CN108748295B - 槟榔智能选切籽一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种槟榔智能选切籽一体机，包括机架、至少一组模块化作业单元、视觉检测模块、智能控制系统；机架上平行布置至少一组模块化作业单元；视觉检测模块布置在模块化作业单元上方；模块化作业单元、视觉检测模块均与智能控制系统电连接；模块化作业单元包括依次布置的进料机构、排序机构、抓放调整机构、切割机构和出料机构；模块化作业单元各组为并行作业。本发明采用模块化作业单元根据各个槟榔的特点完成选籽和切籽，更适合槟榔零损耗高效率的大规模智能化选籽和切籽加工。且实现了槟榔分选、调整和切籽的智能化，可模仿人工切法，切籽均匀、零损耗，极大提高生产效率，降低劳动强度和生产成本。

Description

槟榔智能选切籽一体机

技术领域

本发明涉及食品机械技术领域，特别是涉及一种槟榔智能选切籽一体机。

背景技术

现有技术中，市场上的槟榔多以深加工的干果槟榔为主。干果槟榔在加工过程中，一个重要工序是将调味后的槟榔半成品果从中间切开，并要求切开的两瓣槟榔片都有头部与尾部。传统槟榔加工过程中切片工艺采用手工切刀剖切，这种方法劳动强度大，生产效率低，机械化水平低，人力成本高。

随着对槟榔加工工序的研究与优化，目前也出现了各种各样的槟榔切籽机，现有技术中槟榔切片机通过插针将槟榔籽转移至切片组件，从振动组件到切片组件任何一道工序都需严格控制，若插针工作过程中遇到较硬的槟榔籽则无法顺利完成转移工序。该切片机在切片之前仍需要进行人工选籽，将不适合机切的异形槟榔籽挑出来，否则，切籽不合格率、废品率将大大高于人工切籽，给工厂造成很大损失。

此外，现有技术中，切籽效率低且并未解决对不符合切割要求的超大籽或异形籽的筛选，按传统工艺仍需要人工剔除这类不符合切片要求的槟榔籽。进一步地，槟榔经过调味等多道工艺加工后，槟榔外形变化很大，必须重新按切籽的要求先进行选籽；而现有技术中，并未揭露调味后切籽前半成品籽的筛选设备，仅仅公开了槟榔原果的筛选设备。

此外，现有技术中还具有筛选线能够将槟榔籽进行筛选分级的方法，但这种通过释放门来剔除槟榔的方法仍然具有筛选效率低的问题，且筛选后槟榔进行切籽时仍需要进行重新的理料，并不能有效提高槟榔加工效率。该原果筛选线仅对原果进行筛选，而槟榔切籽前需进行发籽入味等多个工序，槟榔物化特性变化较大；随着槟榔表面粘度、含水量等参数的变化势必影响其筛选过程的相关参数变化，该原果筛选线所采用的筛选机构中的方形框、释放门与槟榔籽之间可能发生粘连，导致无法完成筛选。因此该槟榔的原果筛选线并不能用于切籽前的槟榔籽的筛选。

此外，现有技术中还公开了一种槟榔籽自动分选设备，该设备分选执行组件中的分选电机的电机轴方向与主传送带的运动方向一致，在主传送带两侧设置两个料仓，分选电机的机身尾部安装有与控制系统的信号输入端连接的感应开关，分选电机的电机轴为双出轴，电机轴一端固定有叶片，另一端固定有与感应开关位置相对应的档片，分选电机和料仓均以面对面安装方式呈四围对称结构，且所述控制系统交替控制两个分选电机进行奇偶间隔分选。分选电机的输出轴形式为双出轴，轴的一端固定叶片，另一端固定档片，叶片和档片随电机轴一起转动，叶片每转动180°完成一次槟榔籽的分选动作，且电机可正反转，一个分选电机可分选两种类别的槟榔籽；在对应的时间和位置，分选电机接到控制系统指令即带动叶片转动，叶片击打槟榔籽从而使槟榔籽掉入对应的料仓中。该设备分选效率和精度都有很大的提高，但该设备仅将槟榔进行初步分选，分选后的槟榔进入切籽工序时仍需要重复进行理料、排列等过程，且筛选过程独立进行，对每个槟榔进行筛分，若槟榔籽在筛选过程中未顺利落入料仓势必会导致设备卡死，安全系数降低。

