CN112107004B - 一种全自动留种花生剥壳机器人和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动留种花生剥壳机器人和方法，包括加工机构、送料机构和筛选机构，其特征是：所述加工机构包括铝型材支撑架、机架组件、传送带装置、转换装置、传感器装置及截止装置，所述铝型材支撑架固定连接所述机架组件，所述机架组件包括第一机架组件、第二机架组件及第三机架组件，所述铝型材支撑架固定连接所述传送带装置，所述传送带装置包括第一传送带组件、第二传送带组件及第三传送带组件，所述传送带装置固定连接所述转换装置。

Description

一种全自动留种花生剥壳机器人和方法

技术领域

本发明涉及农业机械设备领域，具体地讲，涉及一种全自动留种花生剥壳机器人和方法。

背景技术

现在市场上的花生剥壳机基本上都是以打击、揉搓为主的钢纹杆和钢栅条凹板以挤压、揉搓为主的橡胶滚筒和橡胶浮动凹板两大类，脱壳质量不均匀，对于留种花生外皮的破损率都比较高，剥出的花生主要用于榨油和食用，满足不了作为种子和出料口的需求，然而人力手工剥壳，手工剥壳不仅手指易疲劳、受伤，而且工效很低，所以花生产区广大农民迫切要求用机器来代替手工剥壳。此为，现有技术的不足之处。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种全自动留种花生剥壳机器人及剥壳方法，结构简单，破损率低，操作方便。

本发明采用如下技术方案实现发明目的：

一种全自动留种花生剥壳机器人，包括加工机构、送料机构和筛选机构，其特征是：

所述加工机构包括铝型材支撑架、机架组件、传送带装置、转换装置、传感器装置及截止装置；

所述铝型材支撑架固定连接所述机架组件；

所述机架组件包括第一机架组件、第二机架组件及第三机架组件；

所述铝型材支撑架固定连接所述传送带装置；

所述传送带装置包括第一传送带组件、第二传送带组件及第三传送带组件；

所述转换装置包括第一方向转换装置和第二方向转换装置；

所述机架组件固定连接所述传感器装置；

所述机架组件固定连接所述截止装置；

所述机架组件的下侧设置所述筛选机构。

所述第一机架组件包括第一铝型材支撑架，所述铝型材支撑架固定连接所述第一铝型材支撑架，所述第一铝型材支撑架一侧固定连接第一横向单臂机器人，所述第一横向单臂机器人的滑块固定连接第一纵向单臂机器人，所述第一纵向单臂机器人的滑块固定连接第一手指气缸，所述第一铝型材支撑架另一侧固定连接第二横向单臂机器人，所述第二横向单臂机器人的滑块固定连接第二纵向单臂机器人，所述第二纵向单臂机器人的滑块固定连接第二手指气缸，所述第二机架组件包括第二铝型材支撑架，所述铝型材支撑架固定连接所述第二铝型材支撑架，所述第二铝型材支撑架固定连接第三横向单臂机器人，所述第三横向单臂机器人固定连接第三纵向单臂机器人，所述第三纵向单臂机器人的滑块固定连接第三手指气缸，所述铝型材支撑架固定连接第一固定连接板，所述第一固定连接板上固定连接对称的第四微型单臂机器人和第五微型单臂机器人，所述第四微型单臂机器人和第五微型单臂机器人分别对应固定连接对称的第四手指气缸和第五手指气缸，所述第三机架组件包括第三铝型材支撑架，所述铝型材支撑架固定连接所述第三铝型材支撑架，所述第三铝型材支撑架固定连接第四横向单臂机器人，所述第四横向单臂机器人的滑块固定连接第六纵向单臂机器人，所述第六纵向单臂机器人的滑块固定连接第六手指气缸，所述铝型材支撑架固定连接第二固定连接板，所述第二固定连接板固定连接对称的第七微型单臂机器人和第八微型单臂机器人，所述第七微型单臂机器人和所述第八微型单臂机器人分别对应固定连接第七手指气缸和第八手指气缸。

所述第一传送带组件包括对称的第一传送带底座，所述铝型材支撑架固定连接对称的所述第一传送带底座，对称的所述第一传送带底座分别固定连接第一传送带支撑架，一个所述第一传送带底座固定连接第一传送带驱动电机，所述第一传送带驱动电机穿过一个所述第一传送带底座，所述第一传送带驱动电机固定连接第一传送带皮带轮，所述第一传送带支撑架铰接一组第一传送带滚轮，第一传送带环绕一组所述第一传送带滚轮和所述第一传送带皮带轮，所述第二传送带组件包括对称的第二传送带底座，所述铝型材支撑架固定连接对称的所述第二传送带底座，对称的所述第二传送带底座分别固定连接第二传送带支撑架，一个所述第二传送带底座固定连接第二传送带驱动电机，所述第二传送带驱动电机穿过一个所述第二传送带底座，所述第二传送带驱动电机固定连接第二传送带皮带轮，所述第二传送带支撑架铰接一组第二传送带滚轮，第二传送带环绕一组所述第二传送带滚轮和所述第二传送带皮带轮，所述第三传送带组件包括对称的第三传送带底座，所述铝型材支撑架固定连接对称的所述第三传送带底座，对称的所述第三传送带底座分别固定连接第三传送带支撑架，一个所述第三传送带底座固定连接第三传送带驱动电机，所述第三传送带驱动电机穿过一个所述第三传送带底座，所述第三传送带驱动电机固定连接第三传送带皮带轮，所述第三传送带支撑架铰接一组第三传送带滚轮，第三传送带环绕一组所述第三传送带滚轮和所述第三传送带皮带轮。

