本發(fā)明涉及水果分揀裝箱，尤其涉及一種基于多傳感器融合與數(shù)字孿生技術(shù)的蘋果自動分揀裝箱系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、目前，蘋果分揀裝箱主要依賴人工操作，存在以下問題：效率低下，人工分揀速度受限于工人熟練度，難以滿足大規(guī)模訂單需求；分揀精度不足，工人疲勞易導(dǎo)致錯(cuò)分、漏分，且無法精確檢測蘋果的甜度、顏色等內(nèi)在品質(zhì)；高破損率，人工操作中拋擲、擠壓等不規(guī)范動作易導(dǎo)致蘋果表面損傷；數(shù)據(jù)管理缺失，傳統(tǒng)分揀缺乏對分揀數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄與分析，難以追溯分揀過程?；诖?，本發(fā)明提出一種集成多傳感器、數(shù)字孿生及智能控制技術(shù)的自動化分揀裝箱系統(tǒng)，以解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一種蘋果自動分揀裝箱系統(tǒng)，提升分揀效率與精度，降低人工成本與果品損耗。

2、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種蘋果自動分揀裝箱系統(tǒng)，其特征在于，包括：

4、數(shù)據(jù)管理模塊，用于訂單管理、設(shè)備虛擬仿真及數(shù)據(jù)存儲；

5、總控模塊，用于接收訂單信息并生成全局控制指令；

6、自動供料模塊，用于根據(jù)訂單需求調(diào)整供料速率；

7、分揀模塊，獲取蘋果的物理參數(shù)信息，并控制蘋果進(jìn)入相應(yīng)分揀皮帶；

8、倉儲模塊，掃描包裝箱rfid標(biāo)簽并寫入蘋果物理參數(shù)信息，伺服機(jī)械手抓取蘋果放入包裝箱。

9、可選地，數(shù)據(jù)管理模塊包括：工業(yè)計(jì)算機(jī)，用于處理訂單信息、數(shù)據(jù)存儲及設(shè)備虛擬仿真；數(shù)字孿生平臺，用于映射物理設(shè)備狀態(tài)，并優(yōu)化分揀策略。

10、可選地，總控模塊包括：電能表，用于計(jì)量系統(tǒng)的用電量；溫濕度傳感器，用于監(jiān)測系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)。

11、可選地，自動供料模塊包括：上料斗，配置有電磁閥，用于動態(tài)調(diào)整供料速率；傳輸皮帶，采用漸縮式設(shè)計(jì)，從入口至中部寬度逐漸變窄，以確保蘋果單列有序排列。

12、可選地，分揀模塊包括：承重傳感器，用于測量蘋果重量；視覺傳感器，用于檢測蘋果的尺寸、顏色及表面瑕疵；近紅外光譜傳感器，用于檢測蘋果的糖度及內(nèi)部品質(zhì)。

13、可選地，倉儲模塊包括：掃碼器，用于讀取包裝箱上的rfid標(biāo)簽并綁定蘋果物理參數(shù)；

14、rfid寫入裝置，用于將蘋果的物理參數(shù)信息寫入對應(yīng)的包裝箱內(nèi)；伺服機(jī)械手，具有多自由度設(shè)計(jì)，通過電磁閥控制抓取力度，以抓取蘋果并放入包裝箱內(nèi)。

15、本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種蘋果自動分揀裝箱方法，提升分揀效率與精度，降低人工成本與果品損耗。

16、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

17、一種蘋果自動分揀裝箱方法，其特征在于，包括以下步驟：

18、s1：數(shù)據(jù)管理模塊下發(fā)訂單信息；

19、s2：總控模塊接收訂單信息并解析生成全局控制指令；

20、s3：自動供料模塊根據(jù)控制指令開啟相應(yīng)數(shù)量的上料斗，調(diào)整供料速率；

21、s4：獲取蘋果的物理參數(shù)信息，并控制蘋果進(jìn)入相應(yīng)分揀皮帶；

22、s5：倉儲模塊掃描包裝箱rfid標(biāo)簽并寫入蘋果物理參數(shù)信息，伺服機(jī)械手按預(yù)設(shè)排列模式裝箱，并在裝滿后觸發(fā)自動換箱。

23、可選地，當(dāng)訂單變更時(shí)，所述數(shù)據(jù)管理模塊通過數(shù)字孿生平臺模擬分揀流程，優(yōu)化調(diào)整傳感器參數(shù)與機(jī)械手路徑。

24、可選地，所述倉儲模塊通過rfid標(biāo)簽記錄蘋果的批次號、分揀時(shí)間及參數(shù)信息，并與云端數(shù)據(jù)庫同步。

25、本發(fā)明的有益效果：

26、多傳感器融合，綜合重量、外觀及內(nèi)在品質(zhì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)蘋果多維度分揀；

27、數(shù)字孿生集成，通過虛擬仿真預(yù)調(diào)試分揀邏輯，縮短系統(tǒng)部署周期；

28、柔性分揀策略：支持動態(tài)調(diào)整分揀規(guī)則(如按客戶需求設(shè)定甜度閾值)。

29、本系統(tǒng)可顯著提升分揀效率與精度，降低人工成本與果品損耗，適用于大規(guī)模水果加工場景。

技術(shù)特征：

1.一種蘋果自動分揀裝箱系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蘋果自動分揀裝箱系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)管理模塊包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蘋果自動分揀裝箱系統(tǒng)，其中，總控模塊包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蘋果自動分揀裝箱系統(tǒng)，其中，自動供料模塊包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蘋果自動分揀裝箱系統(tǒng)，其中，分揀模塊包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蘋果自動分揀裝箱系統(tǒng)，其中，倉儲模塊包括：

7.一種蘋果自動分揀裝箱方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，當(dāng)訂單變更時(shí)，所述數(shù)據(jù)管理模塊通過數(shù)字孿生平臺模擬分揀流程，優(yōu)化調(diào)整傳感器參數(shù)與機(jī)械手路徑。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述倉儲模塊通過rfid標(biāo)簽記錄蘋果的批次號、分揀時(shí)間及參數(shù)信息，并與云端數(shù)據(jù)庫同步。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種蘋果自動分揀裝箱系統(tǒng)及方法，通過多傳感器融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)蘋果重量、尺寸、顏色及甜度的精準(zhǔn)檢測，結(jié)合數(shù)字孿生平臺優(yōu)化分揀邏輯，利用伺服機(jī)械手與RFID技術(shù)完成低損傷裝箱及數(shù)據(jù)綁定。該系統(tǒng)可顯著提升分揀效率與精度，降低人工成本與果品損耗，適用于大規(guī)模水果加工場景。

技術(shù)研發(fā)人員：楊文婧,姜穎,李紅偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/10