CN102825620B - 一种自动切菜装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动切菜装置，该装置由双槽轮动力组件、推进组件、刀具组件和支撑组件共同组成，其中双槽轮动力组件包括电机、与电机输出轴相连的联接轴、从内到外依次安装在联接轴上的内锁止弧、拨杆和外锁止弧，以及对称设置在内外两侧交错运动的内、外槽轮；推进组件包括与外槽轮同步运动的同步带轮及其同步带、随同同步带轮转动的推进齿轮、与推进齿轮相啮合的齿条，以及固定连接于齿条的推板；刀具组件包括与内槽轮同步运动的啮合齿轮结构、随同啮合齿轮运动的曲柄联动机构，以及根据曲柄联动机构相应执行升降的切刀。通过本发明，能够方便、高效率地实现菜样推进和切刀驱动过程及其相互配合，同时具备结构紧凑、制造成本低等优点。

Description

一种自动切菜装置

技术领域

本发明属于厨房用具领域，更具体地，涉及一种自动切菜装置。

背景技术

随着我国经济的不断发展，人民生活水平不断提高，越来越多的人开始关注饭菜的细节和质量，在追求其味道的同时，也开始对其样式提出更高的要求。同时，随着社会的发展，人类对工具的依赖度越来越高，很多学校食堂、大型公司食堂、建筑工地食堂、饭店等大型场所选用手动切菜机或自动切菜机来完成切菜工作。

市面上现有的手动切菜机主要有两种：手动旋转切削式和手动往复擦除切削式。前者将菜样放在容器中，通过旋转手柄带动刀具旋转完成切削，这种方式最适合用于切碎菜样，并不适合用于切片和切丝等；后者通过对刀具进行设计，手动往复擦除可切出不同形状的菜样，这也是目前最流行的手动切菜机，但是手动切菜机比较费力，自动化程度不够，切削多有不便。

对现有的自动切菜机而言，很多是单纯在手动旋转切菜机基础上加上电机的方式来完成自动切削，例如仿照手动往复擦除切菜机的原理来进行制造。但是这些自动切菜机功能单一，切菜厚薄不均，容易卡刀，效率不高，都不能很好地满足人们强烈的需求。另外，很多工厂级的切菜机，虽然能满足部分功能，但是它们采用传送带输送，体积庞大，价格昂贵，因此存在适用范围窄、难于推广等方面的缺陷。

发明内容

针对现有技术的缺陷和技术需求，本发明的目的在于提供一种自动切菜装置，该装置通过采用双槽轮组件来提供动力，能够方便、高效率地实现菜样推进和切刀驱动过程及其相互配合，同时具备结构紧凑、制造成本低、便于切出多种形状菜样以及不卡刀等优点。

按照本发明，提供了一种自动切菜装置，该装置由双槽轮动力组件、推进组件、刀具组件和支撑组件共同组成，其特征在于：

所述双槽轮动力组件设置在支撑组件的上侧，包括电机、与电机的输出轴相连的联接轴、从内到外依次安装在该联接轴上的内锁止弧、拨杆和外锁止弧，以及对称设置在所述拨杆内外两侧由其拨动并分别与所述内、外锁止弧配合运动的内槽轮和外槽轮，其中内槽轮和内锁止弧各自中心之间的连线与外槽轮和外锁止弧各自中心之间的连线构成90度的夹角；

所述推进组件设置在支撑组件的下侧，包括与所述外槽轮同轴安装的第一同步带轮、与第一同步带轮配合使用的第二同步带轮及其同步带、与第二同步带轮同轴安装的推进齿轮，与所述推进齿轮相啮合的齿条，以及固定连接在所述齿条一端的推板；

所述刀具组件设置在支撑组件上并位于推进组件的下游侧，包括与所述内槽轮同轴安装的的第一齿轮、与第一齿轮相啮合的第二齿轮、与所述第二齿轮同轴安装的曲柄、一端与所述曲柄的自由端相连而另外一端连接于切刀连接轴的连杆，以及上端安装所述切刀连接轴，下端安装有切刀的切刀安装支架，其中第一齿轮（301）与第二齿轮（303）之间的齿轮传动比为1:4。

