CN110973221A - 一种虾开背系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种虾开背系统及其方法。所述一种虾开背系统，包括以下机构：下料机构、虾身位置识别机构、虾身位置调整放置机构、传送机构、限位机构、开背冲洗机构、推料机构、收集机构和控制机构；所述下料机构用于储存虾并将虾按顺序一个一个排出；所述虾身位置识别机构用于将下料机构排出的虾进行拍照识别，判断虾身的位置并生成虾位置坐标；所述虾身位置调整放置机构用于将虾抓取并调整虾身位置然后将其放入到传送机构上。本发明提供的虾开背系统及其方法采用自动机械化设备，可以对虾进行系统化的开背操作，并且整个开背工作流程设计合理，能够准确顺利的完成开背，同时开背效率高，可以对大批量的虾进行统一处理，因此经济价值高。

Description

一种虾开背系统及其方法

技术领域

本发明涉及水产品加工技术领域，尤其涉及一种虾开背系统及其方法。

背景技术

虾仁的营养极为丰富，对人体具有非常高的营养价值。虾仁中含有20％的蛋白质，是蛋白质含量很高的食品之一，是鱼、蛋、奶的几倍甚至十几倍；虾仁含有甘氨酸，这种氨基酸的含量非常高；和鱼肉、禽肉相比，脂肪含量少，并且几乎不含作为能量来源的动物糖质；虾仁中的胆固醇含量较高，同时含有丰富的能降低人体血清胆固醇的牛磺酸；虾仁含有丰富的钾、碘、镁、磷等微量元素和维生素A等成分，其肉质松软，易消化，对身体虚弱以及病后需要调养的人是极好的食物，虾仁中丰富的镁，镁对心脏活动具有重要的调节作用，能很好的保护心血管系统，它可减少血液中胆固醇含量，防止动脉硬化，同时还能扩张冠状动脉，有利于预防高血压及心肌梗死。

再将虾仁从虾中取出时，需要对虾进行去头、去尾、开虾壳和去虾肠等操作，这样可以得到的纯虾肉。但是目前都是依靠人工采用工具完成上述操作，这样存在几个缺点：

1、人工处理效率慢，无法大批量完成虾仁的取出工作；

2、人工处理失误性高，容易造成虾浪费；

3、人工处理的劳动强度高，且人力成本高，经济价值低。

因此，有必要提供一种虾开背系统及其方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种虾开背系统及其方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种虾开背系统，包括以下机构：下料机构、虾身位置识别机构、虾身位置调整放置机构、传送机构、限位机构、开背冲洗机构、推料机构、收集机构和控制机构；

