一种环形流水线式花生剥壳机器人和方法与流程

本发明涉及农业机械设备领域，具体地讲，涉及一种环形流水线式花生剥壳机器人和剥壳方法。

背景技术：

花生是我国主要的油料作物之一，每年产量很高，传统的花生脱壳采用人工手剥的方式，费时费力，其剥壳的效率受人为的工作态度以及工作能力的影响较大，通过人工手剥的方式不利于促进花生的选种，有必要采用机械自动的方式对此剥壳环节进行改良，现在也有部分是通过机械装置来处理，由于对花生种子的破损都有严格的要求，一般剥壳机械又难以实现，目前剥壳是通过搓擦、打击等作用实现的，这类剥壳装置破碎率和损伤率都高，一般在百分之十左右；并且使种花生种子有不同程度的破损，色泽也发生了变化，因此影响花生种子的价值。此为，现有技术的不足之处。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种环形流水线式花生剥壳机器人和方法，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：

一种环形流水线式花生剥壳机器人，包括底板(4)，其特征是：所述底板(4)的上侧设置有给料装置、第一工作装置、第二工作装置及分拣装置，所述给料装置包括花生给料盘支撑架(2)，所述底板(4)的一端固定连接所述花生给料盘支撑架(2)，所述花生给料盘支撑架(2)上侧固定连接花生给料盘(1)。

作为对本技术方案的进一步限定，所述第一工作装置包括对称的第一支撑铝型材(3)，所述底板(4)的中部固定连接对称的所述第一支撑铝型材(3)，对称的所述第一支撑铝型材(3)的横板上侧两端分别固定连接环形皮带电机(24)，每个所述环形皮带电机(24)的输出轴分别固定连接环形皮带支撑滚轮(25)的中心，环形皮带(22)的下部环绕每个所述环形皮带支撑滚轮(25)，所述环形皮带(22)上部固定连接一组均匀分布的花生夹持器(21)，一个所述第一支撑铝型材(3)的横板中部固定连接伸缩气缸(26)。

作为对本技术方案的进一步限定，所述第二工作装置包括第二支撑铝型材(14)，所述底板(4)的另一端固定连接所述第二支撑铝型材(14)，所述第二支撑铝型材(14)中部固定连接第一直线模组(15)，所述第一直线模组(15)的滑块固定连接连接支撑板(16)，所述连接支撑板(16)上固定连接对称的第二直线模组(17)和第三直线模组(18)。

作为对本技术方案的进一步限定，所述第二直线模组(17)固定连接第一手指气缸(19)，所述第三直线模组(18)固定连接于所述第一手指气缸(19)对称的第二手指气缸(20)。

作为对本技术方案的进一步限定，第三手指气缸(23)固定连接支撑铝型材(27)，所述支撑铝型材(27)固定连接靠近所述花生给料盘(1)的所述第一支撑铝型材(3)的横板上侧一端。

作为对本技术方案的进一步限定，所述分拣装置包括分拣装置支撑架(8)，所述分拣装置支撑架(8)下部支撑杆固定连接分拣装置驱动电机(6)，所述分拣装置驱动电机(6)的输出轴固定连接分拣装置主动轮(7)，所述分拣装置支撑架(8)的两个竖杆分别固定连接轴承座组件(13)，对称的所述轴承座组件(13)分别轴承连接曲柄连接轴(11)，所述曲柄连接轴(11)一端固定连接分拣装置从动轮(10)的中心，皮带(9)的一端环绕所述分拣装置主动轮(7)，所述皮带(9)的另一端环绕所述分拣装置从动轮(10)。

作为对本技术方案的进一步限定，所述曲柄连接轴(11)的拐臂位置铰接往复运动连接杆(12)的一端，所述往复运动连接杆(12)的另一端铰接分拣盘(5)的下侧一端，所述分拣盘(5)上侧设置有一组均匀分布的圆孔(501)，所述圆孔(501)连通所述分拣盘(5)内部空腔，所述分拣盘(5)一端固定连接出料口(502)，所述出料口(502)连通所述分拣盘(5)内部空腔。

作为对本技术方案的进一步限定，所述分拣装置支撑架(8)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(28)，所述分拣盘(5)的下侧接触所述圆形支撑杆(28)。

一种利用权利要求1所述的环型流水线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给料盘(1)内；

步骤二：启动花生给料盘(1)震动，将花生依次排列从所述花生给料盘(1)的环形轨道送出到所述花生给料盘(1)的出料口；

步骤三：环形皮带电机(24)的输出轴带动皮带支撑滚轮(25)转动，皮带支撑滚轮(25)带动环形皮带(22)转动，所述伸缩气缸(26)的伸缩轴伸出，随着环形皮带(22)的移动，所述伸缩气缸(26)的伸缩轴触碰到一个花生夹持器(21)的后端，花生夹持器(21)的前端张开，花生给料盘(1)出口处的一个花生横向进入花生夹持器(21)的弧形张口处；

