全自動智能魚皮切割剝離方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全自動智能魚皮切割剝離方法，基于魚皮剝離裝置，所述的魚皮剝離裝置包括夾持機(jī)構(gòu)、環(huán)切刀(1)、分離刀(2)和剝皮機(jī)構(gòu)(3)，所述的夾持機(jī)構(gòu)包括魚鰓鉤(4)和尾夾機(jī)構(gòu)(5)，環(huán)切刀位于魚鰓鉤和尾夾機(jī)構(gòu)之間中心軸線的偏心位置，分離刀和剝皮機(jī)構(gòu)則位于魚鰓鉤側(cè)；所述的魚皮切割剝離方法包括如下步驟：裝夾、識別掃描、環(huán)形切割、魚皮分離、縱向切割和剝皮。本發(fā)明實現(xiàn)了魚皮的自動化分離，提高了魚皮剝離的效率，也避免了魚皮被破壞，也避免了刀具的干涉。
【專利說明】
全自動智能魚皮切割剝離方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及魚皮剝離技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種全自動智能魚皮切割剝離方法。
【背景技術(shù)】
[0002]魚皮可用作高檔皮鞋、皮包、服裝等的皮料，尤其是黑魚皮，營養(yǎng)豐富，富含膠原蛋白和氨基酸等物質(zhì)，可作為滋補(bǔ)食材或燒傷治療；同時可替代鱷魚、鯊魚、蛇類等國家保護(hù)動物的皮革。但目前黑魚去皮幾乎全部由人工完成，效率低，產(chǎn)品一致性差，且存在安全隱串
■/Ql、O
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的人工剝皮的工序，一般是將魚一分為二去除魚骨后，再用刀進(jìn)行皮肉分離。此工序需要加工工人長期積累經(jīng)驗才能完成，勢必也會將魚皮分成兩片，大大降低了其利用的價值。
[0004]由此可見，魚皮剝?nèi)〖庸ば袠I(yè)的機(jī)械化和自動化水平不高，并且缺乏統(tǒng)一的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品質(zhì)量只能依靠工人經(jīng)驗，同時人工剝皮環(huán)境惡劣且具有安全隱患，處于一種低投入、短期化的傳統(tǒng)加工發(fā)展階段?，F(xiàn)有技術(shù)自動化程度不高主要原因在于，魚皮自動分離需要考慮多重因素，對各個機(jī)構(gòu)的協(xié)同程度要求高。因而，研發(fā)自動化分離魚皮的方法，對于解決上述現(xiàn)有技術(shù)之問題顯得迫在眉睫。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)的一些自動剝離魚皮的機(jī)構(gòu)，由于技術(shù)并不完善，因此存在著多個刀具的控制需要諸多電機(jī)控制，同時刀具的運(yùn)動可能存在相互干涉的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的人工剝皮效率低、容易降低魚皮的利用價值、可能存在刀具干涉等問題，提供了一種能準(zhǔn)確高效地的實現(xiàn)機(jī)電一體化剝皮、有利于刀具的協(xié)同以減少干涉的全自動智能魚皮切割剝離方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種以下步驟的全自動智能魚皮切割剝離方法，基于魚皮剝離裝置，所述的魚皮剝離裝置包括夾持機(jī)構(gòu)、環(huán)切刀、分離刀和剝皮機(jī)構(gòu)，所述的夾持機(jī)構(gòu)包括位于同一水平設(shè)置的魚鰓鉤和尾夾機(jī)構(gòu)，所述的環(huán)切刀位于魚鰓鉤和尾夾機(jī)構(gòu)之間中心軸線的偏心位置，所述的環(huán)切刀、分離刀和剝皮機(jī)構(gòu)分別由電機(jī)驅(qū)動其運(yùn)動和進(jìn)給，所述的環(huán)切刀和分離刀由同一電機(jī)驅(qū)動二者在魚身長度方向上運(yùn)動，所述的環(huán)切刀和分離刀在魚身厚度方向的運(yùn)動則分別由相應(yīng)的進(jìn)給電機(jī)驅(qū)動；
[0008]所述的魚皮切割剝離方法包括如下步驟:
