CN103402403B - 用于制备食物,尤其是水果的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于制备水果的设备包括主外壳,其具有容纳有切削总成和驱动总成的切削区域、用于将所述水果插入所述设备的可拆卸杯子总成,和用于在切削操作之后将水果切片从所述设备移走的可拆卸抽屉和托盘。所述设备包括冲洗总成,其用于清洗所述水果和所述切削总成;和偏转器,其被构造为将水果切块投送到所述托盘并将废料投送通过处理出口。所述切削总成被构造为根据在所述杯子总成内检测到的水果类型执行一个或多个切削操作:对苹果、柠檬、酸橙和梨执行形成楔形操作,和对桔子和柚子执行切/削皮操作。所述设备快速制备各种用于消费的水果而不要求操作员接触所述水果切片。

Description

用于制备食物,尤其是水果的方法和设备
[0001] 本申请要求于2011年1月7日提交的美国专利申请第61/430,787号的优先权,其以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种用于制备食物的设备和方法,更特定地涉及一种用于将整个水果切成多个容易消费的切片。
[0003] 发明背景
[0004] 许多人试图通过定期锻炼和/或遵循有规律的的日常饮食(包括大量水果和蔬菜)来保持健康的生活方式。遗憾的是,在我们快节奏的文化中,经常有水果和蔬菜的可用性相对受到限制的情况。在快速服务餐厅购餐时尤其如此。
[0005] 尽管此类门店已表现出越来越愿意为有健康意识的顾客提供方便,但是该意愿似乎常常局限于提供色拉或低钠产品。例如,快速服务汉堡店的顾客通常不希望点整个水果或蔬菜来搭配三明治,而是点传统炸薯条。提供整个水果和蔬菜是非典型的,这是因为在即食条件下,快速服务餐厅在制备和提供某些食物方面已非常成功。然而,就整个水果或蔬菜,比如苹果或桔子而言,这些餐厅还无法实现相同的成功。
[0006] —小部分快速服务餐厅已开始在孩子的饮食中提供预先包装的水果片袋子。然而,这些水果片通常是在供顾客消费前的几天在外地被切成片并密封在袋子中,然后运输至快速服务餐厅。这就要求使用外地食品分配中心来制备和包装这些水果片,并使用复杂的机器来完成这些外地的制备和包装。此后,制备的水果片必须在冷藏车内运输,然后保存在快速服务餐厅的存储冷却器内,一直保藏直到销售和消费。这就要求附加的存储空间、制冷和运输,所有这些均增加了成本并降低了向顾客供应可消费水果片的便利性。
[0007] 此外,利用该外地方法,必须用大量防腐剂来包装水果片以在存储期间维持其可食用状态。使用防腐剂的需要增加了总成本。此外,根据防腐剂的量和条件,所得的水果片作为健康选择对消费者的吸引力可能并不大。
[0008] 不同的方法可包括快速服务餐厅根据需求在销售时通过手切提供整个水果和/或蔬菜。然而,这种方法将需要花费更多时间,且对于与快速服务餐厅相关的典型的速度而言将有可能太慢。此外,除了时间过长,用手切水果和/或蔬菜的需要还将引起一些其它潜在问题。首先,快速服务餐厅将需要提供合适锋利的刀并随时准备好用来切。锋利的刀对快速服务餐厅的雇员带来了潜在危害。
[0009] 此外,使用刀的人在切之前将需要洗手以确保清洁。即使那样,供应给消费者的水果片在被供应给消费者之前已被快速服务餐厅的工人用手直接处理过。一些顾客会觉得如此处理水果片会让人没有食欲。
[0010] 更进一步地,水果片的大小和形状可不一致,这取决于使用刀的人。快速服务餐厅的顾客已经习惯了一致性。但是,获得水果切片的这种一致性将很困难。且当水果类型的数量增加时,这种考虑更加突出。
[0011] 快速服务餐厅需要提高新鲜水果的可用性。发明概要
[0012] 具有外壳的设备接收整个水果并将其固持在可拆卸地连接至外壳的杯子总成中。然后,该设备将水果刺穿在矛状器具(还称为固持件)上,确定特定类型的切削操作,执行确定的切削操作,并将水果切片递送至可从外壳取回的托盘。水果的剩余部分为废料并被引至处理出口。该设备可以是工作台面设备。
[0013] 该设备具有相对较小的占地面积,且使用很简单。要想运转,该设备需要常规电源插座、供水管路,和优选地,废物收集器,比如垃圾处理机或垃圾容器。为了制备可消费水果片,使用者只需将杯子总成从外壳移走,将水果放置在杯子总成内,然后最后将容纳水果切片的托盘从外壳取回。
[0014] 根据本发明的一个方面,水果在杯子总成中时被洗涤以在操作开始时保证清洁。杯子总成的形状和喷嘴的定向会减少清洗水果所需的流体的体积。优选地,清洗液流中包括清洗酸。
[0015] 该设备可用于制备不同类型的水果。设备根据水果的大小(通过感测确定)确定要执行的切削操作的类型。在本发明的一个方面,驱动总成将水果固持在矛状器具的端部,并且驱动总成上下往复移动以:1)感测所固持的水果的大小;和2)完成确定的切削操作,其可以是削皮和切削操作或形成楔形操作。驱动总成还可绕外壳的纵轴旋转,其优选为垂直以促进切削操作。
[0016] 根据本发明的另一个方面,外壳包括位于驱动总成下方的偏转器。偏转器使水果切片向位于在外壳内形成的抽屉中的托盘偏转。对于将被丢弃的水果的剩余部分,偏转器旋转以将此类废料向处理出口引导,废物收集器可连接在处理出口处。优选地,设备包括传感器,其位于抽屉内以感测抽屉内的托盘的存在,且从而使水果制备操作开始。这保证水果切片被递送至托盘,且无需雇员身体上的接触。
[0017] 在盛有水果切片的托盘已从抽屉移走后,以及当将水果的剩余部分向废物出口引导时,设备将流体从喷嘴向外壳的内表面和驱动总成和切削总成的表面引导。这保证设备在下一次用于制备水果之前处于清洁状态。
[0018] 由于该设备自动确定水果类型(通过感测),因此除了将水果放置在杯子总成内并将托盘放置在抽屉内之外,使用者无需做任何决定。设备在开始切削过程之前自动检测托盘和水果的存在,使得单独的外部启动按钮没有必要。因此,使用者基于任何特定类型的水果做出任何类型的预选是没必要的。然而,在替代实施方案中,设备可设置启动按钮。
[0019] 该设备以适应典型快速服务餐厅的消费者需求的方式在及时操作中提供水果切片。此外,该设备以清洁、可靠、快速和一致的方式提供水果切片。外壳主要是透明玻璃。如果需要,这使得使用者可看到设备的操作。且事实上,申请人认为当设备感测水果然后执行确定的切削操作时,看起来很有趣。申请人已能够在大约30秒内顺利地将第一类型的水果(比如,苹果、柠檬、酸橙和梨)切成楔形,且或许能够进一步地将该时间间隔缩短至更短的时间。申请人也已经能够在大约100秒内顺利地将第二类型的水果(比如,桔子和柚子)切成片或从其上切片。
[0020] 人们相信快速服务餐厅中有这种设备将会使此类门店更好地吸引有健康意识的顾客。同时,该设备在无伴随的成本和不便增加的情况下,使该益处成为现实。更特定地说,该设备消除了使用远方食品分配中心、复杂机器、冷藏车、存储空间和防腐剂的需要。
[0021] 可预期,除水果外,该设备还将很容易适用于各种类型的食品。
[0022] 根据第一实施方案,用于制备整个水果的设备包括外壳、位于外壳顶部的杯子总成、位于外壳内的矛状器具、位于外壳内的水果传感器、可操作地连接至水果传感器的控制器、位于外壳内与矛状器具相邻的切削总成、位于固持件下方的偏转器和形成在外壳内的抽屉。外壳可垂直延伸。前面部分可由透明材料制成,且包括杯子总成、矛状器具、水果传感器、切削总成和偏转器。其后部部分包括控制器和供电和供水连接件。设备连接至传统AC电源(例如,120伏AC)。供水管路将外壳连接至水源。废物收集器可可操作地连接至处理出口。
[0023] 在使用者将杯子总成移走,将水果放置在杯子总成中,然后重新将杯子总成放置在外壳内之后,杯子总成将水果固持在外壳顶部附近。杯子总成包括当水果固持在杯子总成中时,用于将液体(包括清洁剂)引导在水果上的喷嘴。矛状器具相对于杯子总成沿第一轴向上移动,并沿轴刺穿水果。矛状器具包括将水果可靠地保持在矛状器具上的尖端。矛状器具使水果沿第一轴移动并经过水果传感器以感测水果的尺寸。可操作地连接至传感器、矛状器具和切削总成的控制器基于感测的尺寸确定切削操作。目前,切削操作为削皮/切削或形成楔形,较大的水果(柚子、桔子)接受第一切削操作,即削皮/切,较小的水果(苹果、柠檬、酸橙梨子)接受第二切削操作,即形成楔形。
[0024] 切削总成执行确定的切削操作。如果切削操作为削皮/切,则切削总成首先用当水果在矛状器具上向上移动时选择性地位于水果路径中的削皮刀片削去部分水果皮。然后,矛状器具向下移动水果、旋转或转位以将固持的水果的另一部分放置在削皮刀片的路径内,然后向上移动以用削皮刀片将最新放置的水果部分的皮削去。该过程继续直到削去水果每一侧或面上的皮。然后,矛状器具使水果移动经过切削总成上串联的附加刀片(每一个刀片被选择性地设置在水果的路径中)以去除水果的核,垂直地将水果切片,并水平地将水果切片。当水果被水平切片时,可消费的水果切片从水果上被切下并由偏转器投送入托盘中。果核和其它废料由偏转器投送至处理出口。然后,可通过打开抽屉移走托盘,水果则准备好供消费者享用。
[0025] 如果所需的切削操作为形成楔形,则矛状器具将水果移动经过一个或多个被选择性地设置在水果路径中的垂直定向楔形刀片,每一次通过会从水果上切下一个或多个楔形水果。可消费楔形水果由偏转器投送入托盘中,而果核和其它废料则由偏转器投送至处理出口。然后,可通过打开抽屉移走托盘,水果则准备好供消费者享用。
[0026] 偏转器包括漏斗状构件、用于致动漏斗状构件旋转的电机,和用于检测偏转器位置的偏转器传感器。偏转器传感器与控制器通信,控制器操作电机以致动偏转器在第一位置(水果片在此处被投送入托盘内)和第二位置(液体和废料在此处被投送入处理出口)之间旋转。托盘可被容置在形成在可拆卸抽屉上与偏转器相邻的托盘容器内。偏转器也可包括托盘传感器,其在抽屉容置在设备中时检测托盘何时被放置在设备中。托盘传感器确保设备在没有托盘的情况下不会将水果切片分配到抽屉中。因此,设备操作员在将水果切片供应给消费者之前或期间不会接触水果切片。
[0027] 附图简述
[0028]图1是根据本发明的一个实施方案的用于制备单位水果,即整个水果以供消费的设备的透视图。
[0029] 图2是图1中的已移开杯子总成和外壳面板以不出内部细节的设备的透视图。
[0030] 图3A是图1中示出的杯子总成的前侧透视图。
[0031] 图3B是图3A中的杯子总成的后侧透视图。
[0032] 图4A是图3A中的杯子总成的局部分解图。
[0033] 图4B是图3A中的杯子总成的其它细节的部分分解图。
[0034] 图5A是图3A中的处于第一位置的杯子总成的剖面侧视图,其中单位水果被示出为向杯子总成移动。
[0035] 图5B是图3A中的处于第二位置的杯子总成的剖面侧视图,其中单位水果部分位于杯子总成内。
