CN105052420A - 一种玉米剥皮专用的上下定位系统 - Google Patents

Abstract

一种玉米剥皮专用的上下定位系统，它涉及一种上下限位系统。本发明为解决玉米在剥皮过程中其顶部和底部因缺少准确定位装置而影响其剥皮效果的问题。本发明包括第一凸轮、第二凸轮、至少一个限位顶针组件和至少一个旋刀组件，所述第一凸轮和第二凸轮均为盘状凸轮且第一凸轮位于第二凸轮的正上方，多个限位顶针组件沿第一凸轮的圆周方向均匀分布，多个旋刀组件沿第二凸轮的圆周方向均匀分布，限位顶针组件与旋刀一一对应设置，每个限位顶针组件与其对应的旋刀之间设置有一个玉米。本发明中第一凸轮和第二凸轮分别为限位顶针组件和旋刀组件提供运行轨道，限位顶针组件插设在玉米的顶部，旋刀组件插设在玉米的底部。本发明用于玉米顶部和底部的定位。

Description

一种玉米剥皮专用的上下定位系统

技术领域

本发明具体涉及一种玉米剥皮专用的上下定位系统，属于机械加工领域。

背景技术

鲜食玉米是指具有特殊风味和品质的幼嫩玉米，和普通玉米相比它具有甜、糯、嫩、香等特点。从籽粒颜色上分有黑色、紫色、黄色、白色等。随着人民生活水平的提高，市场对鲜食玉米的需求也越来越大，其保鲜与加工就显得尤为重要。由于鲜食玉米食用部分为未成熟的幼嫩果粒，采后呼吸代谢旺盛，糖分转化快，且容易失水变质，所以很难作长期贮藏，如想长时间贮藏或周年供应市场，须进行速冻保鲜。

目前的鲜食玉米通常采用人工进行剥皮，人工剥皮不但剥皮效率低，工人劳动强度大，而且还存在剥皮质量不一致，甚至导致玉米浪费的问题，人们为了克服上述困难，研制出了鲜食玉米剥皮机，当多个玉米棒通过玉米传送机构传送给剥皮主机时，剥皮主机上先将玉米棒固定而后进行剥皮，此时的玉米棒的顶部和根部均需定位才能够使玉米具有良好的稳定性，鲜食玉米棒的内部有沿玉米棒轴向方向的软芯，固定玉米棒的顶部和根部需要通过固定软芯实现，太大冲击力固定玉米棒，玉米棒软芯会发生破损或破碎，太小冲击力固定玉米棒，玉米棒会因固定不稳而发生位移变化，影响其剥皮效果，目前尚未有专用装置实现对玉米棒稳定定位。

发明内容

本发明的目的是提供一种玉米剥皮专用的上下定位系统，以解决玉米在剥皮过程中其顶部和底部因缺少准确定位装置而影响其剥皮效果的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种玉米剥皮专用的上下定位系统，它包括第一凸轮、第二凸轮、至少一个限位顶针组件和至少一个旋刀组件，所述第一凸轮和第二凸轮均为盘状凸轮，第一凸轮和第二凸轮均安装在主机框架上且第一凸轮位于第二凸轮的正上方，当限位顶针组件为多个时，多个限位顶针组件沿第一凸轮的圆周方向均匀分布，当旋刀组件为多个时，多个旋刀组件沿第二凸轮的圆周方向均匀分布，限位顶针组件与旋刀组件上下一一对应设置，每个限位顶针组件与其对应的旋刀组件之间设置有一个玉米；

限位顶针组件包括连接块、光轴、顶针杆、针头和至少一个转动轴承，所述连接块包括轴套和第一滚轮，所述轴套的外侧壁设置有第一滚轮，所述第一滚轮滚压在第一凸轮的凸轮轮廓面上，所述光轴的顶端穿设在轴套上，所述光轴的底端加工有孔，所述顶针杆的顶端位于光轴的孔内且套装有至少一个转动轴承，所述顶针杆的底端固定连接有针头，所述针头为钝头；