[0009]裝夾:由夾持機(jī)構(gòu)將待剝皮的魚身前后水平夾持，魚鰓鉤鉤住魚身的頭部，尾夾機(jī)構(gòu)夾持魚身的尾部；
[0010]識別掃描:使用機(jī)器視覺算法處理獲得的圖像信息，完成排卵孔識別后;并對魚身進(jìn)行三維掃描，得到環(huán)形切割位置和路徑、分離路徑、縱向切割路徑和剝皮路徑；
[0011 ]環(huán)形切割:環(huán)切刀到達(dá)排卵孔前方、魚鰓后方的環(huán)切位置，環(huán)切刀高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)給，此時魚鰓勾、魚尾夾同步旋轉(zhuǎn)，完成對黑魚魚身的360°環(huán)切；
[0012]魚皮分離:啟動分離刀，從環(huán)形切割的缺口進(jìn)入魚身皮肉結(jié)合處，根據(jù)分離路徑和魚身旋轉(zhuǎn)的角度，將魚鰓后方、排卵孔前方的魚皮與魚肉完全分離；
[0013]縱向切割:環(huán)切刀旋轉(zhuǎn)90度，第一次縱向切割從魚腹的一側(cè)走刀完成，經(jīng)轉(zhuǎn)動魚身，環(huán)切刀對準(zhǔn)魚腹的另一次，再次進(jìn)行縱向切割；
[0014]剝皮:剝皮機(jī)構(gòu)將行至皮肉分離處，將分離完畢的魚皮夾住，根據(jù)規(guī)劃好的剝皮路徑，將整張魚皮順利剝離。
[0015]采用以上方法，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):采用本發(fā)明，以上各個部件和動作協(xié)同配合作用，將待剝皮的魚身視作工件“加工”，經(jīng)過夾持、環(huán)形切割、分離魚皮和剝皮多個實施步驟，在一體化機(jī)電設(shè)備的協(xié)助下，各個刀片的運(yùn)動可通過步進(jìn)電機(jī)等機(jī)構(gòu)實現(xiàn)，環(huán)切刀在兩個步驟中可由電機(jī)直接帶動進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切換，環(huán)形切割便于魚皮和魚肉的分離，考慮到魚皮包裹在魚身上，通過先行切開魚皮再拉魚皮，可以得到完整的魚皮，又不易扯壞魚皮。本發(fā)明通過各個步驟的緊密銜接和協(xié)同配合，實現(xiàn)了魚皮的自動化分離，并得到整張魚皮，提高了魚皮剝離的效率，也避免了魚皮被破壞，由于對環(huán)切刀、分離刀進(jìn)行電機(jī)的協(xié)同驅(qū)動和控制，在減少電機(jī)使用的同時，也避免了刀具的干涉。
[0016]作為優(yōu)選，將魚身接地，將環(huán)切刀通過上拉電阻接高電平，實時讀取環(huán)切刀上的電平狀態(tài)；當(dāng)顯示為高電平時，則旋轉(zhuǎn)刀片尚未與魚身接觸，當(dāng)顯示為低電平時，則旋轉(zhuǎn)刀片與魚身接觸，以控制切割的進(jìn)給量。
[0017]作為優(yōu)選，當(dāng)由高電平轉(zhuǎn)為低電平的時刻則表征環(huán)切刀剛剛觸碰魚身，此時控制相應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)帶動環(huán)切刀向魚身厚度方向運(yùn)動，達(dá)到預(yù)設(shè)的進(jìn)給量后則停止進(jìn)給，魚身旋轉(zhuǎn)以完成環(huán)形切割。
[0018]作為優(yōu)選，在環(huán)形切割時，環(huán)切刀僅作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，依靠魚身旋轉(zhuǎn)來完成;在分離刀魚皮分離時，在分離刀伸入魚皮后，由夾持機(jī)構(gòu)帶動魚身轉(zhuǎn)動完成魚皮分離。該設(shè)計利用了魚身轉(zhuǎn)動來配合相應(yīng)刀的工作，實現(xiàn)效果更佳。
[0019]作為優(yōu)選，所述分離刀包括分離刀架、鉸接在分離刀架底部的分離刀片，分離刀片通過連桿與滑塊鉸接，滑塊可沿分離刀架上下移動。該分離刀的設(shè)計可以實現(xiàn)上下運(yùn)動、沿魚身方向運(yùn)動，分離刀可以擺動調(diào)整。
【附圖說明】
[0020]圖1為魚皮剝離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明縱向切割時的狀態(tài)示意圖。
