CN111011464A - 一种虾去头系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种虾去头系统及其方法。所述一种虾去头系统，包括以下机构：下料机构、虾头位置识别机构、虾头位置调整放置机构、传送机构、按压机构、挤压输送机构、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。本发明提供的虾去头系统及其方法通过对虾进行机械化和流程化的处理，首先将虾头位置摆正并放入到传送机构上，可以保证虾的位置正确，从而对每次处理工作的效果均进行保证，采用按压和摩擦的方式只对虾头部分进行处理，从而不会对虾肉造成影响，避免了浪费，同时虾头和虾身分离后会各自移动掉落，不需要人为进行收集，因此工作效率高，从而本发明使用价值高，可以作为虾头与虾身分离用设备。

Description

一种虾去头系统及其方法

技术领域

本发明涉及水产品加工技术领域，尤其涉及一种虾去头系统及其方法。

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。但是目前虾头与虾身分离装置大多数为人工手动上下料，将虾一个个的摆放在机器内，然后利用机器快速对虾头进行剪切，这种虾头与虾身分离装置的效率不高，而且容易出现剪切失败，造成虾肉部分浪费，因此使用价值较低，而且给工作人员带来较高的劳动强度。

因此，有必要提供一种虾去头系统及其方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种虾去头系统及其方法，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去头系统，包括以下机构：下料机构、虾头位置识别机构、虾头位置调整放置机构、传送机构、按压机构、挤压输送机构、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；

所述虾头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；

所述虾头位置调整放置机构用于将虾抓取并调整虾头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，将其运输到传送机构的一端并位于按压机构的工位处；

所述按压机构用于对传送机构上的虾的颈部进行按压；

所述挤压输送机构用于与传送机构和按压机构相配合将虾头去掉然后再对虾身进行运输；

所述收集机构用于收集虾身部分；

所述控制机构用于对下料机构、虾头位置识别机构、虾头位置调整放置机构、传送机构、按压机构和挤压输送机构进行控制。

优选的，

所述下料机构包括工作台、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；

所述虾头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Ⅰ、机架Ⅰ、传输辊Ⅰ、传送带Ⅰ、支架和挡板；

所述按压机构包括气缸Ⅰ、定位座、气缸Ⅱ和按压块；

所述挤压输送机构包括驱动电机Ⅱ、机架Ⅱ、上挤压带、下传送带、两组传输辊Ⅱ和传动组件；

所述收集机构包括收集箱；

所述控制机构包括主控机。

优选的，

所述自动下料箱固定在工作台上，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Ⅰ与工作台均放置在同一地面上，所述驱动电机Ⅰ和传输辊Ⅰ均固定在机架Ⅰ上，所述传输辊Ⅱ的数量为两个且其中一个与驱动电机Ⅰ的输出轴通过联轴器固定连接，两个所述传输辊Ⅰ通过传送带Ⅰ传动连接，两个所述挡板均通过支架固定在机架Ⅰ，两个挡板与传送带Ⅰ之间形成虾传送通道；

所述气缸Ⅰ固定在机架上，所述定位座固定在气缸Ⅰ的活塞杆上，所述气缸Ⅱ固定在定位座的内部，所述按压块固定在气缸Ⅱ的活塞杆上；

所述机架Ⅱ放置在地面上，所述驱动电机Ⅱ固定在机架Ⅱ上，每组所述传输辊Ⅱ均包括两个传输辊Ⅱ且呈上下设置，所述上挤压带设置在上方两个传输辊Ⅱ上，所述下传送带设置在下方两个传输辊Ⅱ上，所述下传送带与传送带Ⅰ的平面平齐，所述下传送带与传送带Ⅰ中间存在一个间隙，两组所述传输辊Ⅱ之前通过传动组件传动连接，所述上挤压带的一部分位于传送带Ⅰ的上方，所述驱动电机的输出轴通过联轴器与下方其中一个传输辊Ⅱ的一端固定连接；

所述收集箱放置在地面上，且收集箱下传送带的边缘位置处；

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Ⅰ、气缸Ⅰ、气缸Ⅱ、驱动电机Ⅱ电性连接。

一种虾去头方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、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上；

