專利名稱：包絡換位式水果過渡裝置及方法
包絡換位式水果過渡裝置及方法技術領域
本發明屬于農產品分選技術領域，涉及水果自動分選流水線設備，尤其用于蘋果、 柑桔等準球形水果在檢測工作臺與卸料工作臺之間進行水果過渡。
背景技術：
大型的水果自動分選流水線設備一般都將水果的品質檢測與分級卸料分設在不同的工作臺上進行，檢測工作臺完成水果品質的檢測和等級判定，卸料工作臺完成不同等級水果的分等級自動卸料。水果在兩個工作臺之間的過渡速度和過渡相位準確性直接關系到整個分選流水線的分選速度和分選精度，且過渡過程也是整個分選過程中最容易造成水果機械和碰撞損傷的環節之一。
現有的水果過渡裝置基本分為三種類型指間穿插過渡式、慣性前拋過渡式和夾持過渡式。中國專利號為ZL95103^4. 1、名稱為“適于按預定標準分選并輸送特別是水果物品的裝置”，采用了指間穿插過渡式水果過渡裝置，檢測工作臺采用帶有環形凹槽的滾子輸送水果，水果支撐在相鄰滾子之間，卸料工作臺采用手爪式水果托架輸送并卸料水果，在水果過渡段，水果托架從相鄰滾子之間的縫隙中自下而上地穿出，手指從滾子凹槽中穿過并將水果托出，而實現過渡，指間穿插式過渡裝置過渡平穩、過渡相位精確，但手爪和帶槽滾子易造成水果壓痕；中國專利號ZL200710071472.6、名稱為“基于相位調整的水果精確過渡系統”，采用了慣性前拋過渡式水果過渡裝置，檢測工作臺采用滾子輸送水果，水果支撐在相鄰滾子之間，卸料工作臺采用托盤輸送并卸料水果，且檢測輸送鏈和卸料輸送鏈轉動方向相同，在水果過渡段，滾子隨檢測輸送鏈一起沿其鏈輪自上而下轉動，托盤隨卸料輸送鏈一起沿其鏈輪自下而上轉動，水果在慣性和重力作用下離開滾子，并向斜下方拋落，經由過渡輥和毛刷輥的導引和緩沖限位，落入自下而上轉動過來的托盤中，而實現過渡，慣性前拋式過渡裝置結構簡單、經精確調整后過渡相位也能夠滿足實用要求，但過渡過程為逆向接果，易造成水果的碰撞損傷；中國專利申請號為201010166992. 7、名稱為“無碰傷水果過渡轉換裝置”，采用了夾持過渡式水果過渡裝置，在檢測工作臺和卸料工作臺過渡區域的上方設置了專門的夾持過渡裝置，由夾持機構將水果逐個地從檢測工作臺上夾持起來，輸送并放置到卸料工作臺上，夾持式水果過渡裝置過渡平穩、過渡相位精確，但結構復雜，且夾持過程易對水果造成擠壓損傷。發明內容
本發明的目的是針對上述現有水果過渡裝置的不足而提供一種包絡換位式水果過渡裝置及基于該裝置的水果過渡方法，結構簡單、過渡相位精確、過渡過程為包絡旋轉換位順向過渡，不會造成任何的水果機械損傷，且過渡相位不隨水果半徑和過渡速度的改變而改變。
本發明包絡換位式水果過渡裝置采用如下技術方案包絡換位式水果過渡裝置， 包括首尾重合相接的檢測工作臺和卸料工作臺；檢測工作臺包括兩條檢測輸送鏈，每條檢測輸送鏈均設置在一對檢測輸送鏈主動鏈輪和檢測輸送鏈從動鏈輪上，兩條檢測輸送鏈上等間隔地設有若干個水果支撐滾子組件，每個水果支撐滾子組件均包括一個滾子軸及繞其轉動的水果支撐滾子，相鄰的水果支撐滾子之間支撐一個水果；卸料工作臺包括兩條卸料輸送鏈，每條卸料輸送鏈均設置在一組卸料輸送鏈主動鏈輪、卸料輸送鏈上限位鏈輪、卸料輸送鏈上轉向輪、卸料輸送鏈從動鏈輪、卸料輸送鏈下轉向輪和卸料輸送鏈下限位鏈輪上， 