CN106666788A - 杏鲍菇根部自动切削系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种杏鲍菇根部自动切削系统，包括控制器、传送带、多个夹具、多个切削机构、进料箱和出料箱；所述夹具用于夹持杏鲍菇，所述切削机构用于切削杏鲍菇的根部；多个夹具均固定安装在传送带上，多个切削机构设置在传送带的两侧。进料箱用于盛放未切削杏鲍菇，出料箱用于盛放切削完毕的杏鲍菇，所述进料箱与出料箱分别位于传送带的左右两端。本发明利用多个电机带动不同机构完成杏鲍菇进料、完整切削、出料的一系列动作，能在短时间内自动化大量切除杏鲍菇根须，且对于不同大小的杏鲍菇的底部与底部周围能够完整且较少浪费的切削，从而解决传统杏鲍菇切削模式中人工成本高、低效率以及切削后形状不一的问题。

Description

杏鲍菇根部自动切削系统

技术领域

本发明属于食品自动化加工领域，具体涉及一种杏鲍菇根部自动切削系统。

背景技术

杏鲍菇以其较高的营养价值、较好的口感和抗癌、抑制肿瘤、美容等多种功效越来越受到人们的喜爱。杏鲍菇通常经过配料、装袋、灭菌、接种、发菌和采菇几大步骤进行栽培，然后进行包装、销售。其中，采摘栽培好的杏鲍菇时，成熟的杏鲍菇的根部表面会附带一些其他未发育、小棵的杏鲍菇，以及从培养料中带出的杂质，因此杏鲍菇采摘之后、包装之前，必须进行一项重要的工作就是将采摘出的杏鲍菇根部进行切削，以切除附着在根部表面的杂质，并使杏鲍菇的根部呈现平滑的曲面，这样能够增强杏鲍菇的美观性，进一步增强杏鲍菇在市场上的销量。

以往的生产过程中，上述切削过程通常依靠人力来完成，工人需要对每一个杏鲍菇进行手工切削，生产效率低下；工人劳动强度大，长时间工作产生疲劳后还容易切到手，发生危险。对于切削刃间距不可调整的普通自动切削技术，不能对大小不一的杏鲍菇进行完整地切削，容易产生浪费以及切削不完整等问题。

专利号为ZL201210311689.0的中国发明专利《一种杏鲍菇的根部切削装置》中公开了一种杏鲍菇的根部切削装置，但该装置一次加工只能同时对两个杏鲍菇进行切削，并且每个杏鲍菇切削的时候都需要人工手持杏鲍菇进行切削，以及切削完之后需要手动出料，人员利用率不高。而且切削刃是不可变形的，不能对杏鲍菇底部侧面的根须进行完整有效切削，对于不同大小的杏鲍菇侧面的切削量不一致，生产效率低。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种杏鲍菇根部自动切削系统；该杏鲍菇根部自动切削系统可以对大小不一的杏鲍菇进行完整切削，生产效率高，适用于大批量生产。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种杏鲍菇根部自动切削系统，包括控制器、传送带、多个夹具、多个切削机构、进料箱和出料箱；所述切削机构包括箱体、电机和刀具组件，电机安装在箱体内部；所述刀具组件包括连接框、弹簧固定杆、弹簧、滑块、连接杆、底面刀片和侧面刀片；连接框的内部设置有空腔，两端设置有开口；连接框的后表面与电机的输出轴固定连接，底面刀片固定安装在连接框的前表面上；弹簧设置在连接框的内部空腔的中间位置，弹簧固定杆的两端固定在连接框中部的内侧，弹簧固定杆中部与弹簧的中部固定连接；滑块、连接杆和侧面刀片均为两个，两个滑块分别设置在弹簧的两侧，滑块的一端与弹簧固定连接，另一端与连接杆的一端固定连接；连接杆的另一端安装有一侧面刀片；所述滑块可以沿着连接框的内壁滑移；两侧面刀片之间的最小距离小于待切削杏鲍菇的最小直径；底面刀片的固定长度大于待切削杏鲍菇的最大直径；两个侧面刀片、底面刀片、弹簧和电机的安装方位使得两个侧面刀片关于电机的旋转轴线呈中心对称，两个侧面刀片的两个刀刃位于经过对称中心线的同一平面上，且刀刃与竖直方向呈30度夹角；两个侧面刀片的对称中心线和与底面刀片的旋转中心线、弹簧的中点以及电机的旋转轴线位于同一直线上。

进一步的，所述夹具包括由下至上设置的底座组件、倾倒组件和装夹组件；

所述底座组件包括底板、四个轴承座、两根转轴、两个齿轮、齿带、连接件和第一电机；四个轴承座分为两组，每组的两个轴承座相对的安装在底板上；一根转轴穿过相对设置的两个轴承座，与第一电机的输出轴相连；另一根转轴穿过另外一组的两个轴承座，由两个轴承座支撑；两个齿轮分别套装在两根转轴上，齿轮与转轴联动；齿带与两个齿轮均啮合；