所述第一方向转换装置包括第一方向转换电机，所述第二传送带支撑架固定连接所述第一方向转换电机，所述第一方向转换电机的输出轴固定连接第一方向转换盘，所述第二方向转换装置包括第二方向转换电机，所述第三传送带支撑架固定连接所述第二方向转换电机，所述第二方向转换电机的输出轴固定连接第二方向转换盘。

所述传感器装置包括第一摄像头传感器、第二摄像头传感器及第三摄像头传感器，所述第二铝型材支撑架固定连接所述第一摄像头传感器，所述第一铝型材支撑架固定连接所述第二摄像头传感器和所述第三摄像头传感器。

所述截止装置为截至气缸，所述第二铝型材支撑架固定连接所述截至气缸。

所述第一固定连接板中部设置有第一下料斜口，所述第二固定连接板的中部设置有第二下料斜口。

所述筛选机构包括筛选装置支撑架，所述筛选装置支撑架固定连接筛选装置驱动电机，所述筛选装置支撑架固定连接对称的轴承座组件，所述筛选装置驱动电机的输出轴固定连接筛选装置主动轮，所述筛选装置主动轮通过与皮带筛选装置从动轮连接，对称的所述轴承座组件分别铰接拐臂连接轴，所述拐臂连接轴固定连接所述筛选装置从动轮，所述拐臂连接轴的拐臂处外侧环套往复运动连接杆的一端，所述往复运动连接杆的另一端铰接筛选盘底部一端，所述筛选装置支撑架的两个竖板内侧分别固定连接一组均匀分布的圆形支撑杆，所述筛选盘的下侧接触所述圆形支撑杆。

所述的送料机构包括有花生震动送料盘和花生震动送料盘支撑架，所述花生震动送料盘固定连接所述花生震动送料盘支撑架。

一种全自动留种花生剥壳机器人的剥壳方法，其特征是：包括如下步骤：

步骤一：将花生放入所述花生震动送料盘内；

步骤二：控制器控制所述花生震动送料盘震动，将花生依次排列从所述花生震动送料盘的环形轨道送出到所述花生震动送料盘的出料口；

步骤三：控制器控制所述截至气缸，当所述截至气缸（伸缩轴回缩，不再阻挡所述花生震动送料盘的出料口，花生进入所述第一传送带；

步骤四：所述第一摄像头传感器检测所述第一传送带上的花生的尺寸大小和形状位置，将数据传递给控制器，控制器控制后面的元件执行相应的动作；

步骤五：控制器判断花生是否符合标准，检测到花生符合标准，而且花生的头部朝向与第一传送带运动的方向相同，就控制所述第一机架组件中的第一横向单臂机器人、第一纵向单臂机器人和第一手指气缸把花生抓取到所述第二传送带上；

步骤六：所述第二摄像头传感器检测所述第二传送带上的花生的位置和状态，并且所述第二传送带运动的方向与所述第一传送带运动的方向相反；

步骤七：检测到所述第二传送带上的花生到达预定位置后，将数据传递给控制器，花生跟随第二传送带移动到末端并纵向落入第一方向转换盘的凹槽内，所述第一方向转换电机带动所述第一方向转换盘转动，使花生由水平状态变化为竖直状态，第一方向转换电机停止转动；

步骤八：第三横向单臂机器人和第三纵向单臂机器人带动所述第三手指气缸移动到竖直花生对应的位置，所述第三手指气缸抓取花生，并对花生施加夹持力，使得花生裂开小口，第三横向单臂机器人带动第三手指气缸向所述第四手指气缸与所述第五手指气缸方向运动，移动到预定位置，所述第四手指气缸与所述第五手指气缸在各自连接的微型单臂机器人的带动下移动并且一起抓取花生，并同时向两侧运动，使两个花生壳分离；

步骤九：分离的花生与花生壳通过所述第一下料斜口落入筛选机构中，通过所述筛选盘的运动使花生与花生壳分离，收集花生，达到预期的效果；

步骤十：当检测到花生符合标准，而且花生头部朝向与所述第一传送带运动的方向不相同，控制所述第一机架组件中的第二单臂机器人、第二微型单臂机器人和第二手指气缸把花生抓取到第三传送带上，不合格的花生跟随第一传送带的移动掉落；

步骤十一：所述第三摄像头传感器检测所述第三传送带上的花生的位置和状态，并且所述第三传送带运动的方向与所述第一传送带运动的方向相同；

步骤十二：检测到所述第三传送带上的花生到达预定位置后，将数据传递给控制器，花生跟随第三传送带移动到末端病纵向落入第二方向转换盘的凹槽内，控制器控制所述第二方向转换电机带动所述第二方向转换盘运动，使花生变化为竖直状态，第二方向转换电机停止转动；

步骤十三：第四横向单臂机器人和第六纵向单臂机器人带动所述第六手指气缸移动到竖直花生对应的位置，所述第六手指气缸抓取花生，并对花生施加夹持力，使得花生裂开小口，第四横向单臂机器人带动所述第六手指气缸向所述第七手指气缸与所述第八手指气缸方向运动，移动到预定位置，所述第七手指气缸与所述第八手指气缸各自连接的微型单臂机器人的带动下移动并且一起抓取花生，并同时向两侧运动，使两个花生壳分离；

步骤十四：分离的花生与花生壳通过所述第二下料斜口落入所述筛选机构中，通过所述筛选盘的运动使花生与花生壳分离，收集花生，达到预期的效果。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

（1）本发明通过各种机械臂的运动，实现仿人工花生剥壳的过程，把人工剥壳的过程通过合理的分解，利用多级机械臂依次实现，既达到了人工剥壳的效果，有提高了剥壳速度和效率；

