一种多自由度自适应刀架及剔骨设备的制作方法

本技术属于屠宰设备，尤其是涉及一种多自由度自适应刀架及剔骨设备。

背景技术：

1、在屠宰行业中的剔骨岗位，人工剔骨劳动强度高，且对人工的操作水平有较高的要求，随着人力成本的增加，科学技术的进步，用机械臂代替人工操作已成为发展趋势。

2、机械臂和剔骨刀之间需用一种刀架来连接，类似人手握刀的动作，机械臂模仿人的手臂动作，通过视觉、智能算法等机器人系统辅助，代替人工进行剔骨的工作。人工剔骨时，若刀刃或刀尖碰到骨头时，通过神经反馈给大脑进行避让，但是机械臂的辅助视觉等只能进行表面识别，在机械臂剔骨的过程中，如果刀刃或刀尖碰到骨头，其不会进行避让，可能会造成刀尖或刀刃在碰到骨头时损坏。

3、因此，为防止刀尖或刀刃在碰到骨头时损坏，故设计一种多自由度自适应的刀架。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型提供了一种多自由度自适应刀架及剔骨设备，解决了上述问题。

2、为达到上述目的，本实用新型一个方面公开了一种多自由度自适应刀架，包括第一架体和与第一架体相连接的第二架体，所述第一架体上设有用于支撑刀具和刀柄沿着刀轴的周向方向运动并复位的周向组件，所述第二架体上设有用于支撑刀具和刀柄沿着刀轴的径向方向运动并复位的左右组件，所述刀柄与所述刀具之间通过刀轴连接，所述刀轴上设有用于支撑刀具和刀柄沿着刀轴的轴向方向运动并复位的前后组件；

3、以当所述刀具和所述刀柄受力后，所述前后组件、所述左右组件及所述周向组件分别驱动刀具和刀柄沿着刀轴的轴向方向、径向方向及周向方向运动并复位。

4、本实用新型与现有技术相比有以下效果：本实用新型在使用中，当刀具在碰到骨头时，如果刀具受到的是刀轴的周向方向的压力，那么会使刀具整体倾斜，压力传递给刀柄后，刀柄会依靠周向组件做周向的运动，当刀具划过骨头后，在周向组件作用力下，刀柄恢复至初始位置；如果刀具受到的是刀轴的径向方向的压力，那么会使刀具左右移动，压力传递给刀柄后，刀柄会依靠左右组件做径向的运动，当刀具划过骨头后，在左右组件作用力下，刀柄恢复至初始位置；如果刀具受到的是刀轴的轴向方向的压力，那么会使刀具前后移动，压力传递给刀柄后，刀柄会依靠前后组件做轴向方向的运动，当刀具划过骨头后，在前后组件作用力下，刀柄恢复至初始位置。总之，本实用新型公开的刀架在进行剔骨工作中，当刀具碰到骨头时，刀具会自动避让，进而保护刀具。

5、另外，根据本实用新型提供的技术方案还可以具有如下技术特征：

6、进一步的，所述周向组件包括与所述第一架体相连接的刀柄固定架、第一弹性复位件及杠杆，所述刀柄固定架上设有供所述刀柄穿过的圆孔，所述刀柄固定架与所述刀柄间隙配合，以使得所述刀柄受力后能够相对于所述刀柄固定架转动和/或滑动；

7、所述刀柄的末端连接所述杠杆，所述杠杆的两端分别连接所述第一弹性复位件的一端，所述第一弹性复位件的另一端连接所述刀柄固定架。

8、进一步的，所述第一弹性复位件包括第一压簧和用于安装第一压簧的第一销轴，所述第一压簧的一端套设在所述第一销轴上，另一端连接所述杠杆，所述第一销轴安装在所述刀柄固定架上；

9、所述第一架体上还设有供所述刀柄固定架插入的空心状的长槽，所述长槽与所述刀柄固定架滑动连接，以当所述刀柄固定架受力后，所述刀柄固定架能够在所述长槽中沿着刀轴的轴向方向和径向方向运动并复位。

10、进一步的，所述刀柄上设有用于限制所述刀柄固定架沿着刀轴的轴向方向运动的限位销。

11、进一步的，所述前后组件包括第三弹性复位件，所述第三弹性复位件套设于所述刀轴上。

12、进一步的，所述前后组件还包括具有第一空腔的刀柄座，所述第一空腔用于供所述刀轴穿过所述刀柄座，且所述刀轴与所述刀柄座间隙配合，以使得所述刀轴受力后能够相对于所述刀柄座转动和/或滑动；

13、所述第三弹性复位件包括套设于所述刀轴上的第三压簧，所述第三压簧安装在所述第一空腔的卡槽内，当所述刀轴在其轴向运动时，所述刀轴的台阶会将所述第三压簧压紧在所述卡槽一侧的槽壁上。

14、进一步的，所述左右组件包括第二弹性复位件和左右滑动机构，沿着所述刀轴的径向方向的所述刀柄座的两端分别与所述第二弹性复位件滑动连接，所述刀柄座的一侧连接所述左右滑动机构，所述左右滑动机构和所述第二弹性复位件分别连接所述第二架体。

