專利名稱：畜體切割方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及切割動(dòng)物畜體的自動(dòng)化方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常需要使將動(dòng)物畜體加工成所需切塊的過(guò)程自動(dòng)化。人工屠宰動(dòng)物畜體在操作肉和工具時(shí)需要技巧和判斷。對(duì)于熟練的操作人員來(lái)說(shuō)，人工屠宰方法能夠獲得較高標(biāo)準(zhǔn)的屠宰肉類產(chǎn)品。然而，這些方法是耗時(shí)的，并且需要大量培訓(xùn)以實(shí)現(xiàn)好的效果。此外，屠宰工的技巧和判斷會(huì)不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致并非準(zhǔn)確屠宰的肉類產(chǎn)品和產(chǎn)量減少或者對(duì)屠宰工造成傷害。人與畜體接觸也增大了細(xì)菌污染肉類產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)。人工加工的成本也高，并且工作時(shí)間不靈活。因此，一直努力使動(dòng)物畜體的屠宰自動(dòng)化，特別是在大規(guī)模商業(yè)宰殺/屠宰操作中。自動(dòng)化畜體切割方法減少了屠宰時(shí)間和對(duì)屠宰工的傷害。然而，這種系統(tǒng)是昂貴的，并且通常只能進(jìn)行有限數(shù)量的所需加工操作，需要在人工處理和自動(dòng)處理之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且通常不適于將不同動(dòng)物畜體之間的差異考慮進(jìn)來(lái)。這種系統(tǒng)還會(huì)產(chǎn)生加工瓶頸，尤其是在人工處理不能以自動(dòng)化處理的速率進(jìn)行的情況下。妨礙動(dòng)物畜體切割操作的全自動(dòng)化的重要問(wèn)題是缺少能夠執(zhí)行所有主要加工切割的流控(end to end)系統(tǒng)?，F(xiàn)有的系統(tǒng)未能真正整合成使產(chǎn)品和信息隨加工流動(dòng)。盡管已經(jīng)使用了 X射線和視覺(jué)系統(tǒng)，但它們未整合到流控系統(tǒng)中。本發(fā)明的目的是提供克服至少一部分這些缺點(diǎn)的肉類加工方法和設(shè)備或者至少給公眾提供有用的選擇。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種加工畜體的一部分的方法，包括以下步驟a.保持住畜體的一部分；b.在畜體部分被保持的同時(shí)對(duì)畜體部分進(jìn)行成像；c.基于所述成像確定一個(gè)或多個(gè)切割路徑；以及d.使所述畜體相對(duì)于切割工具移動(dòng)，以便沿著所述一個(gè)或多個(gè)切割路徑切割所述畜體。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種畜體切割設(shè)備，包括a.用于夾緊畜體的一部分的夾緊裝置；b.成像系統(tǒng)，所述成像系統(tǒng)用于在畜體的所述一部分被所述夾緊裝置保持時(shí)對(duì)畜體的所述一部分進(jìn)行成像；c.控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于基于來(lái)自所述成像系統(tǒng)的圖像確定一個(gè)或多個(gè)切割路徑；以及d.切割工具，所述切割工具用于在所述夾緊裝置使畜體部分相對(duì)于所述切割工具移動(dòng)時(shí)切割所述畜體部分，從而沿著所述一個(gè)或多個(gè)切割路徑切割所述畜體。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種畜體切割設(shè)備，包括a.機(jī)械臂，所述機(jī)械臂具有用于夾緊畜體的一部分的夾緊裝置；b.成像系統(tǒng)，所述成像系統(tǒng)用于在畜體的所述一部分被所述機(jī)械臂保持時(shí)對(duì)畜體的所述一部分進(jìn)行成像；c.控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于基于來(lái)自所述成像系統(tǒng)的圖像確定一個(gè)或多個(gè)切割路徑；以及d.切割工具，所述切割工具用于在所述機(jī)械臂使畜體部分相對(duì)于所述切割工具移動(dòng)時(shí)切割所述畜體部分，從而沿著所述一個(gè)或多個(gè)切割路徑切割所述畜體。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于從畜體部分去除脊髓的方法，其中，在所述畜體部分中，已經(jīng)在每端對(duì)所述脊髓進(jìn)行了切割，所述方法包括以下步驟a.對(duì)所述脊髓的一端施加加壓流體流；以及b.在所述脊髓的另一端施加抽吸。