一種果蔬高度自動(dòng)檢測(cè)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種果蔬類農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械及加工方法，具體涉及一種果蔬高度自動(dòng)檢測(cè)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在果蔬類農(nóng)產(chǎn)品的加工過(guò)程中，通常包括削皮、去芯、切端等加工工序，在各個(gè)加工工序中，加工設(shè)備中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要根據(jù)果蔬的大小來(lái)確定執(zhí)行動(dòng)作的幅度。
[0003]例如，在進(jìn)行果蔬削皮加工時(shí)，需要先將果蔬放置在果蔬定位座中定位好，然后利用定果針從上向下插入到果蔬內(nèi)對(duì)果蔬進(jìn)行固定，隨后定果針帶動(dòng)果蔬作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，配合刀具將果蔬的皮削除(可參見(jiàn)授權(quán)公告號(hào)為CN201550569U的實(shí)用新型專利所公開(kāi)的“果蔬削皮機(jī)”)；上述加工過(guò)程中，定果針插入到果蔬內(nèi)的深度要求在合適的范圍內(nèi)，過(guò)深可能會(huì)與下方的果蔬定位座等部件發(fā)生碰撞，過(guò)淺可能會(huì)導(dǎo)致固定不牢靠，這就要求定果針從上向下運(yùn)動(dòng)的行程要根據(jù)果蔬的高度而合理設(shè)定；然而，不同種類的果蔬的大小差異較大，并且同一種果蔬的個(gè)體之間大小也有差異，加工過(guò)程中要頻繁地調(diào)節(jié)定果針的形成，既繁瑣，又不精確。
[0004]又如，在進(jìn)行果蔬切端(削皮后將果蔬上下兩端部切除)加工時(shí)，同樣需要先將果蔬定位好，然后切端刀具從沿上下方向運(yùn)動(dòng)至果蔬的端部處執(zhí)行切端動(dòng)作，所切除的部分的高度需要在合理的范圍內(nèi)，過(guò)多會(huì)造成果肉浪費(fèi)，過(guò)少會(huì)導(dǎo)致切除不完全，而所切除的部分的高度與切端刀具沿上下方向運(yùn)動(dòng)的行程有關(guān)，行程的設(shè)定同樣需要根據(jù)果蔬的大小來(lái)確定。針對(duì)不同大小的果蔬，加工過(guò)程中同樣存在調(diào)節(jié)繁瑣、精度低的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種果蔬高度自動(dòng)檢測(cè)裝置，針對(duì)不同的果蔬，該裝置能夠自動(dòng)檢測(cè)果蔬的高度，從而為果蔬加工設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)行程的設(shè)置提供了依據(jù)，提高產(chǎn)品加工質(zhì)量。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種應(yīng)用上述果蔬高度自動(dòng)檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)的果蔬高度自動(dòng)檢測(cè)方法。
[0007]本發(fā)明的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種果蔬高度自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括檢測(cè)桿、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、到位檢測(cè)傳感器、果蔬加工設(shè)備中作豎向運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及控制系統(tǒng)，其中:
[0009]所述檢測(cè)桿設(shè)置于果蔬的正上方，該檢測(cè)桿通過(guò)豎向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，且常態(tài)下所述檢測(cè)桿通過(guò)支承件懸掛在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上；
[0010]所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)作豎向運(yùn)動(dòng)的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0011]所述到位檢測(cè)傳感器由相互接近時(shí)能夠檢測(cè)到位信號(hào)的第一傳感元件和第二傳感元件構(gòu)成，其中，第一傳感元件設(shè)置在檢測(cè)桿上，第二傳感元件設(shè)置在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上；常態(tài)下，所述第二傳感元件設(shè)置在第一傳感元件的上方；
[0012]所述控制系統(tǒng)的信號(hào)輸入端與到位檢測(cè)傳感器連接，信號(hào)輸出端與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
