一种农业生产用自动化包装设备的制作方法

1.本发明涉及包装设备技术领域，尤其涉及一种农业生产用自动化包装设备。


背景技术：

2.现有技术中，已有研究将农业机器人运用到水果采摘作业环节当中，而水果被采获后，需要对其进行装箱，现有的装箱方式有传送带式搬运装箱，可参考说明书附图中图1所示的示意图，传送带式搬运装箱装置主要由可伸缩集果筐111、果实运输带112、果箱113和支撑架体115组成。该装箱装置置于采摘机器人车体114上，其工作原理主要为：采摘机器人完成卸果动作后，果实掉落于可伸缩式集果筐内，可伸缩式集果筐下端设有开口，该开口与果实运输带起始位置相连，果实运输带上附有条状凸起，果实经由可升缩集果筐下端开口漏出并落于条状凸起上，保证其不会直接跌落于果箱之中。果实运输带的传动皮带由其底部电机驱动，实现果实运输带的传送。整个工作过程中使其循环向上持续工作，不断将果实输至果箱内部。
3.减少果实的采后损伤是全球农产品行业的巨大议题之一，在果实的采后装箱、分类、保鲜、运输过程中，均会产生不同程度的机械损伤，机械损伤的形式多样，其中就包括果实的冲击损伤。
4.现针对桃类水果而言，桃子具有硬而脆的特性。这使得其容易发生因为压、碰等原因而造成的细微损伤，此类损伤在储藏过程中会造成果实的早熟、衰败等现象，同时，由于桃属于浆果类水果，果皮较薄，在运输过程中更需避免碰撞。现有的传送带式搬运装箱装置由于果实从运输带至果箱的过程中，由于传输带和果箱之间无缓冲空间，果实直接落入果箱，跌落距离无法控制，而且果实跌落时的位置集中，果实在果箱内形成单峰堆叠，造成位于最底部的果实由于受压集中而易于受损，同时果箱内的空间位置得不到充分利用，造成果箱空间浪费，综上考虑，传送带式搬运装箱装置在整体过程中造成损伤的因素较多，同时，由于果实出口单一，容易形成果箱内的堆积，为此我们提出一种农业生产用自动化包装设备。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中存在传送带式搬运装箱装置在装箱过程中由于果实跌落易导致果实损伤严重的缺点，而提出的一种农业生产用自动化包装设备。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.设计一种农业生产用自动化包装设备，包括底座，所述底座上固定安装有机架，所述机架上端固定安装有圆形盒体，所述圆形盒体内底部开设有多个呈圆周阵列分布的漏孔，所述圆形盒体内设置有分离导向机构，所述分离导向机构可将水果分别导入多个漏孔内。
8.所述圆形盒体底端设置有多个呈圆周阵列分布的螺旋形导流轨道，所述螺旋形导流轨道上端分别与漏孔连通并固定连接在圆形盒体底部，所述底座上放置有果箱，多个所
述螺旋形导流轨道的下端口均投射在果箱内且呈圆周阵列分布。
9.优选的，所述分离导向机构包括穿口、圆筒、出口、两块挡板和第一电机，所述穿口开设在圆形盒体底部且贯穿圆形盒体，所述圆筒位于圆形盒体内，所述圆筒与圆形盒体位于同一条轴线上，所述出口开设在圆筒一侧，所述圆筒的出口端两侧均固定安装有挡板，所述第一电机固定安装在机架上，所述第一电机的输出轴贯穿穿口并固连在圆筒的底部圆心处。
10.优选的，所述圆筒内固定安装有导流斜块，所述导流斜块上由高至低的方向朝向出口端。
11.优选的，所述机架上一侧设置有逐一排料机构，外部采摘机器人将水果均投向所述逐一排料机构的进料端，水果物料在所述逐一排料机构的出料口逐一排出，所述逐一排料机构的出料口朝向圆筒设置。
12.优选的，所述逐一排料机构包括环形板，所述环形板位于机架上端，所述环形板底部一侧开设有圆口，所述圆口贯穿环形板，所述环形板底部固定安装有多个支撑柱，所述支撑柱下端固连在机架上，所述环形板上方设置有圆盒，所述圆盒与环形板的轴线重合，所述圆盒内固定安装有多个呈圆周阵列分布的圆管，所述圆管均贯穿圆盒且所述圆管下端口与外侧连通，所述圆口与其中一个圆管的下端口连通，所述圆盒内设置有多个呈圆周阵列分布的弧形板，单一的所述弧形板分别位于两个圆管之间，所述弧形板均固连在圆盒内侧，所述弧形板与圆管顶端面齐平，所述机架上固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴贯穿环形板并固连在圆盒底部的圆心处。