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種沿畜體的脊肉部分進(jìn)行縱向切割的方法，包括以下步驟a.將所述脊肉部分的脊骨定位在支架之間b.將銷定位在脊柱的任一端中；以及c.弓丨導(dǎo)所述脊肉部分經(jīng)過(guò)切割工具以縱向穿過(guò)所述脊柱進(jìn)行切割，從而將所述脊肉部分切成兩半。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種切割畜體的脊肉部分的方法，包括以下步驟a.將所述脊肉部分支撐在支架上；b.通過(guò)多個(gè)夾具夾緊所述脊肉部分的肋骨，以將所述肋骨夾緊在所述夾具和所述支架之間；以及 c.在所述畜體被夾緊的同時(shí)對(duì)所述畜體進(jìn)行切割。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種加工畜體的方法，包括以下步驟a.在第一機(jī)器加工站將畜體切割成較大部分；以及b.將所述較大部分輸送至多個(gè)機(jī)器加工子站，所述主要部分在所述機(jī)器加工子站處被加工成較小部分。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種加工畜體部分的方法，包括a.將畜體部分裝載到旋轉(zhuǎn)式圓盤(pán)傳送器上；b.使所述畜體部分旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)多個(gè)站，每個(gè)畜體部分在所述多個(gè)站處被加工；以及c.將所述畜體部分轉(zhuǎn)移至線性輸送機(jī)，用于進(jìn)一步的加工。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種肉類加工系統(tǒng)，包括a.具有多個(gè)畜體支撐臂的旋轉(zhuǎn)式傳送器，所述支撐臂能夠旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)多個(gè)加工站， 在所述加工站處進(jìn)行畜體加工；以及b.線性輸送機(jī)，所述線性輸送機(jī)對(duì)畜體部分進(jìn)行轉(zhuǎn)移，用于在一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步加工站進(jìn)行進(jìn)一步的加工。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種利用計(jì)算機(jī)控制的切割設(shè)備對(duì)畜體進(jìn)行多個(gè)順次的切割的方法，包括以下步驟
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a.對(duì)所述畜體進(jìn)行成像以獲得圖像信息；b.基于成像信息確定用于所述畜體的切割坐標(biāo)；以及c.保持所述畜體與切割設(shè)備之間的幾何參照，以基于成像信息進(jìn)行順次的切割。


結(jié)合在說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成其一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且連同上文給出的本發(fā)明的一般描述以及下文給出的具體實(shí)施方式
的詳細(xì)描述一起用來(lái)解釋本發(fā)明的本質(zhì)。圖1示出了包括初步切割站以及前軀肉塊和脊肉切割站的肉類加工系統(tǒng)的平面圖。圖2示出了前軀肉塊切割站的立體圖，其具有獲取前軀肉塊部分的機(jī)械臂。圖3示出了前軀肉塊切割站的立體圖，其中，前軀肉塊部分正在被成像。圖4示出了前軀肉塊切割站的立體圖，其中，正在切割前軀肉塊部分。圖5示出了脊肉切割站的立體圖。圖6示出了用于去除脊髓的系統(tǒng)的示意圖。圖7示出了圖5所示的脊肉切割站的放大圖，其正在進(jìn)行橫切(cross cut)。圖8示出了圖5所示的脊肉切割站的放大圖，其正在進(jìn)行皮瓣切割(flap cut)。圖9示出了進(jìn)行椎骨切割的方法。圖10示出了使用旋轉(zhuǎn)式傳送器和線性輸送機(jī)的肉類加工系統(tǒng)。圖11示出了通過(guò)圖10所示的肉類加工系統(tǒng)加工的畜體部分。圖12示出了用于進(jìn)行椎骨切割的引導(dǎo)和鋸裝置。
