仿生鸭嘴式类球形水果包装收集称重装置的制作方法

本实用新型为一种仿生鸭嘴式类球形水果包装收集称重装置。

背景技术：

随着人们生活水平的逐渐提高，人们对水果的需求量越来越大,水果包装成为了广大果农的难题；目前，市场上针对水果包装的设备并不多见，国内水果包装设备大多针对大枣、榛子、板栗等体积较小的水果进行真空包装。对于体积较大的水果如（苹果、梨、桃子等）大多数仍停留在手工包装上，手工包装劳动强度大、效率低，长时间包装使果农腕部酸痛。因此，在水果包装领域需要一种具有针对性的包装机。

技术实现要素：

本实用新型的目的在解决上述现有所存在的问题，提供一种放置在地面上更环保、效率更高的仿生鸭嘴式类球形水果包装收集称重装置。

本实用新型是这样实现的：机械部分主要包括主体上安装水果存储装置、水果传送装置、水果筛选装置、水果包装装置、水果送网装置、水果收集称重装置。

水果存储装置的存储盒一端通过螺栓与主体相连，另一端与水果传输装置相连接。

水果传输装置的立式轴承座a、立式轴承座b、立式轴承座c、立式轴承座d通过螺栓与主体相连接；同步带轮a、同步带轮b通过顶丝固定在光轴a上，光轴a通过顶丝与立式轴承座a和立式轴承座b连接；同步带轮c、同步带轮d通过顶丝c、顶丝d固定在光轴b上；光轴b通过顶丝与立式轴承座c和立式轴承座d连接；光轴b与电机a通过联轴器连接；电机a与电机固定座a通过螺栓连接，电机固定座a与整体主体通过螺栓连接；传送带通过与同步带轮a、同步带轮b、同步带轮c、同步带轮d啮合进行传动。

水果筛选装置的挡板a与弹簧a和弹簧b相连；弹簧a与弹簧b通过螺栓固定在主体上。光电传感器a固定在挡板后端的主体上。水果传送盒通过螺栓与主体相连；光电传感器b固定在传送盒下端出口处。

水果包装装置的底板a通过螺栓与主体相连接，连板a与底板a通过四根均布的支柱连接，支柱与支座通过顶丝连接，支座与底板a、连板a通过螺栓连接。舵机a与舵机座a通过螺栓连接，舵机座a与连板a通过螺栓连接，包装盒与舵机a通过螺栓连接，鸭嘴挡板与包装盒通过螺栓连接，推果滑块与推杆a通过连接块a连接,连接块a内部有光轴c，光轴c贯穿推果滑块，推杆a与连架杆a和连架杆b通过螺栓连接，摇杆a与连架杆a和连架杆b通过螺栓连接，连架杆a与连架杆b空间交叉放置，舵机b与摇杆a通过连接块b连接，舵机b与舵机座b通过螺栓连接，舵机座b与包装盒通过螺栓连接。

水果送网装置的网盘与光轴d连接，光轴d的两端与立式光轴座a、立式光轴座b连接通过顶丝固定，立式光轴座a、立式光轴座b通过螺栓与主体连接，电机b与电机座b通过螺栓连接，电机座b通过螺栓与主体连接，齿轮a与电机b连接，通过顶丝固定，光轴e与光轴f嵌入固定座a和固定座b，固定座a与固定座b通过螺栓与主体连接，皮辊a与齿轮b过盈配合，皮辊b与齿轮c过盈配合，光轴e与皮辊a间隙配合，光轴f与皮辊b间隙配合。舵机c与舵机座c通过螺栓连接，舵机座c与底板b通过螺栓连接，剪刀一端与摇杆b通过螺栓固定连接，剪刀另一端与连架杆c通过螺栓连接，连架杆与摇杆c通过螺栓连接，摇杆c与底板b通过螺栓连接，底板b通过螺栓与主体连接。

水果称重装置的称重盘底座通过螺栓与主体连接，小果称重装置与大果称重装置一端与称重盘底座通过螺栓连接一端与小果收集盒和大果收集盒相连。

包装部分电路线路控制部分，主要由单片机STC89C52RC(1)、单片机STC89C52RC(2)、L298N电机驱动模块、光电计数器模块、PCA9685舵机驱动模块、HX711称重模块1、HX711称重模块2、LCD12864显示模块构成。