13.优选的，所述逐一排料机构还包括漏斗、导流管和支撑座，所述漏斗位于机架上端，所述漏斗下端出口连通有导流管，所述导流管固连在漏斗上，所述导流管向一侧倾斜设置，所述导流管的出口位于其中一个圆管的正上方，所述导流管与圆口分别位于圆盒的两端，所述支撑座下端固连在机架上，所述支撑座上端与漏斗外侧固连。
14.所述漏斗内上端设置有环形限位板，所述环形限位板与漏斗同心设置，所述环形限位板底部固定安装有多个呈圆周阵列分布的连接杆，所述连接杆下端均固连在漏斗内侧。
15.优选的，所述逐一排料机构还包括滑道，所述滑道上端连通在圆口的下方，所述滑道固连在环形板底部，所述滑道下端口位于圆筒正上方。
16.优选的，所述滑道内设置有缓冲机构，所述缓冲机构包括两个镜像分布的缓冲组件，所述缓冲组件包括转轴、活动板和第一弹簧，所述转轴下端可转动安装在滑道内底部，所述活动板一侧固连在转轴上，所述第一弹簧一端固连在活动板上，所述第一弹簧另一端固连在滑道内侧壁上。
17.优选的，所述导流管外的下侧设置有枝叶清除机构，所述枝叶清除机构可分离导流管内的枝叶。
18.优选的，所述枝叶清除机构包括箱体，所述箱体固连在导流管外侧底部，所述导流管内底部开设有多个等距分布的条形槽，多个所述条形槽均与箱体内部连通，所述枝叶清除机构还包括负压风机，所述负压风机固定安装在支撑座上，所述负压风机的进气管连通有横管，所述横管上连通有多个等距分布的连通管，所述连通管另一端均连通在箱体底部，所述箱体底部开设有若干组呈区域性分布的透气滤孔，多组所述透气滤孔分别与多个连通
管处于连通状态。
19.所述枝叶清除机构还包括压缩外排组件，所述压缩外排组件包括刮压板，所述刮压板位于箱体内，所述刮压板底端面光滑设置且刮压板底部与箱体底部接触，所述箱体内设置有两个间隔设置的第一导杆，所述第一导杆贯穿刮压板且端部分别固连在箱体内侧，所述支撑座上固定安装有液压杆，所述液压杆贯穿箱体且液压杆的输出端固连在刮压板上，所述液压杆与箱体之间密封设置，所述压缩外排组件还包括窗口，所述窗口开设在箱体一侧下端，所述窗口下侧沿与箱体内底部齐平，所述窗口内设置有密封板，所述密封板可封住窗口，所述箱体外一侧固定安装有l形板，所述l形板上固定安装有两个间隔设置的第二导杆，所述第二导杆另一端固连在密封板上，所述第二导杆外均套设有第二弹簧，所述第二弹簧两端分别固连在l形板和密封板上，所述刮压板一侧固定安装有压块，所述压块可通过沿着第一导杆移动并抵在密封板的一侧上端，所述支撑座上放置有收纳盒，所述收纳盒位于窗口正下方。
20.本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备，有益效果在于：果实进入圆形盒体内后通过分离导向机构进行均匀化分离后，果实分别由漏孔排出，果实经过漏孔进入螺旋形导流轨道内再掉落到果箱内，当螺旋形导流轨道的螺旋角度较小时，果实掉出螺旋形导流轨道时的速度较小，相较于直接落入果箱，可减轻果实受到的撞击和受伤程度；果实进入圆筒内，并由圆筒的出口端滚出而进入两块挡板之间，之后再由漏孔排出，第一电机可带动圆筒间歇性转动一定角度，从而转动至下一个漏孔处，并将果实排至下一个漏孔内，最后落入果箱内，果实平铺装箱，果箱内无果实堆叠；从而装置实现果箱内的平铺装箱，避免果实在箱内形成锥状堆积而发生挤压损伤和滚落碰撞，且有效控制了猕猴桃的跌落损伤。
附图说明
21.图1为传送带式搬运装箱装置的结构示意图。
22.图2为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的结构示意图。
23.图3为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的主视图。
24.图4为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的圆形盒体处的部分结构放大示意图。
25.图5为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的多个螺旋形导流轨道与果箱的位置示意图。
26.图6为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的圆形盒体的底部放大示意图。
27.图7为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的圆筒的放大结构示意图。
28.图8为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的圆筒的放大剖视图。