发明内容

基于此，有必要针对传统技术存在的问题，提供一种槟榔智能选切籽一体机，该槟榔智能选切籽一体机将不符合切籽的槟榔剔除，将符合切籽的槟榔直接抓取到切割机构切籽，实现槟榔加工选籽、切籽工序的一体化，可大幅提高产品的合格率和生产效率。本发明的选籽和切籽由独立模块化的作业单元完成，并且各组作业单元之间并行独立作业，互不影响，及适合槟榔这种来料不可控、形状个体差异大需要各个独立处理的大规模加工。

第一方面，本发明实施例提供了槟榔智能选切籽一体机，所述槟榔智能选切籽一体机包括：机架、至少一组模块化作业单元、视觉检测模块、智能控制系统；其中，所述机架上平行布置所述至少一组模块化作业单元；所述视觉检测模块布置在所述模块化作业单元上方；所述模块化作业单元、所述视觉检测模块均与所述智能控制系统电连接；所述模块化作业单元包括依次布置的进料机构、排序机构、抓放调整机构、切割机构以及出料机构；所述模块化作业单元各组之间为相互独立的并行作业。

在其中一个实施例中，还包括：入料斗和料刷，其中，所述模块化作业单元的所述进料机构布置在所述入料斗中，所述料刷布置在所述进料机构的上方，所述进料机构包括电机和带卡槽的提料胶链，所述电机与所述智能控制系统电连接。

在其中一个实施例中，所述模块化作业单元包括支架，其中，所述支架从前至后依次布置所述模块化作业单元的所述排序机构、所述抓放调整机构、所述切割机构以及所述出料机构，所述支架在所述排序机构的出口处设置一个单边凹口作为所述模块化作业单元的废料出口。

在其中一个实施例中，所述模块化作业单元的所述排序机构包括电机、传送皮带、限宽挡板以及限高挡板，其中，所述电机与所述智能控制系统电连接，所述传送皮带布置在所述模块化作业单元支架的前端，所述限宽挡板安装在所述传送皮带两侧，所述限高挡板安装在所述传送皮带入料端的上方。

在其中一个实施例中，所述模块化作业单元的所述抓放调整机构包括滑块、机械臂、旋转台、气缸、抓放手指以及电机，其中，所述滑块和带动所述滑块运动的电机前后依次安装在所述模块化作业单元支架后端，所述机械臂安装在所述滑块下部，所述旋转台和带动旋转的电机按前后依次安装在所述机械臂的前端，所述气缸安装在所述旋转台上，所述抓放手指安装在所述气缸上，所述抓放手指凸起的抓取点安装有食品级PP胶片，所述抓放手指的上面安装有定位手指位置状态的圆形定位标识，所述气缸通过电磁阀与所述智能控制系统电连接，所述电机与所述智能控制系统电连接。

在其中一个实施例中，所述模块化作业单元的所述切割机构包括刀片、刀片夹具、滑块和气缸，所述刀片安装在所述刀片夹具上，所述刀片夹具安装在所述滑块上并与所述气缸连接，所述气缸和所述滑块上下依次安装在所述模块化作业单元的支架上，所述气缸通过电磁阀与所述智能控制系统电连接。

在其中一个实施例中，所述模块化作业单元的所述出料机构包括出料气喷嘴和切料出口，其中，所述出料气喷嘴与所述切料出口分别位于所述模块化作业单元支架的两侧，所述出料气喷嘴通过电磁阀与所述智能控制系统连接。

在其中一个实施例中，所述视觉检测模块包括光源模组和检测相机，其中，所述光源模组包括至少两个LED光源，所述LED光源安装在机架上部并在所述检测相机的外围，所述检测相机安装在机架上部并处在废料出口的正上方，所述检测相机与所述智能控制系统电连接。