旋刀组件包括刀头部、刀身部、调整件、固定轴、第二滚轮、电机、底板和多个螺栓，所述底板竖直设置，所述电机固定连接在底板上，固定轴位于电机的下方，所述固定轴的一端穿设在第二滚轮上，所述第二滚轮滚压在第二凸轮的凸轮轮廓面上，所述固定轴的另一端固定连接在底板上；刀头部包括多个刀尖，所述刀身部为圆柱体，刀身部竖直设置在电机的上方，刀身部的底端与电机的输出轴相连接，刀身部的顶端沿其轴向方向竖直加工有第一盲孔，第一盲孔的中心线与圆柱体的轴线重合，刀身部侧壁沿圆周方向均布有多个条形缺口，每个刀尖的底端加工有一个条形块，每个条形块上加工有条形通孔，每个条形块嵌装在条形缺口内，每个条形缺口内设有一个螺栓，每个螺栓的螺纹端穿过条形通孔固定安装在条形缺口上，所述调整件设置在第一盲孔内且其高度可调，所述刀身部沿其径向方向依次加工有第一通孔和第二通孔，第一通孔位于第二通孔的上方，第一通孔的中心线与第二通孔的中心线平行设置。

本发明与现有技术相比的有益效果：

1、本发明结构设计简单合理，通过第一凸轮、第二凸轮、限位顶针组件和旋刀组件的配合设置可实现玉米棒定位的流水化作业。

2、限位顶针组件中通过光轴、转动轴承、顶针杆和针头之间的配合设置使针头准确且平稳地从玉米棒顶部扎入玉米的软芯；旋刀组件中通过刀头部、刀身部、调整件和多个螺栓之间的配合设置使刀头部准确从玉米棒根部扎入玉米的软芯，从而实现对玉米棒顶部和根部定位工作。

3、本发明经过大量样品试验最终得到针头的最佳设置尺寸及形状，本发明中的针头为钝头，钝头的设置不但能够使其稳定地扎入玉米棒的软芯中，且能够保证玉米棒的完整性，避免扎透玉米棒或扎入深度不够的情况出现，减少玉米的浪费，钝头扎入玉米棒的软芯的深度为4至6厘米。限位顶针组件中转动轴承的设置是为了顶针杆在玉米的自转带动下在光轴的孔内转动，增强顶针杆的灵活性。

4、第一凸轮为连接块中的第一滚轮运动提供轨道，第一滚轮在第一凸轮上做圆周运动带动顶针杆和针头与其同步运动；第二凸轮为旋刀中第二滚轮运动提供轨道，第二滚轮在第二凸轮上做圆周运动通过固定轴带动刀头部、刀身部以及电机与其同步运动。

5、本发明制造及使用方便，易于大规模推广使用。

附图说明

图1是限位顶针组件8的立体结构示意图；

图2是图1中A处的放大剖面图；

图3是图2中B处的放大图；

图4是限位顶针组件8设置第一凸轮1上的立体结构示意图；

图5是旋刀组件10的立体结构示意图；

图6是旋刀组件10中刀头部10-1和刀身部10-2的连接关系示意图；

图7是图6的仰视图；

图8是图6的俯视图；

图9是图8中未安装调整件10-15的示意图；

图10是调整件10-15的俯视图；

图11是调整件10-15的仰视图；

图12是刀身部10-2的俯视图；

图13是刀尖10-3的主视结构示意图；

图14是旋刀组件10设置第二凸轮2上的立体结构示意图；

图15是本发明的立体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14和图15说明本实施方式，本实施方式中它包括第一凸轮1、第二凸轮9、至少一个限位顶针组件8和至少一个旋刀组件10，所述第一凸轮1和第二凸轮9均为盘状凸轮，第一凸轮1和第二凸轮9均安装在主机框架上且第一凸轮1位于第二凸轮9的正上方，当限位顶针组件8为多个时，多个限位顶针组件8沿第一凸轮1的圆周方向均匀分布，当旋刀组件10为多个时，多个旋刀组件10沿第二凸轮9的圆周方向均匀分布，限位顶针组件8与旋刀组件10一一对应设置，每个限位顶针组件8与其对应的旋刀组件10之间设置有一个玉米11；

