一种家畜胴体去腿装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于屠宰分割技术领域，涉及一种家畜胴体去腿装置，所述装置包括：安装架、上料机构、回转机架、分割机构、胴体夹具、四肢夹持机构、机器视觉装置和上位机。通过本发明专利技术，实现了：从完整的家畜胴体上分割四肢，且在分割的过程中，精准扫描切割部位，具有切削力小、分割快速和精准的优点，以适应国内生产线的集成要求，既提高了分割四肢的效率，又减少了分割过程中的肉损耗。

A leg removing device for carcass of livestock

【技术实现步骤摘要】
一种家畜胴体去腿装置
本专利技术属于屠宰分割
，具体涉及一种家畜胴体去腿装置。
技术介绍
胴体羊肉四肢的分割是羊肉加工不可或缺的技术环节，国内企业通常按照以下步骤从胴体上切下四肢：将胴体羊肉从其后腿吊挂在运输线上运送至切割工位，人工切除后腿，人工举起胴体将其挂回运输线，人工切除前腿。工人在切除四肢时，在一手拉拽和分开羊腿的同时，用另一手持刀切割。该方法存在如下问题：首先，羊体并不是完全稳定的，因此手工去腿的速度、质量都受其影响。其次，工人在操作刀具和挂钩等利器时容易受伤，因此影响工人的身心健康和食品安全。此外，人力成本也在逐年增长。上述问题使得羊肉屠宰生产的整体效率和生产品质难以进一步提升。因此，人们一直在致力于专利技术创造家畜胴体快速、精准分割的设备。例如，由工业机器人驱动锯或力反馈刀具，按特定轨迹从前1/4胴体切除家畜前腿或从臀部切除家畜后腿。公开号为：WO2003096814A1的专利公开了一种从羊后1/4胴体(hindquarter)上切下后腿的设备，该设备主要包括：支撑装置、分离杆装置、机器臂、分割刀具、切削力传感器。支撑装置从腹腔支撑夹紧羊后1/4胴体；分离杆装置将两后腿分开使其互相不交叉重叠，并且，通过分离杆装置测量羊后1/4胴体的尺寸；使用机器臂驱动其末端安装的分割刀具从骨盆上切下后腿；在切下后腿的过程中，测量刀具所受的切削力和分开两后腿所需的力，以实时调整机器臂的运动轨迹。分割杆在切割过程中向外张开从而拉拽后腿使其从后1/4胴体上分离。但是，该方法不能夹持完整胴体和分割前腿，所述测量后1/4胴体大小尺寸的方法容易受工人摆放和羊胴体肌肉组织变形的干扰，影响测量的准确性，因此影响切削效率和肉损耗率。
技术实现思路
为克服上述设备所存在的缺陷以及我国羊肉分割效率低和损耗多等问题，本专利技术提供一种家畜胴体去腿装置，用于：从完整的家畜胴体上分割其四肢；在分割的过程中，精准扫描切割部位，切削力小、分割快速、精准，且可自主作业，以提高分割效率，减少分割过程中的肉损耗。具体技术方案如下：一种家畜胴体去腿装置，包括安装架1、上料机构3、回转机架4、分割机构5、胴体夹具6、四肢夹持机构7、机器视觉装置8和上位机。所述安装架1安装在回转机架4上，在回转机架4带动下安装架1转动至两个工位：上下料工位A和切割工位B，安装架1的正面在上下料工位A时朝向胴体吊挂运输线2和操作员，操作员进行上料或转挂动作，安装架1的正面在切割工位B时朝向分割机构5。安装架1的顶部向前伸出与上料机构3连接，上料机构3作用于胴体的耻骨前沿，限制胴体纵向移动并带动胴体靠近或远离安装架1的前部。所述胴体夹具6包括：支撑板61、若干真空吸盘装置62和引导夹板机构63，支撑板61和引导夹板机构63固定在安装架1的前部，引导夹板机构63布置在支撑板61的两侧，从胴体侧面将其夹紧，支撑板61上均匀地设置有真空吸盘装置62，所述真空吸盘装置62从背部支撑并吸附住胴体，驱动气路分别和引导夹板机构63和每个真空吸盘装置62相连；真空吸盘装置62的驱动气路的数字式控制阀与上位机通讯连接。所述四肢夹持机构7包括：两个上侧的抓臂：抓臂一17和抓臂二18，用于夹持后腿；两个下侧的抓臂：抓臂三19和抓臂四20，用于夹持前腿；每个抓臂的末端安装一个抓夹机构71，抓夹机构71合拢时将胴体的四肢与同侧的抓臂固定；两个上侧的抓臂对称安装在安装架1的前端中部，两个下侧的抓臂对称安装在安装架1的前端下部，抓臂可展开和绕安装架1转动。所述分割机构5包括力传感器51、分割刀具52、六轴工业机器人53和立柱54；所述力传感器51与上位机通讯，用于采集切削力信息，力传感器51的两端分别与分割刀具52和六轴工业机器人53的一端连接，六轴工业机器人53的另一端与立柱54的一端连接，立柱54的另一端固定于地面上；所述上位机与六轴工业机器人53的控制柜通讯连接。所述机器视觉装置8安装于六轴工业机器人53的前部，与上位机通讯连接，用于采集胴体的三维点云以及处理图像。在上述方案的基础上，所述支撑板61上均匀地设置有固定真空吸盘装置62的孔位，真空吸盘装置62安装于支撑板61的所述孔位中，支撑板61的两侧翻折成侧板；所述引导夹板机构63包括：两个夹板632、两个直驱电机631和两个柔性块一633。