的帶有隨動件的彎曲部件，從而使該檢測裝置在測量期間依隨一明確的彎曲部件運動。
在圖5、6和7中示出略微改進的示例性實施例。
圖5示意性表示在揀選機器上并排安裝的三個線圈單元。帶有芯710的線性馬達的線圈610利用安裝塊800連接到該揀選機器上。兩個最外的馬達連接于檢測裝置5，該檢測裝置可以放置在一個經過的產品上。為適當的放置在該產品上設置有緩沖元件650。同樣利用一線性馬達可以驅動帶有拍打器的中央芯。
圖6和7涉及一光檢測裝置510，特別是具有一光接收裝置900，例如一光纖。這一檢測裝置的一屏蔽罩部分520可以放置在一個經過的產品上，具有兩個帶有安裝塊800的單元、線圈610以及一線性馬達的芯，或具有一線性馬達1000，兩者也安裝在揀選機器上。這樣，可以有效的避免散開的入射光和反射的入射光的聚集或接收。
使用線性馬達的一個優點是能夠適當地選擇諸如速度和質量等參數。已經發現這些實施例能夠以高達每秒鐘10到20個產品的通過速度揀選。
對于本領域技術人員而言，很清楚，在此可以對本發明的示意性的實施例進行一些小的改進，這些改進應理解為不超出所附權利要求書的范圍。
權利要求
1.一種用于確定通常不同尺寸的產品，例如蘋果的特性的系統，該產品在產品運送裝置，例如一輸送設備的輥子上被輸送并通過該系統，該系統包括一個布置成距產品一定距離的檢測裝置，具有發送器部分和接收器部分，以及用于處理到達該系統以及來自該系統的信號的信號處理單元，該信號包括用于確定特性的接收器部分的信號，其特征在于，該系統還包括傳感器，其在產品通過之前掃描每個經過產品的尺寸并產生一對應的掃描信號；以及位移裝置，用于在每個產品通過期間根據每個掃描信號至少將所述檢測裝置的所述接收器部分定位在一明確的距離。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述發送器部分包括拍擊裝置，而所述接收器部分包括麥克風，兩者容放在相同的外殼中。
3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述拍擊裝置包括拍擊桿，所述拍擊桿可在所述導向管內移動，所述拍擊裝置被通電，從而，在所述產品通過期間，所述拍擊桿被移動到所述產品，且在拍擊所述產品之后縮回。
4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述接收器部分包括一容放在一外殼中的麥克風，而所述發送器部分用夾持裝置彈簧安裝在產品輸送裝置之間，且隨同輸送設備一起移動，其包括一個拍擊桿，當通過所述接收器部分時所述拍擊桿離開其平衡位置，拍擊產品并移回。
5.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其特征在于，所述拍擊桿的運動方向是垂直的。
6.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述導向管是一部分帶有線圈外殼和線圈的電磁鐵，所述線圈外殼通過彈簧元件與位移裝置相連。
7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述線圈外殼通過四個彈簧元件與位移裝置相連。
8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述發送器部分和所述接收器部分定位在一明確的距離。
9.根據權利要求8所述的系統，其特征在于，每個所述部分用一線性馬達定位。
10.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述檢測裝置包括一光接收裝置。
11.根據權利要求10所述的系統，其特征在于，對于所述光接收裝置，設置一個屏蔽罩部分。
12.根據權利要求11所述的系統，其特征在于，所述屏蔽罩部分用至少一個線性馬達定位。
13.根據權利要求1-9中任一項所述的裝置，其特征在于，在所述位移裝置內容放一個連接元件，使得各明確的角度位于一設想的大致垂直的平面內。
14.根據權利要求13所述的裝置，其特征在于，所述連接元件包括帶有一隨動件的彎曲部件。
全文摘要
一種用于確定通常不同尺寸的產品，例如蘋果的特性的系統，該產品在產品運送裝置，例如一輸送設備的輥子上被輸送并通過該系統，該系統包括一個布置成距產品一定距離的檢測裝置，具有發送器部分和接收器部分，以及用于處理到達該系統以及來自該系統的信號的信號處理單元，該信號包括用于確定特性的接收器部分的信號，該系統還包括，傳感器，其在產品通過之前掃描每個經過產品的尺寸并產生一對應的掃描信號；以及位移裝置，用于在每個產品通過期間根據每個掃描信號至少將所述檢測裝置的所述接收器部分定位在一明確的距離。采用該系統，可以以有利的方式在線確定水果的特性，例如硬度和糖度。這些特性可以在揀選大量水果期間用作實時挑選標準。
文檔編號G01N21/27GK1444731SQ01813597
公開日2003年9月24日 申請日期2001年5月28日 優先權日2000年5月29日
發明者J·德貝爾德梅克, P·庫克, L·P·克雷澤 申請人:食物制備系統有限公司