（2）本装置的分拣盘往复的摆动，实现了花生种子与花生壳的分离，减轻了工作人员的劳动强度；

（3）本装置使花生产区的农民不必再采用最原始的剥壳方法进行剥壳，从而大大地减轻了农民的体力劳动，同时还提高了花生剥壳的效率。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图一。

图2为本发明的局部立体结构示意图一。

图3为本发明的局部立体结构示意图二。

图4为本发明的局部立体结构示意图三。

图5为本发明的局部立体结构示意图四。

图6为本发明的局部立体结构示意图五。

图7为本发明的立体结构示意图二。

图8为本发明图7中A的局部放大图。

图9为本发明的立体结构示意图三。

图10为本发明的方向转换盘立体结构示意图。

图11为本发明的局部立体结构示意图六。

图12为本发明的局部立体结构示意图七。

图13为本发明的局部立体结构示意图八。

图14为本发明的局部立体结构示意图九。

图15为本发明的筛选盘的立体结构示意图。

图16为本发明的局部立体结构示意图十。

图17为本发明的局部立体结构示意图十一。

图18为本发明的局部立体结构示意图十二。

图19为本发明的局部立体结构示意图十三。

图20为本发明的局部立体结构示意图十四。

图21为本发明的局部立体结构示意图十五。

图中：1、花生震动送料盘，2、花生震动送料盘支撑架，3、第一铝型材支撑架，4、第一横向单臂机器人，5、第一纵向单臂机器人，6、第一手指气缸，7、第二横向单臂机器人，8、第二纵向单臂机器人，9、第二手指气缸，10、第二铝型材支撑架，11、第三横向单臂机器人，12、第三纵向单臂机器人，13、第三手指气缸，14、第四微型单臂机器人，15、第四手指气缸，16、第五微型单臂机器人，17、第五手指气缸，18、第三铝型材支撑架，19、第四横向单臂机器人，20、第六纵向单臂机器人，21、第六手指气缸，22、第七微型单臂机器人，23、第七手指气缸，24、第八微型单臂机器人，25、第八手指气缸，26、第一传送带支撑架，27、第一传送带底座，28、第一传送带滚轮，29、第一传送带，30、第一传送带皮带轮，31、第一传送带驱动电机，32、第二传送带支撑架，33、第二传送带底座，34、第二传送带滚轮，35、第二传送带，36、第二传送带皮带轮，37、第二传送带驱动电机，38、第三传送带支撑架，39、第三传送带底座，40、第三传送带滚轮，41、第三传送带，42、第三传送带皮带轮，43、第三传送带驱动电机，44、第一方向转换电机，45、第一方向转换盘，46、第二方向转换电机，47、第二方向转换盘，48、第一摄像头传感器，49、第二摄像头传感器，50、第三摄像头传感器，51、截至气缸，52、筛选装置支撑架，53、第一下料斜口，54、第二下料斜口，55、筛选盘，56、筛选装置驱动电机，57、筛选装置主动轮，58、筛选装置从动轮，59、曲柄连接轴，60、轴承座组件，61、往复运动连接杆，62、铝型材支撑架，63、第一固定连接板，64、第二固定连接板。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1-图21所示，本发明包括加工机构、送料机构和筛选机构，

所述加工机构包括铝型材支撑架62、机架组件、传送带装置、转换装置、传感器装置及截止装置；

所述铝型材支撑架62固定连接所述机架组件；

所述机架组件包括第一机架组件、第二机架组件及第三机架组件；

所述铝型材支撑架62固定连接所述传送带装置；

所述传送带装置包括第一传送带组件、第二传送带组件及第三传送带组件；

所述转换装置包括第一方向转换装置和第二方向转换装置；

所述机架组件固定连接所述传感器装置；

所述机架组件固定连接所述截止装置；

所述机架组件的下侧设置所述筛选机构。

所述第一机架组件包括第一铝型材支撑架3，所述铝型材支撑架62固定连接所述第一铝型材支撑架3，所述第一铝型材支撑架3一侧固定连接第一横向单臂机器人4，所述第一横向单臂机器人4的滑块固定连接第一纵向单臂机器人5，所述第一纵向单臂机器人5的滑块固定连接第一手指气缸6，所述第一铝型材支撑架3另一侧固定连接第二横向单臂机器人7，所述第二横向单臂机器人7的滑块固定连接第二纵向单臂机器人8，所述第二纵向单臂机器人8的滑块固定连接第二手指气缸9，所述第二机架组件包括第二铝型材支撑架10，所述铝型材支撑架62固定连接所述第二铝型材支撑架10，所述第二铝型材支撑架10固定连接第三横向单臂机器人11，所述第三横向单臂机器人11的滑块固定连接第三纵向单臂机器人12，所述第三纵向单臂机器人12的滑块固定连接第三手指气缸13，所述铝型材支撑架62固定连接第一固定连接板63，所述第一固定连接板63上固定连接对称的第四微型单臂机器人14和第五微型单臂机器人16，所述第四微型单臂机器人14和第五微型单臂机器人16分别对应固定连接对称的第四手指气缸15和第五手指气缸17，所述第三机架组件包括第三铝型材支撑架18，所述铝型材支撑架62固定连接所述第三铝型材支撑架18，所述第三铝型材支撑架18固定连接第四横向单臂机器人19，所述第四横向单臂机器人19的滑块固定连接第六纵向单臂机器人20，所述第六纵向单臂机器人20的滑块固定连接第六手指气缸21，所述铝型材支撑架62固定连接第二固定连接板64，所述第二固定连接板64固定连接对称的第七微型单臂机器人22和第八微型单臂机器人24，所述第七微型单臂机器人22和所述第八微型单臂机器人24分别对应固定连接第七手指气缸23和第八手指气缸25。

