一种网套撑开装置及全自动苹果套网套装箱系统的制作方法

本发明涉及一种装箱系统，具体是一种网套撑开装置及全自动苹果套网套装箱系统。

背景技术：

苹果套网套装箱工作，技术含量低，劳动强度高，工作量较大，工作时间较长，每日工作9-10小时。因此，该行业工作人员以中老年女性为主，平均年龄在50岁左右，年轻人一般不愿从事此类工作，国内又处在人口老龄化阶段，所以在将来若无自动化设备替代人工包装，解放劳动力，降低工人劳动强度，这一行业将面临工作人员短缺，造成用工荒。

现在，苹果套网套装箱机已经具有了初步的实现方案，苹果套网套装箱机的用途是将筛选好的苹果进行套网套和装箱的包装处理。

如201810535875.x所公开的一种全自动苹果套网套装箱机、201810535977.1所公开的一种撑网套装置及具有其的全自动苹果套网套装箱机、201810535976.7所公开的一种自动化苹果套网套装箱机，在以上列出的专利方案中，采用板式传送带进行输送，存在传送带输送不稳定，阻力过大的问题，撑网套装置采用侧向受切向力开口，存在开口大小不一致的问题。

具体的来说，传送带在运转时存在卡顿、速度不均匀和下垂严重的问题，主要原因就是其采用板式传送带，由于撑网套机构整体重量较重，若将全部撑网套装置安装到传送带上，不仅需要更大功率的电机，而且对传送带的材质也要有更高的要求；

采用斜铁来实现开口，会增大传动带的阻力，撑网套装置在传送带上经过斜铁时，需要有一定的切向力才能将其撑开，该设计更进一步的提高了整体装置对传送带配置的要求，同时其精度也较低，传送带在安装的过程中虽然已经加以限位，阻止传送带在传送过程中发生偏移，但是由于撑网套装置对角度变化及传送带偏移距离比较敏感，只要两个撑网套装置偏转的角度稍微出现误差，那么两个撑网套装置开口的大小就会有明显的区别。经过仿真和测试，得出的误差为偏转角度每相差1度，开口的大小就会相差3.3mm左右，传送带与斜铁之间的间隙相差1mm，转盘的转动角度就会相差9.5度左右，所以当板式传动带与斜铁之间存在缝隙或者缝隙过大，就会对撑网套装置的开口大小造成很大的影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种网套撑开装置及全自动苹果套网套装箱系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种网套撑开装置，包括旋转传送带以及安装在旋转传送带上的多个撑网套机构，所述撑网套机构包括底座、支撑杆、爪和滚子，其中，底座上安装有支撑杆，支撑杆的底部安装有滚子，所述爪安装底座上，爪的开合由支撑杆控制；

所述旋转传送带包括传送带支架、传送带和斜铁，所述传送带安装在传送带支架上，传送带的表面设有用于放置底座的多个安装位，传送带支架对应底座的竖直投影位置处通过支撑杆架安装有用于带动支撑杆周期性上下运动的驱动机构。

作为本发明再进一步的方案：所述驱动机构为斜铁，所述滚子与斜铁的表面接触。

作为本发明再进一步的方案：所述支撑杆架上设有用于调整斜铁安装高度的调节旋钮。

一种全自动苹果套网套装箱系统，包括上料装置、摆正装置、套网套装置、装箱机械手和装箱装置，所述上料装置配置成使其接收的若干苹果依次成排地进入所述摆正装置，所述摆正装置用于对所述上料装置输入的苹果进行摆正，所述套网套装置用于依次向所述网套撑开装置输出切割好的网套，所述装箱机械手用于将套好网套的苹果输出至装箱装置内进行装箱，还包括如上述所述的网套撑开装置。

作为本发明进一步的方案：所述装箱机械手包括拾取爪安装上架、拾取爪安装中架、拾取爪和气缸座板ii，所述气缸座板ii上安装有气缸iii，气缸iii的输出端连接有气缸推杆i，气缸推杆i与拾取爪安装中架连接，所述拾取爪安装中架上设有拾取爪安装上架，且拾取爪安装上架与一端固定在拾取爪安装中架上的光轴ii滑动配合，光轴ii的另一端穿过气缸座板ii并与固定在气缸座板ii上的光杆滑块iii滑动配合，拾取爪安装中架上安装有气缸iv，气缸iv的输出端连接有气缸推杆ii，气缸推杆ii与拾取爪安装上架连接，拾取爪连接在拾取爪安装中架上，且拾取爪的开合由气缸iv控制。

