一种苹果姿态精调装置及姿态调整设备的制作方法

本发明涉及苹果加工技术领域，一种苹果姿态精调装置及姿态调整设备。

背景技术：

在国内市场上并未出现成型专用包装设备。目前在苹果产业中苹果利润极低，很多企业为了提高收益，渐渐地走向高端化市场，因此，企业对苹果包装的要求也渐渐提高。目前，套网套包装工作基本由人工完成，人工为了实现精包装的要求，就会相应的牺牲一些时间，降低工作效率，并且人工费用逐渐上升，苹果包装行业人口老龄化问题也日益增强，该行业急需能够精确包装苹果的自动化设备。苹果姿态精确调整装置的出现，为实现精确包装苹果的自动化设备做下铺垫，实现苹果自动化精包。

在国内市场上并未出现类似的专门调整苹果姿态的设备。但是关于苹果清洗、筛选、分级等其他环节已经比较完善。而且经过调查，许多高校已经在研发自己的产品，虽然还未能投入市场，但是已经在做出尝试。经查阅现在存在苹果摆正的装置，其主要工作原理是利用苹果的特殊形状，利用苹果两端的凹口，采用摩擦球与其摩擦，使苹果在槽内翻转，当摩擦球与苹果的两个凹口接触后，自然不会再转动苹果，使其实现果顶端或者果蒂端朝上的状态。

现已存在一些解决调整苹果姿态的方案。例如上文提及的摩擦球摆正的方案，以及一些图像处理的方案，但是并为应用到实际生产中，在实际的生产中还是以人工为主。现有技术的缺点就是纯人工操作，费时费力，效率低下，耗费大量人工劳动力，大大增加了成本。同时，现有的摩擦球摆正苹果的方案，适合处理大批量包装精度并不是特别高的苹果包装，此方案只能保证苹果的果蒂端或者果顶端朝上的姿态，并不能保证所有的苹果全部为统一的姿态，例如要求在苹果包装时，全部苹果的果顶端朝上。另外，现有的图像处理的方案采用的处理方式基本上都是以图像处理为主，检测出苹果的姿态后采用简单的机械结构对苹果进行翻转，效率较低，不适合自动化流水线生产。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提出了一种可以连续不间断对苹果姿态进行精确调整的苹果姿态精调装置及姿态调整设备。

本发明所采用的技术方案是：一种苹果姿态精调装置，包括：

机架；

转动机构，可转动安装在支架上；

多个翻转机构，呈环形等距均布安装在转动机构的外周；

和凸轮，安装在机架上，并位于转动机构的内侧，被配置为驱使翻转机构夹装苹果；

所述翻转机构包括：

滑座，固定在转动机构；

两组滑架，可相对滑动的安装在滑座上；

两个装夹转盘，分别可转对安装在两组滑架上，并相对设置；

翻转电机，安装在其中一个滑架上并与该滑架上的装夹转盘驱动连接；

拉簧，两端分别于两组滑架连接，被配置为夹合两组滑架；

和三连杆机构，设置在滑架上，其中两端分别于两组滑架铰接，另一端延伸至凸轮处。

通过上述技术方案设计，可实现对苹果的连续性翻转摆正作业，统一调整苹果的朝向。

进一步地，所述三连杆机构包括三根端部通过轴销枢接的杆一、杆二和杆三，所述杆一和杆二的另一端分别与两组滑架铰接，杆三的另一端延伸至凸轮处，所述滑座的侧面具有可使杆三穿过的滑腔座。采用三连杆结构设计，可灵活的控制两组滑架的开合。