所述第一传送带组件包括对称的第一传送带底座27，所述铝型材支撑架62固定连接对称的所述第一传送带底座27，对称的所述第一传送带底座27分别固定连接第一传送带支撑架26，一个所述第一传送带底座27固定连接第一传送带驱动电机31，所述第一传送带驱动电机31穿过一个所述第一传送带底座27，所述第一传送带驱动电机31固定连接第一传送带皮带轮30，所述第一传送带支撑架26铰接一组第一传送带滚轮28，第一传送带29环绕一组所述第一传送带滚轮28和所述第一传送带皮带轮30，所述第二传送带组件包括对称的第二传送带底座33，所述铝型材支撑架62固定连接对称的所述第二传送带底座33，对称的所述第二传送带底座33固定连接第二传送带支撑架32，一个所述第二传送带底座33固定连接第二传送带驱动电机37，所述第二传送带驱动电机37穿过一个所述第二传送带底座33，所述第二传送带驱动电机37固定连接第二传送带皮带轮36，所述第二传送带支撑架32铰接一组第二传送带滚轮34，第二传送带35环绕一组所述第二传送带滚轮34和所述第二传送带皮带轮36，所述第三传送带组件包括对称的第三传送带底座39，所述铝型材支撑架62固定连接对称的所述第三传送带底座39，对称的所述第三传送带底座39固定连接第三传送带支撑架38，一个所述第三传送带底座39固定连接第三传送带驱动电机43，所述第三传送带驱动电机43穿过一个所述第三传送带底座39，所述第三传送带驱动电机43固定连接第三传送带皮带轮42，所述第三传送带支撑架38铰接一组第三传送带滚轮40，第三传送带41环绕一组所述第三传送带滚轮40和所述第三传送带皮带轮42。两个所述第一传送带底座27分别对应固定安装在所述铝型材支撑架62两侧的横向支撑杆上，两个所述第二传送带底座33分别对应固定安装在铝型材支撑架62的中部的两个横向支撑杆上，两个所述第三传送带底座39分别对应固定安装在铝型材支撑架62的中部的两个横向支撑杆上。

所述第一方向转换装置包括第一方向转换电机44，所述第二传送带支撑架32固定连接所述第一方向转换电机44，所述第一方向转换电机44的输出轴固定连接第一方向转换盘45，所述第一方向转换盘25的外圈贴合所述第二传送带35，第一方向转换盘25的位置和第二传送带35的运动方向匹配，能够接住跟随第二传送带35的移动而落入的花生。所述第二方向转换装置包括第二方向转换电机46，所述第三传送带支撑架38固定连接所述第二方向转换电机46，所述第二方向转换电机46的输出轴固定连接第二方向转换盘47，所述第二方向转换盘47贴合所述第三传送带41。第二方向转换盘47的位置和第三传送带41的运动方向匹配，能够接住跟随第三传送带41的移动而落入的花生。第一方向转换盘25和第二方向转换盘47结构相同为表面分布均匀凹槽的圆柱体，花生会跟随传送带的移动纵向落入转换盘的凹槽内。

所述传感器装置包括第一摄像头传感器48、第二摄像头传感器49及第三摄像头传感器50，所述第二铝型材支撑架10固定连接所述第一摄像头传感器48，所述第一铝型材支撑架3固定连接所述第二摄像头传感器49和所述第三摄像头传感器50。

所述截止装置为截至气缸51，所述第二铝型材支撑架10固定连接所述截至气缸51，所述截止气缸51正对所述花生震动送料盘1的出口。

所述第一固定连接板63中部设置有第一下料斜口53，所述第二固定连接板64的中部设置有第二下料斜口54，所述第一下料斜口53和第二下料斜口54下侧开口对应筛选盘55。

所述筛选机构包括筛选装置支撑架52，所述筛选装置支撑架52固定连接筛选装置驱动电机56，所述筛选装置支撑架52固定连接对称的轴承座组件60，所述筛选装置驱动电机56的输出轴固定连接筛选装置主动轮57，所述筛选装置主动轮57通过与皮带筛选装置从动轮58连接，对称的所述轴承座组件60分别铰接拐臂连接轴59，所述拐臂连接轴59固定连接所述筛选装置从动轮58，所述拐臂连接轴59的拐臂处外侧环套往复运动连接杆61的一端，所述往复运动连接杆61的另一端铰接筛选盘55底部一端。所述筛选盘55上侧设置有一组均匀分布的圆孔501，所述圆孔501连通所述筛选盘55内部空腔，所述筛选盘55一端固定连接出料口502，所述出料口502连通所述筛选盘55内部空腔。

所述筛选装置支撑架52的两个竖板内侧分别固定连接一组均匀分布的圆形支撑杆503，所述筛选盘55的下侧贴合所述圆形支撑杆503。

所述的送料机构包括有花生震动送料盘1和花生震动送料盘支撑架2，所述花生震动送料盘1固定连接所述花生震动送料盘支撑架2。

本发明包括如下步骤：

步骤一：将花生放入所述花生震动送料盘1内；

步骤二：控制器控制所述花生震动送料盘1震动，将花生依次排列从所述花生震动送料盘1的环形轨道送出到所述花生震动送料盘1的出料口；

步骤三：控制器控制所述截至气缸51，当所述截至气缸51伸缩轴回缩，不再阻挡所述花生震动送料盘1的出料口，花生进入所述第一传送带29；

步骤四：所述第一摄像头传感器48检测所述第一传送带29上的花生的尺寸大小和形状位置，将数据传递给控制器，控制器控制后面的元件执行相应的动作；

步骤五：控制器判断花生是否符合标准，检测到花生符合标准，而且花生的头部朝向与第一传送带29运动的方向相同，就控制所述第一机架组件中的第一横向单臂机器人4、第一纵向单臂机器人5和第一手指气缸6把花生抓取到所述第二传送带35上；