29.图9为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的圆盒处的部分结构放大示意图一。
30.图10为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的圆盒处的部分结构放大示意图二。
31.图11为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的圆盒内部的放大示意图。
32.图12为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的圆盒的底部放大示意图。
33.图13为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的圆盒与导流管的位置示意图。
34.图14为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的缓冲机构的放大示意图。
35.图15为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的缓冲组件的放大示意图。
36.图16为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的漏斗和枝叶清除机构的放大示意图。
37.图17为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的导流管的放大剖视图。
38.图18为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的箱体的放大剖视图。
39.图19为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的密封板位于箱体上的放大示意图。
40.图20为本发明提出的一种农业生产用自动化包装设备的窗口开设在箱体上的放大示意图。
41.图中：可伸缩集果筐111、果实运输带112、果箱113、采摘机器人车体114、支撑架体115、底座1、机架2、圆形盒体3、漏孔4、螺旋形导流轨道5、果箱6、穿口7、圆筒8、出口9、挡板10、第一电机11、导流斜块12、环形板13、圆口14、支撑柱15、圆盒16、圆管17、弧形板18、第二电机19、漏斗20、导流管21、支撑座22、滑道23、转轴24、活动板25、第一弹簧26、环形限位板27、连接杆28、箱体29、条形槽30、负压风机31、横管32、连通管33、透气滤孔34、刮压板35、第一导杆36、液压杆37、窗口38、密封板39、l形板40、第二导杆41、第二弹簧42、收纳盒43、压块44。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
43.实施例1：
44.参照图2-6，一种农业生产用自动化包装设备，包括底座1，底座1通过螺钉安装在外部采摘机器人车体上，底座1上固定安装有机架2，机架2上端固定安装有圆形盒体3，圆形盒体3内底部开设有多个呈圆周阵列分布的漏孔4，圆形盒体3内设置有分离导向机构，分离导向机构可将水果分别导入多个漏孔4内。果实进入圆形盒体3内后通过分离导向机构进行均匀化分离后，再将果实平铺装入果箱内。
45.圆形盒体3底端设置有多个呈圆周阵列分布的螺旋形导流轨道5，螺旋形导流轨道5上端分别与漏孔4连通并固定连接在圆形盒体3底部，底座1上放置有果箱6，多个螺旋形导流轨道5的下端口均投射在果箱6内且呈圆周阵列分布。果实进入圆形盒体3内后通过分离导向机构进行均匀化分离后，果实分别由漏孔4排出，果实经过漏孔4进入螺旋形导流轨道5内再掉落到果箱6内，当螺旋形导流轨道5的螺旋角度较小时，果实掉出螺旋形导流轨道5时的速度较小，相较于直接落入果箱，可减轻果实受到的撞击和受伤程度。
46.实施例2：
47.参照图2-20，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于，分离导向机构包括穿口7、圆筒8、出口9、两块挡板10和第一电机11，穿口7开设在圆形盒体3底部且贯穿圆形盒体3，圆筒8位于圆形盒体3内，圆筒8与圆形盒体3位于同一条轴线上，出口9开设在圆
