一种小龙虾清洗装置及其清洗方法与流程

本发明属于小龙虾清洗领域，尤其涉及一种小龙虾清洗装置及其清洗方法。

背景技术：

由于小龙虾养殖环境比较肮脏，在烧龙烹饪前必须进行有效的清洗方可。现在对小龙虾的清洗通常都是由人工进行清洗作业，劳动强度非常大，效率低下，虽然目前市面上已有一些设备可以替代手工进行清洗小龙虾，但这类设备的清洗效果并不理想，自动化程度低，清洗效果差，清洗后的小龙虾往往达不到食用标准。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种小龙虾清洗装置及其清洗方法，本发明的技术方案如下：

一种小龙虾清洗装置，包括支架，安装在支架上的升降台、机械卡爪单元、排爪机构单元、夹尾机械手单元、清洗单元、控制系统和若干驱动机构；所述的升降台上安装有上料箱，上料箱上部敞口，侧壁上设有开口；上料箱用于放置小龙虾，并限制小龙虾大范围的移动，使得后续夹尾机械手单元可以准确夹住小龙虾头部。

所述的机械卡爪单元包括水平安装在支架上的第一丝杆、安装在第一丝杆上的安装座，设置在安装座上的机械卡爪，机械卡爪初始位置位于上料箱上方，

所述的夹尾机械手单元包括水平安装在支架上的第二丝杆和安装在第二丝杆上的夹尾机械手，夹尾机械手初始位置位于机械卡爪下方，第二丝杆由驱动机构驱动，使得夹尾机械手可沿第二丝杆移动。

所述的排爪机构单元包括水平安装在支架上的第三丝杆和安装在第三丝杆上的排爪机构，升降台举升到工作上限位置时，排爪机构的曲轴位于上料箱开口处，排爪机构的曲轴的初始位置位于被机械卡爪抓取后的小龙虾腹部位置下方，当小龙虾移动到排抓机构上方时，使得排抓机构可以对小龙虾进行排抓；第三丝杆由驱动机构驱动，使得排爪机构可沿第三丝杆移动。

所述的清洗单元包括安装在支架上的Z轴丝杆、安装在Z轴丝杆上的清洗平台，所述的清洗平台包括Y轴丝杆和安装在Y轴丝杆上的毛刷装置。毛刷装置可以在Z轴和Y轴方向上移动，而小龙虾自身在机械卡爪带动下沿X轴运动，即可实现小龙虾的立体清洗。

所述的所有丝杆和毛刷装置均由驱动机构驱动，控制系统与驱动机构电连接，驱动机构可以是电机等便于安装和使用的机构。

作为优选的，所述的机械卡爪单元还包括安装在第一丝杆上的高压冲洗装置，所述的高压冲洗装置与安装座固定连接，在机械卡爪移动过程中，高压冲洗装置同步移动并持续对小龙虾进行冲洗。

所述的机械卡爪单元还包括安装在安装座上的摄像头，摄像头监控被机械卡爪抓取的小龙虾，在排抓机构单元的曲轴上设置有设定区域，当小龙虾覆盖排抓机构单元上设置有设定区域时，摄像头即发送信号给控制系统，控制系统控制排抓机构运动进行排抓。设定区域，即标识区域根据需要设定，通常可以是离曲轴端点1-5cm处。本发明中设定区域位于曲轴的轴拐弯处。

作为优选的，所述小龙虾清洗装置还包括安装在支架上的超声波振荡装置，超声波振荡装置位于机械卡爪移动末端位置的下方，超声波振荡装置设有循环过滤系统。

作为优选的，所述小龙虾清洗装置还包括紫外线灯，紫外线灯安装在支架上。

进一步的，所述的上料箱上设有重力传感器，重力传感器与控制系统相连，当小龙虾上料时，即可对小龙虾进行称重并使得控制系统接受到小龙虾已经位于上料箱的信号，使得机械卡爪开始夹持小龙虾。

进一步的，所述的排爪机构包括两个对称设置的曲轴、固定座、气嘴和喷水清洗装置，固定座安装在第三丝杆上，两个对称设置的曲轴安装在固定座上，升降台举升到工作上限位置时，两个对称设置的曲轴正对上料箱的开口，喷水清洗装置安装在固定座上且位于两个曲轴的中央，气嘴位于两个曲轴的中央并正对处于工作上限位置时的上料箱开口。

