智能化去除核桃青皮的方法与流程

本发明涉及核桃加工领域，尤其涉及智能化去除核桃青皮的方法。

背景技术：

在传统的核桃剥青皮机中，通常包括机架、钢丝轮轴、螺旋轴和电机带动的皮带轮，钢丝轮轴和螺旋轴的两端均通过轴承支撑连接子在机架上，通过钢丝轮轴、弹簧压片组件和螺旋轴三方形成挤压腔对核桃果进行挤压，以实现核桃青皮完全被剥离。但是在该去除青皮方法中，是对大量的核桃同时进行处理，而不能够保证每个核桃在去除青皮后立即从该机器中取出，以保证核桃内部硬皮的完整性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供智能化去除核桃青皮的方法，以实现在保护核桃的同时去除青皮的完整性。

本发明的技术方案是：一种智能化去除核桃青皮的方法，所述方法包括步骤：

S1、启动第一传送带，未去青皮的核桃逐个从所述第一传送带的入口处落入吸盘上，所述第一传送带将所有核桃分别移送至与第一切割组件一一对应处，所述第一传送带停止运动；

S2、第一气缸的伸缩轴伸出，位于核桃两侧的第一固定板将该核桃抵住；

S3、第二气缸的伸缩轴伸出，带动第一切刀切入对应核桃的青皮内；

S4、第一电机转动，带动核桃转动，所述第一切刀切除青皮；

S5、所述第一气缸伸缩轴收缩，核桃重新落入对应的吸盘中，启动所述第一传送带，所有经所述第一切刀处理后的核桃移动至于第二切割组件一一对应处；

S6、第四气缸的伸缩轴伸出且两爪气缸带动两爪打开，当所述两爪移动至核桃处后两爪闭合抓取核桃；

S7、位于核桃两侧的第三气缸的伸缩轴伸出，带动两侧的两个第二切刀分别移动至核桃的两个对侧面，所述第四气缸带动核桃上下移动，所述第二切刀切除核桃两侧的青皮。

较佳的，步骤S4和步骤S5之间还包括步骤：

S01、每次所述第一电机转动一周后均从每个核桃的正上方采集核桃图像并进行处理，根据所述核桃图像判断在核桃的预定范围内是否检测出青皮，若有，执行步骤S02；否则，执行步骤S5；

S02、根据所述核桃图像判断核桃内表面是否露出，若露出，执行步骤S03；否则，执行步骤S3；

S03、位于核桃两侧的所述第一气缸协同作用带动核桃沿所述第一气缸的轴向方向移动，返回步骤S3。

较佳的，步骤S01之前还包括步骤：

S00、获取所述第一传送带两侧相对设置两个所述第一固定板的距离，通过所述距离获取这两个所述第一固定板夹取的核桃对应的预定范围。

较佳的，步骤S01之前还包括步骤：

S00、获取所述第一传送带两侧相对设置两个所述第一固定板的距离，通过所述距离获取这两个所述第一固定板夹取的核桃对应的预定范围。

较佳的，获取所述第一传送带两侧相对设置两个所述第一固定板的距离的过程包括步骤：

S001、沿所述第一固定板正上方的第二气缸的轴向方向拍摄图像，获取固定板图像；

S002、将所述固定板图像进行预处理，获取灰度图像；

S003、获取所述灰度图像中所有沿竖直方向上的直线线条；

S004、从所有所述直线线条中识别出所述第一固定板对应的四条线条；

S005、获取识别出的四条线条中距离最近的两条线条的宽度值；

以及，重复步骤S001至步骤S002若干次，获取若干个所述宽度值，对所述宽度值进行处理获取最终宽度值，根据所述最终宽度值获取所述预定范围。

较佳的，所述最终宽度值的计算公式为：

H_i＝min(H_i')

