基于虹膜机构的热熔封袋的香蕉套袋装置及其操作方法

本发明涉及果品套袋器械的，尤其是指一种基于虹膜机构的热熔封袋的香蕉套袋装置及其操作方法。

背景技术：

1、香蕉套袋处理是提高香蕉品质的有效途径，一般在香蕉断蕾后，果指上弯、果皮开始转青时，对香蕉果实进行套袋作业。香蕉套袋可以减少叶片、果指等互相摩擦造成的机械伤，在采收运输过程中保护果穗，同时可以有效抵挡老鼠、鸟兽、花蓟马、黑星病、煤烟病等危害。其次，香蕉套袋可以减少或阻断病菌通过雨水等媒介传播，提高药物对病虫害的防治效果，同时可以减少灰尘、废气、酸雨、农药、化肥、叶面肥对果实的污染。夏季时，能够避免阳光直晒果实，改善香蕉的外观品质；冬季时，有防寒霜，防冰雹作用。白天时有防晒作用，延缓香蕉表皮细胞老化；在晚上能起到保温、保湿的作用。目前我国大部分地区需要借助梯子进行辅助作业，劳动强度大且有风险，工作效率低，套袋周期长。由于我国地形复杂，山地梯田不适合大规模机械套袋，因此市场上常见的是手持式香蕉套袋器。文献：一种加热熔合袋口的香蕉套袋器及其操作方法，公开专利号cn110800529a中提出了一种利用加热片加热熔合袋口的套袋机具，具体机构设计中运用多块加热片来加热熔合袋口，但袋口缩合不充分，因此加热效果不佳。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种基于虹膜机构的热熔封袋的香蕉套袋装置及其操作方法，利用多片加热片从全方位热熔套袋袋口，以此提高加热封口的效果，另外，设计了一种基于虹膜机构的加热封口机构，全方位对封口处进行收缩，效果更好。

2、为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：基于虹膜机构的热熔封袋的香蕉套袋装置，包括支撑机构、加热封口机构、虹膜机构、限位机构和驱动单元；所述支撑机构包括外壳和支撑杆，所述外壳为圆环形扁平板，用于放置加热封口机构与虹膜机构，所述支撑杆固定于所述外壳底部，用于支撑上述机构；所述加热封口机构包括收缩板、加热片和套袋环，所述收缩板为圆弧形板，并有多个沿着外壳的内圈均匀分布，且每个收缩板与外壳的内圈同心，所述收缩板的一侧形成有两指嵌插部，即由两指形成的嵌插部位，另一侧形成有两指容纳部，即由两指形成的容纳部位，所述两指嵌插部能够穿过相邻收缩板的两指容纳部，即穿过该两指容纳部的两指之间的间隙，通过相邻收缩板之间的相互嵌插来实现所述加热封口机构的缩合，每个收缩板的内侧均安装上弧度与其一致的加热片，当所述加热封口机构缩合至所述限位机构限定的极限位置时，所述加热片对香蕉双层套袋进行加热封口，所述套袋环固定于所述虹膜机构的齿圈顶部，并与外壳的内圈同心，其随齿圈同步旋转，进而能带动香蕉双层套袋进行小角度旋转，从而提高加热封口的效果和成功率；所述虹膜机构包括齿圈、主动齿轮、从动齿轮和直齿条，所述齿圈嵌于所述外壳的凹槽安装位处，并能自由旋转，所述主动齿轮至少有一个，并与齿圈啮合，由所述驱动单元驱动旋转，进而带动齿圈旋转，所述直齿条的数量与收缩板相同，且一个直齿条配对一个收缩板，并同时配对一个主动齿轮或一个从动齿轮，所述直齿条的一端与相应收缩板固定相连，另一端为自由端，所述主动齿轮和从动齿轮均与齿圈和相应直齿条啮合，所述从动齿轮由齿圈带动旋转，每个直齿条由相应主动齿轮或从动齿轮带动朝外壳内圈圆心水平移动，进而推动相应收缩板前进，从而进行封袋动作，且在缩合过程中，所述直齿条穿过相邻收缩板的两指嵌插部，即穿过该两指嵌插部的两指之间的间隙。

3、进一步，一个直齿条配对一个限位机构，所述限位机构包括齿条限位件、外限位块、内限位块和齿轮限位块；所述齿条限位件固定于直齿条底部，其形状大小与直齿条相匹配；所述外限位块固定于外壳的外圈边缘处；所述内限位块固定于外壳的内圈边缘处，并限制齿圈的垂直方向自由度；所述齿条限位件滑动安装在外限位块和内限位块上，由所述外限位块和内限位块共同限制，使得直齿条只有朝外壳的内圈中心移动的水平方向单自由度；所述齿轮限位块固定于外限位块和内限位块上，并位于直齿条一侧，且横跨相应直齿条啮合的主动齿轮或从动齿轮，用于限制所述主动齿轮和从动齿轮的垂直方向自由度，其中，当所述齿轮限位块是横跨从动齿轮时，该齿轮限位块的横跨部位上竖直向下延伸有一圆柱体嵌于所述从动齿轮的内孔，使得所述从动齿轮只有随圆心转动的单自由度。