[0036] 图5C是图3A中的处于第三位置的杯子总成的剖面侧视图,其中单位水果完全位于杯子总成内。
[0037] 图f5D是图3A中的位于图1中的设备内且处于喷射状态的杯子总成的剖面侧视图。
[0038] 图6A是图1中示出的已移去杯子总成和杯子容器以示出内部细节的设备的透视图。
[0039] 图6B是图6A中所示设备的驱动总成,即固持件或矛状器具、切削总成和偏转器总成的透视图。
[0040] 图7A是图1中的设备的驱动总成的透视图,示出桥状件的至少一部分的细节。
[0041] 图7B是图7A中所示驱动总成和桥状件的部分分解图。
[0042] 图7C是图7A中所示驱动总成的矛状器具的部分分解图,示出矛状器具的尖端的细节。
[0043] 图7D是图7C中所示矛状器具的剖面侧视图,示出与固持钉对齐的尖端。
[0044] 图7E是剖面前视图,与图7D相似,并再次示出了与固持钉对齐的矛状器具尖端,但是是以从图7D的视图偏转90°的视图示出。
[0045] 图7F是图7D中所示的矛状器具尖端的透视图,其中尖端与固持钉错开。
[0046] 图7G是透视图,与图7F相似,其中同一矛状器具尖端与固持钉对齐。
[0047] 图7H是图7G中所示的矛状器具尖端的放大透视图,其中尖端与固持钉对齐。
[0048] 图8A是图1中所示设备的削皮刀片和驱动总成的侧视图,其中驱动总成处于原位而削皮刀片枢转至主动位置。
[0049] 图8B是削皮刀片和驱动总成的侧视图,与图8A相似,其中驱动总成处于上部中间位置而削皮刀片枢转至被动位置,进一步远离驱动总成。
[0050] 图8C是削皮刀片和驱动总成的侧视图,与图8A和图8B相似,其中驱动总成处于顶部位置以刺穿杯子总成内的单位水果。
[0051] 图8D是削皮刀片和驱动总成的侧视图,与图8B相似,其中驱动总成处于原位而削皮刀片枢转至主动位置,且单位水果由驱动总成固持。
[0052] 图8E是图8D中所示的削皮刀片和驱动总成的侧视图,其中驱动总成向上移动以迫使削皮刀片切下单位水果的面。
[0053] 图8F是图8E中所示的削皮刀片和驱动总成的侧视图,其中在完成对单位水果的削皮之后驱动总成处于原位,削皮刀片处于被动位置。
[0054] 图9A是图1中所示的设备的切削总成的透视图。
[0055] 图9B是图9A中所示的切削总成的部分分解图。
[0056] 图10A是图9A和图9B的切削总成的顶视图,示出刀片总成处于第一位置以致动清洗外壳。
[0057] 图10B是图10A中所示的设备的顶视图,其中刀片总成旋转至非活动位置,削皮刀片位于主动位置并切穿单位水果。
[0058] 图10C是图10B中所示的设备的顶视图,其中削皮刀片移动返回至被动位置且刀片总成旋转,使得去核刀片便切穿单位水果。
[0059] 图10D是图10C中所示的设备的顶视图,其中刀片总成旋转使得水平切片刀片切穿单位水果。
[0060]图10E是设备的顶视图,与图10D相似,其中刀片总成旋转使得除核构件与单位水果接合以将其从矛状器具除去。
[0061]图11A是图1中所示的设备的偏转器总成的透视图,其中偏转器旋转至第一位置以将废料投送至处理出口。
[0062]图11B是图11A中所示的偏转器总成的透视图,其中偏转器旋转至第二位置以将水果切块投送至托盘。
[0063] 图11C是图11A中所示偏转器总成的部分分解图。
[0064] 图12是图1中所不的设备的外壳的后部的透视图,其中外壳的后部被打开以不出内部细节。
[0065] 图13A是图1中所示的设备的透视剖面图,示出内部细节。
[0066] 图13B是图13A中所示的设备的侧视剖面图。
[0067] 图13C是图13A中所示的设备的前剖面图,其中驱动总成处于较低的位置。
[0068] 图13D是图13C中所示的设备的前剖面图,其中在刺穿单位水果期间驱动总成处于顶部位置。
[0069] 图14A是示意性地示出由图1中所示的设备执行的第一切削操作的操作流程图。
[0070] 图14B是示意性地示出由图1中所示的设备对第一类型的水果执行的削皮和切削操作的操作流程图。
[0071] 图14C是示意性地示出由图1中所示的设备对第二类型的水果执行的形成楔形操作的操作流程图。
[0072] 图15A是单位水果在被图1中的设备的驱动总成刺穿之前的透视图。
[0073]图15B是图15A中的经历作为图14B中所示削皮和切削操作的初始部分的削皮的单位水果的透视图。
[0074] 图15C是图15B中的经历图14B中所示削皮和切削操作的一部分的初始去核的单位水果的透视图。
[0075] 图1®是图15C中的经历作为图14B中所示的削皮和切削操作的一部分的进一步去核的单位水果的透视图。
[0076] 图15E是图15D中的经历作为图14B中所示的削皮和切削操作的一部分的垂直切割的单位水果的透视图。
[0077] 图15F是图15E中的经历作为图14B中所示削皮和切削操作的一部分的水平切割的单位水果的透视图。
[0078] 图15G是图15F中的经历作为图14B中所示的削皮和切削操作的一部分的后续水平切割的单位水果的透视图。
[0079] 图15H是图15G中的经历作为图14B中所示的削皮和切削操作的一部分的进一步去核的单位水果的透视图。
[0080] 图151是图15H中的经历作为图14B中所示的削皮和切削操作的一部分的进一步垂直切割的单位水果的透视图。
[0081] 图15J是图151中的经历作为图14B中所示的削皮和切削操作的一部分的进一步水平切割的单位水果的透视图。
[0082] 图15K是图15J中的单位水果的透视图,但是是在从单位水果切去可消费水果片(作为图14B中所示的削皮和切削操作的一部分)之后的透视图,其中剩余的核留在驱动总成上。
[0083] 图15L是当图15K中的单位水果的剩余的核从驱动总成被除去(作为图14B中所示的削皮和切削操作的一部分)时的透视图。
[0084] 图15M是盛有经过图14B和图15B至图15L中所示的削皮和切削操作之后的水果切块的托盘的透视图。
[0085] 图16A是被图1中的设备的驱动总成刺穿之前的单位水果的透视图。
[0086] 图16B是图16A中的经历利用一个刀片进行的初始垂直切割(作为图14C中所示的形成楔形操作的一部分)的单位水果的透视图。
[0087] 图16C是图16B中的经历利用两个刀片进行的后续垂直切割(作为图14C中所示的形成楔形操作的一部分)的单位水果的透视图。
[0088] 图16D是图16C中的经历利用两个刀片进行的额外垂直切割(作为图14C中所示的形成楔形操作的一部分)的单位水果的透视图。
[0089] 图16E是图16A中的单位水果的顶视图,示出图16B也示出的利用一个刀片进行的初始垂直切割(作为图14C中所示的形成楔形操作的一部)。
[0090] 图16F是图16E中的单位水果的顶视图,示出图16C也示出的利用两个刀片进行的后续垂直切割(作为图14C中所示的形成楔形操作的一部)。
[0091] 图16G是经过图16F中所示的垂直切割之后的单位水果的顶视图。
[0092] 图16H是图16G中的单位水果的顶视图,示出图16D也示出的利用两个刀片进行的额外垂直切割(作为图14C中所示的形成楔形操作的一部)。
[0093] 图161是图16H中的经过利用两个刀片进一步进行的其它垂直切割(作为图14C中所示的形成楔形操作的一部分)之后的单位水果的顶视图。
[0094] 图16J是盛有经过图14C和图16B至图161中所示的形成楔形操作之后的水果切块的托盘的透视图。
具体实施方式
[0095] 图1示出根据本发明的用于制备单位水果8以供消费的设备10的实施方案。设备10包括主外壳12,其容纳设备10的各种子总成的每一个。主外壳12包括被构造为容置操作电子器件和冲洗总成的管道的后外壳部分14、包括杯子容器18和切削区域20的前外壳部分16,和被构造为固持可拆卸托盘24且被构造为分配和放置单位水果8的各个部分的下外壳部分22。设备10被构造为将单位水果8容置在杯子容器18内,基于单位水果8的大小确定所需的切削操作,从单位水果8上切下多个可消费水果片,并将可消费水果片分配到可拆卸托盘24中以便递送并供消费者享用。为此,设备10实现了自动制备用于快速服务餐厅和相似门店的新鲜水果。
[0096] 图2更清楚地示出了设备10的各种子总成。被构造为准确地放置和清洗单位水果8的可拆卸杯子总成26可插入杯子容器18中。设备10还包括驱动总成28,其位于前外壳部分16内并被构造为在切削操作过程中移动并固持单位水果8。切削总成30设置在切削区域20内,且可操作以对单位水果8执行所需的切削操作。偏转器总成32位于切削区域20内与下外壳部分22相邻,且可操作以将可消费切片和废料投送至各自的出口。更特定地,偏转器总成32可替代地与托盘24和通向垃圾处理机或垃圾桶的处理出口(图2中未示出)耦接。设备10还包括冲洗总成34,其包括多个被构造为将流体喷射在可消费水果片上或外壳12的切削区域20内的组件的喷嘴36、68。设备10还包括主控制器50,其在后外壳部分14内并被构造为从多个传感器接收信息并发送信号以致动驱动总成28、切削总成30、偏转器总成32和冲洗总成34。
[0097] 图3A至图®示出了可拆卸杯子总成26。杯子总成26包括外部外壳102和刚性安装在外部外壳102内的内部杯形外壳104。杯子总成26还包括杯子106,其通常设置在外部外壳102和内部外壳104之间并被构造为相对于内部外壳104移动。多个第一夹持臂108枢转地耦接至内部外壳104,并被构造为与放置在杯子总成26内的单位水果8的一侧接合。多个第二夹持臂110也枢转地耦接至内部外壳104,并被构造为与放置在杯子总成26内的单位水果8的另一侧接合。杯子总成26还包括流体输送系统112,其与内部外壳104合并并被构造为输送清洗和消毒溶液以在杯子总成26被放置在主外壳12的杯子容器18中之后清洗单位水果8。
[0098] 如图4A最清晰地所示,外部外壳102包括上部外壳构件114和下部外壳构件116。应理解,使用术语〃上部〃和〃下部〃以及其它方向术语仅为了参考,且当元件放置在设备10中时,这些术语通常与元件的定向一致(杯子总成26在图3A至图5C中示为上下倒置)。上部外壳构件114包括顶壁118、从顶壁118延伸的U形侧壁120和从顶壁118延伸的波形前侧壁122。顶壁118包括中心凹陷部分124,其被构造为容置内部外壳104的杆部分158和杯子106。中心凹陷部分124周围是多个安装螺柱126,其被构造为容置延伸穿过内部外壳104从而将内部外壳104与外部外壳102耦接的紧固件。安装螺柱126的每一个还包括滚轴容器128,其被构造为容置与内部外壳104相关的滚轴184,如下文进行的进一步详细描述。