其中，H为所述最终宽度值，m为将所有所述宽度值进行划分后的组数，为第i组中所述宽度值的平均值，H_i'为第i组中所述宽度值的标准差，H_i为m组中宽度标准差的最小值，n为每次测量的图像采集器的个数，L_i,j为第i组中第j个图像采集器获取的宽度值，h(H_i')为第一选择函数，H_ia为第i组内的备用宽度值，h(h(F_i'))为与第一选择函数h(H_i')定义域相反的第二选择函数。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过上述方法，实现了对核桃的快速、精准的去青皮处理。两级切割组件的使用，在保证不损伤核桃内部的同时对青皮进行了快速、精准的去除。此外，在切除青皮的过程中不断的判断是否已经切割刀核桃的表皮处，以此保证了整个切除过程的精细以及对核桃内表面的保护。值得指出的是，由于核桃尺寸的不同，所以在切割过程中的要求也不同，因此采用根据核桃宽度确定预定范围的方式，使得整个切割过程更加精细且智能化。最后，为了保证整个切割过程的准确性，在统计最终宽度值时采用了多次采集数据并对这些数据进行处理以获取最优结果的方式，提高了预定范围的准确性。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明一种去除核桃青皮的流水线的部分结构示意图一；

图2为本发明一种去除核桃青皮的流水线的部分结构示意图二；

图3为本发明一种去除核桃青皮的流水线中运输通道的结构示意图；

图4为本发明一种去除核桃青皮的流水线中二次去皮装置的结构示意图；

图5为本发明智能化去除核桃青皮的方法的流程图一；

图6为本发明智能化去除核桃青皮的方法的流程图二；

图7为本发明智能化去除核桃青皮的方法的流程图三；

如图中：1、切割架；11、下部支撑板；12、上部支撑板；2、第一传送带；21、吸盘；31、第一电机；32、第一气缸；33、第一固定板；34、第二气缸；35、第一切刀；41、第三气缸；42、第二固定板；43、第二切刀；44、第四气缸；45、两爪气缸；5、运输通道；51、底座；52、第二传送带；53、导向板；54、挡板；55、滑轨；6、二次去皮装置；61、支架；62、钢丝桶；63、漏斗口；64、第二电机；65、毛刷辊；66、水管；67、水龙头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明智能化去除核桃青皮的方法进行详细说明。

如图1所示，一种去除核桃青皮的流水线，包括：

切割架1，该切割架1上设置也有下部支撑板11，顶部设置有上部支撑板12；

第一传送带2，设置在切割架1的下部支撑板11上，能够在下部支撑板11上移动以进行核桃的传送；

若干第一切割组件，设置在切割架1上，用以绕核桃的圆周对核桃青皮进行去除；

若干第二切割组件，设置在切割架1上，用以去除核桃两端的青皮；

运输通道5，设置在第一传送带2的尾部，用以将第二切割组件切割后的核桃进行输送；

二次去皮装置6，与运输通道5连接，用以将运输通道5上传送来的、经第一切割组件和第二切割组件处理过的核桃进行再次去皮清洁处理。

具体来说，在上述流水线中，核桃首先通过流水线入口处挨个进入第一传送带2上，第一传送带2将与第一切割组件数量相同的核桃分别传送至每个第一切割组件相对应的位置处，第一切割组件将对应位置的核桃进行第一次去皮处理，以将绕核桃一周的青皮去除。然后，第一传送带2启动，这些核桃依次运送至每个第二切割组件相对应的位置处，然后第二切割组件对核桃进行二次去皮，以去除核桃两端的青皮。最后，通过运输通道5，将这批核桃传送至二次去皮装置6，实现对核桃青皮的完全去除。在该装置中，如图2所示，第一切割组件和第二切割组件的数量是相同的，通过这种方式能够实现对同时对一批核桃进行去青皮处理，相对于每次处理一个核桃，该流水线大大提高了工作效率。

近一步来讲，第一传送带2上设置有若干个吸盘21。工作时，随着第一传送带2的移动吸盘21也在移动每个吸盘21能够吸附一个从流水线入口处进入的核桃。其中，相邻吸盘21的距离与相邻的第一切割组件或相邻的第二切割组件的距离都相同，所以吸盘21能够准确的将每批核桃送至第一切割组件或者第二切割组件相对应的位置，以保证整个流水线的准确性，提高工作效率。