4、进一步，所述驱动单元包括电机和电机架，所述电机安装在电机架上，并通过联轴器与主动齿轮连接，所述电机正转带动加热封口机构缩合，反转带动加热封口机构复位。

5、进一步，所述支撑杆的下部分别设有用于控制驱动单元和加热片工作的控制开关及为驱动单元提供电力的供电装置。

6、进一步，所述供电装置为直流驱动电源。

7、进一步，所述支撑杆为实心杆。

8、进一步，所述外壳的内、外圈边缘形成有围边。

9、进一步，所述外限位块固定于外壳的外圈围边上；所述内限位块固定于外壳的内圈围边上。

10、进一步，所述套袋环为实心闭合圆环。

11、本发明也提供了一种上述基于虹膜机构的热熔封袋的香蕉套袋装置的操作方法，包括以下步骤：

12、1)将香蕉双层套袋从外壳的内圈下方向上伸入，并将套袋上部外翻套在套袋环上，由此开始套袋作业；

13、2)举起支撑架，使套袋环位置超过香蕉果穗位置，直至加热片与香蕉果穗套袋处位于同一水平位置；

14、3)按下电机的控制开关，使电机正转带动主动齿轮旋转，通过齿圈、从动齿轮和直齿条的动力传递，进而带动收缩板前进，实现加热封口机构缩合；

15、4)在缩合过程中，收缩板移动到极限位置时，按下加热片的控制开关，加热片开始加热，逐渐加热到设定温度，熔合套袋袋口；

16、5)加热片运行预设时间，套袋袋口热熔完成后，按下加热片的控制开关，加热片停止加热，同时按下电机的控制开关，使电机反转，带动齿圈、主动齿轮、从动齿轮、直齿条和收缩板复位，套袋作业完成。

17、本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

18、本发明采用加热片加热熔合袋口的方式进行封口，采用圆弧形加热片来代替现有技术的扁平加热片，提高了加热封口的包裹性；另外，也特别设计了一种基于虹膜机构的加热封口机构，全方位对套袋袋口进行收缩，袋口缩合效果提升。在控制方面，通过控制电机的正反转以实现虹膜机构的运动与复位，从而完成袋口的缩合与复位，具有一定的套袋自动化水平。总之，本发明具有工作效率高、操作简便等优点，在降低了工人劳动强度的同时，也提高了工作效率，具有实际应用与推广价值。

