一种用于果蔬分选的单链双托式果杯装置的制作方法

本实用新型涉及了一种用于果蔬分选的装置，尤其是涉及了一种用于果蔬分选的单链双托式果杯装置，主要用于果蔬在线检测分选分级，提高生产效率。

背景技术：

我国是一个果蔬生产大国，果蔬种类繁多、品质优良，随着人们生活水平的不断提高，消费者对品质好质量高的果蔬产品的需求不断增加；我国虽然是果蔬生产大国，但不是生产强国，果蔬产后商品化处理技术相对落后，其商品性低，市场竞争力弱，而在线检测分级技术的应用能将果蔬根据不同的指标实现分选分级，并按质论价。在易损水果品质检测分选的商品化处理过程中，经常使用托盘来运输水果，托盘结构及相关附件能够有效减少环境光对果蔬光谱检测的影响，且在果蔬动态称重中也经常使用托盘作为载体。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种用于果蔬分选的单链双托式果杯装置，通过安装在托盘上的遮光罩、内衬垫遮挡环境光，通过安装在托盘称重脚上的限位销进行托板限位，采用倒L形支撑板进行托板支撑，果杯结构简单，翻转和复位巧妙，且能实现双通道检测分级，提高生产效率。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型包括单链双托式果杯，单链双托式果杯布置在传送轨道上，单链双托式果杯包括果杯支撑架、遮光罩、内衬垫、托盘、托板和倒L形支撑板；果杯支撑架沿传送轨道的两侧对称均铰接有托板，托板上放置有托盘，托盘上安装有遮光罩，遮光罩上放置准球形水果；果杯支撑架沿传送轨道的前后端面均铰接有倒L形支撑板，两个倒L形支撑板分别向两侧的托板延伸并配合连接。

所述的果杯支撑架主要由顶部的面板和底部的基座构成，两个托板分别通过各自的侧边转轴铰接于果杯支撑架面板两侧，两个托板以果杯支撑架对称布置，侧边转轴分别穿过侧扭簧，侧扭簧两端分别连接于托板和果杯支撑架面板。

所述的两个倒L形支撑板通过同一根中间转轴铰接于果杯支撑架面板端面中间，每个倒L形支撑板和果杯支撑架的面板之间的中间转轴上套装有中扭簧，中扭簧两端分别连接于果杯支撑架面板和倒L形支撑板。

所述的遮光罩顶部主要由多个扇形遮光板拼接而成，扇形遮光板围成一圈组成一个空心环面，相邻扇形遮光板相互之间留有空隙；遮光罩底部开有卡扣式圆形阶梯槽，托盘顶部设有与遮光罩内部卡扣式圆形阶梯槽配合的凸缘，托盘顶部装在遮光罩底部内使得凸缘嵌装于卡扣式圆形阶梯槽形成轴向限位固定。

所述的遮光罩的材料采用橡胶。

所述的托盘下端连接有四个称重脚，托板上端设有与四个称重脚对应的四个方孔，托盘下端连接到托板上端时四个称重脚向下穿过各自的方孔形成安装定位；称重脚穿过各自方孔后的脚端部安装有限位销，方孔尺寸比限位销的长度小，四个限位销能够防止称重脚脱离托板上的方孔；

托板下方设有平行于传送轨道布置的斜坡引导轨道，斜坡引导轨道的两侧面为倾斜向下的斜面，两侧斜面之间的顶面为平面，顶面上安装有轨道式称重器；在传送轨道运送果杯支撑架移动、带动托板移动到斜坡引导轨道的顶面上方时，托盘下端的称重脚受斜坡引导轨道的斜面引导而抬升高度，使得托盘下端和托板上端之间存在垂直距离，称重脚落在轨道式称重器上，从而实现轨道式称重器称取且只称取遮光罩、内衬垫、托盘和准球形水果的重量。

所述的托板主要由圆形托板和戈形支撑脚刚性连接构成，戈形支撑脚和圆形托板之间的连接处设置侧边转轴，连接处通过侧边转轴铰接于果杯支撑架的面板，戈形支撑脚和圆形托板以钝角夹角连接；

