本發(fā)明涉及一種裝箱機械，尤其是一種可以同時進行多種球形水果定量裝箱的機械及操作方法。

背景技術：

隨著電子商務的驚人發(fā)展，網(wǎng)購買水果因其方便、快捷、實惠、新潮等諸多優(yōu)勢，成為一種趨勢，但由于客戶購買需求都不一樣，導致了一個包裝箱中需要哪種水果，該種水果需要多少數(shù)量，都無法統(tǒng)一，如果采用傳統(tǒng)手工裝箱的方式，網(wǎng)店人員的工作量將劇增。不僅購買水果的網(wǎng)店會遇到上述問題，其它行業(yè)中，也會遇到不同物品混合裝箱的工作，如何省時省力地完成類似工作，是需要解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于并聯(lián)機械手的球形水果自動裝箱機械，旨在實現(xiàn)對多種水果混合定量裝箱，滿足客戶個性化購買需求。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出以下技術方案：基于并聯(lián)機械手的球形水果自動裝箱機械，它包括箱子輸送平臺，所述箱子輸送平臺的兩側(cè)面設置有多個水果供給裝置，所述箱子輸送平臺上放置有箱子，所述箱子輸送平臺的頂部通過門型支架安裝有并聯(lián)機械手，所述并聯(lián)機械手與水果供給裝置相配合實現(xiàn)多種球形水果的混合裝箱，所述箱子輸送平臺、水果供給裝置和并聯(lián)機械手同時與電控系統(tǒng)硬件部分相連。

所述箱子輸送平臺包括框架，所述框架上安裝有兩個滾筒，所述滾筒上安裝有輸送帶，所述輸送帶兩側(cè)的框架上安裝有護邊欄，在框架上還安裝有門型支架，所述門型支架的豎直桿上固定有用于安裝CCD條形碼掃描儀的支架。

所述水果供給裝置包括供給裝置支架，所述供給裝置支架上固定有側(cè)板，所述供給裝置支架之間安裝有傳動軸，所述傳動軸通過直流電機驅(qū)動，所述傳動軸上安裝有鏈輪，所述鏈輪與雙排鏈條構(gòu)成鏈輪鏈條傳動配合，所述雙排鏈條之間安裝有X型錐筒，所述雙排鏈條的末端設置有抓取平臺。

所述并聯(lián)機械手由并聯(lián)機械臂和機械爪組成；

所述并聯(lián)機械臂包括靜平臺、臂部舵機、主動臂、關節(jié)軸承、從動臂和動平臺，所述靜平臺安裝在箱子輸送平臺上的框架上，所述靜平臺的末端安裝有臂部舵機，所述臂部舵機上鉸接有主動臂，所述主動臂的末端通過關節(jié)軸承鉸接有從動臂，所述從動臂的末端安裝有動平臺。

所述機械爪包括腕部舵機，所述腕部舵機安裝于動平臺的底部，所述動平臺通過螺栓與下底板固定相連，所述下底板上鉸接有爪子，所述爪子的側(cè)壁通過連桿與滑塊體鉸接，所述滑塊體內(nèi)部嵌套有直線軸承，所述直線軸承與滑桿相配合，所述腕部舵機通過舵機擺桿和搖桿帶動直線軸承和滑塊體在與下底板固連的滑桿上滑動，并由此帶動爪子夾緊或張開。

所述電控系統(tǒng)硬件部分包括單片微控制板、CCD條形碼掃描儀、壓力傳感器、無線數(shù)傳、電機驅(qū)動板和開關電源；所述單片微控制板為電控系統(tǒng)的智能核心，所述CCD條形碼掃描儀用于獲取貼于箱子外側(cè)的快遞單單號，所述壓力傳感器用于反饋爪子抓取水果的夾力，所述無線數(shù)傳用于與上位機進行信息交換，所述電機驅(qū)動板用于控制和驅(qū)動直流電機，所述開關電源用于把220V交流電穩(wěn)壓成24V和5V的直流電，為電控系統(tǒng)各硬件提供電源。