作为进一步优选地，所述刀具组件还包括网刀，该网刀设置在所述切刀的下游侧，用于对由切刀切成片状的菜样进一步执行网格化切割。

作为进一步优选地，所述网刀由网刀手柄、网刀框架和多个网刀刀片共同组成，并通过改变不同刀片间的相对位置来获得不同的网格化切割效果。

作为进一步优选地，所述网刀和切刀的刀片为不锈钢材料，并可以经锻造后执行热处理和机械加工的方式制成，其刀体为PC（聚碳酸酯）工程塑料，并可以由铣削的方式制成。

作为进一步优选地，所述推板的一侧与所述齿条固定相连，另外一侧设置有用于供推板滑动的直线导轨。

作为进一步优选地，第一同步带轮与第二同步带轮两者之间的传动比为5:1~30:1。

作为进一步优选地，所述支撑组件包括底板和处于底板上并由上、下支撑板所构成的双层平行结构，其中上支撑板上布置有用于安装所述电机的支撑座、用于安装其上设置有所述外槽轮的轴的第一轴承支座，用于安装所述联接轴的第二轴承支座、用于安装其上设置有所述内槽轮的轴的第三轴承支座、用于共同安装其上设置有所述第二齿轮和曲柄的轴的第四和第五轴承支座；下支撑板上布置有第六轴承支座，该第六轴承支座用于安装其上设置有所述第二同步带轮和推进齿轮的轴。

作为进一步优选地，在所述下支撑板与底板之间设置有缓冲橡胶垫。

总体而言，按照本发明的自动切菜装置与现有技术相比，主要具备以下的优点：

1、通过采用双槽轮机构及其配套结构，能够保证菜样推进和切刀驱动两个动作过程实现精确配合，不会同时进行以致发生卡刀现象；

2、通过调整驱动电机，可根据需要动态改变切菜的速度，并便于实现与工业传动带之间的高效率结合；此外，通过将第一和第二同步带轮的传动比以及第一和第二齿轮的传动比进行具体限定，能够提高传动和切割工作的效率；

3、通过采用双层支撑板结构，可以紧凑设置所有功能组件，整体装置的体积小、结构简单、零件数量少，从而便于制造和降低成本；

4、通过对切刀和网刀的材料及加工工艺进行限定，能够保证长时间和高速加工时的刀具耐磨性，同时保证食品安全；另外由于设置有网刀，可以在切菜的同时将其进一步加工成各种不同形状。

附图说明

图1是按照本发明的自动切菜装置的整体结构示意图；

图2是图1中所示双槽轮动力组件的组成结构示意图；

图3是图1中所示推进组件的组成结构示意图；

图4是图1中所示刀具组件的组成结构示意图；

图5是图1中所示支撑组件的组成结构示意图；

图6是按照本发明优选实施例的网刀结构的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征，只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是按照本发明的自动切菜装置的整体结构示意图。如图1中所示，按照本发明的自动切菜装置大致可分为四个组成部分，即双槽轮动力组件1、推进组件2、刀具组件3和支撑组件4。其中双槽轮动力组件1例如位于支撑组件4的上半部分，用于对推进组件2和刀具组件3分别提供驱动动力；推进组件2例如位于支撑组件4的下半部分，用于使待切割对象也即菜样朝向刀具组件3推动；刀具组件3设置在支撑组件4上并处于推进组件2的下游侧，在双槽轮动力组件1的驱动下做往复直线运动，由此将菜样切成片状。

如图2中具体所示，按照本发明的双槽轮动力组件1主要包括电机101、拨杆103、内锁止弧104、外锁止弧105、联接轴106、外槽轮107、外槽轮安装轴108、内槽轮109、内槽轮安装轴110等元件。电机101例如安装在支撑组件4上半部分的支撑座上，它的输出轴可以通过联轴器111与联接轴106相连，其中靠近电机101一侧为内侧，远离电机101的一侧为外侧。在联接轴106上，譬如以中部开孔的方式设置有拨杆103，并在拨杆103的两端分别对称布置有圆销102。在联接轴106上处于拨杆103的内外两侧，分别安装有形状一致的内锁止弧104和外锁止弧105，由此当联接轴106根据电机101的驱动而转动时，相应与拨杆103一同发生旋转。此外，在联接轴106的下方附近，在水平方向上彼此间隔地设置有分别与联接轴106相平行的内槽轮安装轴110和外槽轮安装轴108。在内槽轮安装轴110位于拨杆103内侧的位置上，安装有内槽轮109，该内槽轮109以常规的槽轮机构啮合方式与内锁止弧104相配合运动；类似地，在外槽轮安装轴108位于拨杆103外侧的位置上，安装有形状与内槽轮109一致的外槽轮107，该外槽轮107同样以常规的槽轮机构啮合方式与外锁止弧105相配合运动。为了保证内外两套槽轮机构能够交错运动并且两者的运动与停止正好相反，在本发明中，内槽轮109和内锁止弧104各自中心之间的连线与外槽轮107和外锁止弧105各自中心之间的连线构成90度的夹角；或者换而言之，内槽轮安装轴110和联接轴106各自轴心之间的连线与外槽轮安装轴108和联接轴106各自轴心之间的连线构成90度的夹角。通过以上设置，当电机101通过联轴器111带动联接轴106转动时，拨杆103、内锁止弧104和外锁止弧105相应也同步发生转动，拨杆103通过两端的圆销102交错拨动内槽轮109和外槽轮107的径向槽，由此使得内槽轮109和外槽轮107均做间歇圆周运动，并且二者的运动与停止相反以保证不会卡刀。

