CN114304245A - 一种鱼头连续自动去除*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种鱼头连续自动去除***，由上料装置、传送装置、切割装置、变速箱、伺服电机、机架、收纳箱、控制箱、冲洗装置组成，上料装置将需要加工的鱼体夹取放到传送装置上，传送装置将鱼体传送至切割装置处进行鱼头的切割，由伺服电机为变速箱传动，变速箱为传送装置传动，进而带动着传送装置移动，在鱼头切割的同时，冲洗装置不断地向传送装置上冲水，将切割后的鱼头冲洗干净，切割后的鱼头在传送装置的输送下进入收纳箱进行称重，并由上料装置统计被加工的鱼的数量，上料装置每抓取一次鱼体，控制箱便记录一个鱼头。
Description
技术领域
本发明涉及自动化领域，尤其涉及一种鱼头连续自动去除***。
背景技术
到目前为止，国内外鱼类初加工机械装置的研究进展一直处于不太发达的程度，鱼类初加工机械装置特别是去头装置作为鱼类初加工的重要环节起着至关重要的作用。随着国家的发展渔业初粗加工已经逐渐实现现代化了，纵观整体，我国鱼类产品加工技术在已经拥有创新成绩和猛烈发展的基础上，粗加工技术创新方面仍然还很落后，甚至不用跟其他国家比一眼就知道明显差距。故此时此刻急需发展有关渔业生产加工的配套机械装备设施，不得不要用更快更简洁的办法来加工食物供我们享用才能来改善这一事态，在此阶段须努力创造，不断创新，砥砺前行。
目前我国所研究出来的切鱼头机，鱼头切断的方式是采用人工手拿着刀具来进行切割或者斩断的两种方式，但某些鱼，比如黑鱼，黄鳝，等种类的鱼，由于鱼体表面没有鳞片但却有分泌的独特粘液而容易导致溜滑，就很容易产生打滑手抓的不牢固，这就很容易致使作业难度系数增大。因此，人们利用刀具进行切头的行为危险系数剧烈增加，导致很多物体损坏，工作效率低下是一方面，而且极其不卫生尤其在冬季作业环境气温极低的状况下会使很多工人产生冻疮；还有的一部分是工人借助切割工具，依靠摆放的一个个凹槽侧挡板的推力，鱼头抵住前挡板，鱼尾抵住后挡板，用电机带动圆形的刀具，在高速旋转下切割下鱼头，这就实现鱼头切割半自动的工作，虽然这种方法会比人工的快，但是也有一定的弱点，弱点就是圆形刀具容易崩或者缺口甚至刀具产生了走向偏离从而导致摆放的凹槽发生损坏或者断裂，有时也会产生鱼头鱼体不同程度的破损，导致卖相不好，从而直接导致损失。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种鱼头连续自动去除***，通过上料装置将需要加工的鱼体夹取放到传送装置上，由传送装置将鱼体传送至切割装置处进行鱼头的切割，在鱼头切割的同时，冲洗装置不断地向传送装置上冲水，将切割后的鱼头冲洗干净，切割后的鱼头在传送装置的输送下进入收纳箱进行称重，并由上料装置统计被加工的鱼的数量。
为了实现上述目的，本发明提供的一种鱼头连续自动去除***是这样实现的：
一种鱼头连续自动去除***，包括上料装置、传送装置、切割装置、变速箱、伺服电机、机架、收纳箱、控制箱、冲洗装置，上料装置安装在机架的右端，用于将需要加工的鱼体夹取放到传送装置上，传送装置安装在机架中，用于将鱼体传送至切割装置处进行鱼头的切割，切割装置、变速箱、伺服电机安装在机架的后方，冲洗装置安装在机架的前方，控制箱、收纳箱安装在机架的左端，伺服电机与变速箱连接，变速箱再和传送装置连接，由伺服电机为变速箱传动，变速箱为传送装置传动，进而带动着传送装置移动，在鱼头切割的同时，冲洗装置不断地向传送装置上冲水，将切割后的鱼头冲洗干净，切割后的鱼头在传送装置的输送下进入收纳箱进行称重，并由上料装置统计被加工的鱼的数量，上料装置每抓取一次鱼体，控制箱便记录一个鱼头。
