CN113395903A - 拾抛收获 - Google Patents

Abstract

一种传送系统(24)运送诸如柔性、柔韧的食物产品(22)的工作物品，该传送系统通过扫描系统(28)生成与食物产品的各种物理参数有关的数据。此后，将食物产品运输通过可以是分割系统(30)形式的加工站。接下来，利用致动器(34)将分割的食物产品运输到收获系统(32)，以通过将食物产品部分(36)抽真空到吸嘴(90)中来卸载该部分。这种食物产品通过连接到吸嘴的软管/管运输到一个或多个期望的位置，或者可以以瞄准期望的放置位置的轨迹在空中发射。

Description

拾抛收获

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2019年3月25日的序列号为62/823,239的美国临时申请的权益和申请日为2019年2月11日的序列号为62/803,824的美国临时申请的权益，两个申请以引用的方式全文结合于此。

背景技术

在过去，从移动的传送带上人工收获通过例如切割或分割加工的食物产品，诸如生肉、鱼或家禽。然而，在人工收获中，人员经常错过良好部分，这导致这些部分变成边角料，其中边角料的剩余部分在收获后保留在皮带上。进一步地，人员可能收获边角料而不是实际的良好部分。另外，食物产品通常被切割或分割成每块原材料多于一种尺寸。然而，手动收获机通常不能在不同尺寸或不同重量的块之间进行区分。另外，食品加工厂的工作条件并不理想。通常，修整或分割站处的温度可能不超过40°F。因此，人员的高流动并不罕见。

为了克服人工收获的缺点，已经开发了自动收获装置。这种装置通常利用吸盘来从传送带提升分割的工件，诸如生肉、鱼或家禽，然后将工件移动到取走带或者可能是储存箱。在这种自动收获装置中，要求有限量的时间来从传送带上拾取食物产品并将产品移动到输送位置。一旦食物产品被输送，拾取装置就必须以空状态返回到传送带。为了实现期望的生产率，通常需要多个收获装置，从而增加了收获站的成本和尺寸。

现有自动收获装置的另外限制是，取走传送机或储存容器必须在收获装置的可及范围内。这可能导致麻烦的情况，特别是如果取走传送机的高度高于生产传送带，从而要求收获装置在竖直方向上可移动。这可能需要比通常期望的更复杂和昂贵且更慢的收获装置。

而且，在取走传送机必须放置在收获装置的可及范围内的这些情况下，加工线的构造可能受到限制，使得取走传送机可以足够靠近收获传送机，以便自动收获是可行的。可以利用较大的收获机器人，但是成本很高。

而且，食物产品必须移动得越快，使用吸盘来拾取食物产品就变得越困难。需要生成高真空水平来帮助用吸盘抓取食物产品。然而，可能从吸盘在产品上留下痕迹，并且还要求更多的时间和能量来生成操作吸盘所需的真空水平，尤其是对于较大的食物产品。进一步地，如果需要高真空水平来“抓取”食物产品，则食物产品掉落的可能性增加，因为即使少量空气泄漏经过产品也可能导致对食物产品的抓取不充分。

本公开试图解决现有自动收获系统的前述限制。

发明内容

提供本发明内容被是为了以简化形式引入下面在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容并非旨在识别所要求保护主题的关键特征，也不旨在用作确定所要求保护主题的范围的帮助。

根据本公开的实施例，一种食物加工系统，用于在可能具有可变尺寸和形状的食物或工作物品在传送机的支撑表面上运送时加工所述食物或工作物品，并且从所述传送机移除已加工的食物或工作物品，以将所述食物或工作物品输送到一个或多个期望的位置，所述食物加工系统包括：

(a)扫描系统，用于扫描所述食物或工作物品并生成与所述食物或工作物品的物理规格有关的数据，包括所述食物或工作物品的尺寸和形状以及所述食物或工作物品在所述传送机上的位置；

(b)移除系统，用于从所述传送机移除所述食物或工作物品，以将所述食物或工作物品输送到一个或多个期望的位置处，所述移除系统包括：

第一吸嘴，具有入口，所述入口被成形并定尺成对应于所述食物或工作物品的形状和尺寸，以用于将所述食物或工作物品接收到所述第一吸嘴中；

输送子系统，与所述第一吸嘴流体接收连通，以用于从所述第一吸嘴接收食物或工作物品，并且沿期望的方向引导所述食物或工作物品或将其引导至期望的位置；

真空发生器，在所述吸嘴入口处生成真空；以及

致动器，相对于所述食物或工作物品将所述吸嘴移动和定位到期

望的位置；以及

(c)控制系统，从所述扫描系统接收数据，所述数据包括所述食物或工作物品的尺寸和形状以及所述食物或工作物品在传送机上的位置，并且控制系统控制所述致动器相对于所述食物或工作物品定位吸嘴，以使所述吸嘴能够拾取所述食物或工作物品，控制所述输送子系统以使所述输送子系统能够将所述食物或工作物品输送到一个或多个期望的位置处；并且控制真空发生器的操作。

在本文描述的任意实施例中，还包括：

食物加工站，位于所述移除系统的上游，以加工由所述传送机运送的所述食物或工作物品；并且

其中，所述控制系统从所述扫描系统接收与所述食物或工作物品的物理规格有关的数据，所述物理规格与所述食物或工作物品在所述食物加工站处的加工有密切关系，并且所述控制系统控制所述食物或工作物品在所述食物加工站处的加工。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述食物加工站包括：切割系统，用于从所述食物或工作物品切割一个或多个部分；和

控制系统，引导所述切割系统执行所述食物或工作物品的所需切割。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述输送子系统包括与所述第一吸嘴流体连通的管状构件，所述管状构件具有出口，所述出口指向或可指向期望的方向或期望的位置，以用于输送所述食物或工作物品。

根据本公开的实施例，一种用于食物加工系统的收获机，其中，在所述传送机上运送被加工的所述可变尺寸和形状的食物或工作物品，所述食物加工系统包括扫描系统，所述扫描系统用于扫描所述食物或工作物品，以生成与所述食物或工作物品的物理规格有关的数据，包括所述食物或工作物品的尺寸和形状以及所述食物或工作物品在所述传送机上的位置，所述收获机从所述传送机移除已加工的所述食物或工作物品并且将所移除的所述食物或工作物品输送到一个或多个期望的位置处，收获机包括：

(a)拾取系统，用于从所述传送机拾取所述食物或工作物品，包括：

吸嘴，具有基于所述食物或工作物品的尺寸和形状的入口构造；卸料子系统，与所述吸嘴流动连通；以及

真空源，用于在所述吸嘴处产生真空；

(b)致动器，将所述吸嘴相对于所述食物或工作物品最佳地定位在期望的位置中，以有利于利用所述吸嘴拾取食物或工作物品；以及

(c)控制系统，用于从所述扫描系统接收与所述食物或工作物品的物理规格有关的数据，包括所述食物或工作物品的尺寸和形状以及所述食物或工作物品在传送机上的位置，并且所述控制系统用于控制所述致动器以相对于所述食物或工作物品定位所述吸嘴，以使得所述吸嘴能够从所述传送机拾取所述食物或工作物品，并且控制所述卸料子系统以将所述食物或工作物品放置在一个或多个期望的位置处。

根据本公开的实施例，一种系统，用于基于切割部分的期望的物理规格从所述可变尺寸和形状的食物或工作物品切割部分并且将所述切割部分放置在一个或多个期望的位置处，所述系统包括：

(a)传送系统，用于传送所述食物或工作物品；

(b)扫描系统，用于扫描所述食物或工作物品并生成与所述食物或工作物品的物理规格有关的数据，包括所述食物或工作物品的尺寸和形状以及所述食物或工作物品在传送机上的位置；

(c)切割系统，用于从所述食物或工作物品切割一个或多个部分；

(d)拾取系统，用于从所述传送机拾取切割部分，包括：

吸嘴，具有基于所述切割的食物或工作物品的尺寸和形状构造的入口；

卸料子系统，与所述吸嘴流动连通；以及

真空源，在所述吸嘴入口处生成真空；

(e)致动器，联接到吸嘴，以将所述吸嘴相对于切块最佳地放置在最佳位置，以有利于用所述吸嘴拾取切块；以及

(f)控制系统：

处理所扫描的数据，以确定所述食物或工作物品的物理特性，包括所述食物或工作物品的尺寸和形状以及所述食物或工作物品在所

述传送机上的位置；

确定切割路径，以切割所述食物或工作物品，以便实现所述切割部分的期望物理规格；

引导所述切割系统以执行所确定的切割；

引导所述致动器以相对于所述食物或工作物品定位吸嘴，以便使所述吸嘴能够最佳地拾取所述切割部分；以及

控制卸料子系统以将所述切割食物或工作物品输送到一个或多个期望的位置处。

根据本公开的实施例，一种用于收获在传送机上运送的被加工的工作物品的收获机，所述收获机从传送机移除工作物品并且将所移除的工作物品输送到一个或多个期望的位置处，所述收获机包括：

(a)拾取系统，用于从所述传送机拾取工作物品，包括：

吸嘴，具有基于所述食物或工作物品的尺寸和形状的入口构造；

弹道发射器，与所述吸嘴流动连通，以将工作物品以一轨迹发射到空中，以便将所述工作物品输送到一个或多个输送位置；以及

真空源，用于在所述吸嘴处产生真空，真空足以使所述工作物品

进入所述吸嘴并且从所述弹道发射器发射；

(b)致动器，将所述吸嘴相对于所述工作物品最佳地定位在期望的位置中，以有利于利用所述吸嘴拾取工作物品；以及

(c)控制系统，控制所述致动器以相对于所述工作物品定位吸嘴，以有利于所述吸嘴从所述传送机拾取所述工作物品，并且控制系统控制所述弹道发射器以将所述工作物品输送到一个或多个期望的位置处。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述卸料子系统包括与所述吸嘴流体连通的管状构件，所述管状构件具有出口，所述出口指向或可指向期望的方向或期望的位置，以用于输送所述食物或工作物品。

在本文描述的任意实施例中，还包括致动器，作用在所述管状构件的出口上，以将所述出口引导到期望的方向或期望的位置，以用于输送所述食物或工作物品。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述控制系统控制所述致动器，所述致动器作用在所述管状构件的出口上，以将所述出口引导到期望的方向或期望的位置，以用于输送所述食物或工作物品。

在本文描述的任意实施例中，还包括真空发生器，沿着所述管状构件的长度定位，以在所述真空发生器的位置的上游生成真空，并且在所述真空发生器的位置的下游的管状构件中生成正压。

在本文描述的任意实施例中，还包括一个或多个压力传感器，其可操作地连接到所述管状构件，以感测在沿着所述管状构件的长度的一个或多个位置处的压力。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述管状构件包括选自由以下组件构成的组的构件或构件的组合：刚性管、柔性管、软管和柔性软管。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述输送子系统包括弹道发射器，与所述第一吸嘴流动连通，以将所述食物或工作物品以一轨迹发射到空中，以便将所述食物或工作物品输送到一个或多个输送位置。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述拾取系统包括弹道发射器，其与所述吸嘴流动连通，以将所述食物或工作物品以一轨迹发射到空中，以便将所述食物或工作物品输送到一个或多个输送位置。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述控制系统控制从所述弹道发射器发射的所述食物或工作物品的轨迹。

在本文描述的任意实施例中，还包括多个吸嘴，其具有对应于不同形状和尺寸的食物或工作物品的入口形状和尺寸，所述多个吸嘴可拆卸地附接到所述致动器。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述致动器可由所述控制系统操作，以选择适合于所述被加工的食物或工作物品的尺寸和形状的特定吸嘴。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述控制系统控制真空发生器，以在所述第一吸嘴处以期望的水平且在期望的持续时间内产生真空。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述控制系统控制所述真空发生器，以在所述吸嘴处以期望的真空或气流水平且在期望的持续时间内产生真空。

在本文描述的任意实施例中，其中，如果在所述拾取顺序的食物或工作物品之间存在足够的时间，则所述控制系统控制真空发生器，以在由所述吸嘴拾取顺序的食物或工作物品之间暂停所述真空发生器的操作。

