一种水果自动定向上料装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水果自动定向上料装置。包括单列化输送模块、位姿调整模块、整机控制模块、机械臂上料模块，单列化输送模块、位姿调整模块和机械臂上料模块沿输送方向依次布置，单列化输送模块包括单列化机构、输送引流板、输送带电机、机架A和输送带；位姿调整模块包括位姿调整机构、机架B、引流道、光电开关、安装箱、定量输送带、毛刷辊和缓冲板；位姿调整机构包括底座和四组电机组件；机械臂上料模块包括机械臂、末端执行器、机架C、相机和照明光源。本发明专利技术实现水果自动定向上料，提高生产效率和检测精度，适用于球形水果在线检测分级前的自动上料过程，也有利于提高检测分级效率。

An automatic directional feeding device for fruit

【技术实现步骤摘要】
一种水果自动定向上料装置
本专利技术涉及了一种水果上料装置，尤其是涉及了一种水果自动定向上料装置，主要用于实现水果品质在线检测上料过程的自动化，提高水果商品化检测效率。
技术介绍
果品业在农业经济发展中占重要地位，是世界第三大农业种植产业。我国是水果生产及消费大国，其中苹果、梨、桃子的产量均为世界第一，但水果商品化自动化技术相对落后，劳动效率低，许多环节仍需人工完成，这严重制约了我国果品业的发展，产业迫切需求高度自动化的水果采后商品化技术。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供的水果自动定向上料装置可用于水果检测分级产线的上料阶段，尤其适用于苹果、梨、桃等球形水果。本专利技术可代替当前水果检测产线人工上料过程，自动实现水果位姿调整及定位上料，显著提高了水果检测效率。本专利技术采用的具体技术方案如下：本专利技术包括单列化输送模块、位姿调整模块、整机控制模块、机械臂上料模块，单列化输送模块、位姿调整模块和机械臂上料模块沿输送方向依次布置，整机控制模块安装在位姿调整模块顶部。所述的单列化输送模块主要包括单列化机构、输送引流板、输送带电机、机架A和输送带；输送带安装在机架A上，输送带连接输送带电机且由输送带电机驱动工作；输送带沿输送方向的两侧对称安装有输送引流板，两侧的输送引流板之间的输送带上放置并运输水果，单列化机构横跨安装在输送带上方。所述的位姿调整模块主要包括位姿调整机构、机架B、引流道、光电开关、安装箱、定量输送带、毛刷辊和缓冲板；引流道安装在机架B上，引流道是由多个通道平行并排组成，引流道的入口端位于单列化输送模块的输送带的输送出口处，引流道中部从入口端到出口端方向以先向下倾斜15°后水平布置，引流道每个通道中部的侧板之间安装有毛刷辊；引流道的出口端设有安装箱，安装箱内安装有定量输送带；每条定量输送带入口端与引流道的一个通道出口端衔接，定量输送带中部从入口端到出口端方向以向上倾斜5°布置，每条定量输送带输出端设有一个位姿调整机构，定量输送带输出端和位姿调整机构之间设有缓冲板，每条定量输送带出口端和缓冲板正上方的机架B上安装有光电开关，光电开关朝下探测对经过缓冲板的水果计数。所述的位姿调整机构包括底座和安装在底座上的四组电机组件，每个电机组件包括转向驱动电机、旋轮、同步带和底座；转向驱动电机安装在底座底面，底座上安装旋轮，转向驱动电机的输出轴经同步带和旋轮传动连接；旋轮采用麦克娜姆轮，四组电机组件的四个麦克娜姆轮以全向旋转方式布置；通过控制四组电机组件的转向驱动电机，在四个旋轮作用下调整水果位姿使得果梗朝正上方。