一种机器人水果自动分拣机的制作方法

1.本实用新型属于水果分拣设备的技术领域，特别是涉及一种机器人水果自动分拣机。


背景技术：

2.水果产业是我国种植业中的第三大产业，当前水果市场的饱和度也是非常高的，所以水果行业的竞争也是比较激烈的。
3.对于水果商来说，使用水果分拣系统是一个必然选择。一方面是因为水果市场的需求旺盛，大量的水果订单给水果商带来了很大的压力。因为如果采用人工分拣的方式去进行分拣的话，非常耗费人力和时间，而且随着时间的变化水果的品质还会受到影响，这对于水果商来说是很不利的。另一方面是由市场竞争决定的，如果其他的水果企业都使用水果分拣系统而自己的企业不使用的话，成本、效率方面在市场上就很容易缺乏竞争力。
4.近年来，逐渐出现了使用机器人代替人工操作的技术。但是目前行业内使用的机器人分拣机通常只能分拣不同大小的水果，对于水果的品质，比如成熟程度、糖分浓度和个体重量等，不能实现自动分拣。


技术实现要素：

5.为解决现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种机器人水果自动分拣机，通过称重翻转结构、柔性的环形运动输送结构及分拣电磁铁结构，完成各种水果的不同品质的分拣，分拣效率高，易于推广应用。
6.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种机器人水果自动分拣机，包括机架，以及设置在机架上的机器人抓手结构、称重翻转结构、输送结构、分装料斗及集料斗；
7.集料斗及称重翻转结构均设置在机器人抓手结构可到达范围内；机器人抓手结构的两侧分别设置集料斗与称重翻转结构；
8.输送结构设置在称重翻转结构与分装料斗之间，用于接收来自称重翻转结构上的水果并输送至分装料斗内；输送结构包括环形输送线、输送料斗、辅助支撑滑轮组和分拣电磁铁结构；输送料斗通过铰链销铰接安装在环形输送线上，并跟随环形输送线运动；辅助支撑滑轮组设有多个，多个辅助支撑滑轮组安装在环形输送线上，均匀分布设置在输送料斗的运动轨迹范围内，用于支撑跟随环形输送线运动的输送料斗；
9.分拣电磁铁结构位于分装料斗旁边，设置在机架与辅助支撑滑轮组之间。
10.优选地，机器人抓手结构包括机器人和真空吸盘；所述真空吸盘连接在机器人的末端法兰上。
11.优选地，称重翻转结构包括称重仪和翻转结构，翻转结构安装在称重仪的侧面。
12.优选地，翻转结构包括安装支架、电磁铁、第一连接件、翻转斗、第二连接件、第三连接件及l字形支架；
13.安装支架安装在称重仪的侧面，电磁铁设置在安装支架上；第一连接件的一端安装在电磁铁的顶部，另一端通过铰链销铰接翻转斗；第二连接件安装在翻转斗的背面，并通过铰链销与第三连接件铰接；l字形支架的一面安装在称重仪的侧面，另一面作为第三连接件的安装面与第三连接件连接。
14.优选地，分拣电磁铁结构包括安装支架和电磁铁；电磁铁的一端通过安装支架安装在机架上，另一端与辅助支撑滑轮组连接。
15.本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
16.1、称重翻转结构能将称重后的水果自动翻转至输送料斗中，然后输送结构带动输送料斗绕环形运动，当输送料斗运动到相应的分拣电磁铁结构上方时，分拣电磁铁结构通电，从而将输送料斗内的水果自动滑落到对应的分装料斗中，分拣效率高，提高了工作效率；分拣过程无需配置人员操作，节省了大量的人工成本，易于推广应用。
17.2、在本实用新型提供的机器人水果自动分拣机中，还配置有3d视觉，能识别出表面有瑕疵的水果，提高了分拣后水果整体质量水平；配置有近红外光谱称重仪结构，能判别水果成熟程度和糖分浓度，根据水果品质进行准确分拣，提高了后续成批水果的质量水平稳定性。
附图说明
18.图1为本实用新型机器人水果自动分拣机的正视图；
19.图2为本实用新型机器人水果自动分拣机的俯视图；
20.图3为本实用新型机器人水果自动分拣机中输送结构的示意图；
21.图4为本实用新型机器人水果自动分拣机中称重翻转结构的示意图；
22.附图标记说明：100、机器人抓手结构，200、称重翻转结构，300、输送结构，400、2d相机，500、3d相机，600、分装料斗，700、机架，800、集料斗，101、机器人，102、真空吸盘，201、称重仪，202、翻转结构，2021、第一安装支架，2022、电磁铁，2023、第一连接件，2024、翻转斗，2025、第二连接件，2026、第二连接件，2027、l字形支架，301、环形输送线，302、输送料斗，303、辅助支撑滑轮组，304、分拣电磁铁结构，3041、电磁铁，3042、第二安装支架3042。
具体实施方式
23.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行详细的描述，但本实用新型的实施例并不限于此，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.实施例