在本文描述的任意实施例中，其中，当所述吸嘴相对于所述食物或工作物品处于特定取向时，所述第一吸嘴的入口类似于所述食物或工作物品的形状。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述吸嘴入口的形状被泛化为使得在所述第一吸嘴的至少两个取向上，所述吸嘴的形状类似于所述食物或工作物品的形状。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为与要接收到所述吸嘴中的食物或工作物品的尺寸和形状相同或小于要接收在所述吸嘴中的食物或工作物品的尺寸和形状。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为使得所述吸嘴入口的整个面积或大致整个面积被要接收到所述吸嘴中的食物或工作物品覆盖。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为使得所述吸嘴入口的整个面积的至少90％被要接收到所述吸嘴中的食物或工作物品覆盖。

在本文描述的任意实施例中，其中，吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为使得所述吸嘴入口的整个面积的至少80％被要接收到所述吸嘴中的食物或工作物品覆盖。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为使得所述吸嘴入口的整个面积的至少70％被要接收到所述吸嘴中的食物或工作物品覆盖。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述吸嘴包括多个入口，并且所述致动器使所述吸嘴转位(index)，使得期望的入口呈现给所述被移除的食物或工作物品。

在本文描述的任意实施例中，还包括压力传感器，与所述第一吸嘴可操作地相关联，以感测所述第一吸嘴内的压力。

在本文描述的任意实施例中，其中，边沿围绕所述第一吸嘴入口的至少一部分延伸以从所述吸嘴入口突出，所述边沿具有在远离所述吸嘴入口的方向上减小的厚度。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述边沿围绕所述第一吸嘴入口的至少一部分延伸以从所述吸嘴入口突出，所述边沿是弹性柔性的，以便至少部分地符合所述食物或工作物品的顶面的轮廓。

在本文描述的任意实施例中，其中，

所述传送机限定大体平面的移动支撑表面；并且

所述控制系统控制所述致动器，以使所述第一吸嘴围绕垂直于所述传送机支撑表面的轴线旋转。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述控制系统控制所述致动器，以还使所述第一吸嘴围绕平行于所述传送机的支撑表面布置的两个垂直轴线旋转。

在本文描述的任意实施例中，其中，

移除系统包括：

多个不同尺寸或形状的吸嘴；

用于各个吸嘴的致动器；以及

控制系统，控制所述致动器以拾取与附接到所述致动器的吸嘴的尺寸和/或形状相对应的所述食物或工作物品。

在本文描述的任意实施例中，其中，

拾取系统包括：

多个不同尺寸或形状的吸嘴；

用于各个吸嘴的致动器；以及

控制系统，控制所述致动器以拾取与附接到所述致动器的吸嘴的尺寸和/或形状相对应的所述食物或工作物品。

在本文描述的任意实施例中，还包括裙部，至少部分地围绕所述吸嘴的入口延伸，以从所述第一吸嘴的周界向外延伸。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述裙部是弹性柔性的，以将向下的载荷施加在位于所述裙部下面的食物或工作物品上，并且所述裙部至少部分地符合所述食物或工作物品的顶面的形貌。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述控制系统基于以下内容来控制所述致动器以相对于所述食物或工作物品定位所述吸嘴：试图定位所述吸嘴入口，使得所述吸嘴入口的整个面积或所述吸嘴入口的尽可能多的面积在所述食物或工作物品的周界内，并且使得所述吸嘴的中心与所述食物或工作物品的质心重合或几乎重合。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述致动器是具有至少四个运动度的机器人致动器。

在本文描述的任意实施例中，其中，所述致动器能够在选自由以下内容组成的组的一个或多个方向上移动所述吸嘴：

可相对于传送机的支撑表面围绕直立轴线旋转；

在横向于传送机的支撑表面的直立方向上；

在横向于传送机行进的纵向方向的方向上；以及

在沿着传送机行进的方向的方向上。

在本文描述的任意实施例中，其中，致动器包括delta机器人，具有选自由三个运动自由度、四个运动自由度和六个运动自由度组成的组的运动自由度。

附图说明

本发明的前述方面和许多伴随优点在通过结合附图参考以下具体实施方式本发明变得更好理解时也将变得更容易理解，附图中：

图1是部分地示意性例示了本公开的整个系统的等距视图；

图2是图1的放大的局部等距视图，集中在本公开的收获系统上；

图3是图2的侧立面图；

图4是图2和图3的平面图，例示了被移除到取走传送机的分割的食物产品；

图5是类似于图4的视图，其中，分割的食物产品被放置在储存箱中；

图6是类似于图3的视图，其中，食物产品在空中发射，以被放置在各种取走传送机上；

图7是类似于图6的视图，其中，食物产品在空中发射，以被放置在储存箱中；

图8是图7的平面图；

图9A至图9H例示了本公开的吸嘴的示例；

图10例示了吸嘴的开口的形状；

图11A至图11C例示了如何确定吸嘴的设计；

图12A和图12B示出了如何确定吸嘴形状的另一示例；

图13A和图13B例示了本公开的吸嘴的另外示例；

图14例示了本公开的吸嘴的另一示例；

图15例示了本公开的另外的实施例；

图16例示了本公开的另外的实施例；

图17例示了本公开的另外的实施例；以及

图18公开了本公开的另外的实施例。

具体实施方式

下面结合附图阐述的描述旨在作为对所公开主题的各种实施例的描述，而不旨在表示仅有的实施例，在附图中，相似的附图标记指代相似的元件。在本公开中描述的各个实施例仅作为示例或例示而提供，并且不应被解释为比其它实施例优选或有利。本文所提供的例示性示例不旨在是穷尽的或将公开内容限于所公开的精确形式。类似地，本文所述的任何步骤可与其它步骤或步骤的组合互换，以便实现相同或大致类似的结果。

在以下描述中，为了提供本公开的示例性实施例的彻底理解，阐述了大量具体细节。然而，将对本领域技术人员清楚的是，本公开的许多实施例可以在没有一些或全部具体细节的情况下实践。在一些情况下，没有详细描述公知的过程步骤，以免不必要地模糊本公开的各个方面。进一步地，将理解，本公开的实施例可以采用本文所述的特征的任何组合。

本申请可以包括对“方向”的提及，诸如“向前”、“向后”、“前”、“后”、“前面”、“后面”、“向上”、“向下”、“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”、“右手”、“左手”、“内”、“外”、“延伸”、“前进”、“缩回”、“近端”和“远端”。本申请中的这些引用和其它类似引用仅用于帮助描述和理解本公开，而不旨在将本发明限制于这些方向。

本申请可以包括修饰语，诸如词语“大体”、“近似”、“大约”或“大致”。这些术语意在用作修饰语，以指示所讨论的“尺寸”、“形状”、“温度”、“时间”或其它物理参数不必是确切的，而是可以变化，只要可以执行需要执行的功能即可。例如，在短语“形状大体为圆形”中，只要可以进行所讨论的结构的所需功能，该形状就不必是确切的圆形。

在以下描述中，描述了本公开的各种实施例。在以下描述和附图中，对应的系统、组件、设备和单元可以由相同的零件编号来标识，但是具有字母后缀。对相同或类似的这种系统、组件、设备和单元的零件/部件的描述不再重复，以便避免本申请中的冗余。

在本申请和权利要求中，对“食物”、“食物产品”、“食物块”和“食品”的引用可互换使用，并且旨在包括所有形式的食物。这些食物可以包括肉、鱼、贝类、家禽、水果、蔬菜、坚果或其它类型的食物。而且，本系统和方法涉及生食物产品、以及部分和/或完全加工或烹饪的食物产品。

进一步地，本申请中公开的和本权利要求中限定的系统、设备和方法，尽管特别适用于食物产品或食品，但是也可以在食物领域之外使用。因此，本申请和权利要求引用“工作产品”、“工作物品”和“工件”，这些术语是彼此同义的。应当理解，对工作产品和工件的引用还包括食物、食物产品、食物块和食品。

本公开的系统和方法包括扫描包括食品的工件，以确定包括工件尺寸和/或形状的工件的物理参数。除了其它参数之外，这种尺寸和/或形状参数可以包括工件的长度、宽度、纵横比、厚度、厚度分布、轮廓、外轮廓、外周界、外周界构造、外周界尺寸、外周界形状、体积和/或重量。关于包括食品的工件的长度、宽度、长度/宽度纵横比和厚度的物理参数，这种物理参数可以包括这种参数的最大值、平均值和/或中间值。关于工件的厚度分布，这种分布可以是沿着工件的长度、横跨工件的宽度、以及横跨/沿着工件的宽度和长度。

如上所述，可以被确定、测量、分析等的工件的另外参数是工件的轮廓。术语轮廓可以指代工件的廓线、形状和/或形式，无论是在工件的基部或底部，还是在沿着工件厚度的任意高度。参数术语“外轮廓”可以指代工件沿着其最外边界或边缘的廓线、形状、形式等。

被称为工件的“周界”的参数指代围绕工件的边界或距离。由此，术语外周界、外周界构造、外周界尺寸和外周界形状与工件的最外边界或边缘周围的距离、构造、尺寸和形状有关。

上述列举的尺寸和/或形状参数并不旨在是限制性或包括性的。通过本系统和方法，可以确定、监测、测量等其它尺寸和/或形状参数。而且，以上讨论的上述具体尺寸和/或形状参数的定义或解释并不意味着是限制性或包括性的。

图1示意性地例示了实施本公开的实施例的系统20，其中，食物产品22在加工之后被收获。系统20包括移动支撑表面，为传送系统24的形式，用于在多道料堆中传送食物产品，食物产品沿着传送系统延伸，以被分割、修整、切割或以其它方式加工。传送系统24最初通过用于扫描食物产品的扫描系统28来运送食物产品22，并且生成与如上所讨论的食物产品的各种物理参数有关的数据。此后，将食物产品22运输通过加工系统，该加工系统在图1中被例示为切割/修整/分割系统30(在下文中为了方便而简称为分割系统30)的形式。接下来，将分割的食物产品22运输到收获系统32，而机器人致动器34进行操作以通过抽真空到吸嘴中并且然后通过软管或管运输食物产品部分或在空中发射食物部分来卸载食物产品部分36，从而将这些食物部分放置在一个或多个期望的位置处，这些期望的位置例如可以是一个或多个取走传送机和/或一个或多个产品接收容器或箱的形式。

传送系统24、扫描系统28、分割系统30、收获系统32(包括机器人致动器34)联接到控制器40并由其控制，该控制器由处理系统43的处理器42操作，如图1示意性所示。处理系统43包括输入装置44(键盘、鼠标、触摸板等)和输出装置46(监视器、打印机)。处理系统43还包括存储单元48和接口50，用于从传送系统24、扫描系统28、分割系统30、包括机器人致动器34的收获系统38以及从系统20的其它数据源接收信号和信息，如下面更全面地描述的。处理器42可以连接到网络52。而且，不是采用本地处理器42，而是网络计算系统可以用于该目的。

通常，扫描系统28包括扫描仪，用于扫描食物产品22，以产生与食物产品22的物理规格有关或代表该物理规格的数据并将该数据转发给处理器42。处理器使用扫描程序分析扫描数据，以确定食物产品22在传送系统上的位置，并产生所扫描食物产品的物理参数，例如包括所扫描食物产品的长度、宽度、面积和/或体积分布。处理器还可以产生所扫描的食物产品的厚度分布以及食物产品的整体形状和尺寸。处理器42然后可以对食物产品建模，以确定食物产品可以如何被划分、修整和/或切割成由特定物理标准组成的最终块或部分36，特定物理标准包括例如形状、面积、重量和/或厚度。在这方面，处理器42可以考虑食物产品22的厚度可以在工作产品在分割站30处被切片机(未示出)切割之前或之后改变。处理器42使用扫描程序和/或分割程序来确定食物产品可以如何被分割成一个或多个最终产品36或最终产品组。然后，控制器40用于控制切割系统30以根据期望的最终产品块36来分割食物产品22，并且然后控制器控制从传送系统收获分割的食物块36以及在边角料54已经被移除之后将分割的食物块36放置在远离传送系统24或回到传送系统上的一个或多个期望的位置处。