单片机STC89C52RC(1)的引脚1与光电传感器a的OUT引脚连接，用于接收光电传感器a信号；引脚2与光电传感器b的OUT引脚连接，用于光电传感器b信号；引脚4、引脚5与PCA9685舵机驱动模块的SCL与SDA引脚连接，实现对16路PWM舵机模块的控制；舵机a的PWM1引脚与PCA9685舵机驱动模块的引脚1连接，接收控制信号；舵机b的PWM2引脚与PCA9685舵机驱动模块的引脚2相连，接收控制信号；电机b的PWM3引脚与PCA9685舵机驱动模块的引脚3相连，接收控制信号；引脚7、引脚8与L298N电机驱动模块的IN1与IN2引脚相连， L298N电机驱动模块的Out1-Out2端接一个12V的直流电机b来控制包装网的传送； 单片机STC89C52RC(2)的引脚1、引脚2与HX711称重模块1的OUT与SCK引脚相连，实现对电子秤模块一的控制；单片机STC89C52RC(2)的引脚4、引脚5与HX711称重模块2的OUT与SCK引脚相连；单片机STC89C52RC(2)的引脚14-16分别连接LCD12864的E、RS、RW引脚实现对液晶屏LCD12864的控制；单片机STC89C52RC(2)的引脚32-39分别连接LCD12864的DB7-DB0引脚实现对液晶屏写入数据的操作。

本实用新型的优点是：

（1）水果传输装置中电机带动光轴上的同步带轮转动，通过同步带与同步带轮相啮合，从而带动同步带移动，传动平稳，同步带上端带有波浪形的软质皮套，充分的避免了水果在运输的过程中摩擦与碰撞；

（2）水果筛选装置由挡板、弹簧和光电传感器组成，由于水果直径不同，直径大于8cm的水果会触发光电传感器并存贮记忆，反之不会触发光电传感器。本装置结构简单，分类准确性高，误差小；

（3）包装装置由鸭嘴挡板、包装盒、推果滑块、四杆机构与舵机组成，包装盒内部有滑道，可使推果滑块在其内部X方向上自由移动。生活中鸭嘴为细长型，上鸭嘴带有一定弧度。通过对鸭嘴形状的仿生，包装前端为细长型，大大的提高而包装套网的成功率。上鸭嘴挡板通过仿生设计，挡板的弧度使水果在套网过程中减小挤压与摩擦。推果时采用四杆增程机构，大大的减小了推果时的推力。

（4）本发明具有大果与小果两个接果盒，果盒下方有称重装置，称出重量后会在LCD12864显示屏显示，减少了后期分类称重的时间。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为俯视图；

图3为水果传输装置俯视图；

图4为水果筛选装置俯视图；

图5为水果包装装置主视图；

图6为水果送网装置左视图；

图7为水果收集称重装置主视图；

图8为电路线路控制程序框图；

图9为电路线路控制图A部分；

图10为电路线路控制图B部分；

图11为电路线路控制图C部分；

图12为电路线路控制图D部分；

图13为电路线路控制图E部分。

图中:1.主体、2. 水果存储装置、3. 水果传输装置、4. 水果筛选装置、5. 水果包装装置、6.水果送网装置、7.水果收集称重装置、8.存储盒、9.立式轴承座a、10.立式轴承座b、11.立式轴承座c、12.立式轴承座d、13.同步带轮a、14.同步带轮b、15.同步带轮c、16.同步带轮d、17.光轴a、18.光轴b、19.电机a、20.电机座a、21.传送带、22.联轴器、23.挡板a、24.弹簧a、25.弹簧b、26.光电传感器a、27.光电传感器b、28.水果传送盒、29.底板a、30.连板a、31支柱、32.支座、33.舵机a、34.舵机座a、35.包装盒、36.鸭嘴挡板、37.推果滑块、38.推杆a、39.连架杆a、40.连架杆b、41.摇杆a、42.连接块a、43.光轴c、44.舵机b、45.舵机座b、46.网盘、47.光轴d、48.立式光轴座a、49.立式光轴座b、50.电机b、51.电机座b、52.齿轮a、53.齿轮b、54. 齿轮c、55.皮辊a、56.皮辊b、57.固定座a、58.固定座b、59.光轴e、60.光轴f、61.舵机c、62.舵机座c、63.连架杆c、64.摇杆b、65.摇杆c、66.剪刀、67.底板b、68.称重盘底座、69.小果称重装置、70.大果称重装置、71.小果盒托盘、72.大果盒托盘、73.小果收集盒、74.大果收集盒、75.连接块b。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例进一步说明，但本保护范围不限于具体的实施方式。