所述的曲轴上设置有标识区域或设定区域，位于机械卡爪单元上的摄像头监控小龙虾的螯与身体相接处的位置，即肢点的位置，当肢点覆盖排爪机构上的设定标识区域时，摄像头即反馈信号给控制系统，控制系统此时控制排爪机构单元的曲轴由内向外运动，使小龙虾两侧的爪子和螯分开。

进一步的，所述的清洗装置内还包括电源和电压表，所述的毛刷装置包括毛刷和基座，所述的电源与基座相连，基座为导电材料，所述的电压表一段与基座相连，另一端与机械卡爪相连；机械卡爪、第一丝杆和支架为金属材质，支架接地，控制系统接收电压表的信号。小龙虾接触基座后，电路被导通，电压表的电压值将产生明显的变化，控制系统利用电压值的变化判断小龙虾到达和离开清洗单元的状态。

进一步的，所述的机械卡爪包括连接板、固定座、第一连杆、若干第二连杆、爪手丝杆和抓取手；所述的连接板与第一丝杆相连，连接板上设有爪手丝杆，爪手丝杆上设有移动块，第二连杆的一端与移动块相连，另一端与抓取手相连，第一连杆的一端与设置在连接板上的固定座铰链，另一端与第二连杆的中部铰接；抓取手上设置有压力传感器，压力传感器与控制系统相连。爪手丝杆受驱动机构驱动，移动块在爪手丝杆上上下移动，即实现抓取手的运动。

所述小龙虾清洗装置的清洗方法步骤如下：

1)打开紫外线灯，小龙虾放置在上料箱上，上料箱上的重力传感器对小龙虾进行称重并发送信号给控制系统，控制系统控制升降台向上升起，使上料箱达到上限位置；

2)机械卡爪单元对小龙虾进行抓取，其上的压力传感器检测到压力信号后，第一丝杠转动，机械卡爪沿第一丝杠移动，即沿X轴移动；

3)在小龙虾移动过程中，位于机械卡爪单元上的摄像头监控小龙虾的螯与身体相接处的位置，即肢点的位置，当肢点覆盖排爪机构上的设定区域时，控制系统控制排爪机构单元的曲轴由内向外运动，使小龙虾两侧的爪子和螯分开，此时气嘴吹气，使小龙虾尾部被抬起，夹尾机械手单元抓取小龙虾尾部；喷水清洗装置对小龙虾腹部进行喷水清洗；

4)步骤3)完成后，第一丝杆、第二丝杆和第三丝杆同步转动，使得机械卡爪单元、排爪机构单元和夹尾机械手单元沿各自丝杆方向移动，即X轴同步移动，高压冲洗装置喷水对小龙虾进行冲洗；

5)在小龙虾被夹持随X轴移动过程中，当小龙虾接触到毛刷装置的基座时，电源、基座、小龙虾、机械卡爪、第一丝杆和支架的电路被导通，电压表产生突变信号并反馈给控制系统，控制系统控制毛刷装置转动，并控制Y轴丝杆和Z轴丝杆运动，实现对小龙虾的立体清洗；随着机械卡爪的移动，当小龙虾脱离毛刷装置后，毛刷装置停止转动，清洗单元复位；

6)当机械卡爪单元移动到第一丝杆末端时，夹尾机械手和机械卡爪松开，排爪机构单元复位，小龙虾落入超声波振荡装置进行超声清洗，升降台、机械卡爪单元、排爪机构单元、夹尾机械手单元复位，超声清洗后即完成整个清洗过程。

本发明与现有技术相比自动化程度高，各传感器和安装在清洗单元内的电路自动检测小龙虾是否到预设位置，当小龙虾就位后，自动开始工作；清洗单元内的电路在接触到小龙虾后被导通，电压值产生明显变化，控制系统控制清洗单元工作；

本发明实现了对小龙虾的立体清洗，清洗更为全面，且在整个清洗过程中进行紫外线杀菌，清洗后的小龙虾更为干净。

本发明采用多部位夹持小龙虾，夹尾机械手夹持小龙虾尾部，机械卡爪抓取小龙虾头部，排抓机构排开小龙虾两侧的爪子和螯并固定住它们，避免小龙虾螯和爪夹住毛刷装置，使得清洗过程无法正常进行；也避免了小龙虾在清洗过程中由于自身运动导致的脱落等问题。

