具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图2-10，一种取菠萝肉的全自动装置，包括机架1、固定在机架1上的用于驱动去皮后的菠萝以其轴心为转动中心进行转动的转动模块2，还包括固定在机架1上的刀片模块3、第一识别模块4、设置在转动模块2上方的第二识别模块5；

所述第一识别模块4用于识别菠萝在轴向上不同位置的宽度；

所述第二识别模块5用于识别转动模块2上的菠萝表面的菠萝眼；

所述刀片模块3包括刀片31、用于驱动刀片31沿菠萝的轴向移动和垂直于菠萝轴向移动的移动模块；垂直于刀片31的长度方向上所述刀片31的剖面为V字形；所述刀片31的长度方向和转动模块2的轴心呈预设夹角，所述刀片31的自由端为刃口。

在实际应用中，将菠萝去头去尾去皮后，得到只有黄色果肉的菠萝，该菠萝上有若干菠萝眼。上述的无果皮的菠萝可以通过人工切削或者市场在售的菠萝削皮机，该类型菠萝削皮机可为手动，也可以为全自动，在各大电商平台均可轻易采购得到。

众所周知的，在手工削菠萝眼的过程中，菠萝去眼一般是按照倾斜方向、通过V字型的刀片31去除菠萝眼，在此过程中取出菠萝眼和少量果肉。本发明也是基于该原理进行开发。

转动模块2将去皮的菠萝夹持住，并使菠萝能够以其自身的轴心转动，第一识别模块4识别菠萝在轴向上不同位置的宽度；第二识别模块5用于识别转动模块2上的菠萝表面的菠萝眼。

通过上述测量可以得到两组数据：

数据1：菠萝轴向不同位置的宽度，这个数据是用来确定刀片31移动到菠萝轴向的特定位置时，移动模块调整刀片31到设定的横向位置，以保证刀片31和菠萝的边缘相切；

数据2：菠萝表面的菠萝眼，在倾斜的直线上，菠萝眼一般是规则排列的，所以，可以确定倾斜的直线的角度，以及该直线上不同位置的菠萝眼对应的菠萝的轴向位置；这个数据是用于控制移动模块的纵向移动速度和转动模块2的转动速度，以使当某一轴向位置的菠萝眼转动到需要和切刀相切的位置时，切刀能够准确的纵向移动到位。

通过这两组数据，就可以设定转动模块2的转速，以及在该转速的基础上，移动模块的横向、纵向移动位置，进而实现刀片31对于菠萝眼的去除。

在去除菠萝眼的具体过程中，和传统的手工去除菠萝眼的过程无异。

优选地，所述移动模块包括固定在机架1两侧的导轨32、与导轨32滑动配合的滑块33，两滑块33之间设有导向杆34、轴承以及与轴承配套的丝杆35，其中一块滑块33上设有用于驱动丝杆35的第一电机36，所述导向杆34和丝杆35上套设有刀座37，所述刀座37上固定所述刀片31；所述滑块33通过第二电机38驱动沿导轨32滑动。

可见，移动模块实现横向移动，是通过第二电机驱动滑块33滑动，滑块33带动导向杆34、丝杆35移动的，进而实现刀座37、刀片31的横向移动。

而刀片31的纵向移动则是第二电机驱动丝杆35带动刀座37纵向移动实现。

转动模块2一般为两根转轴，转轴21的端部设有棘爪22，棘爪刺入菠萝的端部，转轴通过第三电机23驱动转动。

优选地，所述滑块33和第二电机之间通过齿条皮带传动，所述刀片31以角度可调的方式固定在刀座37上。更为具体来说，刀片31和刀座37之间通过螺栓锁紧，松掉螺栓就可以调整刀片31。

在本实施例中，还包括平移模块6，所述平移模块6和转动模块2连接且用于驱动转动模块2沿导轨32的方向平移；平移模块6包括固定在机架上的主导轨61，主导轨61上滑动固定有主滑块62，转动模块固定在主滑块上，主滑块通过齿条皮带和第四电机63连接，导轨32位于主导轨61之间，所述第一识别模块4设置在平移模块6的移动路径上；所述第一识别模块4包括光栅发射模块41和光栅接收模块42；所述光栅接收模块42和光栅发射模块41分设在移动路径的上下两侧。

光栅识别菠萝的宽度的原理为：通过光栅发射模块41发射一排红外射线，光栅接收模块42用于接收红外射线，当平移模块6移动时，转动模块2上的菠萝经过光栅，这样最宽的地方先通过光栅，最细地方最后通过光栅，整个菠萝通过光栅后，就可以绘出菠萝的轮廓。

作为本实施例的进一步改进，在移动路径上还设有用于对菠萝进行削皮的削皮模块，该削皮模块、刀片模块3分设在第一识别模块4的两侧。削皮模块可采用具有扭力的臂，臂上连接刮刀，刮刀在扭力作用下贴合在菠萝的表面去掉菠萝的皮。