[0013]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)為果蔬削皮設(shè)備中的果蔬旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該果蔬旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)桿、設(shè)在旋轉(zhuǎn)桿底部的定果針、驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)構(gòu)以及削皮安裝支架；其中，所述旋轉(zhuǎn)桿沿豎向設(shè)置在削皮安裝支架上，該旋轉(zhuǎn)桿為中空結(jié)構(gòu)，所述檢測(cè)桿設(shè)置在旋轉(zhuǎn)桿中；常態(tài)下，所述檢測(cè)桿通過(guò)支承件懸掛在旋轉(zhuǎn)桿的上端，所述定果針的下端位于檢測(cè)桿的下端的下方；所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)構(gòu)設(shè)在削皮安裝支架上，該削皮安裝支架與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述第二傳感元件設(shè)置在削皮安裝支架上。
[0014]上述優(yōu)選方案為本發(fā)明的果蔬高度自動(dòng)檢測(cè)裝置在果蔬削皮設(shè)備中的具體應(yīng)用，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用在于削皮時(shí)帶動(dòng)果蔬作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而配合削皮刀的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)將果蔬的皮削除，其原理是:所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)削皮安裝支架帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)桿向下運(yùn)動(dòng)，所述檢測(cè)桿在重力作用下也隨旋轉(zhuǎn)桿一起向下運(yùn)動(dòng)；所述定果針首先接觸果蔬并插入到果蔬中，隨后檢測(cè)桿的底端也接觸果蔬的頂部，隨著旋轉(zhuǎn)桿的進(jìn)一步向下運(yùn)動(dòng)，所述檢測(cè)桿因受到果蔬的阻擋而無(wú)法繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，使得削皮安裝支架上的第二傳感元件逐漸靠近第一傳感元件，當(dāng)?shù)诙鞲性竭_(dá)第一傳感元件處時(shí)，到位檢測(cè)傳感器檢測(cè)到該到位信號(hào)，并將該到位信號(hào)傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)該到位信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)停止工作并保持在當(dāng)前狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)瓜果的固定；最后旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)桿帶動(dòng)果蔬轉(zhuǎn)動(dòng)，與削皮刀具配合完成削皮加工。所述定果針插入果蔬的深度為定果針接觸果蔬時(shí)至旋轉(zhuǎn)桿停止下行時(shí)向下運(yùn)動(dòng)的行程，該行程等于常態(tài)下定果針下端與檢測(cè)桿下端之間的豎向距離加上第一傳感元件和第二傳感元件之間的豎向距離，并且這兩個(gè)豎向距離是可以事先設(shè)定的，因此不管所加工的果蔬的形狀和大小如何，都可以保證定果針插入果蔬的深度為合適的設(shè)定值，確保了固定效果，同時(shí)也避免定果針與果蔬下方的部件發(fā)生碰撞。
[0015]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述到位檢測(cè)傳感器由接近開(kāi)關(guān)和感應(yīng)金屬塊構(gòu)成，其中，感應(yīng)金屬塊構(gòu)成所述的第一傳感元件，接近開(kāi)關(guān)構(gòu)成所述的第二傳感元件，所述接近開(kāi)關(guān)與控制系統(tǒng)連接；所述感應(yīng)金屬塊固定檢測(cè)桿上，該感應(yīng)金屬塊同時(shí)構(gòu)成所述的支承件；所述接近開(kāi)關(guān)設(shè)置在削皮安裝支架上。
[0016]上述到位檢測(cè)傳感器的工作原理是:當(dāng)所述感應(yīng)金屬塊隨檢測(cè)桿運(yùn)動(dòng)到與接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)區(qū)域時(shí)，接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到感應(yīng)金屬塊的到位信號(hào)，并將該到位信號(hào)傳遞給控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)輸出控制信號(hào)執(zhí)行下一步動(dòng)作。除了采用上述優(yōu)選方案外，所述到位檢測(cè)傳感器外還可以由行程開(kāi)關(guān)、紅外傳感器等接觸或非接觸式檢測(cè)開(kāi)關(guān)構(gòu)成。
[0017]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由帶鎖氣缸構(gòu)成，該帶鎖氣缸固定在與機(jī)架連接的削皮固定板上，該帶鎖氣缸的伸縮桿向上延伸與所述削皮安裝支架連接；所述削皮固定板與削皮安裝支架之間設(shè)有豎向?qū)驒C(jī)構(gòu)，該豎向?qū)驒C(jī)構(gòu)由設(shè)置在削皮固定板上的導(dǎo)桿和設(shè)置在削皮安裝支架上的滑套構(gòu)成，所述導(dǎo)桿從滑套中穿過(guò)。
[0018]上述優(yōu)選方案中，帶鎖氣缸內(nèi)設(shè)有夾緊裝置，可以將伸縮桿鎖定在當(dāng)前位置，工作時(shí)由控制系統(tǒng)控制夾緊裝置中的電磁閥工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)伸縮桿的鎖定或松開(kāi)，使得旋轉(zhuǎn)桿在豎向的位置可以根據(jù)需要進(jìn)行鎖定；設(shè)置所述豎向?qū)驒C(jī)構(gòu)對(duì)削皮安裝支架的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向，使得運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定。