步骤六：所述第二摄像头传感器49检测所述第二传送带35上的花生的位置和状态，并且所述第二传送带35运动的方向与所述第一传送带运动29的方向相反；

步骤七：检测到所述第二传送带35上的花生到达预定位置后，将数据传递给控制器，花生跟随第二传送带35移动到末端并纵向落入第一方向转换盘45的凹槽内，所述第一方向转换电机44带动所述第一方向转换盘45转动，使花生由水平状态变化为竖直状态，第一方向转换电机44停止转动；

步骤八：第三横向单臂机器人11和第三纵向单臂机器人12带动所述第三手指气缸13移动到竖直花生对应的位置，所述第三手指气缸13抓取花生，并对花生施加夹持力，使得花生裂开小口，第三横向单臂机器人11带动第三手指气缸13向所述第四手指气缸15与所述第五手指气缸17方向运动，移动到预定位置，所述第四手指气缸15与所述第五手指气缸17在各自连接的微型单臂机器人的带动下移动并且一起抓取花生，并同时向两侧运动，使两个花生壳分离；

步骤九：分离的花生与花生壳通过所述第一下料斜口53落入筛选机构中，通过所述筛选盘55的运动使花生与花生壳分离，收集花生，达到预期的效果；

步骤十：当检测到花生符合标准，而且花生头部朝向与所述第一传送带29运动的方向不相同，控制所述第一机架组件中的第二单臂机器人7、第二微型单臂机器人8和第二手指气缸9把花生抓取到第三传送带41上，不合格的花生跟随第一传送带29的移动掉落；

步骤十一：所述第三摄像头传感器50检测所述第三传送带41上的花生的位置和状态，并且所述第三传送带41运动的方向与所述第一传送带运动29的方向相同；

步骤十二：检测到所述第三传送带41上的花生到达预定位置后，将数据传递给控制器，花生跟随第三传送带41移动到末端病纵向落入第二方向转换盘47的凹槽内，控制器控制所述第二方向转换电机46带动所述第二方向转换盘47运动，使花生变化为竖直状态，第二方向转换电机46停止转动；

步骤十三：第四横向单臂机器人19和第六纵向单臂机器人20带动所述第六手指气缸21移动到竖直花生对应的位置，所述第六手指气缸21抓取花生，并对花生施加夹持力，使得花生裂开小口，第四横向单臂机器人19带动所述第六手指气缸21向所述第七手指气缸23与所述第八手指气缸25方向运动，移动到预定位置，所述第七手指气缸23与所述第八手指气缸25各自连接的微型单臂机器人的带动下移动并且一起抓取花生，并同时向两侧运动，使两个花生壳分离；

步骤十四：分离的花生与花生壳通过所述第二下料斜口54落入所述筛选机构中，通过所述筛选盘55的运动使花生与花生壳分离，收集花生，达到预期的效果。

筛选装置驱动电机56带动筛选装置主动轮57转动，筛选装置主动轮57通过皮带带动筛选装置从动轮58转动，筛选装置从动轮58带动曲柄连接轴59转动，曲柄连接轴59带动往复运动连接杆61一端往复摆动，往复运动连接杆61另一端带动筛选盘55在圆形支撑杆503上往复移动，花生粒从圆孔501中落到筛选盘55空腔中，在出料口502的下方放置物料盒，花生粒从出料口502落到物料盒中。

所述第一横向单臂机器人4的型号为上银KK605P500A1F2CS2M移动组件。

所述第一纵向单臂机器人5的型号为上银KK401P100A1F2CS2M移动组件。

所述第二横向单臂机器人7的型号为上银KK605P500A1F2CS2M移动组件。

所述第二纵向单臂机器人8的型号为上银KK401P100A1F2CS2M移动组件。

所述第三横向单臂机器人11的型号为上银KK605P500A1F2CS2M移动组件。

所述第三纵向单臂机器人12的型号为上银KK401P100A1F2CS2M移动组件。

所述第四微型单臂机器人14的型号为上银KK401P100A1F2CS2M移动组件。

所述第五微型单臂机器人16的型号为上银KK401P100A1F2CS2M移动组件。

所述第四横向单臂机器人19的型号为上银KK605P500A1F2CS2M移动组件。

所述第六纵向单臂机器人20的型号为上银KK401P100A1F2CS2M移动组件。

所述第七微型单臂机器人22的型号为上银KK401P100A1F2CS2M移动组件。

所述第八微型单臂机器人24的型号为上银KK401P100A1F2CS2M移动组件。

所述第一手指气缸6、第二手指气缸9、第三手指气缸13、第四手指气缸15、第五手指气缸17、第六手指气缸21、第七手指气缸23和第八手指气缸25的型号均为亚德客MHZ220D。

所述第一传送带驱动电机31的型号为57高速闭环步进电机。

所述第二传送带驱动电机37的型号为57高速闭环步进电机。

所述第三传送带驱动电机43的型号为57高速闭环步进电机。

所述第一方向转换电机44的型号为42高速闭环步进电机。

所述第二方向转换电机46的型号为42高速闭环步进电机。

所述第一摄像头传感器48、第二摄像头传感器49和第三摄像头传感器50型号为高清免驱800万自动对焦工业摄像头，所述截至气缸51的型号为亚德客ACQ80*5气缸。所述筛选装置驱动电机56的型号为 YL单相电机220V大马力电机，所述花生震动送料盘1型号为SHEFFIELD/钢盾牌振动盘送料机。

