专利名称：一种全自动苹果套装机及其使用方法
技术领域：
本发明涉及生活用品，特别涉及一种全自动苹果套装机及其使用方法。
背景技术：
在工业园采摘的水果大多都要远销市场，为了避免在长途运输过程中对水果造成伤害，迫切需要给水果包装上套，避免振荡及摩擦等一切不必要的损坏。目前，市场上大多水果包装套都由手工完成，这样既费人力又费物力。随着生产效率的提高和用人工资的增长，人为手动的苹果套装机孕育而生。但人为手动的苹果套装机必须要人为的手动将苹果在输送机上排放整齐，较为麻烦。其次，所述人为手动的苹果套装机的同步性不好，当所述人为手动的苹果套装机的网套下降时，所述网套下降的速度与苹果前进的速度不够协调，效率较低。进一步的，所述人为手动的苹果套装机采用了内部撑开网套的结构，不能准确的将网套套上苹果，导向性很低。进一步的，所述人为手动的苹果套装机采用较多的电机，不环保且不够经济。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动苹果套装机及其使用方法，以解决现有技术的人为手动苹果套装机速度慢、效率低和准确率低的问题。为解决上述技术问题，本发明提供:一种全自动苹果套装机，包括:网套壳，其中，所述网套壳中包括若干个通长的网套；位于所述网套壳下方的箱体壳；与所述箱体壳连接的圆环形框架；位于所述圆环形框架外侧的移动装套结构；与所述移动装套结构通过一曲柄滑块机构连接的第一步进电机；与所述移动装套结构相对设置的输送机；与所述输送机通过一皮带连接的第二步进电机；位于所述箱体壳前方的红外线传感器；与所述第一步进电机、第二步进电机和红外线传感器连接的单片机控制系统。进一步的，在所述的全自动苹果套装机中，所述箱体壳两侧包括若干个钩子。进一步的，在所述的全自动苹果套装机中，所述圆环形框架包括:若干个定钩、四根定杆和圆环；其中，所述定钩均匀分布在所述定杆上；所述定杆和所述圆环垂直连接。进一步的，在所述的全自动苹果套装机中，所述移动装套结构包括:均匀分布在一空心圆环中的三根电热丝；与所述电热丝连接的齿条；与所述齿条连接的齿轮；
与所述齿轮连接的支撑杆，所述支撑杆固定在所述空心圆环上；固定在所述空心圆环上的涡卷弹簧架；固定在所述涡卷弹簧架内圈中的接触性平面涡卷弹簧；与所述接触性平面涡卷弹簧连接的齿轮轴；与所述齿轮轴固定连接的皮带轮；绕在所述皮带轮上的软钢丝绳；所述软钢丝绳与所述圆环连接。进一步的，在所述的全自动苹果套装机中，所述移动装套结构还包括:弹簧、动钩、动杆和镀锌钢丝绳；其中，所述弹簧一端固定在所述动杆上，另一端套在所述动钩的圆孔中；所述动钩一端穿过所述动杆的弧形孔，另一端与所述镀锌钢丝绳连接；所述镀锌钢丝绳与另一端与所述箱体壳连接；所述动杆与所述空心圆环连接。进一步的，在所述的全自动苹果套装机中，所述输送机上设有若干个均匀间隔排列的凹形浅圆盘。同时，本发明还提供一种全自动苹果套装机使用方法，使用所述的全自动苹果套装机，包括:从网套壳中拉出网套，将网套在箱体壳中撑开并在圆环形框架中完全撑开；第一步进电机通过所述曲柄滑块机构推动所述移动装套结构上升勾住在圆环形框架中完全撑开的网套；所述移动装套结构拉住所述在圆环形框架中完全撑开的网套下降；第二步进电机推动输送机运动，当输送机上的苹果位于所述移动装套结构正下方时，所述移动装套结构上升并勾住在圆环形框架中完全撑开的网套向下运动给所述苹果装套。