筒8一侧，出口9的大小足够果实穿过，圆筒8的出口9端两侧均固定安装有挡板10，第一电机11固定安装在机架2上，第一电机11的输出轴贯穿穿口7并固连在圆筒8的底部圆心处。果实进入圆筒8内，并由圆筒8的出口9端滚出而进入两块挡板10之间，之后再由漏孔4排出，第一电机11可带动圆筒8间歇性转动一定角度，从而转动至下一个漏孔4处，并将果实排至下一个漏孔4内，最后落入果箱6内，果实平铺装箱，果箱内无果实堆叠。
48.由于果实在圆筒8内时，可能存在无法快速穿过出口9并进入两块挡板10之间，圆筒8内固定安装有导流斜块12，导流斜块12上由高至低的方向朝向出口9端，通过设置导流斜块12，果实进入圆筒8内后，果实由导流斜块12的方向向下滚动，从而可快速由出口9端滚出。
49.由于圆筒8内供给果实需按照单次单个供给的要求，即单果分离，无多个果实之间相互碰撞，可避免果实之间碰撞造成的伤害，在整体分离过程中只存在单向果实出口，无间隔阻挡，可降低果实的卡顿几率；但由于实际采摘中，采摘机器人车体上会安装有多个采摘机器人同步工作，导致采摘效率的降低。
50.机架2上一侧设置有逐一排料机构，外部采摘机器人将水果均投向逐一排料机构的进料端，水果物料在逐一排料机构的出料口逐一排出，逐一排料机构的出料口朝向圆筒8设置。
51.逐一排料机构包括环形板13，环形板13位于机架2上端，环形板13底部一侧开设有圆口14，圆口14贯穿环形板13，环形板13底部固定安装有多个支撑柱15，支撑柱15下端固连在机架2上，环形板13上方设置有圆盒16，圆盒16与环形板13的轴线重合，圆盒16内固定安装有多个呈圆周阵列分布的圆管17，圆管17均贯穿圆盒16且圆管17下端口与外侧连通，圆口14与其中一个圆管17的下端口连通，圆盒16内设置有多个呈圆周阵列分布的弧形板18，单一的弧形板18分别位于两个圆管17之间，弧形板18均固连在圆盒16内侧，弧形板18与圆管17顶端面齐平，机架2上固定安装有第二电机19，第二电机19的输出轴贯穿环形板13并固连在圆盒16底部的圆心处。
52.逐一排料机构还包括漏斗20、导流管21和支撑座22，漏斗20位于机架2上端，漏斗20下端出口连通有导流管21，导流管21固连在漏斗20上，导流管21向一侧倾斜设置，导流管21的出口位于其中一个圆管17的正上方，导流管21与圆口14分别位于圆盒16的两端，支撑座22下端固连在机架2上，支撑座22上端与漏斗20外侧固连。
53.漏斗20内上端设置有环形限位板27，环形限位板27与漏斗20同心设置，环形限位板27底部固定安装有多个呈圆周阵列分布的连接杆28，连接杆28下端均固连在漏斗20内侧。
54.逐一排料机构还包括滑道23，滑道23上端连通在圆口14的下方，滑道23固连在环形板13底部，滑道23下端口位于圆筒8正上方。
55.采摘机器人将果实采摘后均放入漏斗20内，果实由环形限位板27外侧放入，若由漏斗20中心位置附近放入的话，果实掉落到漏斗20内的距离较远，因此易出现果实摔伤，而果实由环形限位板27外侧放入，果实落在漏斗20的内侧壁上且距离近，之后再滚落到漏斗20内下端，有效降低出现果实摔伤的情况，之后果实在导流管21内向下滚动再由导流管21下端口导出，果实在导流管21内逐一排列，第二电机19带动圆盒16间歇性转动，当其中一个圆管17转动至导流管21下端口处时，一个果实掉入圆管17内，且圆管17内处于满载状态而
无法继续装入，之后第二电机19带动圆盒16转动，在转动过程中，弧形板18始终封堵住导流管21，直至下一个圆管17转动至导流管21下端口处并继续装料；与此同时，装有果实的圆管17转动至圆口14处可排出，而其余时间，圆管17的下端口均会被环形板13遮挡住，果实由圆口14处排出后进入滑道23内，再由滑道23进入圆筒8内，从而可将多个果实逐一排放至圆筒8内。
56.由于果实滑道23滑出时具有一定的速度，因此果实掉入圆筒8内会受到一定的撞击和损伤，滑道23内设置有缓冲机构，缓冲机构包括两个镜像分布的缓冲组件，缓冲组件包括转轴24、活动板25和第一弹簧26，转轴24下端可转动安装在滑道23内底部，活动板25一侧固连在转轴24上，第一弹簧26一端固连在活动板25上，第一弹簧26另一端固连在滑道23内侧壁上。滑道23内的滚动的果实与两块活动板25接触并带动第一弹簧26压缩，且两块活动板25被撑开，果实可由此穿过，且果实的速度被降低，低速的果实掉入圆筒8内受到的撞击和损伤较小。
