果蔬分级装箱机器人及方法与流程

本发明涉及一种农业果蔬分级、装箱生产线设备和方法，尤其是涉及基于球形果蔬自动分级、机器人装箱的农业果蔬分拣生产线和方法。

背景技术：

农业球形果蔬由于其大小不同分成不同的等级，包括低级果蔬、中级果蔬和高级果蔬，为了满足市场需要，实现不同大小果蔬的分类及装箱。目前，大多数果蔬由人工进行分级与装箱，生产效率低、劳动强度大，许多生产厂商开发了许多果蔬分拣、装箱设备，如专利号：ZL201410158585.X“一种水果自动分类机”、ZL201410158591.5“一种果蔬自动分拣系统”、ZL201510417720.2“一种水果自动装箱机及水果装箱方法”等，上述专利虽然比传统的手工果蔬分拣与装箱效率高，但通常将果蔬的上料、分级和装箱等多个工序分开，难以实现果蔬生产的全自动。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服上述球形果蔬加工过程中存在的自动化程度不高问题，提供一种基于球形果蔬全自动上料、分级、分层装箱的果蔬分级装箱机器人系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种果蔬分级装箱机器人系统，包括：

上料机构1，所述的上料机构1用于将果蔬输送到分级机构2；

分级机构2，所述的分级机构2包括C果蔬处理区、D果蔬处理区、E果蔬处理区组成，用于根据果蔬的直径大小进行自动分级：低级果蔬、中级果蔬和特级果蔬；

果蔬输送带3，所述的果蔬输送带3用于将中级果蔬输送到果蔬载具59；

双臂机械手4，所述的双臂机械手4用于将果蔬载具59上的果蔬抓取并依次放入到左右两侧的箱体内；

箱体传送带5，所述的箱体传送带5用于输送盛装果蔬的箱体；

升降式传送带6，所述的升降式传送带6用于在装箱输送带7和果蔬载具输送带8之间传送果蔬载具59；

装箱输送带7，所述的装箱输送带7用于传送铺装于果蔬载具59的果蔬至双臂机械手4工作区；

果蔬载具输送带8，所述的果蔬载具输送带8用于将果蔬载具59从双臂机械手4工作区传送回装箱输送带7；

其特征在于：所述的分级机构2通过限距螺杆28将分级滚杆21分成C果蔬处理区、D果蔬处理区、E果蔬处理区；所述的箱体传送带5布置于装箱输送带7和果蔬载具输送带8两侧；所述的双臂机械手4安装于箱体传送带5和升降式传送带6上方，并通过水平丝杠42、垂直丝杠45、光杠46及端拾器36将装箱输送带7运送的中级果蔬装入果蔬箱52内；所述的果蔬输送带3一端安装于分级机构2的D果蔬处理区下方，另一端下方安装有相互平行的装箱输送带7和果蔬载具输送带8；所述的升降式传送带6安装于装箱输送带7和果蔬载具输送带8两端。

所述的上料机构1包括上料斗10、上料机架11、上料滚杆12、铺平刷13、转接板14组成。

所述的分级机构2包括低级果蔬处理区20、分级滚杆21、高级果蔬处理区22、分级驱动电机一23、分级机机架24、分机链传动组件25、轴承座26、支撑板27、限距螺杆28、分级驱动电机二29、链条30、传动轴31、联轴器32、电机支架33组成；所述的分级滚杆21通过链条30的侧板开槽安装于限距螺杆28的导向槽内；所述的限距螺杆28采用变螺距导向槽结构并通过联轴器32连接到分级驱动电机二29；所述的限距螺杆28对称安装于分级滚杆21两侧。

所述的双臂机械手4包括端拾器36、电机38、转向器39、导轨41、水平丝杠42、移动座43、垂直丝杠45、光杆46、连接板47、同步带轮组件48、电机49、吸盘50组成；所述的移动座43安装在导轨41上并通过连接板47连接到水平丝杠42；所述的水平丝杠42对称安装于移动座43两侧并通过转向器39连接到电机38；所述的移动座43具有两个工位，每个工位上安装有包含端拾器36、垂直丝杠45、光杆46、同步带轮组件48、电机49、吸盘50组成的搬运机械手。

所述的升降式传送带6包括升降台支架60、气缸61、支撑座62、撑杆63、上平台64、载具输送带65组成。

所述的上料机构1包括上料斗10、上料机架11、上料滚杆12、铺平刷13、转接板14组成。

所述的果蔬分级装箱方法，包括如下步骤：

上料机构1通过上料滚杆12将球型果蔬提升至分级机构2上部，并由铺平刷13将果蔬平铺在转接板14和分级滚杆21上；

分级滚杆21在分级链条传动组件25和限距螺杆28驱动下，在限距螺杆28的不同位置形成不同C、D、E果蔬处理区；

外形尺寸较小的低级果蔬在C果蔬处理区进入低级果蔬处理区20；

外形尺寸较大的高级果蔬在E果蔬处理区进入高级果蔬处理区22；

中级果蔬在D果蔬处理区通过果蔬输送带3并经铺平后进入装箱输送带7上的果蔬载具59；

果蔬及果蔬载具59经装箱输送带7输送到双臂机械手4下方的升降式输送带6；

在双臂机械手4工作区内，端拾器36在电机49和垂直丝杠45驱动下通过吸盘50将果蔬提起，并在电机38和水平丝杆42驱动下实现左右两个工位的果蔬装箱；双臂机械手4由两个机械手组成，一个机械手抓取果蔬的同时另一个机械手将果蔬装箱，通过电机38和水平丝杆42控制两个机械手的工作位置及抓取和装箱工序；

