食品智能定量切割机器人的制作方法

本实用新型涉及一种食品智能定量切割机器人，属于食品加工装置结构技术领域。

背景技术：

目前，测量片状食品表面轮廓常用的方法是三维数码相机，三维数码相机测量精度高，但对于一般的应用场合，十几万的价格过于高昂。另一种常用的测量方法是激光测距仪组成的激光阵列，激光阵列测试容易受环境光照条件的影响，虽然激光测距仪本身测量距离的精度很高，但是受其外形尺寸的限制，阵列布置密度不会太高，从而也会影响最终的测量精度。

食品加工行业中，对片状物料所切割出的条状食品有特殊要求，即要求条状食品的对角线长度及质量是一个定值，现有的食品切割装置刀具的倾斜角度固定，无法根据需要实时调整刀具的倾斜角度，目前切割方式大多采用人工手动切割，存在工作效率低，生产成本高，产品质量不稳定等缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种结构设计巧妙，测量精度高，工作效率高，生产成本低，加工出的产品质量稳定的食品智能定量切割机器人。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

食品智能定量切割机器人，其特殊之处在于包括用于输送物料的物料输送部件、用于测量物料表面轮廓的轮廓测量部件、多个用于切割物料的切割部件、用于将物料抓取至轮廓测量部件正下方的取料部件，其中，轮廓测量部件包括设于待测食品正上方的平面轮廓测量拟合装置、用于带动平面轮廓测量拟合装置升降的上下移动装置、用于带动平面轮廓测量拟合装置左右移动的左右移动装置，切割部件包括安装于架体40上的送料装置及安装于架体40一端的切割装置，切割装置上安装有能带动切刀41上下移动的升降机构，架体40上还安装有用于调节切割装置倾斜角度的角度调节装置，平面轮廓测量拟合装置、上下移动装置、左右移动装置、升降机构、角度调节装置、送料装置、物料输送部件、取料部件均受控于检测控制电脑20；

所述物料输送部件包括安装于机架上的上料输送带71，上料输送带71的一端设有推料装置，推料装置包括推料装置安装板72及安装于推料装置安装板72上的推料直线导轨73，推料直线导轨73上安装有能沿推料直线导轨73长度方向左右滑动的推料滑块74，推料滑块74上固定有推料板75，机架的一端还安装有推料步进电机76，推料步进电机76的输出端连接带动有推料丝杠77，推料丝杠77上安装有推料螺母78，推料螺母78与推料板75为一体结构；

所述取料部件包括同步传送带79及设于同步传送带79下方长度方向上的取料装置安装板80，同步传送带79的一端套设于同步带轮81上，同步带轮81由取料步进电机82连接带动，取料装置安装板80的长度方向上安装有取料直线导轨83，取料直线导轨83上安装有能沿其长度方向左右滑动的取料滑块84，取料滑块84上安装有取料滑块连接板85，取料滑块连接板85的高度方向上安装有夹爪直线导轨86，夹爪直线导轨86上安装有夹爪导向滑块87，夹爪导线滑块87上安装有取料夹爪88，取料滑块连接板85上还安装有取料升降气缸89，取料升降气缸89的下方设有取料夹紧导杆气缸90，取料夹紧导杆气缸90的下方设有取料压板91，取料夹爪88位于取料压板91的正下方，机架上安装有与取料夹爪88相插接形成一平面的取料副夹爪92；

所述平面轮廓测量拟合装置包括处于同一水平面上的多个相间隔的传感器安装板22，传感器安装板22呈长条状且长度方向上设有多个相间隔的安装孔23，每个安装孔23内均旋接有位移传感器9，每个传感器安装板22的一侧长度方向上均安装有与其相垂直的上下连接板24，上下连接板24的顶部长度方向上安装有测量阵列连接板6，传感器安装板22的两端分别安装于两个间距调整板10上；

