CN104490240B - 一种全自动随形削皮机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全自动随形削皮机，包括动力机构、控制系统和箱体，动力机构和控制系统位于箱体的内部，动力机构为整个装置提供能源，所述控制系统包括控制开关和电磁继电器；所述控制开关镶嵌安装在箱体外表面的左侧；控制开关通过导电线与电磁继电器和动力机构连接，其特征在于该削皮机还包括传动机构、随形削皮机构和紧固机构，随形削皮机构和紧固机构位于箱体的外部，所述传动机构包括同步带、同步带轮、联轴器、轴、螺母、螺杆和内齿形棘轮离合器，所述轴下端与动力机构的动力轴相连，轴上端与内齿形棘轮离合器螺纹相连，联轴器固定在轴的下端。
Description
技术领域
本发明涉及家用水果削皮用具技术领域，具体涉及一种全自动随形削皮机。
背景技术
水果削皮机有手动削皮、半自动削皮和自动削皮三类。手动削皮的优点是去皮彻底、损耗小；缺点是费时费工、削皮质量差及不够卫生，并很难满足大批量需求；半自动削皮方式通常需要借助于机具，将水果固定在一个位置上，手摇使水果转动，然后用刀将皮削去，这种削皮方式在一定程度上提高了效率，但自动化程度不高且果肉浪费严重。自动削皮的优点是自动化程度高，但体积庞大造价高，不适合家庭所用，且对于不规则表面比如凸台、凹坑处切削困难，达不到随形效果。
专利CN1068029A介绍了一种水果自动削皮机，用调紧螺钉调节顶尖的位置，以将水果固定在两顶尖间，转动手柄使可转动顶尖转动，从而主动齿轮转动带动小齿轮转动，引起导向螺杆转动，由于螺纹的作用使得滑块移动，从而带动刀具底支架移动，利用底支架两底角弹簧的作用保证刀具始终紧贴水果，使刀具完成削皮工作，该削皮机需要手动转动手柄，自动化程度不高，对于规则水果削皮速度为人工削皮速度的3～4倍，但对于不规则形状的水果，尤其对于表面有凸台、凹坑的水果，该削皮机有很大的局限，达不到彻底去除果皮的目的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种全自动随形削皮机。该削皮机能合理地切削水果表皮处的凸台、凹坑，保证切削厚度一致，从而达到随形的效果。
本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是：提供一种全自动随形削皮机，包括动力机构、控制系统和箱体，动力机构和控制系统位于箱体的内部，动力机构为整个装置提供能源，所述控制系统包括控制开关和电磁继电器；所述控制开关镶嵌安装在箱体外表面的左侧；控制开关通过导电线与电磁继电器和动力机构连接，其特征在于该削皮机还包括传动机构、随形削皮机构和紧固机构，随形削皮机构和紧固机构位于箱体的外部，所述传动机构包括同步带、同步带轮、联轴器、轴、螺母、螺杆和内齿形棘轮离合器，所述轴下端与动力机构的动力轴相连，轴上端与内齿形棘轮离合器螺纹相连，联轴器固定在轴的下端；所述螺杆下端固定在箱体内部的底面上，螺杆上端穿出箱体，所述螺母固定在螺杆上，且螺母可在螺杆上上下移动；所述同步带轮一端与轴的中部连接，另一端与螺杆相连，同步带固定在同步带轮上，所述同步带、同步带轮、联轴器、轴的下部及螺杆的下部均安装于箱体的内部，所述螺母、内齿形棘轮离合器、轴的上部及螺杆的上部均位于箱体外部；
