一种精品柠檬分拣机器人的制作方法

本发明涉及水果分拣技术领域，特别涉及一种精品柠檬分拣机器人。

背景技术：

众所周知，顾客在购买水果时会发现，水果的品相越好，其价格就会越贵，而对于精品水果而言，其每个个体的形体、品相均相近，柠檬也是如此，这都是对大批的水果进行分拣后而得出。在现有的水果分拣过程中，大都采用人工进行分拣，费时费力，劳动强度大，而且由于分拣人员的主观意识不同，对水果的分拣标准也不一样。

因此，发明一种精品柠檬分拣机器人来解决上述问题很有必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种精品柠檬分拣机器人，通过利用输料槽内腔底部两个传动带之间形成的沟槽对柠檬进行一次分拣，以除去个头较小的柠檬，并利用图像传感器对柠檬的形体以及颜色等信息进行检测，且实时将检测到的信息与预设信息做比，从而大大提高柠檬的分拣效果和分拣速率，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：一种精品柠檬分拣机器人，包括机架，所述机架顶部设置有输料槽，所述输料槽内腔底部设置有传动带，所述输料槽顶部设置有立柱，所述立柱，所述立柱数量设有两组，每组两根，两组立柱分别设置在输料槽的两侧板顶部，四个所述立柱顶端均水平设有连杆，所述连杆一端设置有固定盘，所述连杆两端分别与立柱以及固定盘固定相连，所述固定盘顶部中心位置设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机输出轴贯穿固定盘，且输出轴端部固定连接有横杆，所述横杆两端底部均固定设有气缸，所述气缸的活塞杆端部设置有固定板，所述固定板底部设置有滑槽和滑块，所述滑块一端设置于滑槽内部，且与滑槽活动连接，所述滑槽内腔顶部中心位置设置有双杆液压缸，所述双杆液压缸底部设置有光电传感器，所述光电传感器一侧设置有图像传感器，所述双杆液压缸两端的活塞杆端部分别与对应侧的滑块固定相连，其中一个所述滑块外侧设置有第二伺服电机以及两个滑块内侧均设置有支架，所述支架一端固定设有限位环，所述支架与滑块之间通过联轴活动连接，所述第二伺服电机的输出轴与对应侧的联轴传动连接；

所述输料槽两侧均倾斜设有导料槽，两个所述导料槽底端均设置有第一料箱，所述输料槽一端底部连接有落料管，所述落料管底部设置有第二料箱，所述输料槽一端设置有原料箱，所述原料箱一侧设置有步进电机，所述原料箱内部倾斜设有传送带，所述步进电机的输出轴与传送带传动连接。

优选的，所述传动带数量设有两个，两个传动带关于平行于输料槽的中心轴线呈轴对称设置，且两个传动带之间形成有沟槽。

优选的，所述横杆数量设有两个，两个所述横杆相互垂直设置，且过二者中心竖直方向的轴线重合。

优选的，所述支架轴截面形状为等腰梯形，且靠近限位环的之间端部设置有圆台状凹槽，所述圆台状凹槽的扩口端槽径等于限位环的内环径，所述限位环的内壁配合设有防滑胶圈。

优选的，所述导料槽形状设置为半圆环状，且导料槽两端的半圆环大小不同，所述导料槽的小口径端朝下。

优选的，所述传动带与传送带的运动速度相同。

优选的，所述传送带中部表面设置有托架，所述托架顶部中心位置设置有圆弧槽，所述托架数量设有多个，多个托架均匀分布于传送带表面。

优选的，所述原料箱两侧内壁向下倾斜设有分料板，所述分料板沿传送带的传送方向均匀排布。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明利用输料槽内腔底部两个传动带之间形成的沟槽对柠檬进行一次分拣，以除去个头较小的柠檬，然后利用光电传感器对输送中柠檬进行定位，接着通过双杆液压缸的伸缩变化对柠檬进行卡紧，并通过第二伺服电机带动限位环卡紧的柠檬旋转360°，以利用图像传感器对柠檬的形体以及颜色等信息进行检测，并实时将检测到的信息与预设信息做比，从而大大提高柠檬的分拣效果和分拣速率，而由于限位环内壁配合设有防滑胶圈，一方面可避免柠檬在转动过程中与限位环之间发生相对滑动，另一方面可避免在对柠檬进行限位时，限位环由于挤压而对柠檬表面造成刮伤；

2、本发明通过设置两个相互垂直设置的横杆，且过二者中心竖直方向的轴线重合，可以将柠檬的夹持检测部划分为a、b、c、d四个区，一旦检测到不合格的柠檬，即可利用单片机通过伺服控制器控制第一伺服电机带动横杆向左/右旋转90°，将不合格柠檬放置于对应的第一料箱，同时，利用下一工位的夹持检测部继续进行下一批次的柠檬检测，避免了夹持检测部频繁复位的操作；