作为本发明再进一步的方案：还包括姿态调整装置，姿态调整装置包括摆正底板、摆正顶板、接收盘和中间支撑杆板，所述摆正顶板、中间支撑杆板和摆正底板呈上下分布，摆正顶板和摆正底板通过若干根穿过中间支撑杆板的光杆连接，光杆上套设有与中间支撑杆板固定连接的光杆滑块ii，摆正顶板的表面安装有多个接收盘，中间支撑杆板上安装有数量与接收盘相同的单个翻转机构，摆正顶板的表面设有对单个翻转机构的让位；所述摆正底板上安装有步进电机iii，步进电机iii通过齿轮iii驱动丝杠ii转动，丝杠ii的两端均通过卧式轴承座分别安装在摆正顶板和摆正底板上，丝杠ii上安装有与其形成螺旋副传动的法兰螺母，法兰螺母与中间支撑杆板固定连接。

作为本发明再进一步的方案：所述单个翻转机构包括滑轨、操作臂、舵机和步进电机ii，所述滑轨内安装有正反牙双向丝杠，正反牙双向丝杠由步进电机ii驱动转动，正反牙双向丝杠上安装有与其形成螺旋副传动的操作臂，所述操作臂上安装有舵机，舵机的输出端安装有旋转内爪，旋转内爪上安装有旋转外爪。

作为本发明再进一步的方案：还包括套网套吸盘，所述套网套吸盘包括吸盘安装架、气缸i和若干个吸盘，吸盘安装架通过若干光轴i与气缸座板i连接，光轴i的一端固定在吸盘安装架上，光轴i上套设有与气缸座板i固定连接的光杆滑块i，所述气缸座板i上安装有气缸i，气缸i的输出端与吸盘安装架连接，吸盘安装架上安装有若干个吸盘。

作为本发明再进一步的方案：所述套网套装置包括套网支架、步进电机i、橡胶胶辊和粘性胶辊，套网支架内安装有呈上下分布的一对橡胶胶辊和一对粘性胶辊，两个所述粘性胶辊的轴端分别安装有相互啮合的齿轮i和齿轮ii，齿轮i和齿轮ii中的其中一个与安装在电机的输出端的主动轮啮合。

作为本发明再进一步的方案：所述套网支架的底部设有电热丝，电热丝与滑块固定连接，滑块与安装在套网支架底部的丝杠i形成螺旋副传动，丝杠i的轴端安装有同步轮，同步轮通过同步带与步进电机i的输出端连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明的网套撑开装置由原来的侧面受切向力转变为底面受推力，解决了原撑网套装置时对传送带产生的阻力，增大传送带负载的现象，并且，网套撑开装置的撑开度可调，能适应更多类型的果型和网套类型，简化工人的操作难度；