S2、识别定位，当虾下落到工作台上后，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，判断虾头位置是否正确，同时获得虾位置坐标；

S3、虾头调整放置，若虾头位置正确，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Ⅰ上；若虾头位置不正确，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Ⅰ上；

S4、传送，当虾位于传送带Ⅰ上时，此时虾位于两个挡板相对一侧之间，且虾头朝向与传送带Ⅰ的转动方向相同，同时虾与两个挡板之间发生接触，依靠不断转动的传送带Ⅰ带动下移动到传送带Ⅰ的一端；

S5、按压，当虾在传送带Ⅰ上移动到传送带Ⅰ的一端时，此时气缸Ⅰ带动定位座移动且停留在两个挡板间隙的正上方，当虾还随着传送带Ⅰ移动且从而两个挡板的范围内出来后，气缸Ⅱ带动按压块下降，利用按压块按下住虾颈部，此时虾还位于传送带Ⅰ上，且无法进行移动；

S6、取头，两组传输辊Ⅱ之间通过传动组件传动连接，因此可以一起工作，再驱动电机Ⅱ的驱动下，上挤压带和下传送带可以一起转动，且转动方向相同，上挤压带和下传送带的转动方向与传送带Ⅰ的转动方向一致，由于上挤压带的一部分位于传送带Ⅰ的上方，因此虾头的部位位于传送带Ⅰ和上挤压带之间，再摩擦和挤压的方式下，虾头被剥除，由于虾头部位没有收到按压，因此虾头随着传送带Ⅰ移动，且由于下传送带与传送带Ⅰ中间存在一个间隙，既两者之间未接触，从而虾头从该间隙掉落，然后气缸二带动按压块上升，由于间隙小，从而虾身部分可以顺利经过并进入到下传送带上；

S7、收集，虾身在下传送带上移动，最后进入到收集箱内；

S8、控制，上述S1～S7过程中，由主控机对其全程操控。

与相关技术相比较，本发明提供的虾去头系统及其方法具有如下有益效果：

本发明提供一种虾去头系统及其方法，通过对虾进行机械化和流程化的处理，首先将虾头位置摆正并放入到传送机构上，可以保证虾的位置正确，从而对每次处理工作的效果均进行保证，采用按压和摩擦的方式只对虾头部分进行处理，从而不会对虾肉造成影响，避免了浪费，同时虾头和虾身分离后会各自移动掉落，不需要人为进行收集，因此工作效率高，从而本发明使用价值高，可以作为虾头与虾身分离用设备。

具体实施方式

下面结合实施方式对本发明作进一步说明。

一种虾去头系统，包括以下机构：下料机构、虾头位置识别机构、虾头位置调整放置机构、传送机构、按压机构、挤压输送机构、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。

虾头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。

虾头位置调整放置机构用于将虾抓取并调整虾头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，将其运输到传送机构的一端并位于按压机构的工位处。

按压机构用于对传送机构上的虾的颈部进行按压。

挤压输送机构用于与传送机构和按压机构相配合将虾头去掉然后再对虾身进行运输。

收集机构用于收集虾身部分。

控制机构用于对下料机构、虾头位置识别机构、虾头位置调整放置机构、传送机构、按压机构和挤压输送机构进行控制。

下料机构包括工作台、自动下料箱和下料单通道，自动下料箱固定在工作台上，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。

虾头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，判断虾头位置是否正确和确定此时虾的坐标，需要保证虾头朝向与传送机构的转动方向一致就可以。

虾头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头的朝向进行调整，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Ⅰ、机架Ⅰ、传输辊Ⅰ、传送带Ⅰ、支架和挡板，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，同时可以与按压机构和按压输送机构配合完成去虾头工作，考虑到虾的体积小，为了保证虾在传送带Ⅰ稳定移动，因此通过两个挡板与传送带Ⅰ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，可以保持虾移动的稳定，能够对虾起到限位作用，因此可以保证虾顺利移动到按压机构的工位处，并且挡板的长度小于传送带Ⅰ的运输距离。

