一种转盘式对虾喂入装置

1.本发明涉及对虾加工设备，具体涉及一种转盘式对虾喂入装置。


背景技术：

2.对虾机械化剥壳主要流程包括：清洗、去头、装盘、喂入、去虾线、脱壳等环节，最后获得完整的虾仁。去虾线、脱壳环节需要将虾沿背部切开，采用尾部夹持的方式进行对虾夹取，对虾在喂入装置上的位置决定了刀具切割的方向。因此，喂入时虾体的准确定位是完成后续环节的前提，能否做到准确、稳定的喂入操作会影响整体的工作效率和产品合格率。喂入时定位要求对虾尾部伸出长短一致，保证尾部有充足的长度供机械爪夹持，并且对虾需背部朝上摆放，在喂入装置上保持虾体稳定，不能产生晃动。
3.目前，市面上机械化剥壳的喂入环节有人工操作和机械操作两种方式。传统人工操作存在污染物料、摆放不齐、劳动强度大等问题。机械操作虽能防止污染，但现阶段的机械喂入装置体积较大、成本过高，装置本身震动影响定位精度，而且智能化程度不高，无法检测对虾是否达到喂入要求。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种体积小、智能化的转盘式对虾喂入装置。
5.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种转盘式对虾喂入装置，包括圆形底盘、定位槽、中心柱、粗调机构、检测机构、细调机构；用于放置背朝上、尾朝外的去头对虾的定位槽沿着圆形底板的径向方向设置，定位槽径向位置可调式安装在圆形底盘上；圆形底盘绕静止的中心柱自转，沿着转动方向，粗调机构、检测机构、细调机构依次与中心柱固定连接，从而定位槽随圆形底盘转动时，经过粗调机构将对虾径向向外推出，经过检测机构检测定位槽中是否放置对虾，经过细调机构将对虾径向外推将虾尾调至径向指定位置。
7.作为一种优选，定位槽分为内段和外段，内段靠近中心柱，外段远离中心柱，内段的槽底部平行于圆形底盘的上端面，外段的槽底部从内下方往外上方倾斜从而外段悬空于圆形底盘，内段的内表面平滑，外段的内表面刻有等间距的纵向条纹；定位槽横截面形状呈“v”字形，沿径向向外的方向，开口角度逐渐减小。
8.作为一种优选，定位槽与圆形底盘通过活动销和伸缩槽滑动式连接；伸缩槽为条形，沿着圆形底盘的径向设置，不超过圆形底盘的边缘；活动销的下部分为“凸”字形，伸缩槽的横截面为“凸”字形，活动销的下部分嵌入伸缩槽中，活动销的上部分从伸缩槽中伸出与定位槽的前端连接。
9.作为一种优选，定位槽由左右两片槽板围成；活动销的上部分为圆柱体，圆柱体将两片槽板连接起来，连接点位于槽板的前端下部；定位槽的两外侧对称的设有固定在圆形底盘上且贴住定位槽外侧的硅胶块，硅胶块内设置压力敏感组件。
10.作为一种优选，粗调机构包括三个圆弧板，每个圆弧板均通过一根支撑杆固定在中心柱上；圆弧板的半径相同，偏心设置，每个圆弧板的前端与中心柱的距离大于后端与中心柱的距离；沿着转动方向从前往后，三个圆弧板到中心柱的距离依次增加，三个圆弧板与对应支撑杆的连接处在径向和周向上均间隔一定距离；定位槽的靠近中心柱的一端开有供圆弧板通过的横向矩形通道。
11.作为一种优选，检测机构包括柔性触针和连杆，连杆与中心柱固定，连杆架设在圆形底板上从而下方供定位槽通过，竖直下垂的柔性触针安装在连杆上；定位槽的两侧均设有供柔性触针通过的纵向矩形通道；柔性触针的下端高于纵向矩形通道的底部，且距离定位槽的槽底部小于一个常规虾体高度。
12.作为一种优选，细调机构包括扫虾臂、齐尾板、滑套、柔性毛刷；扫虾臂沿着圆形底盘的径向设置，内端固定在中心柱上，外端连接竖直下垂的齐尾板，滑套套接在扫虾臂上沿着扫虾臂滑移，用于将对虾径向向外推的柔性毛刷设置在滑套的下端；齐尾板为三层结构，离中心柱最远层为刚性材料层，离中心柱最近层为柔性材料层，中间的夹层安装有压力敏感组件。
13.作为一种优选，柔性毛刷的垂直于径向的截面呈等腰三角形，顶角角度等于定位槽内段最大角度，沿圆形底盘径向向外方向，刷毛长度逐渐减小，最长刷毛下端与定位槽的槽底部处高度相同。