如图3中具体所示，推进组件2主要包括第一同步带轮201、同步带202、推板203、齿条205、推进齿轮206、第二同步带轮208等元件。第一同步带轮201和外槽轮107同轴安装在外槽轮安装轴108上由此与其同步旋转，第二同步带轮208例如设置在第一同步带轮201下方的轴207上，并在第一同步带轮201之间套设有同步带202。轴207上还设置有与第二同步带轮208同轴安装由此同步转动的推进齿轮206，该推进齿轮206与布置在其下方的齿条205相啮合，齿条205的一端固定连接有推板203。按照以上设置，当外槽轮107和第一同步带轮201间歇转动时，第二同步带轮208和推进齿轮206也相应发生转动，推进齿轮206与齿条205相配合将圆周运动转换成直线运动，从而使得推板203做间歇直线运动，同时将存放在推板203一侧的菜样朝着刀具组件3推动。在一个优选实施例中，还可以将推板203的一侧（图中例如显示为内侧）与齿条205固定相连，并在推板203的另外一侧（图中例如显示为外侧）设置有可供推板203自由滑动的直线导轨204，这样能够更方便、平滑地执行菜样的推动操作，而且能够留出更多的菜样容纳空间。在另外一个优选实施例中，可以将第一同步带轮201的直径设置为小于第二同步带轮208的直径，例如使得二者之间的传动比为5:1~30:1，由此提高传动效率。

如图4中具体所示，刀具组件3主要包括第一齿轮301、第二齿轮303、曲柄305、连杆306、切刀308、切刀导轨309、切刀安装支架310、切刀连接轴311等元件。第一齿轮301和内槽轮109同轴安装在内槽轮安装轴110上由此与其同步旋转，第二齿轮303设置在与内槽轮安装轴110相平行的轴304上，并与第一齿轮301相啮合由此配合传动，其中第一齿轮301与第二齿轮两者之间的齿轮传动比为1:4。在轴304上还设置有与第二齿轮303同步转动的曲柄305，连杆306的一端与曲柄305的自由端相连，另外一端连接在切刀连接轴311上。切刀安装支架310的下端安装有切刀308，上端安装切刀连接轴311，并可以在切刀导轨309上滑动。按照以上设置，曲柄305、连杆306、切刀308、切刀安装支架310以及切刀连接轴310共同组成了一个曲柄滑块机构。这样当内槽轮109和第一齿轮301转动时，第二齿轮303和曲柄305也相应发生同步转动，从而带动连杆306、切刀连接轴311以及切刀308做往复直线升降运动，由此可以将由推进组件2推来的菜样切成片状。此外，由于第一齿轮301与第二齿轮两者之间的齿轮传动比为1:4，这样随着内槽轮每次作90度的间歇圆周运动，曲柄滑块机构运动时相应也完成一次往复运动从而保证刀具完成一次切削，此外还能够减小刀具下切时的冲力。