本发明提供的槟榔智能选切籽一体机，由机架、至少一组模块化作业单元、视觉检测模块、智能控制系统组成。机架上平行布置至少一组模块化作业单元；视觉检测模块布置在模块化作业单元上方；模块化作业单元、视觉检测模块均与智能控制系统电连接；模块化作业单元包括依次布置的进料机构、排序机构、抓放调整机构、切割机构和出料机构；模块化作业单元各组之间为相互独立的并行作业。本发明采用模块化作业单元根据各个槟榔的特点完成选籽和切籽，更适合槟榔零损耗高效率的大规模智能化选籽和切籽加工。且实现了槟榔分选、调整和切籽的智能化，可模仿人工切法，切籽均匀、零损耗，极大提高生产效率，降低劳动强度和生产成本。

附图说明

图1为本发明一个实施例中的一种槟榔智能选切籽一体机的结构示意图；

图2为本发明一个实施例中的一种槟榔智能选切籽一体机中的一组模块化作业单元的结构示意图；

图3为本发明一个实施例中的一种槟榔智能选切籽一体机中的一组模块化作业单元支架的结构示意图；

图4为本发明一个实施例中的一种槟榔智能选切籽一体机中的一组模块化作业单元抓放调整机构的结构示意图；

图5为本发明一个实施例中的一种槟榔智能选切籽一体机中的一组模块化作业单元切割机构的结构示意图；

其中，1-入料斗，2-进料机构，3-料刷，4-排序机构，5-抓放调整机构， 6-切割机构，7-检测相机，8-LED灯源，9-机架，10-出料机构，11-进料机构电机，12-提料胶链，13-排序机构电机，14-传送皮带，15-排序皮带挡边， 16-抓放手指气缸,17-旋转台，18-抓放手指，19-旋转电机，20-刀片，21-气喷嘴，22-机械臂电机，23-排序机构出口，24-圆形定位标识，25-废料出口， 26-切割机构气缸，27-刀片夹具，28-切割机构滑块，29-作业单元支架，30- 切料出口，31-机械臂滑块，32-机械臂，X-机械臂X轴向。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明一种槟榔智能选切籽一体机进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

结合图1所示，为槟榔智能选切籽一体机的结构示意图。槟榔智能选切籽一体机包括机架、至少一组模块化作业单元、视觉检测模块、智能控制系统。其中，需要说明的是，机架上平行布置至少一组模块化作业单元；视觉检测模块布置在模块化作业单元上方；模块化作业单元、视觉检测模块均与智能控制系统电连接。优选地，至少一组模块化作业单元为12组作业单元。进一步地，需要说明的是，模块化作业单元依顺序包括：进料机构2、排序机构4、抓放调整机构5、切割机构6、出料机构10。具体的，排序机构4 的入口与进料机构2的出口相对应，抓放调整机构5与排序机构4的出口相对应，抓放调整机构5用于将物料送至切割机构6，由切割机构6完成切籽，切好的槟榔由出料机构10吹出。通过视觉检测模块与智能控制系统的结合操作依次控制进料机构2、排序机构4、抓放调整机构5、切割机构6和出料机构10将物料完成智能选切籽操作。

在一个实施例中，本公开涉及的一种槟榔智能选切籽一体机还包括：入料斗1和料刷3。其中，模块化作业单元的进料机构2布置在入料斗1中，料刷3布置在进料机构2的上方，进料机构2包括进料机构电机11和带卡槽的提料胶链12，进料机构电机11与智能控制系统电连接。进一步需要说明的是，入料斗1的一个斜面开口有料槽，模块化作业单元的进料机构布置在料槽中。可以理解的是，由独立传动进料机构电机11带动提料胶链12从入料斗1底部向上爬坡。提料胶链12有等间距的卡槽，用于将单个槟榔装在卡槽内随着提料胶链12往上走。出口有限高的料刷3刷掉卡槽多余物料，提料胶链12将进入卡槽中的槟榔均匀排列，避免槟榔发生层叠、错置等现象。此外，提料机构布置在槟榔智能选切籽一体机本体机架入料斗1内，入料斗1可以方便投料，可加装输送带联通至上一工序，通过提料胶链12卡槽和料刷3可以将槟榔有序紧密送至下一工序。