机械部分主要包括主体1上安装的水果存储装置2、水果传输装置3、水果筛选装置4、水果包装装置5、水果送网装置6、水果收集称重装置7。

水果存储装置2与主体1相连接，水果存储装置2相对于水平面倾斜放置，水果存储装置2的水果出口处与水果传输装置3连接。

水果传输装置3位于主体1右上方，传送带21与同步带轮a13、同步带轮b14、同步带轮c15、同步带轮d16相啮合，同步带轮a13与同步带轮b14通过顶丝固定在光轴a17上，光轴a17固定在立式轴承座a9与立式轴承座b10上，立式轴承座a9与立式轴承座b10通过螺栓固定在主体1上，同步带轮c15与同步带轮d16通过顶丝固定在光轴b18上，光轴b18固定在立式轴承座c11与立式轴承座d12上，立式轴承座c11与立式轴承座d12通过螺栓固定在主体1上，其中光轴b18的一端与联轴器22连接，联轴器22另一端与电机a19连接，电机a19通过螺栓与电机座a20连接，电机座a20通过螺栓与主体1连接，电机a19带动光轴b18为传送带提供动力。

水果筛选装置4位于水果传输装置3后方，水果筛选装置4的挡板a23与弹簧a24和弹簧b25相连。弹簧a24与弹簧b25通过螺栓固定在主体1上。光电传感器a26固定在挡板后端的主体1上用于记忆水果直径的大小。水果传送盒28通过螺栓与主体1相连。光电传感器b27固定在水果传送盒28下端出口处。

水果包装装置5的底板a29通过螺栓与主体1相连接，连板a30与底板a29通过四根均布的支柱31连接，支柱31与支座32连接，支座32与底板a29、连板a30通过螺栓连接。舵机a33与舵机座a34通过螺栓连接，舵机座a34与连板a30通过螺栓连接，舵机a33与包装盒35通过螺栓连接为包装盒35提供动力，鸭嘴挡板36与包装盒35通过螺栓连接，推果滑块37与推杆a38通过连接块a42连接,连接块a42内部有光轴c43，光轴c43贯穿推果滑块，推杆a38与连架杆a39和连架杆b40通过螺栓连接，摇杆a41与连架杆a39和连架杆b40通过螺栓连接，舵机b44与摇杆a41通过连接块b75连接，舵机b44与舵机座b45通过螺栓连接，舵机座b45与包装盒35通过螺栓连接。

水果送网装置6的网盘46与光轴d47连接，光轴d47的两端与立式光轴座a48、立式光轴座b49连接通过顶丝固定，立式光轴座a48、立式光轴座b49通过螺栓与主体1连接，电机b50与电机座b51通过螺栓连接，电机座b51通过螺栓与主体1连接，齿轮a52与电机b50连接，通过顶丝固定，光轴e59与光轴f60嵌入固定座a57和固定座b58，固定座a57与固定座b58通过螺栓与主体1连接，皮辊a55与齿轮b53过盈配合，皮辊b56与齿轮c54过盈配合，光轴e59与皮辊a55间隙配合，光轴f60与皮辊b56间隙配合。舵机c61与舵机座c62通过螺栓连接，舵机座c62与底板b67通过螺栓连接，剪刀66一端与摇杆b64通过螺栓固定连接，剪刀另一端与连架杆c63通过螺栓连接，连架杆c63与摇杆c65通过螺栓连接，摇杆c65与底板b67通过螺栓连接，底板b67通过螺栓与主体1连接。

水果收集称重装置7的称重盘底座68通过螺栓与主体1连接，小果称重装置69与大果称重装置70一端与称重盘底座68通过螺栓连接一端与小果收集盒73和大果收集盒74相连。

电路线路控制由A、B、C、D、E部分连接，主要由单片机STC89C52RC(1)、单片机STC89C52RC(2)、L298N电机驱动模块、光电计数器模块、PCA9685舵机驱动模块、HX711称重模块1、HX711称重模块2、LCD12864显示模块构成。