直驱电机631内部的控制器与上位机通讯连接；两个直驱电机631对称固定在安装架1的前部并位于支撑板61的后面，每个直驱电机631分别与一夹板632的后部连接，夹板632对称布置在支撑板的两侧，每个夹板632的前部与柔性块一633连接，柔性块一633的形状根据胴体胸廓的形状设计并且其头部斜切，在引导夹板机构夹紧的时候柔性块一633发生弹性变形，从而以完全贴合羊胴体的胸廓侧面轮廓的方式将其夹紧。在上述方案的基础上，每个真空吸盘装置62包括导气杆621和导气杆头部的圆形吸盘622，导气杆621穿过支撑板61上的孔位，并固定在支撑板61上；圆形吸盘622的材料为食品硅胶，圆形吸盘622为三个，圆形吸盘622直径为65mm～70mm，圆形吸盘622的间距为80mm～100mm；支撑板61倾斜角度为15°～20，引导夹板机构63完全张开时两个夹板632的距离小于400mm、大于360mm。在上述方案的基础上，所述上料机构3包括：直线模组31和吊钩32，直线模组31的壳体和安装架1连接，直线模组31的滑台和吊钩32连接，吊钩32作用于胴体的耻骨前沿，限制胴体纵向移动。直线模组31经由吊钩32带动胴体靠近或远离安装架1的前部，所述直线模组31的行程为300-500mm。支撑板61上沿与吊钩32底端的竖直距离为150mm～200mm；上位机与直线模组31内部的控制器通讯连接。在上述方案的基础上，所述分割刀具52包括：压板521、刀架523和刀片522；所述刀片522的前部形状为标准的屠宰刀具，后部设有数个定位槽，并通过定位槽固定在刀架523上。刀架523和力传感器51连接。刀架523的前部为平板，后部为法兰，法兰上设有通孔，平板上设有数个定位销。平板与刀片522后部的一侧贴合，定位销和定位槽配合，压板521和刀片522后部的另一侧贴合，通过螺栓将压板521紧固在刀架523上，从而夹紧刀片522。力传感器51为圆柱状的工业六维力传感器，在力传感器51的两端设有螺纹孔。螺栓穿过所述法兰上的通孔将刀架523安装在力传感器51的一端。六轴工业机器人53的底部设置有安装法兰，末端设置有执行器法兰；力传感器51的另一端与力传感器连接法兰55的一端通过螺钉固定连接，力传感器连接法兰55的另一端安装在六轴工业机器人53的末端执行器法兰上。沿所述六轴工业机器人53安装法兰的圆周均布若干安装孔；所述立柱54的上端设有法兰二，在法兰二上设置有与六轴工业机器人53安装法兰对应的通孔；通过螺栓穿过安装法兰和法兰二上的通孔，将六轴工业机器人53安装于立柱54上；在所述立柱54的底面设有法兰三，在所述法兰三上设有若干沿圆周均布的通孔，相应的地面上设有若干沿圆周均布的螺纹孔，采用地脚螺栓穿过所述法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种家畜胴体去腿装置，其特征在于：包括安装架(1)、上料机构(3)、回转机架(4)、分割机构(5)、胴体夹具(6)、四肢夹持机构(7)、机器视觉装置(8)和上位机；/n所述安装架(1)安装在回转机架(4)上，在回转机架(4)带动下安装架(1)转动至两个工位：上下料工位A和切割工位B，安装架(1)的正面在上下料工位A时朝向胴体吊挂运输线(2)和操作员，操作员进行上料或转挂动作，安装架(1)的正面在切割工位B时朝向分割机构(5)；安装架(1)的顶部向前伸出与上料机构3连接，上料机构(3)作用于胴体的耻骨前沿，限制胴体纵向移动并带动胴体靠近或远离安装架(1)的前部；/n所述胴体夹具(6)包括：支撑板(61)、若干真空吸盘装置(62)和引导夹板机构(63)，支撑板(61)和引导夹板机构(63)固定在安装架(1)的前部，引导夹板机构(63)布置在支撑板(61)的两侧，从胴体侧面将其夹紧，支撑板(61)上均匀地设置有真空吸盘装置(62)，所述真空吸盘装置(62)从背部支撑并吸附住胴体，驱动气路分别和引导夹板机构(63)和每个真空吸盘装置(62)相连；真空吸盘装置(62)的驱动气路的数字式控制阀与上位机通讯连接；/n所述四肢夹持机构(7)包括：两个上侧的抓臂：抓臂一(17)和抓臂二(18)，用于夹持后腿；两个下侧的抓臂：抓臂三(19)和抓臂四(20)，用于夹持前腿；每个抓臂的末端安装一个抓夹机构(71)，抓夹机构(71)合拢时将胴体的四肢与同侧的抓臂固定；两个上侧的抓臂对称安装在安装架(1)的前端中部，两个下侧的抓臂对称安装在安装架(1)的前端下部，抓臂可展开和绕安装架(1)转动；/n所述分割机构(5)包括力传感器(51)、分割刀具(52)、六轴工业机器人(53)和立柱(54)；所述力传感器(51)与上位机通讯，用于采集切削力信息，力传感器(51)的两端分别与分割刀具(52)和六轴工业机器人(53)的一端连接，六轴工业机器人(53)的另一端与立柱(54)的一端连接，立柱(54)的另一端固定于地面上；所述上位机与六轴工业机器人(53)的控制柜通讯连接；/n所述机器视觉装置(8)安装于六轴工业机器人(53)的前部，与上位机通讯连接，用于采集胴体的三维点云以及处理图像。/n...