兩條卸料輸送鏈上等間隔地設有若干個水果果托組件，每個水果果托組件均包括一個果托、一個摩擦輪和一個果托定位彈簧片；兩個檢測輸送鏈主動鏈輪和兩個卸料輸送鏈從動鏈輪共同設置在檢測輸送鏈主動鏈輪軸上，卸料輸送鏈與卸料輸送鏈從動鏈輪外嚙合，其嚙合弧段和檢測輸送鏈與檢測輸送鏈主動鏈輪的嚙合弧段圓心重合，該區域的果托正好包絡在水果支撐滾子的外側，該區域為水果過渡區域；在水果過渡區域的機架上固定有分設在軸向平行的兩平面內的的果托翻轉弧形摩擦條和果托限位弧板，沿卸料輸送鏈的輸送方向，果托翻轉弧形摩擦條布置在前，果托限位弧板布置在后，兩者前后相接；果托翻轉弧形摩擦條與卸料輸送鏈上轉向輪同軸，果托翻轉弧形摩擦條的外表面與摩擦輪的外表面相壓觸；果托限位弧板分為前后相連、平滑過渡的第一弧段和第二弧段，第一弧段與卸料輸送鏈上轉向輪同軸，第二弧段與卸料輸送鏈從動鏈輪同軸，果托限位弧板的外表面與果托定位彈簧片的外表面相壓觸。本發明包絡換位式水果過渡方法采用的技術方案是包括如下步驟水果果托組件隨卸料輸送鏈一起進入卸料輸送鏈上轉向輪的嚙合區后，摩擦輪逐漸與果托翻轉弧形摩擦條相壓觸，水果果托組件被迫翻轉，直至果托口朝下；然后，摩擦輪與果托翻轉弧形摩擦條脫離接觸，果托定位彈簧片逐漸進入果托限位弧板第一弧段的限位區域，并沿其滑動前進， 迫使果托逐漸朝向并罩住支撐在相鄰水果支撐滾子之間的水果；接著，果托定位彈簧片進入果托限位弧板的第二弧段，通過上、下兩個卸料輸送鏈轉向輪的轉向，果托在卸料輸送鏈從動鏈輪上圓弧輸送角度增大，果托與水果支撐滾子之間的位置關系逐漸改變直至上下換位，水果則在慣性和重力作用下逐漸離開水果支撐滾子并進入果托中，實現水果的平穩過渡。與現有技術相比，本發明具有以下優點
1、檢測工作臺采用滾子輸送水果，卸料工作臺采用果托輸送并卸料水果，在水果過渡區域，果托和滾子隨各自輸送鏈一起沿鏈輪自上而下輸送，果托包絡在滾子外側，一直朝向并罩著支撐在相鄰滾子之間的水果，隨著圓弧輸送角度的增大，果托與滾子之間的位置關系逐漸改變直至上下換位，水果則在慣性和重力作用下逐漸離開滾子進入果托中，從而實現平穩過渡，不會造成任何的水果機械損傷，可廣泛應用于蘋果、柑橘等準球形水果的分級過渡。2、過渡相位精確，且過渡相位不隨水果半徑和過渡速度的改變而改變，無需調整。


圖1是包絡換位式水果過渡裝置的結構示意圖； 圖2是卸料輸送鏈主動鏈輪軸組件的結構示意圖； 圖3是卸料輸送鏈從動鏈輪軸組件的結構示意圖； 圖4是檢測輸送鏈從動鏈輪軸組件的結構示意圖；圖5是水果果托組件的結構示意圖； 圖6是水果支撐滾子組件的結構示意圖； 圖7是卸料輸送鏈從動鏈輪的結構示意圖。
以上的圖中有1.水果果托組件，2.摩擦輪，3.果托半軸，4.果托定位彈簧片，5.果托，6.卸料輸送鏈上限位鏈輪軸，7.卸料輸送鏈上限位鏈輪，8.卸料輸送鏈，9.果托限位弧板，10.卸料輸送鏈上轉向輪，11.卸料輸送鏈上轉向輪軸，12.果托翻轉弧形摩擦條，13.水果，14.水果支撐滾子組件，15.水果支撐滾子，16.滾子軸，17.檢測輸送鏈，18.檢測輸送鏈從動鏈輪軸， 19.檢測輸送鏈從動鏈輪，20.卸料輸送鏈從動鏈輪，21.檢測輸送鏈主動鏈輪，22.檢測輸送鏈主動鏈輪軸，23.卸料輸送鏈下轉向輪，24.卸料輸送鏈下轉向輪軸，25.卸料輸送鏈下限位鏈輪軸，26.卸料輸送鏈下限位鏈輪，27.傳動鏈，28.動力輸入軸，29.傳動鏈主動鏈輪，30.卸料輸送鏈主動鏈輪，31.傳動鏈從動鏈輪，32.卸料輸送鏈主動鏈輪軸，33.軸承座，34.軸承，35.鏈板限位套筒，36.果托軸承限位板，37.果托軸承，38.卸料輸送鏈外鏈板附件，39.滾子軸固定圓螺母，40.滾子軸承，41.檢測輸送鏈外鏈板附件。
具體實施方式