所述的机械臂上料模块包括机械臂、末端执行器、机架C、相机和照明光源；机械臂架设在检测分级线上方，机架C顶部安装有机械臂，机械臂下端安装有末端执行器，机械臂带动末端执行器在水平面移动，机械臂末端安装有末端执行器；相机和照明光源安装于机架C上部，相机和照明光源位于位姿调整模块的位姿调整机构正上方，相机朝向位姿调整机构用于实时拍摄水果的图像。所述的单列化机构包括导轨、横梁、单列化隔板、单列化安装台、电机安装架、单列化驱动电机、连杆、偏置圆凸轮和滑块；单列化安装台横跨安装在输送带上方并连接于两侧的输送引流板，单列化安装台上开有四条平行等间距的条形通槽和导轨，条形通槽和导轨平行；四块单列化隔板上端穿过单列化安装台上各自的条形通槽后与横梁固接；横梁底面还固定安装有滑块，滑块嵌装于导轨上配合；单列化驱动电机通过电机安装架安装在单列化安装台上方，单列化驱动电机输出轴朝下和偏置圆凸轮的旋转轴同轴固接，偏置圆凸轮的偏心部通过连杆和横梁铰接；单列化驱动电机工作经偏置圆凸轮和连杆构成的曲柄滑块副带动单列化隔板在条形通槽导向下来回往复移动。所述的位姿调整机构上方设有限位通道，限位通道在朝向定量输送带的一侧设有U形开口，作为水果从定量输送带运输出进入位姿调整机构的通道。所述的定量输送带选择驱动电机内置方式的皮带输送，并且在输送带上沿带表面等间隔平行均布横肋，每条横肋垂直于输送方向，相邻横肋之间的间距大小使得仅容纳置有一个水果，使得水果逐个向前输送。所述的机械臂采用直角坐标机械臂、多关节机械臂或者并联机械臂。所述的末端执行器包括驱动气缸、末端执行器安装架、剪叉式伸缩机构、导向机架、从动滑块、驱动滑块、气缸和吸盘；末端执行器安装架顶部固定连接到机械臂的下端，末端执行器安装架下端固定安装导向机架，导向机架中安装有水平的光轴，驱动滑块和多个从动滑块均套装在光轴上，其中处于居中位置的一个从动滑块固定安装连接于导向机架，不能在光轴上滑动，其余从动滑块和驱动滑块均能在光轴上滑动；光轴上方的导向机架中安装有剪叉式伸缩机构，各个从动滑块和驱动滑块与剪叉式伸缩机构中的X交叉铰接处相连，每个从动滑块下端安装气缸，气缸的输出杆朝下和吸盘固接；驱动滑块与安装于导向机架上的驱动气缸相连，驱动气缸提供变间距动力；驱动气缸推动驱动滑块在光轴上滑动，进而经剪叉式伸缩机构带动除了处于居中位置的一个从动滑块以外的其余从动滑块在光轴上滑动，带动其余从动滑块作分离或者靠拢移动。所述的整机控制模块，主要包括控制箱、控制系统和一体机；控制箱置于位姿调整模块的机架B上，控制箱内装有控制系统和一体机。所述的机械臂上料模块内下方还安装有检测分级线。本专利技术的主要工作流程为：水果由单列化输送模块规整为多列整齐排布的状态，从不同的引流道经毛刷辊缓冲进入位姿调整模块，定量输送带通过光电开关控制每次输送一个水果进入位姿调整机构，经相机拍照，整机控制模块通过识别程序对水果的位姿进行实时识别判断，并根据检测结果控制位姿调整机构完成水果位姿调整，其后伺服控制机械臂进行抓取上料工作。本专利技术实现目前水果商品化处理过程中上料环节的“机器换人”以及在内部品质检测中对水果姿态的要求，从而提高生产效率和检测精度，适用于球形水果在线检测分级前的自动上料过程，可大大提高检测分级效率。本专利技术具有的有益效果是：本专利技术可用于球形水果检测产线的自动上料，可代替传统手工操作，提高检测效率；本专利技术采用各种柔性结构，尽可能减少水果输送上料过程的损伤；本专利技术可满足检测对水果位姿的特殊要求，可对水果任意位姿进行调整，提高检测精度。