所述的倒L形支撑板主要由支撑板和拨板刚性连接构成，支撑板和拨板之间的连接处设置中间转轴，连接处通过中间转轴铰接于果杯支撑架面板，支撑板和拨板以锐角夹角连接，拨板向托板延伸布置并与托板的戈形支撑脚连接；

当倒L形支撑板仅受自身重力扭矩作用下时，拨板紧贴果杯支撑架基座的竖直侧面，支撑板端部连接到戈形支撑脚的中间分支臂和主体部的短臂之间处，并且支撑板表面和戈形支撑脚的中间分支臂表面紧贴接触，使得支撑板支撑起戈形支撑脚，支撑板与戈形支撑脚主体部构成的夹角θ大于90°，并且圆形托板呈水平状态布置；

当倒L形支撑板受反自身重力扭矩作用时，拨板向远离果杯支撑架基座竖直侧面方向转动，支撑板转动脱离戈形支撑脚，圆形托板在自身重力扭矩及托盘、内衬垫、遮光罩、准球形水果重力扭矩作用下倾斜翻转，上面的准球形水果侧方掉落，实现准球形水果分级；

当倒L形支撑板受反自身重力扭矩作用后恢复仅受自身重力扭矩作用，拨板表面连接到戈形支撑脚主体部的短臂，将戈形支撑脚压接到果杯支撑架的面板底面。

所述的侧扭簧为托板提供与铰接旋转过程中重力扭矩相反方向的扭矩，实现托板克服重力的旋转翻转过程平缓。

所述的中扭簧为倒L形支撑板提供与铰接旋转过程中重力扭矩相同方向的扭矩，实现倒L形支撑板克服重力的旋转翻转过程平缓。

所述的传送轨道包括传动链、轨道、轨道型材和轨道式称重，轨道固定布置于轨道型材上，传动链安装在轨道上沿轨道移动，果杯支撑架的基座安装连接于传动链上，依靠传动链来带动果杯支撑架，进而带动单链双托式果杯输送。

所述的传动链位于分级出口位置的一段，下方设有电磁拨动组件，电磁拨动组件包括电磁铁和分级板，电磁铁与分级板连接，电磁铁控制分级板旋转进而推动倒L形支撑板克服自身重力扭矩和中扭簧因旋转形成的扭矩旋转。

所述的传动链位于输送生产线下方的一段，中部上方设有复位斜坡板，拨板倾斜的果杯进入输送生产线下方后呈倒置状态，倒置状态的托盘与托板沿着复位斜坡板斜坡面行进中克服中扭簧扭矩回复为水平状态。

