CN115336776B - 藕夹加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了藕夹加工装置,包括平行设置的第一机架和第二机架,所述第一机架的上端设置有原料运输链式传动带机构,所述第二机架的上端设置有成品运输链式传动带机构,所述第一机架的末端设置有上料箱,所述第一机架和第二机架之间的后方水平固定连接有支座,所述支座的顶部设置有双scara并联机械手机构,所述第一机架顶部后端以及第二机架的顶部后端均固定安装有支架。该藕夹加工装置,原料运输链式传动带机构与成品运输链式传动带机构上的摄像头进行识别,依据识别到的原料运输链式传动带机构上藕片的位置,对双scara并联机械手机构进行调整,然后利用末端执行机构上的吸盘与金属吸管的配合将识别选中的藕片吸起。
Description
技术领域
本发明涉及莲藕加工设备领域,特别涉及藕夹加工装置。
背景技术
在当今十分流行的小吃食品中,藕夹深受大众的喜欢,人们对于藕夹食用的需求量正在日益增长。藕夹是中国南方地区著名的特色菜肴,属于鄂菜系列。藕夹的营养价值很高,富含铁、钙等微量元素,植物蛋白质、维生素以及淀粉含量也非常丰富,具有明显的补血益气,增强人体免疫力作用。
由于莲藕形状不规则,人工加工过程中,导致莲藕切片厚度不一,形状不同,同时填料不均,会在一定程度上对藕夹口感造成影响。而且还存在人工劳动强度大,效率低等问题。
目前对于藕夹的加工,市场上出现的能自动加工藕夹的生产设备并不多,比如华中农业大学研制的藕夹生产装置,通过送片机构和填料机构的配合,利用夹具对相邻两大小相似的藕片进行填料,夹合成型,来达制成藕夹制作的目的。虽然结构简单,但存在一定的局限性,在多数情况下,很难保证两片相邻的藕片大小是能够相互匹配的,从而导致藕夹上下两片大小不一的情况。因此,本领域技术人员致力于设计出一种,藕夹加工装置,利用图像识别技术和机械臂的配合加工,解决藕夹制作过程中藕片配合大小不一的情况。
发明内容
本发明的主要目的在于提供藕夹加工装置,可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
藕夹加工装置,包括平行设置的第一机架和第二机架,所述第一机架的上端设置有原料运输链式传动带机构,所述第二机架的上端设置有成品运输链式传动带机构,所述第一机架的末端设置有上料箱,所述第一机架和第二机架之间的后方水平固定连接有支座,所述支座的顶部设置有双scara并联机械手机构,所述第一机架顶部后端以及第二机架的顶部后端均固定安装有支架,所述支架的上端设置有摄像头;
所述原料运输链式传动带机构的外表面均匀设置有藕片固定凸起,所述成品运输链式传动带机构的外表面均匀设置有藕片固定结构,所述原料运输链式传动带机构的后端顶部设置有毛刷固定板,所述毛刷固定板的底部设置有毛刷;
所述第二机架上端的中部设置有填料机构,所述第二机架的上端前方设置有盖藕机构,所述盖藕机构的下端以及双scara并联机械手机构末端均连接有第一电机,两个所述第一电机的输出端均连接有末端执行机构;
所述填料机构包括第二立架、第一平板、第二平板、漏料孔、料斗、气动切刀、第二电机、螺旋输料轴;
所述盖藕机构包括第一立架、第三电机、曲柄连杆、滑块、滑槽;
所述末端执行机构包括舵机、固定座、固定板、立柱、金属吸管、吸盘、限位挡板、弹簧、导管、三角凸轮、连接杆。
优选的所述原料运输链式传动带机构的一端位于上料箱的内腔,两个所述摄像头分别与原料运输链式传动带机构和成品运输链式传动带机构的上方对应,并且设置于原料运输链式传动带机构上方的摄像头与双scara并联机械手机构对应。
优选的第一立架固定在第二机架的前端顶部,所述第三电机设置于第一立架的一端内部,所述曲柄连杆的一端与第三电机的输出轴活动连接,所述滑槽开设于第一立架的顶部,所述滑块滑动连接于滑槽的内腔,滑块的顶部与曲柄连杆远离第三电机的一端活动连接,所述滑块的底部与第一电机连接。