【技术特征摘要】
1.一种家畜胴体去腿装置，其特征在于：包括安装架(1)、上料机构(3)、回转机架(4)、分割机构(5)、胴体夹具(6)、四肢夹持机构(7)、机器视觉装置(8)和上位机；
所述安装架(1)安装在回转机架(4)上，在回转机架(4)带动下安装架(1)转动至两个工位：上下料工位A和切割工位B，安装架(1)的正面在上下料工位A时朝向胴体吊挂运输线(2)和操作员，操作员进行上料或转挂动作，安装架(1)的正面在切割工位B时朝向分割机构(5)；安装架(1)的顶部向前伸出与上料机构3连接，上料机构(3)作用于胴体的耻骨前沿，限制胴体纵向移动并带动胴体靠近或远离安装架(1)的前部；
所述胴体夹具(6)包括：支撑板(61)、若干真空吸盘装置(62)和引导夹板机构(63)，支撑板(61)和引导夹板机构(63)固定在安装架(1)的前部，引导夹板机构(63)布置在支撑板(61)的两侧，从胴体侧面将其夹紧，支撑板(61)上均匀地设置有真空吸盘装置(62)，所述真空吸盘装置(62)从背部支撑并吸附住胴体，驱动气路分别和引导夹板机构(63)和每个真空吸盘装置(62)相连；真空吸盘装置(62)的驱动气路的数字式控制阀与上位机通讯连接；
所述四肢夹持机构(7)包括：两个上侧的抓臂：抓臂一(17)和抓臂二(18)，用于夹持后腿；两个下侧的抓臂：抓臂三(19)和抓臂四(20)，用于夹持前腿；每个抓臂的末端安装一个抓夹机构(71)，抓夹机构(71)合拢时将胴体的四肢与同侧的抓臂固定；两个上侧的抓臂对称安装在安装架(1)的前端中部，两个下侧的抓臂对称安装在安装架(1)的前端下部，抓臂可展开和绕安装架(1)转动；
所述分割机构(5)包括力传感器(51)、分割刀具(52)、六轴工业机器人(53)和立柱(54)；所述力传感器(51)与上位机通讯，用于采集切削力信息，力传感器(51)的两端分别与分割刀具(52)和六轴工业机器人(53)的一端连接，六轴工业机器人(53)的另一端与立柱(54)的一端连接，立柱(54)的另一端固定于地面上；所述上位机与六轴工业机器人(53)的控制柜通讯连接；
所述机器视觉装置(8)安装于六轴工业机器人(53)的前部，与上位机通讯连接，用于采集胴体的三维点云以及处理图像。