14.作为一种优选，滑套在径向向外的一侧装有两片虾体正位片，虾体正位片倾斜安装，与定位槽的内侧贴合；虾体正位片采用柔性板，上部分呈矩形结构，下部分远离中心柱的一边为一段圆弧。
15.作为一种优选，定位槽的数量为四个，圆周均布在圆形底盘上；沿着逆时针方向，圆形底盘的外侧依次是填料区、检测区、齐尾区、喂入区；对虾在填料区内上料，在检测区经过粗调机构和检测机构，在齐尾区经过细调机构，在喂入区出料。
16.采用本发明装置，经去头处理后的对虾随圆形底盘旋转作业，依次经过填料区、检测区、齐尾区、喂入区。首先，去头对虾以单只的形式放入定位槽中，通过阶梯扫虾片实现齐尾粗调。然后，利用柔性触针和压力敏感组件实现对虾摆放姿态和齐尾质量的检测，通过柔性毛刷进行对虾齐尾细调，实现对虾姿态调整。最后，以对虾尾部伸出定位槽长度一致，且背部朝上的姿态实现对虾摆盘，为后续机械剥壳处理的喂入机械手对虾抓取提供基础。
17.本发明能同时完成目标检测和尾部对齐，减少人工干预，满足对虾在喂入时快速、准确的要求，增强机械化生产的连续性，降低生产成本。通过特殊结构固定虾体，能通过传感器获取虾体数据，同时保证对虾尾部对齐，完成喂入对虾的准确定位。
18.具体的说，本发明具有如下优点：
19.1.采用转盘式的结构实现对虾喂入，将检测和齐尾模块化处理，并集成在小型转盘上，缩小了喂入装置的体积，整体更加轻便，降低了成本。
20.2.采用多段式的齐尾结构，分为齐尾粗调与细调，提高了尾部对齐的质量，对虾在运动途中有逐级的调节过程，防止一次齐尾调节出现调节过大现象，而形成对虾剪切。
21.3.通过伸缩槽与活动销之间的间隙配合来实现对虾在径向上的位置可调，能适应不同品种的对虾喂入要求。
22.4.采用特殊的定位槽结构，能稳定的卡住虾体，防止虾体发生侧翻，同时在外段设
置纵向条纹结构，与虾脚配合，防止虾体过度径向外移。
23.5.采用两片式定位槽结构，定位槽下方通过活动销的圆柱体连接，使左右两片实现自由开合，可以自然压住硅胶块，通过硅胶块内压力敏感组件的差值判断在定位槽内对虾的姿态是否合格。
24.6.粗调机构中，圆弧板偏心设置，使对虾受到的径向力逐渐增加而垂直于径向的力逐渐减小，有利于对虾在定位槽上滑动。对虾在运动途中具有尾部逐级调节，解决了偏心设置带来初始垂直于径向的力过大的问题，防止一次齐尾调节过大而产生对虾卡住、剪切的现象。
25.7.柔性触针检测对虾，结构简单，检测结果精准。
26.8.细调机构中，齐尾板采用柔性材料层，可以很好的吸收冲量，防止产生瞬间的压力突变影响压力敏感组件的判断。
27.9.柔性毛刷结构，对虾受力是先逐渐增大后趋于平稳，增大的速度也较为平缓，不容易对对虾产生损伤。
28.10.虾体正位片下部分的圆弧形可以使定位槽产生一个垂直于虾体正位片的分力，使其产生弯曲变形，并减小正压力，方便虾体正位片下部分滑入。
附图说明
29.图1是转盘式对虾喂入装置的整体结构示意图。
30.图2是圆形底盘的结构示意图。
31.图3是定位槽与活动销的结构示意图。
32.图4是粗调机构的结构示意图。
33.图5是硅胶块的结构示意图。
34.图6是扫虾臂和齐尾板的结构示意图。
35.图7是滑套、柔性毛刷、虾体正位片的结构示意图。
36.图中：1为圆形底盘；2为中心柱；3为定位槽；4为活动销；5为硅胶块；6为柔性触针；7为扫虾臂；8为齐尾板；9为柔性毛刷；10为滑套；11为阶梯扫虾片；12为虾体正位片；21为伸缩槽；51为压力敏感组件。
具体实施方式
37.下面将结合具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
38.如图1-7所示，一种转盘式对虾喂入装置，包括圆形底盘、定位槽、中心柱、粗调机构、检测机构、细调机构，具体包括中心柱2、圆形底盘1、活动销4、定位槽3、柔性触针6、硅胶块5、阶梯扫虾片11、扫虾臂7、齐尾板8、滑套10、虾体正位片12、柔性毛刷9等组成。
