CN107520888A - 一种智能筛选去核切桃机器人 - Google Patents

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Abstract

一种智能筛选去核切桃机器人，包括底板、第一步进电机、两个连接柱、两个第一伺服电机、机械臂、第一伸缩缸、第二伺服电机、大机械爪、第二步进电机、第一支柱等，本发明具有以下优点：本发明通过独特的转动台以及其上设有的水果品质检测仪，来对水果进行筛选，保证产品的质量，并保护了刀具；通过大小两机械爪抓取桃子，先用刀具切除桃子的一半，再切除另一半，能够完整的保持桃核的完整性，便于桃核的后续利用。

Description

一种智能筛选去核切桃机器人
技术领域
本发明涉及食品加工机械设备技术领域，特别涉及一种智能筛选去核切桃机器人。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高以及食品行业的蓬勃发展，桃子做出了各式各样的吃法，桃罐头深受人们的喜爱，在桃子出产旺季，很多罐头加工厂需要大量招工，以便进行果肉与桃核的分离，因为桃子的保质期很短，尤其是在炎日的天气下，很容易腐烂，然而大量招工使得企业的利润大大下降，并且招来的大多是；临时工，加工质量又难以保证，因此市场上出现了一些桃子去核的机械设备，如申请号为201710093908.5的一种离核类桃子去核装置，该装置包括整机支架、传送机构、开瓣机构和控制电路板，传送机构包括驱动电机、主动链轮和从动链轮，主动链轮和从动链轮对应设置在整机支架上部且在主动链从动链轮上套置有两条传送链条，驱动电机设置整机支架下部，且驱动电机通传动方式与主动链轮相连接，开瓣机构包括按压装置、核瓣分离机构、检测定位装置和至少一组初始固定装置。利用该装置中的初始固定装置、按压装置和核瓣分离机构能够轻松实现桃核和果肉的分离，从而有效解决了手工去核存在的伤手及工作强度大等问题。但是该发明不能自动筛选出坏掉的桃子，且效率和自动化程度不够，不仅加工质量不合格，还可能会对机械刀具造成一定伤害。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种智能筛选去核切桃机器人，包括底板、第一步进电机、两个连接柱、两个第一伺服电机、机械臂、第一伸缩缸、第二伺服电机、大机械爪、第二步进电机、第一支柱、三个第一电缸、废料桶、三个槽口挡板、转动台、滑道、两个挡板、传送带组件、储存箱、第三步进电机、第二支柱、第三支柱、刀具组件、第二伸缩缸、第四步进电机、第三伸缩缸、移动支柱、丝杠、第五步进电机、桃块箱、桃核箱，其特征在于：
所述底板为矩形板状，在其上表面后部的右侧位置设有左右横向的一段燕尾槽，在底板上的燕尾槽右端设有第五步进电机，丝杠一端通过联轴器固定在第五步进电机上，另一端通过丝杠支座固定在燕尾槽的左端，移动支柱为矩形柱状，通过其底部的燕尾导轨滑动安装在底板上的燕尾槽中，且其底部通过丝杠螺母配合安装在丝杠上，第三伸缩缸竖直向上固定安装在移动支柱顶端，第二伸缩缸水平向前，其底部的侧面固定安装在第三伸缩缸的伸缩杆顶部，第四步进电机竖直向上，其侧面固定安装在第二伸缩缸的伸缩杆顶部，刀具组件中的第五伸缩缸，水平向前，其底部固定安装在第四步进电机的电机轴上，锯盘架水平向前固定在第五伸缩缸的伸缩杆顶端，锯盘转动安装在锯盘架上，第六步进电机固定安装在锯盘架的侧面，其电机轴与锯盘中心相固定；
