柑橘分瓣設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種柑橘分瓣設備，包括工業相機、橘球上頂針、電機、內筒和外筒，內筒設置在外筒內，內筒側壁和外筒側壁之間留有間隙，外筒上開有與該間隙連通的外筒進水口，外筒底部內壁中央設有外筒橘球頂針，外筒橘球頂針向上插入內筒，內筒側壁上設有上下延伸的一排內筒噴水孔，內筒噴水孔與所述內筒、外筒側壁之間的間隙連通，外筒底部開有排水孔，內筒上方設置與外筒橘球頂針相對應的橘球上頂針，橘球上頂針上方設置工業相機，電機與內筒傳動連接從而驅動內筒在外筒內轉動。本技術方案采用機器視覺對柑橘橘球進行識別分析出每瓣之間的分界線，采用步進電機帶動狹縫轉動，從狹縫中沖出高壓水定向對橘瓣分界線進行沖擊，達到定向分瓣的目的。
【專利說明】柑橘分瓣設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及柑橘自動化加工裝置【技術領域】，具體涉及一種用于柑橘自動分瓣的設備。
【背景技術】
[0002]我國是橘片罐頭、柑橘囊胞罐頭等柑橘加工產品的生產與出口大國。此類罐頭生產一般都采用溫州蜜柑為原料，生產過程包括柑橘的分級、剝皮、分瓣、脫囊衣、罐裝、封口等工序，其中分瓣工序是整個柑橘加工過程中重要的一環。現有的分瓣加工方式常以手工加工為主，需耗費大量的勞動力。因此，實現此環節的自動化能顯著減少對人工的需求。
[0003]現有的自動柑橘分瓣設備采用高壓水柱從剝皮后的橘球頂部向下沖擊，使柑橘裂開，采用該設備效率較高，但是在高壓水柱無定向的沖擊下，易造成橘瓣的破損，同時有很多橘瓣無法沖開，破損率超過20 %以上，工廠無法接受。
【發明內容】
[0004]針對現有柑橘分瓣裝置存在的無定向，易使橘瓣破損等缺陷問題，本發明的目的是提供一種能夠快速找到柑橘分瓣界線并進行定向切割的柑橘分瓣設備，采用機器視覺對柑橘橘球進行識別分析出每瓣之間的分界線，采用步進電機帶動狹縫轉動，從狹縫中沖出高壓水定向對橘瓣分界線進行沖擊，達到定向分瓣的目的。
[0005]為了達到上述的目的，本發明采用了以下的技術方案:
[0006]柑橘分瓣設備，包括工業相機、橘球上頂針、電機、內筒和外筒，內筒設置在外筒內，內筒側壁和外筒側壁之間留有間隙，該間隙的上部和下部分別通過上軸封和下軸封封閉，外筒上開有與該間隙連通的外筒進水口，外筒底部內壁中央設有外筒橘球頂針，外筒橘球頂針向上插入內筒，內筒側壁上設有上下延伸的一排內筒噴水孔，內筒噴水孔與所述內筒、外筒側壁之間的間隙連通，外筒底部開有排水孔，內筒上方設置與外筒橘球頂針相對應的橘球上頂針，橘球上頂針上方設置工業相機，電機與內筒傳動連接從而驅動內筒在外筒內轉動。
[0007]作為優選,所述電機通過傳動齒輪、內筒齒輪與內筒連接，內筒齒輪固定在內筒的頂部。
[0008]作為優選，所述電機為步進電機。
[0009]作為優選，所述橘球上頂針固定在頂針支桿上，頂針支桿安裝在頂針架上，頂針支桿能夠移開一段距離以供橘球放入內筒。
[0010]作為優選，所述上軸封和下軸封固定在內筒上。
[0011]作為優選，所述內筒內徑80?150mm,高100?150mm,筒壁厚0.2?1_，上下無蓋；所述的一排內筒噴水孔與內筒中心軸平行，內筒噴水孔孔徑為0.1?1mm，孔距0.2?2mm ;外筒內徑100?200mm，高90?130mm，筒壁厚0.2?1_，外筒底部有蓋，蓋厚0.2?1mm，外筒橘球頂針位于蓋內側中心位置，外筒橘球頂針為圓錐形，圓錐底部直徑為4?1mm,高3?8mm,蓋上開有外筒排水孔,孔直徑3?5mm。
[0012]所述橘球上頂針、內筒和外筒均為不銹鋼。
[0013]作為優選,所述工業相機為Basler piA640_210gc, 16mm鏡頭，位于內筒正上方100?300mm處；橘球上頂針為圓錐形，圓錐底部直徑為4?10mm，高3?8mm，焊接在頂針支桿的一端上，橘球頂針支桿的另一端與頂針架連接并可在頂針架上上下移動，移動高度50?300mm。步進電機軸上套有傳動齒輪，傳動齒輪與內筒齒輪嚙合，傳動比為1:1-10:1，內筒齒輪焊接在內筒的上端。