具體實(shí)施例方式圖1示出了在與加工間容積相匹配的多個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行初步切割、隨后加工脊肉部分和前軀肉塊的集成系統(tǒng)。在通過(guò)圖1所示的系統(tǒng)進(jìn)行加工之前，畜體可以利用例如WO 2008010732 (其內(nèi)容在此引入作為參考)中描述的系統(tǒng)進(jìn)行X射線掃描以顯示畜體的內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)。通過(guò)X射線成像獲得的解剖信息可以與畜體相關(guān)聯(lián)并且在如下所述的后續(xù)加工中使用。圖1所示的系統(tǒng)包括前軀肉塊初步切割站1，其可以使用如在申請(qǐng)人的早先申請(qǐng) GB2445277A(其內(nèi)容在此引入作為參考)中描述的畜體切割機(jī)。脊肉切割站2可以使用如在申請(qǐng)人的早先申請(qǐng)W02006/135262(其內(nèi)容在此引入作為參考)中描述的畜體切割機(jī)。機(jī)械臂3將前軀肉塊部分4從前軀肉塊初步切割站1轉(zhuǎn)移至輸送機(jī)5。盡管在本實(shí)施例中示出了機(jī)械臂3和18，但更簡(jiǎn)單的為特定目的構(gòu)造的傳送機(jī)構(gòu)也可以使用。機(jī)械臂3可以將前軀肉塊部分放置成切割面朝下，使得它以公知的方位位于輸送機(jī)5上。輸送機(jī)5可以被指引(indexed)，使得機(jī)械臂6到9可以獲取位于輸送機(jī)上已知位置處的前軀肉塊部分?？商娲?，可以使用傳感器來(lái)檢測(cè)前軀肉塊部分的位置并獲取該位置。可替代地， 前軀肉塊部分可以放置在適于以期望的方位保持前軀肉塊部分的輸送機(jī)上的容器中。現(xiàn)在參考圖2，其更詳細(xì)地示出了前軀肉塊切割站。機(jī)械臂6具有隔開(kāi)的支架10 和11，支架10和11適于以脊柱位置位于它們之間的方式定位在前軀肉塊部分內(nèi)。夾具12
8和13可以朝向支架10和11驅(qū)動(dòng)以將前軀肉塊部分夾緊在它們之間。在使用中，機(jī)械臂6 如圖2所示定位，使得它可以從下方出現(xiàn)，以使支架10和11在內(nèi)部抵靠脊柱定位，并且?jiàn)A具12和13隨后朝向支架10和11驅(qū)動(dòng)以將前軀肉塊部分夾緊到機(jī)械臂6上。一旦前軀肉塊部分牢牢地固定到機(jī)械臂6上，前軀肉塊部分便被移動(dòng)，以通過(guò)光學(xué)成像設(shè)備14進(jìn)行成像，如圖3所示。圖像類型和所獲取的數(shù)量取決于要進(jìn)行切割的類型。對(duì)于脛骨切割而言，單個(gè)圖像就足夠了，而對(duì)于其它切割而言，優(yōu)選獲得許多圖像，并且形成三維或至少假三維模型。一種優(yōu)選的方法是使前軀肉塊部分旋轉(zhuǎn)四個(gè)90度轉(zhuǎn)角，從而從四個(gè)側(cè)面獲得二維圖像。這些圖像和先前獲得的X射線圖像可以存儲(chǔ)在控制系統(tǒng)17中， 所述控制系統(tǒng)可以是集中式或分布式控制系統(tǒng)。由這些圖像可以形成三維或至少假三維模型，控制系統(tǒng)17基于該模型計(jì)算切割路徑。可以單獨(dú)或結(jié)合光學(xué)成像使用先前獲得的X射線成像信息，以確定用于特定切割的切割路徑。成像設(shè)備可以將結(jié)構(gòu)光投射到前軀肉塊部分上并且可以獲得多個(gè)圖像以形成真三維模型。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，激光線可以在前軀肉塊部分上進(jìn)行掃描，其中圖像以固定的時(shí)間間隔被捕捉，以獲取每個(gè)方位的真實(shí)三維圖像。呈三個(gè)正交布置的參考點(diǎn)(在這種情況下為球)的數(shù)據(jù)參考裝置15可以附接到機(jī)械臂6的端部上，使得由成像設(shè)備14捕捉的圖像可以作為機(jī)械臂的參照。在成像之后，機(jī)械臂6使前軀肉塊部分相對(duì)于帶鋸16的鋸條移動(dòng)，以進(jìn)行關(guān)節(jié)切割、頸部切割、胸肉切割、脛骨切割、椎骨分離或任何其它希望進(jìn)行的切割中的全部或任意種類的切割。根據(jù)布置方式，帶鋸可以旋轉(zhuǎn)90度以方便椎骨分離?？梢岳斫?，從前軀肉塊部分被機(jī)械臂6獲取開(kāi)始，前軀肉塊部分就在成像和多個(gè)切割操作期間一直與機(jī)械臂6保持固定關(guān)系；從而避免了重新指引前軀肉塊部分相對(duì)于機(jī)械臂的位置(這會(huì)在前軀肉塊部分在各種操作之間轉(zhuǎn)移的情況下發(fā)生)的需要。現(xiàn)在參考圖1和5，示出了脊肉切割站。機(jī)械傳送臂18將脊肉部分從脊肉初步站 2轉(zhuǎn)移到支架19。支架19具有隔開(kāi)的桿20和21，以將脊柱支撐在其間。多個(gè)這樣的支架 19沿著軌道22前進(jìn)以供應(yīng)相應(yīng)的脊肉切割站23到26。當(dāng)支架前進(jìn)時(shí)，脊肉部分的每個(gè)端部被照相機(jī)27和28成像并且圖像被提供給控制系統(tǒng)17。在成像之后，去除脊髓，如圖6示意性地示出的那樣。探針29被插入到脊肉部分 31的脊柱30中并且將加壓流體供給到脊柱中，以沿著脊柱推動(dòng)脊髓。杯子32被放置在脊柱的另一端的上方并且施加真空以吸出脊髓。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，無(wú)需切割脊柱，一端的加壓流體與另一端的抽吸的組合作用對(duì)于去除脊髓是有效的。