[發明專利]一種仿光圈自動化蘆葦筍剝筍裝置

在審

• 申請號: 202210140077.3
• 申請日: 2022-02-16
• 公開（公告）號: CN114532548A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 柳沙;張子琛
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A23N7/00
• 分類號: A23N7/00
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙) 11248
• 代理人: 李彬;徐林

1.一種仿光圈自動化蘆葦筍剝筍裝置，其特征在于，所述剝筍裝置包括機架，以及由前至后依次安裝在機架上的喂筍機構(1)、劃皮機構(2)、第一導筍機構(3)、輸送機構(4)、剝皮機構(5)和第二導筍機構(6)；

所述喂筍機構(1)包括紅外傳感器(101)、視覺傳感器(102)、喂筍傳送帶(103)、喂入對準電推桿(104)和姿態調整機械手爪(105)；

所述喂筍傳送帶(103)前高后低傾斜地布置在劃皮機構(2)的前方，用于向劃皮機構(2)的劃皮入口輸送蘆葦筍；所述姿態調整機械手爪(105)和視覺傳感器(102)布置在喂筍傳送帶(103)的中部上方，姿態調整機械手爪(105)根據視覺傳感器(102)采集的蘆葦筍圖像對喂筍傳送帶(103)上的蘆葦筍進行姿態調整，使蘆葦筍的筍尖朝向劃皮機構(2)；所述兩個左右對稱的喂入對準電推桿(104)布置在喂筍傳送帶(103)后部的左右兩側，所述紅外傳感器(101)布置在喂筍傳送帶(103)的后端，兩個喂入對準電推桿(104)根據紅外傳感器(101)的檢測信號相互合攏，使蘆葦筍對準向劃皮機構(2)的劃皮入口；

所述劃皮機構(2)包括劃皮底座(201)、劃皮固定盤(202)、劃皮光圈轉盤(203)、仿光圈劃皮葉片(204)、劃皮刀片(205)、劃皮步進電機(206)、劃皮主動齒輪(207)、劃皮傳動齒輪(208)、劃皮傳動軸承(209)和劃皮控制器(210)；

所述劃皮固定盤(202)和劃皮光圈轉盤(203)均為中間開有圓孔的圓盤，所述劃皮固定盤(202)豎直地固接在劃皮底座(201)上，劃皮底座(201)固接在機架上；所述劃皮光圈轉盤(203)同圓心地設置在劃皮固定盤(202)內，且劃皮光圈轉盤(203)能夠在劃皮固定盤(202)內自由旋轉；所述劃皮光圈轉盤(203)的外緣設有一圈輪齒；

所述劃皮步進電機(206)和劃皮控制器(210)設置在劃皮底座(201)內，所述劃皮主動齒輪(207)固接在劃皮步進電機(206)的動力輸出軸上；所述劃皮傳動軸承(209)套接在劃皮底座(201)內的傳動軸上；所述劃皮傳動齒輪(208)固接在劃皮傳動軸承(209)上，并分別與劃皮主動齒輪(207)和劃皮光圈轉盤(203)的輪齒相互嚙合；

所述劃皮固定盤(202)的前端上沿其周向均勻設有六個滑動槽；滑動槽與過其外端點的半徑之間的夾角α為13°～16°；

所述劃皮光圈轉盤(203)的后端面上設有六個與劃皮固定盤(202)的滑動槽一一對應的凹槽，六個凹槽首尾相連構成一正六邊形；

所述仿光圈劃皮葉片(204)包括三角形光圈部和矩形安裝部，該三角形光圈部包括第一邊緣和第二邊緣；所述劃皮刀片(205)垂直固接在仿光圈劃皮葉片(204)的三角形光圈部的第一邊緣上；所述矩形安裝部的后端面的中部設有一圓柱體凸起，前端面的與第一邊緣同側的角部設有長方體凸起；

六個仿光圈劃皮葉片(204)呈六邊形陣列布置在劃皮固定盤(202)與劃皮光圈轉盤(203)之間；每個仿光圈劃皮葉片(204)的圓柱體凸起和長方體凸起分別可自由滑動地設置在一組劃皮固定盤(202)的滑動槽和劃皮光圈轉盤(203)的凹槽內；且仿光圈劃皮葉片(204)的第二邊緣始終與其相鄰的仿光圈劃皮葉片(204)的第一邊緣相互貼合；六個仿光圈劃皮葉片(204)的第一邊緣共同構成劃皮入口；

所述第一導筍機構(3)包括第一主動導筍輥(301)、第一主動導筍架(302)、第一主動步進電機(303)、第一主動導筍齒輪(304)、第一傳動導筍齒輪(305)、第一主動輥齒輪(306)、第一從動導筍輥(307)、第一從動導筍架(308)和第一從動輥彈性機構(309)；

所述第一主動導筍輥(301)和第一從動導筍輥(307)并列且間隔一定距離地布置在劃皮入口后方；所述第一主動導筍輥(301)安裝在第一主動導筍架(302)上，第一主動導筍架(302)固接在機架上；所述第一從動導筍輥(307)安裝在第一從動導筍架(308)上，第一從動導筍架(308)通過第一從動輥彈性機構(309)固接在機架上，所述第一從動輥彈性機構(309)實現第一從動導筍輥(307)的移動而調節與第一從動導筍輥(307)之間的間隔距離，從而適應蘆葦筍的尺寸變化；

所述第一主動步進電機(303)設置在第一主動導筍架(302)內，所述第一主動導筍齒輪(304)固接在第一主動步進電機(303)的動力輸出軸上；所述第一主動輥齒輪(306)固接在第一主動導筍輥(301)的輥軸上；所述第一傳動齒輪軸承(310)套接在第一主動導筍架(302)內的傳動軸上；所述第一傳動導筍齒輪(305)固接在第一傳動齒輪軸承(310)上，并分別與第一主動導筍齒輪(304)和第一主動輥齒輪(306)相互嚙合；

