一种流水线式烟叶编杆装置及其编烟方法与流程

1.本发明涉及一种流水线式烟叶编杆装置及其编烟方法，属于烟叶加工和方法技术领域。


背景技术：

2.目前，在雪茄烟叶晾制过程中，烟叶编杆采用人工作业，费工费时费力，且效率低，随着现代烟草农业发展，农户种植规模越来越大，雇工用工困难且效益低，成本较高。
3.专利文献（cn102845824b）公开了一种电动烟叶编杆机，包括机架，机架上设有通过导线连接的电控系统和调速电机，调速电机传动连接有一套烟杆传动系统和两套编烟线传动系统，烟杆传动系统和编烟线传动系统位于设在机架上的传动箱体内，机架一侧设有支杆，支杆与传动箱体之间设有一根具有水平滑道的横梁，横梁的滑道内吊挂有可沿滑道移动的吊杆，吊杆下端设有吊环。该方案能够实现烟叶的绑扎工作有。然而，上述方案每次只能完成一根烟杆的绑杆，中间需要人工参与更换，不能满足大批量流水作业的应用场景。


技术实现要素：

4.基于上述，本发明提供一种流水线式烟叶编杆装置及其编烟方法，以解决现有技术中不能满足大批量流水作业编烟的问题。
5.本发明的技术方案是：一种流水线式烟叶编杆装置，包括：输送单元，包括第一输送带、第二输送带和u型卡，所述第一输送带与所述第二输送带水平对齐，且所述第一输送带的末端与所述第二输送带的首端之间具有预定距离，所述u型卡间隔设置于所述第一输送带和第二输送带的中部位置；夹持单元，包括驱动机构和推爪，所述推爪位于所述第一输送带的末端两侧，并且两侧的所述推爪错开设置，所述推爪距所述第一输送带的输送台面预定距离，所述驱动机构可驱动所述推爪沿垂直于所述第一输送带的输送方向往复移动；编线单元，包括机械臂、编杆器和识别机构，所述机械臂位于所述第一输送带的末端与所述第二输送带的首端之间位置的一侧，所述编杆器包括挑线杆、线轮和绑线，所述挑线杆设置于所述机械臂的端部，所述挑线杆具有线孔，所述绑线的一端穿过所述线孔，另一端缠绕于所述线轮上，所述识别机构安装于所述机械臂的端部，所述识别机构用于识别烟杆的首端和尾端；控制单元，包括控制器，所述第一输送带、第二输送带、驱动机构和机械臂均与所述控制器电性连接。
6.在其中一个例子中，所述第一输送带和所述第二输送带上均设有烟杆放置区域标识和烟柄定位标识，所述烟杆放置区域标识沿输送方向设置于输送带的中间区域，所述烟柄定位标识设置于所述烟杆放置区域标识的两侧，且两侧所述烟柄定位标识依次交替错开设置。
7.在其中一个例子中，所u型卡安装于所述烟杆放置区域标识处。。
8.在其中一个例子中，所述驱动机构为气动推杆横向固定于机架上，所述推爪安装于所述气动推杆的自由端上。
9.在其中一个例子中，所述推爪为橡胶爪，在其自由端的中部设有弧形凹槽。
10.在其中一个例子中，所述识别机构为颜色识别传感器，在烟杆的两端设有颜色起止标识，且烟杆两端的颜色起止标识设置为不同的颜色。
11.在其中一个例子中，所述编杆器还包括线绳架，所述线绳架安装于所述机械臂的中段顶部，所述绑线穿过所述线绳架。
12.在其中一个例子中，所述机械臂至少具有四个自由度。