优选的所述第二立架固定安装于第二机架的顶部,所述第一平板水平设置于第二立架的内腔中部,所述第二平板水平设置于第二立架内腔的下端,所述漏料孔开设于第二平板的一端,所述料斗嵌设于第一平板的一端,并且料斗的下端排口与漏料孔对应,所述气动切刀设置于第二平板顶部靠近漏料孔的一端,所述第二电机设置于第二立架的上端,所述螺旋输料轴与第二电机的底部输出端连接,并且螺旋输料轴的下端位于料斗的内腔。
优选的所述舵机设置于固定座的顶部,并且舵机的上端与第一电机的输出端连接,所述固定板设置于固定座的下方,固定板与固定座平行设置,所述立柱固定于固定座和固定板之间的两端。
优选的所述金属吸管通过螺母安装于固定板的中部,并且螺母与固定板滑动连接,所述吸盘设置于金属吸管的底部,每个固定板上安装有三个金属吸管,所述限位挡板设置于固定板底部与金属吸管的对应处,限位挡板与金属吸管一一对应。
优选的所述弹簧设置于限位挡板与金属吸管之间,所述导管连接于金属吸管的顶部,所述三角凸轮设置于金属吸管的上端内侧,所述连接杆固定连接于三角凸轮的顶部,并且连接杆的上端延伸至固定座的顶部与舵机连接。
优选的所述导管远离金属吸管的一端连接真空发生器,所述螺旋输料轴为锥形。
有益效果
与现有技术相比,本发明提供了藕夹加工装置,具备以下有益效果:
1、该藕夹加工装置,该藕夹加工装置,通过设置的舵机、连接杆、三角凸轮、金属吸管、吸盘、限位挡板、弹簧、导管组成的末端执行机构可实现对藕片的吸取和落下,导管的末端连接真空发生器抽气实现藕片的吸取,吹气实现藕片的落下,防止因为藕片和吸盘之间因为水的粘附导致放藕不成功,同时末端执行机构具有位置可调性和方向可变性,通过中间的三角凸轮,由舵机带动三角凸轮转动后实现末端吸盘位置可调,以便适应不同大小,不同孔径的藕片,通过舵机上面安装的第一电机,由第一电机转动带动整个末端执行机构转动实现方向可变性,以便实现不同藕片对应缺口的旋转配合。
2、该藕夹加工装置,通过设置的第三电机、曲柄连杆、滑块、滑槽组成的盖藕机构是基于常见的曲柄滑块机构,通过曲柄连杆的运动进行盖藕操作。
3、该藕夹加工装置,通过设置的藕片固定凸起可以将藕片相对固定在传送带上,并与毛刷进行配合,使藕片均匀不重叠的分布在原料运输链式传动带机构上,便于双scara并联机械手机构的识别与吸取,通过设置的藕片固定结构,双scara并联机械手机构将藕片放置在成品运输链式传动带机构上后,可以通过藕片固定结构定位,使藕夹制作有序化,同时防止由于放置藕片时的误触导致藕片发生移动或藕夹上下藕片发生错位。
4、该藕夹加工装置,通过设置的第二电机、螺旋输料轴、料斗、气动切刀、漏料孔组成的填料机构,可进行添加馅料,螺旋输料轴相比一般的螺旋叶片,针对馅料的流动性差等特点,采用锥形结构的螺旋输料轴,使馅料能够得到充分挤压从漏料孔中流出,完成落料,并配合漏斗下方的气动切刀切断馅料,实现藕夹馅料均一填放。
附图说明
图1是本发明结构示意图;
图2是本发明图1中A处放大图;
图3是本发明藕片固定结构结构示意图;
图4是本发明盖藕机构的结构示意图;
图5是本发明双scara并联机械手机构的结构示意图;
图6是本发明末端执行机构的结构示意图;
图7是本发明填料机构的结构示意图;
图8是本发明气动切刀结构示意图;
图9是本发明另一角度的结构示意图。
图中:1、第一机架;2、第二机架;3、原料运输链式传动带机构;4、成品运输链式传动带机构;5、藕片固定结构;6、第一立架;7、第二立架;8、摄像头;9、支座;10、双scara并联机械手机构;11、支架;12、上料箱;13、藕片固定凸起;14、毛刷固定板;15、毛刷;16、曲柄连杆;17、舵机;18、固定座;19、固定板;20、第一电机;21、立柱;22、金属吸管;23、吸盘;24、限位挡板;25、弹簧;26、导管;27、三角凸轮;28、连接杆;29、第一平板;30、第二平板;31、漏料孔;32、料斗;33、气动切刀;34、第二电机;35、螺旋输料轴;36、第三电机;37、滑块;38、滑槽。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