随形削皮机构包括随形刀具、套筒、支架、扭转弹簧和支撑顶针；所述随形刀具包括刀头、刀架和皮厚调节螺栓，所述刀架中心设有螺纹孔，刀架通过螺栓和扭转弹簧与支架相连，所述刀头位于刀架的前端；所述皮厚调节螺栓包括螺纹部分和锥形开口，所述螺纹部分穿过刀头旋入刀架的螺纹孔中，所述锥形开口与刀头配合使用，锥形开口与刀头之间有间隙；所述套筒的下端固定在箱体的上箱盖上，所述支撑顶针固定在套筒上部，可沿套筒上下滑动；所述螺杆的上端安装在套筒上端轴承座内，所述支架通过螺栓安装在螺母的上端，支架、随形刀具和扭转弹簧随螺母在螺杆的螺旋副的作用下上下往复运动；
所述紧固机构包括果皮收集盘和支承钉；所述果皮收集盘通过螺栓与内齿形棘轮离合器相连；所述支承钉下端为凸台，上端为锥形，支承钉的下端焊接在果皮收集盘中心。
与现有技术相比，本发明所产生的有益效果是：本发明中的随形削皮机构具有自动弹出和收回功能，解决了现有产品需手工放置削皮刀具的问题，且能合理地切削苹果表皮处的凸台和凹坑，保证切削厚度一致，从而达到随形的效果，避免果肉浪费。同时，本发明中控制系统，能实现控制随形削皮机构自动进刀、自动退刀功能及控制紧固机构围绕轴进行顺时针、逆时针转动功能，克服了现有产品通过手摇转动手柄、自动化程度不高的缺陷，显著提高了削皮效率。
附图说明
图1为本发明全自动随形削皮机一种实施例的主视结构示意图；
图2为本发明全自动随形削皮机一种实施例的左视结构示意图；
图3为本发明全自动随形削皮机中一种实施例随形刀具301的主视结构示意图；
图4为本发明全自动随形削皮机中一种实施例随形刀具301的左视结构示意图；
图5为本发明全自动随形削皮机中控制系统4的控制电路原理图；
图6为本发明全自动随形削皮机中随形削皮机构3非工作状态原理图；
图7为本发明全自动随形削皮机中随形削皮机构3工作状态原理图；
图8为本发明全自动随形削皮机一种实施例中刀头3011的结构示意图；
图中，1-动力机构、2-传动机构、3-随形削皮机构、4-控制系统、5-箱体，201-同步带、202-同步带轮、203-联轴器、204-轴、205-螺母、206-螺杆、207-内齿形棘轮离合器，301-随形刀具、302-支撑顶针、304-套筒、305-支架、306-扭转弹簧、401-控制开关、402-电磁继电器、601-果皮收集盘、602-切瓣刀、603-支承钉，3011-刀头、3012-刀架、3013-皮厚调节螺栓。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步详细描述本发明。实施例仅用于详细说明本发明，并不限制本申请权利要求保护范围。
本发明全自动随形削皮机(简称削皮机，参见图1-7)包括动力机构1、控制系统4包括传动机构2、随形削皮机构3、紧固机构6和箱体5，动力机构1和控制系统4位于箱体5的内部，动力机构1为整个装置提供能源，所述控制系统4包括控制开关401和电磁继电器402；所述控制开关401镶嵌安装在箱体5外表面的左侧；控制开关401通过导电线与电磁继电器402和动力机构1连接，随形削皮机构3和紧固机构6位于箱体5的外部，所述传动机构2包括同步带201、同步带轮202、联轴器203、轴204、螺母205、螺杆206和内齿形棘轮离合器207，所述轴204下端与动力机构1的动力轴相连，轴204上端与内齿形棘轮离合器207螺纹相连，联轴器203固定在轴204的下端；所述螺杆206下端固定在箱体5内部的底面上，螺杆206上端穿出箱体5，所述螺母205固定在螺杆206上，且螺母205可在螺杆206上上下移动；所述同步带轮202一端与轴204的中部连接，另一端与螺杆206相连，同步带201固定在同步带轮202上，所述同步带201、同步带轮202、联轴器203、轴204的下部及螺杆206的下部均安装于箱体的内部，所述螺母、内齿形棘轮离合器、轴204的上部及螺杆206的上部均位于箱体5外部；