所述下料机构用于储存虾并将虾按顺序一个一个排出；

所述虾身位置识别机构用于将下料机构排出的虾进行拍照识别，判断虾身的位置并生成虾位置坐标；

所述虾身位置调整放置机构用于将虾抓取并调整虾身位置然后将其放入到传送机构上；

所述传送机构用于对虾进行运输，将其运输到开背冲洗机构内；

所述限位组件用于对传送机构内的虾进行限位；

所述开背冲洗机构用于对虾进行开背冲洗处理；

所述推料机构用于推动虾在开背冲洗机构内移动并将其推入进收集机构内；

所述控制机构用于对下料机构、虾身位置识别机构、虾身位置调整放置机构、传送机构、开背冲洗机构和推料机构进行控制。

优选的，

所述下料机构包括工作台Ⅰ、自动下料箱和下料单通道；

所述虾身位置识别机构包括定位架、传感器和工业相机；

所述虾身位置调整放置机构包括六轴机械臂和夹具组件；

所述传送机构包括驱动电机、机架、传输辊和传送带；

所述限位机构包括支架和挡板；

所述开背冲洗机构包括工作台Ⅱ、操作模具、开背电机、开背刀具、水枪、水箱和水泵；

所述推料机构包括固定座、气缸和推块；

所述控制机构包括主控机；

所述收集机构包括收集箱。

优选的，

所述自动下料箱固定在工作台Ⅰ上，所述下料单通道固定在自动下料箱的一侧且与其内部相连通，所述下料单通道呈倾斜设置；

所述定位架固定在工作台Ⅰ上，所述传感器和工业相机均固定在定位架上；

所述六轴机械臂固定在工作台Ⅰ上，所述夹具组件固定在六轴机械臂的旋转输出端；

所述机架与工作台Ⅰ均放置在同一地面上，所述驱动电机和传输辊均固定在机架上，所述传输辊的数量为两个且其中一个与驱动电机的输出轴通过联轴器固定连接，两个所述传输辊通过传送带传动连接；

所述支架和挡板的数量均为两个，两个所述挡板均通过支架固定在机架上；

所述工作台Ⅱ与机架和工作台Ⅰ均放置在同一地面上，所述操作模具固定在工作台Ⅱ上，所述操作模具中间具有一个贯穿操作模具的开背通道，所述开背电机固定在操作模具的一侧，所述开背刀具固定在开背电机的输出轴上，所述水枪固定在操作模具的另一侧，所述水箱固定在工作台Ⅱ的内部，所述水箱和水枪之间通过水泵和管路相连通；

所述固定座固定在工作台Ⅱ上且位于开背通道的一端，所述气缸固定在固定座上，所述推块固定在气缸的活塞杆上，所述推块的一部分位于开背通道内；

所述主控机固定地面上，所述主控机与自动下料箱、传感器、工业相机、六轴机械臂、夹具组件、驱动电机、开背电机、水泵和气缸电性连接；

所述收集箱放置在地面上，且收集箱位于开背通道的另一端位置处。

一种虾开背方法，所述方法包括以下步骤：

A、下料，通过主控机控制自动下料箱工作，自动下料箱将按照一个一个排序的方式从下料单通道排出并落到工作台Ⅰ上；

B、识别定位，当虾下落到工作台Ⅰ上后，此时传感器检测到虾，然后将检测信号传输给主控机，主控机控制工业相机拍照，然后将照片与主控机内比对图像进行比对，判断虾身位置是否正确，同时获得虾位置坐标；

C、虾身调整放置，若虾身位置正确，则主控机控制六轴机械臂带动夹具组件靠近虾将其抓取并按照原转态放入到传送带上；若虾身位置不正确，则主控机控制六轴机械臂带动夹具组件靠近虾将其抓取并进行旋转调节后将其放入到传送带上；

D、传送，当虾位于传送带上时，此时虾位于两个挡板相对一侧之间，且虾背位于开背刀具的一侧，依靠不断转动的传送带将虾送入到操作模具的开背通道内；

E、推料，当虾位于开背通道内，通过主控机启动气缸工作，气缸带动推块进行移动并与虾接触，然后利用推块推动虾在开背通道内移动；

F、开背清洗，在气缸通过推块推动虾进行移动过程中，开背电机一直带动开背刀具转动，从而当虾移动到不断转动的开背刀具时，利用开背刀具对虾被进行切割操作，同时水泵将水箱内的水抽出并通过管路输送到水枪内，水枪将水喷出对开背部位进行清洗；

G、下料，随着气缸的不断工作，会将开背结束后的虾推入进收集箱内；

H、控制，上述步骤A～G过程中，由主控机对其全程操。

与相关技术相比较，本发明提供的虾开背系统及其方法具有如下有益效果：

本发明提供一种虾开背系统及其方法，采用自动机械化设备，可以对虾进行系统化的开背操作，并且整个开背工作流程设计合理，能够准确顺利的完成开背，同时开背效率高，可以对大批量的虾进行统一处理，因此经济价值高，同时减少了人力成本。

