CN102638991B - 用于去除腿骨的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在用于去除家畜畜体的腿骨的去骨装置中，悬挂工件w的夹紧装置12包括伺服马达104、连接至伺服马达104的输出轴的螺纹轴106、以及以螺纹连接方式安装在螺纹轴106上的升降块108。安装在升降轴70上的升降辊92在行进路径94中行进，以降低和传递工件w至下一个工作站。通过使安装在升降轴70上的摆动辊84接触凸轮盘170，180，182，升降轴70旋转设定角，使得工件w面向圆形割刀刀片22，64。因此，圆形割刀刀片22，64的路径可以为近似直的，从而简化移动机构并降低移动机构的成本。

Description

用于去除腿骨的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于去除家畜畜体的腿骨，如去除家禽屠体的腿骨的方法和装置，其中从切口形成到肉分离的过程是自动的。

背景技术

近年来，鸟类和牲畜的饲养和屠宰响应于对其不断增长的需求而大规模进行。因此，希望完全自动进行该过程的每一个步骤。

家畜畜体中的家禽屠体的屠宰可以分成两个主要步骤。一个步骤是第一屠宰步骤，其中进行屠杀-放血、畜体的脱羽和清洗。另一个步骤是第二屠宰步骤，其中在冷却已经在第一屠宰步骤中处理的畜体之后，畜体被分割，并且其每个部分被去骨，以生产随后被打包或储存的胴体肉及副产品。

在第一屠宰步骤中，屠杀-放血、畜体的脱羽和清洗是自动进行的，并且几乎不需要在步骤之间进行手工劳动。在第二屠宰步骤中，畜体的上部和下部的分离、诸如腿肉和胸脯肉之类的每个部分的分离、以及分离部分的去骨是逐渐自动进行的。据此，屠宰处理逐渐自动进行，并且以与手工情况相同的方式改善产率。

专利文献1提出自动进行切口形成步骤，其需要作为由去骨装置进行的去骨步骤之前的在前步骤。如专利文献1中公开的那样，多块腿骨悬挂在夹紧装置上并被传递至切口形成站，并停止在切口形成站，以在腿骨固定的状态下在肉上形成切口。在切口形成站处，腿骨被精确地定位和固定，以便切刀可以沿着腿骨的表面精确地移动。这实现了较高的产率。

专利文献2公开了用于分离诸如鸡之类的家禽的腿骨的自动化肉分离装置。该装置将腿骨的踝骨悬挂在夹紧装置并传递腿骨。该装置在多个工作站处停止并在工作站之间间歇地前进。如专利文献2的图9所示，夹紧装置的移动路径形成圆。大量工作站沿着该圆形移动路径设置，以进行切口形成步骤和肉分离步骤，在肉分离步骤中切除腱并去除肉。

通过在腿肉传递路径附近并朝向腿骨的横向方向定位的圆形割刀刀片切割踝骨。圆形割刀刀片移动靠近腿骨，以从腿骨上切除踝骨。如专利文献2的图10所示，在肉分离步骤中，腿肉由一对分离装置(挤压板)保持在骨部处，并且通过升高夹紧装置从腿骨上去除腿肉。通过检查股骨端的位置，可以确定去除腿肉端的精确位置。股骨端的肌肉被切掉，以便可以从股骨头上完全分离腿肉。

[引用列表]

[专利文献]

[PTL 1]

JP2001-149001A

[PTL 2]

JP2002/010732A

发明内容

要解决的技术问题

在专利文献1中公开的切口形成装置中，通过沿垂直方向移动包括切刀和驱动装置的切刀装置形成切口。因此，需要大量的功率移动重的切刀装置，并且切刀装置的移动机构不可避免地变大。在采用气缸作为切刀装置的驱动装置的情况中，压缩空气的压力必须足够高，从而以高的精度将切刀装置升高至指定高度。

根据专利文献1，通过将切刀从踝骨向下移动至股骨的末端，切刀沿着腿骨的骨骼的内曲面移动。然而，采用这种简单的运动，切刀不能到达牢固地附着于膝关节的腱，因此难以将肉部从骨骼上平滑地分离。结果，产率未被改善。

进一步，根据专利文献1，切口形成装置设置在去骨装置本体附近。切口形成装置大，占据大量空间。结果，去骨装置的整体尺寸也变大。

在专利文献2中公开的自动式肉分离装置中，切口形成步骤未被具体描述。假设切口形成步骤是由操作者手动进行的。

在肉分离步骤中，为了切掉附着于骨骼的腱，圆形割刀刀片沿着二维平面上的复杂弧形路径移动，以达到腱接头，从而切掉附着于骨骼的腱。因此，用于移动圆形割刀刀片的控制机构不可避免地变得昂贵。

考虑到上述问题，本发明的第一目标是通过简化传递腿骨的机构和降低诸如家畜畜体之类的腿骨的自动去骨过程中所需要的功率而实现成本降低。

本发明的第二个目标是在移动割刀刀片至腿骨以切割腿骨的过程中简化并降低割刀刀片的移动机构价格。

本发明的第三目标是通过稳定地切割附着于膝关节的腱而改善自动切口形成步骤中的产肉量。

技术方案

为了实现所述目标，本发明的一个方面是用于借助于去骨装置去除腿骨的方法。该方法可以包括但不限于下述步骤：由夹紧装置在腿骨的踝骨处夹紧腿骨；在多个工作站之间间歇式地传递夹紧装置；以及在每个工作站中进行切口形成过程和肉分离过程中的至少一种，切口形成过程用于通过沿着骨骼移动割刀刀片的同时在腿骨上纵向地形成切口，肉分离过程用于通过在借助于肉分离装置从上面向下保持腿骨的肉部的同时相对向上地升高腿骨和用割刀刀片切割腱而将腿骨的肉部从骨骼上分离。去骨装置可以包括：升降轴，升降轴的下端连接至夹紧装置，并且升降轴具有位于夹紧装置上方的升降辊；升降装置，升降装置设置在每个工作站中，并包括驱动马达、连接至驱动马达的输出轴的螺纹轴、以及以螺纹连接方式安装在螺纹轴上的升降台；以及行进路径，行进路径设置在工作站之间并沿夹紧装置的传递方向向下倾斜。通过将升降辊放置在升降台上以及通过升高升降台而升高腿骨，可以在所述多个工作站中的一个处进行切口形成过程或肉分离过程。升降辊可以在腿骨的重量作用下在行进路径中行进，以将夹紧装置从一个工作站向下传递至后续工作站。