在底板的燕尾槽正前方设有桃块箱，在桃块箱正前方设有桃核箱，在桃核箱的正前方设有竖直向上的第一步进电机，连接柱为矩形柱状，一个连接柱底部固定安装在第一步进电机的电机轴上，另一个连接柱底部铰接在下边连接柱的顶部，一个第一伺服电机固定安装在下边的连接柱的顶部，其电机轴与上边的连接柱底部的转动中心固定在一起，第一伸缩缸底部铰接在上边的连接柱的顶端，另一个第一伺服电机固定安装在上边的连接柱的顶部，其电机轴与第一伸缩缸底部的转动中心固定在一起，第二伺服电机底部固定安装在第一伸缩缸的伸缩杆顶部大机械爪底部固定安装在第二伺服电机的电机轴上，机械臂固定安装在位于上边的连接柱的侧面；
所述机械臂包括两个并联机构、两个第四伸缩缸、两个第三伺服电机、小机械爪，其中两个并联机构、两个第四伸缩缸、两个第三伺服电机分为两组，每组中包括一个并联机构、一个第四伸缩缸、一个第三伺服电机，每组中的第四伸缩缸底部分别固定安装在并联机构的顶部，第三伺服电机底部固定安装在第四伸缩缸的伸缩杆顶部，其中一组中的并联机构的底部固定安装在另一组中的第三伺服电机的电机轴上，小机械爪固定安装在另一组中的第三伺服电机的电机轴上；
所述并联机构包括下圆板、六个第二电缸、上圆板，在下圆板的上表面和下圆板的下表面上分别沿周向均匀设有六个球铰接支座，六个第二电缸的底部分别球铰接在下圆板的上表面设有的六个球铰接支座上，其伸缩杆顶端分别球铰接在上圆板的下表面设有的六个球铰接支座上；
所述大机械爪与小机械爪具有相同的结构，大机械爪包括支撑架、气缸、四个连接杆、四个爪、中心板，气缸固定安装在支撑架内部的中心处，其伸缩杆穿过支撑架上端的孔后与中心板固定在一起，中心板周边均布四个铰接架，四个爪下端分别铰接在中心板周边均布的四个铰接架上，四个爪中部分别铰接在四个连接杆的一端上，所述四个连接杆另一端铰接在支撑架的四个面上；
在底板后部的左侧位置设有竖直向上的第二支柱，在第二支柱的前部设有与其前后对齐的第三支柱，两个挡板前后两端分别固定安装在第二支柱和第三支柱的顶端的两侧，传送带组件中的两个卷筒分别转动安装在两个挡板之间的前后两端，皮带配合安装在两个卷筒上，第三步进电机固定安装在挡板的右侧面，其电机轴与卷筒的转动中心同心固定，储存箱上部为矩形箱体，下部经一段倒梯形箱体过渡后设有矩形出口，其底部的矩形出口的宽度只允许一个桃子通过，在两个挡板前端的底部设有滑道，该滑道前端向下倾斜一定角度；
在底板 上设有竖直向上的第二步进电机，该第二步进电机位于第二支柱的正前方，且位于第一步进电机的正左方，第一支柱底部通过联轴器固定在第二步进电机的电机轴上，转动台固定安装在第一支柱的顶端，且转动台的底面与滑道的出口底端位于同一水平线，两者水平距离不允许桃子通过，该转动台为圆柱状，在其端面的外侧沿周向均匀设有三个贯穿的半圆弧槽，在三个半圆弧槽中各设有水果品质检测仪，三个槽口挡板为矩形板，在其一端设有与其端面垂直的矩形条，三个槽口挡板分别滑动配合安装在转动台半圆弧槽的底部，其上的矩形条的下部分别固定安装在三个第一电缸的伸缩杆上，三个第一电缸底部固定安装在第一支柱侧面，在第二步进电机的左端设有废料桶，废料桶位于转动台半圆弧槽的正下方。
由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：本发明通过独特的转动台以及其上设有的水果品质检测仪，来对水果进行筛选，保证产品的质量，并保护了刀具；通过大小两机械爪抓取桃子，先用刀具切除桃子的一半，再切除另一半，能够完整的保持桃核的完整性，便于桃核的后续利用。
附图说明
图1为本发明整体装配的立体结构示意图。
图2为本发明整体装配另一角度的立体结构示意图。
图3为本发明传送带组件的立体结构示意图。
图4为本发明大机械爪的立体结构示意图。