附图说明

图1为本发明小龙虾清洗装置的主视图；

图2为本发明小龙虾清洗装置的立体示意图；

图3为本发明的上料箱示意图；

图4为机械卡爪单元和夹尾机械手单元的结构示意图；

图5为排抓机构单元的结构示意图；

图6为清洗单元的结构示意图；

图7为本发明实施例中机械卡爪的结构示意图；

图8为小龙虾肢点的标识图；

图9为本发明清洗单元的电路示意图。

图中，升降台1、上料箱2、第一丝杆3、机械卡爪4、第二丝杆5、夹尾机械手6、第三丝杆7、Z轴丝杆8、Y轴丝杆9、毛刷装置10、高压冲洗装置11、超声波振荡装置12、紫外线灯13、曲轴14、气嘴15、喷水清洗装置16、连接板17、固定座18、第一连杆19、第二连杆20、抓取手21、爪手丝杆22、移动块23。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

如图1和2所示，本发明的小龙虾清洗装置，包括支架，安装在支架上的升降台1、机械卡爪单元、排爪机构单元、夹尾机械手单元、清洗单元、控制系统和若干驱动机构；如图3所示，所述的升降台1上安装有上料箱2，上料箱2上部敞口，一面侧壁为开口；上料箱2用于放置小龙虾，限制小龙虾大范围的移动，使得后续夹尾机械手单元可以准确夹住小龙虾头部。

如图4所示，所述的机械卡爪单元包括水平安装在支架上的第一丝杆3、安装在第一丝杆3上的安装座，设置在安装座上的机械卡爪4，机械卡爪4垂直向下抓取小龙虾，其初始位置位于上料箱2上方。

如图4所示，所述的夹尾机械手单元包括水平安装在支架上的第二丝杆5和安装在第二丝杆5上的夹尾机械手6，夹尾机械手6初始位置位于机械卡爪4下方，第二丝杆5由驱动机构驱动，使得夹尾机械手6可沿第二丝杆5移动。

如图5所示，所述的排爪机构单元包括水平安装在支架上的第三丝杆7和安装在第三丝杆7上的排爪机构，升降台1举升到工作上限位置时，排爪机构位于上料箱2开口处，排爪机构的曲轴位于上料箱开口处，排爪机构的曲轴的初始位置位于被机械卡爪抓取后的小龙虾腹部位置下方，当小龙虾移动到排抓机构上方时，使得排抓机构可以对小龙虾进行排抓；第三丝杆7由驱动机构驱动，使得排爪机构可沿第三丝杆7移动。

如图6所示，所述的清洗单元包括安装在支架上的Z轴丝杆8、安装在Z轴丝杆8上的清洗平台，所述的清洗平台包括Y轴丝杆9和安装在Y轴丝杆9上的毛刷装置10。毛刷装置10可以在Z轴和Y轴方向上移动，而小龙虾自身在机械卡爪4带动下沿X轴运动，即可实现小龙虾的立体清洗。

所述的所有丝杆和毛刷装置10均由驱动机构驱动，控制系统与驱动机构电连接，驱动机构可以是电机等便于安装和使用的机构。

作为优选的，所述的机械卡爪单元还包括安装在第一丝杆3上的高压冲洗装置11，所述的高压冲洗装置11与安装座固定连接并随安装座在第一丝杆3上的运动而运动，高压冲洗装置11喷出高压水，在机械卡爪4移动过程中，高压冲洗装置11同步移动并持续对小龙虾进行冲洗。

所述的机械卡爪单元还包括安装在安装座上的摄像头，摄像头监控被机械卡爪4抓取的小龙虾，在排抓机构单元上设置有设定区域，当小龙虾覆盖排抓机构单元上设置有设定区域时，摄像头即发送信号给控制系统，控制系统控制排抓机构运动进行排抓。

如图1所示，作为优选的，所述小龙虾清洗装置还包括安装在支架上的超声波振荡装置12，超声波振荡装置12位于机械卡爪4移动极限位置的下方，超声波振荡装置12设有循环过滤系统。

如图1所示，作为优选的，所述小龙虾清洗装置还包括紫外线灯13，紫外线灯13安装在支架上。

进一步的，所述的上料箱2上设有重力传感器，重力传感器与控制系统相连，当小龙虾上料时，即可对小龙虾进行称重并使得控制系统接受到小龙虾已经位于上料箱2的信号，使得机械卡爪4开始夹持小龙虾。