技术特征：

1.基于虹膜机构的热熔封袋的香蕉套袋装置，其特征在于：包括支撑机构(1)、加热封口机构(2)、虹膜机构(3)、限位机构(4)和驱动单元(5)；所述支撑机构包括外壳(102)和支撑杆(101)，所述外壳(102)为圆环形扁平板，用于放置加热封口机构(2)与虹膜机构(3)，所述支撑杆(101)固定于所述外壳(102)底部，用于支撑上述机构；所述加热封口机构(2)包括收缩板(201)、加热片(202)和套袋环(203)，所述收缩板(201)为圆弧形板，并有多个沿着外壳(102)的内圈均匀分布，且每个收缩板(201)与外壳(102)的内圈同心，所述收缩板(201)的一侧形成有两指嵌插部(201-1)，即由两指形成的嵌插部位，另一侧形成有两指容纳部(201-2)，即由两指形成的容纳部位，所述两指嵌插部(201-1)能够穿过相邻收缩板(201)的两指容纳部(201-2)，即穿过该两指容纳部(201-2)的两指之间的间隙，通过相邻收缩板(201)之间的相互嵌插来实现所述加热封口机构(2)的缩合，每个收缩板(201)的内侧均安装上弧度与其一致的加热片(202)，当所述加热封口机构(2)缩合至所述限位机构(4)限定的极限位置时，所述加热片(202)对香蕉双层套袋进行加热封口，所述套袋环(203)固定于所述虹膜机构(3)的齿圈(301)顶部，并与外壳(102)的内圈同心，其随齿圈(301)同步旋转，进而能带动香蕉双层套袋进行小角度旋转，从而提高加热封口的效果和成功率；所述虹膜机构(3)包括齿圈(301)、主动齿轮(302)、从动齿轮(303)和直齿条(304)，所述齿圈(301)嵌于所述外壳(102)的凹槽安装位处，并能自由旋转，所述主动齿轮(302)至少有一个，并与齿圈(301)啮合，由所述驱动单元(5)驱动旋转，进而带动齿圈(301)旋转，所述直齿条(304)的数量与收缩板(201)相同，且一个直齿条(304)配对一个收缩板(201)，并同时配对一个主动齿轮(302)或一个从动齿轮(303)，所述直齿条(304)的一端与相应收缩板(201)固定相连，另一端为自由端，所述主动齿轮(302)和从动齿轮(303)均与齿圈(301)和相应直齿条(304)啮合，所述从动齿轮(303)由齿圈(301)带动旋转，每个直齿条(304)由相应主动齿轮(302)或从动齿轮(303)带动朝外壳(102)内圈圆心水平移动，进而推动相应收缩板(201)前进，从而进行封袋动作，且在缩合过程中，所述直齿条(304)穿过相邻收缩板(201)的两指嵌插部(201-1)，即穿过该两指嵌插部(201-1)的两指之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的基于虹膜机构的热熔封袋的香蕉套袋装置，其特征在于：一个直齿条(304)配对一个限位机构(4)，所述限位机构(4)包括齿条限位件(401)、外限位块(402)、内限位块(403)和齿轮限位块(404)；所述齿条限位件(401)固定于直齿条(304)底部，其形状大小与直齿条(304)相匹配；所述外限位块(402)固定于外壳(102)的外圈边缘处；所述内限位块(403)固定于外壳(102)的内圈边缘处，并限制齿圈(301)的垂直方向自由度；所述齿条限位件(401)滑动安装在外限位块(402)和内限位块(403)上，由所述外限位块(402)和内限位块(403)共同限制，使得直齿条(304)只有朝外壳(102)的内圈中心移动的水平方向单自由度；所述齿轮限位块(404)固定于外限位块(402)和内限位块(403)上，并位于直齿条(304)一侧，且横跨相应直齿条(304)啮合的主动齿轮(302)或从动齿轮(303)，用于限制所述主动齿轮(302)和从动齿轮(303)的垂直方向自由度，其中，当所述齿轮限位块(404)是横跨从动齿轮(303)时，该齿轮限位块(404)的横跨部位上竖直向下延伸有一圆柱体嵌于所述从动齿轮(303)的内孔，使得所述从动齿轮(303)只有随圆心转动的单自由度。

3.根据权利要求1所述的基于虹膜机构的热熔封袋的香蕉套袋装置，其特征在于：所述驱动单元(5)包括电机(501)和电机架(502)，所述电机(501)安装在电机架(502)上，并通过联轴器与主动齿轮(302)连接，所述电机(501)正转带动加热封口机构(2)缩合，反转带动加热封口机构(2)复位。

4.根据权利要求3所述的基于虹膜机构的热熔封袋的香蕉套袋装置，其特征在于：所述支撑杆(101)的下部分别设有用于控制驱动单元(5)和加热片(202)工作的控制开关及为驱动单元(5)提供电力的供电装置。

5.根据权利要求4所述的基于虹膜机构的热熔封袋的香蕉套袋装置，其特征在于：所述供电装置为直流驱动电源。

6.根据权利要求1所述的基于虹膜机构的热熔封袋的香蕉套袋装置，其特征在于：所述支撑杆(101)为实心杆。

7.根据权利要求2所述的基于虹膜机构的热熔封袋的香蕉套袋装置，其特征在于：所述外壳(102)的内、外圈边缘形成有围边。

8.根据权利要求7所述的基于虹膜机构的热熔封袋的香蕉套袋装置，其特征在于：所述外限位块(402)固定于外壳(102)的外圈围边上；所述内限位块(403)固定于外壳(102)的内圈围边上。

9.根据权利要求1所述的基于虹膜机构的热熔封袋的香蕉套袋装置，其特征在于：所述套袋环(203)为实心闭合圆环。

10.根据权利要求1或4所述的基于虹膜机构的热熔封袋的香蕉套袋装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种基于虹膜机构的热熔封袋的香蕉套袋装置及其操作方法，包括支撑机构、加热封口机构、虹膜机构、限位机构和驱动单元；所述支撑机构用于支撑加热封口机构与虹膜机构，所述加热封口机构用于对香蕉双层套袋进行加热封口，所述虹膜机构在驱动单元的驱动下，带动加热封口机构进行封袋动作，所述限位机构用于对虹膜机构进行限位。本发明利用多片加热片从全方位热熔套袋袋口，以此提高加热封口的效果，另外，设计了一种基于虹膜机构的加热封口机构，全方位对封口处进行收缩，效果更好。技术研发人员：王慰祖,钟湛彬,林康敏,李君,徐兴,李永臻,宋家适,蔡明辉受保护的技术使用者：华南农业大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1