进一步的，在所述的全自动苹果套装机使用方法中，所述箱体壳两侧包括若干个钩子；所述圆环形框架包括:若干个定钩、四根定杆和圆环；从网套壳中拉出网套，将网套在箱体壳中撑开并在圆环形框架中完全撑开的步骤中，所述箱体壳两侧的钩子将所述网套撑开，最终在所述圆环形框架中被完全撑开，并挂在所述定钩上。进一步的，在所述的全自动苹果套装机使用方法中，所述移动装套结构包括:空心圆环、三根电热丝、齿条、齿轮、支撑杆、涡卷弹簧架、接触性平面涡卷弹簧、齿轮轴、皮带轮和软钢丝绳；所述移动装套结构拉住所述在圆环形框架中完全撑开的网套下降的步骤包括:第一步进电机推动移动装套结构下降，所述软钢丝绳先伸长后拉紧并带动所述齿轮旋转；所述齿轮带动所述齿条向空心圆环的圆心平动，从而使所述三根电热丝收缩，切断下降的在圆环形框架中完全撑开的网套，同时围绕在所述齿轮轴的接触性平面涡卷弹簧旋紧，所述涡卷弹簧架跟随圆环下降到最大位置。
进一步的，在所述的全自动苹果套装机使用方法中，所述移动装套结构还包括:弹簧、动钩、动杆和镀锌钢丝绳；第二步进电机推动输送机运动，当输送机上的苹果位于所述移动装套结构正下方时，用在圆环形框架中完全撑开的网套给所述苹果装套的步骤还包括:所述镀锌钢丝绳拉紧，所述动钩在所述动杆的弧形孔中向上滑动，且所述弹簧伸长;当输送机上的苹果位于所述移动装套结构正下方时，所述移动装套结构向下运动到最低位置，所述镀锌钢丝绳伸长变直且带动所述动钩向上滑动直至动钩的尖端部分退回所述动杆的弧形孔中，以致在圆环形框架中完全被撑开的网套在失去动钩的束缚后收缩，从而给苹果装套。本发明提供的一种全自动苹果套装机及其使用方法，具有以下有益效果:本发明采用第二步进电机和第一步进电机保证了输送机水平运动和移动装套结构垂直运动的协调同步，提高了效率。此外，在输送机上设有若干个均匀间隔排列的凹形浅圆盘，这样使得苹果在输送机上不随意滚动，排放整齐；且在给苹果装套的瞬间，凹形浅圆盘可以防止苹果因保持其惯性向后或向前滚动。进一步的，采用涡卷弹簧架、接触性平面涡卷弹簧等器械，充分利用了弹簧的弹性势能，将弹簧与电机相结合，将一个动力源转换成两个动力装置，起到了节约、经济和环保的作用。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:图1是本发明实施例的全自动苹果套装机的局部结构示意图；图2是本发明实施例的全自动苹果套装机的整体结构示意图；图3是本发明实施例的全自动苹果套装机的网套壳的结构示意图；图4是本发明实施例的全自动苹果套装机的箱体壳的结构示意图；图5是本发明实施例的全自动苹果套装机的圆环形框架的结构示意图；图6是本发明实施例的全自动苹果套装机的移动装套结构的结构示意图；图7是本发明实施例的全自动苹果套装机的移动装套结构的结构示意图；图8是本发明实施例的全自动苹果套装机的移动装套结构的结构示意图；图9是本发明实施例的全自动苹果套装机的移动装套结构的结构示意图；图10是本发明实施例的全自动苹果套装机的通过一曲柄滑块结构和移动装套结构连接的第一步进电机的结构示意图；图11是本发明实施例的全自动苹果套装机的输送机的结构示意图；图12是本发明实施例的全自动苹果套装机使用方法的电热丝收缩的结构示意图；图13是本发明实施例的全自动苹果套装机使用方法的动钩收回的结构示意图；图14是本发明实施例的全自动苹果套装机使用方法的起始状态示意图；图15是本发明实施例的全自动苹果套装机使用方法的结束状态示意图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种全自动苹果套装机及其使用方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。