57.还包括外部控制器和检测设备，外部控制器可控制第一电机11、第二电机19工作，外部检测设备可对果箱6、圆筒8和圆管17内进行果实检测，装置开始工作后，外部控制器第二电机19工作，圆管17内开始装料，之后由果实进入圆筒8内，之后果实离开圆筒8并进入果箱6内，外部检测设备对果实的装载过程进行全程检测并将信号传送至外部控制器，当一个果实进入果箱6内后，外部控制器控制圆筒8转动一次，之后再控制圆盒16转动一次，一下个果实继续进入圆筒8内，之后重复上述过程。
58.从而装置实现果箱内的平铺装箱，避免果实在箱内形成锥状堆积而发生挤压损伤和滚落碰撞，且有效控制了猕猴桃的跌落损伤。
59.由于考虑到采摘机器人在桃子采摘过程中，常出现桃子随桃叶一同被摘下的情况，桃叶进入漏斗20内后，有部分桃叶留存在漏斗20内底部，也有部分桃叶留存在导流管21内，值得注意的是，随着桃叶的积累，桃叶聚积在导流管21内底部会导致桃子的滚动不畅或阻挡桃子的滚动，当桃叶多到一定程度时，更是会堵塞住导流管21的上端口和导流管21内部通道，另一方面，桃叶装箱会给后续装箱工作增加挑拣树叶的负担，因此需要对漏斗20内的桃叶进行清除。
60.导流管21外的下侧设置有枝叶清除机构，枝叶清除机构可分离导流管21内的枝叶。
61.枝叶清除机构包括箱体29，箱体29固连在导流管21外侧底部，导流管21内底部开设有多个等距分布的条形槽30，多个条形槽30均与箱体29内部连通，枝叶清除机构还包括负压风机31，负压风机31固定安装在支撑座22上，负压风机31的进气管连通有横管32，横管32上连通有多个等距分布的连通管33，连通管33另一端均连通在箱体29底部，箱体29底部开设有若干组呈区域性分布的透气滤孔34，多组透气滤孔34分别与多个连通管33处于连通状态。
62.枝叶清除机构还包括压缩外排组件，压缩外排组件包括刮压板35，刮压板35位于箱体29内，刮压板35底端面光滑设置且刮压板35底部与箱体29底部接触，箱体29内设置有两个间隔设置的第一导杆36，第一导杆36贯穿刮压板35且端部分别固连在箱体29内侧，支撑座22上固定安装有液压杆37，液压杆37贯穿箱体29且液压杆37的输出端固连在刮压板35上，液压杆37与箱体29之间密封设置，压缩外排组件还包括窗口38，窗口38开设在箱体29一
侧下端，窗口38下侧沿与箱体29内底部齐平，窗口38内设置有密封板39，密封板39可封住窗口38，箱体29外一侧固定安装有l形板40，l形板40上固定安装有两个间隔设置的第二导杆41，第二导杆41另一端固连在密封板39上，第二导杆41外均套设有第二弹簧42，第二弹簧42两端分别固连在l形板40和密封板39上，刮压板35一侧固定安装有压块44，压块44可通过沿着第一导杆36移动并抵在密封板39的一侧上端，支撑座22上放置有收纳盒43，收纳盒43位于窗口38正下方。
63.桃子和桃叶混杂在漏斗20和导流管21内，大部分桃叶会直接落入导流管21内，桃叶的形状是长条状，桃叶停留在导流管21内底部，负压风机31和液压杆37均可由外部控制器控制工作，外部控制器控制负压风机31工作使多组透气滤孔34、多个条形槽30处均产生流向负压风机31的气流，桃叶可由多个条形槽30被吸入箱体29内，条形槽30与桃叶的形状相似，可便于桃叶的排出，桃叶在箱体29内被吸附在箱体29内底部，桃叶数量较多时，桃叶会堵住透气滤孔34导致负压风机31失效，当采摘工作进行一段时间后，箱体29内的桃叶数量较多时，外部控制器控制负压风机31停机一段时间且液压杆37同步启动，液压杆37带动刮压板35沿着第一导杆36移动，刮压板35在移动的过程中，刮压板35的下端可将箱体29内底部的桃叶向一侧刮动并使其聚集在一起，从而避免透气滤孔34的堵塞，且桃叶被聚集密封板39处附近，当刮压板35移动至密封板39处附近时，桃叶被压缩呈较小的体积，刮压板35继续移动，压块44与密封板39接触，压块44可推动密封板39移动并使箱体29上的窗口38处于开放状态，第二弹簧42被压缩，从而刮压板35可将压缩后的桃叶由窗口38排出并落入收纳盒43内，之后外部控制器控制液压杆37带动刮压板35回到原位，密封板39在第二弹簧42的弹力下也复位并封住窗口38，之后外部控制器控制负压风机31继续工作，从而可间断性地排出箱体29内聚积的桃叶。
64.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。