接下来，更详细地描述系统20，传送系统24包括在下面的支架或床62上滑动的移动带60。带60由安装在框架结构64上的驱动辊(未示出)驱动，该框架结构还承载传送带床62。驱动辊又由驱动马达(未示出)以标准方式以选定的速度驱动。驱动马达可以由变速马达组成，由此，当食物产品被运送经过扫描系统28、分割系统30和收获系统32时，根据期望的调节带的速度。在传送系统24的出口端65，带60以标准方式围绕安装在框架结构64上的惰辊66运行。

未示出的编码器例如在驱动辊处集成到传送系统24中，以便以对应于传送带60的向前移动的固定距离间隔生成电脉冲。该信息被路由到处理器42，使得随着食物产品或部分沿着传送系统24行进，可以确定和监测食物产品22或从食物产品切割的部分36的位置。该信息可以用于定位分割系统30的切割器以及收获系统32的部件，包括机器人致动器34。

扫描系统28可以是各种构造或类型，包括摄像机(未示出)，以观察由一个或多个光源70照亮的食物产品。来自光源70的光延伸跨过移动的传送带60，以限定清晰的阴影或光条纹线，其中横向光束前面的区域是暗的。当没有食物产品22由传送带60运送时，阴影或光条纹形成横跨传送带的直线。然而，当食物产品22穿过阴影线/光条纹时，食物产品的上部不规则表面产生如由摄像机观察到的不规则的阴影线/光条纹，其在食物产品和阴影光/光条纹上向下成角度。摄像机引导阴影线/光条纹从当在传送带60上没有食物产品时它将占据的位置的位移。该位移表示食物产品沿着阴影线/光条纹的厚度。食物产品的长度由食物产品产生阴影线/光条纹的带行进距离确定。在这点上，被集成到传送系统中的编码器以对应于传送带60的向前移动的固定距离间隔生成脉冲。

代替摄像机，扫描系统28可以替代地利用X射线设备(未示出)来确定食物产品22的物理特性，包括其形状、质量和重量。X射线可以在X射线检测器(未示出)的方向上穿过对象。这种X射线与食物产品质量成比例地被食物产品衰减。X射线检测器能够测量在穿过食物产品之后由检测器接收的X射线的强度。这种衰减用于确定食物产品22的整体形状和尺寸及其质量。这种X射线扫描装置的示例在美国专利号5,585,605中公开，该专利以引用的方式结合于此。

前述扫描系统在本领域中是已知的，并且因此本身不是新颖的。然而，结合所描述的实施例的其他方面使用这些扫描系统被认为是新的。

在扫描系统28处测量/收集的数据和信息被传输到处理器42，处理器记录和/或注释食物产品在传送机24上的位置以及与如上所述的食物产品的物理参数有关的数据。利用该信息，例如在扫描系统软件下操作的处理器可以产生食物产品的面积分布以及体积分布。如果知道了食物产品的密度，则处理器还可以确定食物产品或其片段或段或部分的重量。

尽管前面的描述讨论了通过使用摄像机和光源以及通过使用X射线进行扫描，但是可以利用其它三维扫描技术。例如，这种附加技术可以是通过超声或Mire条纹方法。另外，可以采用电磁成像技术。因此，本发明不限于使用摄像机或X射线方法，而是包括其它三维扫描技术。

在系统20中，食物产品22可以以各种方式加工。图1中例示了一个示例，其中，食物产品通过在分割系统30处切割/修整和/或分割来加工。传送系统24运送食物产品22通过分割系统30，在此，食物产品被切割或修整或分割为期望的最终块36。

分割站包括围绕切割单元82的壳体80，切割单元通过框架系统84安装在传送机24上方，框架系统从底座86向上延伸，以支撑横跨传送带60的切割单元82的端部。切割单元可以是各种类型，包括未示出的高压液体吸嘴组件的形式，它们安装在托架或滑架上，托架或滑架在横向支撑系统88上跨过传送带移动。托架也可以是沿着传送带的长度可移动的。以引用的方式结合于此的美国专利号9,778,651和也以引用的方式结合于此的美国专利号6,826,989公开了这种支撑系统的示例。

应当理解，系统20可以包括其它类型的食物加工系统，包括将食物产品切成期望的厚度的切片设备、将食物产品压平成期望的厚度的压平设备、加热或冷却食物产品的热处理系统等。一旦食物产品的加工发生，就使用收获系统32来收获食物产品22或其部分36，从而将食物产品或其部分放置在一个或多个期望的位置。在本申请的附图所例示的系统20中，食物产品22被示出为在分割系统30处被分割成多个块36。一定量的边角料54通常由将食物产品切割/分割成期望的块而产生。

收获系统能够将切块36与边角料54分离，并且然后将切块运输到一个或多个期望的位置。而且，收获系统34能够更快速且高效地执行此功能，因为现有装置必须首先从传送机拾取食物块且然后行进到食物块的输送目的地，如在标准“拾放”系统中。在标准系统中，用于拾取食物产品的机构然后必须将食物产品物理地转移到期望的掉落位置，并且然后行进回到传送机，以拾取下一个食物产品块。

如图所示，收获系统32基本上包括多轴机器人致动器34，该致动器承载并操纵真空吸嘴90，该吸嘴被设计成通过吸嘴吸取或真空抽吸工作产品块并将工作产品块传输到输送子系统92。输送子系统可以是各种构造，包括图1至图5所示的刚性、部分刚性或柔性管或软管100形式的输送管、或如图6至图8所示的弹道发射器102，如下面更全面地讨论的。

机器人致动器34包括安装在直立安装柱112上的底座单元110，该直立安装柱从固定到地板116的底板114向上延伸。底座单元110可操作为相对于安装柱112至少竖直地移动。底座单元110包括布置在上壳体118内的马达，用于使向内臂120绕竖轴122旋转。布置在壳体118内的马达可以是各种类型，包括电动或气动的，以便以非常高的速度操作向内臂120。

机器人致动器34还包括向外臂124，该向外臂可旋转地联接到向内臂120的远端，并且可通过未示出的旋转致动器相对于向内臂高速旋转。

致动头126可旋转地安装在向外臂124的远端上，以便也以高速围绕竖轴128旋转，并且也朝向和远离传送带60升高和降低。这种竖直移动可以通过伸缩结构或通过由外部柔性波纹管130保护的其它装置来实现。致动头126的下端安装到吸嘴90。

尽管机器人致动器34被例示为具有四个自由度，但是机器人致动器可以被配置为具有至少六个自由度，包括围绕大致平行于水平面延伸的两个轴线旋转致动头的能力。利用这种附加的移动，吸嘴90可相对于传送带60的运送表面绕水平面倾斜。

图1至图5描绘了具有与吸嘴90流体连通的入口端的管或软管100形式的输送子系统92。真空发生器132布置在吸嘴90与管/软管100的入口之间。真空发生器132在吸嘴190的入口处产生真空，并且可选地在真空发生器下游的软管/管110中产生正压。

可以使用各种类型的真空发生器。在一种形式中，真空发生器可以包括鼓风机，其中，压缩空气被吹过环形空间，该环形空间形成围绕软管/管附件的环。空气压力通过鼓风机转换成气流，气流将空气夹带并移动到管/软管100中。鼓风机中的环形空间的尺寸和压力都可以改变，以提供不同的气流速率。这种鼓风机依赖于相对高的气流速率来在入口吸嘴90处产生吸力，而不是依赖由真空发生器生成的高真空水平。相对高的气流速率有助于保持真空/气流发生器的孔口不被食物产品(包括来自食物产品的脂肪和碎屑)堵塞。

应当理解，可以在吸嘴190的入口处产生真空，使得大气压力足以将所收获的食物产品36从传送带60提升到吸嘴90中并通过管/软管100。由此可见，在输送子系统92中可能不需要高于大气压力的空气压力。

控制器40可用于控制到鼓风机的气流的体积和气流的压力，并且由此控制在吸嘴90处生成的真空水平。诸如上述的鼓风机是商品。

尽管鼓风机/真空发生器132被示出为处于吸嘴90与管/软管100之间的连接处，但是真空发生器可以替代地沿着软管/管的长度定位，或者甚至位于软管/管的出口端处或朝向该出口端定位。

进一步地，可以利用多于一个的真空发生器，比如，第一真空发生器可以定位在吸嘴90与管/软管100之间的连接处，而第二真空发生器沿着软管/管的长度定位在下游。使用多个真空发生器可以增加工件通过软管/管的转移速率，以便实现期望的收获速率。

在图4中，管/软管的出口端136联接到delta机器人140，该机器人安装在取走传送机141上方或与其相邻，以根据不同的因素(包括所收获工件的一个或多个物理参数)将切割好的工件36在各个通道中放置在传送机上。例如，可以根据重量、尺寸、厚度、长度和/或宽度等，将所收获的工件沿着取走传送机141定位在不同的通道中。控制器40从扫描数据和分割系统30的操作中知道讨论中的一个或多个参数。由此可见，当机器人致动器34从传送带床62拾取工件部分36时，控制器40控制delta机器人140，使得讨论中的部分块36定位在取走传送带141的适当通道中。

诸如机器人140的delta机器人是商品。非常简要地，机器人140由四组下臂142组成，下臂在它们的上端处连接到上动力枢轴臂144，上动力枢轴臂又连接到被提供动力以围绕水平轴线旋转的旋转致动器146。四个枢轴臂144中的每一个从中心轴线148以四分之一圆的结构向外延伸。下延伸臂142的下端或远端连接到未示出的承载头或附件，管/软管100的出口/远端136附接到该承载头或附件。

delta机器人140能够使软管/管的出口端136横向地跨过传送机141、纵向地沿着传送机141的长度、以及相对于传送机竖直地移动。delta机器人还能够相对于传送表面的平面对角地以及相对于竖直方向对角地移动软管/管的远端。这样，delta机器人能够非常精确且快速地将所收获的工件36定位在传送机141上，以便跟上机器人致动器34的操作。

接下来，参照图5，将软管/管出口端136例示为可定位在存放所收获的食物产品36的不同容器150和152上。与图5中相同，软管/管出口端136可以被定位，并且通过delta机器人140从一个容器移动到另一个容器。

然而，软管/管出口端136可以替代地附接到更简单的水平线性致动器(未示出)并且由其控制，该水平线性致动器跨越在容器150和152上方并且跨过该容器。尽管图5中仅示出了两个容器150和152，但是应当理解，可以使用更多数量的容器，以便基于一个或多个选定的物理参数(例如重量、尺寸、长度、宽度和/或厚度等)更离散地划分所收获的食物产品36。

再次，系统20超过典型的拾放系统的一个优点是软管/管100的出口端136不需要在传送系统24与容器150和152之间来回移动，以便将食品定位或放置在期望的位置。这样，从传送系统24中收获食品的速率可以非常快，取决于食品的尺寸，从每分钟大约200到至少400个食品。

如关于图5所示的本公开的实施例将理解的，机器人致动器34以及delta机器人140由控制器40控制，并且利用源自扫描系统28的信息来将所分割的工件放置在图5所示的适当容器150和152中。

软管/管100在图1至图5中被示出为连续的、柔性的构造。这使得软管/管的两端能够由机器人致动器34和delta机器人140以非常快速且精确的方式来回移动。然而，应当理解，软管/管100(其至少一部分)可以由刚性管状材料构成，特别是如果该部分不发生移动的话。例如，软管/管100可具有在其端部中间的刚性管状段，该刚性管状段可由诸如柔性软管的柔性管状材料组成。这种构造的一个原因是，由于软管/管端部的连续和快速移动，随着时间的推移，由于这种移动以及由于食物产品22在行进穿过软管/管的内部时抵靠软管/管的内壁通过/滑动，将发生软管/管的磨损。

还应当理解，软管/管的直径尺寸可以根据所收获的食物产品的尺寸而变化。在这方面，软管/管的内径可以从约半英寸变化到3英寸或更大，以适应所收获的食物产品部分36的尺寸、质量、厚度和其它物理参数。

图6、图7和图8例示了所公开的输送子系统92的另外实施例，该输送子系统利用弹道发射器102，该弹道发射器以特定轨迹154、156、157、158将食品36通过发射器的出口发射出去，使得食品落在期望的位置，在图6中，该期望的位置可以在三个取走传送机160、162和164中的一个上，这三个传送机定位在传送机24旁边的不同高度处。在图7和图8中，弹道发射器102以不同的轨迹(例如，156)引导食品，以便落在期望的容器166、168或170中。