按压机构包括气缸Ⅰ、定位座、气缸Ⅱ和按压块，为了将虾可以固定在传送带Ⅰ上，因此需要气缸Ⅰ、定位座、气缸Ⅱ和按压块的共同配合，将虾固定在传送带Ⅰ上。

挤压输送机构包括驱动电机Ⅱ、机架Ⅱ、上挤压带、下传送带、两组传输辊Ⅱ和传动组件，传动组件为齿轮和链条，因此保证了两组传输辊Ⅱ都可以顺利转动，从而上挤压带和下传送带也可以顺利转动，并且转动方向与传送带Ⅰ一直，由于按压块按下的是虾的颈部，因此虾的头部位置没有受到干扰，此时虾头位于上挤压带和传送带Ⅰ相对的一侧之间并与其接触，从而在挤压和摩擦的作用下，虾头会被摩擦掉落，并且下传送带和传送带Ⅰ之间由于存在间隙，可以使虾头掉落，但是虾身由于体积大，则无法掉落，当按压块与虾颈部分离后，虾身会顺利进入到下传送带上。

收集机构包括收集箱，收集箱放置在地面上，且收集箱下传送带的边缘位置处，可以顺利将下传送带上的虾身进行收集。

控制机构包括主控机，主控机固定地面上，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Ⅰ、气缸Ⅰ、气缸Ⅱ、驱动电机Ⅱ电性连接。

一种虾去头方法，方法包括以下步骤：

S1、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上；

S2、识别定位，当虾下落到工作台上后，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，判断虾头位置是否正确，同时获得虾位置坐标；

S3、虾头调整放置，若虾头位置正确，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Ⅰ上；若虾头位置不正确，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Ⅰ上；

S4、传送，当虾位于传送带Ⅰ上时，此时虾位于两个挡板相对一侧之间，且虾头朝向与传送带Ⅰ的转动方向相同，同时虾与两个挡板之间发生接触，依靠不断转动的传送带Ⅰ带动下移动到传送带Ⅰ的一端；

S5、按压，当虾在传送带Ⅰ上移动到传送带Ⅰ的一端时，此时气缸Ⅰ带动定位座移动且停留在两个挡板间隙的正上方，当虾还随着传送带Ⅰ移动且从而两个挡板的范围内出来后，气缸Ⅱ带动按压块下降，利用按压块按下住虾颈部，此时虾还位于传送带Ⅰ上，且无法进行移动；

S6、取头，两组传输辊Ⅱ之间通过传动组件传动连接，因此可以一起工作，再驱动电机Ⅱ的驱动下，上挤压带和下传送带可以一起转动，且转动方向相同，上挤压带和下传送带的转动方向与传送带Ⅰ的转动方向一致，由于上挤压带的一部分位于传送带Ⅰ的上方，因此虾头的部位位于传送带Ⅰ和上挤压带之间，再摩擦和挤压的方式下，虾头被剥除，由于虾头部位没有收到按压，因此虾头随着传送带Ⅰ移动，且由于下传送带与传送带Ⅰ中间存在一个间隙，既两者之间未接触，从而虾头从该间隙掉落，然后气缸二带动按压块上升，由于间隙小，从而虾身部分可以顺利经过并进入到下传送带上；

S7、收集，虾身在下传送带上移动，最后进入到收集箱内；

S8、控制，上述S1～S7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内。

Claims (4)

1.一种虾去头系统及其方法，其特征在于：包括以下机构：下料机构、虾头位置识别机构、虾头位置调整放置机构、传送机构、按压机构、挤压输送机构、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；

所述虾头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；

所述虾头位置调整放置机构用于将虾抓取并调整虾头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，将其运输到传送机构的一端并位于按压机构的工位处；