附图说明图1是专利技术装置的等轴侧图；图2是单列化输送模块的等轴侧图；图3是单列化机构的装配图；图4是单列化隔板主视图；图5是单列化机构的工作示意图；图6是定量输送及位姿调整机构的等轴侧图；图7是定量输送及位姿调整机构的俯视图；图8是定量输送及位姿调整机构的A-A剖视图；图9是引流道的等轴侧图；图10是位姿调整机构的安装方式示意图；图11是整机控制模块；图12是机械臂上料模块的装配图；图13是末端执行器的装配图；图14是末端执行器的工作示意图；图14(a)是末端执行器最大工作间距示意图；图14(b)是末端执行器最小工作间距示意图；图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水果自动定向上料装置，其特征在于：包括单列化输送模块(1)、位姿调整模块(2)、整机控制模块(3)、机械臂上料模块(4)，单列化输送模块(1)、位姿调整模块(2)和机械臂上料模块(4)沿输送方向依次布置，整机控制模块(3)安装在位姿调整模块(2)顶部；/n所述的单列化输送模块(1)主要包括单列化机构(11)、输送引流板(15)、输送带电机(16)、机架A(12)和输送带(13)；输送带(13)安装在机架A(12)上，输送带(13)连接输送带电机(16)且由输送带电机(16)驱动工作；输送带(13)沿输送方向的两侧对称安装有输送引流板(15)，两侧的输送引流板(15)之间的输送带(13)上放置并运输水果(6)，单列化机构(11)横跨安装在输送带(13)上方；/n所述的位姿调整模块(2)主要包括位姿调整机构(20)、机架B(21)、引流道(22)、光电开关(24)、安装箱(25)、定量输送带(27)、毛刷辊(28)和缓冲板(29)；引流道(22)安装在机架B(21)上，引流道(22)是由多个通道平行并排组成，引流道(22)的入口端位于单列化输送模块(1)的输送带(13)的输送出口处，引流道(22)中部从入口端到出口端方向以先向下倾斜15°后水平布置，引流道(22)每个通道中部的侧板之间安装有毛刷辊(28)；引流道(22)的出口端设有安装箱(25)，安装箱(25)内安装有定量输送带(27)；每条定量输送带(27)入口端与引流道(22)的一个通道出口端衔接，定量输送带(27)中部从入口端到出口端方向以向上倾斜5°布置，每条定量输送带(27)输出端设有一个位姿调整机构(20)，定量输送带(27)输出端和位姿调整机构(20)之间设有缓冲板(29)，每条定量输送带(27)出口端和缓冲板(29)正上方的机架B(21)上安装有光电开关(24)，光电开关(24)朝下探测对经过缓冲板(29)的水果计数；/n所述的位姿调整机构(20)包括底座(205)和安装在底座(205)上的四组电机组件，每个电机组件包括转向驱动电机(201)、旋轮(202、203)、同步带(204)和底座(205)；转向驱动电机(201)安装在底座(205)底面，底座(205)上安装旋轮，转向驱动电机(201)的输出轴经同步带(204)和旋轮传动连接；旋轮采用麦克娜姆轮，四组电机组件的四个麦克娜姆轮以全向旋转方式布置；通过控制四组电机组件的转向驱动电机(201)，在四个旋轮(202、203)作用下调整水果(6)位姿使得果梗朝正上方；/n所述的机械臂上料模块(4)包括机械臂(41)、末端执行器(42)、机架C(43)、相机(44)和照明光源(45)；机械臂(41)架设在检测分级线(5)上方，机架C(43)顶部安装有机械臂(41)，机械臂(41)下端安装有末端执行器(42)，机械臂(41)带动末端执行器(42)在水平面移动，机械臂(41)末端安装有末端执行器(42)；相机(44)和照明光源(45)安装于机架C(43)上部，相机(44)和照明光源(45)位于位姿调整模块(2)的位姿调整机构(20)正上方，相机(44)朝向位姿调整机构(20)用于实时拍摄水果(6)的图像。/n...