弹道发射器102为短发射炮管180的形式，该发射炮管突出超过真空发生器132短距离，真空发生器定位于发射炮管与摄入吸嘴90之间。应当理解，所发射的食品的轨迹可以以不同的方式控制，例如，通过吸嘴围绕竖轴128的旋转位置以及通过发生器132处生成的真空水平。

另外，可以采用六轴机器人致动器，使得发射炮管180可以相对于水平面围绕两个轴线向上和向下倾斜。应当理解，当希望将食品放置在传送机160、162和164上时，这可以有助于实现适当的发射角度和发射方向，由此实现期望的轨迹154、156或157。如图6和图7所示，使用止挡隔板181来防止所发射的食品超过预期的传送机或容器。

应当理解，控制器40可操作为控制吸嘴90的位置和取向并且因此控制发射炮管180的位置和取向、以及由真空发生器132生成的真空水平。在使用六轴机器人致动器的情况下，控制器还控制发射炮管180的倾斜角度。控制器知道被收获的工件的尺寸、形状、重量和其它物理规格，并且因此，不仅能够引导输送子系统92将收获的工件产品引导到适当的取走传送机或容器，而且能够控制真空发生器132处的真空水平，使得工件以适当水平的力或能量发射，以便成功地到达期望的位置。

压力传感器182和184可安装在入口吸嘴90以及软管/管100上，以便测量吸嘴和软管/管中的压力，作为控制由真空发生器132生成的真空水平的一部分。这种压力传感器还可以指示吸嘴90和/或输送软管/管100是否可能部分或完全堵塞，使得如果需要的话，可以采取校正动作。压力传感器182和184是商品。来自压力传感器的出口信号可被路由到处理器42，并且控制信号可通过无线或有线传输从处理器路由。

吸嘴90的一个示例在图9A至图9H中示出为通常构造成弯头或直角形的形式，具有带有向下开口190的主体188。主体188从开口190向上延伸并且然后侧向延伸，以形成在其远端处具有圆形出口192的颈部段189。颈部189可以具有选定的长度。凸缘194围绕吸嘴的出口192，以便连接到真空发生器132。

吸嘴90通过一对细长的安装凸台196和198附接到自动致动头126的下端，安装凸台从吸嘴主体的上表面向上延伸，以提供靠在致动头126上的附接表面200和202。未示出的硬件构件从致动头126向下延伸，以接合在形成于凸台196和198的上表面中的开口204内。

如上所述，凸缘194可以连接到真空发生器132，然后连接到输送软管/管100，输送软管/管100连接到短粗段，该短粗段从真空发生器突出，以接合软管/管100的入口端，例如，如图3所示。在图3所示的吸嘴90中，出口192是大体水平的，而在图6、图7和图8中，出口以发射角度稍微向上指向。这可以通过简单地向图9A至图9G所示的吸嘴增加短的延伸部分来实现，或者替代地，吸嘴主体可以成形为使得出口颈部189稍微向上指向。

吸嘴主体188在图中示出为具有圆形入口190。如下所述，开口的尺寸可以基于所收获的食物产品的尺寸来选择。

入口190由从吸嘴主体向下延伸的边沿210限定。边沿210被示出有可以是钝的、做成方形的或磨圆的边沿的底部边缘212。进一步地，如图14所示，边缘212可以沿向下方向逐渐变细，以便提供锋利的底部边缘，该底部边缘可用于将要收获的食物产品与可能尚未被切割设备完全切割但将不被收获或将与正在收获的食物产品块分开收获的边角料或相邻食物产品部分切断。

进一步地，不是在向下方向上呈现均匀或连续的锋利边缘，而是边沿底部边缘212可以是锯齿状的、齿状的或形成为其他图案或形状，以执行各种功能，包括将被收获的食物产品块与食物产品的剩余部分分离。在这方面，机器人致动器的致动头126可以用于旋转吸嘴90，以在边沿底部边缘212处产生切割动作。

图13所示的裙部260可以在边沿210的高度处或附近围绕开口190延伸。裙部260可以从吸嘴开口侧向向外延伸，以压靠食物产品的顶部而不是被收获的部分36，从而有助于确保只有收获的部分被拉入吸嘴90中。在这方面，裙部可以沿向外方向向下延伸或倾斜。裙部可以由柔性材料构成，以便不损坏食物产品，但是仍然在食物产品上施加向下的压力，该压力足以在部分36被拉入吸嘴中时将食物产品保持在适当位置。

而且，裙部可以形成为不同于图13A所示的构造。比如，裙部可以具有如图13B所示的截面的向上凹陷的形状262，以便不向与吸嘴入口190相邻的食品施加压力，而是在远离吸嘴入口的期望距离处的食品部分上施加向下的压力。可以使用其它形状或构造的裙部，然后如上所述。

还如上所述，诸如传感器182的压力传感器可安装在吸嘴主体188上，以在系统20的操作期间感测吸嘴主体内的压力。可以利用多于一个压力传感器。进一步地，压力传感器可以定位于除了图中所示的位置之外的位置。

如上所述，吸嘴入口的尺寸基于由被收获的食物产品占据的面积来选择。开口190的直径例如可以对应于不超过横跨被收获的食物产品的最小距离(也称为“较小尺寸”)，使得食物产品占据或重叠开口190的整个面积。在这方面，“对应”意味着吸嘴开口的直径小于横跨吸嘴将接触食物产品的食物产品部分或面积的最小距离。食物产品的主要尺寸(例如食物产品的长度)可以显著地长于吸嘴开口的直径，这不会出现问题，因为食物产品在进入吸嘴时将折叠，如下所述。

如果吸嘴开口的整个面积都被食物产品覆盖，则在食物产品开始进入吸嘴90时，在吸嘴开口190处生成最大吸力。该最大吸力作用在食物产品上，以使食物产品在进入吸嘴时折叠，因为从上方观察时，吸嘴的截面积小于食物产品的面积。而且，因为吸嘴开口被食物产品封闭，进入吸嘴的空气速度增加，这导致产生更大的吸力。

如果在食物产品与吸嘴的内表面之间存在显著的摩擦阻力，则这可以由压力传感器182感测，使得控制器可以使得真空发生器132在需要时增加吸嘴开口处的真空水平或通过吸嘴的气流水平。而且，压力传感器也将能够确定吸嘴是否被堵塞，使得可以采取补救措施。

机器人致动器除了将吸嘴90定位在待收获的食物产品上之外，还相对于食物产品降低和升高吸嘴。控制器控制机器人致动器以将吸嘴放置在相对于待收获的食品的期望高度处。这种高度可以取决于所收获的食品的类型和物理参数。例如，可以不要求吸嘴一直向下降低到食品的顶面。相反，随着吸嘴朝向食品降低，来自吸嘴的吸力可将食品提升到吸嘴中。

吸嘴相对于食品的理想竖直位置也可取决于传送带60的构造，例如，是稀疏的编织带还是实心的金属或塑料带。如本文所述，由于在吸嘴处生成的真空是由进入吸嘴的气流体积产生的，因此对于实心表面带，吸嘴可能需要处于比在稀疏编织带中相对更高的高度，以允许足够的气流进入吸嘴，从而产生必要的提升力以将食物产品提升到吸嘴中。

应当理解，如果食物产品没有占据吸嘴入口90的整个面积或大致整个面积，则可能没有足够的吸力来将食物产品从传送带60上提升并进入吸嘴90。这可能是在跨食物产品的最小尺寸(较小尺寸)小于吸嘴的直径时或者可能因为吸嘴没有适当地放置在食物产品上的结果。

吸嘴相对于食物产品的放置由控制器40控制。控制器知道待收获的分割食物产品的形状和尺寸以及食物产品部分在传送机上的位置。控制器能够将吸嘴90定位在食物产品上方，使得吸嘴入口的整个面积或大致整个面积被食物产品覆盖，假定食物产品大到足以这样做。

由于食物产品的形状和/或尺寸或者由于吸嘴在食物产品上方的不精确定位，吸嘴入口的整个面积可能不会被食物产品覆盖。在一些情况下，如果90％的吸嘴面积被食物产品覆盖，本系统可以适当运行。在其他情况下，如果大约80％的吸嘴面积被食物产品覆盖，本系统可以适当运行。在另一些情况下，如果大约70％或更少的吸嘴入口面积被食物产品覆盖，本发明可以适当运行。各种因素可能影响吸嘴面积的多少百分比保持未覆盖，并且本系统仍然适当运行，例如食物产品的厚度、食物产品的总体尺寸、食物产品的总质量或重量等。

除了控制机器人致动器34以便在收获食物产品或其它工作产品时将吸嘴90定位在适当位置之外，控制器还可以控制机器人致动器，以便将吸嘴主体开口188的中心定位在被收获的食物产品的质心上方。这便于食物产品通过入口190进入吸嘴主体。如果吸嘴入口190离食物产品的质心偏移太远，则存在位于开口正下方的食物产品部分可能被向上提升但是食物产品的其余部分可能阻止向上移动到吸嘴主体中的可能性。

如所理解的，在吸嘴入口190的整个面积被食物产品占据的食物产品上的位置与食物产品的质心的位置之间可能存在差异。控制器试图解决吸嘴最佳位置的这种差异，例如通过移动吸嘴以使吸嘴的中心与质心更紧密地对齐，同时仍然保持吸嘴的面积被食物产品覆盖。在这方面，可以使用一种算法，该算法考虑了试图确保吸嘴的入口被完全覆盖与将吸嘴的中心定位在工作产品的质心上方的相对重要性。

尽管已经关于具有圆形入口190的吸嘴90讨论了关于吸嘴90在食物产品上的放置的前述因素和考虑，但是相同的考虑也适用于其它形状的吸嘴，包括下面讨论的那些。

控制器能够识别食物产品是否太小或太大或太重而不能被系统20成功地收获。如果食物产品太小，则可能生成不充足的吸力水平以能够将食品提升到吸嘴中。或者，如果食物产品部分的尺寸、重量、质量等太大，则食物产品可能不能折叠成足够小的构造以通过吸嘴和/或软管/管。在这种情况下，控制器指示收获系统不试图从传送系统24移除这种食物产品，而是替代地允许食物产品经过以或许由具有不同尺寸和/或形状的吸嘴的机器人致动器收获或者允许食物产品被手动收获。

吸嘴主体开口190可以是其它形状，包括与所收获的食物产品的形状相对应的形状，而不是圆形。例如，图10公开了形状为大体三角形的吸嘴开口190A。开口190A可用于收获与图10中所示形状类似的形状的食物产品。开口190的其它可能的形状可以是椭圆形、长圆形、半圆形等，以大体匹配食物产品的形状。

利用与食物产品形状相对应的吸嘴主体开口的一个潜在缺点是，为了系统20的最佳操作，吸嘴开口可能需要被定向成与传送系统上的食物产品的取向相匹配。由于机器人致动器34的高速操作，这通常不是问题。机器人致动器能够在致动头126接近待收获的食物产品时旋转吸嘴90，使得当吸嘴到达食物产品时，其处于围绕竖轴128的适当取向中，以匹配传送系统24上的食物产品的取向。

然而，可能希望将吸嘴开口成形为使得吸嘴开口可以大体对应于食物产品的形状，但是使得吸嘴能够从多于一个方向接近食物产品，或者使得吸嘴可以相对于竖轴128处于多于一个取向。例如，在图11A中，食物产品22B可以在传送带62B上处于不同的取向。图11C所示的吸嘴开口190B通常可以是椭圆形的，以便通过从任意方向接近食物产品部分并将开口190B的纵轴230与食物产品部分36B的纵轴对齐，来成功地收获所描绘的食物产品部分36B。如图11B所示，吸嘴开口190B的形状是当食物产品部分36B以四个不同取向定位时将其形状彼此叠加的结果。食物产品的部分可以延伸超过吸嘴开口的余裕，但是吸嘴开口的面积被食物产品覆盖或大致覆盖。