39.中心柱2固定不动，圆形底盘1由电机带动以逆时针方向做间歇式旋转运动。圆形底盘1沿圆周方向均匀排布有4条伸缩槽21，伸缩槽21横截面为“凸”字形，与活动销4下部分的方形体能相互嵌合，沿圆形底盘1径向伸出，不超过圆形底盘1的边缘。
40.圆形底盘1沿圆周方向排布的4条伸缩槽21与活动销4下部分方形体横截面形状相同，两者能相互嵌合，以间隙配合的方式连接，使活动销4能带动定位槽3在伸缩槽21内沿径向自由滑动，根据对虾的长度选择活动销在伸缩槽中的安装位置，并加以固定。
41.定位槽3分为内段和外段。内段靠近中心柱2，内表面平滑，虾体可以在内段上自由滑动。外段悬空于圆形底盘1，内表面等间距刻有纵向条纹，虾体在外段上移动时容易被条纹卡住虾脚，因而难以滑动。定位槽3横截面形状呈“v”字形，根据对虾两侧距离窄、腹背距离宽的特点，定位槽3能稳定卡住虾体，防止虾体发生侧翻。定位槽3外段与圆形底盘1成一定角度，且横截面“v”字形角度逐渐减小，可以托起虾尾，与两侧支点形成三点支撑，使对虾在定位槽3上位置和姿态更加稳定。定位槽3上开有两个矩形通道，装置运转时，内段靠中部的纵向矩形通道可供柔性触针6通过，内段靠近中心柱2的横向矩形通道可供阶梯扫虾片11通过。定位槽3下方通过活动销4上部分的圆柱体连接，使左右两片槽板实现自由开合，可以自然压住硅胶块5。
42.硅胶块5每两个为一组，对称固定在定位槽3外表面两侧。硅胶块5由下部的长方体和上部的直角三角形体构成，长方体底部与圆形底盘1固定，直角三角形体的斜边与定位槽3外表面紧密贴合。定位槽3受力自然垂下时，硅胶块5会产生小幅形变，并能支撑起定位槽3。硅胶块5内部含有压力敏感组件51，可以实时感知到硅胶块5压力的变化。通过两侧硅胶块5压力的差值可以判断在定位槽3内对虾的姿态是否合格。
43.以圆形底盘1运动的逆时针方向为基准，与中心柱2相连接的依次有阶梯扫虾片11、柔性触针6和扫虾臂7。阶梯扫虾片11由3个半径相同的偏心圆弧板组成，用于对虾齐尾的粗调。定位槽3内段上靠近中心柱2的横向矩形通道与阶梯扫虾片11的位置相对应，阶梯扫虾片11能顺利通过横向矩形通道。随着圆形底盘1转动，阶梯扫虾片11对定位槽3内的对虾产生的作用力可以分解为径向力和垂直于径向的力。其中，径向力推动对虾沿定位槽3移动，垂直于径向的力沿顺时针将对虾压在定位槽3侧壁上，产生摩檫力，阻碍对虾滑动。圆弧板偏心设置，使对虾受到的径向力逐渐增加而垂直于径向的力逐渐减小，有利于对虾在定位槽3上滑动。3个圆弧板设置为阶梯状，中点到中心柱2的距离沿圆形底盘1逆时针方向依次增加，两块圆弧板连接位置设置一段径向上的距离，对虾在运动途中具有尾部逐级调节，解决了偏心设置带来初始垂直于径向的力过大的问题，防止一次齐尾调节过大而产生对虾卡住、剪切的现象。
44.柔性触针6在径向上的位置与定位槽3内段上的纵向矩形通道位置相对应，定位槽3在正常工作时的伸缩范围内，柔性触针6能顺利通过矩形通道；柔性触针6与定位槽3的槽底部在竖直方向上的间距小于一个常规虾体高度，保证在定位槽3经过时，柔性触针6能触碰到虾体，用来检测经过的定位槽3是否含有对虾。其中，常规虾体高度约为20-30mm。
45.扫虾臂7一端固定在中心柱2上，另一端固定齐尾板8，中间段安装有滑套10，滑套10由电机驱动，能在圆形底盘1径向上自由移动；齐尾板8为三层结构的长方体板，离中心柱2由远到近分别是刚性材料层、夹层、柔性材料层，夹层内安装有压力敏感组件51，可检测柔性材料层沿径向所受的压力。柔性材料层可以很好的吸收冲量，防止产生瞬间的压力突变影响压力敏感组件51的判断。
46.柔性毛刷9用于对虾尾部对齐的细调，沿径向的横截面呈等腰三角形，顶角角度等于定位槽3内段最大角度，最长刷毛端部与定位槽3的槽底部处高度相同，使得柔性毛刷9横截面能完全覆盖定位槽3的横截面，保证其扫过定位槽3时不留死角。对虾运动时，很可能因为柔性毛刷9局部作用力过大而损伤物料。沿圆形底盘1径向远离方向，刷毛长度逐渐减小，拂过对虾的刷毛是由短到长。若短刷毛未能拨动对虾，随着滑套10向前运动，短刷毛会越过