取走果蔬后的果蔬载具59在升降式输送带6驱动下下降并输送到果蔬载具输送带8；

果蔬载具59通过果蔬载具输送带8进入果蔬输送带3下方的升降式输送带6，并经升降式输送带6提升和输送到装箱输送带7；

果蔬箱52装满后经箱体传送带5输送出来。

有益效果：本发明将球形果蔬上料、分级、分层装箱等多个工序有机结合起来，实现果蔬生产的全自动，有效提高了果蔬分拣装箱操作的生产效率，降低了人工生产的劳动强度；同时，将双臂机械手引入到果蔬生产加工领域，采用真空吸盘抓取果蔬，有效防止了果蔬的相互撞伤。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的果疏处理区分区示意图；

图3为本发明的分级机构结构示意图；

图4为本发明的分级机构结构局部放大图；

图5为本发明的双臂机械手结构示意图；

图6为本发明的双臂机械手结构局部放大图

图7为本发明的升降式传送带结构示意图；

图8为本发明的果蔬载具及其输送带结构示意图。

图中：1上料机构、2分级机构、3果蔬输送带、4双臂机械手、5箱体传送带、6升降式传送带、7装箱输送带、8果蔬载具输送带、10上料斗、11上料机架、12上料滚杆、13铺平刷、14转接板、20低级果蔬处理区、21分级滚杆、22高级果蔬处理区、23分级驱动电机一、24分级机机架、25分级链传动组件、26轴承座、27支撑板、28限距螺杆、29分级驱动电机二、30链条、31传动轴、32联轴器、33电机支架、35机械手支架、36端拾器、37支撑板、38电机、39转向器、40丝杠支座、41导轨、42水平丝杠、43移动座、44导向套、45垂直丝杠、46光杠、47连接板、48同步带轮组件、49电机、50吸盘、51立柱、52果蔬箱、53输送带、54接近开关、59果蔬载具、60升降台支架、61气缸、62支撑座、63撑杆、64上平台、65载具输送带。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。

本发明是一种球形果蔬分级装箱机器人系统。

图1所示为本发明的整体结构示意主视图。

本发明包括上料机构1、分级机构2、果蔬输送带3、双臂机械手4、箱体传送带5、升降式传送带6、装箱输送带7、果蔬载具输送带8组成；所述的上料机构1安装于分级机构2右侧，所述的果蔬输送带3安装于分级机构2中间下方，所述的装箱输送带7安装于果蔬输送带3前端下方，所述的升降式传送带6对称安装于装箱输送带7两端，所述的装箱输送带7前端安装的升降式输送带6左右两侧布置有箱体传送带5，所述的双臂机械手4安装于装箱输送带7前端，升降式输送带6及箱体输送带5上方，可以将升降式输送带6传送的水果抓取到两侧的箱体传送带5上的箱体内。

图2为本发明的果蔬处理区分区示意图。

所述的分级机构2通过分级滚杆21的不同间距形成不同果蔬处理区，包括C果蔬处理区、D果蔬处理区、E果蔬处理区组成，用于根据果蔬的直径大小进行自动分级：低级果蔬、中级果蔬和特级果蔬。

图3和图4分别为本发明的分级机构结构示意图及分级机构结构局部放大图。

所述的分级机构2包括分级滚杆21、分级驱动电机一23、分级机机架24、分机链传动组件25、轴承座26、支撑板27、限距螺杆28、分级驱动电机二29、链条30、传动轴31组成；所述的分级滚杆21通过链条30的侧板开槽安装于限距螺杆28的导向槽内；所述的限距螺杆28采用变螺距导向槽结构并通过联轴器32连接到分级驱动电机二29；所述的限距螺杆28对称安装于分级滚杆21两侧。

图5和图6所示为本发明的双臂机械手结构示意图。

所述的双臂机械手4包括端拾器36、电机38、转向器39、导轨41、水平丝杠42、移动座43、垂直丝杠45、光杆46、连接板47、同步带轮组件48、电机49、吸盘50组成；所述的移动座43安装在导轨41上并通过连接板47连接到水平丝杠42；所述的水平丝杠42对称安装于移动座43两侧并通过转向器39连接到电机38；所述的移动座43具有两个工位，每个工位上安装有包含端拾器36、垂直丝杠45、光杆46、同步带轮组件48、电机49、吸盘50组成的搬运机械手。

图7所示为本发明的升降式传送带结构示意图。

所述的升降式传送带6包括升降台支架60、气缸61、支撑座62、撑杆63、上平台64、载具输送带65组成。

图8所示为本发明的果蔬载具及其输送带结构示意图。

所述的装箱输送带7和果蔬载具输送带8平行安装于果蔬输送带3前端下方，所述的升降式传送带6将果蔬载具输送带8传送来的果蔬载具59提升到装箱输送带7，或将装箱输送带7上的果蔬载具59待双臂机械手4抓取果蔬后传送给果蔬载具输送带8，形成果蔬载具59的循环使用。

本发明的实施例为基于中级果蔬机器人装箱的果蔬分级装箱机器人系统，本发明可以根据需要设置基于低级果蔬机器人装箱、高级果蔬机器人装箱的果蔬分级装箱机器人系统。

本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。