探針29和杯子32可以根據(jù)用于特定物種的標(biāo)準(zhǔn)解剖定位進(jìn)行定位，其中，桿20 和21使脊柱以可接受的公差居中地定位，或者可替代地，桿20和21可以利用來(lái)自照相機(jī) 27和28的圖像信息和適當(dāng)?shù)亩ㄎ粰C(jī)構(gòu)進(jìn)行定位。一旦脊柱去除，支架19便前進(jìn)到脊肉切割站，在這種情況下，如圖7所示，脊肉切割站為站23。脊肉部分31隨后被推動(dòng)裝置35從導(dǎo)軌20和21轉(zhuǎn)移到導(dǎo)軌33和34，所述推動(dòng)裝置從后面將脊肉部分31推動(dòng)到進(jìn)行橫切所需的位置。橫切可以基于X射線信息進(jìn)行計(jì)算，從而根據(jù)骨頭的位置使肋排肉和腰肉在最佳位置分離。當(dāng)脊肉部分31處于期望的位置時(shí)，它可以通過(guò)由液壓或氣壓柱塞42至48致動(dòng)的多個(gè)夾緊裝置36至41進(jìn)行固定，所述夾緊裝置保持脊肉部分31的肋骨抵靠桿49，從而在橫切和皮瓣切割期間牢牢地保持住脊肉部分31。在相對(duì)側(cè)上設(shè)置有類似的夾緊裝置。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用多個(gè)夾緊裝置來(lái)保持皮瓣的肋骨比使用單個(gè)夾緊裝置更有效。如圖7所示，通過(guò)使附接到機(jī)械臂51上的切割刀片50橫向于脊肉部分31移動(dòng)來(lái)進(jìn)行橫切。脊肉部分已經(jīng)通過(guò)推動(dòng)裝置35根據(jù)在加工之前獲得的X射線信息放置在用于切割的正確位置。隨后，如圖8所示，通過(guò)根據(jù)切割路徑經(jīng)由機(jī)械臂51將切割刀片50操縱到期望高度來(lái)進(jìn)行皮瓣切割，所述切割路徑通過(guò)根據(jù)由照相機(jī)27和28獲得的圖像定位眼肉來(lái)確定。最后，通過(guò)將具有尖叉52和53的開(kāi)口銷插入脊肉小段59中(在橫切和皮瓣切割之后)并且降低定位器54和55以豎向定位羽骨56來(lái)進(jìn)行椎骨切割，如圖5和9所示。類似的開(kāi)口銷插入在另一端中。開(kāi)口銷和定位器隨后前進(jìn)以拉動(dòng)脊肉小段59通過(guò)帶鋸60， 其中，刀片在尖叉52和53 (和位于另一端的一對(duì)尖叉)以及定位器54和55之間經(jīng)過(guò)。這樣，可以沿著脊柱的中間精確切割脊肉小段?，F(xiàn)在將參考圖10和11描述一種使用旋轉(zhuǎn)式傳送器61和線性輸送機(jī)62的肉類加工系統(tǒng)。圖11以虛線輪廓示出了置于圖10所示系統(tǒng)之上的畜體部分，以示出所述系統(tǒng)的操作。旋轉(zhuǎn)式傳送器61具有四個(gè)支撐臂63至66，每個(gè)支撐臂具有一對(duì)隔開(kāi)的成對(duì)的支撐導(dǎo)軌67和68。如圖9所示，畜體部分的脊骨位于支撐導(dǎo)軌之間以使畜體部分定位在期望的方向和位置。圓盤(pán)傳送器61在加工操作之間逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，使得每個(gè)支撐臂移動(dòng)到下一個(gè)加工站。在圖10中，支撐臂63示出為處于第一加工站；在第一加工站，通過(guò)位于畜體任一端處的照相機(jī)69和70對(duì)畜體81進(jìn)行成像?？梢赃M(jìn)行來(lái)自不同視角的進(jìn)一步成像(包括X 射線成像)，以輔助切割路徑計(jì)算。該信息被提供給控制器80并且在后續(xù)加工中使用。切割規(guī)格(例如，皮瓣切割高度等)可以由用戶輸入到控制器80中，對(duì)于不同的畜體可以使用不同的切割和切割規(guī)范。畜體部分82已經(jīng)被成像，并且根據(jù)提供給控制器80的成像信息對(duì)脊髓去除裝置71和72進(jìn)行定位。這些裝置通常以參考圖6所描述的方式進(jìn)行操作。 通過(guò)位于第三站的圓形切割刀片73和74將畜體83切割成肋排脊肉和前腰脊肉。畜體部分84和85從支撐臂66被轉(zhuǎn)移到位于第四站的隔開(kāi)導(dǎo)軌75和76并且可以通過(guò)推動(dòng)裝置、 輸送帶等沿其輸送。在旋轉(zhuǎn)式傳送器上的加工期間，畜體與每個(gè)加工站上的加工設(shè)備保持已知的幾何方位。當(dāng)畜體被轉(zhuǎn)移到導(dǎo)軌時(shí)，推動(dòng)裝置將畜體的端部定位成保持已知的幾何參照，用于進(jìn)一步的加工。畜體部分可以沿著線性輸送機(jī)62連續(xù)前進(jìn)并且在移動(dòng)時(shí)被加工，或者可以停下來(lái)以便在某些位置進(jìn)行加工，或者兩者結(jié)合。畜體部分86可以前進(jìn)經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)切割刀片77 和78以進(jìn)行胸肉和或皮瓣切割，或者畜體部分86可以保持在固定位置并且可以使用圖7 所示類型的設(shè)備進(jìn)行這些切割。