專利名稱：用于揀選設(shè)備的檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定產(chǎn)品的特性的系統(tǒng)，該產(chǎn)品在一輸送設(shè)備上輸送并通過該系統(tǒng)。
本發(fā)明特別地涉及用于確定一般不相等尺寸的產(chǎn)品例如蘋果的特性，該產(chǎn)品在產(chǎn)品運(yùn)送裝置上，例如一輸送設(shè)備的輥?zhàn)由陷斔?，并通過該系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)布置在離產(chǎn)品一定距離處的檢測裝置，帶有發(fā)送器部分和接收器部分，以及用于處理到達(dá)該系統(tǒng)和來自的系統(tǒng)的信號的信號處理單元，該信號包括用于確定特性的接收器部分的信號。
這樣的系統(tǒng)在挑選如水果、蔬菜和雞蛋等產(chǎn)品并對其揀選的技術(shù)領(lǐng)域通常是眾所周知的。例如，專利文件WO98/52037公開了一種帶有發(fā)送器和接收器的裝置，特別是用于拍擊并隨后記錄拍擊信號，其中，該裝置在彈簧的作用下從一個(gè)產(chǎn)品來到在其下方通過的下一個(gè)產(chǎn)品上，這個(gè)裝置在這樣一個(gè)產(chǎn)品通過時(shí)在該產(chǎn)品上滾過。在這一滾動運(yùn)動期間進(jìn)行拍擊和記錄。
這樣一種裝置具有一些缺點(diǎn)，特別是在從明顯很小的產(chǎn)品過渡到顯著很大的產(chǎn)品方面以及與之相同，在非常大的高度差過渡方面具有缺陷。確實(shí)在敏感的產(chǎn)品，例如梨的情況下從同一高度隨后來到下一個(gè)產(chǎn)品上的動作可能引起損壞。
為了彌補(bǔ)上述缺陷，根據(jù)本發(fā)明提供的系統(tǒng)的特征是，該系統(tǒng)還包括一個(gè)傳感器，其在產(chǎn)品通過之前掃描每個(gè)經(jīng)過產(chǎn)品的尺寸并產(chǎn)生一對應(yīng)的掃描信號；以及一個(gè)位移裝置，其布置成用于在每個(gè)產(chǎn)品通過期間根據(jù)每個(gè)掃描信號至少將檢測裝置的接收器部分定位在一明確的距離。
因此，在一有利的方式中，得到可對連續(xù)的各產(chǎn)品進(jìn)行比較的測量。進(jìn)而，可以防止對正在由輸送設(shè)備輸送的產(chǎn)品的損壞，該輸送設(shè)備是例如一帶有安裝在軸上的輥?zhàn)踊蚩展艿妮斔驮O(shè)備，該軸由連續(xù)的鏈推動。
在本發(fā)明的一特定實(shí)施例中，該發(fā)送器部分包括一拍擊裝置，而該接收器部分包括一麥克風(fēng)，兩者容放在相同的外殼中。
根據(jù)另一實(shí)施例，該拍擊裝置包括一拍擊桿，該拍擊桿可在一導(dǎo)向管內(nèi)移動，該拍擊裝置被通電，從而，在產(chǎn)品通過期間，將該拍擊桿移動到該產(chǎn)品，且在拍擊該產(chǎn)品之后縮回。
根據(jù)又一示意性實(shí)施例，本發(fā)明的特征是，該接收器部分包括一容放在一外殼中的麥克風(fēng)，而發(fā)送器部分用夾持裝置彈簧安裝在產(chǎn)品運(yùn)送裝置之間，且隨同輸送設(shè)備一起移動，其包括一個(gè)拍擊桿，當(dāng)通過所述接收器部分時(shí)該拍擊桿離開其平衡位置，拍擊產(chǎn)品并移回。
在定位該接收器方面的靈活性應(yīng)視為該又一示例性實(shí)施例的更大的優(yōu)點(diǎn)，因此，這樣可以獲得一個(gè)用于不同類型的水果，例如蘋果、梨、獼猴桃和甜瓜等的最佳測量信號。
另外，根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的特征是，拍擊桿的運(yùn)動方向是垂直的。
本實(shí)施例能夠精確地配制拍擊桿的運(yùn)動與其重量的關(guān)系，因此控制對水果的沖擊。
下面參照附圖將對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述，其中