[0014]本發明由于采用了以上的技術方案，采用機器視覺對柑橘橘球進行識別分析出每瓣之間的分界線，采用步進電機帶動狹縫轉動，從狹縫中沖出高壓水定向對橘瓣分界線進行沖擊，達到定向分瓣的目的。具有下述有益效果:
[0015]一、橘球放入裝置后可自動分割，有效減少人工和勞動強度；
[0016]二、采用工業相機對橘球分瓣位置進行控制，可提高分瓣的準確性，減少破損；
[0017]三、采用水力分割橘球,安全無異物殘留。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的結構示意圖；
[0019]圖2是內筒的結構示意圖；
[0020]圖3是外筒的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做一個詳細的說明。
[0022]實施例1:
[0023]如圖1所示的一種柑橘分瓣設備，包括工業相機1、橘球上頂針2、電機5、內筒7和外筒8，內筒7設置在外筒8內，如圖2所示，內筒7側壁和外筒8側壁之間留有間隙，該間隙的上部和下部分別通過上軸封73和下軸封72封閉，如圖3所示，外筒8上開有與該間隙連通的外筒進水口 81，外筒8底部內壁中央設有外筒橘球頂針82，外筒橘球頂針82向上插入內筒7，內筒7側壁上設有上下延伸的一排內筒噴水孔74，內筒噴水孔74與所述內筒7、外筒8側壁之間的間隙連通，外筒8底部開有排水孔83，內筒7上方設置與外筒橘球頂針82相對應的橘球上頂針2，橘球上頂針2上方設置工業相機1，電機5與內筒7傳動連接從而驅動內筒7在外筒8內轉動。
[0024]本實施例中，所述電機5通過傳動齒輪6、內筒齒輪71與內筒7連接，所述電機5為步進電機。如圖2所示，內筒齒輪71固定在內筒7的頂部，所述上軸封73和下軸封72固定在內筒7上的上下兩端。所述橘球上頂針2固定在頂針支桿3上，頂針支桿3安裝在頂針架4上，頂針支桿3能夠移開一段距離以供橘球放入內筒7。
[0025]本發明構建成橘球成像定位系統和橘球水力分割系統兩部分；其中，所述的橘球水力分割系統包括:內筒、內筒噴水口、內外筒上軸封、內外筒下軸封、外筒、外筒進水口、夕卜筒橘球頂針、外筒排水孔，其中，如圖2所示，所述內筒7內徑80?150mm，高100?150mm，筒壁厚0.2?Imm,上下無蓋；所述的一排內筒噴水孔74與內筒7中心軸平行，內筒噴水孔74孔徑為0.1?I臟,孔距0.2?2臟,長度80?1Ctam ;外筒內徑100?200mm,高90?130mm,筒壁厚0.2?1mm,外筒底部有蓋,蓋厚0.2?Imm,外筒橘球頂針82位于蓋內側中心位置，外筒橘球頂針82為圓錐形，圓錐底部直徑為4?10mm，高3?8mm，蓋上開有外筒排水孔83，孔直徑3?5mm，孔數量10?20個，在外筒蓋除外筒橘球頂針外的區域均勻分布，外筒筒壁處有外筒進水口，外筒進水口內徑5-10mm。在內筒與外筒之間由內外筒上軸封和內外筒下軸封連接，內外筒上軸封和內外筒下軸封分別位于外筒的上下端，內徑與內筒的外徑相同，外徑與外筒的內徑相同，以保證內筒和外筒之間的水不會從這兩個筒的上下端流出，內筒可在外筒內自由旋轉；所有部件材料為不銹鋼。
[0026]所述的橘球成像定位系系統包括工業相機、橘球上頂針、橘球頂針支桿、橘球頂針架、步進電機、傳動齒輪、內筒齒輪。所述工業相機為Basler piA640_210gc，16mm鏡頭，位于內筒正上方100?300mm處；橘球上頂針為圓錐形，圓錐底部直徑為4?10mm，高3?8mm，焊接在頂針支桿的一端上，橘球頂針支桿的另一端與頂針架連接并可在頂針架上上下移動，移動高度50?300mm。步進電機軸上套有傳動齒輪，傳動齒輪與內筒齒輪嚙合，傳動比為1:1-10:1,內筒齒輪焊接在內筒的上端。
[0027]應用上述柑橘分瓣設備對橘球進行分瓣，該方法按如下步驟進行:
[0028](I)將溫州蜜柑剝皮后，按蘭40?<50mm,蘭50?<60mm,蘭60?<70mm三檔進行分級后的橘球，將同級的橘球逐只放入柑橘分瓣設備內筒中，橘球底部中心放在外筒橘球頂針上，把橘球頂針支架放下使橘球上頂針頂住橘球的上部中心孔位置。