畜體部分87可以前進(jìn)經(jīng)過(guò)圓形切割刀片79以沿著脊髓進(jìn)行切割，或者畜體87可以保持固定并且刀片79相對(duì)于畜體87移動(dòng)。圖12示出了可以用于進(jìn)行椎骨切割的布置方式。一對(duì)隔開(kāi)的引導(dǎo)桿88和89具有位于其間的間隙以容納刀片，在這種情況下刀片為帶鋸刀片90。引導(dǎo)桿88和89可以足夠長(zhǎng)，以穿過(guò)整個(gè)椎骨腔并用來(lái)沿著脊柱引導(dǎo)刀片90。因此，本發(fā)明提供了一種允許全自動(dòng)化流控加工的集成式自動(dòng)肉類加工系統(tǒng)。通過(guò)允許根據(jù)期望的加工速率擴(kuò)充子加工站，可以使設(shè)備利用率最優(yōu)化并且避免瓶頸。當(dāng)信息隨加工流動(dòng)時(shí)，它可以被使用并與每個(gè)加工階段的附加信息結(jié)合。該布置方式還對(duì)每個(gè)子加工站提供了提高的產(chǎn)品追蹤能力。全自動(dòng)加工使精度提高，從而提高了產(chǎn)品產(chǎn)量和價(jià)值。這可以利用X射線和光學(xué)信息、優(yōu)化的切割路徑計(jì)算和機(jī)器精度來(lái)實(shí)現(xiàn)。機(jī)器加工避免了相關(guān)的勞動(dòng)力費(fèi)用并且使工作計(jì)劃的彈性更大。通過(guò)使產(chǎn)品轉(zhuǎn)移減到最低程度，可以在無(wú)需重新指引畜體部分相對(duì)于加工設(shè)備的方向和位置的情況下執(zhí)行多個(gè)加工步驟。通過(guò)在畜體部分被機(jī)械臂固定時(shí)對(duì)其進(jìn)行成像， 可以容易地確定相對(duì)于機(jī)械臂的切割路徑，無(wú)需在成像后將圖像信息指引給獲取畜體部分的機(jī)械臂。本發(fā)明還提供了在無(wú)需分離脊柱的情況下有效去除脊髓的方法。盡管本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)對(duì)其實(shí)施例的描述進(jìn)行了解釋說(shuō)明，同時(shí)對(duì)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是申請(qǐng)人并非意在將權(quán)利要求的范圍限定或以任何方式限制在這些細(xì)節(jié)。其它優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)。因此，本發(fā)明更廣義的方面不局限于具體的細(xì)節(jié)、代表性的設(shè)備和方法、以及所示出和描述的示例。因此，在不脫離申請(qǐng)人的總體發(fā)明構(gòu)思的精神或范圍的情況下可以這些細(xì)節(jié)有所偏離。
權(quán)利要求
1.一種加工畜體的一部分的方法，包括以下步驟a.保持住畜體的一部分；b.在所述畜體部分被保持的同時(shí)對(duì)所述畜體部分進(jìn)行成像；c.基于所述成像確定一個(gè)或更多個(gè)切割路徑；以及d.使所述畜體相對(duì)于切割工具移動(dòng)，以便沿著所述一個(gè)或更多個(gè)切割路徑切割所述畜體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述畜體部分被移動(dòng)到多個(gè)位置，以從不同的視角獲得所述畜體的多個(gè)圖像。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，從所獲得的圖像生成所述畜體部分的三維圖像。
4.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，在獲得圖像時(shí)將結(jié)構(gòu)光掃描到所述畜體部分上。
5.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，畜體的所述一部分在整個(gè)加工過(guò)程中被機(jī)械臂保持住。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，在所述機(jī)械臂上設(shè)置有數(shù)據(jù)參考元件，使得在所述成像期間所述畜體部分和數(shù)據(jù)參考元件被捕捉，并且所述數(shù)據(jù)參考元件被用來(lái)確定所述畜體相對(duì)于所述機(jī)械臂的位置和方向。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)參考元件由相對(duì)于所述機(jī)械臂正交布置的三個(gè)參考點(diǎn)構(gòu)成。
8.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，在利用所述機(jī)械臂加工之前獲得所述畜體部分的X射線圖像，并且所述X射線圖像與所述畜體部分在被所述機(jī)械臂保持時(shí)進(jìn)行的成像相結(jié)合，以形成所述畜體部分的復(fù)合模型。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，基于所述復(fù)合模型確定切割路徑。
