一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人

1.本实用新型属于果实采收商品化处理技术领域，具体涉及一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人。

背景技术：

2.果实采后按照糖度水平分级，按照需求分割到不同客户体，以成为提高水果品质和市场竞争力的主要技术手段。
3.现有果实分级装备沿袭把近红外光谱传感器集成在传统称重生产线的思路，对果盘与近红外传感器的匹配程度要求高、不同类型的水果（有核或者无核）需要设计不同的检测模式，例如苹果、柑桔宜用透射或漫透射，而桃、芒果等宜用漫反射模式。这就造成了分级设备需要针对不同对象单独设计、通用性差、生产线体积庞大、成本高，不符合农业低成本智能装备的发展趋势。
4.采用光源探头一体化检测结构，设计果实吸取、检测、分级循环动作的机器人，突破传统果盘以及水果类型对分级装备的制约，结构紧凑、通用性强，实现多功能一体、循环作业。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人，实现高精度柑桔品质无损检测。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人，包括：圆盘，皮带，第一悬架，变频电机，传输台，气缸，分选槽，支撑台，第二悬架，支架和第三悬架；所述变频电机通过皮带连接圆盘；圆盘的右端固定连接有三个等距分布的第一悬架、第二悬架、第三悬架；传输台的顶部均匀布置盛放果实的槽，传输台的一侧安装有支撑台；所述支架底端固定连接有气缸，气缸的底部套接导柱，所述导柱内嵌同心装配的无损检测仪。
7.进一步地，所述支撑台嵌入设置有三个分选槽，且三个分选槽与水平面的夹角为30
°
。
8.进一步地，所述第一悬架、第二悬架、第三悬架末端各固定有一个支架；所述传输台位于第一悬架下方，所述支撑台位于第二悬架下方。
9.进一步地，所述支架呈“l”型，导柱的底端安装有真空吸盘，真空吸盘的内部装有气嘴。
10.进一步地，所述导柱的前端紧密连接有真空连接管，真空连接管通过软管与圆盘相接。
11.进一步地，所述无损检测仪的内部从出口端依次安装有透镜、光源发射装置、光源、光源探测器、小型处理器、控制电路板、供电装置；所述光源通过线路连接光源探测器，光源探测器与小型处理器连接，小型处理器的安装在供电装置上。
12.进一步地，所述无损检测仪的顶部中间位置固定安装有连接块，无损检测仪与导柱通过连接块固定连接。
13.进一步地，所述真空吸盘的结构为v形结构，真空吸盘与果实呈对心设置。
14.本实用新型的有益效果：
15.与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：该种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人，当果实放置在传输台上时，通过圆盘带动三根悬架，使真空吸盘在与果实将垂直对心时，气缸驱动进而对果实进行吸取，在对果实进行真空吸取的同时，通过在导柱内部固定连接一个光源为卤素灯的无损检测仪，能够在吸盘吸取果实的瞬间检测出果实的糖度，当悬架转动到另一侧时，依据检测结果自动将果实放置在相应的分选槽内，采用光源探头一体化检测结构，达到了果实吸取、检测、分级循环动作一体化的效果，且突破了传统果盘以及水果类型对分级装备的制约，结构紧凑、通用性强，实现多功能一体、循环作业。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
17.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得涵盖的范围内。
18.图1是本实用新型一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人的整体结构示意图。
19.图2是本实用新型支架的底部结构示意图。
20.图3为本实用新型导柱的内部结构示意图。
21.图4为本实用新型无损检测仪的内部结构示意图。
22.图5为本实用新型气缸的平面结构示意图。
23.图6为本实用新型气缸工作的电路示意图。
24.图7为本实用新型一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人的工作流程图。
25.附图标记：1-圆盘；2-皮带；3-第一悬架；4-变频电机；5-传输台；6-果实；7-气缸；8-分选槽；9-支撑台；10-第二悬架；11-支架；12-第三悬架；13-导柱；14-真空吸盘；15-真空连接管；16-透镜；17-无损检测仪；18-连接块；19-光源发射装置；20-光源；21-光源探测器；22-小型处理器；23-控制电路板；24-供电装置；25-气嘴。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.请参阅图1，本实用新型提供如下技术方案：一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人，其特征在于，包括：圆盘1，皮带2，第一悬架3，变频电机4，传输台5，气缸7，分选槽8，支撑台9，第二悬架10，支架11，第三悬架12。所述圆盘1的右端安装有变频电机4，所述变频电机4的右侧且靠近所述圆盘1的顶部设置有皮带2，且所述皮带2通过设有的输入轴、输出轴分别与所述变频电机4、所述圆盘1活动连接，所述圆盘1的右端固定连接有三个等距分布的第一悬架3、第二悬架10、第三悬架12，所述第一悬架3的右端螺栓连接有支架11，且所述支架11呈“l”型，所述支架11的底端固定连接有气缸7，所述传输台5的顶部均匀设置有果实6，所述传输台5的一侧安装有支撑台9，所述支撑台9嵌入设置有分选槽8，三个所述分选槽8的深度为15cm，能够对果实进行分选，将不同糖度含量的果实放置在相应的分选槽8内。
28.如图2、6所示，所述气缸7的底部套接有导柱13，所述导柱13的底端安装有真空吸盘14，且所述真空吸盘14与所述导柱13相适配，所述真空吸盘14的结构为v形结构，且所述真空吸盘14的材料为橡胶材料，由于采用的是v形结构，软材质能够有效地对曲面果实进行吸取，所述真空吸盘14的内部嵌入设置有气嘴25，所述导柱13的前端紧密连接有真空连接管15，且所述真空连接管15通过若干个软管与所述圆盘1相接，软管延伸至底端连接有真空发生器，能够为吸盘提供所需的真空条件，进而对果实进行吸取。
29.如图3所示，所述无损检测仪17的前端设置有透镜16，所述无损检测仪17的顶部中间位置固定安装有连接块18，且所述无损检测仪17与所述导柱13通过所述连接块18固定连接，通过连接块18固定住无损检测仪17，防止其发生松动的情况。
30.如图4、5、6、7所示，所述无损检测仪17的内部且位于所述透镜16的右端固定安装有光源发射装置19，所述光源发射装置19的最右端设置有光源20，所述光源发射装置19的右侧设有光源探测器21，所述光源探测器21的右侧安装有小型处理器22，且所述小型处理器22与所述光源探测器21通过若干电线连接，所述小型处理器22的前端焊接有控制电路板23，所述小型处理器22的右侧固定安装有供电装置24。当真空吸盘14吸取果实6时，无损检测仪17内部的光源20采用卤素灯，由卤素灯发射光线经光源发射装置19对果实进行照射，同时对果实6按照y=σα+b模型（即糖度的偏最小二乘预测模型，σα即为光谱数据矩阵和回归系数矩阵的乘积之和，b为拟合残差矩阵。）进行糖度预测，并将预测的糖度信息传输给控制电路板23，在控制电路板23计算出果实的糖度，进而确定分级，完成对果实等级的识别。如图6所示，启动按钮按下，时间继电器的线圈得电，时间继电器的断开按钮闭合，时间继电器器控制的闭合按钮断开，启动按钮“点动”电磁阀动作，动作时长由时间继电器设定，设定值为0.5s，在果实6运输的时候，电磁阀控制气缸对果实6进行吸取，吸取后气缸立马收缩，待0.5s后，真空连接管处的电磁阀控制真空发生器，达到破真空状态，此时果实6自动掉落至与水平面呈30
°
的分选槽内，达到分级效果。
31.一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人的工作原理是：首先，将果实6放置在传输台5上，传输台5开始运动，当果实6即将到达真空吸盘14的垂直底部时，气缸7驱动，行程增大，进而对果实进行吸取，软管延伸至底端连接有真空发生器，能够为吸盘提供
所需的真空条件，当真空吸盘14吸取果实6时，无损检测仪17内部的光源20采用卤素灯，由卤素灯发射光线经光源发射装置19对果实进行照射，同时对果实6进行糖度预测，并将预测的糖度信息传输给控制电路板23，在控制电路板23计算出果实的糖度，进而确定分级，将不同级别的果实6分级至相应的分选槽8内，实现多功能一体、循环作业。
32.尽管已经描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，均落入由所附权利要求及其等同物限定的范围。