另外，吸嘴开口可以设计成能够拾取具有类似互补形状的食物产品。例如，图12A示出了鸡胸肉22C，其被分成两半36C，使得每一半的形状大体为心形的一半的形状，具有直的侧边232，该侧边在鸡胸肉半部的“顶部”与弯曲的叶瓣部分234相交，叶瓣部分然后通常与直的侧边的相对的尖端236相切地形成弧。吸嘴190C形成有与鸡胸肉半部的直的侧边232相对应的直边缘240。吸嘴190C还在直边部分240的两端形成有弯曲的叶瓣部分242，以便与两个鸡胸肉半部36C的叶瓣部分234相对应。由此，通过简单地围绕轴线128旋转吸嘴，使得吸嘴开口190C的直边部分240覆盖图12所示的鸡胸肉半部36C的直边部分232，吸嘴190C就能够拾取图12A所示的鸡胸肉半部36C中的任一个。如上所述，吸嘴被定尺为使得吸嘴开口的整个面积被鸡胸肉半部覆盖或大致覆盖。由此可见，鸡胸肉半部可以延伸超过吸嘴开口的外周界。这是可接受的，因为鸡胸肉是柔韧的并且在进入吸嘴时将折叠。

另一种方法可以是将吸嘴90构造成具有互补形状的双开口，从而使得能够根据食物产品的形状以及吸嘴接近食物产品的方向来利用任一开口。可以设置适当的阀，以便真空仅施加到所选择的吸嘴开口。这种阀可由控制器40控制，如本文所述，控制器还用来控制系统20的其它方面。

当然，除了上述设计考虑之外或代替上述设计考虑，也可以使用其它设计考虑来成形吸嘴90的入口，同时仍然考虑所收获的食物产品的形状。

进一步地，系统20可以包括位于机器人致动器34的可及范围内的存储机架250中的多个不同的吸嘴90A、90B、90C，如图8所示。图8中的吸嘴90A-90C具有不同的尺寸和形状。机器人致动器34可以被控制以选择用于被收获的食物产品的适当吸嘴。可以的是，吸嘴的这种选择和更换可以连续地且足够快速地发生，以适应由传送系统运送的食物产品的形状的变化。

具有多个吸嘴的另一个原因是如果吸嘴被食物产品阻塞，那么该吸嘴可以被迅速地更换，以便不显著降低机器人致动器的收获速率。阻塞的吸嘴可以由人员疏通，然后例如重新放置在存储机架250中，以便随后由机器人致动器使用。

另外，吸嘴90可定期更换以进行消毒。当被移除的吸嘴被消毒时，清洁的吸嘴可以被快速地联接到机器人致动器34，以便保持系统20的收获速率。

作为另外的替代方案，可以采用多个与致动器34相同或类似的机器人致动器，各个致动器与不同尺寸和/或形状的开口的吸嘴一起操作，以便处理不同尺寸和形状的食物产品。这在待收获的食品的尺寸和形状存在显著的变化(即使所有的食品都是一种特定类型，比如鸡胸肉或带骨的鸡腿)时是特别有益的。如上所述，对于那些比可用的吸嘴足够小或足够大或者形状足够不同的食物块，可以在使用的多个机器人致动器的下游手动地收获这些分离物。

作为另外替代，诸如吸嘴90的吸嘴可构造成具有不同形状和尺寸的多个开口。这种吸嘴可以围绕竖轴128旋转，以为所收获的特定食物部分36提供期望的开口。控制器40用于将吸嘴开口切换到要呈现给被收获的食物产品部分的吸嘴开口，并自动地停用其它吸嘴开口。

图15、图16、图17和图18公开了本公开的附加实施例，利用了用于致动器34A、34B、34C和34D的各种构造。在图15至图18中，与图1至图14所例示和所述的部件对应的部件用相同的附图标记标识，并且与图1至图14所例示的对应但不相同的部件用相同的阿拉伯语前缀但具有字母后缀标识。例如，图15中例示的致动器用附图标记34A标识。

参照图15，致动器34A包括一对从头顶框架结构250向下悬垂的吸嘴90，该框架结构由立柱252组成，该立柱从传送框架64的框架向上延伸，以支撑侧向延伸跨过传送带60的主要部分的水平梁254。水平梁254支撑两个向下悬垂的吸嘴安装组件256。吸嘴90安装到安装组件256的下端，以便定位在食物产品22所定位的传送机的通道上方。

安装组件256可以具有各种构造。例如，在第一构造中，安装组件256可以简单地将吸嘴90支撑在传送带60上方的固定位置。如果食物产品22或其它工作产品沿着传送带的纵向通道相当准确地定位并且食物产品或其它工作产品的厚度相当恒定或一致，则这种构造是令人满意的。在这种情况下，当待收获的食物产品部分36在吸嘴开口190下方通过时，控制系统可操作为在吸嘴入口190处生成真空，从而以如上所述的方式使食物产品部分从传送带向上提升并进入吸嘴90。食物产品从吸嘴90经由输送软管或管100传输到输送位置。

应当理解，不是使用输送软管100，而是吸嘴90可以适于以特定的轨迹发射食物产品部分36，使得食品部分落在期望的位置，如上面关于图6、图7和图8所述。在这方面，诸如发射器102的弹道发射器可以与吸嘴90一起采用。应该理解，在图15至图18所示的致动器34A-34D的各个附加构造中，所收获的食物产品部分36可以经由输送管(诸如软管100)输送，或者使用发射器(诸如图6、图7和图8所示的弹道发射器102)在期望的轨迹上在空中发射。

安装组件256可以围绕竖轴128旋转，而不是完全静止，如箭头260描绘，从而如上所述响应于食物产品部分36的形状旋转吸嘴开口190。作为另外的替代方案，安装组件256可以被提供动力，以在如箭头262所描绘的竖直方向移动，使得吸嘴开口190可以相对于食物产品部分36的顶面定位，以便调节到食物产品部分的厚度。作为另外的替代方案，安装组件256可适于如箭头262所描绘的围绕竖轴128旋转，并如箭头262所描绘的沿着轴线128升高和降低。安装组件256的旋转和竖直移动由控制系统40以如上关于图1至图14所示的实施例描述的方式控制。

图15中例示了两个输送子系统92，以将吸嘴90放置在沿着传送带60的长度的两个平行通道上。应当理解，食物产品22可以布置在沿着传送带60的长度的不同数量的通道中，例如三个通道、四个通道、五个通道等。在这种情况下，可以为各条通道提供输送子系统92。而且，为了增加收获产量，可以沿着传送机的特定通道放置多于一个的输送子系统92。

接下来，参照图16，致动器34B被设计成使吸嘴190横向地移动跨过传送带60的宽度，并且还可选地沿着轴线128的高度竖直地移动，并且还可选地围绕轴线128旋转地移动。为此，致动器34B包括柱结构270，该结构可以被构造成如竖直箭头272所描绘的升高和降低或者保持竖直静止。伸缩梁274从柱结构270的上端向外成悬臂式，以如箭头274所描绘的侧向移动跨过传送机60。梁274的伸缩远端段278可以由任意已知的手段提供动力，例如液压、气动、电动等。

安装组件256从远端段278的远端向下突出，以便以与上面参照图15所述的方式类似的方式支撑和承载吸嘴90。在这方面，吸嘴90可以如箭头280描绘的围绕轴线128旋转，并且还可以如箭头282所描绘的沿着轴线128的高度竖直移动。安装组件256的竖直移动可以代替柱结构270的竖直移动或作为其补充。

与图15所示的实施例中相同，图16中的吸嘴90的移动由控制系统40控制。而且，吸嘴90的操作对应于上面关于例如图1至图5和图15所述的操作。

应当理解，致动器34B用于使吸嘴90横向地移动跨过传送带60、沿着轴线128竖直地移动以及围绕轴线128旋转地移动。而且，致动器34B可以被限制为：(1)跨过传送机60的简单的横向移动；或(2)跨过传送机60的横向移动和沿着轴线128的竖直移动的组合；或(3)跨过传送机60的横向移动和围绕轴线128的旋转移动的组合；或(4)跨过传送机60的横向移动、沿着轴线128的竖直移动以及围绕轴线128的旋转移动的组合。如以上关于图15所述，吸嘴90所需的或期望的移动可取决于所收获的食物产品22或其它工作产品的性质和均匀性以及其它物理参数。

接下来，参照图17，致动器34C被例示为使得吸嘴90能够侧向地移动跨过传送带60，纵向地沿着传送带的长度移动，以及可选地竖直地沿着延伸穿过吸嘴90的轴线128的高度移动，并且还可选地围绕轴线128旋转地移动。为此，致动器34C包括支撑结构300，该支撑结构跨过传送机24延伸，用于支撑和引导具有轮304的滑架302，以在横向于传送机的移动方向的方向上沿着支撑结构滚动。滑架302由驱动系统提供动力，该驱动系统部分地包括为连接到滑架302的驱动带308提供动力的动力系统306。带308由驱动皮带轮310提供动力。带还围绕惰轮312运行。第二纵向支撑结构或梁314在与传送机24的移动方向大体对齐的方向上从滑架302向外呈悬臂式并由其承载。第二“纵向”滑架316适于通过驱动系统沿着梁314在轮318上滚动，该驱动系统部分地包括第二动力系统320，第二动力系统通过连接到滑架316的第二驱动带322为纵向滑架316提供动力。细长轨道324安装在梁314的侧壁上并在其上纵向延伸以引导轮318。纵向滑架316适于沿着轨道324行进。滑架316通过与动力系统306类似地构造的第二动力系统320沿着轨道324来回移动，以为连接到滑架316的驱动带322提供动力。第二带322由驱动皮带轮330驱动。带322还围绕从驱动皮带轮330跨过传送机24定位的惰轮332运行。带322还围绕安装在滑架302上的惰轮334和位于梁314的远端处的惰轮336运行。

安装组件256用于将吸嘴90安装在滑架316上，以便与滑架一起沿着传送带60的长度移动，如箭头340所描绘的，而且与滑架302一起横向于传送带60的长度移动，如箭头342所描绘的。同样可选地，安装组件356可适于使吸嘴90沿着轴线128竖直地移动，如沿着轴线128的箭头344所描绘的。进一步替代地，安装组件356可被提供动力以使吸嘴90围绕轴线128旋转，如箭头346所描绘的。与本文描述和例示的其它致动器中相同，致动器34C也由控制系统40控制，动力系统306和320也是如此。

图18所示的致动器34D是与图4和图5所示以及以上所示的delta机器人类似的delta机器人的形式。图18所示的delta机器人34D的部件用与图4和图5所示的delta机器人相同的附图标记标识。关于delta机器人34D，下延伸臂142的下端或远端连接到用于安装和支撑安装组件256的承载头或附件350，该安装组件又支撑吸嘴90。delta机器人34D能够使吸嘴90侧向移动跨过传送机24，纵向地沿着传送机的长度移动，相对于传送机竖直移动，以及可选地使吸嘴90围绕穿过吸嘴90在中心延伸的轴线128旋转。这样，delta机器人34D能够相对于食物产品22非常精确且快速地定位吸嘴90，以便以与利用上述其它致动器时相同的方式收获食物产品的部分36。

Delta机器人34D可以安装在传送机34上方。另外，在收获系统20中可以使用多于一个的delta机器人。

虽然已经例示并描述了例示性实施例，但是应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种改变。这种变化应记住，本公开的系统旨在加工和/或收获各种类型的食品，这些食品可以具有可变的物理参数，包括尺寸、形状、厚度、重量等，并且还可以是柔性和柔韧的，以便折叠成或以其他方式呈现小于食品的主要尺寸(例如，最大长度)的截面尺寸。这种食品的非限制性示例包括生肉、鱼和家禽。具体的非限制性示例包括无骨鸡胸肉、无骨鸡腿和鸡块部分。

作为另一替代，本公开的系统可用于拾取在食物产品或其它类型的工件已被切割或分割之后剩余的边角料。例如，对于易碎的工件，诸如一些类型的鱼，边角料可以被拾取，这将期望的产品留在传送带上。

而且，本公开的系统可用于移除除食品以外的工件。这种工件可以包括例如由织物、橡胶、合成橡胶、塑料、纸、纸板、五金布、植物材料和其它有机材料、生物质、纤维素纤维材料等组成的工件。

作为另外替代，可使用除压力传感器以外的传感器来感测工件在输送子系统中的存在，包括工件是否堵塞或卡在输送子系统中。这种替代传感器或感测系统可包括例如电导率传感器、温度传感器、光学传感器、气流传感器、位置传感器、雷达传感器、声纳传感器和加速计。

