CN104256870A - 柑橘分瓣设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柑橘分瓣设备，包括工业相机、橘球上顶针、电机、内筒和外筒，内筒设置在外筒内，内筒侧壁和外筒侧壁之间留有间隙，外筒上开有与该间隙连通的外筒进水口，外筒底部内壁中央设有外筒橘球顶针，外筒橘球顶针向上插入内筒，内筒侧壁上设有上下延伸的一排内筒喷水孔，内筒喷水孔与所述内筒、外筒侧壁之间的间隙连通，外筒底部开有排水孔，内筒上方设置与外筒橘球顶针相对应的橘球上顶针，橘球上顶针上方设置工业相机，电机与内筒传动连接从而驱动内筒在外筒内转动。本技术方案采用机器视觉对柑橘橘球进行识别分析出每瓣之间的分界线，采用步进电机带动狭缝转动，从狭缝中冲出高压水定向对橘瓣分界线进行冲击，达到定向分瓣的目的。
Description
技术领域
本发明涉及柑橘自动化加工装置技术领域，具体涉及一种用于柑橘自动分瓣的设备。
背景技术
我国是橘片罐头、柑橘囊胞罐头等柑橘加工产品的生产与出口大国。此类罐头生产一般都采用温州蜜柑为原料，生产过程包括柑橘的分级、剥皮、分瓣、脱囊衣、罐装、封口等工序，其中分瓣工序是整个柑橘加工过程中重要的一环。现有的分瓣加工方式常以手工加工为主，需耗费大量的劳动力。因此，实现此环节的自动化能显著减少对人工的需求。
现有的自动柑橘分瓣设备采用高压水柱从剥皮后的橘球顶部向下冲击，使柑橘裂开，采用该设备效率较高，但是在高压水柱无定向的冲击下，易造成橘瓣的破损，同时有很多橘瓣无法冲开，破损率超过20％以上，工厂无法接受。
发明内容
针对现有柑橘分瓣装置存在的无定向，易使橘瓣破损等缺陷问题，本发明的目的是提供一种能够快速找到柑橘分瓣界线并进行定向切割的柑橘分瓣设备，采用机器视觉对柑橘橘球进行识别分析出每瓣之间的分界线，采用步进电机带动狭缝转动，从狭缝中冲出高压水定向对橘瓣分界线进行冲击，达到定向分瓣的目的。
为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
柑橘分瓣设备，包括工业相机、橘球上顶针、电机、内筒和外筒，内筒设置在外筒内，内筒侧壁和外筒侧壁之间留有间隙，该间隙的上部和下部分别通过上轴封和下轴封封闭，外筒上开有与该间隙连通的外筒进水口，外筒底部内壁中央设有外筒橘球顶针，外筒橘球顶针向上插入内筒，内筒侧壁上设有上下延伸的一排内筒喷水孔，内筒喷水孔与所述内筒、外筒侧壁之间的间隙连通，外筒底部开有排水孔，内筒上方设置与外筒橘球顶针相对应的橘球上顶针，橘球上顶针上方设置工业相机，电机与内筒传动连接从而驱动内筒在外筒内转动。
作为优选，所述电机通过传动齿轮、内筒齿轮与内筒连接，内筒齿轮固定在内筒的顶部。
作为优选，所述电机为步进电机。
作为优选，所述橘球上顶针固定在顶针支杆上，顶针支杆安装在顶针架上，顶针支杆能够移开一段距离以供橘球放入内筒。
作为优选，所述上轴封和下轴封固定在内筒上。
作为优选，所述内筒内径80～150mm，高100～150mm，筒壁厚0.2～1mm，上下无盖；所述的一排内筒喷水孔与内筒中心轴平行，内筒喷水孔孔径为0.1～1mm，孔距0.2～2mm；外筒内径100～200mm，高90～130mm，筒壁厚0.2～1mm，外筒底部有盖，盖厚0.2～1mm，外筒橘球顶针位于盖内侧中心位置，外筒橘球顶针为圆锥形，圆锥底部直径为4～10mm，高3～8mm，盖上开有外筒排水孔，孔直径3～5mm。
所述橘球上顶针、内筒和外筒均为不锈钢。
作为优选，所述工业相机为Basler piA640-210gc，16mm镜头，位于内筒正上方100～300mm处；橘球上顶针为圆锥形，圆锥底部直径为4～10mm，高3～8mm，焊接在顶针支杆的一端上，橘球顶针支杆的另一端与顶针架连接并可在顶针架上上下移动，移动高度50～300mm。步进电机轴上套有传动齿轮，传动齿轮与内筒齿轮啮合，传动比为1:1-10:1，内筒齿轮焊接在内筒的上端。