根据该去骨方法，通过借助于升降装置升高工作站处的夹紧装置而进行切口形成步骤。利用腿骨的自重，安装在升降轴上的升降辊沿着行进路径行进，使得夹紧装置在被传递至后续工作站的同时降低。

由此，能够简化用于在工作站之间传递腿骨的抬升装置和传递机构的结构。还能够通过降低驱动马达的需求功率而实现成本降低。

通过使用伺服马达作为驱动马达，可以精确地控制夹紧装置的高度。

在该去骨方法中，去骨装置还可以包括转动机构，转动机构设置在具有割刀刀片的至少一个工作站中，并使升降轴转动设定角度。升降轴能够围绕升降轴的轴心转动。转动机构转动升降轴，使得腿骨的将被切割的部分面向割刀刀片。割刀刀片沿着直线路径朝向腿骨的将被切割的部分移动以切割腿骨的将被切割的部分。

通过转动升降轴，使得腿骨的将被切割的部分面向割刀刀片，割刀刀片可以沿着直线路径向着将被切割的部分移动。结果，割刀刀片的路径被简化，并且因此，割刀刀片的移动机构可以被简化且更便宜。

在该去骨方法中，割刀刀片可以为由沿水平方向设置的圆形刀片构成的腱割刀刀片。腱割刀刀片沿着直线路径向腿骨的将被切割的部分移动。腱割刀刀片切割附着于骨骼的腱。

在该去骨方法中，至少一个工作站为切口形成站，切口形成过程在切口形成站处进行。切口形成过程可以包括但不限于下述步骤：小腿骨切口步骤，用于通过在沿着骨骼的内曲面移动割刀刀片的同时相对于割刀刀片相对向上地升高腿骨而形成从踝骨附近到膝关节的上部的切口；膝关节切口步骤，用于通过临时转动升降轴使得割刀刀片从骨骼的内曲面开始围绕膝关节的腱接头移动，以及随后反转夹紧装置以将骨骼的内曲面返回为面向割刀刀片，在腱上形成切口；以及股骨切口步骤，用于在沿着骨骼的内曲面移动割刀刀片的同时相对于割刀刀片相对向上地升高腿骨而形成从膝关节的下部到股骨的末端的切口。

如上所述，当割刀刀片在腿骨升高的同时到达膝关节时，夹紧装置转动设定角度，使得割刀刀片从骨骼的内曲面开始围绕膝关节的腱接头移动以切割。因此，可以稳定地分离牢固地附着于膝关节的腱。结果，可以平缓地进行接下来的肉分离步骤，并且因此改善产肉量。

夹紧装置被单独地升高，而没有将夹紧装置与切刀一起移动。因此，可以去除用于向上移动重的切刀装置的抬升装置。

根据本发明的该方面的去骨方法，代替重的切刀装置，轻的夹紧装置被升高。可以简化并以较低的成本形成切口形成站，并且可以高的精度进行腿骨在设定高度处的定位。

在切口形成步骤中，在升高腿骨的同时检测腿骨的下端，并且基于进行检测时所处的高度和检测腿骨的下端时腿骨的升高量计算腿骨的骨骼的总长度。根据已经获得的腿骨的总长度，设定夹紧装置在最终肉分离过程中相对于保持肉部的肉分离装置的升高量。

因此，通过根据工件长度的个体差异调整夹紧装置的升高量，可以在最终肉分离过程中稳定地分离骨部和肉部。

本发明的另一个方面是用于去除腿骨的装置，其可以直接用于执行本发明的第一方面的方法。该装置可以包括但不限于：多个工作站，在所述多个工作站处进行切口形成过程和肉分离过程中的至少一种，切口形成过程用于通过沿着骨骼移动割刀刀片的同时在腿骨上纵向地形成切口，肉分离过程用于通过在借助于肉分离装置从上面挤压腿骨的肉部的同时相对向上地升高腿骨和用割刀刀片切割腱而将腿骨的肉部从骨骼上分离；夹紧装置，该夹紧装置在腿骨的踝骨夹紧腿骨；传递机构，该传递机构从一个工作站到另一个工作站间歇式地传递夹紧装置；升降轴，升降轴的下端连接至夹紧装置，并且升降轴具有位于夹紧装置上方的升降辊；升降装置，升降装置设置在每个工作站中，并包括驱动马达、连接至驱动马达的输出轴的螺纹轴、以及以螺纹连接方式安装在螺纹轴上的升降台；行进路径，行进路径设置在工作站之间并沿夹紧装置的传递方向向下倾斜。通过将升降辊放置在升降台上以及通过升高升降台而升高腿骨，在所述多个工作站中的一个处进行切口形成过程或肉分离过程。升降辊在腿骨的重量作用下在行进路径中行进，以将夹紧装置从一个工作站向下传递至后续工作站。

如上所述，借助于升降装置升高夹紧装置以进行切口形成步骤和肉分离步骤。利用腿骨的自重，安装在升降轴上的升降辊沿着行进路径行进，使得夹紧装置在被传递至后续工作站的同时降低。

由此，能够简化用于在工作站之间传递腿骨的抬升装置和传递机构的结构。还能够通过降低驱动马达的需求功率而实现成本降低。

通过使用伺服马达作为驱动马达，可以精确地控制夹紧装置的高度。

去骨装置还可以包括转动机构，转动机构设置在具有割刀刀片的至少一个工作站中，并使能够围绕升降轴的轴心转动的升降轴转动设定角度。转动机构转动升降轴，使得腿骨的将被切割的部分面向割刀刀片，并且割刀刀片沿着直线路径朝向腿骨的将被切割的部分移动以切割腿骨的将被切割的部分。通过转动升降轴，使得腿骨的将被切割的部分面向割刀刀片，割刀刀片可以沿着直线路径向着将被切割的部分移动。结果，割刀刀片的路径被简化，并且因此，割刀刀片的移动机构可以被简化且更便宜。