近一步来讲，第一切割组件包括相对设置在传送带两侧的固定转动单元，每个固定转动单元都包括固定设置在下部支撑板11上的第一电机31，第一电机31的输出轴上固定有第一气缸32，第一气缸32伸缩轴上固定安装有与第一气缸32的伸缩轴垂直设置的第一固定板33。值得指出的是，第一电机31的输出轴与第一气缸32的伸缩轴的轴线在同一条直线上。当核桃运送至第一切割组件对应的位置时，两端的第一气缸32伸缩轴均伸出，通过两侧的两块第一固定板33将相应一组的第一切割组件所对应的吸盘21上的核桃固定夹住。

除此之外，第一切割组件还包括设置在上部支撑板12下端面的第二气缸34，该第二气缸34的伸缩轴垂直向下，该伸缩轴的最底部固定有第一切刀35。当相对应的第一固定板33将核桃夹住后，吸盘21停止吸力，上部的伸缩第二气缸34伸出，第一切刀35与青皮接触，然后对应设置的两个第一电机31同时以相同的速度绕相同的方向转动，带动核桃转动，进而实现了对青皮的切割。值得指出的是，由于如果第一切刀35插入青皮的深度过深，会对内部核桃皮造成破坏，所以再完成一周的切割后，上部的伸缩第二气缸34再一点点的向下移动，以实现对青皮的一层层的切除，保证了内部核桃的完整性。

其中，由于上部的第一切刀35宽度很小，所以每次只能对核桃的很小面积的一圈进行切割，所以在实际应用中个，两侧的伸缩第二气缸34配合作用，实现核桃的左右移动，以此最大限度的对核桃进行切割。通过上述方式，实现了对核桃的精细化切割，保证了核桃皮的完整性。

近一步来讲，第二切割组件包括设置在第一传送带2两侧并相对设置的第三气缸41，第三气缸41的伸缩轴上固定设置有一第二固定板42，第二固定板42上沿水平方向设置有第二切刀43。除此之外，第二切割组件还包括设置在上部支撑板12下端面的第四气缸44(图中未示出)以及设置在第四气缸44伸缩轴上的两爪气缸45，两爪气缸45的打开和/或闭合方向与第一传送带2的传送方向在同一条直线上。工作时，当经第一切割组件切割处理后的核桃通过第一传送带2传送至第二切割组件相应的位置后，第四气缸44伸出同时两爪气缸45启动打开两爪，然后将两爪气缸45向下移动至核桃处，两爪气缸45工作，两爪闭合，将核桃固定。值得指出的是，两爪卡在核桃的中间部分，即卡在核桃在第一切割组件处已经去去掉青皮的地方。之后，两侧的第三气缸41均向着核桃方向伸出，第四气缸44伸缩运动带动核桃的上下移动，以此实现对核桃两端青皮的去除。此外，为了保证核桃皮的完整性，所以第二切刀43每次插入青皮的厚度不大，即第三气缸41慢慢的向前推进，以此在尽可能去除青皮的前提下实现了对核桃皮的最大保护。

此外，两组切割组件的配合使用，先按照圆周方向绕青皮进行去皮，但是由于核桃两端被第一固定板33抵住，所以两端的青皮通过第一切割组件不能够去除。但是，在第二切割组件处，针对核桃两端的青皮，用两爪固定在核桃去除了青皮的位置后，利用设置在第一传送带2两端的、固定在第四气缸44上的刀片，实现了对核桃两端青皮的去除。

近一步来讲，由于核桃在去青皮过程中会产生大量的青皮，如果过多的青皮搁置在下部支撑板11上，会对后续工作造成影响。所以，在下部支撑板11上设置有多个通孔(图中未示出)，以防止大量青皮堆积在下部支撑板11上。