2.如权利要求1所述的家畜胴体去腿装置，其特征在于：所述支撑板(61)上均匀地设置有固定真空吸盘装置(62)的孔位，真空吸盘装置(62)安装于支撑板(61)的所述孔位中，支撑板(61)的两侧翻折成侧板；所述引导夹板机构(63)包括：两个夹板(632)、两个直驱电机(631)和两个柔性块一(633)；直驱电机(631)内部的控制器与上位机通讯连接；两个直驱电机(631)对称固定在安装架(1)的前部并位于支撑板(61)的后面，每个直驱电机(631)分别与一夹板(632)的后部连接，夹板(632)对称布置在支撑板的两侧，每个夹板(632)的前部与柔性块一(633)连接，柔性块一(633)的形状根据胴体胸廓的形状设计并且头部斜切，在引导夹板机构夹紧的时候柔性块一(633)发生弹性变形，从而以完全贴合羊胴体的胸廓侧面轮廓的方式将其夹紧。


3.如权利要求2所述的家畜胴体去腿装置，其特征在于：每个真空吸盘装置(62)包括导气杆(621)和导气杆头部的圆形吸盘(622)，导气杆(621)穿过支撑板(61)上的孔位，并固定在支撑板(61)上；圆形吸盘(622)的材料为食品硅胶，圆形吸盘(622)为三个，圆形吸盘(622)直径为65mm～70mm，圆形吸盘(622)的间距为80mm～100mm；支撑板(61)倾斜角度为15°～20，引导夹板机构(63)完全张开时两个夹板(632)的距离小于400mm、大于360mm。


4.如权利要求1所述的家畜胴体去腿装置，其特征在于：所述上料机构(3)包括：直线模组(31)和吊钩(32)，直线模组(31)的壳体和安装架(1)连接，直线模组(31)的滑台和吊钩(32)连接，吊钩(32)作用于胴体的耻骨前沿，限制胴体纵向移动；直线模组(31)经由吊钩(32)带动胴体靠近或远离安装架(1)的前部，所述直线模组(31)的行程为300-500mm；支撑板(61)上沿与吊钩(32)底端的竖直距离为150mm～200mm；上位机与直线模组(31)内部的控制器通讯连接。


5.如权利要求1所述的家畜胴体去腿装置，其特征在于：所述分割刀具(52)包括：压板(521)、刀架(523)和刀片(522)；所述刀片(522)的前部形状为标准的屠宰刀具，后部设有数个定位槽，并通过定位槽固定在刀架(523)上；刀架(523)和力传感器(51)连接，刀架(523)的前部为平板，后部为法兰，法兰上设有通孔，平板上设有数个定位销，平板与刀片(522)后部的一侧贴合，定位销和定位槽配合，压板(521)和刀片(522)后部的另一侧贴合，通过螺栓将压板(521)紧固在刀架(523)...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢斌，刘楷东，唐宁，于是，侯松涛，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11