所述花生震动送料盘1、所述第一横向单臂机器人4、所述第一纵向单臂机器人5、所述第一手指气缸6、所述第二横向单臂机器人7、所述第二纵向单臂机器人8、所述第二手指气缸9、所述第三横向单臂机器人11、所述第三纵向单臂机器人12、所述第三手指气缸13、所述第四微型单臂机器人14、所述第四手指气缸15、所述第五微型单臂机器人16、所述第五手指气缸17、所述第四横向单臂机器人19、所述第六纵向单臂机器人20、所述第六手指气缸21、所述第七微型单臂机器人22、所述第七手指气缸23、所述第八微型单臂机器人24、所述第八手指气缸25、所述第一传送带驱动电机31、所述第二传送带驱动电机37、所述第三传送带驱动电机43、所述第一方向转换电机44、所述第二方向转换电机46、所述第一摄像头传感器48、所述第二摄像头传感器49、所述第三摄像头传感器50、所述截至气缸51、所述筛选装置驱动电机56分别连接控制器，控制器采用单片机STM32F407ZET6，控制部分采用现有技术，不再赘述。

所述第一摄像头传感器48位于所述第一传送带组件的上方，检测所述第一传送带29上的花生尺寸大小和位置。所述第二摄像头传感器49位于所述第二传送带组件的上方，检测所述第二传送带组件装置上花生的位置状态。第三摄像头传感器50位于第三传送带组件的上方，检测所述第三传送带组件装置上花生的位置状态。所述的截至气缸51位于花生震动送料盘出口与所述第一传送带组件的衔接处。

本发明的工作流程为：将花生放入花生震动送料盘1内，打开控制器，控制器控制花生震动送料盘1震动，将花生依次排列从花生震动送料盘1的环形轨道送出到花生震动送料盘1的出料口。控制器控制截至气缸51，当截至装置51伸缩轴回缩，不再阻挡花生震动送料盘1的出料口，花生进入第一传送带29。

控制器打开第一传送带驱动电机31、第二传送带驱动电机37及第三传送带驱动电机，第一传送带驱动电机31带动第一传送带皮带轮30转动，第一传送带皮带轮30带动第一传送带29运动，第一传送带29带动第一传送带滚轮28转动，第二传送带驱动电机37带动第二传送带皮带轮36转动，第二传送带皮带轮36带动第二传送带35运动，第二传送带35带动第二传送带滚轮34转动，第三传送带驱动电机43带动第三传送带皮带轮42转动，第三传送带皮带轮42带动第三传送带41运动，第三传送带41带动第三传送带滚轮40转动。

花生落到第一传送带29上，在第一传送带29的带动下移动。

第一摄像头传感器48检测第一传送带29上的花生的尺寸大小和形状位置，第一摄像头传感器48将数据传递给控制器，控制器控制后面的元件执行相应的动作。

第一摄像头传感器48检测到花生符合标准，而且花生的头部方向与第一传送带29运动的方向相同，第一手指气缸6把花生抓取到第二传送带35上，第二摄像头传感器49检测第二传送带35上的花生的位置和状态，并且第二传送带35运动的方向与第一传送带运动29的方向相反，第二摄像头传感器49检测到第二传送带35上的花生到达预定位置后，将数据传递给控制器，控制第一方向转换电机44带动第一方向转换盘45运动，花生纵向落入第一方向转换盘45的凹槽，第一方向转换电机44带动第一方向转换盘45转动，使花生跟随第一方向转换盘45运动到竖直状态。第三横向单臂机器人11带动第三纵向单臂机器人12沿水平方向移动，第三纵向单臂机器人12带动第三手指气缸13沿竖直方向移动，第三手指气缸13实现沿水平和竖直方向移动，第四微型单臂机器人14带动第四手指气缸15水平方向移动，第五微型单臂机器人16带动第五手指气缸17水平方向移动，第三手指气缸13抓取花生，并向第四手指气缸15与第五手指气缸17方向运动，移动到预定位置，第四手指气缸15与第五手指气缸17一起抓取花生，并同时向两侧运动，使花生与花生壳分离，分离的花生与花生壳通过第一下料斜口53落到筛选盘55上。

第一摄像头传感器48检测到花生符合标准，而且花生的头部方向与第一传送带29运动的方向不相同，第二手指气缸9把花生抓取到第三传送带41上。第三摄像头传感器50检测第三传送带41上的花生的位置和状态，并且第三传送带41运动的方向与第一传送带运动29的方向相同。第三摄像头传感器50检测到第三传送带41上的花生到达预定位置后，将数据传递给控制器，花生纵向落入第二方向转换盘47的凹槽，控制第二方向转换电机46带动第二方向转换盘47运动，使花生变化为竖直状态。第四横向单臂机器人19带动第六纵向单臂机器人20沿水平方向移动，第六纵向单臂机器人20带动第六手指气缸21沿竖直方向移动，第六手指气缸21实现沿水平和竖直方向移动，第七微型单臂机器人22带动第七手指气缸23沿水平方向移动，第八微型单臂机器人24带动第八手指气缸25沿水平方向移动，第六手指气缸21抓取花生，并向第七手指气缸23与第八手指气缸25方向运动，移动到预定位置，第七手指气缸23与第八手指气缸25一起抓取花生各自的一侧，并同时向两侧运动，使花生与花生壳分离，分离的花生与花生壳通过第二下料斜口54落到筛选盘55上。