本发明的上料装置包括第一旋转电机、伸缩电机、金属杆、摄像头、第二旋转电机、机械爪、超声波雷达，伸缩电机安装在第一旋转电机的旋转轴上，金属杆的一端固定在伸缩电机的伸缩杆上，摄像头与第二旋转电机安装在金属杆的另一端，机械爪安装在第二旋转电机的旋转轴上，超声波雷达安装在机械爪下方，由摄像头先采集待加工鱼体所在的位置，控制箱控制第一旋转电机转动，使得金属杆跟着移动，进而将机械爪转动到鱼体上方，接着超声波雷达不断检测机械爪与鱼体之间的距离，控制箱控制伸缩电机收缩，将机械爪降低到能接触鱼体的位置，控制箱控制第二旋转电机转动，进而调节机械爪的角度，使机械爪能够顺利抓住鱼体，接着控制箱控制机械爪抓取鱼体，再由控制箱控制伸缩电机升起，将抓取到的鱼体升起到高于传送装置的位置，然后控制箱控制第一旋转电机旋转，将机械爪移动到传动装置上方，再由摄像头识别转送装置的位置，接着控制箱控制伸缩电机收缩，超声波雷达不断检测机械爪距离传送装置之间的距离，当机械爪能够接触到传送装置时，控制箱控制机械爪松开，将鱼体放入到传送装置中，依次循环即可实现多条鱼体的抓取，摄像头每识别到一条鱼被抓取后，控制箱便记录一次鱼头，进而实现对鱼头的计数。
本发明的传送装置向切割装置侧倾斜，当鱼体被放到传送装置上时，鱼体在重力的作用下滑动至切割装置一侧，便于切割装置切割鱼头。
本发明的传送装置包括压板、链条、链轮、轮轴、横杆、带座轴承，由轮轴连接起两个链轮，变速箱的旋转轴与轮轴连接，链条安装在链轮上，链条上每隔一段距离安装一根横杆，轮轴的另一端安装在带座轴承上，带座轴承安装在机架上，变速箱为轮轴转动，轮轴带动着两个链轮转动，再由链轮为链条传动，进而带动着横杆移动，压板安装在横杆上，随着横杆一起移动。
本发明的压板中安装有压力传感器，横杆中安装有开合装置，由开合装置控制压板的开合，进而将鱼体固定住，再由压力传感器检测压板施加在鱼体上的力，根据压力的大小来调节压板对鱼体的挤压力，防止压板在挤压鱼体的时候对鱼体产生损伤。
本发明的开合装置包括步进电机、活动板、连接板、固定板，由活动板、连接板、固定板共同组成压板，由连接板连接在步进电机的旋转轴和活动板之间，固定板倾斜固定在横杆上，由步进电机带动着活动板左右转动，进而实现压板的开合。
本发明的切割装置包括第三旋转电机、圆刀，圆刀安装在第三旋转电机的旋转轴上，由第三旋转电机带动着圆刀转动，由圆刀对鱼头进行切割。
本发明的冲洗装置包括水箱、水管、水泵、出水孔，水箱与水泵之间通过水管连接，水箱上开有多个出水孔，由水泵抽取自来水后，经过水管将自来水输送至水箱中，在水箱的出水孔处喷出，喷出的水撒到鱼头上，即可实现对切割鱼头的清洗。
本发明的收纳箱底端安装有重力计，用于对收纳箱中鱼头进行称重。
本发明的摄像头识别鱼体的方案为：先采集鱼体的图像，接着将采集到的彩色图片变为灰度图，由于图像采集的过程中难免会带入噪声，所以采用中值滤波对图像进行滤波去噪处理，使图像更加清晰，便于图像处理，再利用区域生长法将鱼体图像与背景分割开来，得到二值化后的图像，再通过图像的膨胀与腐蚀算法对图像进行空洞填充处理，再采用边缘提取算法将鱼体的轮廓线条提取出来，进而确定鱼体所在的位置。
由于本发明采用自动切割鱼头的装置来完成对鱼头切割的结构，从而可以得到以下有益效果：