如图1和图2所示，一种全自动苹果套装机，包括:网套壳11，其中，所述网套壳11中包括若干个通长的网套；位于所述网套壳11下方的箱体壳12;与所述箱体壳12连接的圆环形框架13 ；位于所述圆环形框架13外侧的移动装套结构14 ；与所述移动装套结构14通过一曲柄滑块机构15连接的第一步进电机16 ；与所述移动装套结构14相对设置的输送机17 ；与所述输送机17通过一皮带18连接的第二步进电机19 ；位于所述箱体壳12前方的红外线传感器；与所述第一步进电机13、第二步进电机19和红外线传感器连接的单片机控制系统，所述单片机控制系统用于感应是否有苹果到来以及控制与之相连的第一步进电机16和第二步进电机19的运动。如图3所示，其是网套壳11的结构示意图。由于网套是缠绕成圆盘状的，所有网套壳也为圆盘状，用于放置网套。当需要给苹果套装时，网套便从网套壳的下端拉出。如图4所示，其是箱体壳12的结构示意图。所述箱体壳12位于网套壳的正下方，且所述箱体壳两侧包括若干个按序排放的硬质塑料制成的钩子41。所述钩子41用于当网套被拉出时，能够被适当的撑开，是网套完全被撑开的过渡期。如图5所示，其是圆环形框架13的结构示意图。所述圆环形框架13包括:若干个定钩51、四根定杆52和圆环53 ;其中，所述定钩51均匀分布在所述定杆52上；所述定杆52和所述圆环53垂直连接，且四根定杆52分别均匀地置于圆环53的四个方位。当需要给苹果装套时，网套从被网套壳拉出，经过箱体壳，最终挂在定钩51上被完全撑开。余下的网套在定钩51的作用下，保持撑开的状态，等待下一次被调用，周而复始。如图6、7和8所示,其是移动装套结构14的结构示意图。移动装套结构14包括:均匀分布在一空心圆环61中的三根电热丝62 ；与所述电热丝62连接的齿条63 ；与所述齿条63连接的齿轮64 ；与所述齿轮64连接的支撑杆65，所述支撑杆65固定在所述空心圆环61上；固定在所述空心圆环61上的涡卷弹簧架66 ；固定在所述涡卷弹簧架66内圈中的接触性平面涡卷弹簧67 ；与所述接触性平面涡卷弹簧67连接的齿轮轴68 ；与所述齿轮轴68固定连接的皮带轮；绕在所述皮带轮上的软钢丝绳69 ;所述软钢丝绳69与所述圆环连接。
如图9所示，其是移动装套结构14的结构示意图。移动装套结构14还包括:弹簧91、动钩92、动杆93和镀锌钢丝绳94 ;其中，所述弹黃91 一端固定在所述动杆93上,另一端套在所述动钩92的圆孔中；所述动钩92 —端穿过所述动杆93的弧形孔，另一端与所述镀锌钢丝绳94连接；所述镀锌钢丝绳94的另一端与所述箱体壳连接；所述动杆93与所述空心圆环61连接。如图10所示，其是通过一曲柄滑块结构和移动装套结构连接的第一步进电机的结构示意图。所述曲柄滑块结构将第一步进电机16的转动转化滑块竖直方向上的直线运动，从而带动移动装套结构向下运动，给输送机上的苹果装套。