圖1示意性表示本發(fā)明的一第一實(shí)施例的正視圖；圖2示意性表示本發(fā)明的一第二實(shí)施例的正視圖；圖3以俯視圖示意性表示本發(fā)明第二實(shí)施例的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)；圖4示意性表示本發(fā)明的一第三示例性實(shí)施例的正視圖；以及圖5、6和7表示略微改進(jìn)的示例性實(shí)施例。
圖1表示一在一輥?zhàn)虞斔脱b置2之上的檢測系統(tǒng)1，產(chǎn)品P設(shè)置在通常形成沙漏形的各輥?zhàn)?1上，這些輥?zhàn)?1通常安裝在布置在例如兩個(gè)連續(xù)的鏈條之間的且借助于由一馬達(dá)(為清楚起見圖中沒有示出)驅(qū)動的齒輪沿箭頭A的方向前進(jìn)的軸上。如果需要輥?zhàn)?1本身可以轉(zhuǎn)動，例如，如箭頭所示的，結(jié)果產(chǎn)品同樣將轉(zhuǎn)動。例如這在比如通過拍擊或另外為獲得光學(xué)數(shù)據(jù)要檢測該產(chǎn)品上的幾個(gè)點(diǎn)時(shí)可能是必須的。
使用一距離傳感器3，例如一光電管或光電照相機(jī)來確定產(chǎn)品P的尺寸或高度，并且將相關(guān)的掃描信號沿信號路徑31，如一電纜或光纖傳送到一信號處理裝置30，例如計(jì)算機(jī)。之后，根據(jù)這個(gè)掃描信號，將一控制信號通過一信號路徑32提供給一檢測裝置5，用于在產(chǎn)品P通過時(shí)其在適當(dāng)?shù)母叨榷ㄎ?。該檢測裝置包括一發(fā)送器部分和一接收器部分，將在下面對其進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖1示意性示出一檢測裝置5的一示例性實(shí)施例，發(fā)送器和接收器作為一單個(gè)單元4容納在一殼體或保持器8內(nèi)。發(fā)送器由一拍擊裝置，特別是一拍擊桿6形成，該拍擊裝置如所示的在一導(dǎo)向管6a內(nèi)是可垂直移動的。該驅(qū)動可以各種方式實(shí)施，例如電磁或磁力，或通過它們的組合，或者還可利用一機(jī)械彈簧系統(tǒng)。接收器包括一麥克風(fēng)7，其在產(chǎn)品已被拍擊之后，記錄產(chǎn)生的聲音。用于驅(qū)動發(fā)送器以及用于處理該接收器的信號的信號以通常的方式在計(jì)算機(jī)30中進(jìn)行處理，為此目的，沿相同或類似的信號路徑32再次引導(dǎo)這些信號。采用這樣一種拍擊裝置在揀選機(jī)器上進(jìn)行揀選期間，可以在線確定產(chǎn)品，如蘋果、番茄或獼猴桃的硬度，也稱作堅(jiān)硬度，且以此方式常常實(shí)時(shí)也用作一選擇標(biāo)準(zhǔn)。
在所指示的h方向上的垂直位移由一個(gè)棒9提供，該棒通過一個(gè)連接元件11與一個(gè)外殼8連接。這一連接元件11可以是例如一彈簧偏壓的樞軸。利用驅(qū)動單元10，例如一用伺服控制的步進(jìn)馬達(dá)，特別是一線性步進(jìn)馬達(dá)，根據(jù)傳感器3的掃描信號將桿9沿向右方向轉(zhuǎn)向并轉(zhuǎn)到明確的高度。然而，該檢測裝置可以設(shè)計(jì)成使一部分外殼8由彈性材料形成，從而，在拍擊期間，將該外殼輕微地壓在產(chǎn)品上并壓靠在該產(chǎn)品上。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很清楚，可以使用其它類型的發(fā)送器和接收器，例如激光裝置或壓力裝置。
圖2和3表示出本發(fā)明的一第二示例性實(shí)施例，其中，發(fā)送器和接收器不是容放在相同的外殼中，圖3中更詳細(xì)表示的發(fā)送器是一個(gè)拍擊桿16的陣列，在平行于輥?zhàn)虞S23的平面內(nèi)于各輥?zhàn)又g垂直位移，通過一大致彈性彎曲部分17a與一中心保持元件17連接，這個(gè)保持元件依次用夾持器19的兩個(gè)半個(gè)夾持器19a、19b安裝，其被夾持在輥?zhàn)虞斔脱b置2的軸23之間。這些半個(gè)夾持器可以例如通過一滑動連接彼此相對移動，由此，一旦連續(xù)輸送裝置通過一轉(zhuǎn)彎時(shí)，運(yùn)動方向改變，開始增加各軸之間的距離。