需要说明的是，模块化作业单元包括作业单元支架29，其中，作业单元支架29从前至后依次布置模块化作业单元的排序机构4、抓放调整机构5、切割机构6以及出料机构10，作业单元支架29在排序机构4的出口处设置一个单边凹口作为模块化作业单元的废料出口25。

需要说明的是，模块化作业单元的排序机构4包括排序机构电机13、传送皮带14、以及排序皮带挡边15。其中，排序皮带挡边包括限宽挡板以及限高挡板，其中，排序机构电机13与智能控制系统电连接，传送皮带14布置在模块化作业单元支架29的前端，限宽挡板安装在传送皮带14两侧，限高挡板安装在传送皮带14入料端的上方。进一步地，排序机构4通过平铺方式布置在作业单元支架29的前部，排序机构4的入口与进料机构2的出口对接，有独立电机传动将槟榔送至出口，并在入口做了防止重叠装置，出口下方有凹口，可将不合格的槟榔和残渣直接导入指定位置，合格槟榔会在出口处被抓放调整机构5抓取进入后续加工工序。此外，提料胶链12的转速低于排序传送皮带14的转速。使得槟榔之间间隙加大，从而实现排序功能，排序传送皮带14入口有缓冲限高装置，确保槟榔单个通过。

在一个实施例中，模块化作业单元的抓放调整机构5包括机械臂滑块 31、机械臂32、旋转17台、抓放手指气缸16、抓放手指18以及旋转电机 19，其中，机械臂滑块31和带动机械臂滑块31运动的电机前后依次安装在模块化作业单元支架29后端，机械臂32安装在机械臂滑块31下部，旋转台17和带动旋转的旋转电机19按前后依次安装在机械臂32的前端，抓放手指气缸16安装在旋转台17上，抓放手指18安装在抓放手指气缸16上，抓放手指18凸起的抓取点安装有食品级PP胶片，抓放手指18的上面安装有定位手指位置状态的圆形定位标识24，抓放手指气缸16通过电磁阀与智能控制系统电连接，旋转电机19与智能控制系统电连接。具体的，抓放调整机构5通过平铺方式布置在作业单元支架29的尾部。抓放调整机构5用于通过抓取方式沿着预设机械行程将物料调整到预设角度送至切割机构6，进而进行切籽操作。需要说明的是，抓放调整机构5由滑块31、机械臂32、旋转台17、抓放手指气缸16、抓放手指18与旋转电机19组成，机械行程以排序机构4的出口为起始点，以废料出口25或者切割机构的切台为终止点。进一步地，需要说明的是，抓放调整机构5可调节旋转角度，通过旋转电机19，抓放手指18抓取槟榔调整好需要的角度送至切割机构6的切台或者角度无法调整好的送至废料出口25。该设计实现了精准选籽切籽功能。

此外，需要说明的是，模块化作业单元的切割机构包括刀片20、刀片夹具27、切割机构滑块28和切割机构气缸26，其中，刀片20安装在刀片夹具上27，刀片夹具27安装在切割机构滑块28上并与切割机构气缸26连接，切割机构气缸26和切割机构滑块28上下依次安装在模块化作业单元支架29 上，切割机构气缸26通过电磁阀与智能控制系统电连接。具体的，切割机构6通过平铺方式布置在作业单元支架29的尾部，切割机构6与抓放调整机构5相连接，切割机构6由刀片20、刀片夹具27、切割机构滑块28和切割机构气缸26组成。可以理解的是，智能控制系统控制抬刀与下刀，抓放手指18把调整好的槟榔送至切刀下实现切籽动作，已模仿人工切籽方式，抓放手指18夹紧槟榔调整角度垂直于切刀下，使切籽过程中安全精准。