所述曲柄滑块结构包括:曲柄101、连杆102、滑块103和导轨104 ;其中，所述曲柄101通过转动副和所述第一步进电机16连接；所述连杆102—端通过转动副和所述曲柄101连接，另一端固定在空心圆环61上；所述滑块103通过转动副和所述连杆102连接；所述导轨104通过移动副和所述滑块103连接；如图11所示，其是输送机17的结构示意图。所述输送机17上设有若干个均匀间隔排列的凹形浅圆盘111。同时，本发明还提供一种全自动苹果套装机使用方法，使用所述的全自动苹果套装机，包括:步骤一:从网套壳中拉出网套，将网套在箱体壳中撑开并在圆环形框架中完全撑开；具体的，当需要给苹果套装时，网套便从网套壳的下端拉出，所述箱体壳两侧的钩子将所述网套撑开，最终在所述圆环形框架中被完全撑开，并挂在所述定钩上。余下的网套在定钩的作用下，保持撑开的状态，等待下一次被调用，周而复始。步骤二:第一步进电机通过所述曲柄滑块机构推动所述移动装套结构上升勾住在圆环形框架中完全撑开的网套；步骤三:所述移动装套结构拉住所述在圆环形框架中完全撑开的网套下降；具体的，第一步进电机推动移动装套结构下降，所述软钢丝绳先伸长后拉紧并带动所述齿轮旋转；所述齿轮带动所述齿条向空心圆环的圆心平动，从而使所述三根电热丝收缩，切断下降的在圆环形框架中完全撑开的网套，同时围绕在所述齿轮轴的接触性平面涡卷弹簧旋紧，开始储备弹性势能，当所述涡卷弹簧架跟随圆环下降到最大位置时，所示电热丝收缩情况如图12所示。同理，当所述涡卷弹簧架上升，所述软钢丝绳渐渐变松，由于所述接触性平面涡卷弹簧具有一定的弹性势能，所述接触性平面涡卷弹簧能够渐渐旋开变松，同时与之相连的齿轮轴和齿轮开始反向转动，通过齿条的传动，带动所述电热丝远离圆心，从而使得电热丝再次收回，退回到上述空心圆环中，整个结构回到原始状态。步骤四:第二步进电机推动输送机运动，当输送机上的苹果位于所述移动装套结构正下方时，用在圆环形框架中完全撑开的网套给所述苹果装套。
具体的，当移动装套结构上升去勾在圆环形框架中完全撑开的网套的时候，镀锌钢丝绳伸长，弹簧处于原长状态，动钩向里伸出一定的长度，如图9所示。当移动装套结构上升到一定的高度，动钩插入网套上的孔的时候，移动装套结构带着网套向下运动，此时，软钢丝绳也跟着伸长而带动电热丝收缩，从而切断网套，当移动装套结构继续向下运动，此时镀锌钢丝绳开始拉紧，动钩开始在动杆的弧形孔中斜着向上滑动，紧接着弹簧开始伸长，储存弹性势能，当移动装套结构向下运动到正下方托盘中的苹果完全被移动装套结构包裹住的时候，所述镀锌钢丝绳变直且带动所述动钩斜向上运动直至动钩的尖端部分退回所述动杆的弧形孔中，如图13所示，此时摆脱束缚的网套开始收缩，从而套住苹果。进一步的，在输送机上有水平排列的凹形浅圆盘，在给苹果装套的时候，要将苹果依次放在凹形浅圆盘之中，其作用是使苹果在输送机上排放整齐，且当苹果随着输送机加速和当移动装套结构给瞬间停下的圆盘中的苹果装套的时候，圆盘可以防止苹果因保持其惯性向后、向前滚动。当移动装套带着网套向下移动时，水平输送机在第二步进电机的带动下向前运动，并且二者的速度己经经过计算且已被控制好，具有良好的同步协调性，能使输送机在盘中的苹果被装套片刻停止，且当移动装套装置升起的时候，输送机恢复运动，周而复始。进一步的，当苹果装套装置上的红外传感器发现有苹果随着输送机上的凹形浅圆盘运动过来时，红外传感器马上将信号传递到与之相连的单片机控制系统，通过单片机控制系统对信号的分析处理，立即将指令传递给与曲柄滑块机构相连的第一步进电机，使其开始工作。