限位顶针组件8包括连接块2、光轴3、顶针杆5、针头6和至少一个转动轴承4，所述连接块2包括轴套2-1和第一滚轮2-2，所述轴套2-1的外侧壁设置有第一滚轮2-2，所述第一滚轮2-2滚压在第一凸轮1的凸轮轮廓面上，所述光轴3的顶端穿设在轴套2-1上，所述光轴3的底端加工有孔3-1，所述顶针杆5的顶端位于光轴3的孔3-1内且套装有至少一个转动轴承4，所述顶针杆5的底端固定连接有针头6，所述针头6为钝头；

旋刀组件10包括刀头部10-1、刀身部10-2、调整件10-15、固定轴10-24、第二滚轮10-25、电机10-26、底板10-27和多个螺栓10-22，所述底板10-27竖直设置，所述电机10-26固定连接在底板10-27上，固定轴10-24位于电机10-26的下方，所述固定轴10-24的一端穿设在第二滚轮10-25上，所述第二滚轮10-25滚压在第二凸轮9的凸轮轮廓面上，所述固定轴10-24的另一端固定连接在底板10-27上；刀头部10-1包括多个刀尖10-3，所述刀身部10-2为圆柱体，刀身部10-2竖直设置在电机10-26的上方，刀身部10-2的底端与电机10-26的输出轴相连接，刀身部10-2的顶端沿其轴向方向竖直加工有第一盲孔10-4，第一盲孔10-4的中心线与圆柱体的轴线重合，刀身部10-2侧壁沿圆周方向均布有多个条形缺口10-21，每个刀尖10-3的底端加工有一个条形块10-23，每个条形块10-23上加工有条形通孔，每个条形块10-23嵌装在条形缺口10-21内，每个条形缺口10-21内设有一个螺栓10-22，每个螺栓10-22的螺纹端穿过条形通孔固定安装在条形缺口10-21上，所述调整件10-15设置在第一盲孔10-4内且其高度可调，所述刀身部10-2沿其径向方向依次加工有第一通孔10-5和第二通孔10-6，第一通孔10-5位于第二通孔10-6的上方，第一通孔10-5的中心线与第二通孔10-6的中心线平行设置。本实施方式中第一通孔10-5为工艺孔，便于旋刀组件10的安装和拆卸。第二通孔10-6内设有销钉，电机10-26通过销钉实现与刀身部10-2可拆卸连接，方便电机10-26与旋刀组件10同轴转动。旋刀组件10还包括多个滑块，在底板10-27上还安装有多个滑块，滑块沿着竖直设置的轨道滑动从而带动旋刀组件10实现竖直方向的移动，并且多个滑块还对底板10-27有支撑作用。

本发明中限位顶针组件8可借助辅助扶正套体将玉米棒11扶正后再扎入玉米棒顶部，辅助扶正套体为现有构件。限位顶针组件8是用于固定玉米棒11顶部的专用固定装置，其与玉米旋刀组件10配合使用，玉米旋刀组件10是用于固定玉米棒11根部的专用固定装置，玉米旋刀组件10中刀尖10-3插装在刀身部10-2的条形孔10-21内，如刀尖10-3磨损可将磨损的刀尖10-3拆卸更换另一个刀尖，通过螺栓10-22调整刀尖10-3的条形块10-23插入在条形孔10-21的高度，操作简单，节约刀具成本，通过多个刀尖10-3插入在残留有玉米叶的玉米棒11的根部，通过旋刀的刀尖10-3将玉米棒11固定，旋刀组件10与玉米棒11插装固定速度快，刀身部10-2转动时带动玉米棒11转动，为玉米扒皮中后续工作提供便利条件。本发明的刀身部10-2上加工有第一通孔10-5，如需拆卸旋刀时将横杆插在第一通孔10-5内，通过外部构件将旋刀组件10在电机10-26的输出轴上拆卸即可。本发明的刀身部10-2上加工有第二通孔10-6，第二通孔10-6内设有销钉，电机10-26通过销钉与刀身部10-2连接，方便电机10-26与旋刀组件10同轴转动，同时还方便电机10-26与旋刀组件10的安装和拆卸。本发明通过调整调整件10-15上螺杆10-17插入在内螺纹孔10-20的深度，进而调整旋刀的刀尖10-3插入在带有残留玉米叶的玉米棒11的玉米根部。本发明的十字形凹槽10-19方便调整螺杆10-17在内螺纹孔10-20的深度，且圆形板10-16上加工有多个切口10-18和十字形凹槽10-19增大玉米棒11和旋刀的摩擦力。