果实在水果存储装置3的存储盒8中落入传送带21之后，被传送到水果筛选装置4。

当直径小于8CM的水果经过水果筛选装置4时，不会触发水果筛选装置4后端的光电传感器a26。之后经过水果传送盒28落入水果包装装置5，落入水果包装装置5会触发水果传送盒下端的光电传感器b27，光电传感器b27会给单片机STC89C52RC(1)包装信号，单片机STC89C52RC(1)的引脚7、引脚8输出高低电平驱动L298N模块，从而控制电机b50的正转，实现水果送网装置6的送网，延时1秒，送网结束。同时单片机STC89C52RC(1)通过引脚4、引脚5进行IIC通信，给PCA9685舵机模块传输数据命令，实现对舵机b44的控制，使其顺时针旋转45度，舵机b44带动摇杆a41前推一定距离，使果实撑开包装网。延时1秒之后，单片机STC89C52RC(1)通过引脚4、引脚5进行IIC通信，PCA9685舵机模块传输数据命令，实现对舵机c61的控制，使其顺时针旋转90度，带动摇杆b64控制剪刀66剪断包装网。延时1秒后，单片机STC89C52RC(1)通过引脚4、引脚5进行IIC通信，给PCA9685舵机模块传输数据命令，同时实现舵机c61的控制，使其逆时针旋转90度，控制剪刀66回到原位置，同时PCA9865舵机模块控制舵机a33顺时针旋转60度，使包装盒35转动，使果实进入小果收集盒73的上方。延时1秒后，单片机STC89C52RC(1)通过引脚4、引脚5进行IIC通信，给PCA9685舵机模块传输数据命令，同时实现对舵机b44的控制，使其顺时针旋转90度，将果实推出，果实落入小果收集盒73中。延时1秒，单片机STC89C52RC(1)通过引脚4、引脚5进行IIC通信，给PCA9685舵机模块传输数据命令，同时实现对个电机b50、舵机c61的控制，使其电机b50逆时针旋转90度，推果实装置复位，使舵机c61逆时针旋转90度，装盘复位。

小水果落入小果收集盒73后，HX711称重模块1会对水果称重，将数据传送到单片机STC89C52RC(2)，单片机STC89C52RC(2)通过数据处理，得出托盘果实的重量与数量，通过与LCD12864相连的引脚将数据在LCD12864上显示。

当直径等于或大于8CM大水果经过水果筛选装置4时，会触发水果筛选装置4后方的光电传感器a26，光电传感器a26给单片机STC89C52RC(1)一个信号，单片机STC89C52RC(1)将它记忆下来。之后经过水果传送盒28落入水果包装装置5，落入水果包装装置5会触发水果传送盒下端的光电传感器b27，光电传感器b27会给单片机STC89C52RC(1)包装信号，单片机STC89C52RC(1)的引脚7、引脚8输出高低电平驱动L298N模块，从而控制电机b50的正转，实现水果送网装置6的送网，延时1秒，送网结束。同时单片机STC89C52RC(1)通过引脚4、引脚5进行IIC通信，给PCA9685舵机模块传输数据命令，实现对舵机b44的控制，使其顺时针旋转45度，舵机b44带动摇杆a41前推一定距离，使果实撑开包装网。延时1秒之后，单片机STC89C52RC(1)通过引脚4、引脚5进行IIC通信，PCA9685舵机模块传输数据命令，实现对舵机c61的控制，使其顺时针旋转90度，带动摇杆b64控制剪刀66剪断包装网。延时1秒后，单片机STC89C52RC(1)通过引脚4、引脚5进行IIC通信，给PCA9685舵机模块传输数据命令，同时实现舵机c61的控制，使其逆时针旋转90度，控制剪刀66回到原位置，同时PCA9865舵机模块控制舵机a33顺时针旋转120度，使包装盒35转动，使果实进入大果收集盒74的上方。延时1秒后，单片机STC89C52RC(1)通过引脚4、引脚5进行IIC通信，给PCA9685舵机模块传输数据命令，同时实现对电机b50的控制，使其顺时针旋转90度，将果实推出，果实落入大果收集盒74中。延时1秒，单片机一通过引脚4、引脚5进行IIC通信，给PCA9685舵机模块传输数据命令，同时实现对个电机b50、舵机c61的控制，使其电机b50逆时针旋转120度，推果实装置复位，使舵机c61逆时针旋转90度，装盘复位。装置回到初始位置。

大果实直径等于或大于8CM的落入大果收集盒74后，HX711称重模块2会对果实称重，将数据传送到单片机STC89C52RC(2)，单片机通过数据处理，得出托盘果实的重量与数量，通过与LCD12864相连的引脚将数据在LCD12864上显示。