当第一步进电机开始工作时，通过转动副连接的曲柄便开始在平面内转动，从而带动连杆做平面运动。而此时通过转动副与之相连的滑块便沿着竖直轨道向下做直线运动，从而带动移动装套向下运动给凹形浅圆盘中的苹果进行装套。而在移动装套向下运动开始包住苹果，给苹果装套到移动装套的圆环结构上升离开苹果的瞬间，带动输送机的第二步进电机停止工作，此时只进行苹果的装套工作。当移动装套结构完成对的苹果装套且上升离开苹果时，第二步进电机开始恢复工作，带动凹形浅圆盘继续向前运动。而此时完成装套工作的移动装套，便在第一步进电机的带动下通过曲柄滑块机构使其沿着竖直轨道向上运动，回到初始位置。虽然该装套过程用到了两个步进电机，但是在预先编好程序的控制系统的指导下，两个过程完全能协调、同步地进行，实现苹果的装套。如图14和15所示，本发明充分利用了圆环形结构，将上方的四根定杆及下方的四根动杆均匀分布在一个圆环上，定杆上的定钩及动杆上能上下移动的动钩能很好的勾住并撑开网套，且随着圆环和动杆的上下移动而带动网套向下运动，从而对苹果进行精确、完整的装套。固定在圆环上的电热丝在涡卷弹簧和齿轮机构的带动下能自由地收缩并且切断网套，不需要丝杠电机提供动力。动杆上能够斜着上下移动的动钩的一端能很好地勾住网套，另一端则在弹簧和镀锌钢丝绳的作用下能自如的斜着上下移动，且与动杆和圆环的运动方向相反，如此便避免了电机的重复使用，从而在低能耗的前提下，实现了机械给苹果装套。上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
权利要求
1.一种全自动苹果套装机，其特征在于，包括: 网套壳，其中，所述网套壳中包括若干个通长的网套； 位于所述网套壳下方的箱体壳； 与所述箱体壳连接的圆环形框架； 位于所述圆环形框架外侧的移动装套结构； 与所述移动装套结构通过一曲柄滑块机构连接的第一步进电机； 与所述移动装套结构相对设置的输送机； 与所述输送机通过一皮带连接的第二步进电机； 位于所述箱体壳前方的红外线传感器； 与所述第一步进电机、第二步进电机和红外线传感器连接的单片机控制系统。
2.根据权利要求1所述 的全自动苹果套装机，其特征在于，所述箱体壳两侧包括若干个钩子。
3.根据权利要求1所述的全自动苹果套装机，其特征在于，所述圆环形框架包括:若干个定钩、四根定杆和圆环；其中， 所述定钩均匀分布在所述定杆上； 所述定杆和所述圆环垂直连接。
4.根据权利要求3所述的全自动苹果套装机，其特征在于，所述移动装套结构包括: 均匀分布在一空心圆环中的三根电热丝； 与所述电热丝连接的齿条； 与所述齿条连接的齿轮； 与所述齿轮连接的支撑杆，所述支撑杆固定在所述空心圆环上； 固定在所述空心圆环上的涡卷弹簧架； 固定在所述涡卷弹簧架内圈中的接触性平面涡卷弹簧； 与所述接触性平面涡卷弹簧连接的齿轮轴； 与所述齿轮轴固定连接的皮带轮； 绕在所述皮带轮上的软钢丝绳； 所述软钢丝绳与所述圆环连接。
5.根据权利要求4所述的全自动苹果套装机，其特征在于，所述移动装套结构还包括:弹簧、动钩、动杆和镀锌钢丝绳；其中， 所述弹簧一端固定在所述动杆上，另一端套在所述动钩的圆孔中； 所述动钩一端穿过所述动杆的弧形孔，另一端与所述镀锌钢丝绳连接； 所述镀锌钢丝绳的另一端与所述箱体壳连接； 所述动杆与所述空心圆环连接。