1.本发明通过上料装置将需要加工的鱼体夹取放到传送装置上，由传送装置将鱼体传送至切割装置处进行鱼头的切割，在鱼头切割的同时，冲洗装置不断地向传送装置上冲水，将切割后的鱼头冲洗干净，切割后的鱼头在传送装置的输送下进入收纳箱进行称重，并由上料装置统计被加工的鱼的数量，无需人工手持菜刀对鱼头进行切割，保障了工作人员的生命财产安全，提高了工作效率，有效地提高了鱼产品加工化设备的自动化程度。
2.本发明利用压板将鱼体固定在传送装置上进行切割，使得刀具不会产生走向偏离而导致鱼头鱼体不同程度的破损，提高鱼头的卖相。
附图说明
图1为本发明一种鱼头连续自动去除***的整体结构示意图；
图2为本发明一种鱼头连续自动去除***的上料装置的结构示意图；
图3为本发明一种鱼头连续自动去除***的传送装置的结构示意图；
图4为本发明一种鱼头连续自动去除***的压力传感器和开合装置的安装结构示意图；
图5为本发明一种鱼头连续自动去除***的开合装置的结构示意图；
图6为本发明一种鱼头连续自动去除***的切割装置的结构示意图；
图7为本发明一种鱼头连续自动去除***的冲洗装置的结构示意图；
图8为本发明一种鱼头连续自动去除***的收纳箱的结构示意图；
图9为本发明一种鱼头连续自动去除***的摄像头识别鱼体的方案流程图；
图10为本发明一种鱼头连续自动去除***的工作原理图。
主要元件符号说明。
| 上料装置 | 1 | 传送装置 | 2 |
| 切割装置 | 3 | 变速箱 | 4 |
| 伺服电机 | 5 | 机架 | 6 |
| 收纳箱 | 7 | 控制箱 | 8 |
| 冲洗装置 | 9 | 第一旋转电机 | 10 |
| 伸缩电机 | 11 | 金属杆 | 12 |
| 摄像头 | 13 | 第二旋转电机 | 14 |
| 机械爪 | 15 | 超声波雷达 | 16 |
| 压板 | 17 | 链条 | 18 |
| 链轮 | 19 | 轮轴 | 20 |
| 横杆 | 21 | 带座轴承 | 22 |
| 压力传感器 | 23 | 开合装置 | 24 |
| 步进电机 | 25 | 活动板 | 26 |
| 连接板 | 27 | 固定板 | 28 |
| 第三旋转电机 | 29 | 圆刀 | 30 |
| 水箱 | 31 | 水管 | 32 |
| 水泵 | 33 | 出水孔 | 34 |
| 重力计 | 35 |
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
请参阅图1至图10所示为本发明中的一种鱼头连续自动去除***，包括上料装置1、传送装置2、切割装置3、变速箱4、伺服电机5、机架6、收纳箱7、控制箱8、冲洗装置9。
如图1所示，所述的上料装置1安装在机架6的右端，用于将需要加工的鱼体夹取放到传送装置2上，传送装置2安装在机架6中，用于将鱼体传送至切割装置3处进行鱼头的切割，切割装置3、变速箱4、伺服电机5安装在机架6的后方，冲洗装置9安装在机架6的前方，控制箱8、收纳箱7安装在机架6的左端，伺服电机5与变速箱4连接，变速箱4再和传送装置2连接，由伺服电机5为变速箱4传动，变速箱4为传送装置2传动，进而带动着传送装置2移动，变速箱4采取圆形同步齿轮减速器，圆形同步齿轮减速器采用多个大小不一样的圆柱直齿轮，这些齿轮结构基本相同，两者之间节距相差小，所受载荷冲击也比较均匀，在鱼头切割的同时，冲洗装置9不断地向传送装置2上冲水，将切割后的鱼头冲洗干净，切割后的鱼头在传送装置2的输送下进入收纳箱7进行称重，并由上料装置1统计被加工的鱼的数量，上料装置1每抓取一次鱼体，控制箱8便记录一个鱼头。