为了适用于测量不同宽度的被测物体，所述测量间距调整板10的长度方向上开设有多个条状下移动槽21，传感器安装板22的两端均安装有用于将传感器安装板22固定于条状下移动槽21内任意位置处的固定螺钉25，测量阵列连接板2的下表面长度方向两侧均设有安装块26，安装块26的两端设有螺钉安装孔28，安装块26安装于上下连接板24上，测量阵列连接板2与间距调整板10相对应的两侧均开设有与条状下移动槽21配合使用的多个相间隔的条状上移动槽27；

为了减重，所述上下连接板24上开设有多个减重窗口38；

所述传感器安装板22上的相邻位移传感器9之间的间距≥15mm；

所述上下移动装置包括安装于测量阵列连接板6上的两个相间隔的上下移动板5，两个上下移动板5相对的一面高度方向上均安装有垂直导轨29，两个垂直导轨29上均安装有能上下滑动的上下滑动块30，两个上下滑动块30之间安装有固定块4，固定块4上安装有上下移动气缸3，上下移动气缸3的上下移动气缸杆31固定于测量阵列连接板6上，上下移动气缸3上安装有用于带动气缸工作的驱动机构，驱动机构受控于检测控制电脑20；

所述驱动机构包括受控于检测控制电脑20的继电器开关37，继电器开关37控制连接有电磁换向阀34，电磁换向阀34引出两根气管35，气管35的一端与上下移动气缸3相连接，电磁换向阀34上还设有压缩空气进气管36；所述左右移动装置包括安装于固定块4上的左右移动板2，左右移动板2的下方安装有左右滑动块8，左右滑动块8能沿水平导轨32左右滑动，水平导轨32固定于气缸固定板7上，气缸固定板7上还安装有左右移动气缸1，左右移动气缸1的左右移动气缸杆33固定于左右移动板2上，左右移动气缸1上安装有用于带动气缸工作的驱动机构，驱动机构受控于检测控制电脑20；

为了安装方便，所述固定块4的形状设计为U型；

所述驱动机构包括受控于检测控制电脑20的继电器开关37，继电器开关37控制连接有电磁换向阀34，电磁换向阀34引出两根气管35，气管35的一端与左右移动气缸1相连接，电磁换向阀34上还设有压缩空气进气管36；所述角度调节装置包括安装于架体40上的垂直安装板42，垂直安装板42的高度方向上安装有第一直线导轨43，第一直线导轨43上安装有能沿其上下滑动的滑块44，垂直安装板42上安装有角度调整步进电机45，角度调整步进电机45的输出端连接带动有丝杠46，丝杠46上安装有能沿丝杠46上下移动的螺母47，螺母47上安装有转轴连接块48，转轴连接块48的一端固定于滑块44上，转轴连接块48上安装有转轴49，转轴49的一端安装有转动座50，转动座50固定于斜边滑块51上，斜边滑块51安装于第二直线轨道52上，第二直线轨道52安装于斜面板53上；所述丝杠46的底部插设于转轴座70上，转轴座70固定于架体40上；所述切割装置包括安装于斜面板53上的矩形框状支撑架54，矩形框状支撑架54底部铰接于架体40上，矩形框状支撑架54的下方设有切刀41，升降机构安装于矩形框装支撑架54上；

为了达到更好的切割效果，所述切刀41的刀头为斜边刀头；所述升降机构包括安装于斜面板53上的切割气缸55，切割气缸55的气缸杆固定于切刀41上，矩形框状支撑架54的两侧高度方向上安装有两个第三直线轨道56，两个第三直线轨道56上均安装有第三滑块57，切刀41的两侧固定于两个第三滑块57上，切割气缸55上设有用于带动切割气缸55升降的驱动机构；

