一种球形水果多级分拣装置

本发明涉及水果分拣装置技术领域，具体涉及一种球形水果多级分拣装置。

背景技术：

一种球形水果以苹果为例，苹果是我们日常生活中常见的球形水果之一，由于其富含矿物质、维生素以及含钙量丰富等优点深受广大消费者的喜爱。在我国众多的水果产业之中，苹果产业一直是支柱产业，目前我国苹果总产量占世界总产量的一半左右，人们的消费需求量很大。为了增加商品价值，苹果采摘后一般不能直接上市，需要经过分拣、包装等过程才能上市。

现有的苹果分拣装置只能实现苹果大小的分拣，分拣后的苹果中若有外形（颜色、果皮等）质量不合格，还需要人工另外进行再次分拣，增加了工人的劳动强度和成本，也降低了工作效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种既能实现大小筛分、又能实现外形质量筛分的球形水果多级分拣装置。

为实现上述目的，本发明中的球形水果多级分拣装置采用如下技术方案：

一种球形水果多级分拣装置，包括：

机架；

送料箱，安装在机架上，用于容纳和输送球形水果，送料箱上设置有进料口和供球形水果排出的出料口；

轨道，安装在机架上且倾斜设置在出料口的下方，以供球形水果落入轨道上并在自重作用下沿轨道滚动；

图像捕捉装置，安装在机架上，用于捕捉轨道上球形水果的外表信息；

信息处理系统，与图像捕捉装置连接，用于接收图像捕捉装置捕捉的信息；

接果器，设置在轨道的末端，用于接收轨道上落下的球形水果；

筛分装置，设置在接果器的下游，用于输送和筛分大小不同的球形水果，筛分装置上沿着球形水果的输送方向设置有多个孔径逐渐变大的筛分孔；

其中，接果器转动安装在机架上，机架上设置有用于驱动接果器转动的旋转动力机构，旋转动力机构与信息处理系统连接，以由信息处理系统根据球形水果的外表信息控制旋转动力机构正转或者反转，进而使接果器具有正转工位和反转工位，接果器处于反转工位时，用于将球形水果转移至缺陷水果收集箱中，接果器处于正转工位时，用于将球形水果转移至筛分装置中。

上述技术方案的有益效果在于：本发明的球形水果多级分拣装置包括设置在送料箱的出料口下方的轨道，且轨道倾斜设置，这样落入轨道上的球形水果就可以在自重作用下沿轨道滚动；而机架上安装有图像捕捉装置，在球形水果沿轨道滚动的过程中，可以全面捕捉球形水果的外表信息，并将信息传递至信息处理系统；轨道的末端设置有接果器，可以接收轨道上落下的球形水果，并且接果器转动安装在机架上，机架上还设置了旋转动力机构，旋转动力机构与信息处理系统连接，可以由信息处理系统根据球形水果的外表信息控制旋转动力机构正转或者反转，从而使接果器具有正转工位和反转工位，接果器处于反转工位时，用于将球形水果转移至缺陷水果收集箱中，实现缺陷水果的分拣剔除；接果器处于正转工位时，用于将球形水果转移至筛分装置中，筛分装置上沿着球形水果的输送方向设置有多个孔径逐渐变大的筛分孔，从而可以边输送边筛分，实现大小不同水果的分拣。

综上，本发明的球形水果多级分拣装置既能实现大小筛分、又能实现外形质量筛分，一台设备即可分拣出质量好坏以及大小不同的水果，无需人工另外再分拣，大大降低了人工劳动强度，可以提高工作效率，使得球形水果的分拣更加精准、高效。

进一步的，为了方便筛分装置的加工制造，减少筛分装置占用的横向空间，方便筛分使用，保证筛分精度，筛分装置包括圆形底板以及固定在圆形底板周围的环形围板，环形围板内设置有转动装置，转动装置的周向上设置有多个弧形槽，弧形槽与环形围板的侧壁围成用于容纳球形水果的容纳腔，所述的筛分孔设置在环形围板上。