13.本发明还提供一种所述的流水线式烟叶编杆装置的编烟方法，所述编烟方法包括：s1，将烟杆摆放在第一输送带的u型卡内，将烟叶摆放在烟杆两侧区域，并且使得烟柄头端略高于烟杆顶部；s2，控制器控制第一输送带和第二输送带启动，带动烟杆和烟叶向前移动，当识别机构检测到烟杆的首端后，控制第一输送带和第二输送带暂停，此时烟杆的首端超过第一输送带的末端并悬空，驱动机构驱动推爪伸出并将烟柄抵靠在烟杆上，控制机械臂动作将绑线缠绕在烟杆的首端；s3，驱动机构驱动推爪回缩，控制器控制第一输送带和第二输送带带动烟杆和烟叶向前移一组工位，驱动机构驱动推爪伸出并将烟柄抵靠在烟杆上，控制机械臂沿s型移动缠绕被固定的烟叶柄；s4，重复步骤s3，当识别机构检测到烟杆的末端后，控制器控制第一输送带和第二输送带向前移动预定距离，使得烟杆的尾端悬空于第二输送带的首端，控制机械臂动作将绑线缠绕在烟杆的尾端。
14.在其中一个例子中，在对首根烟杆进行编烟时，当识别机构检测到烟杆的首端后，人工将绑线绑扎在其首端。
15.本发明的有益效果是：本装置通过第一输送带和第二输送带完成烟叶和烟杆的输送，通过识别机构识别烟杆的首端和尾端，用来供编杆器启动编杆的开始与结束；在第一输送带和第二输送带之间设置间隔，间隔能够满足机械臂对烟杆头部和尾部的绑扎，两侧依次交替设置推爪，能够对烟柄进行临时固定，方便机械臂带动编杆器的绑扎操作。通过本方案，能够对批量烟叶绑杆过程进行流水操作，提高工作效率；解决了现有技术中不能满足大批量流水作业的问题。本发明设计合理、结构简单、自动化程度高、方便快捷、节省了大量劳动力，提高了生产效率，与现代烟草农业发展相匹配，实用性强，易于推广应用。
附图说明
16.图1为本流水线式烟叶编杆装置一视角示意图；图2为本流水线式烟叶编杆装置另一视角示意图；图3为编线单元的放大示意图；图4为机械臂自由端部的放大示意图；附图标记：输送单元
11机架，12第一输送带，13第二输送带，14u型卡，15烟杆放置区域标识，16烟柄定位标识；夹持单元21驱动机构，22推爪，221弧形凹槽；编线单元31机械臂，32编杆器，33识别机构，34颜色起止标识；321挑线杆，322线绳架，323线轮，324绑线。
具体实施方式
17.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
18.请参阅图1至图4，本实施方式一种流水线式烟叶编杆装置，包括输送单元、夹持单元、编线单元和控制单元。
19.输送单元，包括机架11、第一输送带12、第二输送带13和u型卡14，第一输送带12和第二输送带13安装在机架11上，第一输送带12与第二输送带13水平对齐，其高度、宽度均一致，第一输送带12的末端与第二输送带13的首端之间具有预定空间，以满足编线需要，在第一输送带12和第二输送带13的中部位置间隔安装有u型卡14，u型卡14的卡口朝上，烟杆可放置在u型卡14内，设置u型卡14能够对烟杆进行临时固定，避免移位。本实施例中，第一输送带12和第二输送带13均为皮带输送机。
20.为了提高编烟效率，在第一输送带12和第二输送带13上均设有烟杆放置区域标识15和烟柄定位标识16，烟杆放置区域标识15沿输送方向设置于输送带的中间区域，u型卡14安装在烟杆放置区域标识15处，烟柄定位标识16设置于烟杆放置区域标识15的两侧，且两侧烟柄定位标识16依次交替错开设置。本实施例中，烟柄定位标识16为两个条状标识，放置烟叶时烟柄位于两个条状标识之间，从而使得烟叶摆放规范，便于后续的编线处理。
21.夹持单元，包括驱动机构21和推爪22，驱动机构21为气动推杆，气动推杆横向安装在机架11上，推爪22安装在气动推杆的自由端，推爪22安装在第一输送带12的末端两侧，至少为两个，并且两侧的推爪22错开设置，推爪22距第一输送带12的输送台面预定距离，略微高过第一输送带12的输送台面，但低于烟杆的顶部位置，以便能够将沿柄抵固在烟杆上。推爪22为橡胶爪，在其自由端的中部设有弧形凹槽221，弧形凹槽221与烟柄配合将烟柄抵在烟杆上以使烟柄露出并固定，方便后续编杆。