所述軟件部分包括訂單管理軟件，其界面分為三部分，包快顯示區(qū)、控制區(qū)和錄入?yún)^(qū)；所述錄入?yún)^(qū)，用于把訂單信息錄入并保存于數(shù)據(jù)庫中，所述控制區(qū)用于啟動或停止水果自動裝箱機械的運行，所述顯示區(qū)用于顯示水果自動裝箱機械工作狀態(tài)和參數(shù)；上位機訂單管理軟件接受到下位機單片微控制板發(fā)送的快遞單號信息后，在數(shù)據(jù)庫中查找并匹配，之后將快遞單號對應控制參數(shù)發(fā)送給下位機，下位機會根據(jù)參數(shù)自動控制裝箱機械完成水果混合裝箱的工作。

采用任意一項球形水果自動裝箱機械的操作方法，它包括以下步驟：

S1：首先將填好信息的快遞單貼于箱子外側(cè)表面，并將箱子放置于箱子放置平臺的輸送帶一端，手推箱子向前移動；

S2：當箱子上的快遞單經(jīng)過條形碼掃描儀時，掃描儀會自動獲取訂單號，并將訂單號采集到單片微控制板，控制板將單號上傳上位機，訂單管理軟件通過查詢處理，把訂單單號對應控制參數(shù)返回給下位機單片微控制板。

S3：單片微控制板收到控制參數(shù)后，將控制相應的水果供給裝置運作，將水果運送到抓取平臺上，接著并聯(lián)機械手到指定水果供果裝置的抓取平臺上抓取水果，裝入箱子內(nèi)部由程序規(guī)劃好的位置處。

S4：水果按訂單要求裝箱后，手推箱子繼續(xù)向前移動，在輸送帶的另一端，把箱子取出。

本發(fā)明有如下有益效果：

1、上述的基于并聯(lián)機械手的球形水果自動裝箱機械，它由箱子輸送平臺，水果供給裝置，并聯(lián)機械手三大部分組成；水果供給裝置布置在并聯(lián)機械手兩側(cè)，可以按需求布置裝置1到4個，供給不同種類的水果；箱子輸送平臺承載箱子并輔助箱子前后推送，箱子輸送平臺的上方安裝有并聯(lián)機械手；水果供給裝置可以把雜亂的水果分離開來，逐個輸送至其抓取平臺，并聯(lián)機械手從各水果供給裝置的抓取平臺上抓取水果，裝入箱子內(nèi)部由程序規(guī)劃好的位置處。

2、上述箱子放置平臺包括安裝于鋁型材框架的輸送帶，用于支撐和傳動輸送帶的兩個滾筒，安裝于輸送帶兩側(cè)的護邊欄，以及用于安裝CCD條形碼掃描儀的支架。

3、上述水果供給裝置包括側(cè)板和鋁型材框架，它們構(gòu)成機體結(jié)構(gòu)，上述水果供給裝置還包括多個X型錐筒、雙排鏈條和抓取平臺，X型錐筒按一定間距安裝在雙排鏈條上，雙排鏈條由電機經(jīng)過傳動軸，鏈輪驅(qū)動運行，水果依托X型錐筒由裝置底部往上輸送達到抓取平臺。

4、上述并聯(lián)機械手由并聯(lián)機械臂和機械爪組成。并聯(lián)機械臂由靜平臺、臂部舵機、主動臂、關節(jié)軸承、從動臂和動平臺組成，靜平臺安裝于鋁型材框架上，三個臂部舵機各自轉(zhuǎn)動相應的角度，就會通過由主動臂，關節(jié)軸承，從動臂形成的連桿機構(gòu)，帶動動平臺，使其處于一定空間范圍內(nèi)不同工作位置。機械爪包括腕部舵機、舵機擺桿、搖桿、滑塊體、直線軸承、滑桿、連桿、下底板和爪子，所述腕部舵機有三個，它們安裝于動平臺，動平臺通過螺栓與下底板固連，爪子一端與下底板鉸接，另一端又通過連桿與滑塊體鉸接,直線軸承嵌入在滑塊體中并與滑桿相配合，腕部舵機通過舵機擺桿和搖桿帶動直線軸承和滑塊體在與下底板固連的滑桿上滑動，并由此帶動爪子夾緊或張開。