【技术特征摘要】
1.一种水果自动定向上料装置，其特征在于：包括单列化输送模块(1)、位姿调整模块(2)、整机控制模块(3)、机械臂上料模块(4)，单列化输送模块(1)、位姿调整模块(2)和机械臂上料模块(4)沿输送方向依次布置，整机控制模块(3)安装在位姿调整模块(2)顶部；
所述的单列化输送模块(1)主要包括单列化机构(11)、输送引流板(15)、输送带电机(16)、机架A(12)和输送带(13)；输送带(13)安装在机架A(12)上，输送带(13)连接输送带电机(16)且由输送带电机(16)驱动工作；输送带(13)沿输送方向的两侧对称安装有输送引流板(15)，两侧的输送引流板(15)之间的输送带(13)上放置并运输水果(6)，单列化机构(11)横跨安装在输送带(13)上方；
所述的位姿调整模块(2)主要包括位姿调整机构(20)、机架B(21)、引流道(22)、光电开关(24)、安装箱(25)、定量输送带(27)、毛刷辊(28)和缓冲板(29)；引流道(22)安装在机架B(21)上，引流道(22)是由多个通道平行并排组成，引流道(22)的入口端位于单列化输送模块(1)的输送带(13)的输送出口处，引流道(22)中部从入口端到出口端方向以先向下倾斜15°后水平布置，引流道(22)每个通道中部的侧板之间安装有毛刷辊(28)；引流道(22)的出口端设有安装箱(25)，安装箱(25)内安装有定量输送带(27)；每条定量输送带(27)入口端与引流道(22)的一个通道出口端衔接，定量输送带(27)中部从入口端到出口端方向以向上倾斜5°布置，每条定量输送带(27)输出端设有一个位姿调整机构(20)，定量输送带(27)输出端和位姿调整机构(20)之间设有缓冲板(29)，每条定量输送带(27)出口端和缓冲板(29)正上方的机架B(21)上安装有光电开关(24)，光电开关(24)朝下探测对经过缓冲板(29)的水果计数；
所述的位姿调整机构(20)包括底座(205)和安装在底座(205)上的四组电机组件，每个电机组件包括转向驱动电机(201)、旋轮(202、203)、同步带(204)和底座(205)；转向驱动电机(201)安装在底座(205)底面，底座(205)上安装旋轮，转向驱动电机(201)的输出轴经同步带(204)和旋轮传动连接；旋轮采用麦克娜姆轮，四组电机组件的四个麦克娜姆轮以全向旋转方式布置；通过控制四组电机组件的转向驱动电机(201)，在四个旋轮(202、203)作用下调整水果(6)位姿使得果梗朝正上方；
所述的机械臂上料模块(4)包括机械臂(41)、末端执行器(42)、机架C(43)、相机(44)和照明光源(45)；机械臂(41)架设在检测分级线(5)上方，机架C(43)顶部安装有机械臂(41)，机械臂(41)下端安装有末端执行器(42)，机械臂(41)带动末端执行器(42)在水平面移动，机械臂(41)末端安装有末端执行器(42)；相机(44)和照明光源(45)安装于机架C(43)上部，相机(44)和照明光源(45)位于位姿调整模块(2)的位姿调整机构(20)正上方，相机(44)朝向位姿调整机构(20)用于实时拍摄水果(6)的图像。


2.根据权利要求1所述的一种水果自动定向上料装置，其特征在于：
所述的单列化机构(11)包括导轨(111)、横梁(112)、单列化隔板(113)、单列化安装台(114)、电机安装架(115)、单列化驱动电机(116)、连杆(117)、偏置圆凸轮(118)和滑块(119)；单列化安装台(114)横跨安装在输送带(13)上方并连接于两侧的输送引流板(15)，单列化安装台(114)...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐惠荣，王志鹏，应义斌，饶秀勤，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33