所述按压机构用于对传送机构上的虾的颈部进行按压；

所述挤压输送机构用于与传送机构和按压机构相配合将虾头去掉然后再对虾身进行运输；

所述收集机构用于收集虾身部分；

所述控制机构用于对下料机构、虾头位置识别机构、虾头位置调整放置机构、传送机构、按压机构和挤压输送机构进行控制。

2.根据权利要求1所述的虾去头系统，其特征在于，

所述下料机构包括工作台、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；

所述虾头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Ⅰ、机架Ⅰ、传输辊Ⅰ、传送带Ⅰ、支架和挡板；

所述按压机构包括气缸Ⅰ、定位座、气缸Ⅱ和按压块；

所述挤压输送机构包括驱动电机Ⅱ、机架Ⅱ、上挤压带、下传送带、两组传输辊Ⅱ和传动组件；

所述收集机构包括收集箱；

所述控制机构包括主控机。

3.根据权利要求2所述的虾去头系统，其特征在于，

所述自动下料箱固定在工作台上，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Ⅰ与工作台均放置在同一地面上，所述驱动电机Ⅰ和传输辊Ⅰ均固定在机架Ⅰ上，所述传输辊Ⅱ的数量为两个且其中一个与驱动电机Ⅰ的输出轴通过联轴器固定连接，两个所述传输辊Ⅰ通过传送带Ⅰ传动连接，两个所述挡板均通过支架固定在机架Ⅰ，两个挡板与传送带Ⅰ之间形成虾传送通道；

所述气缸Ⅰ固定在机架上，所述定位座固定在气缸Ⅰ的活塞杆上，所述气缸Ⅱ固定在定位座的内部，所述按压块固定在气缸Ⅱ的活塞杆上；

所述机架Ⅱ放置在地面上，所述驱动电机Ⅱ固定在机架Ⅱ上，每组所述传输辊Ⅱ均包括两个传输辊Ⅱ且呈上下设置，所述上挤压带设置在上方两个传输辊Ⅱ上，所述下传送带设置在下方两个传输辊Ⅱ上，所述下传送带与传送带Ⅰ的平面平齐，所述下传送带与传送带Ⅰ中间存在一个间隙，两组所述传输辊Ⅱ之前通过传动组件传动连接，所述上挤压带的一部分位于传送带Ⅰ的上方，所述驱动电机的输出轴通过联轴器与下方其中一个传输辊Ⅱ的一端固定连接；

所述收集箱放置在地面上，且收集箱下传送带的边缘位置处；

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Ⅰ、气缸Ⅰ、气缸Ⅱ、驱动电机Ⅱ电性连接。

4.一种虾去头方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、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上；

S2、识别定位，当虾下落到工作台上后，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，判断虾头位置是否正确，同时获得虾位置坐标；

S3、虾头调整放置，若虾头位置正确，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Ⅰ上；若虾头位置不正确，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Ⅰ上；

S4、传送，当虾位于传送带Ⅰ上时，此时虾位于两个挡板相对一侧之间，且虾头朝向与传送带Ⅰ的转动方向相同，同时虾与两个挡板之间发生接触，依靠不断转动的传送带Ⅰ带动下移动到传送带Ⅰ的一端；

S5、按压，当虾在传送带Ⅰ上移动到传送带Ⅰ的一端时，此时气缸Ⅰ带动定位座移动且停留在两个挡板间隙的正上方，当虾还随着传送带Ⅰ移动且从而两个挡板的范围内出来后，气缸Ⅱ带动按压块下降，利用按压块按下住虾颈部，此时虾还位于传送带Ⅰ上，且无法进行移动；

S6、取头，两组传输辊Ⅱ之间通过传动组件传动连接，因此可以一起工作，再驱动电机Ⅱ的驱动下，上挤压带和下传送带可以一起转动，且转动方向相同，上挤压带和下传送带的转动方向与传送带Ⅰ的转动方向一致，由于上挤压带的一部分位于传送带Ⅰ的上方，因此虾头的部位位于传送带Ⅰ和上挤压带之间，再摩擦和挤压的方式下，虾头被剥除，由于虾头部位没有收到按压，因此虾头随着传送带Ⅰ移动，且由于下传送带与传送带Ⅰ中间存在一个间隙，既两者之间未接触，从而虾头从该间隙掉落，然后气缸二带动按压块上升，由于间隙小，从而虾身部分可以顺利经过并进入到下传送带上；

S7、收集，虾身在下传送带上移动，最后进入到收集箱内；

S8、控制，上述S1～S7过程中，由主控机对其全程操控。