在该去骨装置中，升降轴可以包括引导杆、滑动支架和旋转轴，引导杆固定至传递机构，滑动支架沿着引导杆上下滑动，旋转轴可旋转地设置在滑动支架内并且旋转轴的下端连接至夹紧装置。转动机构包括摆动辊、凸轮构件和弹簧构件，摆动辊连接至旋转轴，凸轮构件在夹紧装置升高且割刀刀片移动靠近膝关节以使旋转轴转动设定角度时推压摆动辊，弹簧构件在夹紧装置进一步升高且摆动辊移动远离凸轮构件时将摆动辊返回至初始位置。

升降轴被如上构造，并且连接至旋转轴的摆动辊由设置在工作站处的凸轮构件推动。因此，转动机构可以仅由机器零件构造，且不存在对单独的驱动装置或复杂的电子控制装置的需求。结果，能够降低转动机构的成本。在没有电子控制装置的情况下，该装置不易出现故障，导致改善该装置的可靠性。

在进行肉分离步骤的工作站中，割刀刀片可以为由沿水平方向设置的圆形刀片构成的腱割刀刀片。腱割刀刀片沿着直线路径向腿骨的将被切割的部分移动。腱割刀刀片切割附着于骨骼的腱。因此，腱割刀刀片的移动机构可以被简化且更便宜。

在该去骨装置中，至少一个工作站可以为切口形成站，切口形成站包括能够朝向和远离腿骨移动的割刀刀片、设置为面向割刀刀片的移动方向的姿态保持板、以及将腿骨的平坦侧压靠在姿态保持板上的挤压构件。转动机构在向上移动的中间使升降轴转动指定角度。割刀刀片在挤压构件将腿骨压靠在姿态保持板上的状态中***腿骨的踝骨附近，夹紧装置升高，使得割刀刀片沿着骨骼的内曲面移动以形成切口。当割刀刀片接近膝关节时，转动机构使升降轴临时地转动，使得割刀刀片从所述内曲面开始围绕膝关节的腱接头移动以切割腱。

如上所述，当割刀刀片在腿骨升高的同时到达膝关节时，夹紧装置转动设定角度，使得割刀刀片从骨骼的内曲面开始围绕膝关节的腱接头移动以切割。因此，可以稳定地分离牢固地附着于膝关节的腱。结果，可以平缓地进行接下来的肉分离步骤，并且因此改善产肉量。借助于转动机构，夹紧装置可以精确地转动设定角度，以切割附着于膝关节的腱。

夹紧装置被单独地升高，而没有将夹紧装置与切刀一起移动。因此，不需要用于向上移动重的切刀装置的抬升装置。根据本发明的所述另一个方面的去骨装置，代替重的切刀装置，轻的夹紧装置被升高。可以简化并以较低的成本形成切口形成站，并且可以高的精度进行腿骨在设定高度处的定位。

本发明的所述另一个方面的去骨装置还可以包括输入站，输入站包括：旋转构件，旋转构件设置在输入腿骨的输入位置附近并围绕旋转构件的中心轴线旋转；多个吊架，每个吊架具有凹部，腿骨通过踝骨悬挂在凹部上；和推动装置，推动装置在悬挂在吊架上的腿骨到达输入位置的相对位置时将腿骨推向夹紧装置，以将腿骨加载到夹紧装置上。

通过同步吊架的运动和夹紧装置的运动，可以稳定地将腿骨从吊架上加载到夹紧装置上。腿骨从吊架到夹紧装置的加载是自动的。还能够简化其中腿骨挂在夹紧装置中的输入站的结构。

可替换地，腿骨可以由操作者手动挂在吊架中，或者通过借助于将腿骨运送至输入站的输送装置加载腿骨中而自动挂在吊架中。

去骨装置还可以包括：刹车蹄，刹车蹄安装在支撑引导杆的基部中并可转动地支撑在刹车蹄的轴线上；弹簧构件，弹簧构件沿将刹车蹄推向旋转轴的方向将弹簧弹力施加至刹车蹄；和刹车释放导轨，刹车释放导轨沿刹车蹄的传递方向设置在工作站之间，并被构造为抵抗弹簧构件的弹簧弹力保持刹车蹄远离旋转轴。

以该方式，在旋转轴处于工作站的同时将刹车蹄压靠在旋转轴上，以防止旋转轴掉落。当旋转轴在工作站之间移动时，刹车蹄从旋转轴上释放，以允许旋转轴向下移动。

有益效果

根据本发明的所述方面的去骨方法，该方法包括下述步骤：由夹紧装置在腿骨的踝骨处夹紧腿骨；在多个工作站之间间歇式地传递夹紧装置；以及在每个工作站中进行切口形成过程和肉分离过程中的至少一种，切口形成过程用于通过沿着骨骼移动割刀刀片的同时在腿骨上纵向地形成切口，肉分离过程用于通过在借助于肉分离装置从上面保持腿骨的肉部的同时相对向上地升高腿骨和用割刀刀片切割腱而将腿骨的肉部从骨骼上分离。去骨装置可以包括：升降轴，升降轴的下端连接至夹紧装置，并且升降轴具有位于夹紧装置上方的升降辊；升降装置，升降装置设置在每个工作站中，并包括驱动马达、连接至驱动马达的输出轴的螺纹轴、以及以螺纹连接方式安装在螺纹轴上的升降台；以及行进路径，行进路径设置在工作站之间并沿夹紧装置的传递方向向下倾斜。通过将升降辊放置在升降台上以及通过升高升降台而升高腿骨，可以在所述多个工作站中的一个处进行切口形成过程或肉分离过程。升降辊可以在腿骨的重量作用下在行进路径中行进，以将夹紧装置从一个工作站向下传递至后续工作站。结果，可以简化工作站之间的升降装置和传递机构，并且可以降低驱动装置的需求功率，从而实现成本的降低。