具体实施方式二：结合图4和图15说明本实施方式，本实施方式中限位顶针组件8的数量为10～30个。由于旋刀组件10与限位顶针组件8一一对应设置，所以旋刀组件10的数量也为10～30个。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1、图2、图3、图4和图15说明本实施方式，本实施方式中针头6的插入端的端面为平面，针头6的锥角为Φ，所述Φ为30～35°，顶针杆5外径的取值范围为6～15mm；所述顶针杆5长度的取值范围为60～80mm。根据玉米棒11的不同种类和长度以确定针头6的形状及锥角α的大小。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1、图2、图3、图4和图15说明本实施方式，本实施方式中限位顶针组件8还包括限位挡片7，限位挡片7上加工有通孔，顶针杆5穿过限位挡片7的通孔与限位挡片7固定连接制为一体，所述限位挡片7到顶针杆5顶端的距离为H，H的取值范围为20～30mm。本实施方式中限位挡片7为圆形片，其直径的取值范围为10～16mm，限位挡片7的设置是为了限制顶针杆5的竖向位移，防止顶针杆5扎入玉米顶端过深，增强顶针杆5在旋转状态下的稳定性。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14和图15说明本实施方式，本实施方式中所述调整件10-15包括圆形板10-16和螺杆10-17，圆形板10-16的上端面加工有十字形凹槽10-19且圆形板10-16沿径向分别加工有多个切口10-18，螺杆10-17的顶端固定安装在圆形板10-16的底端面上，所述第一盲孔10-4的底端加工有内螺纹孔10-20，内螺纹孔10-20的中心线与圆柱体的轴线重合，螺杆10-17的底端螺纹安装在内螺纹孔10-20内。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：结合图13、图14和图15说明本实施方式，本实施方式中所述刀尖10-3为弧形刀片，且刀尖10-3上位于竖直方向分别加工有第一刃面10-7、第二刃面10-8和第三刃面10-9，第一刃面10-7为竖直刃面，第二刃面10-8为倾斜刃面，第三刃面10-9为弧形刃面，位于刀尖10-3内刀面的顶端加工有第三倾斜面10-10，位于刀尖10-3内刀面的第二刃面10-8和底端加工有第二倾斜面10-11，位于刀尖10-3内刀面的第一刃面10-7和底端加工有第一倾斜面10-12，第一倾斜面10-12、第二倾斜面10-11和第三倾斜面10-10均与刀尖10-3的内弧面10-13连接。本发明中每个刀尖10-3上加工有第一刃面10-7、第二刃面10-8和第三刃面10-9可以为玉米棒11固定在旋刀组件10上提供方便，减小将玉米棒11插在旋刀组件10上的力度。本发明的每个刀尖10-3内刀面加工有第一倾斜面10-12、第二倾斜面10-11和第三倾斜面10-10和内弧面10-13可以增大每个刀尖10-3与玉米棒11的摩擦力。其它组成及连接关系与具体实施方式一或五相同。

具体实施方式七：结合图6说明本实施方式，本实施方式中刀尖10-3和螺栓10-22的个数相等，刀尖10-3个数的取值范围为3～5个。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：结合图13说明本实施方式，本实施方式中所述第二刃面10-8与刀尖10-3所成角度α为锐角，α的取值范围为30°～80°。其它组成及连接关系与具体实施方式七相同。

