[發明專利]一種鮮食玉米自動化切頭裝置與控制方法

有效

• 申請號: 202110687116.7
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113414809B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 張新偉;黃偉東;易克傳;余海兵;程昕昕;李楊雨;錢文斌
• 申請（專利權）人: 安徽科技學院
• 主分類號: B26D1/14
• 分類號: B26D1/14;B26D5/00;B26D7/04;B26D7/06
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 徐福敏

1.一種鮮食玉米自動化切頭控制方法，該方法應用的鮮食玉米自動化切頭裝置，包括：

半圓形玉米果穗托盤，固定在傳送帶上；

橡膠鎮壓輪，其下端固定在固結于升降機構的第一軸承上的支架頂端；所述橡膠鎮壓輪為圓環狀；所述半圓形玉米果穗托盤與所述傳送帶穿過所述橡膠鎮壓輪；

齒輪切刀，由電機驅動；所述電機安裝在固定的第二軸承上；所述電機通過減速器與所述齒輪切刀相連；

圓形果穗推進機構，由圓形果穗推進塊和氣缸組成；所述圓形果穗推進機構用于推動鮮食玉米至所述齒輪切刀的下方；

視覺傳感器，設置在所述齒輪切刀遠離所述半圓形玉米果穗托盤一側，所述視覺傳感器的鏡頭面向所述半圓形玉米果穗托盤；所述視覺傳感器用于對所述鮮食玉米的果穗頭部進行檢測；

顯示器，用于輸出所述視覺傳感器檢測到的畫面；

第一光電傳感器，與所述齒輪切刀的外切線相切，且所述第一光電傳感器與所述齒輪切刀位于同一平面內；所述第一光電傳感器用于檢測所述鮮食玉米頭部的位置信息；

第二光電傳感器，與所述第一光電傳感器間隔1cm～3cm設置，所述第二光電傳感器用于檢測所述鮮食玉米頭部的位置信息；

其特征在于：

驅動圓形果穗推進機構將鮮食玉米的果穗頭部移動至齒輪切刀的正下方；

當所述鮮食玉米的果穗頭部移動至目標位置時，停止驅動所述圓形果穗推進機構；

驅動升降機構使橡膠鎮壓輪下降從而固定住所述鮮食玉米；

控制所述齒輪切刀對所述鮮食玉米的果穗頭部進行切割；

若切割后的所述鮮食玉米符合標準，則結束本輪切割操作；

若切割后的所述鮮食玉米不符合標準，則進行二次切割操作；

其中，當所述鮮食玉米的果穗頭部移動至目標位置時，停止驅動所述圓形果穗推進機構，包括：通過視覺傳感器和/或第一光電傳感器獲取所述鮮食玉米的果穗頭部的位置信息：

當所述鮮食玉米的果穗頭部的前端超出所述齒輪切刀在豎直方向上投影的距離大于等于預設距離時，判斷所述鮮食玉米的果穗頭部到達所述目標位置；或，

通過所述第一光電傳感器和第二光電傳感器獲取所述鮮食玉米的果穗頭部的位置信息：

當所述第二光電傳感器位于所述橡膠鎮壓輪和所述第一光電傳感器之間，且所述第二光電傳感器發射的光束與半圓形玉米果穗托盤的邊緣相切時，若所述第二光電傳感器未檢測到所述鮮食玉米的果穗頭部，則驅動所述圓形果穗推進機構推動所述鮮食玉米，直至所述第一光電傳感器檢測到所述鮮食玉米的果穗頭部；當所述鮮食玉米的果穗頭部的前端超出所述齒輪切刀在豎直方向上投影的距離大于等于預設距離時，判斷所述鮮食玉米的果穗頭部到達所述目標位置；

當所述第二光電傳感器位于所述第一光電傳感器遠離所述橡膠鎮壓輪的一側時，若所述第一光電傳感器未檢測到所述鮮食玉米的果穗頭部，則驅動所述圓形果穗推進機構推動所述鮮食玉米，直至所述第二光電傳感器檢測到所述鮮食玉米的果穗頭部，使所述圓形果穗推進機構停止運動。

2.根據權利要求1所述的鮮食玉米自動化切頭控制方法，其特征在于，所述第二光電傳感器位于所述橡膠鎮壓輪和所述第一光電傳感器之間，且所述第二光電傳感器發射的光束與所述半圓形玉米果穗托盤的邊緣相切；或，

所述第二光電傳感器位于所述第一光電傳感器遠離所述橡膠鎮壓輪的一側。

3.根據權利要求2所述的鮮食玉米自動化切頭控制方法，其特征在于，所述橡膠鎮壓輪的外表面粘貼有多個應變片式傳感器，任意兩個相鄰應變片式傳感器間的夾角為175度。

4.根據權利要求3所述的鮮食玉米自動化切頭控制方法，其特征在于，所述橡膠鎮壓輪與所述齒輪切刀的初始位置關系為：所述橡膠鎮壓輪的圓心與所述齒輪切刀的圓心在水平方向的距離為7cm～10cm；所述橡膠鎮壓輪的圓心與所述齒輪切刀的圓心在豎直方向的距離為10cm。

5.根據權利要求4所述的鮮食玉米自動化切頭控制方法，其特征在于，還包括：回收箱，設置在所述齒輪切刀下方。

6.根據權利要求5所述的鮮食玉米自動化切頭控制方法，其特征在于，驅動升降機構使橡膠鎮壓輪下降從而固定住所述鮮食玉米包括：

通過設置在所述橡膠鎮壓輪表面的多個應變片式傳感器，獲取所述橡膠鎮壓輪產生的應力形變數值；

通過與多個所述應變片式傳感器相連的單片機將所述應力形變數值轉換為電壓信號；其中，所述單片機還與驅動所述橡膠鎮壓輪升降的升降機構連接；

所述單片機將所述電壓信號與預設閾值信號進行比較；

當所述電壓信號大于等于所述預設閾值信號時，所述單片機控制所述升降機構停止運動。