5、該水果自動裝箱機械的電控系統(tǒng)硬件部分包括單片微控制板、CCD條形碼掃描儀、壓力傳感器、無線數(shù)傳、電機驅(qū)動板、開關電源。單片微控制板為電控系統(tǒng)的智能核心，CCD條形碼掃描儀用于獲取貼于箱子外側(cè)的快遞單單號，壓力傳感器用于反饋爪子抓取水果的夾力，無線數(shù)傳用于與上位機進行信息交換，電機驅(qū)動板用于控制和驅(qū)動水果供給裝置上的直流電機運轉(zhuǎn)，開關電源用于把220V交流電穩(wěn)壓成24V和5V的直流電，為電控系統(tǒng)各硬件提供電源。電控系統(tǒng)軟件部分為訂單管理軟件，其界面分為三部分，包快顯示區(qū)，控制區(qū)，錄入?yún)^(qū)?？蛻粝聠魏螅?jīng)錄入?yún)^(qū)把訂單信息錄入并保存于數(shù)據(jù)庫中，訂單管理軟件接受到下位機單片微控制板發(fā)送的快遞單號信息后，在數(shù)據(jù)庫中查找匹配，之后將快遞單號對應控制參數(shù)發(fā)送給下位機，下位機會根據(jù)參數(shù)自動控制裝箱機械完成水果混合裝箱工作。

6、本發(fā)明可以實現(xiàn)對于不同種類球形水果和不同配置量水果的自動裝箱工作，這不僅滿足顧客個性化的購買需求，而且也方便物流運輸。本發(fā)明能夠節(jié)省人力和財力，應用到其它自動化生產(chǎn)線上，也具有較強的推廣應用價值。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明的箱子輸送平臺結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明的水果供給裝置結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明的并聯(lián)機械手的并聯(lián)機械臂結(jié)構(gòu)圖。

圖5為本發(fā)明的并聯(lián)機械手的機械爪結(jié)構(gòu)圖。

圖6為訂單管理軟件的人機界面。

圖中：箱子輸送平臺10、水果供給裝置20、箱子30、并聯(lián)機械手40；

輸送帶101、滾筒102、框架103、護邊欄104、支架105；

直流電機201、供給裝置支架202、側(cè)板203、X型錐筒204、雙排鏈條205、鏈輪206、傳動軸207、水果208、抓取平臺209；

靜平臺401、臂部舵機402、主動臂403、關節(jié)軸承404、從動臂405、動平臺406、腕部舵機407、下底板408、爪子409、連桿410、搖桿411、舵機擺桿412、滑塊體413、滑桿414、直線軸承415。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式做進一步的說明。

如圖1-6，基于并聯(lián)機械手的球形水果自動裝箱機械，它包括箱子輸送平臺10，所述箱子輸送平臺10的兩側(cè)面設置有多個水果供給裝置20，所述箱子輸送平臺10上放置有箱子30，所述箱子輸送平臺10的頂部通過門型支架安裝有并聯(lián)機械手40，所述并聯(lián)機械手40與水果供給裝置20相配合實現(xiàn)多種球形水果的混合裝箱，所述箱子輸送平臺10、水果供給裝置20和并聯(lián)機械手40同時與電控系統(tǒng)硬件部分相連。

進一步的，所述箱子輸送平臺10包括框架103，所述框架103上安裝有兩個滾筒102，所述滾筒102上安裝有輸送帶101，所述輸送帶101兩側(cè)的框架103上安裝有護邊欄104，在框架103上還安裝有門型支架，所述門型支架的豎直桿上固定有用于安裝CCD條形碼掃描儀的支架105。