近一步来讲，如果第一传送带2的一端直接和运输通道5相连接，那么第一传送带2上去皮后的核桃以及第一传送带2上散落下来的青皮会全部通过运输通道5传送至下一环节，这将影响后续对核桃的处理。所以，如图3所示，运输通道5包括底座51、第二传送带52和导向板53，第二传送带52和导向板53的两端都设置有挡板54，且第二传送带52两端的挡板54和导向板53两端的挡板54固定连接。此外，该第二传送带52水平设置，底座51上设置有滑轨55，导向板53的底部设置有能够在该滑轨55上移动的卡槽。此外，底座51上还固定设置有第五气缸(图中未示出)，导向板53的侧面与有第五气缸的伸缩轴固定连接，第五气缸的伸缩带动导向板53在滑轨55上的滑动。工作时，当第二切割组件对核桃加工完成后，第四气缸44带动两爪气缸45向上移动，第五气缸启动带动运输通道5运动，第二传送带52移动至两爪的正下方，两爪气缸45控制两爪打开，所有的核桃落入第二传送带52上。第二传送带52启动，核桃随着第二传送带52移动至导向板53上，随之向下滑落。值得指出的是，在第二切割组件进行切割工作时，第二传送带52位于第二切割组件的侧边，并不影响第二切割组件的正常工作。此外，第二传送带52的长度足够长，所有两爪上的核桃都能够落入第二传送带52上。通过该运输通道5，保证了所有切割下来的青皮不进入下一处理环节，不但能够为下一处理环节提供了最好的工作条件，防止青皮影响了后续的处理，提高了去皮的高效性。除此之外，采摘下来的核桃青皮表面都较脏，通过这种方式将脏的部分从第一环节就去除掉，保证了后续环境的卫生。而在现有的去青皮装置中，通常是将大量的核桃统一进行青皮处理，在这过程中需要用大量的水进行冲洗，水的浪费相当严重。所以通过上述流水线，在保证核桃内部完整的同时快速、准确的去除了青皮，且整个工作环境干净卫生，不需要利用水就能够保证去皮后核桃的干净度，大大的节约了水资源，保护环境的同时节约了成本。

近一步来讲，如图4所示，二次去皮装置6包括一支架61，该支架61上设置有一表面呈网格状的钢丝桶62，该钢丝桶62呈倾斜设置。在钢丝桶62的上端设置有一漏斗形的漏斗口63，该漏斗口63设置在运输通道5导向板53的出口处，从导向板53上滑落的核桃进入该漏斗口63中。在该钢丝桶62内还设置有毛刷辊65以及第二电机64，其中毛刷辊65和第二电机64均是倾斜设置，毛刷辊65位于钢丝桶62的内部，第二电机64位于钢丝桶62的外部，且第二电机64的输出轴的轴线与毛刷辊65的轴线在同一直线上。工作时，核桃从漏斗口63 进入钢丝桶62，而第二电机64带动毛刷辊65转动，毛刷辊65上的毛刷对核桃进行再次清洁，即在毛刷的作用下，残留在核桃上的少量青皮被完全去除，以此保证了去皮的完整性。另外，钢丝桶62的使用，保证了去掉的青皮能够从桶内露出，即青皮不在桶内堆积，进而实现了整个装置的持久运行。

近一步来讲，由于二次去皮装置6是对少量残留青皮的去除，所以可能有少部分青皮粘在毛刷上部易掉落。因此，二次去皮装置6上还设置有洒水单元，该洒水单元包括沿钢丝桶62倾斜方向且位于钢丝桶62外部的水管66，水管66上设置有若干个喷洒式水龙头67。

近一步来讲，毛刷辊65上间隔设置有硬毛和软毛，硬毛是用来去除核桃上残余青皮，而软毛是用来对核桃进行清扫。通过这种方式，在完全去除青皮的同时，也实现了核桃的清洁处理，即从该流水线上出来的核桃已经足够干净，不需要再进行清洁或二次处理。另外，在钢丝桶62的下端设置有出口，由于钢丝桶62、毛刷辊65都是倾斜设置，所以由于重力的作用，核桃能够再经毛刷辊65处理后从出口滑落出来。

针对上述一种去除核桃青皮的流水线，本发明还提出了一种智能化去除核桃青皮的方法。

一种智能化去除核桃青皮的方法，包括步骤：

如图5所示，S1、启动第一传送带2，未去青皮的核桃逐个从第一传送带2的入口处进入传送带上的吸盘21处，其中与第一切割组件数量相同的吸盘21上均吸住一个核桃，并将核桃移动至与第一切割组件一一对应处，第一传送带2停止运动；