15、进一步的，所述第二弹性复位件包括第二销轴和第二压簧，沿着所述刀轴的径向方向的所述刀柄座上设有第二空腔，所述第二空腔用于供所述第二销轴穿过所述刀柄座，且所述第二销轴与所述刀柄座间隙配合，以使得所述刀柄座受力后能够相对于所述第二销轴转动和/或滑动；

16、沿着所述刀轴的径向方向的所述刀柄座的两端的所述第二销轴上分别套设所述第二压簧，所述第二销轴的两端分别连接所述第二架体。

17、进一步的，所述左右滑动机构包括安装在所述第二架体上的滑轨和安装在滑轨上的滑块，所述滑块的一端与所述刀柄座连接。

18、本实用新型的另一个方面公开了一种剔骨设备，包括上述的多自由度自适应刀架、机械臂和刀具，所述机械臂和所述刀具之间通过所述多自由度自适应刀架连接。

技术特征：

1.一种多自由度自适应刀架，其特征在于，包括第一架体和与第一架体相连接的第二架体，所述第一架体上设有用于支撑刀具和刀柄沿着刀轴的周向方向运动并复位的周向组件，所述第二架体上设有用于支撑刀具和刀柄沿着刀轴的径向方向运动并复位的左右组件，所述刀柄与所述刀具之间通过刀轴连接，所述刀轴上设有用于支撑刀具和刀柄沿着刀轴的轴向方向运动并复位的前后组件；

2.根据权利要求1所述的一种多自由度自适应刀架，其特征在于，所述周向组件包括与所述第一架体相连接的刀柄固定架、第一弹性复位件及杠杆，所述刀柄固定架上设有供所述刀柄穿过的圆孔，所述刀柄固定架与所述刀柄间隙配合，以使得所述刀柄受力后能够相对于所述刀柄固定架转动和/或滑动；

3.根据权利要求2所述的一种多自由度自适应刀架，其特征在于，所述第一弹性复位件包括第一压簧和用于安装第一压簧的第一销轴，所述第一压簧的一端套设在所述第一销轴上，另一端连接所述杠杆，所述第一销轴安装在所述刀柄固定架上；

4.根据权利要求3所述的一种多自由度自适应刀架，其特征在于，所述刀柄上设有用于限制所述刀柄固定架沿着刀轴的轴向方向运动的限位销。

5.根据权利要求4所述的一种多自由度自适应刀架，其特征在于，所述前后组件包括第三弹性复位件，所述第三弹性复位件套设于所述刀轴上。

6.根据权利要求5所述的一种多自由度自适应刀架，其特征在于，所述前后组件还包括具有第一空腔的刀柄座，所述第一空腔用于供所述刀轴穿过所述刀柄座，且所述刀轴与所述刀柄座间隙配合，以使得所述刀轴受力后能够相对于所述刀柄座转动和/或滑动；

7.根据权利要求6所述的一种多自由度自适应刀架，其特征在于，所述左右组件包括第二弹性复位件和左右滑动机构，沿着所述刀轴的径向方向的所述刀柄座的两端分别与所述第二弹性复位件滑动连接，所述刀柄座的一侧连接所述左右滑动机构，所述左右滑动机构和所述第二弹性复位件分别连接所述第二架体。

8.根据权利要求7所述的一种多自由度自适应刀架，其特征在于，所述第二弹性复位件包括第二销轴和第二压簧，沿着所述刀轴的径向方向的所述刀柄座上设有第二空腔，所述第二空腔用于供所述第二销轴穿过所述刀柄座，且所述第二销轴与所述刀柄座间隙配合，以使得所述刀柄座受力后能够相对于所述第二销轴转动和/或滑动；

9.根据权利要求8所述的一种多自由度自适应刀架，其特征在于，所述左右滑动机构包括安装在所述第二架体上的滑轨和安装在滑轨上的滑块，所述滑块的一端与所述刀柄座连接。

10.一种剔骨设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的多自由度自适应刀架、机械臂和刀具，所述机械臂和所述刀具之间通过所述多自由度自适应刀架连接。

技术总结
本技术涉及屠宰设备技术领域，具体公开了一种多自由度自适应刀架及剔骨设备，一方面多自由度自适应刀架包括第一架体和与第一架体相连接的第二架体，第一架体上设有用于支撑刀具和刀柄沿着刀轴的周向方向运动并复位的周向组件，第二架体上设有用于支撑刀具和刀柄沿着刀轴的径向方向运动并复位的左右组件，刀柄与刀具之间通过刀轴连接，刀轴上设有用于支撑刀具和刀柄沿着刀轴的轴向方向运动并复位的前后组件；以当刀具和刀柄受力后，前后组件、左右组件及周向组件分别驱动刀具和刀柄沿着刀轴的轴向方向、径向方向及周向方向运动并复位。本技术公开的刀架在进行剔骨工作中，当刀具碰到骨头时，刀具会自动避让，进而保护刀具。

技术研发人员：秦牧原,刘同庆,张潇升,刘伟
受保护的技术使用者：牧原肉食品有限公司
技术研发日：20230512
技术公布日：2024/1/22