[0029](2)采用工業相機拍攝橘球圖像，將圖像傳送到電腦中，由于橘球分瓣線處為較為明亮的白色，而其他地方為橘紅色，可通過二值化得到橘球分瓣線位置，由此計算出分瓣所需旋轉角度。
[0030](3)由電腦控制步進電機旋轉相應角度，帶動傳動齒輪，由傳送齒輪帶動內筒齒輪旋轉，內筒噴水口隨之轉動至橘球分瓣線，高壓水由外筒進水口進入外筒和內筒的夾縫中，并從內筒噴水口高速噴出，切割橘球分瓣線0.5-1秒，達到分割橘瓣的目的，噴出的水從外筒排水孔流出。切割好一個位置后，步進電機再轉動相應角度，帶動內筒噴水口轉到另一橘球分瓣位置，由此重復，直到所有分瓣線都被分割開。
[0031](4)分瓣完成后，移開橘球頂針，把柑橘橘片從內筒中取出。
[0032]需要強調的是:以上僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.柑橘分瓣設備，其特征在于，包括工業相機(I)、橘球上頂針⑵、電機(5)、內筒(7)和外筒(8)，內筒(7)設置在外筒(8)內，內筒(7)側壁和外筒(8)側壁之間留有間隙，該間隙的上部和下部分別通過上軸封(73)和下軸封(72)封閉，外筒(8)上開有與該間隙連通的外筒進水口(81)，外筒(8)底部內壁中央設有外筒橘球頂針(82)，外筒橘球頂針(82)向上插入內筒(7)，內筒(7)側壁上設有上下延伸的一排內筒噴水孔(74)，內筒噴水孔(74)與所述內筒(7)、外筒(8)側壁之間的間隙連通，外筒(8)底部開有排水孔(83)，內筒(7)上方設置與外筒橘球頂針(82)相對應的橘球上頂針(2)，橘球上頂針(2)上方設置工業相機(1)，電機(5)與內筒(7)傳動連接從而驅動內筒(7)在外筒⑶內轉動。
2.根據權利要求1所述的一種柑橘分瓣設備，其特征在于，所述電機(5)通過傳動齒輪(6)、內筒齒輪(71)與內筒(7)連接，內筒齒輪(71)固定在內筒(7)的頂部。
3.根據權利要求1所述的一種柑橘分瓣設備，其特征在于，所述電機(5)為步進電機。
4.根據權利要求1所述的一種柑橘分瓣設備，其特征在于，所述橘球上頂針(2)固定在頂針支桿(3)上，頂針支桿(3)安裝在頂針架(4)上，頂針支桿(3)能夠移開一段距離以供橘球放入內筒(7)。
5.根據權利要求1所述的一種柑橘分瓣設備，其特征在于，所述上軸封(73)和下軸封(72)固定在內筒(7)上。
6.根據權利要求1所述的一種柑橘分瓣設備，其特征在于，所述橘球上頂針(2)、內筒(7)和外筒(8)均為不銹鋼。
7.根據權利要求1所述的一種柑橘分瓣設備，其特征在于，所述內筒(7)內徑80?150mm,高100?150mm,筒壁厚0.2?Imm,上下無蓋；所述的一排內筒噴水孔(74)與內筒(7)中心軸平行，內筒噴水孔(74)孔徑為0.1?1mm，孔距0.2?2mm ;外筒(8)內徑100?200mm,高90?130mm,筒壁厚0.2?Imm,外筒底部有蓋，蓋厚0.2?Imm,外筒橘球頂針(82)位于蓋內側中心位置，外筒橘球頂針(82)為圓錐形，圓錐底部直徑為4?10mm，高3?8mm,蓋上開有外筒排水孔(83),孔直徑3?5mm。
8.根據權利要求1所述的一種柑橘分瓣設備，其特征在于，所述工業相機⑴為BaslerpiA640-210gc，16mm鏡頭，位于內筒(7)正上方100?300_處；橘球上頂針(2)為圓錐形，圓錐底部直徑為4?1mm,高3?8mm,焊接在頂針支桿(3)的一端上,橘球頂針支桿(3)的另一端與頂針架(4)連接并可在頂針架上上下移動，移動高度50?300mm。
【文檔編號】A23N15/00GK104256870SQ201410484359
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月19日 優先權日:2014年9月19日
【發明者】張俊, 陸勝民, 夏其樂, 邢建榮, 楊穎 , 陳劍兵, 周錦云 申請人:浙江省農業科學院