10.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述畜體部分被持續(xù)地保持時(shí)進(jìn)行多個(gè)切割。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述畜體部分是畜體的前軀肉塊部分。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述切割選自關(guān)節(jié)切割、頸部切割、胸肉切割、脛骨切割和椎骨分離。
13.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述切割工具是帶鋸。
14.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述畜體部分被夾具夾緊。
15.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述畜體在切割工具相對(duì)于所述畜體部分移動(dòng)以切割所述畜體時(shí)保持固定。
16.如權(quán)利要求1至14中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述畜體被緊固于可移動(dòng)的輸送機(jī)，并且在所述輸送機(jī)上在對(duì)所述畜體進(jìn)行切割的多個(gè)位置之間移動(dòng)。
17.一種畜體切割設(shè)備，包括a.機(jī)械臂，所述機(jī)械臂具有用于夾緊畜體的一部分的夾緊裝置；b.成像系統(tǒng)，所述成像系統(tǒng)用于在畜體的所述一部分被所述機(jī)械臂保持時(shí)對(duì)畜體的所述一部分進(jìn)行成像；c.控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于基于來(lái)自所述成像系統(tǒng)的圖像確定一個(gè)或更多個(gè)切割路徑；以及d.切割工具，所述切割工具用于在所述機(jī)械臂使畜體部分相對(duì)于所述切割工具移動(dòng)以沿著所述一個(gè)或更多個(gè)切割路徑切割所述畜體時(shí)切割所述畜體部分。
18.一種用于從畜體部分去除脊髓的方法，其中，在所述畜體部分中，已經(jīng)在每端對(duì)所述脊髓進(jìn)行了切割，所述方法包括以下步驟a.對(duì)所述脊髓的一端施加加壓流體流；以及b.在所述脊髓的另一端施加抽吸。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，通過(guò)插入到脊柱中的探針施加加壓流體流。
20.如權(quán)利要求18或19所述的方法，其中，通過(guò)位于所述脊柱的另一端處的連接于抽吸管線的杯子施加抽吸。
21.如權(quán)利要求18至20中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述脊髓的位置由視覺(jué)系統(tǒng)確定，并且所述探針和杯子基于來(lái)自所述視覺(jué)系統(tǒng)的信息進(jìn)行定位。
22.—種沿著畜體的脊肉部分進(jìn)行縱向切割的方法，包括以下步驟a.將所述脊肉部分的脊骨定位在支架之間b.將銷定位在脊柱的任一端中；以及c.引導(dǎo)所述脊肉部分通過(guò)切割工具以縱向穿過(guò)所述脊柱進(jìn)行切割，從而將所述脊肉部分切割成兩半。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，每個(gè)定位銷是允許其穿過(guò)所述切割工具的任一側(cè)的開(kāi)口銷。
24.如權(quán)利要求22或23所述的方法，其中，將定位器壓在羽骨的任一側(cè)上以定位所述脊柱，從而定位所述脊肉部分。
25.一種切割畜體的脊肉部分的方法，包括以下步驟a.將所述脊肉部分支撐在支架上；b.通過(guò)多個(gè)夾具夾緊所述脊肉部分的肋骨，以將所述肋骨夾緊在所述夾具和所述支架之間；以及c.在所述畜體被這樣夾緊的同時(shí)對(duì)所述畜體進(jìn)行切割。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述夾具由氣動(dòng)或液壓柱塞驅(qū)動(dòng)。
27.如權(quán)利要求25或26所述的方法，其中，所述脊肉部分通常沿所述脊柱的軸線從任一端被成像，并且根據(jù)由所述成像確定的切割路徑切割皮瓣。
28.—種加工畜體的方法，包括以下步驟a.在第一機(jī)器加工站將畜體切割成較大部分；以及b.將所述較大部分輸送至多個(gè)機(jī)器加工子站，所述主要部分在所述機(jī)器加工子站處被加工成較小部分。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述畜體在加工之前被進(jìn)行X射線成像，以產(chǎn)生 X射線圖像信息。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述畜體在位于機(jī)器加工子站處的加工期間被進(jìn)行光學(xué)成像，并且基于X射線和光學(xué)圖像信息確定切割路徑。