[0022]圖3為尾夾機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為剝皮機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5為分離刀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中所示:1、環(huán)切刀，2、分離刀，2.1、分離刀架，2.2、分離刀片，2.3、連桿，2.4、滑塊，3、剝皮機(jī)構(gòu)，3.1、上剝皮指，3.2、下剝皮指，4、魚鰓鉤，5、尾夾機(jī)構(gòu)，5.1、座桿，5.2、肘桿機(jī)構(gòu)，5.3、夾持部，6、魚身，7、支架。
【具體實施方式】
[0026]下面就具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實施例。
[0027]本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實施例中詳細(xì)說明了具體的細(xì)節(jié)，而對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。此外，本發(fā)明之附圖中為了示意的需要，并沒有完全精確地按照實際比例繪制，在此予以說明。
[0028]如圖1、2和3所示，本發(fā)明的一種全自動智能魚皮切割剝離方法，基于魚皮剝離裝置，所述的魚皮分離裝置包括夾持機(jī)構(gòu)、環(huán)切刀1、分離刀2和剝皮機(jī)構(gòu)3，所述的夾持機(jī)構(gòu)包括位于同一水平設(shè)置的魚鮑鉤4和尾夾機(jī)構(gòu)5，所述的環(huán)切刀I位于魚鮑鉤4和尾夾機(jī)構(gòu)5之間中心軸線的偏心位置，所述的環(huán)切刀、分離刀和剝皮機(jī)構(gòu)分別由電機(jī)驅(qū)動其運(yùn)動和進(jìn)給，所述的環(huán)切刀和分離刀由同一電機(jī)驅(qū)動二者在魚身長度方向上運(yùn)動，所述的環(huán)切刀和分離刀在魚身厚度方向的運(yùn)動則分別由相應(yīng)的進(jìn)給電機(jī)驅(qū)動；
[0029]所述的魚皮切割剝離方法包括如下步驟:
[0030]裝夾:由夾持機(jī)構(gòu)將待剝皮的魚身前后水平夾持，魚鰓鉤鉤住魚身的頭部，尾夾機(jī)構(gòu)夾持魚身的尾部；
[0031]識別掃描:使用機(jī)器視覺算法處理獲得的圖像信息，完成排卵孔識別后;并對魚身進(jìn)行三維掃描，得到環(huán)形切割位置和路徑、分離路徑、縱向切割路徑和剝皮路徑；
[0032]環(huán)形切割:環(huán)切刀到達(dá)排卵孔前方、魚鰓后方的環(huán)切位置，環(huán)切刀高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)給，此時魚鰓勾、魚尾夾同步旋轉(zhuǎn)，完成對黑魚魚身的360°環(huán)切；
[0033]魚皮分離:啟動分離刀，從環(huán)形切割的缺口進(jìn)入魚身皮肉結(jié)合處，根據(jù)分離路徑和魚身旋轉(zhuǎn)的角度，將魚鰓后方、排卵孔前方的魚皮與魚肉完全分離；
[0034]縱向切割:環(huán)切刀旋轉(zhuǎn)90度，第一次縱向切割從魚腹的一側(cè)走刀完成，經(jīng)轉(zhuǎn)動魚身，環(huán)切刀對準(zhǔn)魚腹的另一次，再次進(jìn)行縱向切割；
[0035]剝皮:剝皮機(jī)構(gòu)將行至皮肉分離處，將分離完畢的魚皮夾住，根據(jù)規(guī)劃好的剝皮路徑，將整張魚皮順利剝離。
[0036]所述的尾夾機(jī)構(gòu)5包括座桿5.1、肘桿機(jī)構(gòu)5.2和夾持部5.3，所述的肘桿機(jī)構(gòu)5.2的兩端分別連接在座桿5.1和夾持部5.3上，夾持部5.3在肘桿機(jī)構(gòu)5.2的帶動下打開和夾緊；