根据本发明的所述另一个方面的去骨装置，该装置包括：多个工作站，在所述多个工作站处进行切口形成过程和肉分离过程中的至少一种，切口形成过程用于通过沿着骨骼移动割刀刀片的同时在腿骨上纵向地形成切口，肉分离过程用于通过在借助于肉分离装置从上面挤压腿骨的肉部的同时相对向上地升高腿骨和用割刀刀片切割腱而将腿骨的肉部从骨骼上分离；夹紧装置，该夹紧装置在腿骨的踝骨夹紧腿骨；传递机构，该传递机构从一个工作站到另一个工作站间歇式地传递夹紧装置；升降轴，升降轴的下端连接至夹紧装置，并且升降轴具有位于夹紧装置上方的升降辊；升降装置，升降装置设置在每个工作站中，并包括驱动马达、连接至驱动马达的输出轴的螺纹轴、以及以螺纹连接方式安装在螺纹轴上的升降台；行进路径，行进路径设置在工作站之间并沿夹紧装置的传递方向向下倾斜。通过将升降辊放置在升降台上以及通过升高升降台而升高腿骨，在所述多个工作站中的一个处进行切口形成过程或肉分离过程。升降辊在腿骨的重量作用下在行进路径中行进，以将夹紧装置从一个工作站向下传递至后续工作站。因此，可以实现与本发明的第一方面的方法相同的功能效果。

附图说明

图1为与第一优选实施例相关的去骨装置的整体结构，在第一优选实施例中本发明用于对家禽屠体进行去骨。

图2A为示出从优选实施例的输入站到第二工作站的过程的流程。

图2B为示出从优选实施例的第三工作站到第五工作站的过程的流程。

图2C为示出从优选实施例的第六工作站到第八工作站的过程的流程。

图2D为示出从优选实施例的第九工作站到第十工作站的过程的流程。

图3为优选实施例的去骨装置的敞开正视图。

图4为去骨装置的切口形成站附近的透视图。

图5为去骨装置的升降轴70的侧视图。

图6为从图5的A方向获取的升降轴70的正视图。

图7为沿着图5的B-B线获取的升降轴70的截面图。

图8为去骨装置的切口形成站的正视图。

图9为切口形成站的平面图。

图10为示出切口形成站处的从S01至S04的切口形成步骤的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述本发明的优选实施例。然而，预期的是，除非特别指明，尺寸、材料、形状、其相对位置等应当被解释为对本发明的范围来说仅是说明性的而非限制性的。

参照图1至图10说明第一优选实施例。在第一优选实施例，本发明的装置和方法用于去除家禽屠体的腿骨。参照图1和图2A至图2D说明去骨过程的整体结构。如图2A所示，家禽屠体的腿骨(以下称为″工件w″)由包括踝骨f、小腿骨(下大腿骨)k、股骨j的骨部和围绕骨部的肉部构成。小腿骨k和股骨j由膝关节连接。

如图1和图4所示，去骨装置10具有设置成圆圈的工作站。在工作站处进行工件的输入到肉部的最终分离。工件w悬挂在夹紧装置12上。夹紧装置12经由升降轴70的引导杆72连接至圆形传递构件78。圆形传递构件78沿箭头a的方向间歇式地旋转。夹紧装置12沿着围绕旋转中心O的圆形轨道从一个工作站移动到另一个工作站，并在每个工作站处停止。伺服马达104设置为升高和降低每个工作站处的夹紧装置12。

图3示出设置在去骨装置10的上部和下部中的圆形支撑梁11。伺服马达104和支承构架13固定至支撑梁11。支承构架13支撑构成行进路径94的外面板15等。支撑梁11未在图5中示出。

图1是用于左腿的去骨装置图示。左腿去骨装置具有沿箭头a的方向按顺序设置的第一至第十工作站。相反，在用于右腿的去骨装置中，第一至第十工作站具有沿箭头b的方向按顺序设置。

工件w经由设置在第一工作站(即，输入站)的输入装置14加载到夹紧装置12中。输入装置14包括旋转构件16、四个吊架18和推动装置20。旋转构件16围绕垂直轴16a间歇式地旋转。吊架18以相等的间隔围绕旋转构件16设置。推动装置20设置在合适的位置以面对夹紧装置12。旋转构件16与夹紧装置12的间歇式推进运动同步地间歇式地旋转，每次转动90度。每个吊架18具有朝外开口的凹部18a。工件w悬挂在凹部18a中。

工件w可以由操作者手动挂在吊架18的凹部18a中，或者通过借助于将工件w运送至第一工作站的输送装置将工件w加载到凹部18a中而自动挂在吊架18的凹部18a中，即输入站和未示出的加载装置自动将工件加载在凹部18a中。

吊架18与工件w一起间歇式地旋转，并停止在面对夹紧装置12的位置处。在该位置处，推动装置20将工件w推向夹紧装置12以将工件加载到夹紧装置12上。

如图4所示，夹紧装置12连接至升降轴70的旋转轴76的下端。夹紧装置12包括具有凹槽124和卡盘126的夹紧本体122。工件w的踝骨f***凹槽124中。凹槽124可以由卡盘126打开或封闭。卡盘126由未示出的控制装置自动操作。

在工件w加载到夹紧装置12上之后，卡盘126被自动操作以封闭凹槽124的开口。随后，夹紧装置12前进至第二工作站，即切口形成站。在第二工作站处，进行切口形成步骤。在切口形成步骤中，切刀***工件w中且随后通过升高工件w而沿着骨骼纵向地移动，以切掉肉部m。在进行切口的同时测量工件w的总长度。

接下来，夹紧装置12被传递至第三工作站。在第三工作站处，一对圆形割刀刀片22以其表面沿水平方向设置的方式定位。圆形割刀刀片22接近悬挂在夹紧装置12中的工件w，以切掉附着于踝骨f的腱。