步骤四：所述伸缩气缸(26)回缩，伸缩气缸(26)的伸缩轴不再顶住花生夹持器的后端，使所述花生夹持器(21)前端弧形张口处夹紧一个横向的花生一端；

步骤五：所述环形皮带(22)继续移动，使所述花生夹持器(32)夹持花生到达所述第三手指气缸(23)处；

步骤六：所述第三手指气缸(23)的夹持爪在竖向花生的上下两端夹紧然后松开，使得花生的花生壳裂开口；

步骤七：所述环形皮带(22)继续移动，使所述花生夹持器(32)夹持花生到达所述第一手指气缸(19)和所述第二手指气缸(20)处；

步骤八：所述第一手指气缸(19)和所述第二手指气缸(20)的夹持爪同时动作加紧对应一侧的花生壳；

步骤九：所述第一直线模组(15)带动所述第二直线模组上(17)的所述第一手指气缸(19)和所述第三直线模组(18)上的所述第二手指气缸(20)向后运动，同时，控制器控制所述第二直线模组(17)和所述第三直线模组(18)向两侧运动，使花生与花生壳分离；

步骤十：分离的花生与花生壳掉在分拣装置上，通过分拣装置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)本发明通过环形流水线工作台的运动，实现仿人工花生剥壳的过程，既达到了人工剥壳的效果，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)本装置破碎率和损伤率低，避免使种花生种子受到破损，避免影响花生种子的价值。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图一。

图2为本发明的分拣盘的立体结构示意图。

图3为本发明的立体结构示意图二。

图4为本发明的局部立体结构示意图一。

图5为本发明的给料装置的立体结构示意图。

图6为本发明的局部立体结构示意图二。

图7为本发明的第三手指气缸立体结构示意图。

图8为本发明的局部立体结构示意图三。

图9为本发明的局部立体结构示意图四。

图10为本发明的第一手指气缸立体结构示意图七。

图11为本发明的分拣装置的立体结构示意图。

图12为本发明的立体结构示意图三。

图13为本发明的局部立体结构示意图五。

图14为本发明的局部立体结构示意图六。

图15为本发明的局部立体结构示意图七。

图16为本发明的局部立体结构示意图八。

图17为本发明的花生夹持器张开状态的结构示意图。

图18为本发明的花生夹持器正常状态的结构示意图。

图中：1、花生给料盘，2、花生给料盘支撑架，3、第一支撑铝型材，4、底板，5、分拣盘，6、分拣装置驱动电机，7、分拣装置主动轮，8、分拣装置支撑架，9、皮带，10、分拣装置从动轮，11、曲柄连接轴，12、往复运动连接杆，13、轴承座组件，14、第二支撑铝型材，15、第一直线模组，16、连接支撑板，17、第二直线模组，18、第三直线模组，19、第一手指气缸，20、第二手指气缸，21、花生夹持器，22、环形皮带，23、第三手指气缸，24、环形皮带电机，25、环形皮带支撑滚轮，26、伸缩气缸，27、支撑铝型材，28、圆形支撑杆，501、圆孔，502、出料口。

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18所示，本发明包括底板4，所述底板4的上侧设置有给料装置、第一工作装置、第二工作装置及分拣装置，所述给料装置包括花生给料盘支撑架2，所述底板4的一端固定连接所述花生给料盘支撑架2，所述花生给料盘支撑架2上侧固定连接花生给料盘1。

所述第一工作装置包括对称的第一支撑铝型材3，所述底板4的中部固定连接对称的所述第一支撑铝型材3，对称的所述第一支撑铝型材3的横板上侧两端分别固定连接环形皮带电机24，每个所述环形皮带电机24的输出轴分别固定连接环形皮带支撑滚轮25的中心，环形皮带22的下部环绕每个所述环形皮带支撑滚轮25，所述环形皮带22上部设置一组均匀分布的花生夹持器21，每个花生夹持器21的一侧固定在环形皮带22上，一个所述第一支撑铝型材3的横板中部固定连接伸缩气缸26。

所述第二工作装置包括第二支撑铝型材14，所述底板4的另一端固定连接所述第二支撑铝型材14，所述第二支撑铝型材14中部固定连接第一直线模组15，所述第一直线模组15的滑块固定连接连接支撑板16，所述连接支撑板16上固定连接对称的第二直线模组17和第三直线模组18。

所述第二直线模组17固定连接第一手指气缸19，所述第三直线模组18固定连接于所述第一手指气缸19对称的第二手指气缸20。

第三手指气缸23固定连接支撑铝型材27，所述支撑铝型材27固定连接靠近所述花生给料盘1的所述第一支撑铝型材3的横板上侧一端。

所述分拣装置包括分拣装置支撑架8，所述分拣装置支撑架8下部支撑杆固定连接分拣装置驱动电机6，所述分拣装置驱动电机6的输出轴固定连接分拣装置主动轮7，所述分拣装置支撑架8的两个竖杆分别固定连接轴承座组件13，对称的所述轴承座组件13分别轴承连接曲柄连接轴11，所述曲柄连接轴11一端固定连接分拣装置从动轮10的中心，皮带9的一端环绕所述分拣装置主动轮7，所述皮带9的另一端环绕所述分拣装置从动轮10。