如圖1所示，包絡換位式水果過渡裝置包括首尾重合相接的檢測工作臺和卸料工作臺。
檢測工作臺包括兩條檢測輸送鏈17，每條檢測輸送鏈17均設置在一對檢測輸送鏈主動鏈輪21和檢測輸送鏈從動鏈輪19上，兩條檢測輸送鏈17上等間隔地設有若干個水果支撐滾子組件14，每個水果支撐滾子組件14均包括一個滾子軸16及繞其轉動的水果支撐滾子15，相鄰的水果支撐滾子15之間支撐一個水果13。
卸料工作臺包括兩條卸料輸送鏈8，每條卸料輸送鏈8均設置在一組卸料輸送鏈主動鏈輪30、卸料輸送鏈上限位鏈輪7、卸料輸送鏈上轉向輪10、卸料輸送鏈從動鏈輪20、 卸料輸送鏈下轉向輪23和卸料輸送鏈下限位鏈輪沈上，其中，卸料輸送鏈上限位鏈輪7、卸料輸送鏈從動鏈輪20和卸料輸送鏈下限位鏈輪沈與卸料輸送鏈8外嚙合。兩條卸料輸送鏈8上等間隔地設有若干個水果果托組件1，每個水果果托組件1均包括一個果托5、一個摩擦輪2和一個果托定位彈簧片4。摩擦輪2與果托5固接在一起，并可一同繞兩端的果托半軸3旋轉，果托定位彈簧片4固定在果托5上，果托5用于承載并輸送從檢測工作臺傳遞過來的帶有等級信息的水果13。
檢測工作臺和卸料工作臺的輸送動力都來自于動力輸入軸觀，參見圖1-2，傳動鏈主動鏈輪四固定在動力輸入軸觀上，并經傳動鏈27連接傳動鏈從動鏈輪31 ；傳動鏈從動鏈輪31和兩個卸料輸送鏈主動鏈輪30 —起固定在卸料輸送鏈主動鏈輪軸32上，卸料輸送鏈主動鏈輪軸32則通過兩端的軸承34和軸承座33固定在卸料工作臺機架(圖中未示出) 上；每個卸料輸送鏈主動鏈輪30都通過一條卸料輸送鏈8連接一組卸料輸送鏈上限位鏈輪 7、卸料輸送鏈上轉向輪10、卸料輸送鏈從動鏈輪20、卸料輸送鏈下轉向輪23和卸料輸送鏈下限位鏈輪26。再參見圖3，兩個卸料輸送鏈從動鏈輪20和兩個檢測輸送鏈主動鏈輪21 共同設置在檢測輸送鏈主動鏈輪軸22上，檢測輸送鏈主動鏈輪軸22則通過兩端的軸承34 和軸承座33固定在卸料工作臺機架(圖中未示出)上；每個檢測輸送鏈主動鏈輪21都通過一條檢測輸送鏈17連接一個檢測輸送鏈從動鏈輪19。再參見圖4，兩個檢測輸送鏈從動鏈輪19 一同固定在檢測輸送鏈從動鏈輪軸18上，檢測輸送鏈從動鏈輪軸18則通過兩端的軸承34和軸承座33固定在檢測工作臺機架(圖中未示出機架)上。參見圖5，卸料輸送鏈8帶有卸料輸送鏈外鏈板附件38，在兩條卸料輸送鏈8正對的卸料輸送鏈外鏈板附件38上通過兩個果托半軸3等間隔地安裝有若干個水果果托組件 1。果托5的兩端帶有果托軸承座孔，分別固定有一個果托軸承37，果托半軸3的一端連接果托軸承37，另一端則固定在卸料輸送鏈外鏈板附件38上，同一鏈節上的兩個卸料輸送鏈外鏈板附件38之間用鏈板限位套筒35限位，以保證兩個果托半軸3的軸線重合，果托軸承 37依靠果托軸承座孔和果托軸承限位板36定位，果托軸承限位板36再通過螺栓固定在水果果托組件1上。在每個果托5的一端上固定連接果托定位彈簧片4，另一端上固定連接摩擦輪2，使果托定位彈簧片4、摩擦輪2和果托5 —同繞兩端的果托半軸3旋轉。在水果過渡區域的機架上固定有分設在軸向平行的兩個平面內的果托翻轉弧形摩擦條12和果托限位弧板9，沿卸料輸送鏈的輸送方向，果托翻轉弧形摩擦條12布置在前，果托限位弧板9布置在后，兩者前后相接。果托翻轉弧形摩擦條12與卸料輸送鏈上轉向輪10同軸，果托翻轉弧形摩擦條12的外表面與摩擦輪2的外表面相壓觸。果托限位弧板9分為前后相連、平滑過渡的第一弧段和第二弧段，第一弧段與卸料輸送鏈上轉向輪10同軸，第二弧段與卸料輸送鏈從動鏈輪20同軸，果托限位弧板9的外表面與果托定位彈簧片4的外表面相壓觸。