如图1-9所示,藕夹加工装置,包括平行设置的第一机架1和第二机架2,第一机架1的上端设置有原料运输链式传动带机构3,第二机架2的上端设置有成品运输链式传动带机构4,第一机架1的末端设置有上料箱12,原料运输链式传动带机构3的一端位于上料箱12的内腔,第一机架1和第二机架2之间的后方水平固定连接有支座9,支座9的顶部设置有双scara并联机械手机构10,第一机架1顶部后端以及第二机架2的顶部后端均固定安装有支架11,支架11的上端设置有摄像头8,两个摄像头8分别与原料运输链式传动带机构3和成品运输链式传动带机构4的上方对应,并且设置于原料运输链式传动带机构3上方的摄像头8与双scara并联机械手机构10对应;
原料运输链式传动带机构3的外表面均匀设置有藕片固定凸起13,成品运输链式传动带机构4的外表面均匀设置有藕片固定结构5,原料运输链式传动带机构3的后端顶部设置有毛刷固定板14,毛刷固定板14的底部设置有毛刷15,通过设置的藕片固定凸起13可以将藕片相对固定在传送带上,并与毛刷15进行配合,使藕片均匀不重叠的分布在原料运输链式传动带机构3上,便于双scara并联机械手机构10的识别与吸取,通过设置的藕片固定结构5,双scara并联机械手机构10将藕片放置在成品运输链式传动带机构4上后,可以通过藕片固定结构5定位,使藕夹制作有序化,同时防止由于放置藕片时的误触导致藕片发生移动或藕夹上下藕片发生错位;
第二机架2上端的中部设置有填料机构,第二机架2的上端前方设置有盖藕机构,盖藕机构的下端以及双scara并联机械手机构10末端均连接有第一电机20,两个第一电机20的输出端均连接有末端执行机构;
填料机构包括第二立架7、第一平板29、第二平板30、漏料孔31、料斗32、气动切刀33、第二电机34、螺旋输料轴35,第二立架7固定安装于第二机架2的顶部,第一平板29水平设置于第二立架7的内腔中部,第二平板30水平设置于第二立架7内腔的下端,漏料孔31开设于第二平板30的一端,料斗32嵌设于第一平板29的一端,并且料斗32的下端排口与漏料孔31对应,气动切刀33设置于第二平板30顶部靠近漏料孔31的一端,第二电机34设置于第二立架7的上端,螺旋输料轴35与第二电机34的底部输出端连接,并且螺旋输料轴35的下端位于料斗32的内腔,螺旋输料轴35为锥形,通过设置的第二电机34、螺旋输料轴35、料斗32、气动切刀33、漏料孔31组成的填料机构,可进行添加馅料,螺旋输料轴35相比一般的螺旋叶片,针对馅料的流动性差等特点,采用锥形结构的螺旋输料轴35,使馅料能够得到充分挤压从漏料孔31中流出,完成落料,并配合漏斗下方的气动切刀33切断馅料,实现藕夹馅料均一填放;
盖藕机构包括第一立架6、第三电机36、曲柄连杆16、滑块37、滑槽38,第一立架6固定在第二机架2的前端顶部,第三电机36设置于第一立架6的一端内部,曲柄连杆16的一端与第三电机36的输出轴活动连接,滑槽38开设于第一立架6的顶部,滑块37滑动连接于滑槽38的内腔,滑块37的顶部与曲柄连杆16远离第三电机36的一端活动连接,滑块37的底部与第一电机20连接,通过设置的第三电机36、曲柄连杆16、滑块37、滑槽38组成的盖藕机构是基于常见的曲柄滑块机构,通过曲柄连杆16的运动进行盖藕操作;
末端执行机构包括舵机17、固定座18、固定板19、立柱21、金属吸管22、吸盘23、限位挡板24、弹簧25、导管26、三角凸轮27、连接杆28,舵机17设置于固定座18的顶部,并且舵机17的上端与第一电机20的输出端连接,固定板19设置于固定座18的下方,固定板19与固定座18平行设置,立柱21固定于固定座18和固定板19之间的两端,金属吸管22通过螺母安装于固定板19的中部,并且螺母与固定板19滑动连接,吸盘23设置于金属吸管22的底部,每个固定板19上安装有三个金属吸管22,限位挡板24设置于固定板19底部与金属吸管22的对应处,限位挡板24与金属吸管22一一对应,弹簧25设置于限位挡板24与金属吸管22之间,弹簧25便于金属吸管22的复位,导管26连接于金属吸管22的顶部。
