一种智能甘蔗剥皮机器人的制作方法

本发明涉及一种食品生产机械设备，具体涉及一种智能甘蔗剥皮机器人，属于机器人技术领域。

背景技术：

甘蔗一直以来就是人们喜爱的食品之一，尤其受到青少年的喜爱，另外，在医学上，甘蔗有通气、利肠胃的功效，但是由于其皮比较坚硬，在人们食用时，削皮是一项繁琐又具有危险性的工序，尤其是青少年，稍有不慎就会割伤皮肤，造成危险，因此市场上逐渐出现了甘蔗削皮刀、削皮机等，如申请号为201610386609.6的《一种立式甘蔗剥皮机》，包括一个分节系统、一个剥皮系统、一个升降系统、一个支架和一个控制系统，该发明采用立式结构，由剥皮系统进行削皮工作，虽然能够节省人力物力、提高效率、避免危险，但是该发明仍不能实现自动化、批量化生产。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种智能甘蔗剥皮机器人，能够实现甘蔗削皮的自动化、批量化，大大提高了生产效率。

本发明采取的技术方案为：一种智能甘蔗剥皮机器人，包括底板、第一支架、第二支架、第一步进电机、两个第一带轮、进料桶、特制传送带、导轨、丝杠、削皮刀、第二步进电机、第三步进电机、第四步进电机、两个第二带轮、三个平传送带、第三支架、锯盘组、输料组件、第四支架、第八步进电机，其特征在于：第一支架固定安装在底板后部，两个第一带轮分别转动安装在第一支架上部的前后两端，特制传送带外表面上均匀设有若干半圆槽，甘蔗落进半圆槽，从而被运输，特制传送带配合安装在两个第一带轮上，第一步进电机水平向左，固定安装在第一支架上端的后部，其电机轴固定安装在第一带轮右侧面的中心，第二支架为L形板，其固定安装在第一支架后部的中部，进料桶为上部靠开口大，下部开口小的漏斗状，其下部开口尺寸只允许一根甘蔗通过，在其下部设有左右横向的矩形槽，进料桶竖直固定安装在第二支架上，并位于特制传送带的上方一定距离；

所述第四支架固定安装在底板右侧，并位于第一支架前方一定距离，第八步进电机水平向左固定安装在第四支架顶部，且其电机轴与第一步进电机的电机轴在同一水平高度，输料组件右侧面的中心固定安装在第八步进电机的电机轴上，输料组件包括骨架、三个夹板、三个第五步进电机，骨架有周向均部的三个矩形板，在每个矩形板的右侧面的上部设有半圆槽，骨架的右侧面中心固定安装在第八步进电机的电机轴上，三个夹板的左侧面的上部设有半圆槽，三个夹板的底部分别转动安装在骨架的三个矩形板的右侧面上，并位于每个矩形板的右侧面的上部设有的半圆槽的下方，三个夹板上设有的半圆槽与每个矩形板的右侧面的上部设有的半圆槽相对应，三个第五步进电机的电机轴分别固定安装在三个夹板的下部的转动中心处，三个第五步进电机分别固定安装在骨架的三个矩形板的右侧面上；

