一种猪蹄肉制品辅助加工机器人的制作方法

本发明涉及猪蹄加工辅助机械领域，具体的说是一种猪蹄肉制品辅助加工机器人。

背景技术：

猪蹄是指猪的脚部和小腿，在中国又叫元蹄，在华人世界中，猪蹄是常被人食用的部位之一，有多种不同的烹调作法，猪蹄含有丰富的胶原蛋白质，脂肪含量也比肥肉低，它能防治皮肤干瘪起皱、增强皮肤弹性和韧性，对延缓衰老和促进儿童生长发育都具有特殊意义，为此，人们把猪蹄称为“美容食品”和“类似于熊掌的美味佳肴”；猪蹄在食用之前必须将猪蹄脚尖上的指甲甲壳进行去除，猪蹄脚尖甲壳具有一定的药理作用，烧成灰可以治愈冬天人们手指或者脚趾上冻伤的冻疮，对于猪蹄脚尖甲壳的去除，目前都是人工拿手钳连夹带拧，非常费劲，不小心就会弄伤手部，效率极低，如果采用机器进行，目前尚无合适的去除猪蹄脚尖甲壳的工具，对于去除猪蹄脚尖甲壳的机械必须满足以下两点：（1）由于猪蹄包括脚部和小腿，且为凹凸不平的类似圆柱体结构，因此，要解决怎么很好的全面固定住猪蹄；（2）猪蹄底端有四个脚尖，脚尖上生长有紧贴猪蹄本体的类似圆锥形状的指甲壳，指甲壳厚度比较厚硬，需要考虑采用物理或者化学方式将指甲壳与猪蹄本体分离；现有的技术已经不能很好的满足猪蹄深加工的要求了。鉴于此，本发明提供了一种猪蹄肉制品辅助加工机器人。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种猪蹄肉制品辅助加工机器人。

本发明所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。

一种猪蹄肉制品辅助加工机器人，包括底板、去壳机械手、升降支杆和固定装置；所述的去壳机械手数量为三，去壳机械手沿底板的横向中心轴线等间距呈直线布置，且去壳机械手下端与底板之间固连，固定装置位于去壳机械手正上方，固定装置与底板之间采用升降支杆进行连接，升降支杆可选用电动推杆、气动推杆和液压推杆，升降支杆可对固定装置的整体高度进行调节。

进一步，所述的去壳机械手包括去壳液压缸、固定盘、去壳转台、去壳轴承、旋转电机、电机支座和去壳夹爪；所述的去壳液压缸数量为四，去壳液压缸位于固定盘下方，且去壳液压缸上端与固定盘底端面相连接，去壳液压缸沿固定盘的周向方向均匀布置，去壳转台位于固定盘正上方，且去壳转台与固定盘同轴布置，去壳转台下端设置有回转轴，回转轴中部通过去壳轴承固定在固定盘上，回转轴下端与旋转电机输出轴相连接，旋转电机通过电机支座固定在固定盘上，去壳夹爪数量为四，去壳夹爪位于去壳转台上方，且去壳夹爪沿去壳转台周向方向均匀布置。

进一步，所述的去壳夹爪包括去壳导轨、去壳支架、去壳刀片、去壳推杆、U型架、去壳弹簧、去壳滑轨、滚动钢珠和去壳顶座；所述的去壳导轨前后两端分别设置有限位板，去壳导轨的垂直横截断面为倒立的梯形状，去壳支架位于去壳导轨上方，去壳支架下端设置有与去壳导轨相配合安装的滑槽，去壳支架整体为直角梯形状结构，去壳支架中部为左右开口的框架结构，去壳刀片位于去壳支架中部的左右开口的框架结构内，去壳推杆位于去壳刀片后侧，去壳推杆前端设置有U型卡槽，且U型卡槽与去壳刀片固连，去壳推杆后端固定在U型架上，U型架固定在去壳支架上，去壳弹簧绕套在去壳推杆上，去壳滑轨位于去壳支架中部左右开口的框架结构上端，且去壳滑轨与去壳支架固连，去壳滑轨的横截断面为“Ω”型结构，滚动钢珠上端嵌套在去壳滑轨上，滚动钢珠下端与去壳顶座上端相连接，去壳顶座下端与去壳刀片上端相连接。