具体实施方式九：结合图7说明本实施方式，本实施方式中所述刀身部10-2的底端加工有第二盲孔10-14，且第二通孔10-6与第二盲孔10-14相连通。其它组成及连接关系与具体实施方式八相同。

旋刀组件10的装配过程：

旋刀组件10工作前需要根据玉米棒11的大小调整调整件10-15上螺杆10-17插入在内螺纹孔10-20的深度，分别调整刀尖10-3上条形块10-23插入在条形孔10-21的高度，并通过螺栓10-22顶在条形块10-23上固定，进而调整刀尖10-3在旋刀组件10上的高度，调整旋刀的刀尖10-3插入在带有残留玉米叶的玉米棒11的玉米根部，将刀身部10-2的第二盲孔10-14套装在电机10-26的输出轴的顶端，且第二通孔10-6内设有一个销钉，刀身部10-2通过销钉固定安装在电机10-26的输出轴上。

本发明的工作过程：多个玉米棒11通过玉米传送机构的传送带连续传送到剥皮主机处，一个玉米棒11被机械手夹持稳定后，旋刀组件10中的刀头部10-1插入玉米棒11的根部，辅助扶正套体竖直下落在玉米棒11的顶部扶正玉米棒11后，顶针杆5下落使针头6扎入玉米棒11的顶部，然后辅助扶正套体向上移动离开玉米棒11的顶部，顶针杆5和针头6随着剥皮主机的凸轮1运动，针头6随玉米棒11转动，玉米棒11进入剥皮工序中，玉米棒11剥皮完成后，当机械手再次抓取玉米棒11时，针头6和旋刀组件10分别从玉米棒11的顶部和根部拔出，玉米棒11在机械手的抓取下送入下一个收集工序即可。

Claims (9)

1.一种玉米剥皮专用的上下定位系统，其特征在于：它包括第一凸轮(1)、第二凸轮(9)、至少一个限位顶针组件(8)和至少一个旋刀组件(10)，所述第一凸轮(1)和第二凸轮(9)均为盘状凸轮，第一凸轮(1)和第二凸轮(9)均安装在主机框架上且第一凸轮(1)位于第二凸轮(9)的正上方，当限位顶针组件(8)为多个时，多个限位顶针组件(8)沿第一凸轮(1)的圆周方向均匀分布，当旋刀组件(10)为多个时，多个旋刀组件(10)沿第二凸轮(9)的圆周方向均匀分布，限位顶针组件(8)与旋刀组件(10)上下一一对应设置，每个限位顶针组件(8)与其对应的旋刀组件(10)之间设置有一个玉米(11)；

限位顶针组件(8)包括连接块(2)、光轴(3)、顶针杆(5)、针头(6)和至少一个转动轴承(4)，所述连接块(2)包括轴套(2-1)和第一滚轮(2-2)，所述轴套(2-1)的外侧壁设置有第一滚轮(2-2)，所述第一滚轮(2-2)滚压在第一凸轮(1)的凸轮轮廓面上，所述光轴(3)的顶端穿设在轴套(2-1)上，所述光轴(3)的底端加工有孔(3-1)，所述顶针杆(5)的顶端位于光轴(3)的孔(3-1)内且套装有至少一个转动轴承(4)，所述顶针杆(5)的底端固定连接有针头(6)，所述针头(6)为钝头；