26.如图1、2所示，本实用新型机器人水果自动分拣机，包括机架700，以及设置在机架上的机器人抓手结构100、称重翻转结构200、输送结构300、2d相机400、3d相机500、分装料
斗600及集料斗800。
27.其中，2d相机、3d相机、集料斗及称重翻转结构均设置在机器人抓手结构可到达范围内。本实施例中，每个机器人抓手结构均包括机器人101和真空吸盘102，真空吸盘连接在机器人的末端法兰上；2d相机、3d相机均位于机器人的上方，3d相机在2d相机安装的机架纵梁位置的背面；集料斗设置在机器人的一侧，称重翻转结构设置在机器人的另一侧，即机器人的两侧分别设置集料斗与称重翻转结构。
28.称重翻转结构包括称重仪和设置在称重仪上的翻转结构。称重仪201采用近红外光谱称重仪，所述翻转结构安装在近红外光谱称重仪的侧面。
29.进一步地，如图4所示，翻转结构包括第一安装支架2021、电磁铁2022、第一连接件2023、翻转斗2024、第二连接件2025、第三连接件2026及l字形支架2027；所述第一安装支架，其安装在近红外光谱称重仪的侧面；所述电磁铁设置在安装支架上；所述第一连接件的一端安装在电磁铁的顶部，另一端通过铰链销铰接翻转斗；所述第二连接件安装在翻转斗的背面，并通过铰链销与第三连接件铰接；所述l字形支架一面安装在近红外光谱称重仪的侧面，另一面作为第三连接件的安装面与第三连接件连接。
30.输送结构设置在称重翻转结构与分装料斗之间，用于接收来自称重翻转结构上的水果，并输送至分装料斗内。如图3所示，输送结构包括环形输送线301、输送料斗302、辅助支撑滑轮组303和分拣电磁铁结构304；输送料斗设有若干个，并通过铰链销铰接安装在环形输送线上，若干输送料斗跟随环形输送线运动；辅助支撑滑轮组安装在环形输送线上，均匀分布设置在输送料斗的运动轨迹范围内，用于支撑跟随环形输送线运动的输送料斗。
31.在本实施例中，分拣电磁铁结构位于分装料斗旁边，设置在机架与辅助支撑滑轮组之间。进一步地，分拣电磁铁结构包括第二安装支架3042和电磁铁3041；所述电磁铁的一端通过第二安装支架安装在机架上，另一端与辅助支撑滑轮组连接。
32.在优选的实施例中，所述输送料斗设有多个，多个输送料斗根据环形输送线的周长均布，并排铰接在环形输送线上。
33.优选地，所述分装料斗设置在输送结构中环形输送线的一侧。
34.所述集料斗用于放置未分拣的水果，所述3d相机用于判定水果位置，所述2d相机用于识别水果的大小和表面瑕疵，所述机器人抓手结构可以拾取大小在吸盘吸力范围内的水果，所述近红外光谱称重仪可以判定水果的水果成熟程度、糖分浓度以及重量，所述翻转结构可以将水果移送到输送结构上的输送料斗内。所述输送料斗在环形输送线的带动下在平面内回转，用于接住近红外光谱称重仪移送的水果然后将水果移送到对应的分装料斗的前方。所述辅助支撑滑轮组能支撑输送料斗使其不会因重力发生倾斜并在输送线上稳定运行。所述分拣电磁铁结构通电后可以使第二辅助滚轮组向下移动，从而令输送料斗倾斜，将输送料斗内的水果移送到分装料斗中。其中水果位置的判断方法、水果大小及表面瑕疵的识别方法均采用成熟的现有技术；水果成熟程度、糖分浓度及重量的判断，也是现有技术。
35.本实用新型的工作流程如下：人工将水果放入集料斗内，水果由于重力自动滑落至集料斗底部待拾取区域。设备运行时，先通过3d相机判定水果位置，待相机判断完毕后，机器人移动至集料斗的待拾取区域，通过机器人末端连接的真空吸盘用真空吸附方式拾取水果。拾取完后将水果移载至2d相机的拍摄区域，识别水果的大小和表面瑕疵。若有瑕疵直接将水果放入设备外的破损置物处。如果表面完好，会将水果放入近红外线光谱称重仪上。
近红外线光谱称重仪判定水果的水果成熟程度、糖分浓度以及重量，同时系统将水果的相关信息储存。完成判定后近红外线光谱称重仪上的翻转结构自动翻转，将水果移送到输送结构上的输送料斗内；系统根据输送料斗所载水果的相关信息，对输送料斗的位置进行定义或标记，同时环形输送线带动输送料斗运动，当输送料斗移动至相应的分拣电磁铁结构上方时，分拣电磁铁结构通电，使辅助滚轮组向下移动，此时输送料斗会在重力的作用下倾斜，将输送料斗内水果滑入分装料斗内，完成整个分拣过程。在进一步优选的实施例中，机器人抓手结构为4个，以纵列的方式安装在机架上；2d相机为4个，均设置在机架上，位于机器人的上方；3d相机为2个，均设置在机架上，位于机器人的上方；称重翻转结构为4个，设置在每台机器人的另一侧。
36.需要说明的是，在本实施例中机器人抓手结构、2d相机及近红外光谱称重仪结构的数量均以四个为例进行说明，但本实用新型的具体实施方式中机器人抓手结构、2d相机及近红外光谱称重仪结构的数量并不限于四个。同样地，3d相机的数量也不限于两个。
37.应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
38.上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。