在一个实施例中，本公开涉及的一种槟榔智能选切籽一体机中的模块化作业单元的出料机构10包括出料气喷嘴21和切料出口30，其中，出料气喷嘴21与切料出口30分别位于模块化作业单元支架29的两侧，出料气喷嘴 21通过电磁阀与智能控制系统连接。此外，本公开涉及的一种槟榔智能选切籽一体机中的视觉检测模块包括光源模组和检测相机7，其中，光源模组包括至少两个LED光源8，LED光源8安装在机架上部并在检测相机7的外围，检测相机7安装在机架上部并处在废料出口25的正上方，检测相机7 与智能控制系统电连接。

在一个实施例中，检测相机7与智能控制系统连接，可全局监测排序机构4出口、抓放手指18和切割位置上的槟榔并做出执行。整机无需编码器、限位开关，定位精度可控制在0.1mm内。进一步地，智能控制系统与检测相机7相连接，智能控制系统，用于对检测相机7采集的图像数据进行分析计算，实时得到槟榔和抓放手指18的位置状态信息，根据计算得到的位置状态控制模块化作业单元完成作业操作。检测相机7用于实时采集图像，并将图像数据发送至智能控制系统。需要说明的是，检测相机7优选全局曝光工业相机UKE2520。

本发明提出的一种槟榔智能选切籽一体机将槟榔加工过程中的选籽、切籽融入一台设备中进行，槟榔加工效率高，生产质量合格率高，生产成本大幅降低。本发明采用的进料和排序方式，使得槟榔籽排列整齐、有序，抓放调整的方式能保证切割机构每一刀切下去都是合格产品。

为了更加清楚地理解与应用本发明提出的一种槟榔智能选切籽一体机，结合图2-5进行以下示例。需要说明的是，本发明的保护范围不局限以下示例。

具体的，结合图2-5所示，槟榔从入料斗1通过进料机构2到达排序机构4，其中槟榔在进料机构2时，料刷3把多余的槟榔刷回入料斗1。槟榔通过排序机构4输送至抓放调整机构5进程范围内，由检测相机7发送图像到智能控制系统，智能控制系统进行槟榔的信息分析计算，并由智能系统做出判断，如符合预期设置会被抓放调整机构5送至切割机构6进行切籽，切完后会被气喷嘴21吹入切料出口30。如不符合预期设置会被抓放调整机构 5放行，由排序机构4输送至废料出口25。

进一步地，如图2所示，整机由12组模块化图2作业单元组成，槟榔通过进料机构电机11为动力带动提料胶链12，通过料刷3刷除多余槟榔。槟榔由进料机构2进入排序机构4，排序机构电机13带动排序传送皮带14 将槟榔输送至排序机构4出口处，相机和智能控制系统引导抓放手指18抓取槟榔中心点，抓放调整机构5旋转电机19带动旋转台17调整抓放手指18 角度，调整好角度送至图5切割机构，如图5所示切割机构气缸26带动刀片20往下完成切籽工序。

本发明提供的槟榔智能选切籽一体机，由机架、至少一组模块化作业单元、视觉检测模块、智能控制系统组成。优选地，模块化作业单元为12组作业单元。模块化作业单元依顺序包括：进料机构、排序机构、抓放调整机构、切割机构、出料机构。作业单元各组之间并行独立作业，互不影响。根据槟榔来料不可控、形状个体差异较大的特点，本发明首次提出了采用模块化作业单元根据各个槟榔的特点完成选籽和切籽，更适合槟榔零损耗高效率的大规模智能化选籽和切籽加工。本发明实现了槟榔分选、调整和切籽的智能化，并且可模仿人工切法，切籽均匀、零损耗，可以极大提高生产效率，降低劳动强度和生产成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种槟榔智能选切籽一体机，其特征在于，所述槟榔智能选切籽一体机包括：机架、至少一组模块化作业单元、视觉检测模块、智能控制系统；其中，所述机架上平行布置所述至少一组模块化作业单元；所述视觉检测模块布置在所述模块化作业单元上方；所述模块化作业单元、所述视觉检测模块均与所述智能控制系统电连接；所述模块化作业单元包括依次布置的进料机构、排序机构、抓放调整机构、切割机构以及出料机构；所述模块化作业单元各组之间为相互独立的并行作业；