夹紧装置12与工件w一起被传递至第四工作站。在第四工作站处，设置有肉分离装置24，其包括固定分离装置26和活动分离装置28。活动分离装置28能够沿移动靠近或远离固定分离装置26的方向移动。肉部m被保持在固定分离装置26和活动分离装置28之间。第四工作站的圆形割刀刀片30在固定分离装置26和活动分离装置28将肉部m夹在它们之间且夹紧装置12被拉起的同时切割小骨肌肉。

小骨肌肉在这里涉及附着于小骨的肌肉，小骨沿着小腿骨k的侧面附着于小腿骨k且为火柴杆大小，并且该肌肉沿着小骨(踝侧)的延长线定位。如果已经在去除肉部m的第四工作站之前切掉小骨肌肉，则小骨可能会从小腿骨k上掉落，导致小腿骨k和股骨j之间的中间部(膝关节h)处的骨骼脱臼。因此，在第三工作站处有意保持不切掉小骨肌肉。在第四工作站处去除肉部m之后切掉小骨肌肉。

工件w被传递至第五工作站。在第五工作站处，工件w由具有固定分离装置34和活动分离装置36的肉分离装置32保持，同时工件升高以露出膝关节h。

工件w随后被传递至第六工作站。在至第六工作站的途中，夹紧装置12降低。一旦工件w到达第六工作站，则夹紧装置12升高。在升高夹紧装置12的同时，由测量装置38测量膝关节h的位置，由割刀40切掉x-肌。

x-肌是膝关节h处的肌肉。x-肌必须被切掉以从膝关节h上去除肉部m。在第六工作站处测量膝关节的位置轴，在将工件w传递至第七工作站的同时进行x-肌的切割。

工件w随后被传递至第七工作站。在第七工作站处，切掉附着于膝关节的肌肉。工件w的升高量是基于在第六工作站处测量的膝关节h的位置设定的。在肉部m被由固定分离装置44和活动分离装置46构成的肉分离装置42保持的同时工件w升高设定的升高量。由此，膝关节h露出。一组三个圆形割刀刀片48切割附着于露出的膝关节h的肌肉。

工件w被传递至第八工作站。在第八工作站处，在肉部m被由固定分离装置54和活动分离装置56构成的肉分离装置52保持的同时工件w升高.这里的升高量是基于在第六工作站处测量的膝关节h的位置设定的。随后，一组三个圆形割刀刀片56切割位于膝关节h右下方的软骨。

工件w被传递至第九工作站。在第九工作站处进行肉部m的最终分离。在第九工作站处，在肉部m被由固定分离装置60和活动分离装置62构成的肉分离装置58保持的同时工件w升高。由此，肉部m从股骨j上分离。夹紧装置12转动90度且随后反转90度，使得圆形割刀刀片64在夹紧装置12的转动和反转期间切割附着于股骨j的头骨的腱。由此，从骨部上去除肉部m，并且去除的肉部m落入未示出的排出路径以被排出。

在第十工作站处，夹紧装置12的卡盘126被致动以打开夹紧装置12，从而允许已经从其上去除肉部m的骨部从夹紧装置12上落下。骨部落入不同于用于肉部m的排出路径的另一个排出路径且随后被排出。

现在，参照图3至图10详细说明在第二工作站，即切口形成站处进行的切口形成过程。图4图示其中夹紧装置12与悬挂在其中的工件w一起位于第二工作站处的状态。

如图4至图6所示，升降轴70包括沿垂直方向设置的一对引导杆72、能够沿着引导杆72滑动的滑动支架74、以及同轴地设置在滑动支架74内部的旋转轴76。夹紧装置12安装在旋转轴76的下端上。引导杆72的上端紧固至圆形传递构件78。圆形传递构件78由未示出的驱动装置不断地旋转设定角度。引导杆72的下端经由固定构件88固定至圆形基座90。圆形基座90在图4中未示出，但在图5和图6中示出。

第一至第十工作站以相等的间隔围绕旋转中心o设置。因此，针对每个旋转运动，夹紧装置12从一个工作站传递至另一个工作站。图4仅示出一个夹紧装置12。在实际装置中，多个升降轴70紧固至圆形传递构件78，使得在每个工作站处具有一个夹紧装置12。

旋转轴76具有缠绕在所述上端处的盘簧80。在盘簧80处，摆动辊84经由臂82安装在旋转轴76上。盘簧80的一端固定至金属固定构件86，金属固定构件86与滑动支架74一体地形成。盘簧80的弹簧弹力围绕旋转轴76施加至旋转轴76。

升降辊92在摆动辊84的下方安装在滑动支架74上。行进路径94设置在工作站之间。行进路径94具有引导沟槽，升降辊92在引导沟槽中行进。当将夹紧装置12从一个工作站传递至另一个工作站时，通过在行进路径94中移动升降辊92控制夹紧装置12的垂直位置。

如图7所示，轴承95设置在圆形基座90的上表面上，基部96和与基部96一体地形成的刹车蹄96a安装在可围绕轴销98旋转的轴承95中。刹车蹄96a稍微倾斜向上定向。盘簧100安装在基部96上。盘簧100沿将刹车蹄96a推向旋转轴76的外表面的方向施加弹簧弹力。由此，当夹紧装置12位于每个工作站处时，防止旋转轴76落下。

如图4所示，工件w在每个工作站处主要由采用伺服马达104作为驱动装置的装置升高。伺服马达104设置在每个工作站处。伺服马达104的输出轴联接至螺纹轴106。升降块108以螺纹连接方式安装在螺纹轴106上。螺纹轴106的旋转使升降块108升高。

在每个工作站处，升降辊92在行进路径94中行进。一旦升降辊92到达升降块108的上表面，则伺服马达104被致动以升高升降块108以及升降辊92。当升降辊92升高时，旋转轴76以及与升降辊92成一体的滑动支架74升高，从而升高工件w。升降块108的升高量是基于伺服马达104的旋转速度设定的。