所述倾倒组件包括中部壳体、大齿轮、小齿轮、第二电机、合页、倾倒挡板和倾倒转轴；中部壳体通过连接件与齿带固定连接，由齿带驱动；第二电机和倾倒挡板均固定安装在中部壳体上，小齿轮与第二电机的输出轴连接，大齿轮与小齿轮相互啮合；合页的固定端与中部壳体固定，活动端与装夹组件的上壳体固定；倾倒转轴一端与大齿轮同轴连接，与大齿轮联动，另一端与合页的活动端连接，驱动合页动作；倾倒挡板用于为装夹组件的转动提供限位；

所述装夹组件包括上壳体、大夹片、小夹片、大弹簧、小弹簧、电磁铁、回位弹簧、电磁铁控制器、定位挡板和挡板槽，所述上壳体内设置有一贯穿前后端面的通孔，所述通孔内设置有上下相对的一对大夹片和左右相对的一对小夹片，大夹片与上壳体的内壁之间通过两根大弹簧相连；小夹片与上壳体的内壁之间通过小弹簧相连；所述上壳体的上端部设置有一向外凸出的平台，挡板槽固定安装在所述平台上，挡板槽上设置有凹槽，定位挡板与所述凹槽的两侧可滑移的配合安装，所述凹槽的顶部安装有多个电磁铁和回位弹簧，定位挡板的上端通过回位弹簧与凹槽顶部相连；电磁铁通过导线与安装在平台顶部的电磁铁控制器相连。

本发明所述的杏鲍菇根部自动切削系统利用多个电机带动不同机构完成杏鲍菇进料、完整切削、出料的一系列动作，能在短时间内自动化大量切除杏鲍菇根须，且对于不同大小的杏鲍菇的底部与底部周围能够完整且较少浪费的切削，从而解决传统杏鲍菇切削模式中人工成本高、低效率以及切削后形状不一问题。本发明所述的杏鲍菇根部自动切削系统使杏鲍菇切削自动化、机械化，大大降低了生产成本，提高了加工效率。

附图说明

图1为本发明所述切削机构的立体结构图；

图2为本发明所述切削机构的主视图；

图3为连接框部分的结构图；

图4为夹具的整体结构图一；

图5为夹具的整体结构图二；

图6为底座组件的结构图；

图7为底座组件的示意图；

图8为装夹组件和倾倒组件的主视图；

图9为装夹组件的夹持部分的结构图；

图10为装夹组件的定位部分的结构图；

图11为切削原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1-10所示，本发明提供了一种杏鲍菇根部自动切削系统，包括控制器、传送带、多个夹具、多个切削机构、进料箱和出料箱。

所述夹具用于夹持杏鲍菇，所述切削机构用于切削杏鲍菇的根部；多个夹具均固定安装在传送带上，多个切削机构设置在传送带的两侧。进料箱用于盛放未切削杏鲍菇，出料箱用于盛放切削完毕的杏鲍菇，所述进料箱与出料箱都分别位于传送带的左右两端。

所述切削机构包括箱体1、电机和刀具组件，电机安装在箱体1内部，电机的输出轴2与刀具组件相连，用于驱动刀具组件整体旋转；所述刀具组件包括连接框3、弹簧固定杆4、弹簧5、滑块6、连接杆7、底面刀片8和侧面刀片9；连接框3呈长方体状，内部设置有空腔，两端设置有开口，连接框3的后表面与电机的输出轴2固定连接，底面刀片8固定安装在连接框3的前表面上。弹簧5设置在连接框3的内部空腔的中间位置，弹簧固定杆4的两端固定在连接框中部的内侧，弹簧固定杆4的中部与弹簧5的中部固定连接；滑块6、连接杆7和侧面刀片9均为两个，两个滑块6分别设置在弹簧5的两侧，滑块6的一端与弹簧5固定连接，另一端与连接杆7的一端固定连接；连接杆7的另一端安装有一侧面刀片9；所述滑块6可以沿着连接框3的内壁滑移，进而带动侧面刀片9左右运动。两侧面刀片9之间的最小距离要小于待切削杏鲍菇的最小直径；底面刀片8的固定长度要大于待切削杏鲍菇的最大直径。

两个侧面刀片9、底面刀片8、弹簧5和电机2的安装方位要满足如下条件：两个侧面刀片9关于电机2的旋转轴线呈中心对称，侧面刀片9的两个刀刃位于经过对称中心线的同一平面上，且刀刃与竖直方向呈30度角；两个侧面刀片9的对称中心线和与底面刀片8的旋转中心线、弹簧5的中点以及电机2的旋转中心线位于同一直线上。这样能够使切削比较均匀完整。