[0099] 上部外壳构件114的U形侧壁120包括位于与前侧壁122相对的侧面上的进水孔130和直接放置在进水孔130下方的卡扣耦接器容器132。前侧壁122包括一对指向内的肋条134,其向顶壁118的中心凹陷部分124突出。U形侧壁120和前侧壁122也可包括多个沿内周边的结构肋条136,其被构造为支撑下部外壳构件116,一些结构肋条136可被构造为容置紧固件,这是很容易理解的。当杯子总成26完全组装后,U形侧壁120和前侧壁122共同提供被构造为包围内部外壳104和杯子106的封闭周边。
[0100] 下部外壳构件116的外观通常为板状并包括被构造为与U形侧壁120和前侧壁122接合的外周边缘138。下部外壳构件116还包括中心孔140,其被构造为提供进入内部外壳104和当杯子总成完全组装时进入杯子总成26的其它组件的入口。在外周边缘138和中心孔140之间,下部外壳构件116包括多个滚轴容器142,其被构造为与上部外壳构件114内的对应滚轴容器128相邻并且被构造为容置与内部外壳104相关的滚轴184,如下文中进行的进一步详细描述。下部外壳构件116还包括多个开口 144,其绕外周边缘138被隔开并与外周边缘138相邻用于容置将下部外壳构件116耦接至上部外壳构件114的紧固件,如图3A和图3B所示。离合器孔146也形成在下部外壳构件116内用于容置滑动离合器148的底端148a,如下文中进行的进一步详细描述。
[0101] 下部外壳构件116包括从外周边缘138沿上部外壳构件114的U形侧壁120向上突出的卡扣耦接器150。卡扣耦接器150被构造为在杯子总成26的完全组装状态下位于卡扣耦接器容器132内。卡扣耦接器150包括一对弹簧负载的叉形件152,其被构造为可释放地于杯子容器18后部与相对应的锁销(未示出)接合以在设备10的操作期间将杯子总成26 “锁定”在适当位置。
[0102] 参考图4B,进一步详细示出了内部外壳104和杯子106和滑动离合器148、第一夹持臂108和第二夹持臂110。内部外壳104包括配水圆环154、包括杆部分158的第一外壳部分156、被构造为覆盖第一外壳部分156的第二外壳部分160,和环形齿轮162。如图4B所示,杯子106被调适为位于第一外壳部分156和配水圆环154之间,而第一夹持臂108被构造为由第一外壳部分156和第二外壳部分160固持。
[0103] 第一外壳部分156由杆部分158、从杆部分158向下延伸的第一部分球形壁164和围绕第一部分球形壁164设置在与杆部分158相对的端部上的凸缘166限定。杆部分158包括顶端158a,其被构造为就座为与外部外壳102的中心凹陷部分124接合,从而相对于外部外壳102刚性地定位内部外壳104。杆部分158还包括四个枢转容器158b,其被定位为与第一部分球形壁164相邻并被构造为与第一夹持臂108接合,如下文中进行的进一步详细描述。
[0104] 第一部分球形壁164包括四个槽168,其围绕壁164被隔开并被调适为容置第一夹持臂108的至少一部分。在槽168之间,第一部分球形壁164包括加工有凹槽网络170,或凹槽网络170切入内表面164a内的内表面164a。凹槽网络170 —直延伸至凸缘166。第一部分球形壁164还包括外表面164b,其具有多个向上朝配水圆环154延伸的环形接头164c。环形接头164c与配水圆环154和凹槽网络170连通。
[0105] 凸缘166包括多个被构造为容置将内部外壳104耦接至外部外壳102的安装螺柱126的孔166a。四个枢转容器166b还位于凸缘166上,与第一部分球形壁164上的对应的槽168相邻。枢转容器166b被构造为接合第一夹持臂108,如下文中进行的进一步详细描述。凸缘还限定包括第一棘爪172a和第二棘爪172b的外周边166c,第一棘爪172a被构造为设置在前侧壁122的指向内的肋条134之间,第二棘爪172b被构造为与U形侧壁120上的卡扣耦接器容器132相邻(图4B中示出卡扣耦接器150仅仅是为了说明,且并不与第二棘爪172b合并)。凸缘166还包括多个从外周边166c向下延伸并被构造为相对于第一外壳部分156准确地定位环形齿轮162的突耳166d。
[0106] 凸缘166还包括多个被构造为容置第二夹持臂110的枢转销110a或空转齿轮174的枢转销174a的安装孔166e。就此而言,第二夹持臂110在凸缘166枢转地耦接至内部外壳104。每一个第二夹持臂110包括枢转部分110b(枢转销110a与下部外壳构件116的中心孔140相邻),且还包括从枢转部分110b径向延伸且通常位于下部外壳构件116平面下方的夹持部分110c。枢转部分110b包括通常位于下部外壳构件116平面之上以与环形齿轮162接合的齿轮110d。每一个第二夹持臂110的夹持部分110c被构造为从图4A和4B所示位置朝中心孔140向内旋转以抓紧放置在杯子总成26内的单位水果8。
[0107] 多个第一夹持臂108包括图4B中示出为处于部分分解和安装状态的四个夹持臂108。每一个第一夹持臂108包括由一对平行波形板状构件108b (其由在顶端的枢转部分108c连接)限定的第一肢状物108a。枢转部分108g被构造为与杆部分158上的枢转容器158b的其中之一接合。第一肢状物108a还包括设置在板状构件108b之间并与枢转部分108c隔开的凸轮销108d。每一个第一夹持臂108还包括第二肢状物108e,其由在第一肢状物108a的板状构件108b和在底端的枢转部分108g之间延伸的弯曲构件108f限定。枢转部分108g被构造为与凸缘166上的枢转容器166b的其中之一接合。弯曲构件108f自由地倚靠在对应的第一肢状物108a的凸轮销108d上(在图5A至图5C中最清晰地示出)。因此,推动第一夹持臂108的凸轮销108d会致动每一个第一肢状物108a和第二肢状物108e旋转移动,如将在下文中进行的进一步详细描述。
[0108] 第二外壳部分160由第二部分球形壁176和凸缘178限定。第二部分球形壁176包括四个槽180,其被构造为与第一部分球形壁164上的四个槽168对准放置。在四个槽180之间,第二部分球形壁176为固体并被构造为与第一部分球形壁164的内表面164a密封接合,使得凹槽网络170密封在第一部分球形壁164和第二部分球形壁176之间。第二部分球形壁176也可包括与杆部分158相邻的容器盖(未不出),每一个容器盖被构造为封闭杆部分158的各个枢转容器158b内的相应第一肢状物108a的枢转部分108c。
[0109] 第二外壳部分160的凸缘178包括四个容器盖178a,每一个容器盖被构造为封闭第一外壳部分156的凸缘166的各个枢转容器166b内的相应第二肢状物108e的枢转部分108go凸缘178也可包括多个与第一外壳部分156的凸缘166上的安装孔166e对准的安装孔(未示出)。凸缘178还包括多个与凸缘166上的第一外壳部分156中的凹槽网络170对准的喷嘴头182。喷嘴头182作为水流经杯子总成26的出口。
[0110] 配水圆环154包括被构造为围绕第一外壳部分156的杆部分158的环部分154a。L形入口部分154b从环部分154a的一侧延伸。入口部分154b被构造为向外部外壳102的U形侧壁120上的进水孔130突出。入口部分154b可与一对紧固件154c耦接至外部外壳102的顶壁118,如本领域所熟知。环部分154a还包括多个出口接头154d,其被构造为密封地接合多个从第一部分球形壁164向上延伸的环形接头164c。如在图5A至图5C中最清晰地示出,环部分154a被构造为在杯子总成26完全组装时,位于外部外壳102的中心凹陷部分124。因此,配水圆环154、第一外壳部分156和第二外壳部分160共同限定流体输送系统112。流体输送系统112限定了从入口部分154b经过环部分154a、环形接头164c和凹槽网络170至多个喷嘴头182的流动通道。
[0111] 环形齿轮162被定位为直接与第二外壳部分160的凸缘178相邻并位于其下方。环形齿轮162包括多个围绕整个圆周的内部齿轮齿162a和多个沿圆周的一部分定位的外部齿轮齿162b。杯子总成26还包括滚轴184,其绕环形齿轮162的圆周成对定位。如上所述,定位每一对滚轴184使其在外部外壳102的相应滚轴容器128、142内自由旋转。滚轴184包括枢转轴186,其被构造为与环形齿轮162接合以在允许环形齿轮162自由旋转的同时保持环形齿轮162对齐。环形齿轮162还包括沿顶部表面的凹槽162c,其被构造为容置第一外壳部分156的凸缘166上的突耳166d (在图5A至图5C中最清晰地示出)。在环形齿轮162的与外部齿轮齿162相对的侧面上,偏压元件188耦接至环形齿轮162。偏压元件188还耦接至外部外壳102,且可包括弹簧总成、液压缸或任何其它已知的偏压构件。偏压元件188被构造为偏压环形齿轮162使其在第一方向上旋转,或沿顺时针方向旋转,如从图4B的“底面”(S卩,第二夹持臂110所在的地方)所看到般。
[0112] 滑动离合器148在图4B中显示为处于脱开位置,但是其被构造为与环形齿轮162的外部齿轮齿162b接合。滑动离合器148包括底端148a、齿轮148b和被构造为安装在外部外壳102的对应结构(未示出)内的顶端148c。如在离合器领域所熟知,安装滑动离合器148使得以至齿轮148b可在一个方向上自由旋转,但是在相反方向上被锁定无法转动。滑动离合器148还被安装为沿其旋转轴做横向移动,使得齿轮148b可在图4B中所示的与环形齿轮162的外部齿轮齿162接合的接合位置和脱开位置之间移动。就此而言,当滑动离合器148处于接合位置时,齿轮148b仅允许环形齿轮162在第二方向上或沿逆时针方向自由旋转,如从图4B的“底面”看到般。
[0113] 如图4A和图4B所示,第二夹持臂110的齿轮110d和空转齿轮174与环形齿轮162的内部齿轮齿162a接合。滑动离合器148 —般处于接合位置,其中齿轮148b与环形齿轮162的外部齿轮齿162b接合。因此,第二夹持臂110朝向彼此向内的枢转旋转促使环形齿轮162凭借与齿轮110d的接合在第二方向(逆时针方向)上旋转。尽管偏压元件188会对抗这个在第二方向(逆时针方向)上的旋转,但是滑动离合器148的齿轮148b会锁定环形齿轮162阻止其在第一方向(顺时针方向)上旋转。因此,当第二夹持臂110向内旋转以抓紧单位水果8时,滑动离合器148将环形齿轮162锁定在适当位置。
[0114] 当单位水果8准备好从第二夹持臂110释放时,可按压滑动离合器148的底端148a以将滑动离合器148移动至脱开位置,这就允许偏压元件188迫使环形齿轮162在第一方向(顺时针方向)上旋转,从而也使第二夹持臂110旋转返回至图4A和图4B所示的位置。从图3B中应理解,滑动离合器148的底端148a突出穿过外部外壳102上的离合器孔146,使得在设备10的操作期间当杯子总成26从设备10移走时可手动地或通过驱动总成28上的推动构件(图3B中未示出)将滑动离合器148移动至脱开位置。