發(fā)送器的啟動是這樣發(fā)生的，即在拍擊之前，通過在將安裝在各桿16上的各凸輪塊22引導(dǎo)到位于輥?zhàn)酉路降妮嘄X(未示出)之上，且隨后使它們彈回，偏轉(zhuǎn)使得產(chǎn)品從下面受到拍擊。接收器，在本實(shí)施例中為一麥克風(fēng)7，容放在一外殼18中，該外殼依次安裝在一棒9上，該棒9接著由一驅(qū)動器10驅(qū)動。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很清楚，這些桿1 6的拍擊運(yùn)動也可以不同的方式實(shí)施，例如電磁。在本示例性實(shí)施例中，也可以使用上面提及的接收器，即激光裝置或壓力裝置。
上述實(shí)施例表明，通過小的改進(jìn)，也可以在其它平面內(nèi)實(shí)施測量，而不是在上面提及的垂直平面內(nèi)。這在針對接收共振信號的拍擊測量和確定吸收和/或反射系數(shù)的光學(xué)測量方面可能有更多的優(yōu)點(diǎn)，這兩者通常隨方向而定。然而，另一種改進(jìn)能夠使檢測裝置在垂直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生不僅根據(jù)距離而且按一角度的定位。
特別是對于上面提及的光學(xué)測量，所指的轉(zhuǎn)動可能是重要的。當(dāng)用該檢測裝置要確定照射在水果上的光的明確的光波的吸收和/或反射，例如確定糖度、濕度、水濃度或酸度時(shí)，可能需要在幾個(gè)方向上的組合測量。
鑒于上述情況，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很清楚，沿揀選線設(shè)置幾個(gè)檢測系統(tǒng)可能更為有利。這樣，對于同一個(gè)水果可以得到幾組測量。因此，可以實(shí)施重復(fù)測量，且能夠更精密地限定挑選標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)數(shù)據(jù)處理可以以通常的方式自動進(jìn)行。
在另一實(shí)施例中，可以將根據(jù)圖1或2的實(shí)施例進(jìn)行改進(jìn)，例如，將一代替外殼8或18的小輪子本身安裝在一個(gè)起桿的作用的臂的端部上，安裝在軸上的發(fā)送器和接收器，或只有接收器，在產(chǎn)品之上滾過，且如本發(fā)明所教導(dǎo)的，當(dāng)其在產(chǎn)品上滾過時(shí)，以受控的方式用臂及時(shí)移動到下一個(gè)產(chǎn)品上并移離前一個(gè)產(chǎn)品，以防止不希望的撞擊。
圖4表示本發(fā)明的一第三示例性實(shí)施例。其中具有一相應(yīng)的通常小尺寸的磁鐵6b的拍擊桿6操作上向下驅(qū)動并又用一個(gè)電磁鐵縮回。這一電磁鐵包括一線圈外殼60和一線圈61。該拍擊桿6還是可在一導(dǎo)向管6a內(nèi)運(yùn)動，該導(dǎo)向管形成在線圈外殼60內(nèi)。麥克風(fēng)7也容放在該線圈外殼內(nèi)。在實(shí)施拍擊運(yùn)動之后，該拍擊桿縮回，然后在該導(dǎo)向管的端部緊靠緩沖塊62。
這一檢測系統(tǒng)在產(chǎn)品P的適當(dāng)高度處的定位由一線性馬達(dá)70完成，該馬達(dá)在其中有一運(yùn)動軸71，該運(yùn)動軸用一安裝螺絲72安裝在一安裝板66上，該安裝板連接于線圈外殼60。
為了將帶有拍擊桿的單元以適當(dāng)?shù)慕佑|放在一產(chǎn)品P上，設(shè)置一個(gè)刷63。該刷可以基本上是圓形對稱的，也可包括兩個(gè)細(xì)長的相互對稱的兩半部分。而且，聯(lián)接于線圈外殼的彈簧是利用緩沖橡膠64和彈簧元件65制得的，其在檢測裝置的適當(dāng)定位和吸收不期望的較大的振動方面是極為有利的。特別是，這些彈簧元件包括一個(gè)主桿65b，該主桿彈性地與一緩沖橡膠64連接，且在其上端通過安裝板66上的一個(gè)孔接附于一個(gè)蓋板65c。一個(gè)圍繞該主桿65b的壓縮彈簧65a將該蓋板65c壓靠在板66上。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很清楚，孔-主桿的連接使得該檢測裝置以非常適合的方式靈活定位。通常，提供有四個(gè)彈簧元件65，即在每個(gè)拐角一個(gè)，但也可以采用其它幾何形狀。