进一步的，为了方便容纳腔内的水果通过对应的筛分孔排出，圆形底板倾斜设置，各筛分孔的设置位置与圆形底板的低处位置对应。

进一步的，为了方便球形水果进入筛分装置中，环形围板上与接果器对应的位置设置有缺口。

进一步的，为了方便转动装置的加工制造，简化结构，减轻重量，转动装置包括转盘、固定在转盘外周的多个固定杆、固定在各个固定杆端部的弧形板，所述弧形槽由弧形板形成。

进一步的，为了输送球形水果，方便后续的图像捕捉，送料箱中设置有螺旋推运器，螺旋推运器用于将球形水果逐个连续输送，所述的出料口供单个球形水果排出。

进一步的，为了避免螺旋推运器割伤球形水果，螺旋推运器具有螺旋叶片，螺旋叶片边缘的截面呈t形。

进一步的，为了方便接果器的加工制造和使用，接果器包括托板、与托板相连的挡板、与挡板固定连接的转轴，托板为曲形托板，转轴转动安装在机架上。

进一步的，为了方便球形水果滚动，避免水果掉落，轨道呈弧形。

进一步的，为了图像捕捉更加方便，保证结果准确，图像捕捉装置为摄像头，机架上设有用于安装摄像头的摄像头安装架。

附图说明

图1为本发明中球形水果多级分拣装置的一个视角的立体图；

图2为本发明中球形水果多级分拣装置的另一个视角的立体图；

图3为本发明中球形水果多级分拣装置的又一个视角的立体图；

图4为本发明中球形水果多级分拣装置的再一个视角的立体图；

图5为本发明中球形水果多级分拣装置的主视图；

图6为本发明中球形水果多级分拣装置的右视图；

图7为本发明中球形水果多级分拣装置的俯视图；

图8为图1中接果器部分的放大图；

图9为本发明中球形水果多级分拣装置的螺旋推运器的局部结构图。

图中：1、第一机架；11、安装板；111、通过口；12、转轴安装架；13、摄像头安装架；14、摄像头；15、第一电机；16、传动带；2、第二机架；21、第二电机；22、锥齿轮传动结构；3、送料箱；31、进料口；32、出料口；33、曲形导流壁；34、螺旋推运器；341、螺旋叶片；35、输送管；4、轨道；5、接果器；51、托板；52、挡板；53、转轴；6、第三电机；7、缺陷水果收集箱；8、筛分装置；81、圆形底板；82、环形围板；821、筛分孔；822、缺口；83、转盘；84、固定杆；85、弧形板；9、合格水果收集箱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明中球形水果多级分拣装置的一个实施例如图1、图2、图3和图4所示，包括机架，机架包括第一机架1和第二机架2，第一机架1上安装有送料箱3，送料箱3用于容纳和输送球形水果，本实施例中所指的球形水果为苹果。结合图7所示，送料箱3上设置有进料口31和供苹果排出的出料口32，送料箱3中设置有螺旋推运器34，螺旋推运器34用于将苹果逐个连续输送，因此出料口32仅供单个苹果排出。如图1和图6所示，为了方便苹果的输送，送料箱3包括一段与进料口31连接的曲形导流壁33，这样可以对倒入的苹果有一个缓冲和引导作用。另外，如图9所示，螺旋推运器34具有螺旋叶片341，为了避免螺旋推运器34割伤苹果，使螺旋叶片341边缘的截面呈t形。