整机由12组模块化作业单元组成，槟榔通过进料机构电机为动力带动提料胶链，通过料刷刷除多余槟榔；槟榔由进料机构进入排序机构，排序机构电机带动排序传送皮带将槟榔输送至排序机构出口处，相机和智能控制系统引导抓放手指抓取槟榔中心点，抓放调整机构旋转电机带动旋转台调整抓放手指角度，调整好角度送至切割机构，所述切割机构气缸带动刀片往下完成切籽工序；

所述模块化作业单元的所述抓放调整机构包括滑块、机械臂、旋转台、气缸、抓放手指以及电机，其中，所述滑块和带动所述滑块运动的电机前后依次安装在所述模块化作业单元支架后端，所述机械臂安装在所述滑块下部，所述旋转台和带动旋转的电机按前后依次安装在所述机械臂的前端，所述气缸安装在所述旋转台上，所述抓放手指安装在所述气缸上，所述抓放手指凸起的抓取点安装有食品级PP胶片，所述抓放手指的上面安装有定位手指位置状态的圆形定位标识，所述气缸通过电磁阀与所述智能控制系统电连接，所述电机与所述智能控制系统电连接；

机械行程以排序机构的出口为起始点，以废料出口或者切割机构的切台为终止点，抓放调整机构可调节旋转角度，通过旋转电机，抓放手指抓取槟榔调整好需要的角度送至切割机构的切台或者角度无法调整好的送至废料出口。

2.根据权利要求1所述的槟榔智能选切籽一体机，其特征在于，还包括：入料斗和料刷，其中，所述模块化作业单元的所述进料机构布置在所述入料斗中，所述料刷布置在所述进料机构的上方，所述进料机构包括电机和带卡槽的提料胶链，所述电机与所述智能控制系统电连接。

3.根据权利要求1所述的槟榔智能选切籽一体机，其特征在于，所述模块化作业单元包括支架，其中，所述支架从前至后依次布置所述模块化作业单元的所述排序机构、所述抓放调整机构、所述切割机构以及所述出料机构，所述支架在所述排序机构的出口处设置一个单边凹口作为所述模块化作业单元的废料出口。

4.根据权利要求1所述的槟榔智能选切籽一体机，其特征在于，所述模块化作业单元的所述排序机构包括电机、传送皮带、限宽挡板以及限高挡板，其中，所述电机与所述智能控制系统电连接，所述传送皮带布置在所述模块化作业单元支架的前端，所述限宽挡板安装在所述传送皮带两侧，所述限高挡板安装在所述传送皮带入料端的上方。

5.根据权利要求1所述的槟榔智能选切籽一体机，其特征在于，所述模块化作业单元的所述切割机构包括刀片、刀片夹具、滑块和气缸，其中，所述刀片安装在所述刀片夹具上，所述刀片夹具安装在所述滑块上并与所述气缸连接，所述气缸和所述滑块上下依次安装在所述模块化作业单元的支架上，所述气缸通过电磁阀与所述智能控制系统电连接。

6.根据权利要求1所述的槟榔智能选切籽一体机，其特征在于，所述模块化作业单元的所述出料机构包括出料气喷嘴和切料出口，其中，所述出料气喷嘴与所述切料出口分别位于所述模块化作业单元支架的两侧，所述出料气喷嘴通过电磁阀与所述智能控制系统连接。

7.根据权利要求1所述的槟榔智能选切籽一体机，其特征在于，所述视觉检测模块包括光源模组和检测相机，其中，所述光源模组包括至少两个LED光源，所述LED光源安装在机架上部并在所述检测相机的外围，所述检测相机安装在机架上部并处在废料出口的正上方，所述检测相机与所述智能控制系统电连接。