(2)采用的旋转传送带相对于采用板式传送带的方式，其能解决在撑网套运输过程中产生的输送不平稳及下垂的现象，降低传送带对动力及材质上的要求；

(3)增加的姿态调整装置可以进一步对苹果包装起到改善、优化作用，使其能够对包装起到升级作用，不仅仅能够包装普通苹果，而且还能实现苹果的精包装。

附图说明

图1为一种网套撑开装置的结构示意图。

图2为图1的侧视结构示意图。

图3为一种网套撑开装置中撑网套机构的结构示意图。

图4为一种网套撑开装置中旋转传送带的结构示意图。

图5为一种全自动苹果套网套装箱系统的结构示意图。

图6为图5的侧视图。

图7为一种全自动苹果套网套装箱系统中姿态调整装置的正视图。

图8为一种全自动苹果套网套装箱系统中姿态调整装置的结构示意图。

图9为一种全自动苹果套网套装箱系统中单个翻转机构的结构示意图。

图10为一种全自动苹果套网套装箱系统中套网套吸盘的正视图。

图11为一种全自动苹果套网套装箱系统中套网套吸盘的结构示意图。

图12为一种全自动苹果套网套装箱系统中装箱机械手的正视图。

图13为一种全自动苹果套网套装箱系统中装箱机械手的结构示意图。

图14为一种全自动苹果套网套装箱系统中套网套装置的结构示意图。

图15为一种全自动苹果套网套装箱系统中套网套装置的正视图。

图16为撑网套装置的受力简化图。

图中：1-上料装置、2-摆正装置、3-套网套装置、301-套网支架、302-同步轮、303-同步带、304-齿轮i、305-电热丝、306-步进电机i、307-丝杠i、308-滑块、309-橡胶胶辊、310-齿轮ii、311-主动轮、312-粘性胶辊、4-撑网套机构、401-底座、402-支撑杆、403-爪、404-滚子、5-旋转传送带、501-传送带支架、502-传送带、503-支撑杆架、504-斜铁、505-调节旋钮、6-套网套吸盘、601-光轴i、602-吸盘安装架、603-气缸座板i、604-气缸i、605-光杆滑块i、606-吸盘、7-姿态调整装置、701-摆正底板、702-摆正顶板、703-单个翻转机构、7031-滑轨、7032-操作臂、7033-舵机、7034-旋转外爪、7035-旋转内爪、7036-正反牙双向丝杠、7037-步进电机ii、704-接收盘、705-中间支撑杆板、706-光杆滑块ii、707-丝杠ii、708-卧式轴承座、709-法兰螺母、710-齿轮iii、711-步进电机iii、8-装箱机械手、801-光轴ii、802-拾取爪安装上架、803-拾取爪安装中架、804-拾取爪、805-气缸座板ii、806-气缸iii、807-光杆滑块iii、808-气缸iv、809-气缸推杆i、810-气缸推杆ii、9-装箱装置。

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做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。

实施例1

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种网套撑开装置，包括旋转传送带5以及安装在旋转传送带5上的多个撑网套机构4，所述撑网套机构4包括底座401、支撑杆402、爪403和滚子404，其中，底座401上安装有支撑杆402，支撑杆402与底座401滑动配合，即支撑杆402可以相对于底座401升降，支撑杆402的底部安装有滚子404，此处，滚子404可以为滚轮等装置，所述爪403铰接在底座401上，从图4可以看出，本实施例中爪403的数量为六个，爪403的中部铰接在底座401上，爪403的底端与支撑杆402连接，这样在支撑杆402发生升降时，多个爪403可以实现张开动作，进而实现对网套的撑开，即爪403的开合由支撑杆402控制，旋转传送带5相对于采用板式传送带的方式，其能解决在撑网套运输过程中产生的输送不平稳及下垂的现象，降低传送带对动力及材质上的要求。

所述旋转传送带5包括传送带支架501、传送带502和斜铁504，所述传送带502安装在传送带支架501上，传送带502的表面设有用于放置底座401的多个安装位，传送带支架501对应底座401的竖直投影位置处通过支撑杆架503安装有用于带动支撑杆402周期性上下运动的驱动机构，具体的来说，所述驱动机构为斜铁504，此处，作为优选，所述支撑杆架503上设有用于调整斜铁504安装高度的调节旋钮505，调节旋钮505可以调节斜铁504的高度，进而实现爪403开合度的调节，能适应更多类型的果型和网套类型，简化工人的操作难度，所述滚子404与斜铁504的表面接触，顾明思议，其在顺沿传送带502的运动方向上存在斜面(斜面成对存在，便于实现支撑杆402周期性的升降)，那么在撑网套机构4与传送带502随动时，滚子404会与斜铁504接触，由于斜铁504具有斜面，因此支撑杆402会发生上下运动，进而实现爪403的张开和闭合动作。此处，作为优选，相邻所述撑网套机构4中的支撑杆402通过连接块连接，从图1可以看出，连接块为z形结构，主要是为了保证相邻所述撑网套机构4的位置稳定，不易因支撑杆402发生跳动而导致撑网套机构4的结构不稳定，而且其将原本的侧向给予切向力实现网套开口的方式，转变为由底部斜铁504给予推力实现网套开口的方式，提高了网套开口大小的精度，可确保网套开口大小基本一致。

另外，支撑杆402的杆尖端应采用较为圆润的倒角，防止钩住网套，六个爪403的顶端可以围成一圈，每个爪403顶端正好倒角60度，使六个爪403在闭合的时候正好能够闭合在一起，不留缝隙，便于网套刚开始时的上套动作。