3、本发明原料箱内部的传送带中部表面均匀分布有带有弧形槽的托架，而原料箱的两侧内壁沿传送带的传送方向均匀分布有分料板，可利用分料板将柠檬分流至托架顶部的弧形槽内，并利用托架顶部的弧形槽来托住柠檬随传送带向前输送，而弧形槽内每次仅能托住一个柠檬，从而大大提高柠檬输送的有序性；

4、本发明通过将传动带与传送带设置为同速运转，可避免柠檬在输料槽形成堆积，从而大大降低对柠檬的分拣速率和分拣效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的整体俯视图；

图3为本发明的图1中a部分放大图；

图4为本发明的固定板底视图；

图5为本发明的限位环侧视图；

图6为本发明的导料槽结构示意图；

图7为本发明的控制原理图；

图中：1机架、2输料槽、3传动带、4立柱、5连杆、6固定盘、7第一伺服电机、8横杆、9气缸、10固定板、11滑槽、12滑块、13双杆液压缸、14光电传感器、15图像传感器、16支架、17限位环、18第二伺服电机、19导料槽、20第一料箱、21落料管、22第二料箱、23原料箱、24传送带、25步进电机、26托架、27分料板、28防滑胶圈。

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：

本发明提供了如图1-7所示的一种精品柠檬分拣机器人，包括机架1，所述机架1顶部设置有输料槽2，所述输料槽2内腔底部设置有传动带3，所述输料槽2顶部设置有立柱4，所述立柱4，所述立柱4数量设有两组，每组两根，两组立柱4分别设置在输料槽2的两侧板顶部，四个所述立柱4顶端均水平设有连杆5，所述连杆5一端设置有固定盘6，所述连杆5两端分别与立柱4以及固定盘6固定相连，所述固定盘6顶部中心位置设置有第一伺服电机7，所述第一伺服电机7输出轴贯穿固定盘6，且输出轴端部固定连接有横杆8，所述横杆8两端底部均固定设有气缸9，所述气缸9的活塞杆端部设置有固定板10，所述固定板10底部设置有滑槽11和滑块12，所述滑块12一端设置于滑槽11内部，且与滑槽11活动连接，所述滑槽11内腔顶部中心位置设置有双杆液压缸13，所述双杆液压缸13底部设置有光电传感器14，所述光电传感器14一侧设置有图像传感器15，所述双杆液压缸13两端的活塞杆端部分别与对应侧的滑块12固定相连，其中一个所述滑块12外侧设置有第二伺服电机18以及两个滑块12内侧均设置有支架16，所述支架16一端固定设有限位环17，所述支架16与滑块12之间通过联轴活动连接，所述第二伺服电机18的输出轴与对应侧的联轴传动连接；

所述输料槽2两侧均倾斜设有导料槽19，两个所述导料槽19底端均设置有第一料箱20，所述输料槽2一端底部连接有落料管21，所述落料管21底部设置有第二料箱22，所述输料槽2一端设置有原料箱23，所述原料箱23一侧设置有步进电机25，所述原料箱23内部倾斜设有传送带24，所述步进电机25的输出轴与传送带24传动连接。

进一步的，在上述技术方案中，所述传动带3数量设有两个，两个传动带3关于平行于输料槽2的中心轴线呈轴对称设置，且两个传动带3之间形成有沟槽。

进一步的，在上述技术方案中，所述支架16轴截面形状为等腰梯形，且靠近限位环17的之间端部设置有圆台状凹槽，所述圆台状凹槽的扩口端槽径等于限位环17的内环径，所述限位环17的内壁配合设有防滑胶圈28。

进一步的，在上述技术方案中，所述导料槽19形状设置为半圆环状，且导料槽19两端的半圆环大小不同，所述导料槽19的小口径端朝下。

进一步的，在上述技术方案中，机器人外部配合设有控制器，所述控制器内部设置有单片机，所述光电传感器14和图像传感器15均与单片机电性连接，所述单片机通过继电器分别与气缸9、双杆液压缸13以及步进电机25相连接，所述单片机通过伺服控制器与伺服电机相连接，其中，单片机选用的是m68hc16型单片机，光电传感器14选用的是ee-sg3型光电传感器，图像传感器15选用的是os08a10型图像传感器。

