[发明专利]椭圆状水果定向排列抓取装置及方法

权利要求书

1.一种椭圆状水果定向排列抓取装置，其特征在于，沿水果的输送方向，包括依次连接的V型平带输送机、V型开叉式平带输送机和双圆带输送机，双圆带输送机上方设有抓果机械手；V型平带输送机、V型开叉式平带输送机和双圆带输送机三者呈直线式分布，且三者的输送速度沿水果输送方向逐渐增大；

所述V型平带输送机包括对称设置的两组第一平皮带输送组件，各第一平皮带输送组件分别包括第一平皮带和第一刚性支架，第一平皮带安装于第一刚性支架上，第一平皮带内侧设有对应的动力传动机构；两个第一平皮带之间相对倾斜设置，两个第一平皮带的皮带面之间形成第一V型输送槽，沿水果输送方向，第一V型输送槽的各处截面宽度一致；

所述V型开叉式平带输送机包括对称设置的两组第二平皮带输送组件，各第二平皮带输送组件分别包括第二平皮带和第二刚性支架，第二平皮带安装于第二刚性支架上，第二平皮带内侧也设有对应的动力传动机构；两个第二平皮带之间相对倾斜并呈开叉状设置，两个第二平皮带的皮带面之间形成第二V型输送槽，沿水果输送方向，第二V型输送槽的截面宽度逐渐增大；

抓果机械手包括动力驱动机构、摆杆机构和至少两个夹爪，每个夹爪的一端设有一个爪座，且各夹爪通过爪座对应连接一组摆杆机构，各组摆杆机构共同连接至动力驱动机构；各爪座中还设有扭簧，扭簧的一端压紧于爪座内，扭簧的另一端压紧于夹爪侧壁，夹爪的一端通过铰接轴与爪座铰接，扭簧套设于铰接轴上；动力驱动机构包括驱动电机、安装基座、丝杆、滑块和连杆，驱动电机设于安装基座上，驱动电机的动力输出端连接有丝杆，滑块中部与丝杆螺纹连接，滑块外侧连接有至少两个连杆，每个连杆对应与一组摆杆机构连接；摆杆机构包括相平行设置的主摆杆和辅助摆杆，主摆杆和辅助摆杆之间形成平行四边形结构；主摆杆的下端和辅助摆杆的下端分别铰接于爪座上，主摆杆的上端和辅助摆杆的上端分别铰接于动力驱动机构的安装基座上，主摆杆的中部与动力驱动机构中的连杆连接；

所述爪座的下部设有凹槽，夹爪的上部通过铰接轴设于爪座的凹槽中；爪座的凹槽内还设有传感器，扭簧位于爪座内的一端压紧于传感器上。

2.根据权利要求1所述一种椭圆状水果定向排列抓取装置，其特征在于，所述双圆带输送机上方还设有光电传感器或CCD摄像机，光电传感器或CCD摄像机与抓果机械手沿水果输送方向并列设置。

3.根据权利要求1所述一种椭圆状水果定向排列抓取装置，其特征在于，所述第二V型输送槽的底部为夹角状的开口通道，沿水果输送方向，开口通道的宽度由零逐渐增大至大于水果的径向截面宽度。

4.根据权利要求3所述一种椭圆状水果定向排列抓取装置，其特征在于，所述双圆带输送机的一端伸入至第二V型输送槽下方，至少伸入至第二V型输送槽的开口通道宽度等于水果径向截面宽度处。

5.根据权利要求1所述一种椭圆状水果定向排列抓取装置，其特征在于，所述双圆带输送机包括机架、两根圆形输送带、导轨和托轨，两根圆形输送带平行设置并共同连接至对应的动力驱动机构，两根圆形输送带之间具有作为水果输送槽的间隙，各圆形输送带对应通过一个导轨安装于托轨上，托轨安装于机架上。

6.根据权利要求1~5任一项所述装置实现一种椭圆状水果定向排列抓取方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）椭圆状的水果在堆叠混乱的状态下进入V型平带输送机，沿V型平带输送机的输送方向逐渐向前输送，并逐渐走正居中形成整齐的沿水果长轴方向的单行列队，输送速度为Vp；

（2）水果逐个进入V型开叉式平带输送机，此时输送速度被加速至Vc，VcVp，相邻的水果之间距离被瞬间拉开；沿V型开叉式平带输送机的输送方向，水果逐渐落入双圆带输送机；

（3）水果落入双圆带输送机后，输送速度再次加速至Vy，VyVc，此时椭圆状水果的长轴方向与双圆带输送机的输送方向保持一致，且各水果之间定间距输送；

（4）当水果被送至设定位置时，启动抓果机械手下行夹持水果，将水果转移至承接托盘或包装盒中。