进一步，所述的去壳刀片为半椭圆形板状结构，去壳刀片内侧设置有锥形刀刃，且去壳刀片材质为硬质不锈钢材料。

作业时，首先根据待去壳猪蹄的整体大小调节四个去壳夹爪之间的夹取间距，去壳支架可在去壳导轨上进行移动，同时通过旋转电机可以带动整个去壳夹爪的周向转动调节，从而调节去壳夹爪夹取猪蹄脚尖的位置，由于去壳支架整体为直角梯形状结构，通过四个去壳支架形成了楔形状的夹取空间，上端夹取口小于下端夹取口，使得整个作用力集中在夹取上端，且夹取时不容易滑脱，增加了夹取强度和稳定性，四个去壳夹爪正好对猪蹄的四个脚尖进行强力夹持；然后启动去壳推杆，在去壳推杆的伸展运动下带动去壳刀片前移，由于去壳刀片上端通过滚动钢珠与去壳滑轨相连接，起到支撑作用的同时也减小了去壳刀片前移的摩擦力，在去壳推杆的挤压力下，去壳刀片与猪蹄脚尖的甲壳之间产生挤压，实现了对猪蹄脚尖甲壳的切入破碎的功能，降低了猪蹄脚尖甲壳对猪蹄本身的依附力；再启动去壳液压缸，通过去壳液压缸的收缩运动带动去壳夹爪垂直往下运动，猪蹄脚尖甲壳在去壳夹爪的拉扯下慢慢脱离猪蹄本身，达到了对猪蹄脚尖甲壳去壳的效果；去壳机械手在空间内可进行两平移一转动共三个自由度方向的运动，整体高度和夹取间距以及周向夹取位置均可调，灵活性高，夹取力度大，且通过先夹取、后切入破碎、再拉伸分离的系列步骤对猪蹄脚尖甲壳去壳，去壳速度快，效果好，节省了大量劳动力，为猪蹄肉制品加工带来了极大的便捷。

进一步，所述的固定装置包括固定支架、固定导杆和固定机构，且固定机构数量为三；所述的固定支架呈矩形框架结构，固定支架前后两端分别设置有L型架，L型架上端均匀开设有条形格栅，固定支架左右两端分别设置有固定滑轨，且固定滑轨的垂直横截断面为工字型结构，固定机构位于固定支架内侧，且固定机构沿固定导杆的中心轴线等间距呈直线布置，固定机构可在固定导杆上进行移动。

进一步，所述的固定机构包括悬挂支链、固定圈环、连接弹簧、挤压推杆、挤压滑块和挤压弹簧；所述的悬挂支链数量为二，悬挂支链分别对称安装在固定圈环的左右两侧，固定圈环数量为三，固定圈环在垂直方向等间距排布，固定圈环外侧中部位置处设置有方形块，连接弹簧上下两端分别设置有连接扣，连接弹簧上下两端的连接扣分别与固定圈环相连接，且连接弹簧沿固定圈环的周向方向对称布置，挤压推杆位于固定圈环和挤压滑块之间，挤压推杆顶端与固定圈环上的方形块相连接，挤压推杆底端与挤压滑块相连接，挤压弹簧绕套在挤压推杆前端；工作时，首先将待去壳的猪蹄放置到固定圈环内部，然后通过挤压推杆的伸展运动带动固定圈环上相向布置的两个半圆环形柱体同步向内运动，从而对猪蹄进行夹持固定，由于固定圈环数量为三且从上往下依次均匀布置，且固定圈环之间采用连接弹簧进行连接，从而实现了通过固定圈环对凹凸不平圆柱结构的猪蹄进行全面的夹持固定，防止了猪蹄的滑脱现象，夹持力度大，稳定性高。

进一步，所述的悬挂支链包括移动套筒、上Ω型座、悬挂推杆、下Ω型座、悬挂弹簧、悬挂耳座和转动销轴；所述的上Ω型座上端套装在移动套筒外侧壁上，悬挂推杆位于上Ω型座和下Ω型座之间，且悬挂推杆底端固定在上Ω型座下端，悬挂推杆顶端固定在下Ω型座上端，悬挂弹簧绕套在悬挂推杆前端，下Ω型座下端通过转动销轴安装在悬挂耳座内，悬挂耳座固定在固定圈环上；悬挂支链不仅对固定圈环起到了支撑作用，而且通过悬挂支链可对固定圈环的悬挂高度进行调节。

进一步，所述的固定圈环由两个相向对称布置的半圆环形柱体组成，固定圈环内侧设置有半圆环形固紧条，且半圆环形固紧条沿固定圈环的轴向方向均匀布置，通过半圆环形固紧条增加了固定圈环与猪蹄之间的摩擦力，从而增大了固定圈环对猪蹄的夹持力。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）本发明可快速对猪蹄脚尖的甲壳进行去除，机械自动化程度高，去除速度快且干净无存留，解决了猪蹄深加工过程中猪蹄脚尖的甲壳去除工序占用大量劳动力的问题，节约了猪蹄深加工的生产成本，实现了猪蹄深加工批量机械化操作的功能，提高了生产制作效率。