為了阻止該安裝板和線性馬達(dá)的上端之間的不希望的轉(zhuǎn)動，沿該馬達(dá)延伸一個(gè)導(dǎo)向管或棒73，該馬達(dá)沿其可以在預(yù)定的方向上移動。
一個(gè)拉簧80也沿該馬達(dá)的位移的方向延伸，使其張緊，以在通電落下時(shí)立刻將該馬達(dá)從產(chǎn)品拉回，由此防止損壞任何其它通過的產(chǎn)品。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很清楚，這個(gè)彈簧的強(qiáng)度選擇成，在正常使用中該馬達(dá)在任何情況下不受該彈簧阻礙。
在一個(gè)未示出的實(shí)施例中，可以布置一個(gè)作為一個(gè)連接件的帶有隨動件的彎曲部件，從而使該檢測裝置在測量期間依隨一明確的彎曲部件運(yùn)動。
在圖5、6和7中示出略微改進(jìn)的示例性實(shí)施例。
圖5示意性表示在揀選機(jī)器上并排安裝的三個(gè)線圈單元。帶有芯710的線性馬達(dá)的線圈610利用安裝塊800連接到該揀選機(jī)器上。兩個(gè)最外的馬達(dá)連接于檢測裝置5，該檢測裝置可以放置在一個(gè)經(jīng)過的產(chǎn)品上。為適當(dāng)?shù)姆胖迷谠摦a(chǎn)品上設(shè)置有緩沖元件650。同樣利用一線性馬達(dá)可以驅(qū)動帶有拍打器的中央芯。
圖6和7涉及一光檢測裝置510，特別是具有一光接收裝置900，例如一光纖。這一檢測裝置的一屏蔽罩部分520可以放置在一個(gè)經(jīng)過的產(chǎn)品上，具有兩個(gè)帶有安裝塊800的單元、線圈610以及一線性馬達(dá)的芯，或具有一線性馬達(dá)1000，兩者也安裝在揀選機(jī)器上。這樣，可以有效的避免散開的入射光和反射的入射光的聚集或接收。
使用線性馬達(dá)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠適當(dāng)?shù)剡x擇諸如速度和質(zhì)量等參數(shù)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些實(shí)施例能夠以高達(dá)每秒鐘10到20個(gè)產(chǎn)品的通過速度揀選。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很清楚，在此可以對本發(fā)明的示意性的實(shí)施例進(jìn)行一些小的改進(jìn)，這些改進(jìn)應(yīng)理解為不超出所附權(quán)利要求書的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于確定通常不同尺寸的產(chǎn)品，例如蘋果的特性的系統(tǒng)，該產(chǎn)品在產(chǎn)品運(yùn)送裝置，例如一輸送設(shè)備的輥?zhàn)由媳惠斔筒⑼ㄟ^該系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)布置成距產(chǎn)品一定距離的檢測裝置，具有發(fā)送器部分和接收器部分，以及用于處理到達(dá)該系統(tǒng)以及來自該系統(tǒng)的信號的信號處理單元，該信號包括用于確定特性的接收器部分的信號，其特征在于，該系統(tǒng)還包括傳感器，其在產(chǎn)品通過之前掃描每個(gè)經(jīng)過產(chǎn)品的尺寸并產(chǎn)生一對應(yīng)的掃描信號；以及位移裝置，用于在每個(gè)產(chǎn)品通過期間根據(jù)每個(gè)掃描信號至少將所述檢測裝置的所述接收器部分定位在一明確的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)送器部分包括拍擊裝置，而所述接收器部分包括麥克風(fēng)，兩者容放在相同的外殼中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述拍擊裝置包括拍擊桿，所述拍擊桿可在所述導(dǎo)向管內(nèi)移動，所述拍擊裝置被通電，從而，在所述產(chǎn)品通過期間，所述拍擊桿被移動到所述產(chǎn)品，且在拍擊所述產(chǎn)品之后縮回。