控制器打开筛选装置驱动电机56，筛选装置驱动电56带动筛选装置主动轮57转动，筛选装置主动轮57通过皮带带动筛选装置从动轮58转动，筛选装置从动轮58带动曲柄连接轴59转动，曲柄连接轴59带动往复运动连接杆61往复摆动，往复运动连接杆61带动筛选盘55往复移动，花生粒从筛选盘55的顶板圆孔落到筛选盘55内，从筛选盘55的出料口落出，花生皮从筛选盘55一侧落下。通过筛选盘55的运动使花生与花生壳分离，收集花生，达到预期的效果。

以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种全自动留种花生剥壳机器人，包括加工机构、送料机构和筛选机构，其特征是：

所述加工机构包括铝型材支撑架（62）、机架组件、传送带装置、转换装置、传感器装置及截止装置；

所述铝型材支撑架（62）固定连接所述机架组件；

所述机架组件包括第一机架组件、第二机架组件及第三机架组件；

所述铝型材支撑架（62）固定连接所述传送带装置；

所述传送带装置包括第一传送带组件、第二传送带组件及第三传送带组件；

所述转换装置包括第一方向转换装置和第二方向转换装置；

所述机架组件固定连接所述传感器装置；

所述机架组件固定连接所述截止装置；

所述机架组件的下侧设置所述筛选机构；

所述第一机架组件包括第一铝型材支撑架（3），所述铝型材支撑架（62）固定连接所述第一铝型材支撑架（3），所述第一铝型材支撑架（3）一侧固定连接第一横向单臂机器人（4），所述第一横向单臂机器人（4）的滑块固定连接第一纵向单臂机器人（5），所述第一纵向单臂机器人（5）的滑块固定连接第一手指气缸（6），所述第一铝型材支撑架（3）另一侧固定连接第二横向单臂机器人（7），所述第二横向单臂机器人（7）的滑块固定连接第二纵向单臂机器人（8），所述第二纵向单臂机器人（8）的滑块固定连接第二手指气缸（9），所述第二机架组件包括第二铝型材支撑架（10），所述铝型材支撑架（62）固定连接所述第二铝型材支撑架（10），所述第二铝型材支撑架（10）固定连接第三横向单臂机器人（11），所述第三横向单臂机器人（11）的滑块固定连接第三纵向单臂机器人（12），所述第三纵向单臂机器人（12）的滑块固定连接第三手指气缸（13），所述铝型材支撑架（62）固定连接第一固定连接板（63），所述第一固定连接板（63）上固定连接对称的第四微型单臂机器人（14）和第五微型单臂机器人（16），所述第四微型单臂机器人（14）和第五微型单臂机器人（16）分别对应固定连接对称的第四手指气缸（15）和第五手指气缸（17），所述第三机架组件包括第三铝型材支撑架（18），所述铝型材支撑架（62）固定连接所述第三铝型材支撑架（18），所述第三铝型材支撑架（18）固定连接第四横向单臂机器人（19），所述第四横向单臂机器人（19）的滑块固定连接第六纵向单臂机器人（20），所述第六纵向单臂机器人（20）的滑块固定连接第六手指气缸（21），所述铝型材支撑架（62）固定连接第二固定连接板（64），所述第二固定连接板（64）固定连接对称的第七微型单臂机器人（22）和第八微型单臂机器人（24），所述第七微型单臂机器人（22）和所述第八微型单臂机器人（24）分别对应固定连接第七手指气缸（23）和第八手指气缸（25）；

所述第一传送带组件包括对称的第一传送带底座（27），所述铝型材支撑架（62）固定连接对称的所述第一传送带底座（27），对称的所述第一传送带底座（27）分别固定连接第一传送带支撑架（26），一个所述第一传送带底座（27）固定连接第一传送带驱动电机（31），所述第一传送带驱动电机（31）穿过一个所述第一传送带底座（27），所述第一传送带驱动电机（31）固定连接第一传送带皮带轮（30），所述第一传送带支撑架（26）铰接一组第一传送带滚轮（28），第一传送带（29）环绕一组所述第一传送带滚轮（28）和所述第一传送带皮带轮（30），所述第二传送带组件包括对称的第二传送带底座（33），所述铝型材支撑架（62）固定连接对称的所述第二传送带底座（33），对称的所述第二传送带底座（33）分别固定连接第二传送带支撑架（32），一个所述第二传送带底座（33）固定连接第二传送带驱动电机（37），所述第二传送带驱动电机（37）穿过一个所述第二传送带底座（33），所述第二传送带驱动电机（37）固定连接第二传送带皮带轮（36），所述第二传送带支撑架（32）铰接一组第二传送带滚轮（34），第二传送带（35）环绕一组所述第二传送带滚轮（34）和所述第二传送带皮带轮（36），所述第三传送带组件包括对称的第三传送带底座（39），所述铝型材支撑架（62）固定连接对称的所述第三传送带底座（39），对称的所述第三传送带底座（39）分别固定连接第三传送带支撑架（38），一个所述第三传送带底座（39）固定连接第三传送带驱动电机（43），所述第三传送带驱动电机（43）穿过一个所述第三传送带底座（39），所述第三传送带驱动电机（43）固定连接第三传送带皮带轮（42），所述第三传送带支撑架（38）铰接一组第三传送带滚轮（40），第三传送带（41）环绕一组所述第三传送带滚轮（40）和所述第三传送带皮带轮（42）；

所述第一方向转换装置包括第一方向转换电机（44），所述第二传送带支撑架（32）固定连接所述第一方向转换电机（44），所述第一方向转换电机（44）的输出轴固定连接第一方向转换盘（45），所述第二方向转换装置包括第二方向转换电机（46），所述第三传送带支撑架（38）固定连接所述第二方向转换电机（46），所述第二方向转换电机（46）的输出轴固定连接第二方向转换盘（47）；