图5为本发明刀具组件的立体结构示意图。
图6为本发明并联机构的立体结构示意图。
图7为本发明机械臂的立体结构示意图。
图8为本发明局部装配的立体结构示意图。
附图标号：
1-底板；2-第一步进电机；3-连接柱；4-第一伺服电机；5-机械臂；6-第一伸缩缸；7-第二伺服电机；8-大机械爪；9-第二步进电机；10-第一支柱；11-第一电缸；12-废料桶；13-槽口挡板；14-转动台；15-滑道；16-挡板；17-传送带组件；18-储存箱；19-第三步进电机；20-第二支柱；21-第三支柱；22-刀具组件；23-第二伸缩缸；24-第四步进电机；25-第三伸缩缸；26-移动支柱；27-丝杠；28-第五步进电机；29-桃块箱；30-桃核箱；
501-并联机构；502-第四伸缩缸；503-第三伺服电机；504-小机械爪；5011-下圆板；5012-第二电缸；5013-上圆板；
801-支撑架；802-气缸；803-连接杆；804-爪；805-中心板；
1701-皮带；1702-卷筒；
2201-第五伸缩缸；2202-锯盘架；2203-锯盘；2204-第六步进电机。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示的一种智能筛选去核切桃机器人，包括底板1、第一步进电机2、两个连接柱3、两个第一伺服电机4、机械臂5、第一伸缩缸6、第二伺服电机7、大机械爪8、第二步进电机9、第一支柱10、三个第一电缸11、废料桶12、三个槽口挡板13、转动台14、滑道15、两个挡板16、传送带组件17、储存箱18、第三步进电机19、第二支柱20、第三支柱21、刀具组件22、第二伸缩缸23、第四步进电机24、第三伸缩缸25、移动支柱26、丝杠27、第五步进电机28、桃块箱29、桃核箱30，其特征在于：
所述底板1为矩形板状，在其上表面后部的右侧位置设有左右横向的一段燕尾槽，在底板1上的燕尾槽右端设有第五步进电机28，丝杠27一端通过联轴器固定在第五步进电机28上，另一端通过丝杠支座固定在燕尾槽的左端，移动支柱26为矩形柱状，通过其底部的燕尾导轨滑动安装在底板1上的燕尾槽中，且其底部通过丝杠螺母配合安装在丝杠27上，第三伸缩缸25竖直向上固定安装在移动支柱26顶端，第二伸缩缸23水平向前，其底部的侧面固定安装在第三伸缩缸25的伸缩杆顶部，第四步进电机24竖直向上，其侧面固定安装在第二伸缩缸23的伸缩杆顶部，刀具组件22中的第五伸缩缸2201，水平向前，其底部固定安装在第四步进电机24的电机轴上，锯盘架2202水平向前固定在第五伸缩缸2201的伸缩杆顶端，锯盘2203转动安装在锯盘架2202上，第六步进电机2204固定安装在锯盘架2202的侧面，其电机轴与锯盘2203中心相固定；
在底板1的燕尾槽正前方设有桃块箱29，在桃块箱29正前方设有桃核箱30，在桃核箱30的正前方设有竖直向上的第一步进电机2，连接柱3为矩形柱状，一个连接柱3底部固定安装在第一步进电机2的电机轴上，另一个连接柱3底部铰接在下边连接柱3的顶部，一个第一伺服电机4固定安装在下边的连接柱3的顶部，其电机轴与上边的连接柱3底部的转动中心固定在一起，第一伸缩缸6底部铰接在上边的连接柱3的顶端，另一个第一伺服电机4固定安装在上边的连接柱3的顶部，其电机轴与第一伸缩缸6底部的转动中心固定在一起，第二伺服电机7底部固定安装在第一伸缩缸6的伸缩杆顶部大机械爪8底部固定安装在第二伺服电机7的电机轴上，机械臂5固定安装在位于上边的连接柱3的侧面；