所述第三支架固定安装在底板的前部，锯盘组由一根轴和轴上均匀固定的四个锯盘构成，锯盘组转动安装在第三支架上部的中后部，两个第二带轮分别转动安装在第三支架上部的前后两端，三个平传送带配合安装在两个第二带轮上，且每一个平传送带分别位于两个锯盘之间，导轨上面设有左右贯穿的燕尾槽，其固定安装在第三支架后部的顶端，第二步进电机水平向左固定安装在导轨上部的左侧，丝杠一端通过联轴器固定安装在第二步进电机的电机轴上，另一端通过丝杠支座固定安装在导轨上部的右侧，削皮刀底部通过其底部的燕尾导轨配合安装在导轨上，并通过丝杠螺母配合安装在丝杠上，削皮刀包括第六步进电机、小齿轮、大齿轮、底座、三个固定架、三个颜色传感器、三个电缸、三个第七步进电机、三个圆柱刀，底座上部设有弧形的矩形槽，在槽内的上端设有弧形的导轨，在底座底部设有燕尾导轨，其下部设有丝杠螺母安装孔，大齿轮内部空心，在其内部的左右面上各设有圆环凸台，大齿轮通过其左右两面的圆环凸台配合安装在底座矩形槽内上端的弧形导轨上，三个电缸向心均匀安装在大齿轮内表面，三个固定架分别固定安装在三个电缸的伸缩杆上，三个圆柱刀分别转动安装在三个固定架上，三个第七步进电机分别固定安装在三个固定架的侧面，三个第七步进电机的电机轴分别固定安装在三个圆柱刀侧面的中心处，三个颜色传感器分别安装在三个固定架上，用于检测甘蔗的表面颜色变化，根据其反馈的信息来调整三个电缸工作，可以控制刀具削皮的厚度以及适应甘蔗不同弯度处的削皮工作，小齿轮配合安装在大齿轮上，第六步进电机固定安装在底座的侧面，其电机轴固定安装在小齿轮的中心处。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：本发明通过独特的刀具进行削皮工作，可以适用于不同直径的甘蔗，以及甘蔗部分的弯度不同，通过颜色传感器来检测甘蔗表面颜色，进而调整电缸工作，以精确控制削皮的厚度，利用特制的传送带、输料组件，实现了本发明的自动化、批量化生产。

附图说明

图1为本发明的整体装配立体结构示意图。

图2为本发明整体装配另一角度的立体结构示意图。

图3为本发明输料组件的立体结构示意图。

图4为本发明锯盘组的立体结构示意图。

图5为本发明局部装配的立体结构示意图。

图6为本发明削皮刀的立体结构示意图。

图7为本发明底座的立体结构示意图。

附图标号：1-底板；2-第一支架；3-第二支架；4-第一步进电机；5-第一带轮；6-进料桶；7-特制传送带；8-导轨；9-丝杠；10-削皮刀；11-第二步进电机；12-第三步进电机；13-第四步进电机；14-第二带轮；15-平传送带；16-第三支架；17-锯盘组；18-输料组件；19-第四支架；20-第八步进电机；1001-第六步进电机；1002-小齿轮；1003-大齿轮；1004-底座；1005-固定架；1006-颜色传感器；1007-电缸；1008-第七步进电机；1009-圆柱刀；1701-轴；1702-锯盘；1801-骨架；1802-夹板；1803-第五步进电机。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示的一种智能甘蔗剥皮机器人，包括底板1、第一支架2、第二支架3、第一步进电机4、两个第一带轮5、进料桶6、特制传送带7、导轨8、丝杠9、削皮刀10、第二步进电机11、第三步进电机12、第四步进电机13、两个第二带轮14、三个平传送带15、第三支架16、锯盘组17、输料组件18、第四支架19、第八步进电机20，其特征在于：第一支架2固定安装在底板1后部，两个第一带轮5分别转动安装在第一支架2上部的前后两端，特制传送带7外表面上均匀设有若干半圆槽，甘蔗落进半圆槽，从而被运输，特制传送带7配合安装在两个第一带轮5上，第一步进电机4水平向左，固定安装在第一支架2上端的后部，其电机轴固定安装在第一带轮5右侧面的中心，第二支架3为L形板，其固定安装在第一支架2后部的中部，进料桶6为上部靠开口大，下部开口小的漏斗状，其下部开口尺寸只允许一根甘蔗通过，在其下部设有左右横向的矩形槽，进料桶6竖直固定安装在第二支架3上，并位于特制传送带7的上方一定距离；

所述第四支架19固定安装在底板1右侧，并位于第一支架2前方一定距离，第八步进电机20水平向左固定安装在第四支架19顶部，且其电机轴与第一步进电机4的电机轴在同一水平高度，输料组件18右侧面的中心固定安装在第八步进电机20的电机轴上，输料组件18包括骨架1801、三个夹板1802、三个第五步进电机1803，骨架1801有周向均部的三个矩形板，在每个矩形板的右侧面的上部设有半圆槽，骨架1801的右侧面中心固定安装在第八步进电机20的电机轴上，三个夹板1802的左侧面的上部设有半圆槽，三个夹板1802的底部分别转动安装在骨架1801的三个矩形板的右侧面上，并位于每个矩形板的右侧面的上部设有的半圆槽的下方，三个夹板1802上设有的半圆槽与每个矩形板的右侧面的上部设有的半圆槽相对应，三个第五步进电机1803的电机轴分别固定安装在三个夹板1802的下部的转动中心处，三个第五步进电机1803分别固定安装在骨架1801的三个矩形板的右侧面上；