如图1~图5所示，第一机架1的中部设有安装板11，安装板11上安装有第一电机15，第一电机15通过传动带16驱动螺旋推运器34转动。安装板11上还安装有轨道4，轨道4倾斜设置在出料口32的下方，以供苹果落入轨道4上并在自重作用下沿轨道4滚动，为了方便苹果在轨道4上滚动，避免苹果掉落，轨道4呈弧形。同时，为了方便苹果落入轨道4上，在出料口32上连接有输送管35，输送管35的底部朝向轨道4弯曲，使苹果在重力作用下沿着输送管35滚落到轨道4上。本发明通过螺旋推运器34、出料口32以及输送管35的设置，保证苹果一个一个的落到轨道4上，避免发生堵塞。

第一机架1上还安装有图像捕捉装置，用于捕捉轨道4上苹果的外表信息。具体的，图像捕捉装置为摄像头14，安装板11上固定有用于安装摄像头14的摄像头安装架13，使得摄像头14正对轨道4布置，保证摄像头14的视野更加开阔，监控范围包括输送管35的出口以及整个轨道4，并且由于轨道4与地面成一定角度，苹果在轨道4滚动时可以将整个外形呈现在图像捕捉装置中。

本发明的球形水果多级分拣装置还包括与摄像头14连接的信息处理系统（图中未示出），摄像头14捕捉的图像信息发送到信息处理系统，通过系统对苹果大小、颜色、果皮质量等判别处理。

球形水果多级分拣装置还包括接果器5和设置在接果器5下游的筛分装置8，接果器5设置在轨道4的末端，用于接收轨道4上落下的苹果。并且，接果器5转动安装在机架上，机架上设置有用于驱动接果器5转动的旋转动力机构。具体的，如图8所示，接果器5包括托板51、与托板51相连的挡板52、与挡板52固定连接的转轴53，托板51为曲形托板。安装板11上固定有转轴安装架12，转轴53转动安装在转轴安装架12上。

上述旋转动力机构为与转轴53传动连接的第三电机6，第三电机6为可控转向电机，且与信息处理系统连接，以由信息处理系统根据苹果的外表信息控制第三电机6正转或者反转，进而使接果器5具有正转工位和反转工位，当接果器5处于反转工位时，用于将苹果转移至缺陷水果收集箱7中。例如当苹果过小或者颜色、果皮质量有问题时，被视为不合格，此时信息处理系统通过控制第三电机6反转，使接果器5处于反转工位，从而使落到托板51上的苹果直接滑落到缺陷水果收集箱7中。为了方便苹果落下，在安装板11上正对托板51的位置设置有通过口111。

当苹果尺寸符合要求，且颜色、果皮质量均没有问题时，被视为合格，信息处理系统通过控制第三电机6正转，使接果器5处于正转工位，从而使落到托板51上的苹果直接滑落到筛分装置8中。

如图1~图7所示，筛分装置8安装在第二机架2上，用于输送和筛分大小不同的苹果。筛分装置8包括圆形底板81以及固定在圆形底板81周围的环形围板82，环形围板82内设置有转动装置，转动装置的周向上设置有多个弧形槽。具体的，转动装置包括转盘83、固定在转盘83外周的多个固定杆84、固定在各个固定杆84端部的弧形板85，转盘83通过固定杆84带动各个弧形板85转动，为了方便驱动转盘83转动，如图3、图4、图6所示，在机架2的下方设置有第二电机21，第二电机21通过锥齿轮传动结构22带动转盘83旋转。

上述弧形槽由弧形板85形成，弧形槽与环形围板82的侧壁围成用于容纳苹果的容纳腔，由于弧形板85连续设置，因此所形成的容纳腔也是连续的多个，各容纳腔随着弧形板85的转动，位置不断发生变化，实现苹果的输送。

环形围板82上沿着苹果的输送方向设置有多个孔径逐渐变大的筛分孔821，本实施例中为四个，可以实现四种不同大小苹果的筛分，对应的，每一个筛分孔821的下方均设置有一个合格水果收集箱9。当弧形板85推动苹果转动到合适的筛分孔821时，苹果通过筛分孔821下落至合格水果收集箱9中。