所述机械臂5包括两个并联机构501、两个第四伸缩缸502、两个第三伺服电机503、小机械爪504，其中两个并联机构501、两个第四伸缩缸502、两个第三伺服电机503分为两组，每组中包括一个并联机构501、一个第四伸缩缸502、一个第三伺服电机503，每组中的第四伸缩缸502底部分别固定安装在并联机构501的顶部，第三伺服电机503底部固定安装在第四伸缩缸502的伸缩杆顶部，其中一组中的并联机构501的底部固定安装在另一组中的第三伺服电机503的电机轴上，小机械爪504固定安装在另一组中的第三伺服电机503的电机轴上；
所述并联机构501包括下圆板5011、六个第二电缸5012、上圆板5013，在下圆板5011的上表面和下圆板5011的下表面上分别沿周向均匀设有六个球铰接支座，六个第二电缸5012的底部分别球铰接在下圆板5011的上表面设有的六个球铰接支座上，其伸缩杆顶端分别球铰接在上圆板5013的下表面设有的六个球铰接支座上；
所述大机械爪8与小机械爪504具有相同的结构，大机械爪8包括支撑架801、气缸802、四个连接杆803、四个爪804、中心板805，气缸802固定安装在支撑架801内部的中心处，其伸缩杆穿过支撑架801上端的孔后与中心板805固定在一起，中心板805周边均布四个铰接架，四个爪804下端分别铰接在中心板805周边均布的四个铰接架上，四个爪804中部分别铰接在四个连接杆803的一端上，所述四个连接杆803另一端铰接在支撑架801的四个面上；
在底板1后部的左侧位置设有竖直向上的第二支柱20，在第二支柱20的前部设有与其前后对齐的第三支柱21，两个挡板16前后两端分别固定安装在第二支柱20和第三支柱21的顶端的两侧，传送带组件17中的两个卷筒1702分别转动安装在两个挡板16之间的前后两端，皮带1701配合安装在两个卷筒1702上，第三步进电机19固定安装在挡板16的右侧面，其电机轴与卷筒1702的转动中心同心固定，储存箱18上部为矩形箱体，下部经一段倒梯形箱体过渡后设有矩形出口，其底部的矩形出口的宽度只允许一个桃子通过，在两个挡板16前端的底部设有滑道15，该滑道15前端向下倾斜一定角度；
在底板1 上设有竖直向上的第二步进电机9，该第二步进电机9位于第二支柱20的正前方，且位于第一步进电机2的正左方，第一支柱10底部通过联轴器固定在第二步进电机9的电机轴上，转动台14固定安装在第一支柱10的顶端，且转动台14的底面与滑道15的出口底端位于同一水平线，两者水平距离不允许桃子通过，该转动台14为圆柱状，在其端面的外侧沿周向均匀设有三个贯穿的半圆弧槽，在三个半圆弧槽中各设有水果品质检测仪，三个槽口挡板13为矩形板，在其一端设有与其端面垂直的矩形条，三个槽口挡板13分别滑动配合安装在转动台14半圆弧槽的底部，其上的矩形条的下部分别固定安装在三个第一电缸11的伸缩杆上，三个第一电缸11底部固定安装在第一支柱10侧面，在第二步进电机9的左端设有废料桶12，废料桶12位于转动台14半圆弧槽的正下方。
本发明工作原理为：本发明在使用时，使用者将桃子放进储存箱18中，然后桃子一排排落在传送带组件17上，第三步进电机19工作，将桃子运至滑道15上，然后第二步进电机9工作，使转动台14转动，桃子进入转动台14的半圆槽中，然后通过水果品质检测仪检测桃子的质量，当桃子质量不合格的桃子转动到废料桶12上方时，第一电缸11伸展，使槽口挡板13移动，转动台14的半圆槽打开，坏掉的桃子落入废料桶12中，桃子不坏时，继续跟随转动台14转动，当转动到大机械爪8左方时，第一步进电机2、两个第一伺服电机4、第一伸缩缸6、第二伺服电机7、大机械爪8工作使大机械爪8抓住桃子的一半，然