6.根据权利要求1所述的全自动苹果套装机，其特征在于，所述输送机上设有若干个均匀间隔排列的凹形浅圆盘。
7.一种全自动苹果套装机使用方法，使用如权利要求1所述的全自动苹果套装机，其特征在于，包括: 从网套壳中拉出网套，将网套在箱体壳中撑开并在圆环形框架中完全撑开； 第一步进电机通过所述曲柄滑块机构推动所述移动装套结构上升勾住在圆环形框架中完全撑开的网套； 所述移动装套结构拉住所述在圆环形框架中完全撑开的网套下降； 第二步进电机推动输送机运动，当输送机上的苹果位于所述移动装套结构正下方时，所述移动装套结构上升并勾住在圆环形框架中完全撑开的网套向下运动给所述苹果装套。
8.根据权利要求7所述的全自动苹果套装机使用方法，其特征在于， 所述箱体壳两侧包括若干个钩子； 所述圆环形框架包括:若干个定钩、四根定杆和圆环； 从网套壳中拉出网套，将网套在箱体壳中撑开并在圆环形框架中完全撑开的步骤中，所述箱体壳两侧的钩子将所述网套撑开，最终在所述圆环形框架中被完全撑开，并挂在所述定钩上。
9.根据权 利要求8所述的全自动苹果套装机使用方法，其特征在于，所述移动装套结构包括:空心圆环、三根电热丝、齿条、齿轮、支撑杆、涡卷弹簧架、接触性平面涡卷弹簧、齿轮轴、皮带轮和软钢丝绳； 所述移动装套结构拉住所述在圆环形框架中完全撑开的网套下降的步骤包括: 第一步进电机推动移动装套结构下降，所述软钢丝绳先伸长后拉紧并带动所述齿轮旋转； 所述齿轮带动所述齿条向空心圆环的圆心平动，从而使所述三根电热丝收缩，切断下降的在圆环形框架中完全撑开的网套，同时围绕在所述齿轮轴的接触性平面涡卷弹簧旋紧，所述涡卷弹簧架跟随圆环下降到最大位置。
10.根据权利要求9所述的全自动苹果套装机使用方法，其特征在于，所述移动装套结构还包括:弹簧、动钩、动杆和镀锌钢丝绳； 第二步进电机推动输送机运动，当输送机上的苹果位于所述移动装套结构正下方时，用在圆环形框架中完全撑开的网套给所述苹果装套的步骤还包括: 所述镀锌钢丝绳拉紧，所述动钩在所述动杆的弧形孔中向上滑动，且所述弹簧伸长； 当输送机上的苹果位于所述移动装套结构正下方时，所述移动装套结构向下运动到最低位置，所述镀锌钢丝绳变直且带动所述动钩斜向上运动直至动钩的尖端部分退回所述动杆的弧形孔中，以致在圆环形框架中完全撑开的网套失去动钩的束缚而收缩，从而给苹果装套。
全文摘要
本发明提供了一种全自动苹果套装机及其使用方法，包括从网套壳中拉出网套，将网套在箱体壳中撑开并在圆环形框架中完全撑开；第一步进电机通过所述曲柄滑块机构推动所述移动装套结构上升勾住在圆环形框架中完全撑开的网套；所述移动装套结构拉住所述在圆环形框架中完全撑开的网套下降；第二步进电机推动输送机运动，当输送机上的苹果位于所述移动装套结构正下方时，所述移动装套结构上升并勾住在圆环形框架中完全撑开的网套向下运动给所述苹果装套。本发明采用第一步进电机和第二步进电机保证了输送机水平运动和移动装套结构垂直运动的协调同步，提高了效率。
文档编号B65B35/44GK103204260SQ20131016145
公开日2013年7月17日 申请日期2013年5月3日 优先权日2013年5月3日
发明者武宏泰, 邵兵, 赵若云, 李 诚, 戴晶晶, 屠佳华, 袁融 申请人:上海电机学院