在实际应用时，请参阅图16，a部分图为已有方案撑网套装置受力简图，撑网套装置在力f3作用下随传送带运动，已有方案在撑网套装置开口的时候需要侧方向受力实现开口，简化为阻力f2，而在b图本技术方案的撑网套装置受力简图中，改为底部受力，受推力f2作用撑开网套，没有侧面切向力的干扰，依靠机构自身重力g的作用下即可实现开口(图中f1均为支持力，g均为装置自身重力)。

本网套撑开装置相较于已有方案中的六爪转盘，改变了开口的方式，由侧面受力改变成底部受力，降低了电机的负载，降低生产成本及能耗。

实施例2

请参阅图5～15，本发明实施例中，一种全自动苹果套网套装箱系统，包括上料装置1、摆正装置2、套网套装置3、装箱机械手8和装箱装置9，还包括如上述实施例所述的网套撑开装置，所述上料装置1配置成使其接收的若干苹果依次成排地进入所述摆正装置2，所述摆正装置2用于对所述上料装置1输入的苹果进行摆正，便于后续的套袋工作，所述套网套装置3用于依次向所述网套撑开装置输出切割好的网套，所述装箱机械手8用于将套好网套的苹果输出至装箱装置9内进行装箱。

具体的来说，所述装箱机械手8包括拾取爪安装上架802、拾取爪安装中架803、拾取爪804和气缸座板ii805，所述气缸座板ii805上安装有气缸iii806，气缸iii806的输出端连接有气缸推杆i809，气缸推杆i809与拾取爪安装中架803连接，在气缸iii806输出动力时能带动拾取爪安装中架803运动，所述拾取爪安装中架803上设有拾取爪安装上架802，且拾取爪安装上架802与一端固定在拾取爪安装中架803上的光轴ii801滑动配合，即拾取爪安装上架802可以相对于拾取爪安装中架803滑动，光轴ii801的另一端穿过气缸座板ii805并与固定在气缸座板ii805上的光杆滑块iii807滑动配合，拾取爪安装中架803上安装有气缸iv808，气缸iv808的输出端连接有气缸推杆ii810，气缸推杆ii810与拾取爪安装上架802连接，拾取爪804连接在拾取爪安装中架803上，且拾取爪804的开合由气缸iv808控制，在实际应用时，气缸iii806输出动力时，拾取爪安装中架803连同拾取爪804可以向下运动，以靠近苹果，而气缸iv808输出动力时，拾取爪804可以夹取苹果，进行码放等作业。

本实施例中，在所述摆正装置2处还设有姿态调整装置7，具体的来说：姿态调整装置7包括摆正底板701、摆正顶板702、接收盘704和中间支撑杆板705，所述摆正顶板702、中间支撑杆板705和摆正底板701呈上下分布，摆正顶板702和摆正底板701通过若干根穿过中间支撑杆板705的光杆连接，光杆上套设有与中间支撑杆板705固定连接的光杆滑块ii706，即中间支撑杆板705的高度可以根据实际使用情况进行调节，摆正顶板702的表面安装有多个接收盘704，中间支撑杆板705上安装有数量与接收盘704相同的单个翻转机构703，用于对处于接收盘704上的苹果进行夹持翻转，以实现对苹果姿态的调整，便于后续的包装作业，当然，摆正顶板702的表面设有对单个翻转机构703的让位；所述摆正底板701上安装有步进电机iii711，步进电机iii711通过齿轮iii710驱动丝杠ii707转动，此处，齿轮iii710是由两个相互啮合的齿轮组成，抑或是认为齿轮iii710即齿轮副，丝杠ii707的两端均通过卧式轴承座708分别安装在摆正顶板702和摆正底板701上，丝杠ii707上安装有与其形成螺旋副传动的法兰螺母709，法兰螺母709与中间支撑杆板705固定连接，在步进电机iii711输出动力时，通过螺旋副的作用能带动中间支撑杆板705的升降，进而实现单个翻转机构703从摆正顶板702上露出，不需要使用单个翻转机构703时，其可以隐藏在摆正顶板702下方。

更具体的来说，所述单个翻转机构703包括滑轨7031、操作臂7032、舵机7033和步进电机ii7037，所述滑轨7031内安装有正反牙双向丝杠7036，所谓的正反牙双向丝杠7036，即相当于具有两段旋向相反螺纹的丝杠，正反牙双向丝杠7036由步进电机ii7037驱动转动，正反牙双向丝杠7036上安装有与其形成螺旋副传动的操作臂7032，当然，两个操作臂7032当然与分别这两段旋向相反的螺纹配合的，以实现两个操作臂7032相向或相背的运动，所述操作臂7032上安装有舵机7033，舵机7033的输出端安装有旋转内爪7035，优选的，旋转内爪7035上安装有旋转外爪7034，实际上，旋转外爪7034和旋转内爪7035之间是通过螺栓和弹簧连接的，使得两者之间具有一定的弹性，以防止对苹果造成损伤。

