[发明专利]一种带速与水果重量的易损水果自适应分级方法

摘要

本发明公开了一种自适应带速与水果重量的易损水果分级执行装置与方法。包括易损水果输送模块、水果称重模块、输送带速度监测模块、PLC控制模块，输送模块用于传送待分级水果，水果称重模块获得待分级水果的重量，输送带速度实时监测模块在线监测输送带的速度，PLC控制模块根据监测到的水果重量与输送带速度得到分级执行机构最优的转动角度，并控制伺服电机按一定的转速带动水果分级执行机构转动对应的角度，准确的完成易损水果的分级。本发明利用实时监测到的带速和水果重量信息自动调整分级执行机构转动的角度，适用于不同带速和不同质量条件下易损水果的准确分级。

主权项

一种带速与水果重量的易损水果自适应分级方法，其特征在于采用以下装置：包括用于待分级水果传送的输送模块，输送模块主要包括分级区输送带（1）和衔接到分级区输送带（1）中部侧方的等级区输送带（7），等级区输送带（7）与分级区输送带（1）相垂直；包括用于待分级水果重量监测的水果称重模块，水果称重模块位于分级区输送带（1）入口处并与分级区输送带（1）衔接；包括安装在分级区输送带（1）上的输送带速度监测模块；包括分别与水果称重模块、输送带速度监测模块、分级执行机构连接的PLC控制器，PLC控制器对分级执行机构进行控制；所述的水果称重模块包括称重输送带（12）、同步带（13）、同步轮（14）、称重传感器支撑座（15）和称重传感器（16），称重传感器（16）的一端固定在称重传感器支撑座（15）上，称重传感器（16）的另一端与支撑架（17）相连，称重模块输送带（12）安装在支撑架（17）上，支撑架（17）上装有同步轮（14），同步轮（14）经同步带（13）与称重模块输送带（12）的主动轮相连，称重传感器（16）经变送器与PLC控制器电连接；所述的分级执行组件包括分级执行机构（4）、光电开关（5）和伺服电机（6），分级执行机构（4）水平安装在正对等级区输送带（7）的分级区输送带（1）中部的一侧，伺服电机（6）的输出轴向上与分级执行机构（4）的一端固定连接，光电开关（5）安装在分级执行机构（4）的侧方检测水果托盘（11）的位置，伺服电机（6）经驱动器与光电开关（5）一起连接PLC控制器；所述的输送带速度监测模块包括编码器（3），分级区输送带驱动轮（2）上安装编码器（3），编码器（3）监测分级区输送带驱动轮（2）的转速；所述的等级区输送带（7）与分级区输送带（1）的上表面传送带的底面设有用于刚性支撑传送面的输送带支撑板（8），输送带支撑板（8）的两侧设有用于防止水果侧落的挡杆（9），挡杆（9）高于等级区输送带（7）与分级区输送带（1）的上表面；方法步骤是：A）当水果在输送带的作用下传送，经过称重模块时通过称重传感器（16）得到水果的重量；与分级区输送带驱动轮（2）同轴安装的编码器（3）实时监测得到分级区输送带（1）的运动速度；B）得到的水果重量和分级区输送带（1）的运动速度信息传送到PLC控制器后，经PLC控制器处理后得到分级执行机构最优转动角度，最优转动角度指的是使水果准确分级的分级执行机构的转动角度；分级执行机构最优转动角度是由水果重量和分级区输送带（1）的运动速度信息在PLC控制器中根据预设的回归模型运算后得到，预设的回归模型是关于分级区输送带（1）的运动速度信息、分级执行机构转动角度和水果重量三个因素的回归模型；是设计三因素三水平的正交试验并在Adams中进行虚拟仿真实验，对实验结果进行回归分析后得到回归方程，具体是包括以下方式获得：1）建立易损水果分级机的虚拟样机模型，进行仿真：在三维建模软件中建立易损水果分级机的支撑架和水果分级执行组件，建立分级区输送带和等级区输送带，并将建立的易损水果分级机的支撑架和分级执行机构的模型导入，输送带、易损水果分级机支撑架和分级执行组件装配后给建立的装配体添加材料、约束、力、运动；2）对仿真结果进行分析处理，得到易损水果分级准确性的回归方程：可进行极差分析、方差分析、回归分析，最后得到易损水果分级准确性的回归方程，作为预设的回归模型；C）当水果托盘（11）及其上水果（10）在分级区输送带（1）的运动作用下运动到接近分级区输送带（1）与等级区输送带（7）交界处时被对应等级口的光电开关（5）检测到，光电开关（5）触发PLC控制器控制伺服电机（6）带动分级执行机构（4）以最优转动角度旋转作用于水果托盘（11），水果托盘（11）及其上的水果（10）被推动到侧方的等级区输送带（7），实现分级。