所述的遮光罩的材料采用橡胶。

本实用新型具有的有益效果是：

本实用新型将托盘和托板分离，托盘称重脚截面积小于托板方孔面积，能够减少果蔬称重过程的摩擦影响，提高果蔬称重精度；

托盘上安装有遮光罩和内衬垫，能够有效减少光源漏光和环境光对果蔬光谱检测的影响，提高光谱检测精度；

倒L形支撑板与扭簧结合的设计使托板和托盘翻转效率提高，翻转效果好；果杯为单链输送且有两排托盘，能够有效提高生产效率。

附图说明

图1是本实用新型整体爆炸图；

图2是本实用新型的水平状态主视图；

图3是本实用新型的单侧侧翻状态主视图；

图4是本实用新型的左视图；

图5是图4的A-A剖面图；

图6(a)是本实用新型的单侧果杯水平状态左视图；

图6(b)是图6(a)的B-B剖面图；

图7(a)是本实用新型的单侧果杯侧翻状态左视图；

图7(b)是图7(a)的C-C剖面图；

图8(a)是支撑架主视图；

图8(b)是支撑架左视图；

图9(a)是遮光罩俯视图；

图9(b)是图9(a)的D-D截面图；

图10(a)是托盘主视图；

图10(b)是托盘左视图；

图11(a)是托板主视图；

图11(b)是托板左视图；

图12是本实用新型的拨杆主视图。

图13是本实用新型的扭簧装配局部放大图。

图14是本实用新型的果杯与分级机构等轴测视图。

图15是本实用新型的装配体等轴测视图。

图16是本实用新型的果杯通过称重轨道主视示意图。

图17是本实用新型的果杯通过称重轨道侧视示意图。

图18是本实用新型的果杯通过光谱检测工位示意图。

图19是本实用新型的果杯通过复位工位示意图。

图20是本实用新型的输送生产线示意图。

图中：1、果杯支撑架；1a、面板；1b、基座；2、遮光罩；2a、扇形遮光板；2b、卡扣式圆形阶梯槽；3、内衬垫；4、托盘；4a、称重脚；4b、称重脚；4c、称重脚；4d、称重脚；5、托板；5a、方孔；5b、方孔；5c、方孔；5d、方孔；5e、戈形支撑脚；5f、圆形托板；6、限位销；7、限位销；8、限位销；9、限位销；10、侧边转轴；11、侧扭簧；12、侧扭簧；13、倒L形支撑板；13a、支撑板；13b、拨板；14、中间转轴；15、中扭簧；16、分级板；17、电磁铁；18、准球形水果；19、传动链；20、轨道；21、轨道型材；22、轨道式称重器；23、光源；24、光谱检测探头；25、复位斜坡板；G1、托板所受重力；G2、倒L形支撑板所受重力；θ、倒L形支撑板支撑板与托板戈形支撑脚的夹角。A、光谱检测工位；B、轨道式称重工位；C、分级工位；D、复位工位。

备注：图中带“’”的零件为不带“’”的零件的对称零件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型具体实施包括单链双托式果杯，单链双托式果杯的果杯支撑架1布置在传送轨道上。单链双托式果杯包括果杯支撑架1、遮光罩2、内衬垫3、托盘4、托板5和倒L形支撑板13；果杯支撑架1沿传送轨道的两侧对称均铰接有托板5，托板5上放置有托盘4，托盘4上安装有遮光罩2，遮光罩2上放置准球形水果；果杯支撑架1沿传送轨道的前后端面均铰接有倒L形支撑板13、13’，两个倒L形支撑板13、13’分别向两侧的托板5延伸并配合连接。

如图8(a)和图8(b)所示，果杯支撑架1主要由顶部的面板1a和底部的基座1b构成。如图1、图13所示，两个托板5、5’分别通过各自的侧边转轴10、10’铰接于果杯支撑架1面板1a两侧，托板5、5’绕各自的侧边转轴10、10’旋转翻转，两个托板5、5’以果杯支撑架1对称布置，侧边转轴10、10’分别穿过侧扭簧11、12和侧扭簧11’、12’，侧扭簧11、12和侧扭簧11’、12’两端分别连接于托板5、5’和果杯支撑架1面板1a。

如图1-图3所示，两个倒L形支撑板13、13’通过同一根中间转轴14铰接于果杯支撑架1面板1a端面中间，倒L形支撑板13、13’绕中间转轴14各自旋转翻转。如图1、图13所示，每个倒L形支撑板13、13’和果杯支撑架1的面板1a之间的中间转轴14上套装有中扭簧15、15’，中间转轴14两端从果杯支撑架1面板1a端面中间的通孔伸出后穿过各自的中扭簧15、15’后套装于倒L形支撑板13、13’的通孔中，中扭簧15、15’两端分别连接于果杯支撑架1面板1a和各自的倒L形支撑板13、13’。

如图1-图4所示，遮光罩2通过底部的内衬垫3安装在托盘4，内衬垫3位于托盘4中心内圆孔中。遮光罩2、内衬垫3、托盘4、托板5中间均设有圆孔，且四者装配好后圆孔同轴心。