所述驱动机构包括受控于检测控制电脑20的继电器开关37，继电器开关37控制连接有电磁换向阀34，电磁换向阀34引出两根气管35，气管35的一端与上下移动气缸3相连接，电磁换向阀34上还设有压缩空气进气管36；所述送料装置包括用于抓取物料的抓取机构以及用于带动抓取机构前进后退的推动机构；所述推动机构包括安装于架体40上的送料机构安装板58，送料机构安装板58上设有送料步进电机61，送料步进电机61连接带动有送料丝杠68，送料丝杠68上安装有能沿送料丝杠68长度方向前后移动的送料螺母62，送料螺母62上安装有连接板63；所述抓取装置包括与连接板63相连接的固定支撑板59，固定支撑板59上安装有下固定板69，固定支撑板59安装于第四滑块60上，送料机构安装板58的长度方向上安装有第四直线轨道64，第四滑块60能沿第四直线轨道64长度方向上左右滑动，下固定板69的上方设有与其配合使用的活动板65，活动板65的下方设有用于带动其升降的抓取部位气缸66，抓取部位气缸66的抓取气缸杆67固定于活动板65上。

本实用新型的一种食品智能定量切割机器人结构设计巧妙，工作时，当位移传感器感应到被测物体输送到测量位置时，检测控制电脑控制左右移动气缸动作的电磁换向阀换向，在左右移动气缸的作用下，平面轮廓测量拟合装置向外伸出，然后，在上下移动气缸的作用下，位移传感器阵列的感应触点压紧在被测轮廓表面，由于物体表面高度不同，各个位移传感器移动的距离不同，各位移传感器件检测到的数据传递至检测控制电脑，通过检测控制电脑计算出食品表面轮廓，测量精度高，使用方便，通过抓取机构抓取物料，通过推动机构将抓取机构移动至切割装置下方，根据已经测得的物料轮廓尺寸，检测控制电脑20控制角度调节装置自动调节切割装置的角度，从而实现所切割得物料对角线长度相等，质量相等，综上所述，本实用新型工作效率高，生产成本低廉，加工的产品质量稳定，在食品加工领域具有较高的推广价值。

附图说明

图1：本实用新型食品智能定量切割机器人的结构示意图；

图2：本实用新型推料装置的结构示意图；

图3：本实用新型切割部件的结构示意图；

图4：本实用新型切割装置、角度调整装置、升降机构的结构示意图；

图5：本实用新型切割装置、角度调整装置、升降机构的侧视图；

图6：本实用新型送料装置的结构示意图；

图7：本实用新型抓取装置的结构示意图；

图8：本实用新型轮廓测量部件的结构示意图；

图9：本实用新型上下移动装置的结构示意图；

图10：本实用新型平面轮廓测量拟合装置结构示意图；

图11：本实用新型传感器安装板、上下连接板、安装块相组装的结构示意图；

图12：本实用新型取料部件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：参考图1-12。本实施例的食品智能定量切割机器人，包括用于输送物料的物料输送部件、用于测量物料表面轮廓的轮廓测量部件、多个用于切割物料的切割部件、用于将物料抓取至轮廓测量部件正下方的取料部件，其中，轮廓测量部件包括设于待测食品正上方的平面轮廓测量拟合装置、用于带动平面轮廓测量拟合装置升降的上下移动装置、用于带动平面轮廓测量拟合装置左右移动的左右移动装置，切割部件包括安装于架体40上的送料装置及安装于架体40一端的切割装置，切割装置上安装有能带动切刀41上下移动的升降机构，架体40上还安装有用于调节切割装置倾斜角度的角度调节装置，平面轮廓测量拟合装置、上下移动装置、左右移动装置、升降机构、角度调节装置、送料装置、物料输送部件、取料部件均受控于检测控制电脑20；

其中，物料输送部件包括安装于机架上的上料输送带71，上料输送带71的一端设有推料装置，推料装置包括推料装置安装板72及安装于推料装置安装板72上的推料直线导轨73，推料直线导轨73上安装有能沿推料直线导轨73长度方向左右滑动的推料滑块74，推料滑块74上固定有推料板75，机架的一端还安装有推料步进电机76，推料步进电机76的输出端连接带动有推料丝杠77，推料丝杠77上安装有推料螺母78，推料螺母78与推料板75为一体结构。