对虾，不会产生推动的作用力；长刷毛则会跟进，被对虾阻挡，对其产生作用力。随着堆积的较长刷毛逐渐增多，对虾受力也会逐渐增大，最终被拨动。由此，对虾受力是先逐渐增大后趋于平稳，增大的速度也较为平缓，不容易对对虾产生损伤。
47.虾体正位片12由左右两片构成，倾斜安装在滑套10远离中心柱2的一侧，倾斜方向与定位槽3方向相同，本实施例中优选倾斜角度设为15
°
，下方形成开口小于定位槽3；虾体正位片12为柔性板，上部分呈矩形结构，下部分远离中心柱2的一边为一段圆弧。在滑套10的径向运动过程中，始终是虾体正位片12的圆弧段最先与定位槽3相接触。虾体正位片12下部分的圆弧形可以使定位槽3产生一个垂直于虾体正位片12的分力，使其产生弯曲变形，并减小正压力，方便虾体正位片12下部分滑入。
48.本装置的使用方式如下：
49.开始工作前，检查圆形底盘1和滑套10能否自由运动，检查定位槽3能否自然靠在硅胶块5上。根据对虾品种所需留出的尾部长度来调整活动销4在圆形底盘1上的位置，并对活动销加以固定。
50.随着电机带动圆形底盘1逆时针间歇式旋转，对虾会依次通过如图1所示的4个区间。首先，对虾通过传送带输送或机械手夹持等方式进入填料区，以头朝中心柱2、背部朝上的姿态放入定位槽3中。定位槽3外段上的纵向条纹可以卡住虾脚，使其不会因离心作用或机器的震动被甩出装置。
51.接着圆形底盘1旋转90
°
，对虾到达检测区。在旋转过程中，对虾与阶梯扫虾片11相互接触，顺着定位槽3逐级往外推。阶梯扫虾片11的圆弧形结构带有一定的弹性，虾体在受推力时呈现变化率均匀，不会产生局部的压力突变，不容易对对虾产生破坏。阶梯扫虾片11的3段结构可逐级地缓慢推动对虾，对虾从一块圆弧板到另一块圆弧板的转换时齐尾逐级调节，防止对虾和阶梯扫虾片11间因调节过大而出现剪切现象。
52.圆形底盘1再旋转90
°
，对虾到达齐尾区，在旋转过程中，柔性触针6触碰到对虾，会产生一个震动信号；如果因为某些原因定位槽3中不含对虾，就一直产生平稳信号，系统就可以根据捕获的信号种类判断是否该定位槽3内含有对虾，然后根据判断结果来选择是否要跳过下一步的齐尾操作，这样能提高整体的处理效率。
53.对虾在齐尾区可以实现尾部的对齐。对虾到达齐尾区后，滑套10从靠近中心柱2的初始位置开始，在扫虾臂7上做往复运动，滑套10下方的柔性毛刷9会逐渐地沿着径向运动，推动对虾到达要求位置。
54.对虾在定位槽3上朝齐尾板8移动，通过夹层中压力敏感组件51检测虾尾对齐尾板8产生的压力，比较预设的和实际的压力大小，就可以判断出对虾是否在径向上到达要求位置，若压力满足要求，滑套10便会回退到初始位置。
55.对虾在处理的时候往往处于一种被浸润的状态，自身与定位槽3之间的摩檫力变大，在水表面张力和摩檫力的作用下，会出现对虾粘在定位槽3某一侧的情况，而柔性毛刷9的拨动并不能保证对虾会脱落。硅胶块5受压产生形变，内部的压力敏感组件51会对压力数值进行检测。在齐尾区内，压力敏感组件51会对比左右两个数据的大小，若差值超过一定阈值，则判断为出现了粘在定位槽3一侧的情况。
56.滑套10上安装的虾体正位片12倾斜方向与定位槽3相同，且整体为柔性材料，滑套10运动时，虾体正位片12会滑入定位槽3内。虾体正位片12倾斜角度始终小于定位槽3左右
两片的倾斜角度，滑入后会紧贴定位槽3侧壁，划过贴壁的对虾。在重力的作用下，对虾会从一侧脱落，然后通过柔性毛刷9拨到要求位置。在这个过程中，压力敏感组件51会不停监测压力的大小，并使滑套10来回运动，直到压力差值小于一定值时，滑套10回到初始位置，完成齐尾。
57.经过齐尾区的调整，对虾在定位槽3上的姿态已经满足喂入要求。圆形底盘1再转动90
°
到达喂入区，完成喂入，执行下一流程的机械即可准确地夹持对虾。
58.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。