在旋转轴76升高期间，刹车蹄96a被压靠在旋转轴76上以防止旋转轴76掉落。辊102设置在基部96的上表面上。如图3所示，导轨110在行进路径94沿箭头a的方向向下设置的区域的下方固定至支撑梁11。在该区域中，当升降辊92在行进路径94中行进时，辊102控制导轨110，使得导轨110下推基部96。通过下推基部96，刹车蹄96a移动离开旋转轴以向下释放旋转轴76。由此，升降辊92沿行进路径94向下行进。

如图3所示，支撑梁11在行进路径94相对于夹紧装置12的传递方向向下设置的区域中在行进路径94的下方固定至导轨110。借助于设置在工作站中的导轨110，刹车蹄96a在升降辊92进入行进路径94之前移动离开旋转轴76。由此，旋转轴76被释放而落下，因此夹紧装置12可以向下移动。

参照图8至图10说明第二工作站(即，切口形成站)处的切口形成过程。在图8和图9总，具有平坦表面的姿态保持板112沿如横过工件w的传递路径的垂直方向设置。悬挂在夹紧装置12上的工件w(左腿)从第一工作站(输入站)开始传递，并停止且与姿态保持板112接触。在传递右腿的情况中，骨部的弯曲轮廓相对于图8中的工件w(左腿)轴向对称。

在姿态保持板112的右侧，设置有固定至基座114的壳体116。气缸118容纳在壳体116中。右推动装置130连接至气缸118的活塞杆118a。在姿态保持板112的左侧，设置有固定至基座132的壳体134。气缸138容纳在壳体134中。左推动装置140连接至气缸138的活塞杆138a。

在右推动装置130的下面设置有下推动装置142。下推动装置142连接至转动轴144。未示出的作为驱动源的气缸使转动轴144转动，以移动下推动装置142靠近或远离工件w。

当工件w与姿态保持板112接触并停止时，右推动装置130、左推动装置140和下推动装置142向着工件w移动。工件w被右推动装置130、左推动装置140和下推动装置142从三个方向保持，被压靠在姿态保持板112上并固定在那里。

在图9中，保持板146沿垂直方向设置在姿态保持板112的对面。保持板146连接至臂150，并能够围绕转动轴148转动。臂150由驱动装置152沿使转动轴148转动的方向致动。

当工件w与姿态保持板112接触并停止在那里时，保持板146转动以移动靠近工件w。工件w的一个平坦侧由保持板146挤压，以将工件w的另一个平坦侧压靠在姿态保持板112上并将工件w固定在那里。

在右推动装置140的下方，测量板154固定至第一臂156。第一臂156连接至第二臂158。分支臂160一体地连接至第二臂158。第二臂158和分支臂160的连接部能够围绕设置在壳体172中的转动轴162。第二臂158的另一端连接至容纳在壳体172中的气缸164的活塞杆164a。测量板154借助于气缸164能够朝向或远离工件w移动。

在夹紧装置12的右下方，朝向工件w设置切刀168。切刀168能够借助于未示出的驱动装置朝向或远离工件w移动。

如上所述，在工件w停止且与姿态保持板112接触之后，右推动装置130、左推动装置140和下推动装置142朝向工件w移动以从三个方向保持工件w。同时，保持板146朝向工件w转动，以将工件w的平坦侧压靠在姿态保持板112上并将工件w固定在那里。

接下来，切刀168靠近工件w的踝骨***并且工件w由夹紧装置12升高。由此，切刀168在图8中的箭头c的方向上沿着骨骼的内曲面形成切口。肉部m和骨骼分离。

图4图示第二工作站(切口形成站)的外面板15上的凸轮盘180。图10图示具有弯曲凸轮表面170a的凸轮170。如稍后描述的那样，弯曲凸轮表面170a形成为使得摆动辊84转动设定度数，与弯曲凸轮表面170a接触。转动机构171包括摆动辊84、凸轮170和盘簧80。

当切刀168到达膝关节h附近时，摆动辊84与凸轮盘170的凸轮表面170a接触，如使旋转轴76转送设定度数D，如30度。由此，切刀168沿着由图8中的箭头d指示的轨迹。具体地，切刀168沿着膝关节h的背面移动，以切割附着于背面的腱。

图10图示夹紧装置12上升时切刀168的运动。切刀168以S01至S04的顺序移动。切刀168以S01至S04的顺序移动靠近膝关节h。图10的S01示出摆动辊84与凸轮表面170a接触时的切刀168。在摆动辊84接触凸轮表面170a之后，旋转轴76转动高达D度。图10的S04示出摆动辊84随着夹紧装置12升高而离开凸轮表面170a且旋转轴76通过盘簧80的弹簧弹力进行反向转动到达其初始位置时的切刀168。

当切刀168到达膝关节h的下侧时，摆动辊84从凸轮表面170a离开。由此，盘簧80的弹簧弹力使旋转轴76沿相反方向转动至其初始位置。切刀168返回骨骼的在膝关节h的下部处的内曲面。随后，工件w降低，使得切刀168沿着骨部的内曲面形成切口(如由箭头e指示)，以切掉肉部m。

图8示出壳体172的下部中的非接触式传感器166。在将工件w固定在姿态保持板112上之后，通过驱动气缸164，测量板154朝向工件w移动并与工件w接触。与工件w的升高一起，测量板154在保持与工件w接触的同时向前移动。当测量板154到达工件w的下端时，分支臂160最靠近非接触式传感器166。

非接触式传感器166检测分支臂160到达最靠近非接触式传感器166的时刻，即测量板154与工件w的下端接触的时刻。检测到的时刻发送至工长测量装置174。

伺服马达104的旋转速度由编码器176检测。检测到的值发送至工长测量装置174。升降辊92的高度(提升行程)可以基于检测到的值确定。工件w的骨骼的总长度基于分支臂160由非接触式传感器166检测到处于其靠近点时升降辊92的高度和测量板154到达工件w的下端时测量板154的位置获得。以上述方式获得的工件w的骨骼的总长度发送至提升行程设定装置178。