导管26远离金属吸管22的一端连接真空发生器,三角凸轮27设置于金属吸管22的上端内侧,连接杆28固定连接于三角凸轮27的顶部,并且连接杆28的上端延伸至固定座18的顶部与舵机17连接,通过设置的舵机17、连接杆28、三角凸轮27、金属吸管22、吸盘23、限位挡板24、弹簧25、导管26组成的末端执行机构可实现对藕片的吸取和落下,导管26的末端连接真空发生器抽气实现藕片的吸取,吹气实现藕片的落下,防止因为藕片和吸盘23之间因为水的粘附导致放藕不成功,同时末端执行机构具有位置可调性和方向可变性,通过中间的三角凸轮27,由舵机17带动三角凸轮27转动后实现末端吸盘23位置可调,以便适应不同大小,不同孔径的藕片,通过舵机17上面安装的第一电机20,由第一电机20转动带动整个末端执行机构转动实现方向可变性,以便实现不同藕片对应缺口的旋转配合。
实施例1:该装置还设置有电控箱,电控箱主要有箱体和控制元器件组成,箱体内有电机驱动器,STM控制板,处理器,断路器,热继电器,中间继电器,熔断器和端子排,可充电锂电池,箱体上有可触控控制面板,按钮开关,指示灯,连接线等,该装置中,所有电机旋转的能量来源于锂电池,所有控制信号来源于控制器,经导线连接后传送至控制箱中,再由电控箱用于对摄像头、电机等进行控制和操作。
实施例2:通过设置的摄像头采集到藕片照片信息,使得传输到处理器内的图像信息更加精准和易于处理,利用机器学习训练好的识别算法,可以更精确、精准、迅速地反馈出藕片的实时位置信息以及大小、面积、孔洞、是否残损、是否腐变等藕片信息,并计算出需要夹取的藕片坐标信息,建模生成机械臂运动最优路径,利用高速、稳定的通信协议,将经过处理后将信号传递给机械臂,实现更加精准的藕片吸取。
实施例3:该装置还采用了图像识别技术,通过opencv库识别藕片后,得到藕片的大小,并返回藕片的孔洞坐标和大小,通过坐标的变换,找到藕片上合适的以等边三角形顶点组成的三点作为末端执行机构的吸取点,并将三点坐标反馈给主控板,以便末端执行机构的夹取
需要说明的是,本发明为藕夹加工装置,使用时通过原料运输链式传动带机构3与成品运输链式传动带机构4上的摄像头8进行识别,依据识别到的原料运输链式传动带机构3上藕片的位置,对双scara并联机械手机构10进行调整,然后利用末端执行机构上的吸盘23与金属吸管22的配合将识别选中的藕片吸起,双scara并联机械手机构10转动,同时利用摄像头8识别后将藕片放置在藕片藕片固定结构5上,复位开始识别下一个藕片,成品运输链式传动带机构4上的摄像头8检测到成品运输链式传动带机构4上的藕片后,盖藕机构下端的末端执行机构以同样的方式将藕片吸起,经过摄像头8的图像处理之后,匹配到与所吸取藕片匹配的藕片,然后进行配对,制成藕夹,完成后复位开始识别下一个藕片,填料机构在盖藕机构操作前进行填料。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.藕夹加工装置,包括平行设置的第一机架(1)和第二机架(2),其特征在于:所述第一机架(1)的上端设置有原料运输链式传动带机构(3),所述第二机架(2)的上端设置有成品运输链式传动带机构(4),所述第一机架(1)的末端设置有上料箱(12),所述第一机架(1)和第二机架(2)之间的后方水平固定连接有支座(9),所述支座(9)的顶部设置有双scara并联机械手机构(10),所述第一机架(1)顶部后端以及第二机架(2)的顶部后端均固定安装有支架(11),所述支架(11)的上端设置有摄像头(8);