所述传感器装置包括第一摄像头传感器（48）、第二摄像头传感器（49）及第三摄像头传感器（50），所述第二铝型材支撑架（10）固定连接所述第一摄像头传感器（48），所述第一铝型材支撑架（3）固定连接所述第二摄像头传感器（49）和所述第三摄像头传感器（50）。

2.根据权利要求1所述的全自动留种花生剥壳机器人，其特征是：所述截止装置为截至气缸（51），所述第二铝型材支撑架（10）固定连接所述截至气缸（51）。

3.根据权利要求2所述的全自动留种花生剥壳机器人，其特征是：所述第一固定连接板（63）中部设置有第一下料斜口（53），所述第二固定连接板（64）的中部设置有第二下料斜口（54）。

4.根据权利要求3所述的全自动留种花生剥壳机器人，其特征是：所述筛选机构包括筛选装置支撑架（52），所述筛选装置支撑架（52）固定连接筛选装置驱动电机（56），所述筛选装置支撑架（52）固定连接对称的轴承座组件（60），所述筛选装置驱动电机（56）的输出轴固定连接筛选装置主动轮（57），所述筛选装置主动轮（57）通过皮带与筛选装置从动轮（58）连接，对称的所述轴承座组件（60）分别铰接拐臂连接轴（59），所述拐臂连接轴（59）固定连接所述筛选装置从动轮（58），所述拐臂连接轴（59）的拐臂处外侧环套往复运动连接杆（61）的一端，所述往复运动连接杆（61）的另一端铰接筛选盘（55）底部一端，所述筛选装置支撑架（52）的两个竖板内侧分别固定连接一组均匀分布的圆形支撑杆（503），所述筛选盘（55）的下侧接触所述圆形支撑杆（503）。

5.根据权利要求4所述的全自动留种花生剥壳机器人，其特征是：所述的送料机构包括有花生震动送料盘（1）和花生震动送料盘支撑架（2），所述花生震动送料盘（1）固定连接所述花生震动送料盘支撑架（2）。

6.一种利用权利要求5所述的全自动留种花生剥壳机器人的剥壳方法，其特征是：包括如下步骤：

步骤一：将花生放入所述花生震动送料盘内；

步骤二：控制器控制所述花生震动送料盘震动，将花生依次排列从所述花生震动送料盘的环形轨道送出到所述花生震动送料盘的出料口；

步骤三：控制器控制所述截至气缸，当所述截至气缸伸缩轴回缩，不再阻挡所述花生震动送料盘的出料口，花生进入所述第一传送带；

步骤四：所述第一摄像头传感器检测所述第一传送带上的花生的尺寸大小和形状位置，将数据传递给控制器，控制器控制后面的元件执行相应的动作；

步骤五：控制器判断花生是否符合标准，检测到花生符合标准，而且花生的头部朝向与第一传送带运动的方向相同，就控制所述第一机架组件中的第一横向单臂机器人、第一纵向单臂机器人和第一手指气缸把花生抓取到所述第二传送带上；

步骤六：所述第二摄像头传感器检测所述第二传送带上的花生的位置和状态，并且所述第二传送带运动的方向与所述第一传送带运动的方向相反；

步骤七：检测到所述第二传送带上的花生到达预定位置后，将数据传递给控制器，花生跟随第二传送带移动到末端并纵向落入第一方向转换盘的凹槽内，所述第一方向转换电机带动所述第一方向转换盘转动，使花生由水平状态变化为竖直状态，第一方向转换电机停止转动；

步骤八：第三横向单臂机器人和第三纵向单臂机器人带动所述第三手指气缸移动到竖直花生对应的位置，所述第三手指气缸抓取花生，并对花生施加夹持力，使得花生裂开小口，第三横向单臂机器人带动第三手指气缸向所述第四手指气缸与所述第五手指气缸方向运动，移动到预定位置，所述第四手指气缸与所述第五手指气缸在各自连接的微型单臂机器人的带动下移动并且一起抓取花生对应的一侧，并同时向两侧运动，使两个花生壳分离；

步骤九：分离的花生与花生壳通过所述第一下料斜口落入筛选机构中，通过所述筛选盘的运动使花生与花生壳分离，收集花生，达到预期的效果；

步骤十：当检测到花生符合标准，而且花生头部朝向与所述第一传送带运动的方向不相同，控制所述第一机架组件中的第二单臂机器人、第二微型单臂机器人和第二手指气缸把花生抓取到第三传送带上，不合格的花生跟随第一传送带的移动掉落；

步骤十一：所述第三摄像头传感器检测所述第三传送带上的花生的位置和状态，并且所述第三传送带运动的方向与所述第一传送带运动的方向相同；

步骤十二：检测到所述第三传送带上的花生到达预定位置后，将数据传递给控制器，花生跟随第三传送带移动到末端并纵向落入第二方向转换盘的凹槽内，控制器控制所述第二方向转换电机带动所述第二方向转换盘运动，使花生变化为竖直状态，第二方向转换电机停止转动；

步骤十三：第四横向单臂机器人和第六纵向单臂机器人带动所述第六手指气缸移动到竖直花生对应的位置，所述第六手指气缸抓取花生，并对花生施加夹持力，使得花生裂开小口，第四横向单臂机器人带动所述第六手指气缸向所述第七手指气缸与所述第八手指气缸方向运动，移动到预定位置，所述第七手指气缸与所述第八手指气缸在各自连接的微型单臂机器人的带动下移动并且一起抓取花生各自的一侧，并同时向两侧运动，使两个花生壳分离；

步骤十四：分离的花生与花生壳通过所述第二下料斜口落入所述筛选机构中，通过所述筛选盘的运动使花生与花生壳分离，收集花生，达到预期的效果。