文前先说明,本期话题完全是个人脑洞,各位老师千万别纠结于技术细节,如果您对这个话题有好的想法想表达请在文后留言,节日将至大家高兴就好。粽子又称“角黍”、“筒粽”,是端午节汉族的传统节日食品,由粽叶包裹糯米蒸制而成。传说是为纪念屈原而流传的,是中国历史上文化积淀最深厚的传统食品。这个虽不常吃,但对我们每个人又绝不陌生的食物,您有没有想过用机器人包会是什么样的呢?我们今天就来讨论这个问题。要想让机器人包粽子,就要先了解粽子的传统做法。粽子的制作流程:好了,知道包粽子的步骤,我们就可以针对每一步进行设计改造了,设计前再说明一下,以下均为理想化设计,不考虑生产成本。1.首先将粽叶竖着摆放在一个长条形状的水槽中浸泡,由定时装置控制换水,水槽靠近轨道一端有可旋转的拨片,拨片将粽叶剥离同时被轨道的夹手夹取。2.夹手沿轨道运动,依次经过视觉分拣、高压水喷洗、烘干三个单元。3.糯米泡发箱设在包粽操作区域,可以定时进行水的清洁更换、温度控制、搅拌等操作。4.馅料制作过程不考虑,这里我们只在包粽子操作区域设计个馅料分类储藏单元。5.包粽区域是整个系统的核心,首先是将粽叶卷成特定的形状,这里考虑到可操作性,我设计了一个模具和一套双联机械手臂来完成粽叶的卷曲和固定。6.原料和馅料单元分别由两个四轴机器人负责盛取和填送原料,对应不同的原材料选择不同的快换工具。7.对于机器人来说最难的一个步骤就是粽子的绑扎,这里我设计了一个双臂七轴机器人,用它来模拟人手的真实绑扎动作,具体又涉及线绳的抓取、粽叶的包裹、缠绕、粽子的姿态变换、线绳打结等操作,当然如果要降低绑扎的难度,可以选择包圆筒或是方块形状的,只是外观上会大打折扣。这里面还需要有一个可转动的线轴和切割工具配合双臂机器人完成线绳的截取。8.包好的粽子经传送带送至蒸锅,蒸好后再经传送带过水降温、最后进行称重、由包装机器人进行真空包装。以上就是整个的自动化设计,其中硬件部分不但涉及多种机器人本体、供料系统、姿态控制系统,还涉及视觉、温度等各种传感器以及电、气路设备和各种防护设备,软件部分包括机器人的示教编程和各个设备的执行控制。因为是食品加工行业的应用,所以还要考虑整套系统的无菌处理、防水等级的选择等问题。写到这里我发散的思维有些收不住了,如果您可以勉强接受这个设计的话,不妨往下看,下面我再提个更加脑洞的设想。回看我们的设计,其中最难的环节无非包粽子的过程,也就是包裹、绑线这块,那我就想有没有可能将这两个环节都省略掉呢,因为这两个环节是由一个双臂七轴机器人来操作完成,整个示教编程的过程必将非常的复杂。所以我们是不是可以像做袋子一样,将粽叶按要求进行裁剪,再用特殊的可食用的粘合剂将粽叶粘合,做成各种形状的袋子,里面灌上馅料最后粘合封口。感觉还是蛮新颖的,但是,这样的粽子还是我们所期盼的粽子吗?机械化生产带来的好处是对产品质量一致性的控制上,一致性的统一会大大减少整个产品生命周期各环节的运作成本,这一点是人工很难做到的。所以我们今天看似是在讨论粽子如何包的问题本质上是讨论自动化生产取代人工生产的问题,那么这个问题就很大了,我一个人也很难就这一个案例说清楚,所以点到即止,重要的是对整个脑洞设计的梳理和思考。我想您在看过之后也一定会萌发很多想法,也许它也像我的设计一样不切实际,又有什么关系呢,思想的表达就该是无所顾忌百花齐放的。就像这小小的粽子一样,它的形状各异,口味也因馅料而各不相同,吃法也存在着很大的地域差异,但它却承载了中国传统饮食文化的发展和变迁。端午将至,希望这个略带科幻色彩的脑洞能给您带来不一样的欢愉,祝您节日快乐。
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