后第一步进电机2、两个第一伺服电机4、第一伸缩缸6、第二伺服电机7工作，使桃子靠近刀具组件22，然后第五步进电机28工作、第二伸缩缸23、第四步进电机24、第三伸缩缸25工作，调整刀具组件22的位置，然后刀具组件22工作，在第五步进电机28工作、第二伸缩缸23、第四步进电机24、第三伸缩缸25的配合下，在桃子的一半上，先沿周向均匀纵切四刀，再在桃子中部周向环切一刀，再用刀具组件22将桃子块剥落，然后机械臂5工作，使小机械爪504抓住裸出的半个桃核，然后重复以上步骤，将桃子的另一半也切除，桃块落入桃块箱29中，小机械爪504将桃核放进桃核箱30中。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”“第二” “第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

Claims (2)

1.一种智能筛选去核切桃机器人，包括底板(1)、第一步进电机(2)、两个连接柱(3)、两个第一伺服电机(4)、机械臂(5)、第一伸缩缸(6)、第二伺服电机(7)、大机械爪(8)、第二步进电机(9)、第一支柱(10)、三个第一电缸(11)、废料桶(12)、三个槽口挡板(13)、转动台(14)、滑道(15)、两个挡板(16)、传送带组件(17)、储存箱(18)、第三步进电机(19)、第二支柱(20)、第三支柱(21)、刀具组件(22)、第二伸缩缸(23)、第四步进电机(24)、第三伸缩缸(25)、移动支柱(26)、丝杠(27)、第五步进电机(28)、桃块箱(29)、桃核箱(30)，其特征在于：
所述底板(1)为矩形板状，在其上表面后部的右侧位置设有左右横向的一段燕尾槽，在底板(1)上的燕尾槽右端设有第五步进电机(28)，丝杠(27)一端通过联轴器固定在第五步进电机(28)上，另一端通过丝杠支座固定在燕尾槽的左端，移动支柱(26)为矩形柱状，通过其底部的燕尾导轨滑动安装在底板(1)上的燕尾槽中，且其底部通过丝杠螺母配合安装在丝杠(27)上，第三伸缩缸(25)竖直向上固定安装在移动支柱(26)顶端，第二伸缩缸(23)水平向前，其底部的侧面固定安装在第三伸缩缸(25)的伸缩杆顶部，第四步进电机(24)竖直向上，其侧面固定安装在第二伸缩缸(23)的伸缩杆顶部，刀具组件(22)中的第五伸缩缸(2201)，水平向前，其底部固定安装在第四步进电机(24)的电机轴上，锯盘架(2202)水平向前固定在第五伸缩缸(2201)的伸缩杆顶端，锯盘(2203)转动安装在锯盘架(2202)上，第六步进电机(2204)固定安装在锯盘架(2202)的侧面，其电机轴与锯盘(2203)中心相固定；
在底板(1)的燕尾槽正前方设有桃块箱(29)，在桃块箱(29)正前方设有桃核箱(30)，在桃核箱(30)的正前方设有竖直向上的第一步进电机(2)，连接柱(3)为矩形柱状，一个连接柱(3)底部固定安装在第一步进电机(2)的电机轴上，另一个连接柱(3)底部铰接在下边连接柱(3)的顶部，一个第一伺服电机(4)固定安装在下边的连接柱(3)的顶部，其电机轴与上边的连接柱(3)底部的转动中心固定在一起，第一伸缩缸(6)底部铰接在上边的连接柱(3)的顶端，另一个第一伺服电机(4)固定安装在上边的连接柱(3)的顶部，其电机轴与第一伸缩缸(6)底部的转动中心固定在一起，第二伺服电机(7)底部固定安装在第一伸缩缸(6)的伸缩杆顶部大机械爪(8)底部固定安装在第二伺服电机(7)的电机轴上，机械臂(5)固定安装在位于上边的连接柱(3)的侧面；