[0115] 杯子106被构造为围绕配水圆环154和第一外壳部分156之间的内部外壳104的杆部分158设置。杯子106限定漏斗形状并包括上表面106a和下表面106b。上表面106a被构造为与设置在杯子106和外部外壳102的中心凹陷部分124之间的螺旋弹簧190接合。螺旋弹簧190朝内部外壳104向下偏压杯子106(在图4B的定向中为向上偏压)。杯子106的下表面106b包括四个朝内部外壳104突出的凸轮指状物192。凸轮指状物192被构造为突出穿过内部外壳104内的槽168、180并与第一夹持臂108的凸轮销108d接合。就此而言,螺旋弹簧190偏压凸轮销108d使其沿凸轮指状物192滑动从而使第一夹持臂108的第一肢状物108a和第二肢状物108e旋转。图5A至图5C更清晰地示出了该操作。
[0116] 图5A示出了在插入和夹持单位水果8 (以虚线示出)之前处于第一位置的杯子总成26。在该第一位置,第二夹持臂110被旋转远离单位水果8以允许单位水果8移动经过第二夹持臂110与第一夹持臂108接合。螺旋弹簧190偏压杯子106使其与内部外壳104的第一外壳部分156完全接合,使得凸轮指状物192迫使第一夹持臂108的凸轮销108d向上。凸轮销108d迫使第一肢状物108a和第二肢状物108e的自由端向内远离内部外壳104。然后,可沿箭头方向194a将单位水果8推入杯子总成26。单位水果8与第一夹持臂108的第一肢状物108a接合,并迫使其向外,如箭头194b所示。这继而迫使凸轮销108d将第二肢状物108e向外移动(如箭头194c所示),并迫使杯子106抵抗螺旋弹簧190的偏压远离内部外壳104,如箭头194d所示。
[0117] 如果单位水果8相对较小,比如苹果,则第一夹持臂108将被迫使进入图5B所示的第二位置。在该第二位置,杯子106部分地压缩螺旋弹簧190。第一夹持臂108的第一肢状物108a有效地沿一侧支撑单位水果8。然后,可如箭头194e所示向内旋转第二夹持臂110以夹持单位水果8的另一侧。如之前所述,滑动离合器148与环形齿轮162的相互作用阻止第二夹持臂110释放,直至滑动离合器148被推至脱开位置。为此,单位水果8被可靠地固定在杯子总成26内以进行进一步的操作,包括清洗和刺穿,如下文中进行的进一步详细描述。
[0118] 替代地,如果单位水果8相对较大,比如柚子,则第一夹持臂108将进一步地被迫使进入图5C所示的第三位置。在该第三位置,杯子106几乎或完全压缩螺旋弹簧190。此夕卜,第一夹持臂108的第二肢状物108e有效地沿一侧支撑单位水果8。第一肢状物108a、第二肢状物108e和杯子106的额外移动由箭头194f示出。与之前的操作相似,然后第二夹持臂110如由箭头194g所示向内旋转以夹持单位水果8的另一侧。如此,单位水果8便被可靠地固定在杯子总成26内以进行进一步的操作。
[0119] 一旦单位水果8被可靠地固定在杯子总成26内,杯子总成26便可被插入杯子容器18中,如图f5D所示。在该位置,单位水果8的底部暴露在第二夹持臂110之间以供驱动总成28刺穿。在刺穿操作之前,用水和大约百分之150过乙酸(也称作过氧乙酸,或PAA )的混合物来喷射单位水果8。过乙酸会杀死所有残留在单位水果8表面上的微生物的99.9%。水/PAA混合物通过流体输送系统112输送至单位水果8。配水圆环154的入口部分154b与从后外壳部分14向前延伸并穿过进水孔130的第一供给口 38a耦接。水/PAA混合物随着流体输送系统112的流动通道(如箭头196a所示)从第一供给口 38a流动至围绕单位水果8的内部外壳104中的喷嘴头182。在一些实施方案中,第二部分球形壁176包括位于凹槽网络170与喷嘴头182相对的端部的流孔,这允许进一步地将水/PAA混合物喷射到单位水果8的顶部上,如图®所示。
[0120] 此外,U形喷射管道40可沿杯子容器18的底部设置,如图2和图®所示。U形喷射管道40耦接至从后外壳部分14向前延伸入杯子容器18的第二供给口 38b。U形喷射管道40的自由端与被向下引导入设备10的切削区域20的喷嘴36连通。然而,U形喷射管道40包括多个沿上侧的面对杯子总成26和单位水果8的流孔40a。因此,水/PAA混合物可通过U形喷射管道40输送至单位水果8的底面,如箭头196b所示,同时在杯子总成26内进行流体输送系统112的喷射操作。因此,单位水果8准备好被驱动总成28刺穿和被切削总成30切削。
[0121] 图f5D中还不出的是,主外壳12包括从后外壳部分14向前延伸入杯子容器18的耦接构件42或杆。耦接构件42被构造为在杯子总成26完全插入杯子容器18时与卡扣耦接器150的弹簧负载叉形件152接合。如在耦接器领域很容易理解般,弹簧负载叉形件152向耦接构件42施加耦接力,当杯子总成26从主外壳12移除时,使用者可很容易地克服该耦接力。然而,在制备放置在杯子总成26内的单位水果8期间,该耦接力可靠地将杯子总成26固持在主外壳内12。
[0122] 图6A和图6B示出杯子总成26和杯子容器18已被移除以更清楚地示出切削区域20内的子总成的相互作用的设备10的透视图。更特定地,图6A图示了驱动总成28,其包括耦接至主外壳12的轭状物202、三个从轭状物202向上延伸的驱动轴204a、204b、204c、可在第一和第二驱动轴204a、204b上移动的桥构件206、可相对于桥构件206移动的矛状器具208,和驱动系统,驱动系统包括可操作地耦接至第一和第二驱动轴204a、204b的第一电机210和可操作地耦接至第三驱动轴204c的第二电机212。第一和第二电机210、212 (在图12最清晰地示出)被构造为相对于切削总成30驱动桥构件206和矛状器具208,切削总成30包括设置在桥构件206前面的削皮刀片302和设置在桥构件206后面的可旋转刀片总成304。刀片总成304包括去核刀片306、垂直切片刀片308、水平切片刀片310、一对楔形刀片312和除核构件314,其每一个均被构造为对刺穿在矛状器具208上的单位水果8进行切削操作。下面将进一步详细描述驱动总成28和切削总成30的具体操作以及其组件的相互作用。
[0123] 图6A和图6B还图示了偏转器总成32,其包括漏斗状偏转器402。漏斗状偏转器402被构造为将废料从切削区域20投送至处理出口 44,并将可消费水果切片投送至托盘24。主外壳12还包括延伸入切削区域20并围绕偏转器402的顶部周边的结构构件46。轭状物202和驱动总成28的驱动轴204a、204b、204c可安装在结构构件46上以将这些组件准确地定位在主外壳12内。如图6A最清晰地所示,结构构件46还部分地呈漏斗状以促使废料和可消费水果切片进入偏转器32以便被投送至合适的目的地。下面将进一步详细描述偏转器总成32及其操作。
[0124] 图7A至图7H进一步图示了驱动总成28。为了清楚起见,图7A和图7B的视图中除去了轭状物202和第一和第二电机210、212。第一驱动轴204a包括与第一驱动齿轮216接合的顶端214a、可旋转地与结构构件46或轭状物202接合并由其支撑的底端214b,和沿顶端214a和底端214b之间的第一驱动轴204a的大部分设置的螺旋钻214c。以相似的方式,第二驱动轴204b包括与第二驱动齿轮220接合的顶端218a、可旋转地与结构构件46或轭状物202接合并由其支撑的底端218b,和沿顶端218a和底端218b之间的第二驱动轴204b的大部分设置的螺旋钻218c。第一电机210通过多个图6A和图6B最清晰地示出的驱动带222可操作地耦接至第一和第二驱动齿轮216、220的每一个。驱动带222确保第一和第二驱动齿轮216、220使第一和第二驱动轴204a、204b以相同的旋转速度同时旋转。第一和第二驱动轴204a、204b被构造为致动桥构件206和矛状器具208平移移动。
[0125] 驱动总成28还包括定位为与第一驱动轴204a相邻的齿条齿轮224。齿条齿轮224包括耦接至主外壳12的顶端224a、耦接至结构构件46或轭状物202的底端224b,和面向矛状器具208并在顶端224a和底端224b之间延伸的齿状侧表面224c。如图7A所示,齿条齿轮224和第一驱动轴204a通过隔离构件226接合。隔离构件226包括围绕第一驱动轴204a设置的圆柱部分、从圆柱部分226a向外延伸并部分围绕齿条齿轮224的Η形臂226b,和从圆柱部分226a向外延伸的滑动离合器致动器226c。隔离构件226可沿第一驱动轴204a和齿条齿轮224自由滑动,但是被压缩弹簧228偏压远离第一驱动轴204a的中间平台214d。因此,图7A中示出了隔离构件226的默认位置。下面将参考图8A至图8F进一步详细描述滑动离合器致动器226c的操作。
[0126] 第三驱动轴204c包括与第三驱动齿轮232接合的顶端230a、可旋转地与结构构件46或轭状物202接合并由其支撑的底端230b,和设置在顶端230a和底端230b之间的中间部分230c。第二电机212通过图6A和图6B中最清晰地示出的皮带234可操作地耦接至第三驱动齿轮232。第三驱动轴204c被构造为致动矛状器具208旋转,如下面进行的进一步详细解释。
[0127] 如图7B最清晰地所示,桥构件206包括第一驱动轴环236a和位于桥构件206的相对端的第二驱动轴环236b。第一驱动轴环236a与第一驱动轴204a的螺旋钻214c接合,而第二驱动轴环236b与第二驱动轴204b的螺旋钻218c接合。如所熟知的那样,第一和第二驱动轴环236a、236b可具有内螺纹,使得桥构件206可被致动以在各自螺旋钻214c、218c旋转时上下移动第一和第二驱动轴204a、204b。为此,第一电机210可操作以使桥构件206在设备10的主外壳12内上下移动。
[0128] 桥构件206还包括被构造为容置矛状器具208的中心孔238。中心孔238和第一驱动轴环236a之间是被构造为滑动地容置齿条齿轮224的齿条槽240。第一矛状器具驱动齿轮242耦接至桥构件206以在齿条槽240内的齿条齿轮224和中心孔238之间延伸。空转齿轮244也在中心孔238的相对侧耦接至桥构件206。第一矛状器具驱动齿轮242和空转齿轮244的齿通常水平地延伸以与矛状器具208上的齿状小齿轮266之间的空间接合。第一矛状器具驱动齿轮242和空转齿轮244耦接至具有标准齿轮轴246a和锁环246b的桥构件206,如本领域所熟知的那样且如图7B所示。