提升行程设定装置178确定检测值属于大、中和小中的哪个等级。提升行程设定装置178根据确定的等级设定提升行程。在第九工作站(最终肉分离站)处，夹紧装置被升高升高量，以分离骨骼和肉部m。

如图1和图3所示，凸轮盘180和182分别设置在第三工作站处以及第九工作站和第十工作站之间。在第二工作站处，在升高工件w的同时形成切口。随后，当夹紧装置12朝向第三工作站启动时，辊102控制导轨110的底表面，从而移动刹车蹄96a离开旋转轴76。由此，夹紧装置12被释放以掉落，升降辊92在降低夹紧装置12的同时在行进路径94中行进。

如图1所示，摆动辊84由凸轮盘180挤压，以在夹紧装置12被传递到第三工作站中时使旋转轴76转动设定角度。由此，靠近踝骨的腱的将被切割的部分定位为面向该对圆形割刀刀片22。圆形割刀刀片22朝向腱的将被切割的部分线性地移动，以切掉附着于踝骨f的腱。随后，夹紧装置12被传递且摆动辊84移动离开凸轮盘180。一旦摆动辊84离开凸轮盘180，则盘簧80的弹簧弹力使夹紧装置12沿反向方向转动至其初始位置。

以类似于上文的方式，摆动辊84由凸轮盘182挤压以在夹紧装置12从第九工作站传递至第十工作站时使夹紧装置12转动90度。由此，将被切割的部分定位为面向圆形割刀刀片64。圆形割刀刀片64朝向将被切割的部分移动以切掉附着于股骨j的头骨的末端的腱。

根据优选实施例，夹紧装置12的升降装置包括伺服马达104、联接至伺服马达104的输出轴的螺纹轴106、以及以螺纹连接方式安装在螺纹轴106上的升降块108。通过在设置在工作站之间的行进路径94中移动升降辊92而降低夹紧装置12。因此，工件w的升降机构和传递机构被简化，且降低伺服马达104的需求功率，从而实现成本的降低。通过将伺服马达104用作驱动马达，精确地控制工件w的高度。

夹紧装置12转动设定角度，以将将被切割的部分定位为面向圆形割刀刀片22或圆形割刀刀片64。圆形割刀刀片的移动路径可以为几乎线性的。因此，圆形割刀刀片的路径可以被简化，从而简化其移动机构并降低成本。

代替沿垂直方向使重的切口形成装置与切刀一起移动，腿骨上下移动。因此，不需要特定用于重切口形成装置的升降装置。这可以简化切口形成站并降低成本。与专利文献1的具有分开安装的切口形成站和去骨装置本体的去骨装置相比，切口形成站集成在去骨装置10中。因此，去骨装置的整体尺寸可以较小。

当切刀168到达膝关节h时，夹紧装置12转动设定角度，以从骨骼的内曲面开始围绕膝关节h的腱接头移动切刀168。因此，可以分离牢固地附着于膝关节h的腱。结果，骨部和肉部的分离可以平滑地进行，并且改善肉的产率。

在第二工作站(切口形成站)处，检测工件w的总长度。确定检测到的值属于大、中和小中的哪个等级，并设定第九工作站(最终分离站)处的夹紧装置12的升高量。因此，工件的长度的个体差没有影响，同时肉部和骨部被稳定地分离。工件w的长度被分类为大、中和小三个等级，因此其控制被简化，并且可以降低控制装置的成本。

通过由诸如摆动辊84、盘簧80和凸轮170之间的机械装置单独地构成转动机构171，可以消除复杂的电子控制装置，可以以高的精度转动夹紧装置12，并且可以降低其成本。

通过设置输入装置14，可以简化输入站处的去骨装置10的结构，并且工件w可以牢固地挂在夹紧装置12中。

通过在夹紧装置12由每个工作站处的伺服马达104升高的同时将刹车蹄96a压靠在旋转轴76上，防止旋转轴76掉落。通过在夹紧装置12在工作站之间移动的同时由导轨110释放刹车蹄96a，升降辊92可以在行进路径94中平稳地行进，并且可以平缓地降低夹紧装置12。

[工业应用性]

根据本发明，在用于去除家畜畜体的腿骨的自动去骨装置中，用于在切割过程中移动割刀刀片的机构可以被简化且便宜，以及简化割刀刀片的移动机构，并通过降低需求功率而降低成本。

Claims (12)

1.一种借助去骨装置去除腿骨的方法，该方法包括下述步骤：

由夹紧装置在腿骨的踝骨处夹紧腿骨；

在多个工作站之间间歇式地传递夹紧装置；以及

在每个工作站中进行切口形成过程和肉分离过程中的至少一种，所述切口形成过程用于通过沿着骨骼移动割刀刀片而在腿骨上纵向地形成切口，所述肉分离过程用于通过在借助于肉分离装置从上面向下保持腿骨的肉部的同时相对向上地升高腿骨和用割刀刀片切割腱而将腿骨的肉部从骨骼上分离，

其中去骨装置包括：升降轴，升降轴的下端连接至夹紧装置，并且升降轴具有位于夹紧装置上方的升降辊；升降装置，升降装置设置在每个工作站中，并包括驱动马达、连接至驱动马达的输出轴的螺纹轴、以及以螺纹连接方式安装在螺纹轴上的升降台；以及行进路径，行进路径设置在工作站之间并沿夹紧装置的传递方向向下倾斜，