如图5-图7所示，托盘4下部进行镂空设计以减轻托盘4的重量，托盘4内凹形状呈碗状，内凹面由若干个不同曲率的凹面构成，适用于承载球形农产品。

如图9(a)和图9(b)所示，遮光罩2顶部主要由多个扇形遮光板2a拼接而成，扇形遮光板2a围成一圈组成一个空心环面，相邻扇形遮光板2a相互之间留有空隙，以使遮光罩2更易贴合所承托准球形水果18的形状，并尽可能减少环境光的漏过；遮光罩2底部开有卡扣式圆形阶梯槽2b，卡扣式圆形阶梯槽2b是内端为大径、外端为小径的阶梯结构，托盘4顶部设有与遮光罩2内部卡扣式圆形阶梯槽2b配合来固定遮光罩2的凸缘，托盘4顶部装在遮光罩2底部内使得凸缘嵌装于卡扣式圆形阶梯槽2b形成轴向限位固定。

托盘4内中心开有圆孔上端凸台，内衬垫3外设有圆柱面凹槽，圆孔上端凸台与圆柱面凹槽配合来固定内衬垫3。

如图10(a)和图10(b)所示，托盘4下端连接有四个称重脚4a、4b、4c、4d，称重脚4a、4d靠近托盘4外侧，称重脚4b、4c靠近托盘4内侧。如图11(a)和图11(b)所示，托板5上端设有与四个称重脚4a、4b、4c、4d对应的四个方孔5a、5b、5c、5d，托盘4下端连接到托板5上端时四个称重脚4a、4b、4c、4d向下穿过各自的方孔5a、5b、5c、5d形成安装定位；称重脚4a、4b、4c、4d穿过各自方孔5a、5b、5c、5d后的脚端部安装有水平的限位销6、7、8、9，方孔5a、5b、5c、5d尺寸比限位销6、7、8、9的长度小，四个限位销6、7、8、9能够防止称重脚4a、4b、4c、4d脱离托板5上的方孔5a、5b、5c、5d；

如图16和图17所示，托板5下方设有平行于传送轨道布置的斜坡引导轨道，斜坡引导轨道的两侧面为倾斜向下的斜面，两侧斜面之间的顶面为平面，顶面上安装有轨道式称重器22；在传送轨道运送果杯支撑架1移动、带动托板5移动到斜坡引导轨道的顶面上方时，托盘4下端的称重脚4a、4b、4c、4d受斜坡引导轨道的斜面引导而抬升高度，使得托盘4下端和托板5上端之间存在垂直距离，称重脚4a、4b、4c、4d落在轨道式称重器22上，从而实现轨道式称重器22称取且只称取遮光罩2、内衬垫3、托盘4和准球形水果18的重量。

如图11(a)所示，托板5主要由圆形托板5f和戈形支撑脚5e刚性连接构成，戈形支撑脚5e和圆形托板5f之间的连接处设置侧边转轴10、10’，连接处通过侧边转轴10、10’铰接于果杯支撑架1的面板1a，戈形支撑脚5e和圆形托板5f之间非平行布置，戈形支撑脚5e和圆形托板5f以钝角夹角连接；戈形支撑脚5e包括主体部和中间分支臂，主体部由同直线布置的长臂和短臂连接构成，中间分支臂连接到长臂和短臂之间的连接处，长臂连接到圆形托板5f。

圆形托板5f上设有四个供托盘4底面四个称重脚4a、4b、4c、4d通过的方孔5a、5b、5c、5d，方孔5a、5d靠近圆形托板5f外侧，方孔5b、5c靠近圆形托板5f内侧，且方孔5a、5b、5c、5d大小比托盘4下部称重脚4a、4b、4c、4d截面面积大，以避免轨道式称重22时托盘4称重脚4a、4b、4c、4d与圆形托板5f方孔5a、5b、5c、5d之间的摩擦，使得轨道式称重器22测量准确。

如图12所示，倒L形支撑板13主要由支撑板13a和拨板13b刚性连接构成，支撑板13a和拨板13b之间的连接处设置中间转轴14，连接处通过中间转轴14铰接于果杯支撑架1面板1a，支撑板13a和拨板13b之间非平行布置形成近似L形，支撑板13a和拨板13b以锐角夹角连接，拨板13b向托板5延伸布置并与托板5的戈形支撑脚5e连接。