[0129] 在中心孔238和第二驱动轴环236b之间设置有通孔248,其被构造为容置第三驱动轴204c。第二矛状器具驱动齿轮250耦接至桥构件206,与通孔248相邻,并容置第三驱动轴204c。第二矛状器具驱动齿轮250被构造为随第三驱动轴204c旋转。第二矛状器具驱动齿轮250通过多个中间齿轮254a、254b、254c (其每一个均附接至桥构件206的底面)与第三矛状器具驱动齿轮252接合。第三矛状器具驱动齿轮252包括垂直延伸的外齿252a和内齿252b。外齿252a与中间齿轮254c的其中之一接合,而内齿252b围绕矛状器具208上的齿状小齿轮266并与其齿接合。因此,第二电机212通过第三驱动轴204c、第二矛状器具驱动齿轮250和第三矛状器具驱动齿轮252致动矛状器具208旋转。由于下面参考图8A至图8F进一步详细阐述的原因,桥构件206还包括从桥构件206向前突出,与通孔248和第二驱动轴环236b相邻的削皮致动器256。
[0130] 图7B中还示出的是,矛状器具208包括具有尖端260的固持钉258、在固持钉258下方延伸的驱动部分262,和设置在驱动部分262的底部的尖端旋转机构264。固持钉258和尖端260被构造为刺穿杯子总成26内的单位水果8,然后在后续的移动和切削操作期间可靠地固持单位水果8。驱动部分262包括多个在垂直方向上彼此隔开的齿状小齿轮266,使得驱动部分262有效地沿其长度水平地和垂直地提供齿轮齿。就此而言,齿状小齿轮266的齿与与桥构件206的底部相邻的第三矛状器具驱动齿轮252的内齿252b接合,且齿状小齿轮266之间的垂直空间与第一矛状器具驱动齿轮242和空转齿轮244接合。
[0131] 在操作中,致动第一电机210以使第一和第二驱动轴204a、204b旋转,二者使桥构件206沿螺旋驱动钻214c、218c平移。当桥构件206平移时,齿状小齿轮266由第一矛状器具驱动齿轮242和空转齿轮244的水平延伸的齿支撑。此外,桥构件206还相对于齿条齿轮224平移,这迫使第一矛状器具驱动齿轮242在桥构件206移动时旋转。因此,当桥构件206平移时,第一矛状器具驱动齿轮242还致动矛状器具208相对于桥构件206平移。因此,矛状器具208的平移速度大约是桥构件206的两倍。这种配置允许设备10在高度上更加紧凑,这是因为矛状器具208能够一直平移入杯子总成26,而无需桥构件206移动至切削区域20之外。应理解,当桥构件206平移时,齿状小齿轮266自由地滑动通过第三矛状器具驱动齿轮252。
[0132] 同样在操作中,致动第二电机212以使第三驱动轴204c旋转,其使第二矛状器具驱动齿轮250和第三矛状器具驱动齿轮252旋转。当第三矛状器具驱动齿轮252旋转时,齿状小齿轮266与第三矛状器具驱动齿轮252的内齿252b接合,且矛状器具208旋转。应理解,齿状小齿轮266自由地旋转通过支撑矛状器具208的第一矛状器具驱动齿轮242和空转齿轮244。因此,驱动总成28使矛状器具208能够进行平移和旋转移动,这使得下面进一步详细描述的切削步骤的每一个得以实现。
[0133] 图7C至图7H进一步详细示出了矛状器具208的可旋转尖端260和尖端旋转机构264。具体参考图7C至图7E,尖端260包括双叉头260a和一直延伸通过固持钉258和驱动部分262的长形杆260b。固持钉258的顶部部分258a还包括两个叉形件,其被构造为旋转以与双叉头260a的两个叉形件对齐。固持钉258还包括底端258b,其通过定位螺钉268耦接至驱动部分262的带有键的顶端262a。驱动部分262的底端262b限定围绕长形杆260b的圆周大约90度的部分弧形。尖端旋转机构264包括通过定位螺钉268耦接至长形杆260b的锁定基部270、设置在锁定基部270和驱动部分262之间的弹簧264a、和设置在锁定基部270和驱动部分262之间的双垫圈264b。双垫圈264b包括被构造为容置驱动部分262的弓形底端262b的凹口。锁定基部270包括部分围绕长形杆260b和弹簧264a的半圆形上部270a。锁定基部270还包括底部叉形表面270b。下外壳部分22包括被构造为在桥构件206和矛状器具208平移至原位时容置锁定基部270的底部分叉表面270b的锁定容器272。
[0134] 在操作中,尖端260可旋转大约90度,从图7F中与固持钉258的顶部部分258a的叉形件错开的第一位置旋转至图7G中与顶部部分258a的叉形件对齐的第二位置。尖端260和固持钉258的邻接面包括被构造为相对于固持钉258将尖端260固持在适当位置的锁定齿276。每当旋转尖端260时,桥构件206将矛状器具208移动至原位,使得锁定基部270的底部分叉部分270b与下外壳部分22上的锁定容器272接合。这可阻止尖端260旋转,且还迫使尖端260向上对抗弹簧264a,使得尖端260和固持钉258之间的锁定齿276彼此脱离(参见图7H)。然后,第二电机212开始操作以使矛状器具208的驱动部分262旋转,如箭头278所示。驱动部分262的弓形底端262b从与锁定基部270的半圆形上部270a的一侧邻接旋转至与锁定基部270的半圆形上部270a的另一侧邻接。该相对转动大约为90度,如尖端260从与固持钉258的顶部部分258a上的叉形件完全错开(图7F)旋转至与顶部部分258a完全对齐(图7G)所最清晰地示出。然后,桥构件206向上移动矛状器具208,相对于固持钉258将尖端260锁定在新位置。
[0135] 尖端260被旋转入图7G所示的位置以使矛状器具208很容易地插入穿过单位水果8。然后,一旦尖端260从杯子总成26中的单位水果8的相对侧再次出现,则桥构件206将矛状器具208移动返回至原位,使得尖端260可旋转返回至图7F所示的位置。结果,尖端260的叉形件抓紧单位水果8的顶部,并在两个平移方向上将单位水果8锁定在矛状器具208上的合适位置。因此,当单位水果8向上平移和当单位水果8向下平移时,切削总成30可切入单位水果8。这种构造允许对单位水果8更快地执行切削操作。
[0136] 图8A至图8F进一步示出了切削总成30的削皮刀片302的操作。削皮致动器256被调适为将削皮刀片302从沿单位水果8的平移路径的主动位置枢转至远离单位水果8的平移路径的被动位置(也称为“通过位置”)。图8A至图8F还示出了驱动总成28的各个方面。如图6B最清晰地所示,削皮刀片302成一定角度并包括耦接至第一支撑连杆机构316的第一端302a和耦接至第二支撑连杆机构318的第二端302b。第一支撑连杆机构316包括第一连杆320,其上端320a和下端320b枢转地耦接至与轭状物202相邻的结构构件46。第一连杆320的下端320b包括限定第一凸轮表面320c的突起。第一连杆320的上端320a包括限定第二凸轮表面320d的成角度部分。第一支撑连杆机构316还包括第二连杆322,其具有枢转地耦接至第一连杆320的上端320a的前端322a和后端322b。第一支撑连杆机构316还包括第三连杆324,其具有枢转地耦接至第二连杆322的后端322b的上端324a和枢转地耦接至结构构件46的下端324b。具体而言,削皮刀片302的每一端302a、302b均刚性耦接至第二连杆322,使得削皮刀片302可跟踪第二连杆322的移动。以相似的方式,第二支撑连杆机构318还包括完全相同的第一、第二和第三连杆320、322、324。
[0137] 桥构件206上的削皮致动器256还包括底端256a和顶端256b。当桥构件206平移至图8A中所示的原位时,比如在水果制备循环开始时,削皮致动器256的底端256a与第一支撑连杆机构316的第一连杆320上的第一凸轮表面320c接合。为此,第一连杆320被迫沿反时针方向旋转,如图8A所见。由于第一、第二和第三连杆320、322、324之间的类似四连杆机构的关系,第一支撑连杆机构316向后倾斜至主动位置。应理解,在这转移期间第二连杆322基本保持水平定向,因此削皮刀片302相对于桥构件206的平移路径基本保持横向而非与平移路径成角度(在图8A示出的平面内)。还将理解,在图8A和以下附图中,第二支撑连杆机构318总是跟随第一支撑连杆机构316的移动。削皮刀片302也可包括位于第一端302a的硬质塑料尖端302c,其向上突出与杯子容器18的底部边界滑动接合,在图8A至图8C中以虚线示出。
[0138] 图8A还图示了矛状器具208的尖端260与固持钉258的顶部部分258a的叉形件对齐。致动第一电机210以从原位向上移动桥构件206,如图8A和图8B中的箭头326所示。当桥构件206到达图8B中所示上部中间位置时,削皮致动器256的顶端256b与第二凸轮表面320d在第一支撑连杆机构316的第一连杆320的上端320a处接合。该接合迫使第一连杆320向外或向前枢转至箭头328所指示的被动位置。再次,第二连杆322基本保持水平,使得削皮刀片302相对于矛状器具208和单位水果8的平移路径基本保持横向。然而,在被动位置时,削皮刀片302位于单位水果8的平移路径之外。
[0139] 然后,第一电机210继续向上驱动桥构件206和矛状器具208至图8C所示的顶部位置。在该顶部位置,矛状器具208刺穿固持在杯子总成26内的单位水果8。同时,桥构件206与第一驱动轴204a上的隔离构件226的圆柱部分226a接合,并迫使隔离构件226向上对抗压缩弹簧228的偏压。滑动离合器致动器226c也向上移动并迫使致动杆198向上以推动滑动离合器148的底端148a,这使滑动离合器148脱离并迫使杯子总成26释放单位水果8,如以上所描述。应理解,致动杆198可以以当桥构件206向上推动滑动离合器致动器226时(如图8C中的箭头330所示)使滑动离合器148脱离的方式耦接至杯子容器18。
[0140] 如果在移动水果8时设备10确定该单位水果8为被构造为要经过削皮和切削操作的柑橘类水果,则第一电机210致动桥构件206和矛状器具208向下移动返回至如图8D所示的原位。在该原位,尖端旋转机构264被接合以相对于固持钉258旋转尖端260,如以上参考图7C至图7H进一步详细描述。此外,削皮致动器256的底端256a与第一连杆320的第一凸轮表面320c接合,从而将削皮刀片302枢转返回至单位水果8的平移路径中的主动位置,该主动位置现在在削皮刀片302的下方,如图8D所示。
[0141] 为了削去单位水果8的皮,第一电机210致动桥构件206和矛状器具208向上移动(如图8E所示),这迫使单位水果8经过削皮刀片302,使得单位水果8的一面8a被削下。然后,桥构件206到达之前图8B中所示的上部中间位置以将削皮刀片302枢转到平移路径之外,以便可再一次向下移动桥构件206和单位水果8。在第二电机212局部旋转单位水果8之后,将削皮刀片302枢转入平移路径并从单位水果8削下面8a的过程重复,直至单位水果8的所有面均被削下。图8F示出了该状态,其中桥构件206位于与原位相邻的下部位置以将削皮刀片302保持在被动位置,但是允许可旋转刀片总成304完整旋转,如下文中进行的进一步详细描述。