其中通过将升降辊放置在升降台上以及通过升高升降台而升高腿骨，而在所述多个工作站中的一个处执行切口形成过程或肉分离过程，并且

其中升降辊在腿骨的重量作用下在行进路径中行进，以将夹紧装置从一个工作站向下传递至后续工作站。

2.根据权利要求1所述的借助去骨装置去除腿骨的方法，

其中去骨装置还包括转动机构，转动机构设置在具有割刀刀片的至少一个工作站中，并使能够围绕升降轴的轴心转动的升降轴转动设定角度，

其中转动机构转动升降轴，使得腿骨的将被切割的部分面向割刀刀片，并且

其中割刀刀片沿着直线路径朝向腿骨的将被切割的部分移动以切割腿骨的将被切割的部分。

3.根据权利要求2所述的借助去骨装置去除腿骨的方法，

其中割刀刀片为由沿水平方向设置的圆形刀片构成的腱割刀刀片，该腱割刀刀片切割附着于骨骼的腱。

4.根据权利要求2所述的借助去骨装置去除腿骨的方法，

其中至少一个工作站为切口形成站，在切口形成站处执行切口形成过程，

其中切口形成过程包括下述步骤：

小腿骨切口步骤，用于通过在沿着骨骼的内曲面移动割刀刀片的同时相对于割刀刀片相对向上地升高腿骨而形成从踝骨附近到膝关节的上部的切口；

膝关节切口步骤，用于通过临时转动升降轴使得割刀刀片从骨骼的内曲面开始围绕膝关节的腱接头移动，以及随后反转夹紧装置以将骨骼的内曲面返回为面向割刀刀片，而在腱上形成切口；以及

股骨切口步骤，用于在沿着骨骼的内曲面移动割刀刀片的同时相对于割刀刀片相对向上地升高腿骨而形成从膝关节的下部到股骨的末端的切口。

5.根据权利要求4所述的借助去骨装置去除腿骨的方法，

其中，在切口形成步骤中，在升高腿骨的同时检测腿骨的下端，并且基于执行检测时所处的高度和检测腿骨的下端时腿骨的升高量计算腿骨的骨骼的总长度，并且

其中根据已经获得的腿骨的骨骼的总长度，设定夹紧装置在最终肉分离过程中相对于向下保持肉部的肉分离装置的升高量。

6.一种用于去除腿骨的装置，包括：

多个工作站，在所述多个工作站处执行切口形成过程和肉分离过程中的至少一种，所述切口形成过程用于通过沿着骨骼移动割刀刀片而在腿骨上纵向地形成切口，所述肉分离过程用于通过在借助于肉分离装置从上面挤压腿骨的肉部的同时相对向上地升高腿骨和用割刀刀片切割腱而将腿骨的肉部从骨骼上分离；

夹紧装置，该夹紧装置在腿骨的踝骨处夹紧腿骨；

传递机构，该传递机构从一个工作站到另一个工作站间歇式地传递夹紧装置；

升降轴，升降轴的下端连接至夹紧装置，并且升降轴具有位于夹紧装置上方的升降辊；

升降装置，升降装置设置在每个工作站中，并包括驱动马达、连接至驱动马达的输出轴的螺纹轴、以及以螺纹连接方式安装在螺纹轴上的升降台；

行进路径，行进路径设置在工作站之间并沿夹紧装置的传递方向向下倾斜，

其中通过将升降辊放置在升降台上以及通过升高升降台而升高腿骨，而在所述多个工作站中的一个处执行切口形成过程或肉分离过程，并且

其中升降辊在腿骨的重量作用下在行进路径中行进，以将夹紧装置从一个工作站向下传递至后续工作站。

7.根据权利要求6所述的用于去除腿骨的装置，还包括：

转动机构，转动机构设置在具有割刀刀片的至少一个工作站中，并使能够围绕升降轴的轴心转动的升降轴转动设定角度，

其中转动机构转动升降轴，使得腿骨的将被切割的部分面向割刀刀片，并且割刀刀片沿着直线路径朝向腿骨的将被切割的部分移动以切割腿骨的将被切割的部分。

8.根据权利要求7所述的用于去除腿骨的装置，

其中升降轴包括引导杆、滑动支架和旋转轴，所述引导杆固定至传递机构，所述滑动支架沿着引导杆上下滑动，所述旋转轴可旋转地设置在滑动支架内并且旋转轴的下端连接至夹紧装置，

其中转动机构包括摆动辊、凸轮构件和弹簧构件，所述摆动辊连接至旋转轴，所述凸轮构件在夹紧装置升高且割刀刀片移动靠近膝关节以使旋转轴转动所述设定角度时推压摆动辊，所述弹簧构件在夹紧装置进一步升高且摆动辊移动远离凸轮构件时将摆动辊返回至初始位置。

9.根据权利要求7所述的用于去除腿骨的装置，

其中割刀刀片为由沿水平方向设置的圆形刀片构成的腱割刀刀片，该腱割刀刀片切割附着于骨骼的腱。

10.根据权利要求7所述的用于去除腿骨的装置，

其中至少一个工作站为切口形成站，切口形成站包括能够朝向和远离腿骨移动的割刀刀片、设置为面向割刀刀片的移动方向的姿态保持板、以及将腿骨的平坦侧压靠在姿态保持板上的挤压构件，所述转动机构在向上移动的途中使升降轴转动指定角度，

其中割刀刀片在挤压构件将腿骨压靠在姿态保持板上的状态中***腿骨的踝骨附近，所述夹紧装置升高使得割刀刀片沿着骨骼的内曲面移动以形成切口，并且

其中，当割刀刀片接近膝关节时，转动机构使升降轴临时地转动，使得割刀刀片从所述内曲面开始围绕膝关节的腱接头移动以切割腱。

11.根据权利要求6所述的用于去除腿骨的装置，还包括输入站，输入站包括：

旋转构件，旋转构件设置在输入腿骨的输入位置附近并围绕旋转构件的中心轴线旋转；

多个吊架，每个吊架具有凹部，腿骨通过踝骨悬挂在凹部上；和

推动装置，推动装置在悬挂在吊架上的腿骨到达输入位置的相对位置时将腿骨推向夹紧装置，以将腿骨加载到夹紧装置上。

12.根据权利要求8所述的用于去除腿骨的装置，还包括：

刹车蹄，刹车蹄安装在支撑引导杆的基部中并可转动地支撑在刹车蹄的轴线上；

弹簧构件，弹簧构件沿将刹车蹄推向旋转轴的方向将弹簧弹力施加至刹车蹄；和

刹车释放导轨，刹车释放导轨沿刹车蹄的传递方向设置在工作站之间，并被构造为抵抗弹簧构件的弹簧弹力保持刹车蹄远离旋转轴。