如图5、图6(a)和图6(b)所示，当倒L形支撑板13仅受自身重力扭矩作用下时，拨板13b紧贴果杯支撑架1基座1b的竖直侧面，支撑板13a端部连接到戈形支撑脚5e的中间分支臂和主体部的短臂之间处，并且支撑板13a表面和戈形支撑脚5e的中间分支臂表面紧贴接触，使得支撑板13a支撑起戈形支撑脚5e，支撑板13a与戈形支撑脚5e主体部构成的夹角θ大于90°，并且圆形托板5f呈水平状态布置。

当倒L形支撑板13受反自身重力扭矩作用时，拨板13b向远离果杯支撑架1基座1b竖直侧面方向转动，即拨板13b向外侧转动，支撑板13a转动脱离戈形支撑脚5e，圆形托板5f在自身重力扭矩作用下倾斜翻转，上面的准球形水果18侧方掉落进入单链双托式果杯侧方设置的分级口，实现准球形水果18分级。

当倒L形支撑板13受反自身重力扭矩作用后恢复仅受自身重力扭矩作用，拨板13b表面连接到戈形支撑脚5e主体部的短臂，将戈形支撑脚5e压接到果杯支撑架1的面板1a底面，如图7(a)和图7(b)所示。

从而实现了戈形支撑脚5e与倒L形支撑板13配合来完成单链双托式果杯的水平支撑与侧翻。

侧扭簧11、12、11’、12’为托板5、5’提供与铰接旋转过程中重力G1扭矩相反方向的扭矩，扭矩大小小于托盘4、内衬垫3、遮光罩2重力扭矩之和，大于托板5重力扭矩，实现托板5、5’克服重力G1的旋转翻转过程平缓；自然状态下，托板5、5’的重力G1扭矩使得托板5、5’的圆形托板5f由水平向下翻转。

中扭簧15、15’为倒L形支撑板13、13’提供与铰接旋转过程中重力G2扭矩相同方向的扭矩，扭矩大小小于倒L形支撑板13重力扭矩的两倍，大于倒L形支撑板13重力扭矩，实现倒L形支撑板13、13’克服重力G1的旋转翻转过程平缓。自然状态下，倒L形支撑板13、13’的重力G2扭矩使得倒L形支撑板13、13’的拨板13b向果杯支撑架1的基座1b中心靠拢旋转。

在托板5、5’的圆形托板5f处于水平状态下，侧扭簧11、12、11’、12’和中扭簧15、15’均处于不提供扭矩状态；在托板5、5’翻转过程中，侧扭簧11、12、11’、12’和中扭簧15、15’均提供扭矩。

如图15所示，传送轨道包括传动链19、轨道20、轨道型材21和轨道式称重22，轨道20固定布置于轨道型材21上，传动链19安装在轨道20上沿轨道20移动，果杯支撑架1的基座1b安装连接于传动链19上，依靠传动链19来带动果杯支撑架1，进而带动单链双托式果杯输送。

如图14所示，传动链19的侧方设有电磁拨动组件，电磁拨动组件包括电磁铁17分级板16，电磁铁17与分级板16连接，分级板16为两端为垂直平面、中间为垂直斜面构成的垂直板面，当分级板16水平旋转至能够与倒L形支撑板13的拨板13b接触时，倒L形支撑板13的拨板13b沿分级板16外垂直面移动，分级板16旋转是通过电磁铁17实现的，电磁铁17控制分级板16旋转进而推动倒L形支撑板13、13’的拨板13b克服自身重力扭矩旋转。当单链双托式果杯在传送轨道运送经过电磁拨动组件时，拨板13b受分级板16拨动向外侧转动，实现托班5的圆形托板5f翻转。

如图18所示，托盘4底部预留的圆孔处安装光谱检测探头24，遮光罩2上方两侧设有光源23。

本实用新型的具体工作过程是：

如图20所示，承托准球形水果18的果杯随传动链依次通过光谱检测工位A、轨道式称重工位B、分级工位C以及果杯随传动链旋转到输送生产线下方，果杯倒置后进入复位工位D。