[0142] 图8A至图8F还示出的是,设备10可包括位于结构构件46或轭状物202上的底部桥状件传感器48。当桥构件206处于原位时,位于桥构件206后侧的对应向下突起274仅阻挡底部桥状件传感器48。该反馈允许设备10的控制器50在矛状器具208和桥构件206的移动和操作过程中调整电机输出中的任何不一致。
[0143] 切削总成30还包括可旋转刀片总成304,如图9A和图9B所示。可旋转刀片总成304包括设置在后外壳部分14内的第三电机332和从第三电机332延伸入切削区域20的蜗轮驱动齿轮334。蜗轮驱动齿轮334与设置在刀片驱动轴338的底端338a上的刀片驱动齿轮336接合。蜗轮驱动齿轮334和刀片驱动齿轮336均设置在向内突出入切削区域20的保护盖340下方,如图9A所示。保护盖340有效地阻止水果片废料和/或液体落到被覆盖的组件上并影响组件的性能。刀片驱动轴338向上延伸穿过保护盖340至顶端338b。安装在保护盖340和顶端338b之间的刀片驱动轴338上的是下部刀片固持件342和上部刀片固持件344。下部刀片固持件342和上部刀片固持件344以键接的方式彼此接合(如图9B所示),并通过与刀片驱动轴338的顶端338b邻接的驱动轴轴承338c被固持在刀片驱动轴338上的适当位置。第三电机332被调适为将任何刀片旋转入单位水果8的平移路径,如参考图10A至图10E进行的进一步详细描述。
[0144] 下部刀片固持件342被构造为耦接至垂直切片刀片308、水平切片刀片310、楔形刀片312和围绕下部刀片固持件342的圆周或周边的除核构件314的每一个。除核构件314通常与下部刀片固持件342形成一体,而其它刀片308、310、312的每一个均通过已知的紧固件346可拆卸地耦接至下部刀片固持件342。为此,如果有任何刀片变钝,那么垂直切片刀片308、水平切片刀片310和楔形刀片312的每一个均可被拆卸或更换。垂直切片刀片308和楔形刀片312的每一个包括上部切削刃348a和下部切削刃348b,使得当单位水果向上或向下移动经过刀片总成304时,这些刀片308、312可垂直地将单位水果8切片或从单位水果8上切下楔形水果。结合可旋转尖端260,双刃刀片减少了制备单位水果8所必需的时间量。
[0145] 除核构件314通常为C形,以便当从矛状器具208除去单位水果8的果核时,除核构件314围绕矛状器具208紧贴配合。除核构件314还承载位于自由端的被构造为阻挡设置在切削区域20的后部的刀片总成传感器52的突起314a,如图10A至图10E所示。当突起314a阻挡刀片总成传感器52的光束或其它信号时,控制器50知道刀片总成304位于平移路径之外的“原位”或“经过”位置。切削循环结束时,控制器50确保刀片总成304处于原位,且在致动冲洗总成34喷射切削区域20和杯子总成26以清洗设备10之前杯子总成26被插入。
[0146] 上部刀片固持件344被构造为支撑去核刀片306,其通过已知的紧固件346可拆卸地耦接至上部刀片固持件344。因此,如果去核刀片306变钝,那么还可拆卸并更换去核刀片306。去核刀片306有效地定位在楔形刀片312和除核构件314之间,使得去核刀片306可被旋转入单位水果8的平移路径,平移路径中没有任何其它刀片。应理解,刀片总成304可包括扭矩传感器(未示出),所述扭矩传感器可操作地耦接至控制器50,且可操作以检测用于切削单位水果8的切削扭矩是否超过阈值量,其指示刀片是否变钝和是否需要更换。
[0147] 图10A至图10E进一步详细示出了削皮和切削操作期间切削总成30,且更特定地说刀片总成304的操作。图10A示出了刀片总成304的起始位置,其与图8A中所示的处于原位的桥构件206对应。在该起始位置,除核构件314的突起314a通过阻挡冲洗传感器52的光路致动或已致动冲洗传感器52。同时,桥构件206已致动削皮刀片302使其枢转入单位水果的平移路径中的主动位置。冲洗循环完成之后,第三电机332致动刀片总成304旋转至图10B所示的原位。刀片总成304的原位由这样一个位置限定,在该位置刀片306、308、310,312或除核构件314均未设置在单位水果8的平移路径中。换句话说,单位水果8可经过刀片总成304而不被切削。图10B还图示了位于主动位置的剥皮刀片302首先从单位水果8削下面8a,这与之前参考图8E描述的状态对应。应理解,偏转器402将水果的削下的面8a投送至图10B中可见的处理出口 44。
[0148] 然后,削皮过程继续直至单位水果8的所有面8a均已被削下,如图10C所示。然后,第三电机332将去核刀片306旋转入单位水果8的平移路径。当第一电机210致动单位水果8慢慢向上平移移动时,第二电机212被致动以旋转单位水果8,这共同使去核刀片306围绕单位水果8的果核8b慢慢地切。尽管果核8b仍与单位水果8的底端相连,但是现在可自由地将单位水果8的可食用部分从果核8b切下。在一个实例中,去核刀片306偏离矛状器具208大约0.375英寸,使得从水果8切下的果核8b的直径大约为0.75英寸。
[0149] 然后,可将垂直切片刀片308旋转入平移路径以垂直地将单位水果8和顶部剩余部分和可食用部分切片。然后,第三电机332致动水平切片刀片310旋转入旋转的单位水果8,第二电机212和矛状器具208致动单位水果8旋转。图10D示出了刀片总成304的水平切片和相应的定位,且当水平切片刀片310切向果核8b时,可消费水果切片8c或水果方块逐渐从单位水果8上切下。从图10D中可看到,偏转器402已旋转以将可消费切片8c投送入托盘24。水平切片刀片310被构造为在距矛状器具208的中心大约0.3英寸处停止,使得水平切片刀片310 —直切穿水果8至直径为大约0.75英寸的果核8b。
[0150] 在水平切片刀片310将单位水果8的所有可食用部分切下之后,矛状器具208向上移动,且第三电机332致动除核构件314旋转入围绕矛状器具208的位置,如图10E所示。然后,可向下驱动矛状器具208以便除核构件314强制性地将果核8b从矛状器具208上褪下。将理解,在除核之前,尖端260已被旋转返回至与固持钉258对齐的最初定向。还将理解,偏转器402已再次旋转以将果核8b和其它废料投送至处理出口 44而非托盘24。然后,可将刀片总成304旋转返回至图10A所示位置以致动冲洗总成34的另一个清洗或冲洗循环。
[0151] 应理解,在下面进一步详细描述的形成楔形操作期间,楔形刀片312将被旋转入单位水果8的平移路径。然而,在形成楔形操作中,第三电机332和刀片总成304的操作基本上与以上简要描述的多步削切过程相似。
[0152] 此外,将理解,在基本型设备10中,刀片总成304可仅配备有楔形刀片312的一个或多个和除核构件314。就此而言,可通过将去核刀片306、垂直切片刀片308和水平切片刀片310加入刀片总成304来单独提供“削皮/切割组”,从而使得能够进行两个不同的切削操作,如下文中进行的进一步详细描述。
[0153] 图11A至图11C进一步图示了偏转器总成32。偏转器总成32包括偏转器402,其将投送来自杯子总成26和切削区域20的所有材料和液体。偏转器总成32基本上位于下外壳部分22内,其包括处理出口 44和用于固持托盘24的可移动托架404。偏转器总成32还包括围绕处理出口 44的上部平台406,且下外壳部分22包括部分位于上部平台406下方并被构造为容置托架404的下部平台408。偏转器402为漏斗状构件,其具有限定旋转轴412的圆形上部周边410、从上部周边410向下和向内延伸的成角度主体414、从与旋转轴412相邻的成角度主体414向下延伸的杆构件416,和被构造为支撑偏转器402的杆构件416的轴承构件418。上部平台406包括与杆构件416连通的孔420。轭状物202支撑轴承构件418,该轴承构件继而支撑杆构件416和偏转器402。被构造为与矛状器具208的锁定基部270接合的锁定容器272安装在下外壳部分22上,位于杆构件416和轴承构件418的正下方。因此,当桥构件206和矛状器具208处于原位时,矛状器具208延伸穿过杆构件416和孔420至锁定容器272。
[0154] 下外壳部分22包括两对被构造为与位于托架404相对侧的对应带齿轨道424接合的齿状滚轴422。下外壳部分22还包括一对内部棘爪构件426,其被构造为在形成在托架404底部的对应棘爪槽(未示出)内滑动从而保持托架404以防其完全脱离下外壳部分22。托架404包括带有手柄430用于将托架404移入移出下外壳部分22的前闭合板428。托架404还包括平台432,其具有带齿轨道424和之前描述的棘爪槽以及被构造为将托盘24准确定位在偏转器总成32内的托盘容器434。下外壳部分22包括托盘传感器54,其被附接至上部平台406并经过定位使得当托盘24位于托盘容器434内且托架404被插入下外壳部分22时,托盘24的侧边缘24a阻挡托盘传感器54的光学信号,使得控制器50可在致动水果制备循环之前验证托盘24的存在。
[0155] 偏转器402的上部周边410包括围绕整个上部周边410的面向下的齿轮齿436和向上延伸的突起438。向上延伸的突起438被构造为中断或致动安装在结构构件46内的偏转器传感器56。偏转器传感器56将反馈提供至控制器50以确定偏转器402何时位于图11A中用于将废料和液体投送至处理出口 44的位置。偏转器总成32包括第四电机440,其具有被构造为沿偏转器402的上部周边410与齿轮齿436接合的齿状驱动齿轮442。第四电机440致动偏转器402在图11A中所示的位置和图11B中所示的位置之间旋转,偏转器将可消费水果切片投送入托盘24。因此,偏转器总成32被构造为移走在切削区域20内制备的单位水果8的所有废物和可食用部分。
[0156] 图12示出了容纳在后外壳部分14内的内部组件。冲洗总成34包括主进水口 58,其被构造为接收40-60 PSI的过滤供水器,40-60 PSI为典型的家庭或商业水压。主进水口58可包括阀门(未示出),如本领域熟知。主进水口 58上方设置有电源插头60,其被构造为从墙体电插座接收电力并将其提供给电源62,电源62为控制器50和设备10的所有电气组件提供电力。控制器50可被构造为印刷电路板和处理器,如本领域所熟知。例如,控制器50命令电源62为第一电机210、第二电机212、第三电机332和第四电机440的每一个供电,其每一个均在后外壳部分14内示出。为了简单起见,通向控制器50的电连接和从控制器50至电机和各种传感器的电连接均未在图12中示出。下面参考图14A至图16J进一步解释了由控制器50实现的操作控制。