具体实施方式

下面结合实施方式对本发明作进一步说明。

该虾开背系统包括以下机构：下料机构、虾身位置识别机构、虾身位置调整放置机构、传送机构、限位机构、开背冲洗机构、推料机构、收集机构和控制机构。

下料机构用于储存虾并将虾按顺序一个一个排出。

虾身位置识别机构用于将下料机构排出的虾进行拍照识别，判断虾身的位置并生成虾位置坐标。

虾身位置调整放置机构用于将虾抓取并调整虾身位置然后将其放入到传送机构上。

传送机构用于对虾进行运输，将其运输到开背冲洗机构内。

限位组件用于对传送机构内的虾进行限位。

开背冲洗机构用于对虾进行开背冲洗处理。

推料机构用于推动虾在开背冲洗机构内移动并将其推入进收集机构内。

控制机构用于对下料机构、虾身位置识别机构、虾身位置调整放置机构、传送机构、开背冲洗机构和推料机构进行控制。

下料机构包括工作台Ⅰ、自动下料箱和下料单通道，自动下料箱固定在工作台Ⅰ上，下料单通道固定在自动下料箱的一侧且与其内部相连通，下料单通道呈倾斜设置，其中自动下料箱的作用是为了将虾一个一个的送入到下料单通道内，同时工作台Ⅰ上还固定有轨道，下料单通道的出口端直接与轨道接触，虾经过下料单通道进入到轨道内，然后虾会停留在轨道上，由于下料单通道只能使虾一个一个的下落，因此当轨道上的虾未经过处理时，可以保证虾不会继续掉落。

虾身位置识别机构包括定位架、传感器和工业相机，定位架固定在工作台Ⅰ上，传感器和工业相机均固定在定位架上，由于虾位于轨道上，当传感器检测到虾的存在时，此时利用工业相机将虾进行拍照处理，然后与控制机构内的数据进行比对，判断虾身位置是否正确和确定此时虾的坐标，由于虾是弓着的，因此虾背的一侧会外凸。

虾身位置调整放置机构包括六轴机械臂和夹具组件，六轴机械臂固定在工作台Ⅰ上，夹具组件固定在六轴机械臂的旋转输出端，六轴机械臂为现有成熟技术，即六个关节可以自由移动的机械手臂，夹具组件的作用是在六轴机械臂的带动下将虾进行抓取并放置，并且还需要通过六轴机械臂对虾的方向进行调整，夹具组件可以为机械手爪，能够顺利的将虾进行抓取。

传送机构包括驱动电机、机架、传输辊和传送带，机架与工作台Ⅰ均放置在同一地面上，驱动电机和传输辊均固定在机架上，传输辊的数量为两个且其中一个与驱动电机的输出轴通过联轴器固定连接，两个传输辊通过传送带传动连接，传送机构为现有的输送带结构，可以顺利完成对虾的输送工作，传送机构的设计是为了增加两只虾处理的时间间隔，这样才能保证本发明可以有序的进行，能够对每一只虾都进行有效的开背处理。

限位机构包括支架和挡板，支架和挡板的数量均为两个，两个挡板均通过支架固定在机架上，考虑到虾的体积小，为了保证虾可以顺利进入到开背冲洗机构内，因此通过两个挡板与传送带配合，构成一个窄小的虾移动通道，虾在六轴机械臂和夹具组件的配合下按照固定的方向放入进虾移动通道内，可以保持虾的背面与其中一个挡板接触，从而对虾起到限位作用，因此可以保证虾顺利进入到开背冲洗机构内。

开背冲洗机构包括工作台Ⅱ、操作模具、开背电机、开背刀具、水枪、水箱和水泵，工作台Ⅱ与机架和工作台Ⅰ均放置在同一地面上，操作模具固定在工作台Ⅱ上，操作模具中间具有一个贯穿操作模具的开背通道，开背电机固定在操作模具的一侧，开背刀具固定在开背电机的输出轴上，水枪固定在操作模具的另一侧，水箱固定在工作台Ⅱ的内部，水箱和水枪之间通过水泵和管路相连通，虾经过传送带后会进入到开背通道内，由于虾在传送带上受到限位的影响，因此可以保证每次虾都可以顺利进入到开背通道内，并且开背通道的宽度略大于虾的宽度，当虾位于开背通道内，推料机构会推动虾在开背通道内移动，开背刀具为圆形刀片，由于虾的背部是弓着的，因此只需要将开背刀具的一小部分露在开背通道内即可，从而利用不但转动的开背刀具将虾的背部进行开割，同时水泵会将水从水箱内抽出输送到水枪内，利用水枪将水喷出对开背部位进行清洗，其中开背冲洗机构还包括一个废水收集框，废水收集框用于将清洗的废水进行收集。