如图2所示，所述的上料装置1包括第一旋转电机10、伸缩电机11、金属杆12、摄像头13、第二旋转电机14、机械爪15、超声波雷达16，伸缩电机11安装在第一旋转电机10的旋转轴上，金属杆12的一端固定在伸缩电机11的伸缩杆上，摄像头13与第二旋转电机14安装在金属杆12的另一端，机械爪15安装在第二旋转电机14的旋转轴上，超声波雷达16安装在机械爪15下方，由摄像头13先采集待加工鱼体所在的位置，控制箱8控制第一旋转电机10转动，使得金属杆12跟着移动，进而将机械爪15转动到鱼体上方，接着超声波雷达16不断检测机械爪15与鱼体之间的距离，控制箱8控制伸缩电机11收缩，将机械爪15降低到能接触鱼体的位置，控制箱8控制第二旋转电机14转动，进而调节机械爪15的角度，使机械爪15能够顺利抓住鱼体，接着控制箱8控制机械爪15抓取鱼体，再由控制箱8控制伸缩电机11升起，将抓取到的鱼体升起到高于传送装置2的位置，然后控制箱8控制第一旋转电机10旋转，将机械爪15移动到传动装置上方，再由摄像头13识别转送装置的位置，接着控制箱8控制伸缩电机11收缩，超声波雷达16不断检测机械爪15距离传送装置2之间的距离，当机械爪15能够接触到传送装置2时，控制箱8控制机械爪15松开，将鱼体放入到传送装置2中，依次循环即可实现多条鱼体的抓取，摄像头13每识别到一条鱼被抓取后，控制箱8便记录一次鱼头，进而实现对鱼头的计数。
如图3所示，所述的传送装置2向切割装置3侧倾斜，且传送装置2的压板17和横杆21表面涂光滑漆，当鱼体被放到传送装置2上时，鱼体在重力的作用下滑动至切割装置3一侧，便于切割装置3切割鱼头。
如图3所示，所述的传送装置2包括压板17、链条18、链轮19、轮轴20、横杆21、带座轴承22，由轮轴20连接起两个链轮19，变速箱4的旋转轴与轮轴20连接，链条18安装在链轮19上，链条18上每隔一段距离安装一根横杆21，轮轴20的另一端安装在带座轴承22上，带座轴承22安装在机架6上，变速箱4为轮轴20转动，轮轴20带动着两个链轮19转动，再由链轮19为链条18传动，进而带动着横杆21移动，压板17安装在横杆21上，随着横杆21一起移动，压板17左侧有开口，圆刀30从压板17的开口处进入，进而实现对鱼头的切割。其中链条18与链轮19形成链传动，链传动式主要是利用链条18与链轮19之间的定点交叉而产生的力引而有序移动把鱼头输送到圆刀30下面切下鱼头再自动输送到收纳箱7。
如图4所示，所述的压板17中安装有压力传感器23，横杆21中安装有开合装置24，由开合装置24控制压板17的开合，进而将鱼体固定住，再由压力传感器23检测压板17施加在鱼体上的力，根据压力的大小来调节压板17对鱼体的挤压力，防止压板17在挤压鱼体的时候对鱼体产生损伤。
如图5所示，所述的开合装置24包括步进电机25、活动板26、连接板27、固定板28，由活动板26、连接板27、固定板28共同组成压板17，由连接板27连接在步进电机25的旋转轴和活动板26之间，固定板28倾斜固定在横杆21上，由步进电机25带动着活动板26左右转动，进而实现压板17的开合，机械爪15将鱼体放到压板17中后，控制箱8控制步进电机25反转，使得活动板26向固定板28靠拢，进而将鱼体固定在压板17中，不仅能使鱼头割断的长度更加精确还能使刀口平展。
如图6所示，所述的切割装置3包括第三旋转电机29、圆刀30，圆刀30安装在第三旋转电机29的旋转轴上，根据第三旋转电机29的动力输出和作业的环境，第三旋转电机29选用Y型全封闭型三相异步电动机，鱼体跟圆刀30以及传动装置的相对速度越大，去头的速度就越快，去头的数量就越多，为了达到更好的效果，设置鱼体跟圆刀30以及传动装置的相对速度为1.2米/秒，由第三旋转电机29带动着圆刀30转动，由圆刀30对鱼头进行切割，其中第三旋转电机29倾斜安装，使得圆刀30与压板17开口平行，使切割的鱼头更加平整。