所述取料部件包括同步传送带79及设于同步传送带79下方长度方向上的取料装置安装板80，同步传送带79的一端套设于同步带轮81上，同步带轮81由取料步进电机82连接带动，取料装置安装板80的长度方向上安装有取料直线导轨83，取料直线导轨83上安装有能沿其长度方向左右滑动的取料滑块84，取料滑块84上安装有取料滑块连接板85，取料滑块连接板85的高度方向上安装有夹爪直线导轨86，夹爪直线导轨86上安装有夹爪导向滑块87，夹爪导线滑块87上安装有取料夹爪88，取料滑块连接板85上还安装有取料升降气缸89，取料升降气缸89的下方设有取料夹紧导杆气缸90，取料夹紧导杆气缸90的下方设有取料压板91，取料夹爪88位于取料压板91的正下方，机架上安装有与取料夹爪88相插接形成一平面的取料副夹爪92。

平面轮廓测量拟合装置包括处于同一水平面上的多个相间隔的传感器安装板22，传感器安装板22呈长条状且长度方向上设有多个相间隔的安装孔23，每个安装孔23内均旋接有位移传感器9，每个传感器安装板22的一侧长度方向上均安装有与其相垂直的上下连接板24，上下连接板24的顶部长度方向上安装有测量阵列连接板6，传感器安装板22的两端分别安装于两个间距调整板10上；为了适用于测量不同宽度的被测物体，所述测量间距调整板10的长度方向上开设有多个条状下移动槽21，传感器安装板22的两端均安装有用于将传感器安装板22固定于条状下移动槽21内任意位置处的固定螺钉25，测量阵列连接板2的下表面长度方向两侧均设有安装块26，安装块26的两端设有螺钉安装孔28，安装块26安装于上下连接板24上，测量阵列连接板2与间距调整板10相对应的两侧均开设有与条状下移动槽21配合使用的多个相间隔的条状上移动槽27；为了减重，所述上下连接板24上开设有多个减重窗口38；所述传感器安装板22上的相邻位移传感器9之间的间距≥15mm；所述上下移动装置包括安装于测量阵列连接板6上的两个相间隔的上下移动板5，两个上下移动板5相对的一面高度方向上均安装有垂直导轨29，两个垂直导轨29上均安装有能上下滑动的上下滑动块30，两个上下滑动块30之间安装有固定块4，固定块4上安装有上下移动气缸3，上下移动气缸3的上下移动气缸杆31固定于测量阵列连接板6上，上下移动气缸3上安装有用于带动气缸工作的驱动机构，驱动机构受控于检测控制电脑20；所述驱动机构包括受控于检测控制电脑20的继电器开关37，继电器开关37控制连接有电磁换向阀34，电磁换向阀34引出两根气管35，气管35的一端与上下移动气缸3相连接，电磁换向阀34上还设有压缩空气进气管36；所述左右移动装置包括安装于固定块4上的左右移动板2，左右移动板2的下方安装有左右滑动块8，左右滑动块8能沿水平导轨32左右滑动，水平导轨32固定于气缸固定板7上，气缸固定板7上还安装有左右移动气缸1，左右移动气缸1的左右移动气缸杆33固定于左右移动板2上，左右移动气缸1上安装有用于带动气缸工作的驱动机构，驱动机构受控于检测控制电脑20；为了安装方便，所述固定块4的形状设计为U型；所述驱动机构包括受控于检测控制电脑20的继电器开关37，继电器开关37控制连接有电磁换向阀34，电磁换向阀34引出两根气管35，气管35的一端与左右移动气缸1相连接，电磁换向阀34上还设有压缩空气进气管36。