虽然已经例示并描述了例示性实施例，但是应当理解，在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以在其中进行各种改变。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种食物加工系统，用于在可能具有可变尺寸和形状的食品在传送机的支撑表面上运送时加工所述食品，并且从所述传送机移除已加工的食品，以将所述食品输送到一个或多个期望的位置，所述食物加工系统包括：

(a)扫描系统，用于扫描所述食品并生成与所述食品的物理规格有关的数据，包括所述食品的尺寸和形状以及所述食品在所述传送机上的位置；

(b)移除系统，用于从所述传送机移除所述食品，以将所述食品输送到一个或多个期望的位置处，所述移除系统包括：

第一吸嘴，具有入口，所述入口被成形并定尺成对应于所述食品的所述尺寸和形状，以用于将所述食品接收到并通过所述第一吸嘴；

输送子系统，与所述第一吸嘴流体接收连通，以用于从所述第一吸嘴接收所述食品，将所述食品运送通过所述输送子系统并且沿期望的方向引导所述食品或将其引导至期望的位置；

真空发生器，在所述吸嘴入口处生成真空；以及

致动器，相对于所述食品将所述吸嘴移动和定位到期望的位置；以及

(c)控制系统，从所述扫描系统接收数据，所述数据包括所述食品的尺寸和形状以及所述食品在所述传送机上的位置，并且所述控制系统控制所述致动器相对于所述食品定位所述吸嘴，以使所述吸嘴能够拾取所述食品，控制所述输送子系统以使所述输送子系统能够将所述食品输送到一个或多个期望的位置处；并且控制所述真空发生器的操作。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括：

食物加工站，位于所述移除系统的上游，以加工由所述传送机运送的所述食品；并且

其中，所述控制系统从所述扫描系统接收与所述食品的所述物理规格有关的数据，所述物理规格与所述食品在所述食物加工站处的所述加工有密切关系，并且所述控制系统控制所述食品在所述食物加工站处的加工。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述食物加工站包括：切割系统，用于从所述食品切割一个或多个部分；和

所述控制系统，引导所述切割系统执行所述食品的所需的切割。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述输送子系统包括与所述第一吸嘴流体连通的管状构件，所述管状构件具有出口，所述出口指向或能够指向期望的方向或期望的位置，以用于输送所述食品。

5.一种用于食物加工系统的收获机，其中，在传送机上运送被加工的可变尺寸和形状的食品，所述食物加工系统包括扫描系统，所述扫描系统用于扫描所述食品，以生成与所述食品的物理规格有关的数据，所述数据包括所述食品的尺寸和形状以及所述食品在所述传送机上的位置，所述收获机从所述传送机移除所述已加工的食品并且将所移除的食品输送到一个或多个期望的位置处，所述收获机包括：

(a)拾取系统，用于从所述传送机拾取所述食品，包括：

吸嘴，具有基于所述食品的尺寸和形状的入口构造；

卸料子系统，与所述吸嘴流动连通；以及

真空源，用于在所述吸嘴处产生真空；

(b)致动器，将所述吸嘴相对于所述食品最佳地定位在期望的位置中，以有利于利用所述吸嘴拾取所述食品进入其中；以及

(c)控制系统，用于从所述扫描系统接收与所述食品的物理规格有关的数据，包括所述食品的尺寸和形状以及所述食品在所述传送机上的位置，并且所述控制系统用于控制所述致动器以相对于所述食品定位所述吸嘴，以使得所述吸嘴能够从所述传送机拾取所述食品进入所述吸嘴，并且控制所述卸料子系统以将流过所述卸料子系统的所述食品放置在一个或多个期望的位置处。

6.一种系统，用于基于切割部分的期望的物理规格从可变尺寸和形状的食品切割所述部分并且将切割部分放置在一个或多个期望的位置处，所述系统包括：

(a)传送系统，用于传送所述食品；

(b)扫描系统，用于扫描所述食品并生成与所述食品的物理规格有关的数据，包括所述食品的尺寸和形状以及所述食品在所述传送机上的位置；

(c)切割系统，用于从所述食品切割一个或多个部分；

(d)拾取系统，用于从所述传送机拾取切割部分，所述拾取系统包括：

吸嘴，具有基于所述切割的食品的尺寸和形状构造的入口，以接收所述切割部分进入并通过所述吸嘴；

卸料子系统，与所述吸嘴流动连通；以及

真空源，在所述吸嘴入口处生成真空；

(e)致动器，联接到所述吸嘴，以将所述吸嘴相对于切块最佳地放置在最佳位置，从而有助于用所述吸嘴拾取所述切块，以能够被接收进入并通过所述吸嘴；以及

(f)控制系统：

处理所扫描的数据，以确定所述食品的物理特性，包括所述食品的尺寸和形状以及所述食品在所述传送机上的位置；

确定切割路径，以切割所述食品，以便实现所述切割部分的期望的物理规格；

引导所述切割系统以执行所确定的切割；

引导所述致动器以相对于所述食品定位所述吸嘴，以便使所述吸嘴能够最佳地拾取所述切割部分；并且

控制所述卸料子系统以将通过所述卸料子系统的所述切割食品输送到一个或多个期望的位置处。

7.根据权利要求5或6所述的系统，其中，所述卸料子系统包括与所述吸嘴流体连通的管状构件，所述管状构件具有出口，所述出口指向或能够指向期望的方向或期望的位置，以用于输送所述食品。

8.根据权利要求4或7所述的系统，还包括致动器，作用在所述管状构件的所述出口上，以将所述出口引导到期望的方向或期望的位置，以用于输送所述食品。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述控制系统控制所述致动器，所述致动器作用在所述管状构件的所述出口上，以将所述出口引导到期望的方向或期望的位置，以用于输送所述食品。

10.根据权利要求4至9中任一项所述的系统，还包括真空发生器，其沿着所述管状构件的长度定位，以在所述真空发生器的位置的上游生成真空，并且在所述真空发生器的位置的下游的所述管状构件中生成正压。

11.根据权利要求4至10中任一项所述的系统，还包括一个或多个压力传感器，其能够操作地连接到所述管状构件，以感测在沿着所述管状构件的长度的一个或多个位置处的压力。

12.根据权利要求4至11中任一项所述的系统，其中，所述管状构件包括选自由以下组成的组的构件或构件的组合：刚性管、柔性管、软管和柔性软管。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，其中，所述输送子系统包括弹道发射器，其与所述第一吸嘴流动连通，以将食品以一轨迹发射到空中，从而将所述食品输送到一个或多个输送位置。

14.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，其中，所述拾取系统包括弹道发射器，其与所述吸嘴流动连通，以将食品以一轨迹发射到空中，从而将所述食品输送到一个或多个输送位置。

15.根据权利要求13或14所述的系统，其中，所述控制系统控制从所述弹道发射器发射的所述食品的所述轨迹。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的系统，还包括多个吸嘴，其具有对应于不同形状和尺寸的食品的入口形状和尺寸，所述多个吸嘴能够拆卸地附接到所述致动器。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述致动器能够由所述控制系统操作，以选择适合于被加工的所述食品的尺寸和形状的特定吸嘴。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的系统，其中，所述控制系统控制所述真空发生器，以在所述第一吸嘴处以期望的水平且在期望的持续时间内产生真空。

19.根据权利要求1至17中任一项所述的系统，其中，所述控制系统控制所述真空发生器，以在所述吸嘴处以期望的真空或气流水平且在期望的持续时间内产生真空。

20.根据权利要求18或19所述的系统，其中，如果在拾取顺序的食品之间存在足够的时间，则所述控制系统控制所述真空发生器，以在由所述吸嘴拾取顺序的食品之间暂停所述真空发生器的操作。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的系统，其中，当所述吸嘴相对于所述食品处于特定取向时，所述第一吸嘴的所述入口类似于所述食品的所述形状。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述吸嘴入口的所述形状被泛化为使得在所述第一吸嘴的至少两个取向上，所述吸嘴的形状类似于所述食品的形状。

23.根据权利要求1至22中任一项所述的系统，其中，所述吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为与要接收到吸嘴中的食品的尺寸和形状相同或小于要接收在吸嘴中的食品的尺寸和形状。

24.根据权利要求1至22中任一项所述的系统，其中，所述吸嘴入口的所述尺寸和/或形状被选择为使得所述吸嘴入口的整个面积或大致整个面积被要接收到吸嘴中的所述食品覆盖。

25.根据权利要求1至22中任一项所述的系统，其中，所述吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为使得所述吸嘴入口的整个面积的至少90％被要接收到所述第一吸嘴中的所述食品覆盖。

26.根据权利要求1至22中任一项所述的系统，其中，所述吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为使得所述吸嘴入口的整个面积的至少80％被要接收到所述第一吸嘴中的所述食品覆盖。

27.根据权利要求1至22中任一项所述的系统，其中，所述吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为使得所述吸嘴入口的整个面积的至少70％被要接收到所述第一吸嘴中的所述食品覆盖。

28.根据权利要求1至27中任一项所述的系统，其中，所述吸嘴包括多个入口，并且所述致动器使所述吸嘴转位，使得期望的入口呈现给被移除的所述食品。

29.根据权利要求1至28中任一项所述的系统，还包括压力传感器，其与所述第一吸嘴能够操作地相关联，以感测所述第一吸嘴内的压力。

30.根据权利要求1至29中任一项所述的系统，其中，边沿围绕所述第一吸嘴入口的至少一部分延伸以从所述吸嘴入口突出，所述边沿在远离所述吸嘴入口的方向上具有减小的厚度。

31.根据权利要求1至30中任一项所述的系统，其中，边沿围绕所述第一吸嘴入口的至少一部分延伸以从所述吸嘴入口突出，所述边沿是弹性柔性的，使得至少部分地符合所述食品的顶面的轮廓。

32.根据权利要求1至31中任一项所述的系统，其中，

所述传送机限定大体平面的移动支撑表面；并且

所述控制系统控制所述致动器，以使所述第一吸嘴围绕垂直于所述传送机支撑表面的轴线旋转。

33.根据权利要求32所述的系统，其中，所述控制系统控制所述致动器，以还使所述第一吸嘴围绕平行于所述传送机的所述支撑表面布置的两个垂直轴线旋转。

34.根据权利要求1至4和8至33中任一项所述的系统，其中，

所述移除系统包括：

多个不同尺寸或形状的吸嘴；

用于各个吸嘴的致动器；以及

所述控制系统，控制所述致动器以拾取与附接到所述致动器的所述吸嘴的尺寸和/或形状相对应的食品。

35.根据权利要求5至33中任一项所述的系统，其中，

所述拾取系统包括：

多个不同尺寸或形状的吸嘴；

用于各个吸嘴的致动器；以及

所述控制系统，控制所述致动器以拾取与附接到所述致动器的所述吸嘴的尺寸和/或形状相对应的食品。

36.根据权利要求1至35中任一项所述的系统，还包括裙部，其至少部分地围绕所述吸嘴的所述入口延伸，以从所述第一吸嘴的周界向外延伸。

37.根据权利要求36所述的系统，其中，所述裙部是弹性柔性的，以将向下的载荷施加在位于所述裙部下面的所述食品上，并且所述裙部至少部分地符合所述食品的所述顶面的形貌。

38.根据权利要求1至37中任一项所述的系统，其中，所述控制系统基于以下内容来控制所述致动器以相对于所述食品定位所述吸嘴：试图定位所述吸嘴入口，使得所述吸嘴入口的整个面积或所述吸嘴入口的尽可能大的面积在所述食品的所述周界内，并且使得所述吸嘴的中心与所述食品的质心重合或几乎重合。

39.根据权利要求1至38中任一项所述的系统，其中，所述致动器是具有至少四个运动度的机器人致动器。

40.根据权利要求1至39中任一项所述的系统，其中，所述致动器能够在选自由以下内容构成的组的一个或多个方向上移动所述吸嘴：

能够相对于所述传送机的所述支撑表面围绕直立轴线旋转；

在横向于所述传送机的所述支撑表面的直立方向上；

在横向于所述传送机行进的纵向方向的方向上；以及

在沿着所述传送机行进方向的方向上。

41.根据权利要求1至40中任一项所述的系统，其中，所述致动器包括delta机器人，其具有选自由三个运动自由度、四个运动自由度和六个运动自由度组成的组的运动自由度。