上述技术方案的有益效果为：本发明利用输料槽2内腔底部两个传动带3之间形成的沟槽对柠檬进行一次分拣，以除去个头较小的柠檬，然后利用光电传感器14对输送中柠檬进行定位，接着通过双杆液压缸13的伸缩变化对柠檬进行卡紧，并通过第二伺服电机18带动限位环卡紧的柠檬旋转360°，以利用图像传感器15对柠檬的形体以及颜色等信息进行检测，并实时将检测到的信息与预设信息做比，从而大大提高柠檬的分拣效果和分拣速率，而由于限位环17内壁配合设有防滑胶圈28，一方面可避免柠檬在转动过程中与限位环17之间发生相对滑动，另一方面可避免在对柠檬进行限位时，限位环17由于挤压而对柠檬表面造成刮伤。

实施例2：

进一步的，在实施例1的技术方案中，所述横杆8数量设有两个，两个所述横杆8相互垂直设置，且过二者中心竖直方向的轴线重合，可以将柠檬的夹持检测部划分为a、b、c、d四个区，一旦检测到不合格的柠檬，即可利用单片机通过伺服控制器控制第一伺服电机7带动横杆8向左/右旋转90°，将不合格柠檬放置于对应的第一料箱20，同时，利用下一工位的夹持检测部继续进行下一批次的柠檬检测，避免了夹持检测部频繁复位的操作。

进一步的，在实施例1的技术方案中，所述传动带3与传送带24的运动速度相同，可避免柠檬在输料槽2形成堆积，从而大大降低对柠檬的分拣速率和分拣效果。

进一步的，在实施例1的技术方案中，所述传送带24中部表面设置有托架26，所述托架26顶部中心位置设置有圆弧槽，所述托架26数量设有多个，多个托架26均匀分布于传送带24表面，所述原料箱23两侧内壁向下倾斜设有分料板27，所述分料板27沿传送带24的传送方向均匀排布，可利用分料板27将柠檬分流至托架26顶部的弧形槽内，并利用托架26顶部的弧形槽来托住柠檬随传送带24向前输送，而弧形槽内每次仅能托住一个柠檬，从而大大提高柠檬输送的有序性。

本发明工作原理：

参照说明书附图1-4和7，使用时，先将待分拣柠檬倒入原料箱23中，并通过单片机控制步进电机25工作，使步进电机25带动传送带24向前输送待分拣柠檬，当待分拣柠檬自传送带24上落入到输料槽2内时，由于输料槽2内腔底部的两个传动带3之间形成有沟槽，使得个头较小的柠檬直接从沟槽处落入到输料槽2底部的落料管21内，并随之落入到第二料箱22内，而个头较大的柠檬则随着传动带3继续向前输送，当光电传感器14检测到柠檬随传动带3输送到指定位置时，单片机通过继电器控制步进电机25停止工作，传动带3以及传送带24停止运转，并将信号传输给单片机，然后由单片机通过继电器控制气缸9的活塞杆向下伸长，当活塞杆伸长到一定长度时，单片机通过继电器控制双杆液压缸13两端的活塞杆往回收缩，以通过限位环17将柠檬的两端进行固定，随后，单片机通过伺服控制器控制第二伺服电机18带动限位环17旋转360°，同时通过单片机控制图像传感器15来采集分拣中的柠檬形体以及颜色等信息，并实时将检测到的信息与预设信息做比，若是柠檬个头偏大且表面无伤口、局部腐烂或颜色不够鲜亮时，单片机通过伺服控制器控制第一伺服电机7带动横杆8向左旋转90°，当旋转至指定位置时，单片机通过继电器控制双杆液压缸13两端的活塞杆向外伸长，使得柠檬落入到输料槽2左侧的第一料箱20内，若是柠檬表面存在伤口或局部腐烂时，单片机通过伺服控制器控制第一伺服电机7带动横杆8向又旋转90°，当旋转至指定位置时，单片机通过继电器控制双杆液压缸13两端的活塞杆向外伸长，使得柠檬落入到输料槽2右侧的第一料箱20内，若是柠檬个头以及颜色均符合预设标准，且表面无伤口或局部腐烂时，单片机通过继电器控制双杆液压缸13两端的活塞杆向外伸长，使得柠檬回落到输料槽2内的传动带3上机继续输送至下一工序；

参照说明书附图5，在对待检测柠檬进行固定的过程中，单片机通过继电器控制双杆液压缸13两端的活塞杆往回收缩，使得柠檬两端卡在限位环17内，并且由于限位环17内壁配合设有防滑胶圈28，一方面可避免柠檬在转动过程中与限位环17之间发生相对滑动，另一方面可避免在对柠檬进行限位时，限位环17由于挤压而对柠檬表面造成刮伤；

参照说明书附图6，导料槽19在使用过程中，由于导料槽19形状设置为半圆环状，且导料槽19两端的半圆环大小不同，而导料槽19的小口径端朝下，可使得柠檬精准下落至导料槽19中。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。