角度调节装置包括安装于架体40上的垂直安装板42，垂直安装板42的高度方向上安装有第一直线导轨43，第一直线导轨43上安装有能沿其上下滑动的滑块44，垂直安装板42上安装有角度调整步进电机45，角度调整步进电机45的输出端连接带动有丝杠46，丝杠46上安装有能沿丝杠46上下移动的螺母47，螺母47上安装有转轴连接块48，转轴连接块48的一端固定于滑块44上，转轴连接块48上安装有转轴49，转轴49的一端安装有转动座50，转动座50固定于斜边滑块51上，斜边滑块51安装于第二直线轨道52上，第二直线轨道52安装于斜面板53上；所述丝杠46的底部插设于转轴座70上，转轴座70固定于架体40上；所述切割装置包括安装于斜面板53上的矩形框状支撑架54，矩形框状支撑架54底部铰接于架体40上，矩形框状支撑架54的下方设有切刀41，升降机构安装于矩形框装支撑架54上；为了达到更好的切割效果，所述切刀41的刀头为斜边刀头。

升降机构包括安装于斜面板53上的切割气缸55，切割气缸55的气缸杆固定于切刀41上，矩形框状支撑架54的两侧高度方向上安装有两个第三直线轨道56，两个第三直线轨道56上均安装有第三滑块57，切刀41的两侧固定于两个第三滑块57上，切割气缸55上设有用于带动切割气缸55升降的驱动机构；驱动机构包括受控于检测控制电脑20的继电器开关37，继电器开关37控制连接有电磁换向阀34，电磁换向阀34引出两根气管35，气管35的一端与上下移动气缸3相连接，电磁换向阀34上还设有压缩空气进气管36；送料装置包括用于抓取物料的抓取机构以及用于带动抓取机构前进后退的推动机构；推动机构包括安装于架体40上的送料机构安装板58，送料机构安装板58上设有送料步进电机61，送料步进电机61连接带动有送料丝杠68，送料丝杠68上安装有能沿送料丝杠68长度方向前后移动的送料螺母62，送料螺母62上安装有连接板63；抓取装置包括与连接板63相连接的固定支撑板59，固定支撑板59上安装有下固定板69，固定支撑板59安装于第四滑块60上，送料机构安装板58的长度方向上安装有第四直线轨道64，第四滑块60能沿第四直线轨道64长度方向上左右滑动，下固定板69的上方设有与其配合使用的活动板65，活动板65的下方设有用于带动其升降的抓取部位气缸66，抓取部位气缸66的抓取气缸杆67固定于活动板65上。

工作时，当被测物体输送到测量位置时，检测控制电脑20控制左右移动气缸33动作的电磁换向阀34换向，在左右移动气缸1的作用下，平面轮廓测量拟合装置向外伸出，然后，在上下移动气缸3的作用下，位移传感器9阵列的感应触点压紧在被测轮廓表面，由于物体表面高度不同，各个位移传感器9移动的距离不同，各位移传感器9件检测到的数据传递至检测控制电脑20，通过检测控制电脑20计算出食品表面轮廓，测量精度高，使用方便。

通过抓取机构抓取物料，通过推动机构将抓取机构移动至切割装置下方，根据已经测得的物料轮廓尺寸，检测控制电脑20控制角度调节装置自动调节切割装置的角度，从而实现所切割得物料对角线长度相等，质量相等。

具体为：检测控制电脑20控制角度调整步进电机45工作，角度调整步进电机45带动丝杠46转动，丝杠46带动螺母47升降，螺母47与切割装置联动，从而实现切割装置的角度调节；需要抓取物料时，检测控制电脑20控制送料步进电机61工作，送料步进电机61带动送料丝杠68转动，从而带动送料螺母62沿着送料丝杠68的长度方向移动，送料螺母62带动第四滑块60沿着第四直线轨道64滑动，从而带动抓取装置移动，需要抓取物料时，抓取部位气缸66带动抓取气缸杆67升降，抓取汽缸杆67带动活动板65上升或者下降，从而与下固定板69配合使用，实现抓取，工作效率高，生产成本低廉，加工的产品质量稳定，使用效果极佳。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。