31.如權(quán)利要求28至30中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，關(guān)于較大畜體部分在輸送機(jī)上的位置和方向的信息從所述第一機(jī)器加工站被傳送到所述機(jī)器加工子站，以便于較大畜體部分的獲取。
32.—種加工畜體部分的方法，包括a.將畜體部分裝載到旋轉(zhuǎn)式圓盤(pán)傳送器上；b.使所述畜體部分旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)多個(gè)站，每個(gè)畜體部分在所述多個(gè)站處被加工；以及c.將所述畜體部分轉(zhuǎn)移至線性輸送機(jī)，用于進(jìn)一步的加工。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中，在每個(gè)畜體部分固定的同時(shí)在所述旋轉(zhuǎn)式傳送器的每個(gè)站處進(jìn)行對(duì)所述畜體部分的加工。
34.如權(quán)利要求32或33所述的方法，其中，每個(gè)畜體部分在第一站處被成像，其中所述畜體部分在所述第一站處被裝載到所述旋轉(zhuǎn)式傳送器上。
35.如權(quán)利要求32至34中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述脊髓在所述站中的一個(gè)處從每個(gè)畜體部分上被去除。
36.如權(quán)利要求32至34中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述站中的一個(gè)處進(jìn)行穿過(guò)每個(gè)畜體部分的橫向切割。
37.如權(quán)利要求32至34中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，每個(gè)畜體部分在沿著所述線性輸送機(jī)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)被進(jìn)一步加工。
38.如權(quán)利要求32至37中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，在每個(gè)畜體部分沿著所述線性輸送機(jī)前進(jìn)的同時(shí)進(jìn)行皮瓣切割。
39.如權(quán)利要求32至38中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述線性輸送機(jī)上進(jìn)行對(duì)每個(gè)畜體部分的椎骨分離。
40.如權(quán)利要求32至39中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，每個(gè)畜體部分支撐在位于所述旋轉(zhuǎn)式傳送器上的一對(duì)間隔開(kāi)的導(dǎo)軌上。
41.如權(quán)利要求32至40中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，每個(gè)畜體部分被轉(zhuǎn)移至所述線性輸送機(jī)的一對(duì)間隔開(kāi)的導(dǎo)軌并沿所述導(dǎo)軌前進(jìn)。
42.一種肉類加工系統(tǒng)，包括a.具有多個(gè)畜體支撐臂的旋轉(zhuǎn)式傳送器，所述支撐臂能夠旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)多個(gè)加工站，在所述加工站處進(jìn)行畜體加工；以及b.線性輸送機(jī)，所述線性輸送機(jī)對(duì)畜體部分進(jìn)行轉(zhuǎn)移，用于在一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)一步的加工站處進(jìn)行進(jìn)一步的加工。
43.如權(quán)利要求42所述的系統(tǒng)，其中，所述旋轉(zhuǎn)式傳送器使每個(gè)支撐臂周期性地前進(jìn)到下一個(gè)站，用于在該下一個(gè)站處的加工。
44.如權(quán)利要求42或43所述的系統(tǒng)，包括用于對(duì)所述畜體部分進(jìn)行成像的成像站。
45.如權(quán)利要求42至44中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，包括用于去除畜體部分的脊髓的脊髓去除站。
46.如權(quán)利要求42至45中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，包括用于將畜體部分切割成肋排脊肉和前腰脊肉的橫切站。