（2）本发明的去壳机械手在空间内可进行两平移一转动共三个自由度方向的运动，整体高度和夹取间距以及周向夹取位置均可调，灵活性高，夹取力度大，且通过先夹取、后切入破碎、再拉伸分离的系列步骤对猪蹄脚尖甲壳去壳，去壳速度快，效果好，节省了大量劳动力，为猪蹄肉制品加工带来了极大的便捷。

（3）本发明的固定装置通过挤压推杆的伸展运动带动固定圈环上相向布置的两个半圆环形柱体同步向内运动，从而对猪蹄进行夹持固定，由于固定圈环数量为三且从上往下依次均匀布置，且固定圈环之间采用连接弹簧进行连接，从而实现了通过固定圈环对凹凸不平圆柱结构的猪蹄进行全面的夹持固定，防止了猪蹄的滑脱现象，夹持力度大，稳定性高。

（4）本发明的悬挂支链不仅对固定圈环起到了支撑作用，而且通过悬挂支链可对固定圈环的悬挂高度进行调节。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明去壳机械手的立体结构示意图（从上往下看）；

图3是本发明去壳机械手的立体结构示意图（从下往上看）；

图4是本发明去壳夹爪的立体结构示意图；

图5是本发明去壳夹爪的左视图；

图6是本发明固定装置的立体结构示意图；

图7是本发明固定机构的立体结构示意图；

图8是本发明悬挂支链立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1至图8所示，一种猪蹄肉制品辅助加工机器人，包括底板1、去壳机械手2、升降支杆3和固定装置4；所述的去壳机械手2数量为三，去壳机械手2沿底板1的横向中心轴线等间距呈直线布置，且去壳机械手2下端与底板1之间固连，固定装置4位于去壳机械手2正上方，固定装置4与底板1之间采用升降支杆3进行连接，升降支杆3可选用电动推杆、气动推杆和液压推杆，升降支杆3可对固定装置4的整体高度进行调节。

所述的去壳机械手2包括去壳液压缸21、固定盘22、去壳转台23、去壳轴承24、旋转电机25、电机支座26和去壳夹爪27；所述的去壳液压缸21数量为四，去壳液压缸21位于固定盘22下方，且去壳液压缸21上端与固定盘22底端面相连接，去壳液压缸21沿固定盘22的周向方向均匀布置，去壳转台23位于固定盘22正上方，且去壳转台23与固定盘22同轴布置，去壳转台23下端设置有回转轴，回转轴中部通过去壳轴承24固定在固定盘22上，回转轴下端与旋转电机25输出轴相连接，旋转电机5通过电机支座26固定在固定盘22上，去壳夹爪27数量为四，去壳夹爪27位于去壳转台23上方，且去壳夹爪27沿去壳转台23周向方向均匀布置。

所述的去壳夹爪27包括去壳导轨271、去壳支架272、去壳刀片273、去壳推杆274、U型架275、去壳弹簧276、去壳滑轨277、滚动钢珠278和去壳顶座279；所述的去壳导轨271前后两端分别设置有限位板，去壳导轨271的垂直横截断面为倒立的梯形状，去壳支架272位于去壳导轨271上方，去壳支架272下端设置有与去壳导轨271相配合安装的滑槽，去壳支架272整体为直角梯形状结构，去壳支架272中部为左右开口的框架结构，去壳刀片273位于去壳支架272中部的左右开口的框架结构内，去壳推杆274位于去壳刀片273后侧，去壳推杆274前端设置有U型卡槽，且U型卡槽与去壳刀片273固连，去壳推杆274后端固定在U型架275上，U型架275固定在去壳支架272上，去壳弹簧276绕套在去壳推杆274上，去壳滑轨277位于去壳支架272中部左右开口的框架结构上端，且去壳滑轨277与去壳支架272固连，去壳滑轨277的横截断面为“Ω”型结构，滚动钢珠278上端嵌套在去壳滑轨277上，滚动钢珠278下端与去壳顶座279上端相连接，去壳顶座279下端与去壳刀片273上端相连接。