本发明由于采用了以上的技术方案，采用机器视觉对柑橘橘球进行识别分析出每瓣之间的分界线，采用步进电机带动狭缝转动，从狭缝中冲出高压水定向对橘瓣分界线进行冲击，达到定向分瓣的目的。具有下述有益效果：
一、橘球放入装置后可自动分割，有效减少人工和劳动强度；
二、采用工业相机对橘球分瓣位置进行控制，可提高分瓣的准确性，减少破损；
三、采用水力分割橘球，安全无异物残留。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是内筒的结构示意图；
图3是外筒的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
实施例1：
如图1所示的一种柑橘分瓣设备，包括工业相机1、橘球上顶针2、电机5、内筒7和外筒8，内筒7设置在外筒8内，如图2所示，内筒7侧壁和外筒8侧壁之间留有间隙，该间隙的上部和下部分别通过上轴封73和下轴封72封闭，如图3所示，外筒8上开有与该间隙连通的外筒进水口81，外筒8底部内壁中央设有外筒橘球顶针82，外筒橘球顶针82向上插入内筒7，内筒7侧壁上设有上下延伸的一排内筒喷水孔74，内筒喷水孔74与所述内筒7、外筒8侧壁之间的间隙连通，外筒8底部开有排水孔83，内筒7上方设置与外筒橘球顶针82相对应的橘球上顶针2，橘球上顶针2上方设置工业相机1，电机5与内筒7传动连接从而驱动内筒7在外筒8内转动。
本实施例中，所述电机5通过传动齿轮6、内筒齿轮71与内筒7连接，所述电机5为步进电机。如图2所示，内筒齿轮71固定在内筒7的顶部，所述上轴封73和下轴封72固定在内筒7上的上下两端。所述橘球上顶针2固定在顶针支杆3上，顶针支杆3安装在顶针架4上，顶针支杆3能够移开一段距离以供橘球放入内筒7。
本发明构建成橘球成像定位系统和橘球水力分割系统两部分；其中，所述的橘球水力分割系统包括：内筒、内筒喷水口、内外筒上轴封、内外筒下轴封、外筒、外筒进水口、外筒橘球顶针、外筒排水孔，其中，如图2所示，所述内筒7内径80～150mm，高100～150mm，筒壁厚0.2～1mm，上下无盖；所述的一排内筒喷水孔74与内筒7中心轴平行，内筒喷水孔74孔径为0.1～1mm，孔距0.2～2mm，长度80～100mm；外筒内径100～200mm，高90～130mm，筒壁厚0.2～1mm，外筒底部有盖，盖厚0.2～1mm，外筒橘球顶针82位于盖内侧中心位置，外筒橘球顶针82为圆锥形，圆锥底部直径为4～10mm，高3～8mm，盖上开有外筒排水孔83，孔直径3～5mm，孔数量10～20个，在外筒盖除外筒橘球顶针外的区域均匀分布，外筒筒壁处有外筒进水口，外筒进水口内径5-10mm。在内筒与外筒之间由内外筒上轴封和内外筒下轴封连接，内外筒上轴封和内外筒下轴封分别位于外筒的上下端，内径与内筒的外径相同，外径与外筒的内径相同，以保证内筒和外筒之间的水不会从这两个筒的上下端流出，内筒可在外筒内自由旋转；所有部件材料为不锈钢。
所述的橘球成像定位系系统包括工业相机、橘球上顶针、橘球顶针支杆、橘球顶针架、步进电机、传动齿轮、内筒齿轮。所述工业相机为BaslerpiA640-210gc，16mm镜头，位于内筒正上方100～300mm处；橘球上顶针为圆锥形，圆锥底部直径为4～10mm，高3～8mm，焊接在顶针支杆的一端上，橘球顶针支杆的另一端与顶针架连接并可在顶针架上上下移动，移动高度50～300mm。步进电机轴上套有传动齿轮，传动齿轮与内筒齿轮啮合，传动比为1:1-10:1，内筒齿轮焊接在内筒的上端。
应用上述柑橘分瓣设备对橘球进行分瓣，该方法按如下步骤进行：