所述輸送機構(4)包括輸送帶(401)、輸送軸承座(402)、輸送主動齒輪(403)、輸送電機(404)、輸送從動齒輪(405)、輸送主動輥(406)和輸送從動輥(407)；

所述輸送主動輥(406)和輸送從動輥(407)分別通過一組輸送軸承座(402)前高后低地安裝在機架上；所述輸送主動輥(406)和輸送從動輥(407)的輥體半徑自兩端向中心逐漸減小，使得套設在輸送主動輥(406)和輸送從動輥(407)上的輸送帶(401)的中部下凹；

所述輸送從動齒輪(405)固接在輸送主動輥(406)的輥軸上；所述輸送電機(404)固接在機架上，所述輸送主動齒輪(403)固接在輸送電機(404)的動力輸出軸上，并與輸送從動齒輪(405)相互嚙合；

所述剝皮機構(5)包括剝皮底座(501)、剝皮固定盤(502)、剝皮光圈轉盤(503)、仿光圈剝皮葉片(504)、剝皮刀片(505)、剝皮步進電機(506)、剝皮主動齒輪(507)、剝皮傳動齒輪(508)、剝皮傳動軸承(509)和剝皮控制器(510)；

所述剝皮固定盤(502)和剝皮光圈轉盤(503)均為中間開有圓孔的圓盤，所述剝皮固定盤(502)豎直地固接在剝皮底座(501)上，剝皮底座(501)固接在機架上；所述剝皮光圈轉盤(503)同圓心地設置在剝皮固定盤(502)內，且剝皮光圈轉盤(503)能夠在剝皮固定盤(502)內自由旋轉；所述剝皮光圈轉盤(503)的外緣設有一圈輪齒；

所述剝皮步進電機(506)和剝皮控制器(510)設置在剝皮底座(501)內，所述剝皮主動齒輪(507)固接在剝皮步進電機(506)的動力輸出軸上；所述剝皮傳動軸承(509)套接在剝皮底座(501)內的傳動軸上；所述剝皮傳動齒輪(508)固接在剝皮傳動軸承(509)上，并分別與剝皮主動齒輪(507)和剝皮光圈轉盤(503)的輪齒相互嚙合；

所述剝皮固定盤(502)的前端上沿其周向均勻設有六個滑動槽；滑動槽與過其外端點的半徑之間的夾角β為13°～16°；

所述剝皮光圈轉盤(503)的后端面上設有六個與剝皮固定盤(502)的滑動槽一一對應的凹槽，六個凹槽首尾相連構成一正六邊形；

所述仿光圈剝皮葉片(504)包括三角形光圈部和矩形安裝部，該三角形光圈部包括第一邊緣和第二邊緣；所述剝皮刀片(505)固接在仿光圈剝皮葉片(504)的三角形光圈部的第一邊緣上；所述矩形安裝部的后端面的中部設有一圓柱體凸起，前端面的與第一邊緣同側的角部設有長方體凸起；

六個仿光圈剝皮葉片(504)呈六邊形陣列布置在剝皮固定盤(502)與剝皮光圈轉盤(503)之間；每個仿光圈剝皮葉片(504)的圓柱體凸起和長方體凸起分別可自由滑動地設置在一組剝皮固定盤(502)的滑動槽和剝皮光圈轉盤(503)的凹槽內；且仿光圈剝皮葉片(504)的第二邊緣始終與其相鄰的仿光圈剝皮葉片(504)的第一邊緣相互貼合；六個仿光圈剝皮葉片(504)的第一邊緣共同構成剝皮入口；

所述第二導筍機構(6)包括第二主動導筍輥(601)、第二主動導筍架(602)、第二主動步進電機(603)、第二主動導筍齒輪(604)、第二傳動導筍齒輪(605)、第二主動輥齒輪(606)、第二從動導筍輥(607)、第二從動導筍架(608)和第二從動輥彈性機構(609)；

所述第二主動導筍輥(601)和第二從動導筍輥(607)并列且間隔一定距離地布置在剝皮入口后方；所述第二主動導筍輥(601)安裝在第二主動導筍架(602)上，第二主動導筍架(602)固接在機架上；所述第二從動導筍輥(607)安裝在第二從動導筍架(608)上，第二從動導筍架(608)通過第二從動輥彈性機構(609)固接在機架上，所述第二從動輥彈性機構(609)實現第二從動導筍輥(607)的移動而調節與第二從動導筍輥(607)之間的間隔距離，從而適應蘆葦筍的尺寸變化；

所述第二主動步進電機(603)設置在第二主動導筍架(602)內，所述第二主動導筍齒輪(604)固接在第二主動步進電機(603)的動力輸出軸上；所述第二主動輥齒輪(606)固接在第二主動導筍輥(601)的輥軸上；所述第二傳動齒輪軸承(610)套接在第二主動導筍架(602)內的傳動軸上；所述第二傳動導筍齒輪(605)固接在第二傳動齒輪軸承(610)上，并分別與第二主動導筍齒輪(604)和第二主動輥齒輪(606)相互嚙合；

所述劃皮控制器(210)和剝皮控制器(510)根據視覺傳感器(102)采集的蘆葦筍圖像計算出蘆葦筍外形尺寸，劃皮控制器(210)根據蘆葦筍外形尺寸、喂筍傳送帶(103)和第一主動導筍輥(301)的送筍速度控制劃皮入口的大??；剝皮控制器(510)根據蘆葦筍外形尺寸、輸送帶(401)和第二主動導筍輥(601)的送筍速度控制剝皮入口的大小。