在生鲜果蔬周转、食品烘焙预处理的实际作业场景里,这类多孔承托托盘的使用频率极高,尤其是浆果类易损果品的分装、转运、冷却定型环节,对承托器具的定位一致性、堆叠兼容性、通风沥水性能都有明确的工程要求。做这个结构设计的时候,首先要解决的就是草莓这类软质浆果的磕碰损伤问题——常规平面托盘堆叠时上层器具会直接压到果体,单果无定位的情况下转运过程中果品相互挤压摩擦,损耗率通常会超过15%,所以首先确定了单果独立凹位的核心结构形式。
整体外形尺寸设定为600mm×400mm,这个尺寸不是随意选取的,是匹配现有标准周转箱的内部净空边界做的适配,刚好可以嵌入主流600*400规格的食品级周转箱内,不会出现晃动偏移,也能和现有自动化生鲜分拣线的输送带宽度兼容,不需要额外调整线体挡边、定位机构的参数,直接就能上线使用。凹位的排布经过反复核算,横向和纵向的孔位间距控制在12mm,既保证每个凹位有足够的壁厚支撑,不会因为堆叠承重出现凹陷变形,又最大化利用了托盘的平面面积,最终整板排布150个独立承托凹位,单凹位的内径适配主流商品草莓的果径范围,深度控制在25mm,刚好能承托住草莓的果身,不会因为凹位过深导致果蒂部位积留冷凝水,也不会因为凹位过浅导致果品在倾斜转运时滑落。
结构上托盘底部做了15mm高的支撑脚,四个角位的支撑脚做了加厚处理,堆叠时上层托盘的支撑脚刚好落在下层托盘的边框加强筋位置,堆叠承重可以达到25kg,满足冷库堆垛、多层转运的承重要求。支撑脚之间留了连续的通风间隙,不管是预冷环节的冷风循环,还是清洗后的沥水,都能保证气流、水流无遮挡通过,不会在托盘表面积留液体,减少果品霉变的风险。托盘的边框做了20mm宽的翻边结构,翻边底部做了圆弧过渡,一方面是提升整体结构的抗扭刚度,人工搬运的时候抓握翻边不会出现割手的问题,另一方面翻边的尺寸刚好匹配自动化分拣设备的夹爪定位基准,设备抓取时可以直接通过翻边定位,不需要额外做视觉定位补偿,能提升分拣上料的效率。
凹位的内壁做了1.5度的脱模斜度,不管是采用注塑加工还是吸塑加工,都能顺利脱模,不会出现粘模导致的凹位变形。每个凹位的底部都做了直径3mm的沥水小孔,小孔位置做了下沉0.5mm的凹点,避免沥水孔直接接触周转箱底部堵塞水路,清洗后的残留水分可以顺着小孔直接排出,不会泡在果底导致腐烂。考虑到烘焙场景的使用需求,托盘的耐温范围做了结构适配,选用的结构壁厚均匀控制在2.5mm,不会出现厚薄不均导致的加热变形,不管是用于草莓清洗后的沥干转运,还是烘焙环节巧克力浸涂、冷冻定型的承托,都能保持结构尺寸稳定。
实际做结构验证的时候,特意测试了不同堆叠高度下的变形量,堆叠10层的情况下托盘中部的最大挠度不超过2mm,不会出现中部凹陷压到下层果品的问题。孔位的排布公差控制在±0.2mm,和自动化分果设备的下料头位置完全匹配,分果时每个草莓都能精准落入对应的凹位,不会出现卡果、掉果的情况。托盘的边角全部做了R5的圆角处理,没有尖锐棱角,避免人工操作时划伤,也不会刮破周转箱的内壁。另外在托盘的两个短边位置做了内凹的抠手位,深度30mm,戴食品级防护手套的时候也能顺利抠起托盘,搬运操作更顺手。
从应用场景延伸来看,这个结构不止可以用于草莓的承托,更换凹位的尺寸参数后,也可以适配树莓、泡芙、蛋挞这类需要独立定位承托的小件物品,整体的框架结构不需要做大幅调整,只需要修改凹位的直径、深度参数就能快速衍生出不同规格的产品,具备很好的结构通用性。设计过程中没有多余的装饰性结构,所有的结构特征都服务于功能需求,没有冗余的材料浪费,不管是注塑生产的材料成本控制,还是后续的循环使用清洁,都更符合实际生产作业的需求,清洁时没有卫生死角,高压水枪冲洗就能快速清理干净,适合食品加工、生鲜流通领域的高频次循环使用场景。
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