推料机构包括固定座、气缸和推块，固定座固定在工作台Ⅱ上且位于开背通道的一端，气缸固定在固定座上，推块固定在气缸的活塞杆上，推块的一部分位于开背通道内，利用气缸带动推块不断的在开背通道的内移动，即可推动虾不断的移动。

控制机构包括主控机，主控机与自动下料箱、传感器、工业相机、六轴机械臂、夹具组件、驱动电机、开背电机、水泵和气缸电性连接。

收集机构包括收集箱，收集箱放置在地面上，且收集箱位于开背通道的另一端位置处，利用收集箱将开背好的虾进行收集即可。

一种虾开背方法，方法包括以下步骤：

A、下料，通过主控机控制自动下料箱工作，自动下料箱将按照一个一个排序的方式从下料单通道排出并落到工作台Ⅰ上；

B、识别定位，当虾下落到工作台Ⅰ上后，此时传感器检测到虾，然后将检测信号传输给主控机，主控机控制工业相机拍照，然后将照片与主控机内比对图像进行比对，判断虾身位置是否正确，同时获得虾位置坐标；

C、虾身调整放置，若虾身位置正确，则主控机控制六轴机械臂带动夹具组件靠近虾将其抓取并按照原转态放入到传送带上；若虾身位置不正确，则主控机控制六轴机械臂带动夹具组件靠近虾将其抓取并进行旋转调节后将其放入到传送带上；

D、传送，当虾位于传送带上时，此时虾位于两个挡板相对一侧之间，且虾背位于开背刀具的一侧，依靠不断转动的传送带将虾送入到操作模具的开背通道内；

E、推料，当虾位于开背通道内，通过主控机启动气缸工作，气缸带动推块进行移动并与虾接触，然后利用推块推动虾在开背通道内移动；

F、开背清洗，在气缸通过推块推动虾进行移动过程中，开背电机一直带动开背刀具转动，从而当虾移动到不断转动的开背刀具时，利用开背刀具对虾被进行切割操作，同时水泵将水箱内的水抽出并通过管路输送到水枪内，水枪将水喷出对开背部位进行清洗；

G、下料，随着气缸的不断工作，会将开背结束后的虾推入进收集箱内；

H、控制，上述步骤A～G过程中，由主控机对其全程操控。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。

Claims (4)