[0019]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述削皮安裝支架包括升降板和支架，其中，所述支架的下端固定在升降板上，上端與帶鎖氣缸的伸縮桿固定連接；所述升降板上設(shè)有軸承座，所述旋轉(zhuǎn)桿穿過(guò)該軸承座，并通過(guò)軸承連接在該軸承座上；所述第二傳感元件設(shè)置在支架的上端。
[0020]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、花鍵套、花鍵軸以及電機(jī)安裝板，其中，所述電機(jī)安裝在電機(jī)安裝板上，該電機(jī)安裝板與升降板固定連接；所述同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪與電機(jī)主軸連接、從動(dòng)輪與花鍵套連接、同步帶與主動(dòng)輪和從動(dòng)輪連接；所述花鍵軸連接在旋轉(zhuǎn)桿的上端，該花鍵軸從所述花鍵套中穿過(guò)。
[0021]上述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)構(gòu)的工作原理:在定果針向下運(yùn)動(dòng)插入果蔬的過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)構(gòu)不工作，并隨削皮安裝支架一起向下運(yùn)動(dòng)；當(dāng)定果針完全插入到果蔬后，該旋轉(zhuǎn)動(dòng)力機(jī)構(gòu)工作，所述電機(jī)通過(guò)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)花鍵套工作，進(jìn)而帶動(dòng)連接在一起的花鍵軸、旋轉(zhuǎn)桿以及定果針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)果蔬作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0022]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，還包括卸果機(jī)構(gòu)，該卸果機(jī)構(gòu)包括夾緊氣缸、夾緊塊、所述檢測(cè)桿以及原位傳感器，其中，所述夾緊氣缸固定在機(jī)架上；所述夾緊塊由固定夾緊塊和活動(dòng)夾緊塊構(gòu)成，所述活動(dòng)夾緊塊連接在夾緊氣缸的伸縮桿上，所述固定夾緊塊固定在機(jī)架上，并與活動(dòng)夾緊塊相對(duì)設(shè)置；所述檢測(cè)桿從固定夾緊塊和活動(dòng)夾緊塊之間的間隙中穿過(guò)；所述原位傳感器由接近開(kāi)關(guān)和感應(yīng)金屬塊構(gòu)成，其中，所述接近開(kāi)關(guān)設(shè)置在夾緊氣缸的缸體上，所述感應(yīng)金屬塊設(shè)置在削皮安裝支架上；所述接近開(kāi)關(guān)和夾緊氣缸分別與控制系統(tǒng)的信號(hào)輸入端和信號(hào)輸出端連接。
[0023]采用上述優(yōu)選方案的目的在于方便削皮完畢后將果蔬從定果針上卸下，其工作原理是:削皮過(guò)程中，所述檢測(cè)桿的下端始終壓在果蔬的頂部，削皮完畢后，所述夾緊氣缸帶動(dòng)活動(dòng)夾緊塊運(yùn)動(dòng)，該活動(dòng)夾緊塊和所述固定夾緊塊配合將檢測(cè)桿夾?。唤又?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)桿及定果針向上運(yùn)動(dòng)，而檢測(cè)桿則保持對(duì)果蔬的壓緊，使得定果針得以從果蔬中拔出；當(dāng)定果針從果蔬中完全拔出后，隨削皮安裝支架向上運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)金屬塊到達(dá)接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)區(qū)，該接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到該到位信號(hào)，并將該到位信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制夾緊氣缸工作，松開(kāi)檢測(cè)桿，隨后旋轉(zhuǎn)桿帶動(dòng)檢測(cè)桿一起向上復(fù)位。
[0024]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)為果蔬切端設(shè)備中的切端機(jī)構(gòu)，該切端機(jī)構(gòu)包括切端刀、切端刀轉(zhuǎn)動(dòng)桿、旋轉(zhuǎn)臂、切端氣缸、切端固定板以及切端安裝支架，其中，所述切端氣缸固定在切端固定板上，所述切端刀轉(zhuǎn)動(dòng)桿通過(guò)旋轉(zhuǎn)座設(shè)置在切端安裝支架上；所述旋轉(zhuǎn)臂的一端與切端氣缸的伸縮桿鉸接，另一端與切端刀轉(zhuǎn)動(dòng)桿的上端鉸接；所述切端刀設(shè)置在切端刀轉(zhuǎn)動(dòng)桿的下端；
[0025]所述檢測(cè)桿設(shè)置在導(dǎo)套內(nèi)，該導(dǎo)套固定在切端安裝支架上；所述檢測(cè)桿與導(dǎo)套滑動(dòng)配合構(gòu)成豎向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0026]所述到位檢測(cè)傳感器由接近開(kāi)關(guān)和感應(yīng)金屬塊構(gòu)成，其中，感應(yīng)金屬塊構(gòu)成所述的第一傳感元件，接近開(kāi)關(guān)構(gòu)成所述的第二傳