42.一种用于收获在传送机上运送的被加工的工作物品的收获机，所述收获机从所述传送机移除所述工作物品并且将所移除的工作物品输送到一个或多个期望的位置处，所述收获机包括：

(a)拾取系统，用于从所述传送机拾取所述工作物品，所述拾取系统包括：

吸嘴，具有基于所述食品的尺寸和形状的入口构造；

弹道发射器，与所述吸嘴流动连通，以从所述吸嘴接收所述工作物品并将所述工作物品以一轨迹发射到空中，以便将所述工作物品输送到一个或多个输送位置；以及

真空源，用于在所述吸嘴处产生真空，所述真空足以使所述工作物品进入并通过所述吸嘴并且从所述弹道发射器发射；

(b)致动器，将所述吸嘴相对于所述工作物品最佳地定位在期望的位置中，以有利于利用所述吸嘴拾取所述工作物品；以及

(c)控制系统，控制所述致动器以相对于所述工作物品定位所述吸嘴，以有利于所述吸嘴从所述传送机拾取所述工作物品，并且所述控制系统控制所述弹道发射器以将所述工作物品输送到一个或多个期望的位置处。

43.根据权利要求42所述的收获机，还包括一个或多个传感器，其能够操作地连接到所述拾取系统，以感测所述拾取系统上的一个或多个位置处的压力。

44.根据权利要求42或43所述的收获机，其中，所述控制系统控制从所述弹道发射器发射的所述工作物品的轨迹。

45.根据权利要求42至44中任一项所述的收获机，还包括多个吸嘴，具有对应于不同形状和尺寸的工作物品的入口形状和尺寸，所述多个吸嘴能够拆卸地附接到所述致动器。

46.根据权利要求45所述的收获机，其中，所述致动器能够由所述控制系统操作，以选择适合于被收获的所述工作物品的尺寸和形状的特定吸嘴。

47.根据权利要求42至46中任一项所述的收获机，其中，所述控制系统控制所述真空发生器，以在所述吸嘴处以期望的真空或气流水平且在期望的持续时间内产生真空。

48.根据权利要求47所述的收获机，其中，如果在拾取顺序的工作物品之间存在足够的时间，则所述控制系统控制所述真空发生器，以在由所述吸嘴拾取顺序的工作物品之间暂停所述真空发生器的操作。

49.根据权利要求42至48中任一项所述的收获机，其中，当所述吸嘴相对于所述工作物品处于特定取向时，所述吸嘴的所述入口类似于所述工作物品的形状。

50.根据权利要求49所述的收获机，其中，所述吸嘴入口的形状被泛化为使得在所述吸嘴的至少两个取向上，所述吸嘴的所述形状类似于所述工作物品的所述形状。

51.根据权利要求42至50中任一项所述的收获机，其中，所述吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为与要接收到吸嘴中的工作物品的尺寸和形状相同或小于要接收在吸嘴中的工作物品的尺寸和形状。

52.根据权利要求42至51中任一项所述的收获机，其中，所述吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为使得所述吸嘴入口的整个面积或大致整个面积被要接收到所述吸嘴中的所述工作物品覆盖。

53.根据权利要求42至52中任一项所述的收获机，其中，所述吸嘴包括多个入口，并且所述致动器使所述吸嘴转位，使得期望的入口呈现给被移除的所述工作物品。

54.根据权利要求42至53中任一项所述的收获机，还包括传感器，其与所述吸嘴能够操作地相关联，以感测所述工作物品在所述吸嘴内的存在。

55.根据权利要求42至54中任一项所述的收获机，其中，边沿围绕所述吸嘴入口的至少一部分延伸以从所述吸嘴入口突出，所述边沿在远离所述吸嘴入口的方向上具有减小的厚度。

56.根据权利要求42至55中任一项所述的收获机，其中，边沿围绕所述吸嘴入口的至少一部分延伸以从所述吸嘴入口突出，所述边沿是弹性柔性的，使得至少部分地符合所述工作物品的顶面的轮廓。

57.根据权利要求42至56中任一项所述的收获机，其中，

所述传送机限定大体平面的移动支撑表面；并且

所述控制系统控制所述致动器，以使所述吸嘴围绕垂直于所述传送机支撑表面的轴线旋转。

58.根据权利要求57所述的收获机，其中，所述控制系统控制所述致动器，以还使所述吸嘴围绕平行于所述传送机的所述支撑表面布置的两个垂直轴线旋转。

59.根据权利要求42至58中任一项所述的收获机，其中，

所述拾取系统包括：

多个不同尺寸或形状的吸嘴；

用于各个吸嘴的致动器；以及

所述控制系统，控制所述致动器以拾取与附接到所述致动器的所述吸嘴的尺寸和/或形状相对应的工作物品。

60.根据权利要求42至59中任一项所述的收获机，还包括裙部，至少部分地围绕所述吸嘴的所述入口延伸，以从所述吸嘴的周界向外延伸。

61.根据权利要求60所述的收获机，其中，所述裙部是弹性柔性的，以将向下的载荷施加在位于所述裙部下面的所述工作物品上，并且所述裙部至少部分地符合所述工作物品的所述顶面的形貌。

62.根据权利要求42至61中任一项所述的收获机，其中，所述控制系统基于以下内容来控制所述致动器以相对于所述工作物品定位所述吸嘴：试图定位所述吸嘴入口，使得所述吸嘴入口的整个面积或所述吸嘴入口的尽可能大的面积在所述工作物品的周界内，并且使得所述吸嘴的中心与所述工作物品的质心大体重合。

63.根据权利要求42至62所述的收获机，其中，所述致动器是具有至少四个运动度的机器人致动器。

64.根据权利要求42至63所述的收获机，其中，所述致动器能够在选自由以下组成的组的一个或多个方向上移动所述吸嘴：

能够相对于所述传送机的所述支撑表面围绕直立轴线旋转；

在横向于所述传送机的所述支撑表面的直立方向上；

在横向于所述传送机行进方向的方向上；以及

在沿着所述传送机行进方向的方向上。

65.根据权利要求42至64所述的收获机，其中，所述致动器包括delta机器人，具有选自由三个运动自由度、四个运动自由度和六个运动自由度组成的组的运动自由度。

Claims (65)

1.一种食物加工系统，用于在可能具有可变尺寸和形状的食品在传送机的支撑表面上运送时加工所述食品，并且从所述传送机移除已加工的食品，以将所述食品输送到一个或多个期望的位置，所述食物加工系统包括：

(a)扫描系统，用于扫描所述食品并生成与所述食品的物理规格有关的数据，包括所述食品的尺寸和形状以及所述食品在所述传送机上的位置；

(b)移除系统，用于从所述传送机移除所述食品，以将所述食品输送到一个或多个期望的位置处，所述移除系统包括：

第一吸嘴，具有入口，所述入口被成形并定尺成对应于所述食品的所述尺寸和形状，以用于将所述食品接收到所述第一吸嘴中；

输送子系统，与所述第一吸嘴流体接收连通，以用于从所述第一吸嘴接收所述食品，并且沿期望的方向引导所述食品或将其引导至期望的位置；

真空发生器，在所述吸嘴入口处生成真空；以及

致动器，相对于所述食品将所述吸嘴移动和定位到期望的位置；以及

(c)控制系统，从所述扫描系统接收数据，所述数据包括所述食品的尺寸和形状以及所述食品在所述传送机上的位置，并且所述控制系统控制所述致动器相对于所述食品定位所述吸嘴，以使所述吸嘴能够拾取所述食品，控制所述输送子系统以使所述输送子系统能够将所述食品输送到一个或多个期望的位置处；并且控制所述真空发生器的操作。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括：

食物加工站，位于所述移除系统的上游，以加工由所述传送机运送的所述食品；并且

其中，所述控制系统从所述扫描系统接收与所述食品的所述物理规格有关的数据，所述物理规格与所述食品在所述食物加工站处的所述加工有密切关系，并且所述控制系统控制所述食品在所述食物加工站处的加工。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述食物加工站包括：切割系统，用于从所述食品切割一个或多个部分；和

所述控制系统，引导所述切割系统执行所述食品的所需的切割。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述输送子系统包括与所述第一吸嘴流体连通的管状构件，所述管状构件具有出口，所述出口指向或能够指向期望的方向或期望的位置，以用于输送所述食品。

5.一种用于食物加工系统的收获机，其中，在传送机上运送被加工的可变尺寸和形状的食品，所述食物加工系统包括扫描系统，所述扫描系统用于扫描所述食品，以生成与所述食品的物理规格有关的数据，所述数据包括所述食品的尺寸和形状以及所述食品在所述传送机上的位置，所述收获机从所述传送机移除所述已加工的食品并且将所移除的食品输送到一个或多个期望的位置处，所述收获机包括：

(a)拾取系统，用于从所述传送机拾取所述食品，包括：

吸嘴，具有基于所述食品的尺寸和形状的入口构造；

卸料子系统，与所述吸嘴流动连通；以及

真空源，用于在所述吸嘴处产生真空；

(b)致动器，将所述吸嘴相对于所述食品最佳地定位在期望的位置中，以有利于利用所述吸嘴拾取所述食品；以及

(c)控制系统，用于从所述扫描系统接收与所述食品的物理规格有关的数据，包括所述食品的尺寸和形状以及所述食品在所述传送机上的位置，并且所述控制系统用于控制所述致动器以相对于所述食品定位所述吸嘴，以使得所述吸嘴能够从所述传送机拾取所述食品，并且控制所述卸料子系统以将所述食品放置在一个或多个期望的位置处。

6.一种系统，用于基于切割部分的期望的物理规格从可变尺寸和形状的食品切割所述部分并且将切割部分放置在一个或多个期望的位置处，所述系统包括：

(a)传送系统，用于传送所述食品；

(b)扫描系统，用于扫描所述食品并生成与所述食品的物理规格有关的数据，包括所述食品的尺寸和形状以及所述食品在所述传送机上的位置；

(c)切割系统，用于从所述食品切割一个或多个部分；

(d)拾取系统，用于从所述传送机拾取切割部分，所述拾取系统包括：

吸嘴，具有基于所述切割的食品的尺寸和形状构造的入口；

卸料子系统，与所述吸嘴流动连通；以及

真空源，在所述吸嘴入口处生成真空；

(e)致动器，联接到所述吸嘴，以将所述吸嘴相对于切块最佳地放置在最佳位置，从而有助于用所述吸嘴拾取所述切块；以及

(f)控制系统：

处理所扫描的数据，以确定所述食品的物理特性，包括所述食品的尺寸和形状以及所述食品在所述传送机上的位置；

确定切割路径，以切割所述食品，以便实现所述切割部分的期望的物理规格；

引导所述切割系统以执行所确定的切割；

引导所述致动器以相对于所述食品定位所述吸嘴，以便使所述吸嘴能够最佳地拾取所述切割部分；并且

控制所述卸料子系统以将所述切割食品输送到一个或多个期望的位置处。

7.根据权利要求5或6所述的系统，其中，所述卸料子系统包括与所述吸嘴流体连通的管状构件，所述管状构件具有出口，所述出口指向或能够指向期望的方向或期望的位置，以用于输送所述食品。

8.根据权利要求4或7所述的系统，还包括致动器，作用在所述管状构件的所述出口上，以将所述出口引导到期望的方向或期望的位置，以用于输送所述食品。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述控制系统控制所述致动器，所述致动器作用在所述管状构件的所述出口上，以将所述出口引导到期望的方向或期望的位置，以用于输送所述食品。

10.根据权利要求4至9中任一项所述的系统，还包括真空发生器，其沿着所述管状构件的长度定位，以在所述真空发生器的位置的上游生成真空，并且在所述真空发生器的位置的下游的所述管状构件中生成正压。

11.根据权利要求4至10中任一项所述的系统，还包括一个或多个压力传感器，其能够操作地连接到所述管状构件，以感测在沿着所述管状构件的长度的一个或多个位置处的压力。