1.一种虾开背系统，其特征在于：包括以下机构：下料机构、虾身位置识别机构、虾身位置调整放置机构、传送机构、限位机构、开背冲洗机构、推料机构、收集机构和控制机构；

所述下料机构用于储存虾并将虾按顺序一个一个排出；

所述虾身位置识别机构用于将下料机构排出的虾进行拍照识别，判断虾身的位置并生成虾位置坐标；

所述虾身位置调整放置机构用于将虾抓取并调整虾身位置然后将其放入到传送机构上；

所述传送机构用于对虾进行运输，将其运输到开背冲洗机构内；

所述限位组件用于对传送机构内的虾进行限位；

所述开背冲洗机构用于对虾进行开背冲洗处理；

所述推料机构用于推动虾在开背冲洗机构内移动并将其推入进收集机构内；

所述控制机构用于对下料机构、虾身位置识别机构、虾身位置调整放置机构、传送机构、开背冲洗机构和推料机构进行控制。

2.根据权利要求1所述的虾开背系统，其特征在于，

所述下料机构包括工作台Ⅰ、自动下料箱和下料单通道；

所述虾身位置识别机构包括定位架、传感器和工业相机；

所述虾身位置调整放置机构包括六轴机械臂和夹具组件；

所述传送机构包括驱动电机、机架、传输辊和传送带；

所述限位机构包括支架和挡板；

所述开背冲洗机构包括工作台Ⅱ、操作模具、开背电机、开背刀具、水枪、水箱和水泵；

所述推料机构包括固定座、气缸和推块；

所述控制机构包括主控机；

所述收集机构包括收集箱。

3.根据权利要求3所述的虾开背系统，其特征在于，

所述自动下料箱固定在工作台Ⅰ上，所述下料单通道固定在自动下料箱的一侧且与其内部相连通，所述下料单通道呈倾斜设置；

所述定位架固定在工作台Ⅰ上，所述传感器和工业相机均固定在定位架上；

所述六轴机械臂固定在工作台Ⅰ上，所述夹具组件固定在六轴机械臂的旋转输出端；

所述机架与工作台Ⅰ均放置在同一地面上，所述驱动电机和传输辊均固定在机架上，所述传输辊的数量为两个且其中一个与驱动电机的输出轴通过联轴器固定连接，两个所述传输辊通过传送带传动连接；

所述支架和挡板的数量均为两个，两个所述挡板均通过支架固定在机架上；

所述工作台Ⅱ与机架和工作台Ⅰ均放置在同一地面上，所述操作模具固定在工作台Ⅱ上，所述操作模具中间具有一个贯穿操作模具的开背通道，所述开背电机固定在操作模具的一侧，所述开背刀具固定在开背电机的输出轴上，所述水枪固定在操作模具的另一侧，所述水箱固定在工作台Ⅱ的内部，所述水箱和水枪之间通过水泵和管路相连通；

所述固定座固定在工作台Ⅱ上且位于开背通道的一端，所述气缸固定在固定座上，所述推块固定在气缸的活塞杆上，所述推块的一部分位于开背通道内；

所述主控机固定地面上，所述主控机与自动下料箱、传感器、工业相机、六轴机械臂、夹具组件、驱动电机、开背电机、水泵和气缸电性连接；

所述收集箱放置在地面上，且收集箱位于开背通道的另一端位置处。

4.一种虾开背方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

A、下料，通过主控机控制自动下料箱工作，自动下料箱将按照一个一个排序的方式从下料单通道排出并落到工作台Ⅰ上；

B、识别定位，当虾下落到工作台Ⅰ上后，此时传感器检测到虾，然后将检测信号传输给主控机，主控机控制工业相机拍照，然后将照片与主控机内比对图像进行比对，判断虾身位置是否正确，同时获得虾位置坐标；

C、虾身调整放置，若虾身位置正确，则主控机控制六轴机械臂带动夹具组件靠近虾将其抓取并按照原转态放入到传送带上；若虾身位置不正确，则主控机控制六轴机械臂带动夹具组件靠近虾将其抓取并进行旋转调节后将其放入到传送带上；

D、传送，当虾位于传送带上时，此时虾位于两个挡板相对一侧之间，且虾背位于开背刀具的一侧，依靠不断转动的传送带将虾送入到操作模具的开背通道内；

E、推料，当虾位于开背通道内，通过主控机启动气缸工作，气缸带动推块进行移动并与虾接触，然后利用推块推动虾在开背通道内移动；

F、开背清洗，在气缸通过推块推动虾进行移动过程中，开背电机一直带动开背刀具转动，从而当虾移动到不断转动的开背刀具时，利用开背刀具对虾被进行切割操作，同时水泵将水箱内的水抽出并通过管路输送到水枪内，水枪将水喷出对开背部位进行清洗；

G、下料，随着气缸的不断工作，会将开背结束后的虾推入进收集箱内；

H、控制，上述步骤A～G过程中，由主控机对其全程操控。