如图7所示，所述的冲洗装置9包括水箱31、水管32、水泵33、出水孔34，水箱31与水泵33之间通过水管32连接，水箱31上开有多个出水孔34，由水泵33抽取自来水后，经过水管32将自来水输送至水箱31中，在水箱31的出水孔34处喷出，喷出的水撒到鱼头上，即可实现对切割鱼头的清洗。
如图8所示，所述的收纳箱7底端安装有重力计35，用于对收纳箱7中鱼头进行称重，用户无需二次称重即可得知当前收纳箱7中鱼头的重量。
如图9所示，所述的摄像头13识别鱼体的方案为：先采集鱼体的图像，接着将采集到的彩色图片变为灰度图，由于图像采集的过程中难免会带入噪声，所以采用中值滤波对图像进行滤波去噪处理，使图像更加清晰，便于图像处理，再利用区域生长法将鱼体图像与背景分割开来，得到二值化后的图像，再通过图像的膨胀与腐蚀算法对图像进行空洞填充处理，再采用边缘提取算法将鱼体的轮廓线条提取出来，进而确定鱼体所在的位置。
本发明的工作原理与工作过程如下：
如图10所示，由摄像头13先采集待加工鱼体所在的位置，并将采集到的图像传输至控制箱8中进行图像识别，识别出鱼体所在的位置，接着控制箱8控制第一旋转电机10转动，使得金属杆12跟着移动，进而将机械爪15转动到鱼体上方，接着超声波雷达16不断检测机械爪15与鱼体之间的距离，并将检测到的距离信息传输至控制箱8进行处理，控制箱8控制伸缩电机11收缩，将机械爪15降低到能接触鱼体的位置，控制箱8控制第二旋转电机14转动，进而调节机械爪15的角度，使机械爪15能够顺利抓住鱼体，接着控制箱8控制机械爪15抓取鱼体，再由控制箱8控制伸缩电机11升起，将抓取到的鱼体升起到高于传送装置2的位置，然后控制箱8控制第一旋转电机10旋转，将机械爪15移动到传动装置上方，再由摄像头13识别转送装置的位置，接着控制箱8控制伸缩电机11收缩，超声波雷达16不断检测机械爪15距离传送装置2之间的距离，当机械爪15能够接触到传送装置2时，控制箱8控制机械爪15松开，将鱼体放入到传送装置2中，接着控制箱8控制步进电机25反转，使得活动板26向固定板28靠拢，进而将鱼体固定在压板17中，由压力传感器23检测活动板26施加在鱼体上的力，并将检测到的压力信息传输至控制箱8进行处理，控制箱8根据压力传感器23反馈回来的信息调节步进电机25转动的角度，进而调节活动板26对鱼体的挤压力，控制箱8控制伺服电机5转动为变速箱4传动，再由变速箱4为轮轴20转动，轮轴20带动着两个链轮19转动，链轮19为链条18传动，进而带动着压板17移动，进而有序移动把鱼头输送到切割装置3处，控制箱8控制第三旋转电机29转动，进而实现对鱼头的切割，控制箱8控制水泵33抽取自来水后，经过水管32将自来水输送至水箱31中，在水箱31的出水孔34处喷出，实现对切割鱼头的清洗，切割后的鱼头被传送装置2传送至收纳箱7，收纳箱7中的重力计35对鱼头进行称重，并将称重信息传输到控制箱8中。
Claims (6)