(1)将温州蜜柑剥皮后，按≧40～<50mm，≧50～<60mm，≧60～<70mm三档进行分级后的橘球，将同级的橘球逐只放入柑橘分瓣设备内筒中，橘球底部中心放在外筒橘球顶针上，把橘球顶针支架放下使橘球上顶针顶住橘球的上部中心孔位置。
(2)采用工业相机拍摄橘球图像，将图像传送到电脑中，由于橘球分瓣线处为较为明亮的白色，而其他地方为橘红色，可通过二值化得到橘球分瓣线位置，由此计算出分瓣所需旋转角度。
(3)由电脑控制步进电机旋转相应角度，带动传动齿轮，由传送齿轮带动内筒齿轮旋转，内筒喷水口随之转动至橘球分瓣线，高压水由外筒进水口进入外筒和内筒的夹缝中，并从内筒喷水口高速喷出，切割橘球分瓣线0.5-1秒，达到分割橘瓣的目的，喷出的水从外筒排水孔流出。切割好一个位置后，步进电机再转动相应角度，带动内筒喷水口转到另一橘球分瓣位置，由此重复，直到所有分瓣线都被分割开。
(4)分瓣完成后，移开橘球顶针，把柑橘橘片从内筒中取出。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.柑橘分瓣设备，其特征在于，包括工业相机(1)、橘球上顶针(2)、电机(5)、内筒(7)和外筒(8)，内筒(7)设置在外筒(8)内，内筒(7)侧壁和外筒(8)侧壁之间留有间隙，该间隙的上部和下部分别通过上轴封(73)和下轴封(72)封闭，外筒(8)上开有与该间隙连通的外筒进水口(81)，外筒(8)底部内壁中央设有外筒橘球顶针(82)，外筒橘球顶针(82)向上插入内筒(7)，内筒(7)侧壁上设有上下延伸的一排内筒喷水孔(74)，内筒喷水孔(74)与所述内筒(7)、外筒(8)侧壁之间的间隙连通，外筒(8)底部开有排水孔(83)，内筒(7)上方设置与外筒橘球顶针(82)相对应的橘球上顶针(2)，橘球上顶针(2)上方设置工业相机(1)，电机(5)与内筒(7)传动连接从而驱动内筒(7)在外筒(8)内转动。
2.根据权利要求1所述的一种柑橘分瓣设备，其特征在于，所述电机(5)通过传动齿轮(6)、内筒齿轮(71)与内筒(7)连接，内筒齿轮(71)固定在内筒(7)的顶部。
3.根据权利要求1所述的一种柑橘分瓣设备，其特征在于，所述电机(5)为步进电机。
4.根据权利要求1所述的一种柑橘分瓣设备，其特征在于，所述橘球上顶针(2)固定在顶针支杆(3)上，顶针支杆(3)安装在顶针架(4)上，顶针支杆(3)能够移开一段距离以供橘球放入内筒(7)。
5.根据权利要求1所述的一种柑橘分瓣设备，其特征在于，所述上轴封(73)和下轴封(72)固定在内筒(7)上。
6.根据权利要求1所述的一种柑橘分瓣设备，其特征在于，所述橘球上顶针(2)、内筒(7)和外筒(8)均为不锈钢。
7.根据权利要求1所述的一种柑橘分瓣设备，其特征在于，所述内筒(7)内径80～150mm，高100～150mm，筒壁厚0.2～1mm，上下无盖；所述的一排内筒喷水孔(74)与内筒(7)中心轴平行，内筒喷水孔(74)孔径为0.1～1mm，孔距0.2～2mm；外筒(8)内径100～200mm，高90～130mm，筒壁厚0.2～1mm，外筒底部有盖，盖厚0.2～1mm，外筒橘球顶针(82)位于盖内侧中心位置，外筒橘球顶针(82)为圆锥形，圆锥底部直径为4～10mm，高3～8mm，盖上开有外筒排水孔(83)，孔直径3～5mm。
8.根据权利要求1所述的一种柑橘分瓣设备，其特征在于，所述工业相机(1)为Basler piA640-210gc，16mm镜头，位于内筒(7)正上方100～300mm处；橘球上顶针(2)为圆锥形，圆锥底部直径为4～10mm，高3～8mm，焊接在顶针支杆(3)的一端上，橘球顶针支杆(3)的另一端与顶针架(4)连接并可在顶针架上上下移动，移动高度50～300mm。
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