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接收器部分包括一容放在一外殼中的麥克風(fēng)，而所述發(fā)送器部分用夾持裝置彈簧安裝在產(chǎn)品輸送裝置之間，且隨同輸送設(shè)備一起移動，其包括一個(gè)拍擊桿，當(dāng)通過所述接收器部分時(shí)所述拍擊桿離開其平衡位置，拍擊產(chǎn)品并移回。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述拍擊桿的運(yùn)動方向是垂直的。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)向管是一部分帶有線圈外殼和線圈的電磁鐵，所述線圈外殼通過彈簧元件與位移裝置相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述線圈外殼通過四個(gè)彈簧元件與位移裝置相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)送器部分和所述接收器部分定位在一明確的距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)所述部分用一線性馬達(dá)定位。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測裝置包括一光接收裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，對于所述光接收裝置，設(shè)置一個(gè)屏蔽罩部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述屏蔽罩部分用至少一個(gè)線性馬達(dá)定位。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在所述位移裝置內(nèi)容放一個(gè)連接元件，使得各明確的角度位于一設(shè)想的大致垂直的平面內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述連接元件包括帶有一隨動件的彎曲部件。
全文摘要
一種用于確定通常不同尺寸的產(chǎn)品，例如蘋果的特性的系統(tǒng)，該產(chǎn)品在產(chǎn)品運(yùn)送裝置，例如一輸送設(shè)備的輥?zhàn)由媳惠斔筒⑼ㄟ^該系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)布置成距產(chǎn)品一定距離的檢測裝置，具有發(fā)送器部分和接收器部分，以及用于處理到達(dá)該系統(tǒng)以及來自該系統(tǒng)的信號的信號處理單元，該信號包括用于確定特性的接收器部分的信號，該系統(tǒng)還包括，傳感器，其在產(chǎn)品通過之前掃描每個(gè)經(jīng)過產(chǎn)品的尺寸并產(chǎn)生一對應(yīng)的掃描信號；以及位移裝置，用于在每個(gè)產(chǎn)品通過期間根據(jù)每個(gè)掃描信號至少將所述檢測裝置的所述接收器部分定位在一明確的距離。采用該系統(tǒng)，可以以有利的方式在線確定水果的特性，例如硬度和糖度。這些特性可以在揀選大量水果期間用作實(shí)時(shí)挑選標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號G01N21/27GK1444731SQ01813597
公開日2003年9月24日 申請日期2001年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月29日
發(fā)明者J·德貝爾德梅克, P·庫克, L·P·克雷澤 申請人:食物制備系統(tǒng)有限公司