随形削皮机构3包括随形刀具301、套筒304、支架305、扭转弹簧306和支撑顶针302；所述随形刀具301(参见图3和图4)包括刀头3011、刀架3012和皮厚调节螺栓3013，所述刀架3012中心设有螺纹孔，刀架3012通过螺栓和扭转弹簧306与支架305相连，所述刀头3011位于刀架3012的前端；所述皮厚调节螺栓3013包括螺纹部分和锥形开口，所述螺纹部分穿过刀头3011旋入刀架3012的螺纹孔中，所述锥形开口与刀头3011配合使用，锥形开口与刀头3011之间有间隙；所述套筒304的下端固定在箱体5的上箱盖上，所述支撑顶针302固定在套筒304上部，可沿套筒304上下滑动；所述螺杆206的上端安装在套筒304上端轴承座内，所述支架305通过螺栓安装在螺母205的上端，支架305、随形刀具301和扭转弹簧306随螺母205在螺杆的螺旋副的作用下上下往复运动；
所述紧固机构6包括果皮收集盘601和支承钉603；所述果皮收集盘601通过螺栓与内齿形棘轮离合器207相连；所述支承钉603下端为凸台，上端为锥形，支承钉603的下端焊接在果皮收集盘601中心。
本发明的进一步特征在于所述刀头3011(参见图8)包括刀片支架和刀片，所述刀片包括平直刀片cd、第一弧形刀片de、第二弧形刀片ef和第三弧形刀片fc，所述第一弧形刀片de的半径为30-31mm、弧度为240-250°；所述第二弧形刀片ef的半径为32-33mm、弧度为85-95°；所述第三弧形刀片fc的半径为22-24mm、弧度为170-175°；所述刀片支架的形状规格与相应刀片的形状规格相匹配，四种刀片分别安装在相应的刀片支架上。
本发明的进一步特征在于所述紧固机构6还包括切瓣刀602，所述切瓣刀602设有中心孔，切瓣刀602通过中心孔与支承钉603下端凸台相配合固定在果皮收集盘601上。
本发明中随形削皮机构3通过调节皮厚调节螺栓3013的旋入刀架3012的旋入量来改变刀头3011与皮厚调节螺栓3013的空隙大小，进而控制随形削皮机构3的削皮吃刀量，从而控制削皮皮厚。刀头3011上可以安装多种形状的刀片，每种刀片的形状使用于特定形状的物质，根据皮厚的不同选择不同的刀片，通过旋转刀架3012可实现不同刀片的换刀动作。本发明中的动力机构1主要采用电动机为整个装置提供能源。
本发明适用于苹果、梨、土豆、茄子等需要削皮的水果或蔬菜，下面以苹果为例，介绍本发明。
本发明中所述电磁继电器402根据随形削皮机构3中支架305的位置判断工作状态来控制电动机的正反转及启动、停止等动作，最终协调完成削皮运动。控制系统4的控制电路(参见图5)，图中FR为热继电器、FU为熔断器、R为正转转速调节电阻、SB为控制开关401，其中M为电动机101符号、SB1为急停开关、SB2为停止开关、SBR1为反转调整开关、SBR2为反转开关、SBF为工作启动开关、KMF为正转控制继电器触点、KMR为反转控制继电器触点，电磁继电器402包含四组正转控制继电器触点KMF和反转控制继电器触点KMR。
反转开关SBR2和停止开关SB2分别位于套筒304的上端和下端，开始工作时随形削皮机构3位于套筒304的下部。当按下工作启动开关SBF时，正转控制继电器触点KMF通电工作，KMF常开触点闭合常闭触点断开，此时电动机101逆时针转动，紧固机构6带动苹果在动力源的驱动下做逆时针转动，此时螺杆206在电动机101的带动下做逆时针转动，在螺杆206逆时针转动的作用下相对初始位置水平旋转90度，随后支架305与套筒304右边接触为导轨，使得刀头3011进刀开始切削水果，螺母205带动随形刀具301、支架305和扭转弹簧306上升，刀头3011处于切削工作状态。