47.如權(quán)利要求42至46中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，包括用于將畜體部分從所述旋轉(zhuǎn)式傳送器的支撐臂轉(zhuǎn)移至所述線性輸送機(jī)的裝置。
48.如權(quán)利要求42至47中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，包括位于所述線性輸送機(jī)的任一側(cè)的側(cè)向切割刀片，以在畜體部分上進(jìn)行胸肉和/或皮瓣切割。
49.如權(quán)利要求42至48中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，包括用于穿過(guò)畜體椎骨進(jìn)行切割的椎骨分離器。
50.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其中，所述椎骨分離器包括能夠插入到畜體部分的脊椎腔中的引導(dǎo)裝置，所述引導(dǎo)裝置使切割工具在其沿脊髓切割時(shí)居中定位。
51.如權(quán)利要求50所述的系統(tǒng)，其中，所述引導(dǎo)裝置由一對(duì)間隔開(kāi)的桿構(gòu)成，所述桿將所述切割工具定位在所述桿之間。
52.一種利用計(jì)算機(jī)控制的切割設(shè)備對(duì)畜體進(jìn)行多個(gè)順次的切割的方法，包括以下步驟a.對(duì)所述畜體進(jìn)行成像以獲得成像信息；b.基于所述成像信息確定用于所述畜體的切割坐標(biāo)；以及c.保持所述畜體與切割設(shè)備之間的幾何參照，以基于所述成像信息進(jìn)行順次的切割。
53.如權(quán)利要求52所述的方法，其中，所述成像包括光學(xué)成像。
54.如權(quán)利要求52或53所述的方法，其中，所述成像包括X射線成像。
55.如權(quán)利要求52至54中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過(guò)在成像和切割步驟的執(zhí)行的整個(gè)期間保持所述切割設(shè)備對(duì)所述畜體部分的固定來(lái)保持所述畜體與切割設(shè)備之間的幾何參照。
56.如權(quán)利要求52至54中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過(guò)在整個(gè)加工期間使所述畜體部分相對(duì)于輸送機(jī)保持在已知的位置和方向來(lái)保持所述畜體與切割設(shè)備之間的幾何參照。
57.如權(quán)利要求52至56中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，根據(jù)選定的切割規(guī)格進(jìn)行切割。
58.如權(quán)利要求52至57中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，在畜體部分上進(jìn)行的切割能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)。
59.一種畜體切割設(shè)備，包括a.夾緊裝置，所述夾緊裝置用于夾緊畜體的一部分；b.成像系統(tǒng)，所述成像系統(tǒng)用于在畜體的所述一部分被所述夾緊裝置保持的同時(shí)對(duì)畜體的所述一部分進(jìn)行成像；c.控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于基于來(lái)自所述成像系統(tǒng)的圖像確定一個(gè)或更多個(gè)切割路徑；以及d.切割工具，所述切割工具用于在所述夾緊裝置使畜體部分相對(duì)于所述切割工具移動(dòng)以沿著所述一個(gè)或更多個(gè)切割路徑切割所述畜體時(shí)切割所述畜體部分。
全文摘要
自動(dòng)肉類加工方法包括連續(xù)加工方法，其中，畜體在第一機(jī)器加工站被切割成較大部分，并且在機(jī)器加工子站被切割成較小部分。在一種加工方法中，畜體部分由機(jī)械臂獲取、被成像、然后進(jìn)行切割而無(wú)需轉(zhuǎn)移。在另一種加工方法中，通過(guò)使畜體部分旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)多個(gè)加工站執(zhí)行第一系列加工步驟，并且在畜體部分沿著線性輸送機(jī)前進(jìn)時(shí)執(zhí)行第二系列加工步驟。在另一個(gè)加工方法中，使用多個(gè)夾鉗以在皮瓣切割期間使脊肉部分保持穩(wěn)定。在另一種加工方法中，使用分離銷來(lái)定位脊肉部分，以進(jìn)行椎骨切割。在另一種方法中，通過(guò)在脊髓的一端施加加壓流體流和在脊髓的另一端施加抽吸來(lái)去除脊髓。
文檔編號(hào)A22B7/00GK102421297SQ201080020754
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者史蒂文·弗恩, 斯科特·克拉克, 艾倫·迪基 申請(qǐng)人:機(jī)器人技術(shù)有限公司