技术特征：

1.一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人，其特征在于，包括：圆盘（1），皮带（2），第一悬架（3），变频电机（4），传输台（5），气缸（7），分选槽（8），支撑台（9），第二悬架（10），支架（11）和第三悬架（12）；所述变频电机（4）通过皮带（2）连接圆盘（1）；圆盘（1）的右端固定连接有三个等距分布的第一悬架（3）、第二悬架（10）、第三悬架（12）；传输台（5）的顶部均匀布置盛放果实（6）的槽，传输台（5）的一侧安装有支撑台（9）；所述支架（11）底端固定连接有气缸（7），气缸（7）的底部套接导柱（13），所述导柱（13）内嵌同心装配的无损检测仪（17）。2.根据权利要求1所述的一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人，其特征在于，所述支撑台（9）嵌入设置有三个分选槽（8），且三个分选槽（8）与水平面的夹角为30
°
。3.根据权利要求1所述的一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人，其特征在于：所述第一悬架（3）、第二悬架（10）、第三悬架（12）末端各固定有一个支架（11）；所述传输台（5）位于第一悬架（3）下方，所述支撑台（9）位于第二悬架（10）下方。4.根据权利要求1所述的一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人，其特征在于：所述支架（11）呈“l”型，导柱（13）的底端安装有真空吸盘（14），真空吸盘（14）的内部装有气嘴（25）。5.根据权利要求1所述的一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人，其特征在于：所述导柱（13）的前端紧密连接有真空连接管（15），真空连接管（15）通过软管与圆盘（1）相接。6.根据权利要求1所述的一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人，其特征在于：所述无损检测仪（17）的内部从出口端依次安装有透镜（16）、光源发射装置（19）、光源（20）、光源探测器（21）、小型处理器（22）、控制电路板（23）、供电装置（24）；所述光源（20）通过线路连接光源探测器（21），光源探测器（21）与小型处理器（22）连接，小型处理器（22）的安装在供电装置（24）上。7.根据权利要求1所述的一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人，其特征在于：所述无损检测仪（17）的顶部中间位置固定安装有连接块（18），无损检测仪（17）与导柱（13）通过连接块（18）固定连接。8.根据权利要求4所述的一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人，其特征在于：所述真空吸盘（14）的结构为v形结构，真空吸盘（14）与果实（6）呈对心设置。

技术总结

本实用新型提供了一种旋转式果实糖度在线检测与分级一体化机器人，包括圆盘，皮带，第一悬架，变频电机，传输台，气缸，分选槽，支撑台，第二悬架，支架和第三悬架；所述变频电机通过皮带连接圆盘；转盘的右端固定连接有三个等距分布的第一悬架、第二悬架、第三悬架；传输台的顶部均匀布置盛放果实的槽，传输台的一侧安装有支撑台；所述支架底端固定连接有气缸，气缸的底部套接导柱，所述导柱内嵌同心装配的无损检测仪，使果实吸取、检测、分级循环一体化。分级循环一体化。分级循环一体化。