所述原料运输链式传动带机构(3)的外表面均匀设置有藕片固定凸起(13),所述成品运输链式传动带机构(4)的外表面均匀设置有藕片固定结构(5),所述原料运输链式传动带机构(3)的后端顶部设置有毛刷固定板(14),所述毛刷固定板(14)的底部设置有毛刷(15);
所述第二机架(2)上端的中部设置有填料机构,所述第二机架(2)的上端前方设置有盖藕机构,所述盖藕机构的下端以及双scara并联机械手机构(10)末端均连接有第一电机(20),两个所述第一电机(20)的输出端均连接有末端执行机构;
所述填料机构包括第二立架(7)、第一平板(29)、第二平板(30)、漏料孔(31)、料斗(32)、气动切刀(33)、第二电机(34)、螺旋输料轴(35);
所述盖藕机构包括第一立架(6)、第三电机(36)、曲柄连杆(16)、滑块(37)、滑槽(38);
所述末端执行机构包括舵机(17)、固定座(18)、固定板(19)、立柱(21)、金属吸管(22)、吸盘(23)、限位挡板(24)、弹簧(25)、导管(26)、三角凸轮(27)、连接杆(28);
所述原料运输链式传动带机构(3)的一端位于上料箱(12)的内腔,两个所述摄像头(8)分别与原料运输链式传动带机构(3)和成品运输链式传动带机构(4)的上方对应,并且设置于原料运输链式传动带机构(3)上方的摄像头(8)与双scara并联机械手机构(10)对应。
2.根据权利要求1所述的藕夹加工装置,其特征在于:第一立架(6)固定在第二机架(2)的前端顶部,所述第三电机(36)设置于第一立架(6)的一端内部,所述曲柄连杆(16)的一端与第三电机(36)的输出轴活动连接,所述滑槽(38)开设于第一立架(6)的顶部,所述滑块(37)滑动连接于滑槽(38)的内腔,滑块(37)的顶部与曲柄连杆(16)远离第三电机(36)的一端活动连接,所述滑块(37)的底部与第一电机(20)连接。
3.根据权利要求1所述的藕夹加工装置,其特征在于:所述第二立架(7)固定安装于第二机架(2)的顶部,所述第一平板(29)水平设置于第二立架(7)的内腔中部,所述第二平板(30)水平设置于第二立架(7)内腔的下端,所述漏料孔(31)开设于第二平板(30)的一端,所述料斗(32)嵌设于第一平板(29)的一端,并且料斗(32)的下端排口与漏料孔(31)对应,所述气动切刀(33)设置于第二平板(30)顶部靠近漏料孔(31)的一端,所述第二电机(34)设置于第二立架(7)的上端,所述螺旋输料轴(35)与第二电机(34)的底部输出端连接,并且螺旋输料轴(35)的下端位于料斗(32)的内腔。
4.根据权利要求1所述的藕夹加工装置,其特征在于:所述舵机(17)设置于固定座(18)的顶部,并且舵机(17)的上端与第一电机(20)的输出端连接,所述固定板(19)设置于固定座(18)的下方,固定板(19)与固定座(18)平行设置,所述立柱(21)固定于固定座(18)和固定板(19)之间的两端。
5.根据权利要求1所述的藕夹加工装置,其特征在于:所述金属吸管(22)通过螺母安装于固定板(19)的中部,并且螺母与固定板(19)滑动连接,所述吸盘(23)设置于金属吸管(22)的底部,每个固定板(19)上安装有三个金属吸管(22),所述限位挡板(24)设置于固定板(19)底部与金属吸管(22)的对应处,限位挡板(24)与金属吸管(22)一一对应。
6.根据权利要求1所述的藕夹加工装置,其特征在于:所述弹簧(25)设置于限位挡板(24)与金属吸管(22)之间,所述导管(26)连接于金属吸管(22)的顶部,所述三角凸轮(27)设置于金属吸管(22)的上端内侧,所述连接杆(28)固定连接于三角凸轮(27)的顶部,并且连接杆(28)的上端延伸至固定座(18)的顶部与舵机(17)连接。
7.根据权利要求1所述的藕夹加工装置,其特征在于:所述导管(26)远离金属吸管(22)的一端连接真空发生器,所述螺旋输料轴(35)为锥形。
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