进一步地，所述杆三与另外两个杆体连接端的侧面具有可与滑腔座限位的台阶。通过设计限位结构，可方便的限制两组滑架的相对距离。

进一步地，所述机架为两组相对设置的支撑架，所述转动机构包括分别安装在两组支撑架上的两个转盘，两个转盘相对设置。

本发明还提供了一种姿态调整设备，其特征在于，包括：

主机架；

上料带，设置于主机架上的一端；

粗调装置，设置于主机架上，并位于上料带的出料侧，被配置为接收上料带输出的苹果并将其调整为果顶端或果蒂端朝上放置；

和姿态精调装置，设置于机架上，并位于粗调装置的另一侧；

所述姿态精调装置为上述技术方案中任意一项苹果姿态精调装置。

通过上述技术方案设计，先采用粗调将苹果摆放位置放正，在利用精调装置装置将苹果统一摆正，可实现连续性摆正作业，而且效率高、效果好，可有限提高包装的精美度。

进一步地，还包括设置于粗调装置出料端的红外对管检测装置。

通过设置红外对管检测装置可准确识别苹果摆放的朝向，以辅助姿态精调装置准确的进行苹果翻转摆正，有效保证了摆正的精确性。

进一步地，所述粗调装置包括：

倾斜输送带，沿姿态精调装置向上倾斜设置于主机架上；

水平输送带，设置于倾斜输送带与姿态精调装置之间；

毛刷，设置于倾斜输送带的上方。

进一步地，还包括设置于姿态精调装置另一侧的出料输送带。

进一步地，在主机架靠近出料输送带端设置有上套装箱机构。

进一步地，所述粗调装置和粗调装置均至少设置有两组。通过两组结构设计，进而进一步提高加工效率。

本发明与现有技术相比较，其具有以下有益效果：

本发明的苹果姿态精调装置及姿态调整设备可以连续不间断的进行摆正工作，使其处于完全统一的姿态，实现真正的摆正，为苹果自动化包装行业提供有力的技术支持，实现自动化精包装，整体结构巧妙、合理，工作效率较高，快速灵活，相对于传统的摩擦摆正的设备，效率提高了37％以上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明中苹果姿态精调装置的结构示意图；

图2为本发明中翻转机构的结构示意图；

图3为本发明中翻转机构与凸轮的结构示意图；

图4为本发明中凸轮的结构示意图；

图5为本发明中凸轮的安装示意图；

图6为本发明中姿态调整设备的结构示意图；

图7为本发明中粗调装置的结构示意图；

图8为本发明中姿态调整设备设有上套装箱机构时的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1-图5所示的一种苹果姿态精调装置，包括机架、转动机构、多个翻转机构1和凸轮4；所述转动机构可转动安装在支架上，并且转动机构配备有用于驱动其转动的驱动机构；多个翻转机构1呈环形等距均布安装在转动机构的外周，用于夹取摆放好的苹果，将苹果翻转成果蒂端朝上输送给上套装箱机构；凸轮4安装在机架上，并位于转动机构的内侧，被配置为驱使翻转机构夹装苹果。

具体的，所述机架为两组相对设置的支撑架2，所述转动机构为两个相对设置转盘3，两个转盘3分别安装可转动地安装在两组支撑架2上的。

值得注意的是，凸轮4具有两个凸出部位401、402，分别用于驱使翻转机构夹取苹果和放下苹果。凸轮4通过一固定轴5与右侧支撑架2固定，固定轴5是固定在右侧支撑架2的右侧，右侧的转盘3可转动安装在该固定轴5，凸轮4固定在固定轴5上并位于两个转盘3之间的中部位置处，左侧的转盘3通过转轴6可转动与左侧的支撑架2连接，左右两个转盘3通过翻转机构的滑座相互连接，实际应用时，通过驱动装置驱动转轴6转动，进而带动两个转盘3以及翻转机构1转动。固定轴5与右侧支撑架2和凸轮4为固定链接，凸轮4始终以固定位置设于两个转盘3直接。在其它一些实施方式中，为了可以使固定轴5稳定性更好以固定好凸轮4的位置，在两个转盘3的内侧分别安装可使固定轴5穿过的轴座7，两个轴座7分别位于凸轮的两端，固定轴与轴座7的轴孔之间采用轴承配合，以实现固定轴5的径向定位，由于轴座7固定在转盘3并与固定轴5可转动配合，在转盘3转动时可带着轴座7一起转动。