1.一种鱼头连续自动去除***，其特征在于：包括上料装置、传送装置、切割装置、变速箱、伺服电机、机架、收纳箱、控制箱、冲洗装置，上料装置安装在机架的右端，用于将需要加工的鱼体夹取放到传送装置上，传送装置安装在机架中，用于将鱼体传送至切割装置处进行鱼头的切割，切割装置、变速箱、伺服电机安装在机架的后方，冲洗装置安装在机架的前方，控制箱、收纳箱安装在机架的左端，伺服电机与变速箱连接，变速箱再和传送装置连接，由伺服电机为变速箱传动，变速箱为传送装置传动，进而带动着传送装置移动，在鱼头切割的同时，冲洗装置不断地向传送装置上冲水，将切割后的鱼头冲洗干净，切割后的鱼头在传送装置的输送下进入收纳箱进行称重，并由上料装置统计被加工的鱼的数量，上料装置每抓取一次鱼体，控制箱便记录一个鱼头。
2.根据权利要求1所述的鱼头连续自动去除***，其特征在于：所述上料装置包括第一旋转电机、伸缩电机、金属杆、摄像头、第二旋转电机、机械爪、超声波雷达，伸缩电机安装在第一旋转电机的旋转轴上，金属杆的一端固定在伸缩电机的伸缩杆上，摄像头与第二旋转电机安装在金属杆的另一端，机械爪安装在第二旋转电机的旋转轴上，超声波雷达安装在机械爪下方，由摄像头先采集待加工鱼体所在的位置，控制箱控制第一旋转电机转动，使得金属杆跟着移动，进而将机械爪转动到鱼体上方，接着超声波雷达不断检测机械爪与鱼体之间的距离，控制箱控制伸缩电机收缩，将机械爪降低到能接触鱼体的位置，控制箱控制第二旋转电机转动，进而调节机械爪的角度，使机械爪能够顺利抓住鱼体，接着控制箱控制机械爪抓取鱼体，再由控制箱控制伸缩电机升起，将抓取到的鱼体升起到高于传送装置的位置，然后控制箱控制第一旋转电机旋转，将机械爪移动到传动装置上方，再由摄像头识别转送装置的位置，接着控制箱控制伸缩电机收缩，超声波雷达不断检测机械爪距离传送装置之间的距离，当机械爪能够接触到传送装置时，控制箱控制机械爪松开，将鱼体放入到传送装置中，依次循环即可实现多条鱼体的抓取，摄像头每识别到一条鱼被抓取后，控制箱便记录一次鱼头，进而实现对鱼头的计数。
3.根据权利要求1所述的鱼头连续自动去除***，其特征在于：所述传送装置包括压板、链条、链轮、轮轴、横杆、带座轴承，由轮轴连接起两个链轮，变速箱的旋转轴与轮轴连接，链条安装在链轮上，链条上每隔一段距离安装一根横杆，轮轴的另一端安装在带座轴承上，带座轴承安装在机架上，变速箱为轮轴转动，轮轴带动着两个链轮转动，再由链轮为链条传动，进而带动着横杆移动，压板安装在横杆上，随着横杆一起移动；传送装置向切割装置侧倾斜，当鱼体被放到传送装置上时，鱼体在重力的作用下滑动至切割装置一侧，便于切割装置切割鱼头。
4.根据权利要求2所述的鱼头连续自动去除***，其特征在于：所述压板中安装有压力传感器，横杆中安装有开合装置，由开合装置控制压板的开合，进而将鱼体固定住，再由压力传感器检测压板施加在鱼体上的力，根据压力的大小来调节压板对鱼体的挤压力，防止压板在挤压鱼体的时候对鱼体产生损伤。
5.根据权利要求4所述的鱼头连续自动去除***，其特征在于：所述开合装置包括步进电机、活动板、连接板、固定板，由活动板、连接板、固定板共同组成压板，由连接板连接在步进电机的旋转轴和活动板之间，固定板倾斜固定在横杆上，由步进电机带动着活动板左右转动，进而实现压板的开合。
6.根据权利要求2所述的鱼头连续自动去除***，其特征在于：所述摄像头识别鱼体的方案为：先采集鱼体的图像，接着将采集到的彩色图片变为灰度图，由于图像采集的过程中难免会带入噪声，所以采用中值滤波对图像进行滤波去噪处理，使图像更加清晰，便于图像处理，再利用区域生长法将鱼体图像与背景分割开来，得到二值化后的图像，再通过图像的膨胀与腐蚀算法对图像进行空洞填充处理，再采用边缘提取算法将鱼体的轮廓线条提取出来，进而确定鱼体所在的位置。
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