旋刀组件(10)包括刀头部(10-1)、刀身部(10-2)、调整件(10-15)、固定轴(10-24)、第二滚轮(10-25)、电机(10-26)、底板(10-27)和多个螺栓(10-22)，所述底板(10-27)竖直设置，所述电机(10-26)固定连接在底板(10-27)上，固定轴(10-24)位于电机(10-26)的下方，所述固定轴(10-24)的一端穿设在第二滚轮(10-25)上，所述第二滚轮(10-25)滚压在第二凸轮(9)的凸轮轮廓面上，所述固定轴(10-24)的另一端固定连接在底板(10-27)上；刀头部(10-1)包括多个刀尖(10-3)，所述刀身部(10-2)为圆柱体，刀身部(10-2)竖直设置在电机(10-26)的上方，刀身部(10-2)的底端与电机(10-26)的输出轴相连接，刀身部(10-2)的顶端沿其轴向方向竖直加工有第一盲孔(10-4)，第一盲孔(10-4)的中心线与圆柱体的轴线重合，刀身部(10-2)侧壁沿圆周方向均布有多个条形缺口(10-21)，每个刀尖(10-3)的底端加工有一个条形块(10-23)，每个条形块(10-23)上加工有条形通孔，每个条形块(10-23)嵌装在条形缺口(10-21)内，每个条形缺口(10-21)内设有一个螺栓(10-22)，每个螺栓(10-22)的螺纹端穿过条形通孔固定安装在条形缺口(10-21)上，所述调整件(10-15)设置在第一盲孔(10-4)内且其高度可调，所述刀身部(10-2)沿其径向方向依次加工有第一通孔(10-5)和第二通孔(10-6)，第一通孔(10-5)位于第二通孔(10-6)的上方，第一通孔(10-5)的中心线与第二通孔(10-6)的中心线平行设置。

2.根据权利要求1所述的一种玉米剥皮专用的上下定位系统，其特征在于：限位顶针组件(8)的数量为10～30个。

3.根据权利要求1或2所述的一种玉米剥皮专用的上下定位系统，其特征在于：针头(6)的插入端的端面为平面，针头(6)的锥角为Φ，所述Φ为30～35°，顶针杆(5)外径的取值范围为6～15mm；所述顶针杆(5)长度的取值范围为60～80mm。

4.根据权利要求3所述的一种玉米剥皮专用的上下定位系统，其特征在于：限位顶针组件(8)还包括限位挡片(7)，限位挡片(7)上加工有通孔，顶针杆(5)穿过限位挡片(7)的通孔与限位挡片(7)固定连接制为一体，所述限位挡片(7)到顶针杆(5)顶端的距离为H，H的取值范围为20～30mm。

5.根据权利要求1所述的一种玉米剥皮专用的上下定位系统，其特征在于：所述调整件(10-15)包括圆形板(10-16)和螺杆(10-17)，圆形板(10-16)的上端面加工有十字形凹槽(10-19)且圆形板(10-16)沿径向分别加工有多个切口(10-18)，螺杆(10-17)的顶端固定安装在圆形板(10-16)的底端面上，所述第一盲孔(10-4)的底端加工有内螺纹孔(10-20)，内螺纹孔(10-20)的中心线与圆柱体的轴线重合，螺杆(10-17)的底端螺纹安装在内螺纹孔(10-20)内。

6.根据权利要求1或5所述的一种玉米剥皮专用的上下定位系统，其特征在于：所述刀尖(10-3)为弧形刀片，且刀尖(10-3)上位于竖直方向分别加工有第一刃面(10-7)、第二刃面(10-8)和第三刃面(10-9)，第一刃面(10-7)为竖直刃面，第二刃面(10-8)为倾斜刃面，第三刃面(10-9)为弧形刃面，位于刀尖(10-3)内刀面的顶端加工有第三倾斜面(10-10)，位于刀尖(10-3)内刀面的第二刃面(10-8)和底端加工有第二倾斜面(10-11)，位于刀尖(10-3)内刀面的第一刃面(10-7)和底端加工有第一倾斜面(10-12)，第一倾斜面(10-12)、第二倾斜面(10-11)和第三倾斜面(10-10)均与刀尖(10-3)的内弧面(10-13)连接。

7.根据权利要求6所述的一种玉米剥皮专用的上下定位系统，其特征在于：刀尖(10-3)和螺栓(10-22)的个数相等，刀尖(10-3)个数的取值范围为3～5个。

8.根据权利要求7所述的一种玉米剥皮专用的上下定位系统，其特征在于：所述第二刃面(10-8)与刀尖(10-3)所成角度α为锐角，α的取值范围为30°～80°。

9.根据权利要求8所述的一种玉米剥皮专用的上下定位系统，其特征在于：所述刀身部(10-2)的底端加工有第二盲孔(10-14)，且第二通孔(10-6)与第二盲孔(10-14)相连通。