果托限位弧板9第一弧段的圓弧角度為30°、5°，果托限位弧板9第二弧段的圓弧角度為 160° 180°，果托翻轉弧形摩擦條12的圓弧角度為60°、0°。參見圖6，檢測輸送鏈17帶有檢測輸送鏈外鏈板附件41，在兩條檢測輸送鏈17正對的檢測輸送鏈外鏈板附件41上通過滾子軸16等間隔地安裝有若干個水果支撐滾子組件 14。水果支撐滾子15通過兩個滾子軸承40安裝在滾子軸16上，并可繞滾子軸16轉動，滾子軸16則通過滾子軸固定圓螺母39固定在兩側的檢測輸送鏈外鏈板附件41上。水果果托組件1隨卸料輸送鏈8 —起進入卸料輸送鏈上轉向輪10的嚙合區后，其摩擦輪2逐漸與果托翻轉弧形摩擦條12相壓觸，水果果托組件1被迫翻轉，直至果托口朝下；隨后，摩擦輪2與果托翻轉弧形摩擦條12脫離接觸，而果托定位彈簧片4逐漸進入果托限位弧板9第一弧段的限位區域，并沿其滑動前進，迫使果托5逐漸朝向并罩住支撐在相鄰水果支撐滾子15之間的水果13 ；隨后果托定位彈簧片4進入果托限位弧板9的第二弧段， 通過上、下兩個卸料輸送鏈轉向輪10和23的轉向，卸料輸送鏈8與卸料輸送鏈從動鏈輪20 外嚙合，其嚙合弧段和檢測輸送鏈17與檢測輸送鏈主動鏈輪21的嚙合弧段圓心重合，該區域內的果托5正好包絡在水果支撐滾子15的外側，且每個果托5都一直正對一個支撐在相鄰水果支撐滾子15之間的水果13 ；隨著果托5在卸料輸送鏈從動鏈輪20上圓弧輸送角度的增大，果托5與水果支撐滾子15之間的位置關系逐漸改變直至上下換位，水果13則在慣性和重力作用下逐漸離開水果支撐滾子15，并進入果托5中，從而實現了水果13的平穩過渡。參見圖7，卸料輸送鏈從動鏈輪20的圓周上有若干個等間距排列的大齒槽，大齒槽與大齒槽之間的間隔角度與卸料輸送鏈從動鏈輪20上水果果托組件1之間的間隔角度相等；齒槽的深度是鏈板限位套筒35到其所在卸料輸送鏈8鏈節的滾子軸軸線之間的最遠距離，鏈板限位套筒35支撐在大齒槽底部，而其所在鏈節的滾子軸軸線正好位于卸料輸送鏈從動鏈輪20的分度圓上。
最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍之內。
權利要求
1.一種包絡換位式水果過渡裝置，包括首尾重合相接的檢測工作臺和卸料工作臺，所述檢測工作臺包括兩條檢測輸送鏈(17)，每條檢測輸送鏈(17)均設置在一對檢測輸送鏈主動鏈輪(21)和檢測輸送鏈從動鏈輪(19)上，兩條檢測輸送鏈(17)上等間隔地設有若干個水果支撐滾子組件(14)，每個水果支撐滾子組件(14)均包括一個滾子軸(16)及繞其轉動的水果支撐滾子(15)，相鄰的水果支撐滾子(15)之間支撐一個水果(13);所述卸料工作臺包括兩條卸料輸送鏈(8)，每條卸料輸送鏈(8)均設置在一組卸料輸送鏈主動鏈輪(30) 和卸料輸送鏈從動鏈輪(20)上，兩條卸料輸送鏈(8)上等間隔地設有若干個水果果托組件(1)，每個水果果托組件(1)均包括一個果托(5)、一個摩擦輪(2)和一個果托定位彈簧片(4)，摩擦輪(2)和果托定位彈簧片(4)分設在果托(5)的兩側，水果果托組件(1)的兩端分別通過兩個果托軸承(37)連接兩個果托半軸(3)，兩個果托半軸(3)的另一端分別固定在兩條卸料輸送鏈(8)上，其特征是兩條卸料輸送鏈(8)還連接上、下卸料輸送鏈轉向輪(10、23)，卸料輸送鏈(8)與卸料輸送鏈從動鏈輪(20)外嚙合，其嚙合弧段和檢測輸送鏈 (17)與檢測輸送鏈主動鏈輪(21)的嚙合弧段圓心重合，嚙合區域內的果托(5)包絡于水果支撐滾子(15)的外側，每個果托(5)正對一個支撐在相鄰水果支撐滾子(15)之間的水果 (13)；在水果過渡區域的機架上固定有分設在軸向平行的兩平面內的果托翻轉弧形摩擦條 (12)和果托限位弧板(9)，沿卸料輸送鏈的輸送方向，果托翻轉弧形摩擦條(12)布置在前， 果托限位弧板(9)布置在后，兩者前后相接，果托翻轉弧形摩擦條(12)與卸料輸送鏈上轉向輪(10)同軸，果托翻轉弧形摩擦條(12)的外表面與摩擦輪(2)的外表面相壓觸；果托限位弧板(9)分為前后相連、平滑過渡的第一弧段和第二弧段，第一弧段與卸料輸送鏈上轉向輪(10)同軸，第二弧段與卸料輸送鏈從動鏈輪(20)同軸，果托限位弧板(9)的外表面與果托定位彈簧片(4)的外表面相壓觸。
2.根據權利要求1所述的包絡換位式水果過渡裝置，其特征是果托限位弧板(9)第一弧段的圓弧角度為30°、5°，果托限位弧板(9)第二弧段的圓弧角度為160° 180°，果托翻轉弧形摩擦條(12)的圓弧角度為60°、0°。
3.根據權利要求1所述的包絡換位式水果過渡裝置，其特征是卸料輸送鏈從動鏈輪 (20)的圓周上有若干個等間距排列的大齒槽，兩大齒槽之間的間隔角度與卸料輸送鏈從動鏈輪(20)上水果果托組件(1)之間的間隔角度相等；齒槽的深度是鏈板限位套筒(35)到其所在卸料輸送鏈(8)鏈節的滾子軸軸線之間的最遠距離，鏈板限位套筒(35)支撐在大齒槽底部，其所在鏈節的滾子軸軸線正好位于卸料輸送鏈從動鏈輪(20)的分度圓上。
4.一種權利要求1所述包絡換位式水果過渡裝置的水果過渡方法，其特征是包括如下步驟水果果托組件(1)隨卸料輸送鏈(8) —起進入卸料輸送鏈上轉向輪(10)的嚙合區后， 摩擦輪(2 )逐漸與果托翻轉弧形摩擦條(12 )相壓觸，水果果托組件(1)被迫翻轉，直至果托口朝下；然后，摩擦輪(2 )與果托翻轉弧形摩擦條(12 )脫離接觸，果托定位彈簧片(4)逐漸進入果托限位弧板(9)第一弧段的限位區域，并沿其滑動前進，迫使果托(5)逐漸朝向并罩住支撐在相鄰水果支撐滾子(15)之間的水果(13)；接著，果托定位彈簧片(4)進入果托限位弧板(9 )的第二弧段，通過上、下兩個卸料輸送鏈轉向輪(10、23 )的轉向，果托(5 )在卸料輸送鏈從動鏈輪(20)上圓弧輸送角度增大，果托(5)與水果支撐滾子(15)之間的位置關系逐漸改變直至上下換位，水果(13)則在慣性和重力作用下逐漸離開水果支撐滾子(15)并進入果托(5)中，實現水果(13)的平穩過渡。
全文摘要
本發明公開一種包絡換位式水果過渡裝置及方法，包括首尾重合相接的檢測工作臺和卸料工作臺；檢測工作臺采用滾子輸送水果，卸料工作臺采用果托輸送水果；在水果過渡段，卸料輸送鏈鏈輪與檢測輸送鏈鏈輪同軸設置，卸料輸送鏈鏈輪與卸料輸送鏈外嚙合，果托包絡在滾子外側。果托和滾子隨各自輸送鏈一起自上而下沿鏈輪弧線輸送，果托始終朝向支撐在兩個相鄰滾子之間的水果；隨著圓弧輸送角度的增大，果托與滾子的位置關系逐漸改變直至上下換位，水果在慣性和重力作用下逐漸離開滾子并進入果托中，實現水果過渡；過渡平穩、過渡相位精確，且過渡過程中滾子和果托無相對運動，不會造成任何水果機械損傷，廣泛應用于蘋果、柑橘等準球形水果的分級過渡。
文檔編號A23N15/06GK102488299SQ20111036122
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者白敬, 魏新華 申請人:江蘇大學