当螺母205上升到套筒304顶端时，削皮工作完成，支架305上的触点触发位于套筒304上端的反转开关SBR2，此时正转控制继电器触点KMF断电停止工作，反转控制继电器触点KMR通电工作，KMR常开触点闭合常闭触点断开，此时电动机101顺时针转动，紧固机构6在内齿棘轮离合器207的作用下停止运动，此时螺杆206在电动机101的带动下做顺时针转动，在螺杆206顺时针水平旋转90度，支架305与套筒304左边接触为导轨，使得刀头3011退刀远离切削好的水果，支架305套筒304左边为导轨，螺母205带动随形刀具301、支架305和扭转弹簧306下降，刀头3011处于收刀状态。
当螺母下降到开始工作时随形削皮机构3位于套筒304的下部(初始位置)时，支架305上的触点触发位于套筒304下端的停止开关SB2，此时反转控制继电器触点KMR断电停止工作，控制系统4断电，削皮机停止工作，工作完成。
急停开关SB1和反转调整开关SBR1均安装在箱体5的左侧，急停开关SB1用于工作过程中出现意外状况时切断电源，停止削皮机。反转调整开关SBR1用于调整随形削皮机构3即螺母205的上下位置。当按下反转调整开关SBR1时，反转控制继电器触点KMR通电工作，KMR常开触点闭合常闭触点断开，此时电动机101顺时针转动，紧固机构6在内齿棘轮离合器207的作用下停止运动，此时螺杆206在电动机101的带动下做顺时针转动，支架305与套筒304左边接触为导轨，螺母205带动随形刀具301、支架305和扭转弹簧306下降，刀头3011处于收刀状态。
当控制系统4过热时热继电器FR工作，切断电源，保护控制系统线路。当控制系统线路发生短路事故时，熔断器FU工作，切断电源，保护控制系统线路。通过调节正转转速调节电阻R阻值的大小，来改变电动机101的转速，找到最佳的削皮速度。
本发明动力传递过程是：由动力机构1中的电动机产生动力，一方面动力由轴206直接传递给紧固机构6，紧固机构6下方的内齿棘轮离合器207根据电动机的正反转控制紧固机构6的旋转；另一方面，通过同步带201和同步带轮202将动力传递到螺杆206上，驱动螺杆206转动，进而驱动螺杆206上的螺母205上下往复运动，最终使安装在螺母205上的支架305带动随形刀具301以可控的设定速度上下移动来切除果皮。
本发明的使用过程是：在苹果削皮之前将苹果插在支承钉603上，配合安装于套筒304上的支撑顶针302紧固苹果，在削皮过程中紧固机构6带动苹果旋转，通过随形刀具301的上下移动来切除果皮，动力机构1的电动机产生的动力由轴204直接传递给内齿形棘轮离合器207，内齿形棘轮离合器207根据电动机的正反转控制紧固机构6三个部件的旋转，此外动力由同步带201、同步带轮202、传递到螺杆206，驱动螺杆206转动，进而驱动螺杆206上的螺母205上下往复运动，使安装在螺母上的支架305带动随形刀具301上下往复运动。控制系统4根据随形削皮机构3中支架305的位置判断工作状态，控制电动机的正反转，协调完成削皮运动。其具体使用过程是：
1)工作前将苹果固定在紧固机构6的支撑钉603上。
2)非工作时，支撑顶针302起支撑苹果的作用，随形削皮机构3中的支架305与套筒304左边接触，刀头3011远离紧固机构6，刀头3011处于收刀状态，且随形刀具301位于紧固机构6的下方(参见图6)。