所述机械臂(5)包括两个并联机构(501)、两个第四伸缩缸(502)、两个第三伺服电机(503)、小机械爪(504)，其中两个并联机构(501)、两个第四伸缩缸(502)、两个第三伺服电机(503)分为两组，每组中包括一个并联机构(501)、一个第四伸缩缸(502)、一个第三伺服电机(503)，每组中的第四伸缩缸(502)底部分别固定安装在并联机构(501)的顶部，第三伺服电机(503)底部固定安装在第四伸缩缸(502)的伸缩杆顶部，其中一组中的并联机构(501)的底部固定安装在另一组中的第三伺服电机(503)的电机轴上，小机械爪(504)固定安装在另一组中的第三伺服电机(503)的电机轴上；
所述并联机构(501)包括下圆板(5011)、六个第二电缸(5012)、上圆板(5013)，在下圆板(5011)的上表面和下圆板(5011)的下表面上分别沿周向均匀设有六个球铰接支座，六个第二电缸(5012)的底部分别球铰接在下圆板(5011)的上表面设有的六个球铰接支座上，其伸缩杆顶端分别球铰接在上圆板(5013)的下表面设有的六个球铰接支座上；
所述大机械爪(8)与小机械爪(504)具有相同的结构，大机械爪(8)包括支撑架(801)、气缸(802)、四个连接杆(803)、四个爪(804)、中心板(805)，气缸(802)固定安装在支撑架(801)内部的中心处，其伸缩杆穿过支撑架(801)上端的孔后与中心板(805)固定在一起，中心板(805)周边均布四个铰接架，四个爪(804)下端分别铰接在中心板(805)周边均布的四个铰接架上，四个爪(804)中部分别铰接在四个连接杆(803)的一端上，所述四个连接杆(803)另一端铰接在支撑架(801)的四个面上；
在底板(1)后部的左侧位置设有竖直向上的第二支柱(20)，在第二支柱(20)的前部设有与其前后对齐的第三支柱(21)，两个挡板(16)前后两端分别固定安装在第二支柱(20)和第三支柱(21)的顶端的两侧，传送带组件(17)中的两个卷筒(1702)分别转动安装在两个挡板(16)之间的前后两端，皮带(1701)配合安装在两个卷筒(1702)上，第三步进电机(19)固定安装在挡板(16)的右侧面，其电机轴与卷筒(1702)的转动中心同心固定，储存箱(18)上部为矩形箱体，下部经一段倒梯形箱体过渡后设有矩形出口，其底部的矩形出口的宽度只允许一个桃子通过，在两个挡板(16)前端的底部设有滑道(15)，该滑道(15)前端向下倾斜一定角度。
2.根据权利要求1所述的一种智能筛选去核切桃机器人，其特征在于：在底板(1) 上设有竖直向上的第二步进电机(9)，该第二步进电机(9)位于第二支柱(20)的正前方，且位于第一步进电机(2)的正左方，第一支柱(10)底部通过联轴器固定在第二步进电机(9)的电机轴上，转动台(14)固定安装在第一支柱(10)的顶端，且转动台(14)的底面与滑道(15)的出口底端位于同一水平线，两者水平距离不允许桃子通过，该转动台(14)为圆柱状，在其端面的外侧沿周向均匀设有三个贯穿的半圆弧槽，在三个半圆弧槽中各设有水果品质检测仪，三个槽口挡板(13)为矩形板，在其一端设有与其端面垂直的矩形条，三个槽口挡板(13)分别滑动配合安装在转动台(14)半圆弧槽的底部，其上的矩形条的下部分别固定安装在三个第一电缸(11)的伸缩杆上，三个第一电缸(11)底部固定安装在第一支柱(10)侧面，在第二步进电机(9)的左端设有废料桶(12)，废料桶(12)位于转动台(14)半圆弧槽的正下方。
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