如图5所示，进一步的，所述的排爪机构包括两个对称设置的曲轴14、固定座、气嘴15和喷水清洗装置16，固定座安装在第三丝杆7上，两个对称设置的曲轴14安装在固定座上，喷水清洗装置16安装在固定座上且位于两个曲轴14的中央，气嘴15位于两个曲轴14的中央并正对处于工作上限位置时的上料箱2开口。气嘴15使得小龙虾尾部被水冲起，夹尾机械手6夹住小龙虾尾部，便于喷水清洗装置16对小龙虾腹部进行清洗。

如图8所示，所述的曲轴14上设置有标识区域，位于机械卡爪单元上的摄像头监控小龙虾的螯与身体相接处的位置，即肢点的位置，当肢点覆盖排爪机构上的设定标识区域时，摄像头即反馈信号给控制系统，控制系统此时控制排爪机构单元的曲轴14由内向外运动，使小龙虾两侧的爪子和螯分开。

如图9所示，进一步的，所述的清洗装置内还包括电源和电压表，所述的毛刷装置10包括毛刷和基座，所述的电源与基座相连，基座为导电材料，所述的电压表一段与基座相连，另一端与机械卡爪4相连；机械卡爪4、第一丝杆3和支架为金属材质，支架接地，电压表与控制系统相连。小龙虾接触基座后，电路被导通，电压表的电压值将产生明显的变化，控制系统利用电压值的变化判断小龙虾到达和离开清洗单元的状态。

如图7所示，进一步的，所述的机械卡爪4包括连接板17、固定座18、第一连杆19、若干第二连杆20、爪手丝杆22和抓取手21；所述的连接板17与第一丝杆3相连，连接板17上设有爪手丝杆22，爪手丝杆22上设有移动块23，第二连杆20的一端与移动块23相连，另一端与抓取手21相连，第一连杆19的一端与设置在连接板17上的固定座18铰链，另一端与第二连杆20的中部铰接；抓取手21上设置有压力传感器，压力传感器与控制系统相连。爪手丝杆22受驱动机构驱动，移动块23在爪手丝杆22上上下移动，即实现抓取手21的运动。

所述小龙虾清洗装置的清洗方法步骤如下：

1)打开紫外线灯13，小龙虾被放置在上料箱2上，上料箱2上的重力传感器进行称重并发送信号给控制系统，控制系统控制升降台1向上升起，使上料箱2达到上限位置；

2)机械卡爪单元对小龙虾进行抓取，其上的压力传感器检测到压力信号后，第一丝杠转动，机械卡爪4沿第一丝杠移动；

3)在小龙虾移动过程中，位于机械卡爪单元上的摄像头监控小龙虾的螯与身体相接处的位置，即肢点的位置，当肢点覆盖排爪机构上的设定区域时，控制系统控制排爪机构单元的曲轴14由内向外运动，使小龙虾两侧的爪子和螯分开，此时气嘴15吹气，使小龙虾尾部被抬起，夹尾机械手单元抓取小龙虾尾部；喷水清洗装置16对小龙虾腹部进行喷水清洗；

4)步骤3)完成后，第一丝杆3、第二丝杆5和第三丝杆7转动，使得机械卡爪单元、排爪机构单元和夹尾机械手单元沿丝杆方向，即X轴同步移动，高压冲洗装置11喷水对小龙虾进行冲洗；

5)在小龙虾被夹持随X轴移动过程中，当小龙虾接触到毛刷装置10的基座时，电源、基座、小龙虾、机械卡爪4、第一丝杆3和支架的电路被导通，电压表产生信号并反馈给控制系统，控制系统控制毛刷装置10转动，并控制Y轴丝杆9和Z轴丝杆8运动，实现对小龙虾的立体清洗；随机械卡爪4的移动，当小龙虾脱离毛刷装置10后，毛刷装置10停止转动，清洗单元复位；

6)当机械卡爪单元移动到第一丝杆3末端时，夹尾机械手6和机械卡爪4松开，小龙虾落入超声波振荡装置12进行超声清洗，升降台1、机械卡爪单元、排爪机构单元、夹尾机械手单元复位，超声清洗后即完成整个清洗过程。

优选的，当小龙虾接触毛刷装置10基座使清洗单元开始工作时，清洗单元的工作顺序可以是先来回转动Y轴丝杆9达到设定时间，再来回转动Z轴丝杆8达到设定时间，然后第一丝杆3移动一定距离，Y轴丝杆9重新来回转动设定时间，继而Z轴丝杆8运动，如此循环，使得小龙虾得到立体清洗。