所述第三支架16固定安装在底板1的前部，锯盘组17由一根轴1701和轴1701上均匀固定的四个锯盘1702构成，锯盘组17转动安装在第三支架16上部的中后部，两个第二带轮14分别转动安装在第三支架16上部的前后两端，三个平传送带15配合安装在两个第二带轮14上，且每一个平传送带15分别位于两个锯盘1702之间，导轨8上面设有左右贯穿的燕尾槽，其固定安装在第三支架16后部的顶端，第二步进电机11水平向左固定安装在导轨8上部的左侧，丝杠9一端通过联轴器固定安装在第二步进电机11的电机轴上，另一端通过丝杠支座固定安装在导轨8上部的右侧，削皮刀10底部通过其底部的燕尾导轨配合安装在导轨8上，并通过丝杠螺母配合安装在丝杠9上，削皮刀10包括第六步进电机1001、小齿轮1002、大齿轮1003、底座1004、三个固定架1005、三个颜色传感器1006、三个电缸1007、三个第七步进电机1008、三个圆柱刀1009，底座1004上部设有弧形的矩形槽，在槽内的上端设有弧形的导轨，在底座1004底部设有燕尾导轨，其下部设有丝杠螺母安装孔，大齿轮1003内部空心，在其内部的左右面上各设有圆环凸台，大齿轮1003通过其左右两面的圆环凸台配合安装在底座1004矩形槽内上端的弧形导轨上，三个电缸1007向心均匀安装在大齿轮1003内表面，三个固定架1005分别固定安装在三个电缸1007的伸缩杆上，三个圆柱刀1009分别转动安装在三个固定架1005上，三个第七步进电机1008分别固定安装在三个固定架1005的侧面，三个第七步进电机1008的电机轴分别固定安装在三个圆柱刀1009侧面的中心处，三个颜色传感器1006分别安装在三个固定架1005上，用于检测甘蔗的表面颜色变化，根据其反馈的信息来调整三个电缸1007工作，可以控制刀具削皮的厚度以及适应甘蔗不同弯度处的削皮工作，小齿轮1002配合安装在大齿轮上，第六步进电机1001固定安装在底座1004的侧面，其电机轴固定安装在小齿轮1002的中心处。

本发明工作原理为：使用者首先将甘蔗根部在右侧，横放进进料桶6，然后第一步进电机4工作，带动特制传送带7工作，当甘蔗落进特制传送带7的槽中后，被运输出来，当甘蔗运动至输料组件18处时，第八步进电机20工作，使甘蔗进入骨架1801的三个矩形板上的半圆槽中时，第五步进电机1803工作，使夹板1802夹紧甘蔗根部，然后第八步进电机20带动输料组件18转动，当甘蔗转动到削皮刀10中心处时，第八步进电机20停止转动，然后第二步进电机11工作，带动削皮刀10向右运动，同时三个电缸1007工作，调整削皮刀10的削皮直径，同时三个第七步进电机1008工作，带动三个圆柱刀1009进行削皮工作，颜色传感器1006检测甘蔗表面颜色变化，根据颜色传感器1006获取的信息进行调整三个电缸1007的伸缩，以适应甘蔗弯度的变化，以及各关节处皮薄厚不一，当削皮刀10运动至右端时，第六步进电机1001工作，带动小齿轮1002转动一定角度，进而带动大齿轮1003转动一定角度，然后第二步进电机11工作，带动削皮刀10向左运动，重复以上步骤进行削皮，如此循环，完成甘蔗削皮工作，然后第八步进电机20继续带动甘蔗旋转，同时第三步进电机12工作，带动锯盘组17工作，当甘蔗经过锯盘组17后，甘蔗被切为端落到三个平传送带15上，被运输出来，然后第八步进电机20继续带动输料组件18转动，然后第五步进电机1803工作，使夹板1802松开甘蔗根，甘蔗根落下，至此完成甘蔗的削皮工作。