所述曲柄连接轴11的拐臂位置铰接往复运动连接杆12的一端，所述往复运动连接杆12的另一端铰接分拣盘5的下侧一端，所述分拣盘5上侧设置有一组均匀分布的圆孔501，所述圆孔501连通所述分拣盘5内部空腔，所述分拣盘5一端固定连接出料口502，所述出料口502连通所述分拣盘5内部空腔。

所述分拣装置支撑架8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28，所述分拣盘5的下侧接触所述圆形支撑杆28。

本发明包括如下步骤：

步骤一：将花生放入所述花生给料盘1内；

步骤二：启动花生给料盘1震动，将花生依次排列从所述花生给料盘1的环形轨道送出到所述花生给料盘1的出料口；

步骤三：环形皮带电机24的输出轴带动皮带支撑滚轮25转动，皮带支撑滚轮25带动环形皮带22转动，所述伸缩气缸26的伸缩轴伸出，随着环形皮带22的移动，所述伸缩气缸26的伸缩轴触碰到一个花生夹持器21的后端，花生夹持器21的前端张开，花生给料盘1出口处的一个花生横向进入花生夹持器21的弧形张口处；

步骤四：所述伸缩气缸26回缩，伸缩气缸26的伸缩轴不再顶住花生夹持器的后端，使所述花生夹持器21前端弧形张口处夹紧一个横向的花生的一端；

步骤五：所述环形皮带22继续移动，使所述花生夹持器32夹持花生到达所述第三手指气缸23处；

步骤六：所述第三手指气缸23的夹持爪在竖向花生的上下两端加紧然后松开，使得花生的花生壳裂开口；

步骤七：所述环形皮带22继续移动，使所述花生夹持器32夹持花生到达所述第一手指气缸19和所述第二手指气缸20处；

步骤八：所述第一手指气缸19和所述第二手指气缸20的夹持爪同时动作加紧对应一侧的花生壳的一端；

步骤九：所述第一直线模组15带动所述第二直线模组上17的所述第一手指气缸19和所述第三直线模组18上的所述第二手指气缸20向后运动，同时，控制器控制所述第二直线模组17和所述第三直线模组18向两侧运动，使花生与花生壳分离；

步骤十：分离的花生与花生壳掉在分拣装置上，分离的花生与花生壳落到分拣盘5，驱动电机6一直处于打开状态，分拣装置驱动电机6带动分拣装置主动轮7转动，分拣装置主动轮7通过皮带9带动分拣装置从动轮10转动，分拣装置从动轮10带动曲柄连接轴11转动，曲柄连接轴11带动连接杆12一端往复摆动，往复运动连接杆12另一端带动分拣盘5在圆形支撑杆28的上往复移动，花生粒从圆孔501中落到分拣盘5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，花生壳从分拣盘5上侧落到底板4上。

所述花生给料盘1的型号为sheffield/钢盾牌振动盘送料机，所述分拣装置驱动电机6的型号为jieba/捷霸牌y2-1，所述第一直线模组15的型号为上银kk8610c-340a1-f0，所述第二直线模组17的型号为上银kk8610c-340a1-f0。

所述第三直线模组18的型号为上银kk8610c-340a1-f0，所述第一手指气缸19的型号为亚德客hfz10，所述第二手指气缸20的型号为亚德客hfz10。

所述第三手指气缸23的型号为亚德客hfz10，所述环形皮带电机24的型号为telesky型57闭环电机，所述伸缩气缸26的型号为亚德客sda32x75-s-b。

所述花生给料盘1、所述分拣装置驱动电机6、所述第一直线模组15、所述第二直线模组17、所述第三直线模组18、所述第一手指气缸19、所述第二手指气缸20、所述第三手指气缸23、所述环形皮带电机24及所述伸缩气缸26分别连接控制器(图上未画出)，控制器分别控制花生给料盘1、分拣装置驱动电机6，第一直线模组15，第二直线模组17，第三直线模组18、第一手指气缸19、第二手指气缸20、第三手指气缸23、环形皮带电机24和伸缩气缸26。控制器采用单片机stm32f407zet6，控制部分采用现有技术，不再赘述。

所述花生给料盘1出口正对一个所述花生夹持器21时，所述第三手指气缸23正对一个所述花生夹持器21，所述第一手指气缸19和所述第二手指气缸20正对一个所述花生夹持器21，所述分拣盘5位于所述第二工作装置的下方，所述第一手指气缸19和所述第二手指气缸20位于所述分拣盘5的上方。

当所有花生粒都落到物料盒中，关闭控制器，控制器关闭花生给料盘1、分拣装置驱动电机6，第一直线模组15，第二直线模组17，第三直线模组18、第一手指气缸19、第二手指气缸20、第三手指气缸23、环形皮带电机24和伸缩气缸26。

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。

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