[0037]通過三維圖像掃描魚身，得到環(huán)形切割位置和路徑、分離路徑、縱向切割路徑和剝皮路徑。所述的三維圖像掃描是指使用機(jī)器視覺算法處理獲得的圖像信息，完成三維掃描。由夾持機(jī)構(gòu)將待剝皮的魚身6前后水平夾持，通過環(huán)切刀I繞魚身作環(huán)形切割，分離刀2從環(huán)形切割處的切痕伸入魚身將魚皮與魚身相分離，然而再由環(huán)切刀I沿魚身長度方向作縱向切割魚皮，之后剝皮機(jī)構(gòu)3剝下魚皮，剝皮機(jī)構(gòu)剝皮過程中，尾夾機(jī)構(gòu)松開，以得到整張魚皮。
[0038]所述的對魚腹兩側(cè)魚皮作縱向切割包括兩次切割，第一次縱向切割從魚腹的一側(cè)走刀完成，經(jīng)轉(zhuǎn)動魚身，環(huán)切刀對準(zhǔn)魚腹的另一次，再次進(jìn)行縱向切割。為了消除魚鰭的影響，剖腹需要二次走刀。第一次走刀結(jié)束后，魚身旋轉(zhuǎn)10°，剖腹機(jī)構(gòu)進(jìn)行第二次走刀，從而消除魚鰭的影響。由環(huán)切刀I沿魚身長度方向作縱向切割魚皮時，由于采用了環(huán)切刀和分離刀的協(xié)同驅(qū)動，實現(xiàn)分離刀與環(huán)切刀一起運(yùn)動，但分離刀后退，并不觸碰魚身；在分離刀進(jìn)行皮肉分離，環(huán)切刀后撤，脫離魚身，分離刀前進(jìn)，觸碰魚身，從而避免了二者的干涉，減少了電機(jī)和自由度。
[0039]所述的環(huán)切刀I安裝在支架7上，所述的支架7可上下、左右和轉(zhuǎn)動運(yùn)動；在環(huán)形切割時，所述環(huán)切刀I與魚身6的長度方向垂直，在作縱向切割時，所述的環(huán)切刀I與魚身6的長度方向平行；即由步進(jìn)電機(jī)帶動支架轉(zhuǎn)動作90度旋轉(zhuǎn)，使得環(huán)切刀3在兩個工序中得到應(yīng)用。
[0040]進(jìn)給量的精確控制可通過如下方法實現(xiàn):將魚身接地，將環(huán)切刀通過上拉電阻接高電平，實時讀取環(huán)切刀上的電平狀態(tài)；當(dāng)顯示為高電平時，則旋轉(zhuǎn)刀片尚未與魚身接觸，當(dāng)顯示為低電平時，則旋轉(zhuǎn)刀片與魚身接觸，以控制切割的進(jìn)給量。
[0041]當(dāng)由高電平轉(zhuǎn)為低電平的時刻則表征環(huán)切刀剛剛觸碰魚身，此時控制相應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)帶動環(huán)切刀向魚身厚度方向運(yùn)動，達(dá)到預(yù)設(shè)的進(jìn)給量后則停止進(jìn)給，魚身旋轉(zhuǎn)以完成環(huán)形切割。
[0042]在環(huán)形切割時，環(huán)切刀僅作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(自轉(zhuǎn))，依靠魚身旋轉(zhuǎn)來完成;在分離刀魚皮分離時，在分離刀伸入魚皮后，由夾持機(jī)構(gòu)帶動魚身轉(zhuǎn)動完成魚皮分離。該設(shè)計利用了魚身轉(zhuǎn)動來配合相應(yīng)刀的工作，實現(xiàn)效果更佳。
[0043]所述的分離刀為水平鉤狀設(shè)置。便于將分離刀伸入魚皮，將魚皮和魚肉分離，以利于后面的剝皮。
[0044]如圖4所示，剝皮機(jī)構(gòu)包括上剝皮指3.1和下剝皮指3.2，所述的上剝皮指3.1和下剝皮指3.2相互運(yùn)動用于夾住魚皮。
[0045]如圖5所示，所述分離刀包括分離刀架2.1、鉸接在分離刀架2.1底部的分離刀片2.2，分離刀片2.2通過連桿2.3與滑塊2.4鉸接，滑塊2.4可沿分離刀架2.1上下移動。
[0046]以上僅就本發(fā)明較佳的實施例作了說明，但不能理解為是對權(quán)利要求的限制。本發(fā)明不僅局限于以上實施例，其具體結(jié)構(gòu)允許有變化?？