为了使最终获得的菜品能够具备各种所需的形状，刀具组件3还可以包括设置在切刀308下游侧的网刀307。如图6中具体所示，网刀307可以由网刀手柄3071、网刀框架3072和多个网刀刀片3073构成。网刀手柄3071譬如呈吊环的形式，用于方便网刀的安装或替换操作；网刀框架3072作为网刀手柄和刀片的安装基础；而网刀刀片3073的数量及组合形式决定了网刀网格化切割的效果。例如，可以将22个网刀刀片按照预设规律安装在网刀框架3072中，并可以通过改变不同刀片间的相对位置来形成不同的网刀。为了便于网刀307的安装及拆卸，网刀安装支架302可以紧靠设置在切刀导轨309的外侧，网刀307插在网刀安装支架302的刀槽中。这样当切成片状的菜样由推板203垂直推过网刀307后，即可完成譬如切丝或其他菜样造型的操作。在一个优选实施例中，考虑到切刀308和网刀307作为切菜装置中的关键功能部件，因此应当根据具体用途来选择其制备材料及加工方法。例如，可以将所述网刀和切刀的刀片采用不锈钢材料，并经锻造后执行热处理和机械加工的方式制成，刀体采用PC（聚碳酸酯）工程塑料，并由铣削的方式制成。这样，能够避免刀口的过度磨损，保证更长的工作周期，同时适用于按照本发明所构造的装置及其切菜用途。

如图5中具体所示，支撑组件4主要包括上支撑板401、下支撑板407、底板408、以及设置在各个支撑板上的多个支撑座和轴承支座等结构。支撑组件4采用相互平行的上支撑板401和下支撑板407两层结构以减小整个装置体积，上下支撑板之间用网刀安装支架302和支撑板支架411连接。为了完成相关功能元件的安装，上支撑板401上布置有两个横向并列的支撑座409和410，用于安装电机101。此外，上支撑板401上还布置有多个轴承支座即第一轴承支座402、第二轴承支座403、第三轴承支座404、第四轴承支座405和第五轴承支座406。第一轴承支座402包括两个在纵向方向上相对置的轴承支座，用于安装外槽轮安装轴108；第二轴承支座403处于第一轴承支座的旁侧，用于安装联接轴106；第三轴承支座404同样包括两个在纵向方向上相对置的轴承支座，用于安装内槽轮安装轴110。第四轴承支座405和第五轴承支座406在纵向方向上相对置，并用于安装其上设置有第二齿轮303和曲柄305的轴304。下支撑板407上布置有第六轴承支座413，第六轴承支座包括两个在纵向方向上相对置的轴承支座，用于安装其上设置有第二同步带轮208和推进齿轮206的轴207。在一个优选实施例中，在下支撑板407与底板408之间还可以设置有譬如为4个的缓冲橡胶垫412，由此能够在工作时减少整个装置的振动，并提高操作精度。

下面将具体描述按照本发明的自动切菜装置的工作流程：

首先，将待切割的菜样放在推板203和切刀308之间的推进区域内，然后启动电机101，并带动拨杆103和内、外锁止弧转动。按照本发明以上描述的结构及其设置，当拨杆103上的一个圆销102刚刚拨动内槽轮109运动时，拨杆103上的另一个圆销102和外槽轮107刚刚脱离接触，此时内槽轮109转动，外槽轮107停止运动；当拨杆103再转过90度时，拨杆103上前一步拨动内槽轮109运动的圆销102刚刚拨动外槽轮107运动，拨杆103上的另一个圆销102和内槽轮109脱离接触，此时外槽轮107转动，内槽轮109停止运动；当拨杆103继续转过90度时，拨杆103上前一步拨动外槽轮107运动的圆销102和外槽轮107刚刚脱离接触，另一个圆销102又刚刚拨动内槽轮109运动，此时内槽轮109转动，外槽轮107停止运动，如此循环，由此将电机101的连续圆周运动分解为互斥的间歇圆周运动。也就是说，一个间歇圆周运动带动推进组件完成菜样进给动作，另外一个间歇圆周运动带动刀具组件往复运动完成菜样切片动作，并且两个运动不会同时进行以致出现卡刀现象；当调整电机的驱动方向或速度时，这种互斥关系不会关闭，因而可以根据实际需要来实现高效率切菜，例如与工业传动带相结合。

在外槽轮107旋转90度的过程中，同步带202将间歇圆周运动传给推进齿轮206，推进齿轮206和齿条205配合运动由此将旋转运动转换成齿条205的直线运动，并通过推板203推动菜样完成一次进给。在内槽轮109旋转90度的过程中，曲柄机构相应带动切刀308完成上下往复运动，从而对由推板203所推来的菜样完成切片。