为了方便苹果漏出筛分孔821，如图6所示，将圆形底板81倾斜设置，各筛分孔821的设置位置与圆形底板81的低处位置对应，也即若定义苹果在轨道4上自左向右滚动，则圆形底板81由后向前逐渐向下倾斜，各筛分孔821均设置在环形围板82的前侧，这样当苹果到达合适的筛分孔821时，可以直接在重力作用下滑出筛分孔821。

圆形底板81的最高位置位于接果器5的下方，同时为了方便苹果进入筛分装置8中，如图3和图4所示，在环形围板82上与接果器5的托板51的对应位置设置有缺口822，从而方便苹果落到圆形底板81上，再加上圆形底板81是倾斜的，因此苹果很容易滑至与弧形板85接触，进而方便后续的输送。

本发明中球形水果多级分拣装置的工作原理是：

使用时，将苹果沿着进料口31倒入送料箱3中，第一电机15带动螺旋推运器34旋转，给苹果一个横向力使得苹果可以横向移动至出料口32处，并通过输送管35在重力的作用下落入轨道4上，苹果沿着轨道4滚动至接果器5处。在苹果滚动期间，摄像头14捕捉苹果的外表信息并发送至信息处理系统，若苹果大小超过限定范围、颜色比例达不到指标和果皮受损严重，信息处理系统将控制第三电机反转使接果器处于反转工位，此时当苹果落到托板51上时直接被抛送至缺陷水果收集箱7中。其他的苹果则通过接果器的正转工位被抛送至旋转中的圆形底板81上，在第二电机21的作用下，弧形板85带动苹果转动，最后通过合适的筛分孔821流出，落到对应的合格水果收集箱9中，实现对苹果大小不同级别的筛选。

因此，本发明的球形水果多级分拣装置既能实现大小筛分、又能实现外形质量筛分，一台设备即可分拣出质量好坏以及大小不同的水果，无需人工另外再分拣，大大降低了人工劳动强度，可以提高工作效率，使得球形水果的分拣更加精准、高效。

在球形水果多级分拣装置的其他实施例中，球形水果多级分拣装置也可用于梨、橘子等其他球形水果的分拣。

在球形水果多级分拣装置的其他实施例中，图像捕捉装置也可以是相机。

在球形水果多级分拣装置的其他实施例中，轨道可以不是弧形，而是u形。

在球形水果多级分拣装置的其他实施例中，接果器也可以是一个碗状接果容器，容器上固定连接有转轴，此时接果器先接到水果，然后再进行正转工位或反转工位的切换。

在球形水果多级分拣装置的其他实施例中，螺旋推运器的螺旋叶片的截面可以不是t形，螺旋叶片的壁厚是均匀的。

在球形水果多级分拣装置的其他实施例中，送料箱中可以不设置螺旋推运器，而是将送料箱设置成漏斗状或者是送料箱的底壁逐渐倾斜。

在球形水果多级分拣装置的其他实施例中，转动装置可以是一个大转盘，弧形槽直接设置在转盘的外周面上。

在球形水果多级分拣装置的其他实施例中，环形围板上可以不设置缺口，环形围板是一个完整的圆环。

在球形水果多级分拣装置的其他实施例中，圆形底板可以不是倾斜的，而是水平的，此时可以利用苹果在转动时的离心力，使苹果从筛分孔流出。

在球形水果多级分拣装置的其他实施例中，筛分装置可以不是圆形底板和环形围板的形式，而是倾斜设置的滚筒，滚筒边转动边实现水果的输送，滚筒上沿着倾斜的方向设置有多段孔径逐渐变大的筛分孔，以实现大小水果的筛分；或者，筛分装置是一段一段倾斜设置的筛板，筛板上的筛分孔的孔径逐渐变大，以在实现水果输送的同时，实现水果的筛分。

在球形水果多级分拣装置的其他实施例中，出料口上可以不连接输送管，此时轨道直接设置在出料口的下方。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。