傊苍诒景l(fā)明獨(dú)立權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)所作的各種變化均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種全自動智能魚皮切割剝離方法，基于魚皮剝離裝置，所述的魚皮剝離裝置包括夾持機(jī)構(gòu)、環(huán)切刀(I)、分離刀(2)和剝皮機(jī)構(gòu)(3)，所述的夾持機(jī)構(gòu)包括位于同一水平設(shè)置的魚鰓鉤(4)和尾夾機(jī)構(gòu)(5)，所述的環(huán)切刀(I)位于魚鰓鉤(4)和尾夾機(jī)構(gòu)(5)之間中心軸線的偏心位置，所述的環(huán)切刀、分離刀和剝皮機(jī)構(gòu)分別由電機(jī)驅(qū)動其運(yùn)動和進(jìn)給，所述的環(huán)切刀和分離刀由同一電機(jī)驅(qū)動二者在魚身長度方向上運(yùn)動，所述的環(huán)切刀和分離刀在魚身厚度方向的運(yùn)動則分別由相應(yīng)的進(jìn)給電機(jī)驅(qū)動； 所述的魚皮切割剝離方法包括如下步驟: 裝夾:由夾持機(jī)構(gòu)將待剝皮的魚身前后水平夾持，魚鰓鉤鉤住魚身的頭部，尾夾機(jī)構(gòu)夾持魚身的尾部； 識別掃描:使用機(jī)器視覺算法處理獲得的圖像信息，完成排卵孔識別后;并對魚身進(jìn)行三維掃描，得到環(huán)形切割位置和路徑、分離路徑、縱向切割路徑和剝皮路徑； 環(huán)形切割:環(huán)切刀到達(dá)排卵孔前方、魚鰓后方的環(huán)切位置，環(huán)切刀高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)給，此時魚鰓勾、魚尾夾同步旋轉(zhuǎn)，完成對黑魚魚身的360°環(huán)切； 魚皮分離:啟動分離刀，從環(huán)形切割的缺口進(jìn)入魚身皮肉結(jié)合處，根據(jù)分離路徑和魚身旋轉(zhuǎn)的角度，將魚鰓后方、排卵孔前方的魚皮與魚肉完全分離； 縱向切割:環(huán)切刀旋轉(zhuǎn)90度，第一次縱向切割從魚腹的一側(cè)走刀完成，經(jīng)轉(zhuǎn)動魚身，環(huán)切刀對準(zhǔn)魚腹的另一次，再次進(jìn)行縱向切割； 剝皮:剝皮機(jī)構(gòu)將行至皮肉分離處，將分離完畢的魚皮夾住，根據(jù)規(guī)劃好的剝皮路徑，將整張魚皮順利剝離。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動智能魚皮切割剝離方法，其特征在于:進(jìn)給量的精確控制可通過如下方法實現(xiàn):將魚身接地，將環(huán)切刀通過上拉電阻接高電平，實時讀取環(huán)切刀上的電平狀態(tài)；當(dāng)顯示為高電平時，則旋轉(zhuǎn)刀片尚未與魚身接觸，當(dāng)顯示為低電平時，則旋轉(zhuǎn)刀片與魚身接觸，以控制切割的進(jìn)給量。3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全自動智能魚皮切割剝離方法，其特征在于:當(dāng)由高電平轉(zhuǎn)為低電平的時刻則表征環(huán)切刀剛剛觸碰魚身，此時控制相應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)帶動環(huán)切刀向魚身厚度方向運(yùn)動，達(dá)到預(yù)設(shè)的進(jìn)給量后則停止進(jìn)給，魚身旋轉(zhuǎn)以完成環(huán)形切割。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動智能魚皮切割剝離方法，其特征在于:在環(huán)形切割時，環(huán)切刀僅作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，依靠魚身旋轉(zhuǎn)來完成;在分離刀魚皮分離時，在分離刀伸入魚皮后，由夾持機(jī)構(gòu)帶動魚身轉(zhuǎn)動完成魚皮分離。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動智能魚皮切割剝離方法，其特征在于:所述分離刀包括分離刀架(2.1)、鉸接在分離刀架(2.1)底部的分離刀片(2.2)，分離刀片(2.2)通過連桿(2.3)與滑塊(2.4)鉸接，滑塊(2.4)可沿分離刀架(2.1)上下移動。
【文檔編號】A22C25/08GK105875792SQ201610430242
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】趙明巖
【申請人】中國計量學(xué)院