在本实施例中，参阅图2，所述翻转机构1包括滑座101、两组滑架102、两个装夹转盘103、拉簧104、三连杆机构和翻转电机105；其中，三连杆机构包括三根端部通过轴销枢接的杆一106、杆二107和杆三108；所述滑座101的两端分别与两个转盘3固定；两组滑架102可相对滑动的安装在滑座101上，并朝向转盘3的外环侧；两个装夹转盘103分别可转对安装在两组滑架102上，并且相对设置；翻转电机105安装在其中一个滑架102上并与该滑架102上的装夹转盘103驱动连接；拉簧104两端分别与两组滑架102连接用于夹合两组滑架10；所述杆一106和杆二107的另一端分别与两组滑架102铰接，杆三108的另一端延伸至凸轮处，当杆三108转动至凸轮的凸出部位401、402时，杆三108向背离凸轮侧顶，进而通过杆一106和杆二107撑开两个装夹转盘103，在杆三108离开凸轮的凸出部位401、402时，在拉簧104的作用下，两个装夹转盘103相互靠拢；通过两个装夹转盘103的撑开和夹合以实现装夹苹果，在装夹转盘103夹住苹果时，通过翻转电机105驱动装夹转盘103转动进而实现翻转苹果，以实现调整苹果的姿态。

进一步的，在所述滑座101的侧面具有可使杆三108穿过的滑腔座109，并且所述杆三108与另外两个杆体连接端的侧面具有可与滑腔座109限位的台阶110，在滑腔座109与台阶110的限位作用下，杆三108可在限位处顶住杆一106和杆二107，进而控制两个装夹转盘103靠拢的距离。

更具体的，滑座101上具有滑轨，滑架102具有与滑轨配合的滑块部位，通过滑轨与滑块使滑架102活动安装在滑座101；滑架102的顶端安装有轴座，装夹转盘103通过其一侧的转轴与轴座可转动安装，翻转电机105是与该转轴驱动连接以驱动装夹转盘103转动。

本发明在实际应用时，在苹果的进料位置处设置红外对管检测装置，以检测苹果的果蒂端朝上或朝下，并且红外对管检测装置和各翻转机构1的翻转电机105均通过可编程控制器进行控制。具体的，转动机构顺时针转动的左侧为装夹侧，右侧为卸料侧，凸轮的凸出部位401、402分别位于装夹侧和卸料侧，当翻转机构1转动至接近装夹侧时，杆三108端部转至凸出部位401处由其将杆三108顶出，以撑开两组滑架102使两个装夹转盘103撑开的距离可容纳苹果，当翻转机构1快要连接苹果所在外置时，杆三108端部离开凸出部位401，两个装夹转盘103夹合，从而夹住苹果并且将苹果夹走，在转动机构驱动翻转机构1转动至接近卸料侧时，杆三108端部转至凸出部位402处由其将杆三108顶出，撑开两组滑架102使两个装夹转盘103撑开将苹果卸于卸料位置，杆三108端部离开凸出部位402后，两个装夹转盘103恢复到原始位置。在转动机构驱动翻转机构1运动至卸料侧的过程中，翻转电机105同时驱动装夹转盘103进行转动，使卸下的苹果果蒂端朝于上方，通过可编程控制器控制翻转电机105驱使装夹转盘103以特定的角度进行翻转，在本实施例中，以转动机构的轴向为中心，以装夹位置处与卸料位置处的角度为n,当红外对管检测装置检测到装夹时的苹果果蒂端朝上时，翻转电机105则驱动装夹转盘103向转动机构转向的反向翻转n度即可，当红外对管检测装置检测到装夹时的苹果果顶端朝上时，翻转电机105则驱动装夹转盘103向转动机构转向的反向翻转180+n度，从而精确调整苹果的摆放姿态，以便于后续的套网装箱作业。

本实施例中的驱动机构为设置在其中一支撑架2上的电机，电机与该支撑架2上的转盘3驱动连接以带动转动机构转动，进而带动多个翻转机构1绕两个转盘3的轴线转动。

本发明另一方面，还提供了一种姿态调整设备，参阅图6-图8，其包含了上述苹果姿态姿态精条装置，并增设了粗调装置，具体包括主机架201、上料带202、粗调装置和姿态精调装置203：所述上料带202设置于主机架201上的一端；粗调装置设置于主机架201上，并位于上料带202的出料侧，用于接收上料带202输出的苹果并将其调整为果顶端或果蒂端朝上放置；姿态精调装置203设置于主机架201上，并位于粗调装置的另一侧；在进行苹果套网装箱作业前，通过其对苹果的姿态进行精确调整，苹果上料带202上料输送至粗调装置上，在粗调装置上对苹果进行姿态粗调，使苹果的果蒂端或果顶端朝上摆设好并传送给姿态精调整装置203，在姿态精调装置203调整后使所有苹果的果蒂端统一朝上。