如果要将菜样切成丝状，通过在网刀安装支架302的刀槽中安装网刀307，切成片状的菜样由推板203继续垂直推过网刀307即可完成切丝。此外，通过采用不同的网刀307或是对其刀片相对位置进行改变，还能够将菜样切成各种不同的所需形状。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动切菜装置，该装置由双槽轮动力组件(1)、推进组件(2)、刀具组件(3)和支撑组件(4)共同组成，其特征在于： 

所述双槽轮动力组件(1)设置在支撑组件(4)的上侧，包括：电机(101)；与该电机(101)的输出轴相连的联接轴(106)；以靠近电机(101)一侧为内侧而远离电机(101)的一侧为外侧，从内到外依次安装在该联接轴(106)上的内锁止弧(104)、拨杆(103)和外锁止弧(105)；以及同样以靠近电机(101)一侧为内侧而远离电机(101)的一侧为外侧，对称设置在所述拨杆(103)的内外两侧由其拨动并分别与所述内、外锁止弧配合运动的内槽轮(109)和外槽轮(107)，该内槽轮和外槽轮分别通过位于所述联接轴(106)下方附近的安装轴执行安装，并且内槽轮(109)和内锁止弧(104)各自中心之间的连线与外槽轮(107)和外锁止弧(105)各自中心之间的连线构成90度的夹角； 

所述推进组件(2)设置在支撑组件(4)的下侧，包括：与所述外槽轮(107)同轴安装的第一同步带轮(201)；与第一同步带轮(201)配合使用的第二同步带轮(208)及其同步带(202)；与第二同步带轮(208)同轴安装的推进齿轮(206)；与所述推进齿轮(206)相啮合的齿条(205)；以及固定连接在所述齿条(205)一端的推板(203)； 

所述刀具组件(3)设置在支撑组件(4)上并位于推进组件(2)的下游侧，包括：与所述内槽轮(109)同轴安装的第一齿轮(301)；与第一齿轮(301)相啮合的第二齿轮(303)；与所述第二齿轮(303)同轴安装的曲柄(305)；一端与所述曲柄(305)的自由端相连而另外一端连接于切刀连接轴(311)的连杆(306)；以及上端安装所述切刀连接轴(311)且下端安装有切刀(308)的切刀安装支架(310)，并且其中第一齿轮(301)与第二齿轮(303)之间的齿轮传动比为1:4。 

2.如权利要求1所述的自动切菜装置，其特征在于，所述刀具组件(3)还包括网刀(307)，该网刀(307)设置在所述切刀(308)的下游侧，用于对由切刀切成片状的菜样进一步执行网格化切割。 

3.如权利要求2所述的自动切菜装置，其特征在于，所述网刀(307)由网刀手柄(3071)、网刀框架(3072)和多个网刀刀片(3073)共同组成，并通过改变不同刀片间的相对位置来获得不同的网格化切割效果。 

4.如权利要求2或3所述的自动切菜装置，其特征在于，所述网刀(307)和切刀(308)的刀片为不锈钢材料，刀体为PC工程塑料。 

5.如权利要求1所述的自动切菜装置，其特征在于，所述推板(203)的一侧与所述齿条(205)固定相连，另外一侧设置有用于供推板(203)滑动的直线导轨(204)。 

6.如权利要求1所述的自动切菜装置，其特征在于，所述第一同步带轮(201)与第二同步带轮(208)两者之间的传动比为5:1～30:1。 

7.如权利要求1所述的自动切菜装置，其特征在于，所述支撑组件(4)包括底板(408)和处于底板(408)上并由上、下支撑板所构成的双层平行结构，其中上支撑板(401)上布置有用于安装所述电机(101)的支撑座(409,410)、用于安装其上设置有所述外槽轮(107)的轴(108)的第一轴承支座(402)，用于安装所述联接轴(106)的第二轴承支座(403)、用于安装其上设置有所述内槽轮(109)的轴(110)的第三轴承支座(404)、用于共同安装其上设置有所述第二齿轮(303)和曲柄(305)的轴(304)的第四和第五轴承支座(405，406)；下支撑板(407)上布置有第六轴承支座(413)，该第六轴承支座用于安装其上设置有所述第二同步带轮(208)和推进齿轮(206)的轴(207)。 

8.如权利要求7所述的自动切菜装置，其特征在于，在所述下支撑板(407)与底板(408)之间设置有缓冲橡胶垫(412)。