22.编线单元，包括机械臂31、编杆器32和识别机构33。机械臂31安装在第一输送带12的末端与第二输送带13的首端之间位置的一侧，机械臂31至少具有四个自由度，以便能够进行姿态调整，防止绑杆时出现碰撞干涉。编杆器32包括挑线杆321、线绳架322、线轮323和绑线324，挑线杆321安装在机械臂31的端部，挑线杆321具有线孔，多个线绳架322安装在机械臂31的中部顶部，绑线324的一端穿过线孔延伸至外，另一端穿过线绳架322后缠绕在线轮323上。设置挑线杆321能够避免绑烟动作时与其他物体碰撞干涉，线绳架322起到支撑作用，防止绑线324缠绕在机械臂31上。识别机构33安装在机械臂31的端部，用于识别烟杆的
首端和尾端，本实施例中，识别机构33为颜色识别传感器，在烟杆的两端安装有颜色起止标识34，且首尾两端的颜色起止标识34为不同的颜色，例如黄色、蓝色。当识别机构33识别到烟杆头部的颜色起止标识34后，控制编杆器32开始对烟杆的头部进行缠绕绑扎。当识别机构33识别到烟杆尾部的颜色起止标识34后，控制编杆器32开始对烟杆的尾部进行缠绕绑扎。应当注意的是，在进行烟杆头部和尾部的绑扎时，机械臂31调整姿态，使挑线杆321倾斜，机械臂31带动挑线杆321绕烟杆的轴线旋转将绑线324缠绕在烟杆上。
23.控制单元，包括控制器，第一输送带12、第二输送带13、气动推杆和机械臂31均与控制器电性连接，由控制器控制相应动作。
24.上述流水线式烟叶编杆装置的编烟方法如下：s1，将烟杆摆放在第一输送带12的u型卡14内，将烟叶铺放在烟杆两侧区域，即烟柄定位标识16处，并使得烟柄头端略高于烟杆顶部。
25.s2，控制器控制第一输送带12和第二输送带13启动，带动烟杆和烟叶向前移动，当颜色识别传感器检测到烟杆的首端的颜色起止标识34后，控制第一输送带12和第二输送带13暂停，此时烟杆的首端超过第一输送带12的末端并悬空，气动推杆驱动推爪22伸出并将烟柄抵靠在烟杆上，控制机械臂31绕烟杆的轴线旋转动作将绑线324缠绕在烟杆的首端。
26.s3，气动推杆驱动推爪22回缩，控制器控制第一输送带12和第二输送带13带动烟杆和烟叶向前移一组工位，驱动机构21驱动推爪22伸出并将烟柄抵靠在烟杆上，使得烟柄头端向上伸出于烟杆的顶部，控制机械臂31沿s型移动缠绕被固定的烟叶柄。本实施例中，一组工位指的是当前采用推爪22固定的两端烟叶之间的距离。
27.s4，重复步骤s3，当颜色识别传感器检测到烟杆的末端的颜色起止标识34后，控制器控制第一输送带12和第二输送带13向前移动预定距离（两个输送带之间的距离），使得烟杆的尾端悬空于第二输送带13的首端，同时机械臂31带动编杆器32前移，机械臂31调整姿态对烟杆尾部进行缠绕绑扎即完成一个过程。
28.应当注意的是，在流水作业时，首根烟杆的头部绑扎需要人工完成，后续烟杆在尾部绑扎完成后，绑线324不会剪断，直接进行下一根烟杆的绑线324加工。在进行下一根烟杆头部绑扎前先移动大于两烟杆之间的距离，使绑线324被拉出较长距离，然后再返回烟杆头部，此时较长的绑线324自然下垂，方便后续烟杆头部的绑扎缠绕。在最终加工完成后，人工将相邻烟杆之间的绑线324剪断即可。
29.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。