3)启动后，动力机构1的电动机正转作为动力源，紧固机构6带动苹果在动力源的驱动下做圆周转动，此时螺杆206在电动机的带动下做逆时针转动，在螺杆206逆时针转动的作用下相对竖直状态的初始位置旋转90度，使得刀头3011进刀开始切削水果，随后螺母205以套筒304为导轨带动随形刀具301、支架305、扭转弹簧306上升，刀头3011处于切削工作状态，且随形刀具301位于紧固机构6的上方(参见图7)。
4)由紧固机构6的圆周运动和随形刀具301的上升运动合成整个随形削皮运动。
5)当随形刀具301完成削皮运动并上升一定安全距离后，支架305上触点触发反转开关、使电动机反转，随形刀具301在螺杆206逆时针转动的作用下从工作位置旋转90度恢复至非工作状态。随形刀具301向下运动，在紧固机构6下部的内齿形棘轮离合器207用来将动力传递给紧固机构6，由于此时电动机反转，在内齿形棘轮离合器207的作用下紧固机构6无动力减速停止。
6)当随形刀具301下降到原位置处，停止开关与支架305上触点接触，电动机断电停止工作，削皮工作结束。
本发明中的随形削皮机构能合理地切削苹果表皮处的凸台和凹坑，保证切削厚度一致，从而达到随形的效果，避免果肉浪费。同时，配合控制系统4，能实现控制随形刀具301的自动进刀、自动退刀功能及控制紧固机构围绕轴204进行顺时针或逆时针转动功能，克服了现有产品通过手摇转动手柄、自动化程度不高的缺陷，显著提高了削皮效率。
实施例1
本实施例采用上述连接方式，其中紧固机构6包括果皮收集盘601和支承钉603；所述果皮收集盘601通过螺栓与内齿形棘轮离合器207相连；所述支承钉603下端为凸台，上端为锥形，支承钉的下端焊接在果皮收集盘601中心，支承钉的数量为3个。所述刀头3011包括刀片支架和刀片，刀片包括平直刀片cd、第一弧形刀片de、第二弧形刀片ef和第三弧形刀片fc，所述刀片支架的形状规格与相应刀片的形状规格相匹配，四种刀片同时安装在相应的刀片支架上。其中平直刀片cd主要用于切削水果的上下表面的平面部分果皮；第一弧形刀片de的半径为30mm、弧度为245°，主要用于切削直径小于等于60mm的苹果果皮；第二弧形刀片ef的半径为32mm、弧度为90°，主要用于切削直径大于等于100mm的苹果果皮；第三弧形刀片fc的半径为23mm、弧度为174°，主要用于切削直径在60mm到100mm范围的苹果果皮；在开始削皮前，使用者首先观察水果的大小，初步选定所用的刀片，然后将刀架3012旋转一定的角度，使得所选定的刀片正对紧固机构6，完成苹果的切削工作。
实施例2
本实施例采用上述连接方式，其中紧固机构6包括果皮收集盘601、切瓣刀602和支承钉603；所述果皮收集盘601通过螺栓与内齿形棘轮离合器207相连；所述支承钉603下端为凸台，上端为锥形，支承钉的下端焊接在果皮收集盘601中心，支承钉的数量为3个。所述切瓣刀602设有中心孔，切瓣刀602通过中心孔与支承钉603下端凸台相配合固定在果皮收集盘601上。
刀头3011包括刀片支架和刀片，所述刀片包括平直刀片cd、第一弧形刀片de、第二弧形刀片ef和第三弧形刀片fc，刀片支架的形状规格与相应刀片的形状规格相匹配，四种刀片分别安装在相应的刀片支架上。其中平直刀片cd主要用于切削水果的上下表面的平面部分果皮；第一弧形刀片de的半径为31mm、弧度为250°，第二弧形刀片ef的半径为33mm、弧度为95°，第三弧形刀片fc的半径为24mm、弧度为175°；在开始削皮前，使用者首先观察水果的大小，初步选定所用的刀片，然后将刀架3012旋转一定的角度，使得所选定的刀片正对紧固机构6，完成苹果的切削工作。
实施例3