12.根据权利要求4至11中任一项所述的系统，其中，所述管状构件包括选自由以下组成的组的构件或构件的组合：刚性管、柔性管、软管和柔性软管。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，其中，所述输送子系统包括弹道发射器，其与所述第一吸嘴流动连通，以将食品以一轨迹发射到空中，从而将所述食品输送到一个或多个输送位置。

14.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，其中，所述拾取系统包括弹道发射器，其与所述吸嘴流动连通，以将食品以一轨迹发射到空中，从而将所述食品输送到一个或多个输送位置。

15.根据权利要求13或14所述的系统，其中，所述控制系统控制从所述弹道发射器发射的所述食品的所述轨迹。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的系统，还包括多个吸嘴，其具有对应于不同形状和尺寸的食品的入口形状和尺寸，所述多个吸嘴能够拆卸地附接到所述致动器。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述致动器能够由所述控制系统操作，以选择适合于被加工的所述食品的尺寸和形状的特定吸嘴。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的系统，其中，所述控制系统控制所述真空发生器，以在所述第一吸嘴处以期望的水平且在期望的持续时间内产生真空。

19.根据权利要求1至17中任一项所述的系统，其中，所述控制系统控制所述真空发生器，以在所述吸嘴处以期望的真空或气流水平且在期望的持续时间内产生真空。

20.根据权利要求18或19所述的系统，其中，如果在拾取顺序的食品之间存在足够的时间，则所述控制系统控制所述真空发生器，以在由所述吸嘴拾取顺序的食品之间暂停所述真空发生器的操作。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的系统，其中，当所述吸嘴相对于所述食品处于特定取向时，所述第一吸嘴的所述入口类似于所述食品的所述形状。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述吸嘴入口的所述形状被泛化为使得在所述第一吸嘴的至少两个取向上，所述吸嘴的形状类似于所述食品的形状。

23.根据权利要求1至22中任一项所述的系统，其中，所述吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为与要接收到吸嘴中的食品的尺寸和形状相同或小于要接收在吸嘴中的食品的尺寸和形状。

24.根据权利要求1至22中任一项所述的系统，其中，所述吸嘴入口的所述尺寸和/或形状被选择为使得所述吸嘴入口的整个面积或大致整个面积被要接收到吸嘴中的所述食品覆盖。

25.根据权利要求1至22中任一项所述的系统，其中，所述吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为使得所述吸嘴入口的整个面积的至少90％被要接收到所述第一吸嘴中的所述食品覆盖。

26.根据权利要求1至22中任一项所述的系统，其中，所述吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为使得所述吸嘴入口的整个面积的至少80％被要接收到所述第一吸嘴中的所述食品覆盖。

27.根据权利要求1至22中任一项所述的系统，其中，所述吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为使得所述吸嘴入口的整个面积的至少70％被要接收到所述第一吸嘴中的所述食品覆盖。

28.根据权利要求1至27中任一项所述的系统，其中，所述吸嘴包括多个入口，并且所述致动器使所述吸嘴转位，使得期望的入口呈现给被移除的所述食品。

29.根据权利要求1至28中任一项所述的系统，还包括压力传感器，其与所述第一吸嘴能够操作地相关联，以感测所述第一吸嘴内的压力。

30.根据权利要求1至29中任一项所述的系统，其中，边沿围绕所述第一吸嘴入口的至少一部分延伸以从所述吸嘴入口突出，所述边沿在远离所述吸嘴入口的方向上具有减小的厚度。

31.根据权利要求1至30中任一项所述的系统，其中，边沿围绕所述第一吸嘴入口的至少一部分延伸以从所述吸嘴入口突出，所述边沿是弹性柔性的，使得至少部分地符合所述食品的顶面的轮廓。

32.根据权利要求1至31中任一项所述的系统，其中，

所述传送机限定大体平面的移动支撑表面；并且

所述控制系统控制所述致动器，以使所述第一吸嘴围绕垂直于所述传送机支撑表面的轴线旋转。

33.根据权利要求32所述的系统，其中，所述控制系统控制所述致动器，以还使所述第一吸嘴围绕平行于所述传送机的所述支撑表面布置的两个垂直轴线旋转。

34.根据权利要求1至4和8至33中任一项所述的系统，其中，

所述移除系统包括：

多个不同尺寸或形状的吸嘴；

用于各个吸嘴的致动器；以及

所述控制系统，控制所述致动器以拾取与附接到所述致动器的所述吸嘴的尺寸和/或形状相对应的食品。

35.根据权利要求5至33中任一项所述的系统，其中，

所述拾取系统包括：

多个不同尺寸或形状的吸嘴；

用于各个吸嘴的致动器；以及

所述控制系统，控制所述致动器以拾取与附接到所述致动器的所述吸嘴的尺寸和/或形状相对应的食品。

36.根据权利要求1至35中任一项所述的系统，还包括裙部，其至少部分地围绕所述吸嘴的所述入口延伸，以从所述第一吸嘴的周界向外延伸。

37.根据权利要求36所述的系统，其中，所述裙部是弹性柔性的，以将向下的载荷施加在位于所述裙部下面的所述食品上，并且所述裙部至少部分地符合所述食品的所述顶面的形貌。

38.根据权利要求1至37中任一项所述的系统，其中，所述控制系统基于以下内容来控制所述致动器以相对于所述食品定位所述吸嘴：试图定位所述吸嘴入口，使得所述吸嘴入口的整个面积或所述吸嘴入口的尽可能大的面积在所述食品的所述周界内，并且使得所述吸嘴的中心与所述食品的质心重合或几乎重合。

39.根据权利要求1至38中任一项所述的系统，其中，所述致动器是具有至少四个运动度的机器人致动器。

40.根据权利要求1至39中任一项所述的系统，其中，所述致动器能够在选自由以下内容构成的组的一个或多个方向上移动所述吸嘴：

能够相对于所述传送机的所述支撑表面围绕直立轴线旋转；

在横向于所述传送机的所述支撑表面的直立方向上；

在横向于所述传送机行进的纵向方向的方向上；以及

在沿着所述传送机行进方向的方向上。

41.根据权利要求1至40中任一项所述的系统，其中，所述致动器包括delta机器人，其具有选自由三个运动自由度、四个运动自由度和六个运动自由度组成的组的运动自由度。

42.一种用于收获在传送机上运送的被加工的工作物品的收获机，所述收获机从所述传送机移除所述工作物品并且将所移除的工作物品输送到一个或多个期望的位置处，所述收获机包括：

(a)拾取系统，用于从所述传送机拾取所述工作物品，所述拾取系统包括：

吸嘴，具有基于所述食品的尺寸和形状的入口构造；

弹道发射器，与所述吸嘴流动连通，以将所述工作物品以一轨迹发射到空中，以便将所述工作物品输送到一个或多个输送位置；以及

真空源，用于在所述吸嘴处产生真空，所述真空足以使所述工作物品进入所述吸嘴并且从所述弹道发射器发射；

(b)致动器，将所述吸嘴相对于所述工作物品最佳地定位在期望的位置中，以有利于利用所述吸嘴拾取所述工作物品；以及

(c)控制系统，控制所述致动器以相对于所述工作物品定位所述吸嘴，以有利于所述吸嘴从所述传送机拾取所述工作物品，并且所述控制系统控制所述弹道发射器以将所述工作物品输送到一个或多个期望的位置处。

43.根据权利要求42所述的收获机，还包括一个或多个传感器，其能够操作地连接到所述拾取系统，以感测所述拾取系统上的一个或多个位置处的压力。

44.根据权利要求42或43所述的收获机，其中，所述控制系统控制从所述弹道发射器发射的所述工作物品的轨迹。

45.根据权利要求42至44中任一项所述的收获机，还包括多个吸嘴，具有对应于不同形状和尺寸的工作物品的入口形状和尺寸，所述多个吸嘴能够拆卸地附接到所述致动器。

46.根据权利要求45所述的收获机，其中，所述致动器能够由所述控制系统操作，以选择适合于被收获的所述工作物品的尺寸和形状的特定吸嘴。

47.根据权利要求42至46中任一项所述的收获机，其中，所述控制系统控制所述真空发生器，以在所述吸嘴处以期望的真空或气流水平且在期望的持续时间内产生真空。

48.根据权利要求47所述的收获机，其中，如果在拾取顺序的工作物品之间存在足够的时间，则所述控制系统控制所述真空发生器，以在由所述吸嘴拾取顺序的工作物品之间暂停所述真空发生器的操作。

49.根据权利要求42至48中任一项所述的收获机，其中，当所述吸嘴相对于所述工作物品处于特定取向时，所述吸嘴的所述入口类似于所述工作物品的形状。

50.根据权利要求49所述的收获机，其中，所述吸嘴入口的形状被泛化为使得在所述吸嘴的至少两个取向上，所述吸嘴的所述形状类似于所述工作物品的所述形状。

51.根据权利要求42至50中任一项所述的收获机，其中，所述吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为与要接收到吸嘴中的工作物品的尺寸和形状相同或小于要接收在吸嘴中的工作物品的尺寸和形状。

52.根据权利要求42至51中任一项所述的收获机，其中，所述吸嘴入口的尺寸和/或形状被选择为使得所述吸嘴入口的整个面积或大致整个面积被要接收到所述吸嘴中的所述工作物品覆盖。

53.根据权利要求42至52中任一项所述的收获机，其中，所述吸嘴包括多个入口，并且所述致动器使所述吸嘴转位，使得期望的入口呈现给被移除的所述工作物品。

54.根据权利要求42至53中任一项所述的收获机，还包括传感器，其与所述吸嘴能够操作地相关联，以感测所述工作物品在所述吸嘴内的存在。

55.根据权利要求42至54中任一项所述的收获机，其中，边沿围绕所述吸嘴入口的至少一部分延伸以从所述吸嘴入口突出，所述边沿在远离所述吸嘴入口的方向上具有减小的厚度。

56.根据权利要求42至55中任一项所述的收获机，其中，边沿围绕所述吸嘴入口的至少一部分延伸以从所述吸嘴入口突出，所述边沿是弹性柔性的，使得至少部分地符合所述工作物品的顶面的轮廓。

57.根据权利要求42至56中任一项所述的收获机，其中，

所述传送机限定大体平面的移动支撑表面；并且

所述控制系统控制所述致动器，以使所述吸嘴围绕垂直于所述传送机支撑表面的轴线旋转。

58.根据权利要求57所述的收获机，其中，所述控制系统控制所述致动器，以还使所述吸嘴围绕平行于所述传送机的所述支撑表面布置的两个垂直轴线旋转。

59.根据权利要求42至58中任一项所述的收获机，其中，

所述拾取系统包括：

多个不同尺寸或形状的吸嘴；

用于各个吸嘴的致动器；以及

所述控制系统，控制所述致动器以拾取与附接到所述致动器的所述吸嘴的尺寸和/或形状相对应的工作物品。

60.根据权利要求42至59中任一项所述的收获机，还包括裙部，至少部分地围绕所述吸嘴的所述入口延伸，以从所述吸嘴的周界向外延伸。

61.根据权利要求60所述的收获机，其中，所述裙部是弹性柔性的，以将向下的载荷施加在位于所述裙部下面的所述工作物品上，并且所述裙部至少部分地符合所述工作物品的所述顶面的形貌。

62.根据权利要求42至61中任一项所述的收获机，其中，所述控制系统基于以下内容来控制所述致动器以相对于所述工作物品定位所述吸嘴：试图定位所述吸嘴入口，使得所述吸嘴入口的整个面积或所述吸嘴入口的尽可能大的面积在所述工作物品的周界内，并且使得所述吸嘴的中心与所述工作物品的质心大体重合。

63.根据权利要求42至62所述的收获机，其中，所述致动器是具有至少四个运动度的机器人致动器。

64.根据权利要求42至63所述的收获机，其中，所述致动器能够在选自由以下组成的组的一个或多个方向上移动所述吸嘴：

能够相对于所述传送机的所述支撑表面围绕直立轴线旋转；

在横向于所述传送机的所述支撑表面的直立方向上；

在横向于所述传送机行进方向的方向上；以及

在沿着所述传送机行进方向的方向上。

65.根据权利要求42至64所述的收获机，其中，所述致动器包括delta机器人，具有选自由三个运动自由度、四个运动自由度和六个运动自由度组成的组的运动自由度。

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