[0157] 冲洗总成34包括具有多个阀门64的歧管,其被构造为通过供给口 38a、38b、38c和38d(其每一个均在图®和/或图12中示出)控制水从设备10中的主进水口 58至各个喷射出口的分配。如之前所讨论,第一供给口 38a将水/PAA混合物提供至杯子总成26内的喷嘴头182,且第二供给口 38b将水/PAA混合物提供至U形供水管40和切削区域20顶部的喷嘴36。第三供给口 38c和第四供给口 38d将水/抗坏血酸混合物提供至图6A中示出的与切削总成30和驱动总成28相邻的抗坏血酸喷嘴68。在设备10的替代实施方案中可提供其它喷嘴36、68和供给口 38。过乙酸或PAA通过线式文氏管(未示出)混合入进入的供水,如流体输送领域所熟知。应理解,图12中所示四个阀门64可包括水冲洗供给阀门和三个其它与分离的线式文氏管相关以将各种化学品与水混合的阀门。PAA使杯子总成26和切削区域20内的所有表面氧化以充分清洗设备10以进行新的水果制备循环。与切削总成30相邻的抗坏血酸喷嘴68也可用于在形成楔形操作期间喷射抗坏血酸(维生素C)以延迟分配的楔形水果的褐变。因此,冲洗总成34 (与电气总成相似,未示出任何连接管道或管)被构造为在每一个水果制备循环之后充分清洗设备10。还将理解,冲洗总成34可被构造为每天每隔一定时间喷射氯烧碱基肥皂,比如U-Bright几次以加强对设备10的内部组件的清洗。
[0158] 尽管未在图12中示出,但是冲洗总成34还可包括用于监控进入歧管64的进入水流和压力的水传感器,和用于监控通过歧管64提供的PAA、抗坏血酸和其它化学品的量的化学传感器。如果进入的水压和水流太小而无法有效地喷射和清洗水果8和设备10,则控制器50将阻止设备10运行,且适当的误差信号将会提供给操作员(在一个实例中,比如通过可在设备10前面看到的闪烁LED)。相似地,如果化学品的量太少而无法以适当的程度与进入的水流混合以对水果8和设备10进行清洗和消毒,则控制器50将阻止设备10运行,且适当的误差信号将会提供给操作员。
[0159] 同样未在图12中示出的是,冲洗总成34还可包括被构造为在设备10的操作循环之间使用的人工冲洗棒。在一个实例中,不使用时,冲洗棒可存储在外部外壳12旁边,或存储在后外壳部分14内。冲洗棒可操作地耦接至冲洗总成34的歧管64,使得冲洗棒可像整个设备10中的多个喷嘴36、68那样被供以相同的清洗混合物。杯子总成26从杯子容器18移走后,操作员可将冲洗棒插入切削区域20,并定位冲洗棒以将被引导的清洗流体流喷向任何刀片或存放水果片或其它物品的地方,从而更彻底地将废料从切削区域20移除。在切削操作过程中可视需要使用冲洗棒,或可在一天结束时使用冲洗棒以进一步确保设备10的清洁和无菌。
[0160] 应理解,设备10可包括一对位于下外壳部分22的相对侧的按钮。当致动该对按钮时,控制器50可使驱动总成28和切削总成30返回至其初始位置或原位,并使这些总成停止活动直到再次按下该对按钮。提供一对按钮确保了设备10不会在操作员的手或人工冲洗棒插入切削区域20以将废料和水果片从切削区域20移走时,致动锋利元件移动。因此,当手动清洗设备10时,设备10会确保操作员的安全。
[0161] 图13A至图13D图示了设备10 (包括以上非常详细地描述的子总成的每一个)的各种剖面图。更特定地,图13A示出了刺穿有单位水果8并处于参考图8F描述的原位的矛状器具208。图13B示出在向上移动以刺穿杯子总成26内的单位水果8之前的矛状器具208。图13C也示出在向上移动以刺穿单位水果8之前的矛状器具208。图13D示出处于顶部位置的矛状器具208,其中尖端260和固持钉258刺穿单位水果8,与此同时单位水果8被杯子总成26释放。图13C和13D还图示了设置在杯子容器18右下方的水果大小传感器66。当水果大小传感器66从杯子总26成到达切削区域20时其检测单位水果8的存在,并将这个信息传输至控制器50,其将信号转换成毫米大小。根据检测的单位水果8的大小,控制器50确定单位水果8是否要经历削切操作以产生可消费水果方块,或单位水果8是否要经历形成楔形操作以产生可消费楔形水果。下面参考图14A至图14C进一步详细解释了这些过程的每一个。
[0162] 操作中,设备10被构造为接收各种类型的单位水果8(包括但不限于:苹果、柠檬、梨、酸橙、桔子和柚子)并通过将其切成可消费切片来制备单位水果8。图14A示意性地示出了实施方案的设备10执行以制备单位水果8的一系列操作步骤。可将这些操作步骤设想成制备供消费的单位水果8的方法1100的实施方案。
[0163] 首先,使用者将杯子总成26从主外壳12移走,比如通过将杯子总成26滑出杯子容器18(步骤1101)。然后,将单位水果8放入杯子总成26,并利用第一夹持臂108和第二夹持臂110将单位水果8锁定在合适位置(步骤1102)。固定好单位水果8后,接着将杯子总成26插回主外壳12的杯子容器18中(步骤1103)。然后,控制器50从托盘检测传感器54寻找信号以确定托盘24是否被适当地定位在下外壳部分22内(步骤1104)。如果没有检测到托盘24,则设备10不会继续,直到托盘检测传感器54检测到托盘24。报警LED (未示出)可设置在外部外壳12前面附近以指示操作员没有托盘24。
[0164] 接下来,通过将水/PAA混合物喷射在单位水果8的所有面上在杯子总成26内清洗单位水果8 (步骤1105)。应注意,偏转器总成32被定位成将用过的清洗流体引导入处理出口 44而非托盘24。然后,驱动总成28致动并使矛状器具208移动穿过杯子总成26内的单位水果8的中心从而刺穿单位水果8(步骤1106)。然后,杯子总成26释放单位水果8以便矛状器具208可向下移动进入切削区域20。当单位水果8从杯子总成26进入切削区域20时,水果大小传感器66检测单位水果8的大小并将该信息提供给控制器50,控制器将该大小转换成至少一个毫米尺寸(步骤1107)。然后,控制器50基于检测的单位水果8的大小确定将要对单位水果8进行的所需的切削操作(步骤1108)。
[0165] 然后,切削总成30和驱动总成28配合执行所需的切削操作以产生可消费的水果切片和废料(步骤1109)。如下面参考图14B至图16J更详细地讨论,在一个实施方案中,所需的切削操作可以是削皮和切削的操作,而在另一个实施方案中可以是形成楔形的操作。冲洗总成34喷射可消费切片以防止在形成楔形的操作中发生褐变(步骤1110)。可消费切片由偏转器总成32投送,以便被托盘24收集(步骤1111)。同时,单位水果8的任何剩余废料被偏转器总成32投送入处理出口 44 (步骤1112)。
[0166] 完全制备好可消费切片后,使用者将盛有可消费切片的托盘24从下外壳部分22移走(步骤1113)。将盖子放置在托盘24上之后,可立刻将托盘24提供给消费者以供出售和消费。最后,冲洗总成34通过用水/PAA混合物喷射位于杯子容器18的主外壳12和切削区域20来清洗这些区域(步骤1114)。应理解,偏转器总成32继续将该用过的清洗混合物投送入处理出口 44。因此,比如当在快速服务餐厅环境中点水果时,可立即制备用于消费的各种类型的单位水果8。
[0167] 在一个实施方案中,驱动总成28和切削总成30执行的所需切削操作为削皮和切削的操作,如图14B的方法1200示意性地所示。削皮和切削的操作被构造为形成可消费的柑橘类水果(比如,桔子和柚子)片。利用设备10,削皮和切削的操作可在大约100秒或更短时间内完成。应理解,公开的步骤仅仅为实例,在本发明的范围内可从新排序或修改。还参考了图15A至图15M,其示出了实际经历上述图14B中的步骤的单位水果8。
[0168] 如图15A所示,单位水果8首先被驱动总成28的矛状器具208刺穿。如以上进行的进一步详细描述,矛状器具208的尖端260在从单位水果8的另一侧重新出现后可旋转以牢固地锁定单位水果8在矛状器具208上的位置。然后,矛状器具208沿由驱动总成28限定的平移路径将单位水果8移入切削区域20且位于切削总成30下方(步骤1201)。然后,驱动总成28的桥构件206致动削皮刀片302使其枢转入平移路径(步骤1202)。然后,矛状器具208使单位水果8向上移动经过削皮刀片302以迫使削皮刀片302削去单位水果8的面,如图15B所示(步骤1203)。然后,桥构件206致动削皮刀片302使其枢转出平移路径(步骤1204)。然后,矛状器具208使单位水果8向下移动经过削皮刀片302(步骤1205)。然后,驱动总成28使矛状器具208和单位水果8旋转大约1/8圈(步骤1206)。通过将这些步骤1302至1306重复七次来削去单位水果8更多的面(步骤1207),从而形成图15C中所示的多面单位水果8。
[0169] 然后,果核基本上至少与单位水果8的上半部分离。如图15C所示,去核刀片306被旋转入平移路径(步骤1208)。然后,驱动总成28使矛状器具208在向上朝去核刀片306移动的同时飞快旋转,从而迫使去核刀片306至少从单位水果8的上半部分切掉单位水果8的核,如图1®所示(步骤1209)。应理解,去核刀片306可仅仅向下切至单位水果8长度的一半(如这些图所示)或切穿水果至水果长度的80-90%的任意长度,以便核仍在底部与单位水果8的剩余部分相连。
[0170] 然后,垂直地将单位水果8切片。如图15E所示,矛状器具208使单位水果8向下移动至切削总成30下方(步骤1210),且垂直切片刀片308被旋转入平移路径(步骤1211)。然后,矛状器具208向上移动单位水果8以迫使垂直切片刀片308至少切穿单位水果8的上半部分(步骤1212)。然后,矛状器具208将单位水果8移动返回至切削总成30下方(步骤1213)。矛状器具208接下来将单位水果8旋转大约1/3圈(步骤1214)。通过将步骤1212至1214重复两次继续进行垂直切片(步骤1215)。应理解,垂直切片刀片308每一次经过可切穿单位水果8的整个长度,或可仅仅切穿单位水果8的一部分,如图15E所示。此外,将理解的是在替代实施方案中,垂直切片刀片308可切穿单位水果8三次以上以形成较小的可消费水果切片。
[0171] 然后,水平地将单位水果8切片。水平切片刀片310被旋转入与单位水果8的平移路径相邻的通过位置(步骤1216)。矛状器具208将单位水果8向上移动至与水平切片刀片310对齐的上半部分切削位置(步骤1217)。可以理解,上半部分切削位置由控制器50基于单位水果8的总长度预先确定。然后,当水平切片刀片310向果核枢转以将废料从单位水果8的顶部切去时,矛状器具208使单位水果8飞快旋转,如图15F所示(步骤1218)。再将步骤1216至1218重复两次以继续进行水平切片(步骤1219),每一次连续切削均从单位水果8切下可消费方块8c,如图15G所示。然后,针对单位水果8的至少下半部分重复步骤1208至1219,如图15H至图15J所示(步骤1220)。