所述的去壳刀片273为半椭圆形板状结构，去壳刀片273内侧设置有锥形刀刃，且去壳刀片273材质为硬质不锈钢材料。

作业时，首先根据待去壳猪蹄的整体大小调节四个去壳夹爪27之间的夹取间距，去壳支架272可在去壳导轨271上进行移动，同时通过旋转电机25可以带动整个去壳夹爪27的周向转动调节，从而调节去壳夹爪27夹取猪蹄脚尖的位置，由于去壳支架272整体为直角梯形状结构，通过四个去壳支架272形成了楔形状的夹取空间，上端夹取口小于下端夹取口，使得整个作用力集中在夹取上端，且夹取时不容易滑脱，增加了夹取强度和稳定性，四个去壳夹爪272正好对猪蹄的四个脚尖进行强力夹持；然后启动去壳推杆274，在去壳推杆274的伸展运动下带动去壳刀片273前移，由于去壳刀片273上端通过滚动钢珠278与去壳滑轨277相连接，起到支撑作用的同时也减小了去壳刀片273前移的摩擦力，在去壳推杆274的挤压力下，去壳刀片273与猪蹄脚尖的甲壳之间产生挤压，实现了对猪蹄脚尖甲壳的切入破碎的功能，降低了猪蹄脚尖甲壳对猪蹄本身的依附力；再启动去壳液压缸21，通过去壳液压缸21的收缩运动带动去壳夹爪27垂直往下运动，猪蹄脚尖甲壳在去壳夹爪27的拉扯下慢慢脱离猪蹄本身，达到了对猪蹄脚尖甲壳去壳的效果；去壳机械手2在空间内可进行两平移一转动共三个自由度方向的运动，整体高度和夹取间距以及周向夹取位置均可调，灵活性高，夹取力度大，且通过先夹取、后切入破碎、再拉伸分离的系列步骤对猪蹄脚尖甲壳去壳，去壳速度快，效果好，节省了大量劳动力，为猪蹄肉制品加工带来了极大的便捷。

所述的固定装置4包括固定支架41、固定导杆42和固定机构43，且固定机构43数量为三；所述的固定支架41呈矩形框架结构，固定支架41前后两端分别设置有L型架，L型架上端均匀开设有条形格栅，固定支架41左右两端分别设置有固定滑轨，且固定滑轨的垂直横截断面为工字型结构，固定机构43位于固定支架41内侧，且固定机构43沿固定导杆42的中心轴线等间距呈直线布置，固定机构43可在固定导杆42上进行移动。

所述的固定机构43包括悬挂支链431、固定圈环432、连接弹簧433、挤压推杆434、挤压滑块435和挤压弹簧436；所述的悬挂支链431数量为二，悬挂支链431分别对称安装在固定圈环432的左右两侧，固定圈环432数量为三，固定圈环432在垂直方向等间距排布，固定圈环432外侧中部位置处设置有方形块，连接弹簧433上下两端分别设置有连接扣，连接弹簧433上下两端的连接扣分别与固定圈环432相连接，且连接弹簧433沿固定圈环432的周向方向对称布置，挤压推杆434位于固定圈环432和挤压滑块435之间，挤压推杆434顶端与固定圈环432上的方形块相连接，挤压推杆434底端与挤压滑块435相连接，挤压弹簧436绕套在挤压推杆434前端；工作时，首先将待去壳的猪蹄放置到固定圈环432内部，然后通过挤压推杆434的伸展运动带动固定圈环432上相向布置的两个半圆环形柱体同步向内运动，从而对猪蹄进行夹持固定，由于固定圈环432数量为三且从上往下依次均匀布置，且固定圈环432之间采用连接弹簧433进行连接，从而实现了通过固定圈环432对凹凸不平圆柱结构的猪蹄进行全面的夹持固定，防止了猪蹄的滑脱现象，夹持力度大，稳定性高。

所述的悬挂支链431包括移动套筒4311、上Ω型座4312、悬挂推杆4313、下Ω型座4314、悬挂弹簧4315、悬挂耳座4316和转动销轴4317；所述的上Ω型座4312上端套装在移动套筒4311外侧壁上，悬挂推杆4313位于上Ω型座4312和下Ω型座4314之间，且悬挂推杆4313底端固定在上Ω型座4312下端，悬挂推杆4313顶端固定在下Ω型座4314上端，悬挂弹簧4315绕套在悬挂推杆4313前端，下Ω型座下4314端通过转动销轴4317安装在悬挂耳座4316内，悬挂耳座4316固定在固定圈环432上；悬挂支链431不仅对固定圈环432起到了支撑作用，而且通过悬挂支链431可对固定圈环432的悬挂高度进行调节。

所述的固定圈环432由两个相向对称布置的半圆环形柱体组成，固定圈环432内侧设置有半圆环形固紧条，且半圆环形固紧条沿固定圈环432的轴向方向均匀布置，通过半圆环形固紧条增加了固定圈环432与猪蹄之间的摩擦力，从而增大了固定圈环432对猪蹄的夹持力。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。