平移模块6用于将转动模块2从削皮模块经第一识别模块4送到刀片模块3的附近。

在本实施例中，所述第二识别模块5为图像识别模块。图像识别的方法为：（1）提取菠萝RGB图像中R通道的灰度图像；

（2）对菠萝R通道灰度图形进行中值滤波；

（3）对滤波后的图像进行二值化处理；

（4）寻找图像连通区域，保留像素点最大的连通区域，即可提取菠萝果实所在区域，去除背景区域；

（5）对菠萝所在区域的R通道灰度图像再次进行二值化，即可将果眼和果肉区域分割开来，实现对果眼位置的精准提取。

在本实施例中，还包括控制器7，所述控制器分别电连接转动模块2、刀片模块3、第一识别模块4、第二识别模块5。

第一识别模块4绘制出菠萝的轮廓，将轮廓数据发送给控制器，第二识别模块5从上而下识别菠萝的一个面上的菠萝眼，得到含有菠萝眼的位置分布的图像（可参考图3），第二识别模块5可对该图像进一步分析，也可以将图像发送给控制器，由控制器计算菠萝眼的位置。通过计算，可以得知，在菠萝的轴向上，各眼的轴向位置；将各菠萝眼用倾斜的线连接，可得到斜线上各菠萝眼的轴向位置。菠萝眼的轴向位置和菠萝在轴向位置的宽度可控制转动模块2的转动速度，移动模块的横向坐标和纵向坐标。

基于上述装置进行全自动取菠萝肉的方法如下：

所述方法包括如下步骤：

步骤1：通过第一识别模块4基于光栅绘制转动模块2上的去皮菠萝的轮廓，以确定菠萝在轴向上不同位置的宽度；

步骤2：通过第二识别模块5基于图像识别原理识别菠萝上的菠萝眼位置；

步骤3：根据菠萝眼的位置、菠萝在轴向上不同位置的宽度确定刀片31的沿菠萝的轴向的移动速度和垂直于菠萝轴向移动的速度以及转动模块2的转动速度，以使刀片31能够贴合菠萝的表面并沿菠萝的表面倾斜切削，去除一条斜线上的菠萝眼；

所述步骤3具体为：

步骤31：根据菠萝眼的位置，将在同一条斜线上的菠萝眼分离出来，确定该斜线上的菠萝眼在轴向上的位置；根据菠萝眼的位置，确定菠萝根部的一圈菠萝眼中相邻菠萝眼的间距；

可参考图2，图2是以一个真实的菠萝为背景描出来的图纸，可见，在主要的俯视图像上，每斜行的倾角都是一致的。

步骤32：确定原点，基于该原点，所述刀片31和菠萝根部的一个菠萝眼接触；

在该原点上，菠萝眼和刀片31的刀刃恰好接触。由于刀片31纵向移动一次只能削掉一个斜线上的菠萝眼，所以刀片31根据菠萝根部的一圈菠萝眼的个数确定需要纵向行走的次数。

步骤33：根据在斜线上的菠萝眼在轴向上的位置、该轴向上的位置对应的菠萝的宽度，确定刀片31的沿菠萝的轴向的移动速度和垂直于菠萝轴向移动的速度以及转动模块2的转动速度，以使刀片31移动到与该菠萝眼对齐的位置时，所述刀片31的刃口和该菠萝眼相切；

参考图2，图2中，最中间的一条倾斜的菠萝眼构成的斜线，其上4个菠萝眼分别为P1-P4，对应的轴线位置为L1-L4,对应的菠萝的宽度为D1-D4;

根据上述数据就可以进行如下操作：

在T1时刻，削的是P4,那么下一时刻T2需要控制P3转动到和刀片31相切的位置，同一斜线上的相邻的两个菠萝眼的转动角度一般都是相同的，不会有太大差异，可设定转动模块2从一个菠萝眼转到另外一个菠萝眼的转动角度为α，从T1到T2，移动模块横向移动的距离为L4-L3，纵向移动的距离为D4-D1;在此过程中，转动模块2是匀速的，移动模块的横向移动和纵向移动时同步且匀速的。这样可以形成完美的斜线，当然不是匀速的也是可行的。

为了使菠萝眼和刀片31相切，我们倾向将刀片31竖直布置以和竖直面重合，刀片31沿其长度方向有一个和竖直线形成的预设角度，该预设角度在加工同一批次的菠萝的时候是固定的，比如我们会估算这批菠萝的斜线的平均角度，确定为预设角度。当然如果下一批次果子的大小相差较大，则最好调整刀片31的倾斜角度。

也就是说，菠萝眼必须转动到边缘才能被刀片31所削掉。

在实际应用中，刀片31并不一定要和竖直面重合，其可以略微倾斜一下，在实际情况下，效果会更好。

步骤34：所述移动模块从菠萝的根部移动到菠萝的头部后完成该斜线上的菠萝眼的去除；

步骤35：根据菠萝根部的一圈菠萝眼中相邻菠萝眼的间距，使转动模块2转动以使菠萝根部的一圈菠萝眼中未被削除的菠萝眼调整到原点的位置；刀片31经移动模块驱动移动到与原点位置匹配的位置。

也就是说，每次削完一条斜线上的菠萝眼后，转动模块2要调整菠萝的角度，使菠萝上的未被削掉的菠萝眼调整到原点的位置。在该文字，刀片31会和该菠萝眼相切。

步骤4：重复步骤3，以去除菠萝上所有的菠萝眼。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。