進一步的，所述水果供給裝置20包括供給裝置支架202，所述供給裝置支架202上固定有側(cè)板203，所述供給裝置支架202之間安裝有傳動軸207，所述傳動軸207通過直流電機201驅(qū)動，所述傳動軸207上安裝有鏈輪206，所述鏈輪206與雙排鏈條205構(gòu)成鏈輪鏈條傳動配合，所述雙排鏈條205之間安裝有X型錐筒204，所述雙排鏈條205的末端設置有抓取平臺209。

進一步的，所述并聯(lián)機械手40由并聯(lián)機械臂和機械爪組成；

進一步的，所述并聯(lián)機械臂包括靜平臺401、臂部舵機402、主動臂403、關節(jié)軸承404、從動臂405和動平臺406，所述靜平臺401安裝在箱子輸送平臺10上的框架103上，所述靜平臺401的末端安裝有臂部舵機402，所述臂部舵機402上鉸接有主動臂403，所述主動臂403的末端通過關節(jié)軸承404鉸接有從動臂405，所述從動臂405的末端安裝有動平臺406。

進一步的，所述機械爪包括腕部舵機407，所述腕部舵機407安裝于動平臺406的底部，所述動平臺406通過螺栓與下底板408固定相連，所述下底板408上鉸接有爪子409，所述爪子409的側(cè)壁通過連桿410與滑塊體413鉸接，所述滑塊體413內(nèi)部嵌套有直線軸承415，所述直線軸承415與滑桿414相配合，所述腕部舵機407通過舵機擺桿412和搖桿411帶動直線軸承415和滑塊體413在與下底板408固連的滑桿414上滑動，并由此帶動爪子409夾緊或張開。

進一步的，所述電控系統(tǒng)硬件部分包括單片微控制板、CCD條形碼掃描儀、壓力傳感器、無線數(shù)傳、電機驅(qū)動板和開關電源；所述單片微控制板為電控系統(tǒng)的智能核心，所述CCD條形碼掃描儀用于獲取貼于箱子30外側(cè)的快遞單單號，所述壓力傳感器用于反饋爪子409抓取水果的夾力，所述無線數(shù)傳用于與上位機進行信息交換，所述電機驅(qū)動板用于控制和驅(qū)動直流電機201，所述開關電源用于把220V交流電穩(wěn)壓成24V和5V的直流電，為電控系統(tǒng)各硬件提供電源。

進一步的，所述軟件部分包括訂單管理軟件，其界面分為三部分，包快顯示區(qū)、控制區(qū)和錄入?yún)^(qū)；所述錄入?yún)^(qū)，用于把訂單信息錄入并保存于數(shù)據(jù)庫中，所述控制區(qū)用于啟動或停止水果自動裝箱機械的運行，所述顯示區(qū)用于顯示水果自動裝箱機械工作狀態(tài)和參數(shù)；上位機訂單管理軟件接受到下位機單片微控制板發(fā)送的快遞單號信息后，在數(shù)據(jù)庫中查找并匹配，之后將快遞單號對應控制參數(shù)發(fā)送給下位機，下位機會根據(jù)參數(shù)自動控制裝箱機械完成水果混合裝箱的工作。

本發(fā)明具體工作過程為：

1、首先將填好信息的快遞單貼于箱子外側(cè)表面，并將箱子放置于箱子放置平臺10的輸送帶101一端，手推箱子向前移動；

2、當箱子上的快遞單經(jīng)過條形碼掃描儀時，掃描儀會自動獲取訂單號，并將訂單號采集到單片微控制板，控制板將單號上傳上位機，訂單管理軟件通過查詢處理，把訂單單號對應控制參數(shù)返回給下位機單片微控制板。

3、單片微控制板收到控制參數(shù)后，將控制相應的水果供給裝置20運作，將水果運送到抓取平臺209上，接著并聯(lián)機械手40到指定水果供果裝置20的抓取平臺209上抓取水果，裝入箱子內(nèi)部由程序規(guī)劃好的位置處。

4、水果按訂單要求裝箱后，手推箱子繼續(xù)向前移動，在輸送帶101的另一端，把箱子取出。

通過上述的說明內(nèi)容，本領域技術人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明的未盡事宜，屬于本領域技術人員的公知常識。