本实施例采用上述连接方式，其中紧固机构6包括果皮收集盘601、切瓣刀602和支承钉603；所述果皮收集盘601通过螺栓与内齿形棘轮离合器207相连；所述支承钉603下端为凸台，上端为锥形，支承钉的下端焊接在果皮收集盘601中心，支承钉的数量为3个。所述切瓣刀602设有中心孔，切瓣刀602通过中心孔与支承钉603下端凸台相配合固定在果皮收集盘601上。
刀头3011包括刀片支架和刀片，刀片包括平直刀片cd、第一弧形刀片de、第二弧形刀片ef和第三弧形刀片fc，所述刀片支架的形状规格与相应刀片的形状规格相匹配，四种刀片分别安装在相应的刀片支架上。其中第一弧形刀片de的半径为30mm、弧度为240°，第二弧形刀片ef的半径为32mm、弧度为85°，第三弧形刀片fc的半径为22mm、弧度为170°；在开始削皮前，使用者首先观察水果的大小，初步选定所用的刀片，然后将刀架3012旋转一定的角度，使得所选定的刀片正对紧固机构6，完成苹果的切削工作。
本发明未述及之处适用于现有技术。
Claims (3)
1.一种全自动随形削皮机，包括动力机构、控制系统和箱体，动力机构和控制系统位于箱体的内部，动力机构为整个装置提供能源，所述控制系统包括控制开关和电磁继电器；所述控制开关镶嵌安装在箱体外表面的左侧；控制开关通过导电线与电磁继电器和动力机构连接，其特征在于该削皮机还包括传动机构、随形削皮机构和紧固机构，随形削皮机构和紧固机构位于箱体的外部，所述传动机构包括同步带、同步带轮、联轴器、轴、螺母、螺杆和内齿形棘轮离合器，所述轴下端与动力机构的动力轴相连，轴上端与内齿形棘轮离合器螺纹相连，联轴器固定在轴的下端；所述螺杆下端固定在箱体内部的底面上，螺杆上端穿出箱体，所述螺母固定在螺杆上，且螺母可在螺杆上上下移动；所述同步带轮一端与轴的中部连接，另一端与螺杆相连，同步带固定在同步带轮上，所述同步带、同步带轮、联轴器、轴的下部及螺杆的下部均安装于箱体的内部，所述螺母、内齿形棘轮离合器、轴的上部及螺杆的上部均位于箱体外部；
随形削皮机构包括随形刀具、套筒、支架、扭转弹簧和支撑顶针；所述随形刀具包括刀头、刀架和皮厚调节螺栓，所述刀架中心设有螺纹孔，刀架通过螺栓和扭转弹簧与支架相连，所述刀头位于刀架的前端；所述皮厚调节螺栓包括螺纹部分和锥形开口，所述螺纹部分穿过刀头旋入刀架的螺纹孔中，所述锥形开口与刀头配合使用，锥形开口与刀头之间有间隙；所述套筒的下端固定在箱体的上箱盖上，所述支撑顶针固定在套筒上部，可沿套筒上下滑动；所述螺杆的上端安装在套筒上端轴承座内，所述支架通过螺栓安装在螺母的上端，支架、随形刀具和扭转弹簧随螺母在螺杆的螺旋副的作用下上下往复运动；
所述紧固机构包括果皮收集盘和支承钉；所述果皮收集盘通过螺栓与内齿形棘轮离合器相连；所述支承钉下端为凸台，上端为锥形，支承钉的下端焊接在果皮收集盘中心。
2.根据权利要求1所述的全自动随形削皮机，其特征在于所述刀头包括刀片支架和刀片，所述刀片包括平直刀片、第一弧形刀片、第二弧形刀片和第三弧形刀片，所述第一弧形刀片的半径为30-31mm、弧度为240-250°；所述第二弧形刀片的半径为32-33mm、弧度为85-95°；所述第三弧形刀片的半径为22-24mm、弧度为170-175°；所述刀片支架的形状规格与相应刀片的形状规格相匹配，四种刀片分别安装在相应的刀片支架上。
3.根据权利要求1或2所述的全自动随形削皮机，其特征在于所述紧固机构还包括切瓣刀，所述切瓣刀设有中心孔，切瓣刀通过中心孔与支承钉下端凸台相配合固定在果皮收集盘上。
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