[0172] 当单位水果8被水平切片时,偏转器总成32将第一水平切削废料投送至处理出口44,并将剩余的水平切削可消费方块8c投送进托盘24。还将理解,在替代实施方案中可进行更多或更少的垂直切削和水平切削以改变可消费方块8c的大小。
[0173] 然后,将矛状器具208上刺穿的核和剩余废料从矛状器具208除去(步骤1221)。为此,切削总成30的除核构件314移动进入与矛状器具208直接相邻并且处于单位水果8下方的位置,如图15K所示。然后,向下驱动矛状器具208,使得除核构件314迫使单位水果8的剩余部分位于矛状器具208的尖端260上方并脱离矛状器具208,如图15L所示。应理解,在除核之前,尖端260可被旋转至与固持钉258对齐的位置。该废料被偏转器总成32投送至处理出口 44。然后,在将盖子耦接至托盘24之后,装满可消费水果方块的托盘24 (如图15M所示)准备好从设备10移走并被供应给消费者。
[0174] 在另一个实施方案中,驱动总成28和切削总成30执行的所需切削操是图14C的方法1300示意性地示出的形成楔形操作。形成楔形操作被构造为形成水果(比如,苹果、柠檬、酸橙和梨)的可消费楔形。利用设备10,形成楔形的操作可在大约30秒或更短的时间内完成。应理解,公开的步骤仅仅为实例,且在本发明的范围内可从新排序或修改。还参考了图16A至图161,其示出实际经历了上述图14C中的步骤的单位水果8。
[0175] 如图16A所示,单位水果8首先被驱动总成28的矛状器具208刺穿。然后,矛状器具208沿由驱动总成28限定的平移路径将单位水果8移入切削区域20且位于切削总成30下方(步骤1301)。如以上进一步详细描述,矛状器具208的尖端260可旋转以牢固地锁定单位水果8在矛状器具208上的位置(步骤1302)。然后,切削总成30将垂直切片刀片308旋转入平移路径(步骤1303)。矛状器具208驱动单位水果8向上经过切削总成30以迫使垂直切片刀片308穿过单位水果8,如图16B所示(步骤1304)。然后,可向下驱动单位水果8使其返回至切削总成30下方(步骤1305)。
[0176] 如图16C所示,然后,切削总成30的楔形刀片312被旋转入平移路径(步骤1306)。然后,矛状器具208使单位水果8向上移动经过切削总成30以迫使楔形刀片312穿过单位水果8,从而从单位水果8上切下可消费楔形水果8c,如图16D所示(步骤1307)。矛状器具208使单位水果8旋转大约1/10圈或相似圈数(步骤1308)。然后,矛状器具208使单位水果8向下移动经过切削总成30,从而再次迫使楔形刀片312穿过单位水果8以从单位水果8切下另一个可消费楔形水果8c (步骤1309)。如之前描述,当可消费楔形水果8c从单位水果8下落时,冲洗总成34可致动抗坏血酸喷嘴68来喷射可消费楔形水果8c (步骤1310)。矛状器具208再次使单位水果8旋转大约1/10圈或相似圈数(步骤1311)。通过将步骤1307至1311重复四次来继续将整个单位水果8形成楔形(步骤1312)。该步骤形成固定数量的楔形水果,例如10块楔形水果。应理解,可改变单位水果8的旋转以便从单位水果8切下更多或更少的楔形水果8c。
[0177] 图16E至图161从顶部示出了之前描述的切片和形成楔形步骤。因此,在图16E中垂直切片刀片308穿过单位水果8,在图16F中楔形刀片312穿过单位水果8,且图16G示出从单位水果8切下可消费楔形水果8c。如图16H和图161所示,该过程继续直到已从单位水果8上切下所有可消费楔形水果8c。如上所述,冲洗系统34的抗坏血酸喷嘴68的其中之一可用抗坏血酸喷射这些楔形水果以防止或延迟可消费楔形水果的褐变。应理解,在替代实施方案中,楔形刀片312可穿过单位水果8不同次数。
[0178] 一旦已从单位水果8切下最后一个可消费楔形水果8c,切削总成30将楔形刀片312旋转出平移路径(步骤1313)。然后,切削总成的除核构件314除去废料(包括残留在矛状器具208上的果核),如以上详细地描述(步骤1314)。应注意,在除核之前,矛状器具208的尖端260通常被旋转返回至初始位置以减小将单位水果8的核从矛状器具208除去所需的力。废料和果核被偏转器总成32投送至处理出口 44,而可消费楔形水果被投送至托盘24。图16J示出了装满可消费楔形水果的托盘24,在将盖子耦接至托盘24之后,其已准备好用于销售和供应给消费者。
[0179] 虽然说明书示出并描述了根据本发明的第一优选实施方案构造的设备,但是本领域中的技术人员将理解可对所述优选实施方案的各个方面进行合理修改。因此,不应将所附权利要求理解为限制本说明书示出和描述的具体结构。此外,本领域中的技术人员将理解纯粹地列举本发明的多个目的不要求或甚至并非暗示权利要求的每一项必须实现上述目的的每一个。相反,不同权利要求强调本发明的不同方面。且本首次公开包括多组权利要求以更全面地包含与本项目有关的新颖而非显而易见的概念的宽广范围。

Claims (15)

1.一种制备单位水果的设备,其包括: 外壳,其包括杯子容器; 杯子总成,其容置在所述杯子容器内并适于在所述单位水果被放置在其内沿第一轴对齐之后支撑所述单位水果; 驱动总成,其包括位于所述外壳内并与所述第一轴对齐的矛状器具,所述矛状器具可绕所述第一轴旋转且可相对于所述杯子总成沿所述第一轴往复移动,使得当位于所述外壳内时所述矛状器具可操作以刺穿所述单位水果并保持所述单位水果; 第一传感器,其位于所述外壳内并被调适为在所述矛状器具沿所述第一轴移动所述单位水果时感测所述单位水果的尺寸; 控制器,其可操作地连接至所述第一传感器并被调适为基于所述感测的尺寸确定用于所述单位水果的切削操作; 切削总成,其位于所述外壳内并可操作地连接至所述控制器,所述切削总成被调适为在所述矛状器具保持所述单位水果时对所述单位水果执行所确定的切削操作,从而形成可消费切片;和 开口,其形成在所述外壳上,所述单位水果的所述可消费切片可在所述开口处取回。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述杯子总成还包括: 至少一个夹持臂,其可在被构造为允许将所述单位水果插入所述杯子总成或从所述杯子总成移走的第一位置和被构造为接合所述单位水果以将所述单位水果保持在所述杯子总成内的第二位置之间移动。
3.根据权利要求1所述的设备,其还包括: 多个喷嘴,其指向支撑在所述杯子总成内的所述单位水果; U形管道,其包括指向支撑在所述杯子总成内的所述单位水果的多个流出口 ;和冲洗总成,其被构造为容置水并将水与过乙酸混合以形成清洗流体,所述清洗流体被引导至所述多个喷嘴和所述多个流出口。
4.根据权利要求1所述的设备,其中所述驱动总成还包括桥构件,其包括被构造为致动所述矛状器具沿所述第一轴平移的第一组驱动齿轮,和被构造为致动所述矛状器具绕所述第一轴旋转的第二组驱动齿轮。
5.根据权利要求1所述的设备,其中所述切削总成还包括用于削去所述单位水果的面的削皮刀片、用于除去所述单位水果的核的去核刀片、用于垂直切穿所述单位水果的垂直切割刀片,和用于水平切穿所述单位水果的水平切割刀片。
6.根据权利要求1所述的设备,其中所述切削总成还包括被构造为从所述单位水果切下可消费楔形水果的楔形刀片。
7.根据权利要求1所述的设备,其还包括: 偏转器总成,其被构造为将所述可消费水果切片投送至托盘并还被构造为将废料投送至处理出口。
8.根据权利要求7所述的设备,其中所述偏转器总成还包括: 偏转器,其包括漏斗状主体和开口,所述开口被构造为在与所述托盘连通和与所述处理出口连通之间绕偏转器轴旋转。
9.根据权利要求3所述的设备,其中所述冲洗总成还包括: 冲洗总成,其包括多个遍布所述外壳设置并被构造为将各种流体递送至所述单位水果或所述外壳的内部的喷嘴;和 人工冲洗棒,其耦接至所述外壳并被构造为在所述杯子总成被移走时穿过所述杯子容器插入所述外壳的所述内部,所述人工冲洗棒可操作以将被引导的各种流体流喷射入所述外壳以除去所述外壳内粘附的废料。
10.一种使用根据权利要求1所述的设备来制备供消费者消费的单位水果的方法,其包括以下步骤: 当所述单位水果由外壳内的杯子总成支撑时清洗所述单位水果; 将所述单位水果刺穿在位于所述外壳内的矛状器具上; 当所述单位水果刺穿在所述矛状器具上时,确定用于所述单位水果的切削操作;当所述单位水果刺穿在所述矛状器具上时,利用切削总成对所述单位水果进行所确定的切削操作,从而产生多个可消费切片,同时使所述单位水果的剩余的核仍刺穿在所述矛状器具上;和 收集在所述外壳中的开口附近的所述可消费切片。
11.根据权利要求10所述的方法,其中将所述单位水果刺穿在位于所述外壳内的矛状器具上的步骤从所述单位水果和所述杯子总成下方开始,且当所述单位水果被支撑在所述杯子总成内时发生;其中所述杯子总成包括至少一个可移动夹持臂,且所述方法还包括: 在所述刺穿步骤之后将所述杯子总成的所述至少一个夹持臂移动远离所述单位水果以使所述矛状器具将所述单位水果移动至所述杯子总成之外;且 其中所述矛状器具包括被构造为在所述刺穿步骤之后从所述单位水果重新出现的尖端,且所述方法还包括: 在所述尖端从所述单位水果重新出现之后旋转所述尖端使其不与所述矛状器具对齐以便所述尖端将所述单位水果固定在所述矛状器具上的适当位置。
12.根据权利要求10所述的方法,其中确定用于所述单位水果的切削操作的步骤还包括: 当所述单位水果被所述矛状器具移动时,利用传感器感测所述单位水果的大小,和 利用感测的单位水果的大小确定适合所述单位水果的切削操作。
13.根据权利要求10所述的方法,其中执行所述确定的切削操作包括: 切下所述单位水果的外皮; 去除所述单位水果的核; 垂直地切所述单位水果;和 当旋转所述矛状器具和所述被刺穿的单位水果时水平地切所述单位水果,从而将所述多个可消费切片形成水果方块或段。
14.根据权利要求10所述的方法,其中执行所述确定的切削操作包括以下步骤: 1.将所述切削总成的楔形刀片枢转入所述单位水果的平移路径; ϋ.使所述单位水果随所述矛状器具移动经过所述楔形刀片以从所述单位水果切下可消费楔形水果; ii1.使所述单位水果在所述矛状器具上旋转不到一圈;和 iv.重复所述步骤ii和所述步骤iii直到所述单位水果已被旋转一整圈,使得已从所述单位水果上切下多个可消费楔形水果。
15.根据权利要求14所述的方法,其中执行所述确定的切削操作还包括: 从所述单位水果切下所述可消费楔形水果后立即向所述可消费楔形水果施加抗坏血酸,从而防止所述可消费楔形水果发生褐变。
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