另外，姿态调整装置7还包括摄像头，用来对苹果的反正进行检测，其比红外对管检测要有更高的精度。当苹果被放入到接收盘704之后，步进电机ii7037带动正反牙双向丝杠7036转动，进而实现操作臂7032夹住苹果，当其内置的压力传感器检测到压力合适后步进电机ii7037停止运转，随后，底部的步进电机iii711转动丝杠ii707，带动整个单个翻转机构703上升一段距离，然后舵机7033翻转180度，将苹果底部翻转，让其朝上，调整姿势，完成后，反向操作，将苹果放回，最后由套网套吸盘6将苹果吸取到网套撑开装置，姿态调整装置7可以进一步对苹果包装起到改善、优化作用，使其能够对包装起到升级作用，不仅仅能够包装普通苹果，而且还能实现苹果的精包装。

具体的来说，所述套网套吸盘6包括吸盘安装架602、气缸i604和若干个吸盘606，吸盘安装架602通过若干光轴i601与气缸座板i603连接，光轴i601的一端固定在吸盘安装架602上，光轴i601上套设有与气缸座板i603固定连接的光杆滑块i605，所述气缸座板i603上安装有气缸i604，气缸i604的输出端与吸盘安装架602连接，即气缸i604动作时，能带动吸盘安装架602升降，吸盘安装架602上安装有若干个吸盘606，吸盘606可以将进行姿态调整后的苹果吸住，将其放入到网套撑开装置内，此处，套网套吸盘6由外部动力机构驱动，可以在网套撑开装置与姿态调整装置7等之间往复运动。

所述套网套装置3包括套网支架301、步进电机i306、橡胶胶辊312和粘性胶辊309，套网支架301内安装有呈上下分布的一对橡胶胶辊312和一对粘性胶辊309，两个所述粘性胶辊309的轴端分别安装有相互啮合的齿轮i304和齿轮ii310，其中，齿轮i304和齿轮ii310中的其中一个与安装在电机的输出端的主动轮311啮合，即在电机输出动力时，两个所述粘性胶辊309能保持同速且反向转动，当网套从橡胶胶辊312进入到粘性胶辊309之间时，由于粘性胶辊309的黏性作用，其能带动网套开口，并将开口后的网套送入到撑网套机构4内，此处，为了保证粘性胶辊309的黏性既能保证网套开口，网套又能在开口后及时脱离粘性胶辊309，进过多次试验，最终设定粘性胶辊309的剥离力系数为5n/35mm(35mm接近粘性胶辊的周长)。

另外，为了及时对开口后的网套进行切割，本实施例在所述套网支架301的底部设有电热丝305，电热丝305与滑块308固定连接，滑块308与安装在套网支架301底部的丝杠i307形成螺旋副传动，丝杠i307的轴端安装有同步轮302，同步轮302通过同步带303与步进电机i306的输出端连接，旨在步进电机i306输出动力时，通过螺旋副的作用，滑块308能带动电热丝305运动，对网套进行切割，从图14可以看出，丝杠i307、滑块308等均设置有一对，这样的话电热丝305即连接在两个滑块308之间，运动更加稳定。

作为优选，由于使用电热丝305切割网套存在一定的火灾隐患，所以本实施例在电热丝305的运动区间内设置有温度传感器和氮气管道，温度传感器可以检测对应位置的温度，当温度超过设定的最高温度时，则氮气管道的阀门打开，向电热丝方向喷出氮气，进行防火。

本实施例中，将苹果由上料装置1输出至摆正装置2中，在摆正装置上将苹果的头或尾摆正，摄像头检测出头尾之后，吸盘将苹果吸取到姿态调整装置7上，由姿态调整装置7将尾朝下的苹果调整过来，再由套网套吸盘6将苹果吸取到由套网套装置3已经套好网套的撑网套装置里，旋转传送带转动，将苹果移到下一操作区，由装箱机械手8将套完网套的苹果抓取到包装箱里，完成包装。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。