S2、第一气缸32的伸缩轴伸出，位于核桃两侧的第一固定板33将核桃抵住；

S3、第二气缸34的伸缩轴伸出，带动第一切刀35切入核桃的青皮内；

S4、第一电机31转动，带动核桃随之转动，第一切刀35绕核桃切除青皮；

S5、第一气缸32伸缩轴收缩，核桃重新落入对应的吸盘，启动第一传送带2，核桃移动至与第二切割组件一一对应处；

S6、第四气缸44的伸缩轴伸出且两爪气缸45带动两爪打开，第四气缸44带动两爪气缸45向下移动，两爪闭合抓取核桃；

S7、第三气缸41的伸缩轴伸出，带动第二切刀43移动至核桃的侧面，第四气缸44带动核桃上下移动，第二切刀43切除核桃两侧的青皮。

具体来说，如图6所示，步骤S4和步骤S5之间还包括步骤：

S01、每次第一电机转动一周后均从核桃的正上方采集核桃图像并进行处理，判断在核桃图像的预定范围是否检测出青皮，若有，执行步骤S02；否则，执行步骤S5；

S02、判断当次切割处理后核桃内表面是否露出，若不是，执行步骤S3；否则，执行步骤S03；

S03、位于核桃两侧的第一气缸32协同作用带动核桃沿第一气缸32的轴向方向移动，返回步骤S3。

其中，上述预定范围指的是，从核桃正上方采集到的核桃图像中，在该图像的中间部分是否出现青皮的颜色(通常为绿色)。通过这种方式，能够判断是否尽可能在在预定范围内完成了对青皮的去除，如果完成了，则由第二切割组件进行下一步骤，否则，则需要第一切割组件中的第一气缸32的左右移动，帮助第一切刀35尽可能的去除核桃圆周方向上的青皮，以此保证了对青皮最精细的去除。

近一步来讲，该预定范围与核桃的直径有关的，即在步骤S01之前还包括步骤：

S00、获取第一传送带2两侧相对设置的第一固定板33之间的距离(该距离即为核桃的直径)，通过该距离获取此时两个第一固定板33之间的核桃对应的的预定范围。

其中，如图7所示，获取第一传送带2两侧相对设置的第一固定板33之间的距离的过程包括步骤：

S001、沿该第一固定板33正上方的第二气缸34的轴向方向拍摄图像，获取固定板图像；

S002、将该固定板图像进行预处理，获取灰度图像；

S003、以第一传动带2的传送方向作为竖直方向，获取灰度图像中所有沿竖直方向上的直线线条；

S004、从所有所述直线线条中识别出第一固定板33对应的四条线条；

S005、获取四条线条中距离最近的两条直线线条的宽度值，该距离即为相对设置的第一固定板33之间的距离。

值得指出的是，在实际应用中，如果仅仅采集一次固定板图像并进行计算获取了结果，该结果的可靠性不高，极有可能存在较大的误差。所以，在上述方法中，需要多次重复S001-S005的过程，获取多个宽度值，并对该宽度值进行选择，以将获取的最终宽度值作为相对设置的第一固定板33之间的距离。

下面对最终宽度值的计算公式进行详细描述：

H_i＝min(H_i')

其中，H为最终宽度值，m为将所有的宽度值中划分出来的组数(即将每次采集图像后获取的宽度值都按照计算顺序排列起来，并将这些数据划分成若干组)，为第i组中宽度值的平均值，H_i'为第i组中宽度值的标准差，H_i为m组中宽度标准差的最小值，n为每次测量的图像采集器的个数，L_i,j为第i组中第j个图像采集器获取的宽度值，h(H_i')为第一选择函数，对满足函数要求的数值进行选择，H_ia为第i组内的备用宽度值，h(h(F_i'))为与第一选择函数h(H_i')定义域相反的第二选择函数，对满足函数要求的数值进行选择。

通过上述方法，实现了对核桃的快速、精准的去青皮处理。两级切割组件的使用，在保证不损伤核桃内部的同时对青皮进行了快速、精准的去除。此外，在切除青皮的过程中不断的判断是否已经切割刀核桃的表皮处，以此保证了整个切除过程的精细以及对核桃内表面的保护。值得指出的是，由于核桃尺寸的不同，所以在切割过程中的要求也不同，因此采用根据核桃宽度确定预定范围的方式，使得整个切割过程更加精细且智能化。最后，为了保证整个切割过程的准确性，在统计最终宽度值时采用了多次采集数据并对这些数据进行处理以获取最优结果的方式，提高了预定范围的准确性。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。