在本实施例中，所述粗调装置包括倾斜输送带204、水平输送带205和毛刷206；所述倾斜输送带204沿姿态精调装置203侧向上倾斜设置于主机架201上；水平输送带205设置于倾斜输送带204与姿态精调装置203之间；毛刷206通过固定在主机架201上的安装架208设置于倾斜输送带204的上方，在进行苹果姿态粗调时，苹果由上料带202送至倾斜输送带204上，倾斜输送带204向上倾斜传输，由于苹果其周向类似圆形结构，在倾斜状态下，当果蒂端或者果顶端与斜面接触时，苹果不会发生滚动，当苹果的侧面，即果肉部分与斜面相接触时，苹果就会发生滚动直至其滚动至果蒂端或者果顶端与斜面接触时，并且在倾斜输送带204的上方设置毛刷206，使苹果更好的翻转至果蒂端或者果顶端与斜面接触的状态，在此状态下的苹果输送至倾斜输送带204顶部直至输送到水平输送带205，从而完成苹果姿态的粗调，并由水平输送带输205送给姿态精调整装置203进行苹果姿态精调。

更具体的，倾斜输送带204是通过一侧的安装座的高度高于另一侧的高度形成倾斜结构，在机架在安装有位于倾斜输送带204两侧的挡板209，在挡板209内侧的中部位置处设置有限位轮210，通过限位轮可将输送带的上侧带面下压形成水平段211和倾斜段212，水平段211为靠近上料带202侧，通过设置水平段211以实现更好的上料和防止苹果滚落的时候直接滚回上料带202。

值得注意的是，水平输送带205的带面宽度小于苹果的直径，并且其接近姿态精调装置203端的端部位于姿态精调装置203的两个装夹转盘103装夹空间内。

还需要注意的是，在倾斜输送带204与水平输送带205斜街处两侧设置有两个出料挡板215，两个出料挡板215之间为苹果输出通道213，水平输送带204端的输出通道213口部小于另一端的口部，该口部只允许一个苹果通过，从而使苹果呈单列状态输送至水平输送带205上

在本实施例中，所述上料带202采用波浪形输送带，从而更好的将苹果输送给粗调装置上。

在本实施例中，主机架201上还设置有用于检测苹果的果蒂端或果顶端朝上的红外对管检测装置214，以配合姿态精调整装置203进行苹果的姿态精调，红外对管检测装置214位于水平输送带205靠近姿态精调整装置203端的一侧；实际应用时，红外对管检测装置214与各翻转电机105均通过连接可编程控制器进行控制，由于苹果的果蒂端的投影面积大于果顶端投影面积，进而通过红外对管检测装置214进行检测识别，以通过姿态精调整装置203进行精准调整。

在本实施例中，在姿态精调装置203的另一侧设置有出料输送带207，出料输送带207带面宽度小于苹果的直径，并且其接近姿态精调装置203端的端部位于姿态精调装置203的两个装夹转盘103装夹空间内，通过出料输送带207将调整好姿态的苹果输出。

为了更好的提高效率，粗调装置和姿态精调装置203均至少设置有两组，并均以上述结构进行布设；在设置两组的基础上，为了更加简化驱动结构，粗调装置的倾斜输送带204和水平输送带205的驱动轴采用联轴结构设计，姿态精调整装置203的转轴6也采用联轴设计，故而两组装置可以采用同一驱动源驱动。

在一些实施方式中，在主机架201上上料带202的上料端设置有料斗215。

在一些实施方式中，可在主机架201靠近出料输送带207端设置有上套装箱机构300，进而实现将调整好姿态的苹果迅速进行装箱。上套装箱机构300包括架体，设置于架体上的套网装置和装箱装置，及设于架体上方的套网机械手和装箱机械手，套网机械手将出料输送带上的苹果抓取到套网装置进行上网套，装箱机械手将上好网套的苹果抓取到装箱装置上的箱体内，通过整合上套装箱机构，从而构成了完整的苹果包装工序。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。