如图18所示，果杯进入到光谱检测工位A时，托盘4预留的圆孔在经过光谱检测探头24时，准球形水果18在两边光源23的对射下，光谱检测探头24开始记录准球形水果18的光谱信息，托盘4上安装的遮光罩2和内衬垫3能够较大的减少光源23漏过的光及环境光，减少环境光对光谱检测精度的影响。

如图16所示，果杯进入到轨道式称重工位B时，托盘4的称重脚4a、4b、4c、4d进入称重轨道22，此时托盘4和托板5之间存在一定的间隙，根据结构设计，可使托板5的方孔5a、5d与托盘4称重脚4a、4d接触，托板5的方孔5b、5c与托盘4称重脚4b、4c不接触，此时托盘4前进的力来自于托板5的方孔5a、5d对托盘4称重脚4a、4d的推力，在此状态下，托板5与托盘4之间的摩擦最小，可最大程度减少托板5与托盘4之间摩擦对准球形水果18轨道式称重精度的影响。

如图17所示，托板5下方设有平行于传送轨道布置的斜坡引导轨道，斜坡引导轨道的两侧面为倾斜向下的斜面，两侧斜面之间的顶面为平面，顶面上安装有轨道式称重器22；在传送轨道运送果杯支撑架1移动、带动托板5移动到斜坡引导轨道的顶面上方时，托盘4下端的称重脚4a、4b、4c、4d受斜坡引导轨道的斜面引导而抬升高度，使得托盘4下端和托板5上端之间存在垂直距离，称重脚4a、4b、4c、4d落在轨道式称重器22上，从而实现轨道式称重器22称取且只称取遮光罩2、内衬垫3、托盘4和准球形水果18的重量。

如图6、图7、图14、图15所示，果杯进入分级工位C时，在相应的分级出口，电磁铁17向外侧旋转分级板16，此时果杯倒L形支撑板13的拨板13b沿着分级板16外侧垂直斜坡行进并逐渐倾斜，当倒L形支撑板13拨板13b倾斜到一定角度时，倒L形支撑板13的支撑板13a与托板5支撑脚5e分离，托板5倾斜，准球形水果18从托盘4上滚落到相应的分级口，完成分级后，倒L形支撑板13的支撑脚13a支撑着托板5支撑脚5e的下面。

如图19所示，果杯随传动链旋转到输送生产线下方时，果杯呈倒置状态，在输送生产线下方果杯传动链19上方设置有复位斜坡板25，果杯进入复位工位D时，倒置状态的完成分级的果杯进入复位斜坡板25，其托盘4称重脚(4a、4b、4c、4d)与中间圆筒下端及托板5外沿沿着复位斜坡板25斜坡面行进，托板5倾斜角度变小，托板5戈形支撑脚5e撬起倒L形支撑板13的支撑板13a，当托板5戈形支撑脚5e末端恰好经过倒L形支撑板13的支撑板13a末端时，倒L形支撑板13的支撑板13a由于中扭簧15的扭矩作用，倒L形支撑板13的支撑板13a回到与托板5戈形支撑脚5e接触的状态，此时托板5、托盘4及托盘4所连接的内衬垫3、遮光罩2回复成水平状态，果杯完成复位。

本实用新型能够实现直径30mm-120mm之间大小不同、近似球形的水果稳定、连续的进行输送、轨道式称重、光谱检测、分选分级功能，其托盘和托板分离，托盘称重脚穿过托板设方孔，能够减少果蔬称重过程的摩擦影响，提高果蔬称重精度；托盘上安装有遮光罩和内衬垫，能够有效减少环境光对果蔬光谱检测的影响，提高光谱检测精度；倒L形支撑板与扭簧结合的设计使托板和托盘翻转效率提高，翻转效果好；果杯为单链输送且有两排托盘，能够有效提高生产效率。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。