所述夹具包括由下至上设置的底座组件30、倾倒组件31和装夹组件32。

所述底座组件30包括底板、四个轴承座33、两根转轴25、两个齿轮34、齿带23、连接件24和第一电机26；四个轴承座33分为两组，每组的两个轴承座33相对的安装在底板上；一根转轴25穿过相对设置的两个轴承座33，与第一电机26的输出轴相连；另一根转轴25穿过另外一组的两个轴承座33，由两个轴承座33支撑；两个齿轮34分别套装在两根转轴25上，齿轮34与转轴25联动；齿带23与两个齿轮34均啮合；倾倒组件通过连接件24固定在齿带23上。第一电机26动作时，通过转轴25驱动齿轮34转动，进而带动齿带23平动，倾倒组件31和装夹组件32由齿带23带动也发生平移。第一电机26通过正转产生向前的力，使倾倒组件和装夹组件向前运行，完成切削过程；切削完成后通过负转产生向后的力，使倾倒组件和装夹组件向后运行，回到原位。

所述倾倒组件31包括中部壳体、大齿轮27、小齿轮28、第二电机29、合页10、倾倒挡板11和倾倒转轴12；中部壳体与齿带23相连，由齿带23驱动；第二电机29和倾倒挡板11均固定安装在中部壳体上，小齿轮28与第二电机29的输出轴连接，大齿轮27与小齿轮28相互啮合；合页10的固定端与中部壳体固定，活动端与装夹组件的上壳体固定；倾倒转轴12一端与大齿轮27同轴连接，与大齿轮27联动，另一端与合页10的活动端连接，驱动合页10动作，进而带动装夹组件32整体绕着倾倒转轴12转动，以完成倾倒动作，倾倒挡板11用于为装夹组件32的转动提供限位。第二电机29动作时，带动小齿轮28，小齿轮28带动大齿轮27，大齿轮27转动使倾倒转轴12带动装夹组件32转动，从而使装夹组件32向下倾倒，与倾倒挡板11相碰停下。第二电机29正转，使装夹组件32向下转动，完成倾倒过程，倾倒完成后再通过反转带动装夹组件32回到原位。

所述装夹组件32包括上壳体、大夹片13、小夹片14、大弹簧15、小弹簧16、电磁铁17、回位弹簧18、电磁铁控制器19、定位挡板20和挡板槽21，所述上壳体内设置有一贯穿前后端面的通孔，所述通孔内设置有上下相对的一对大夹片13和左右相对的一对小夹片14，大夹片13与上壳体的内壁之间通过两根大弹簧15相连；小夹片14与上壳体的内壁之间通过小弹簧16相连。所述上壳体的上端部设置有一向外凸出的平台，挡板槽21固定安装在所述平台上，挡板槽21上设置有凹槽，定位挡板20与所述凹槽的两侧可滑移的配合安装，所述凹槽的顶部安装有多个电磁铁17和回位弹簧18，定位挡板20的上端通过回位弹簧18与凹槽顶部相连；电磁铁17通过导线22与安装在平台顶部的电磁铁控制器19相连。摆放过程中，杏鲍菇挤压大夹片13压缩大弹簧15，实现夹紧。遇到特别大的杏鲍菇，挤压完大夹片13后继而挤压小夹片14压缩小弹簧16，达到稳定夹紧的目的。在倾倒时，杏鲍菇自身的重力克服夹片的夹紧力，从而掉落到出料箱中。倾倒过程之后，在大弹簧15与小弹簧16作用下，大夹片13与小夹片14回位。电磁铁17通电后产生磁性，可将定位挡板20吸引上来。在切削之前摆放杏鲍菇时，电磁铁控制器19处于断电状态，电磁铁17没有磁性，定位挡板20在重力的作用下下落，挡在上壳体通孔的外侧，用于为杏鲍菇定位。摆放完成后，电磁铁控制器19控制电磁铁17产生磁性，将定位挡板20吸引上来，进入切削杏鲍菇的过程。切削完成之后，电磁铁17再次断电，定位挡板20回位。

上述杏鲍菇根部自动切削系统的工作过程和原理为：

(1)上料：通过人工方式将存放在进料箱内的杏鲍菇插入装夹组件上壳体的通孔内，直至杏鲍菇根部与定位挡板20接触，此时杏鲍菇挤压大夹片13压缩大弹簧15，实现夹紧；若杏鲍菇特别大，挤压完大夹片13后继而挤压小夹片14压缩小弹簧16，实现更加稳定的夹紧。

(2)传送：控制器控制电机带动传送带前进，使夹具整体移动到切削工位；

(3)切削：第一电机26通过正转产生向前的力，使夹具的倾倒组件31和装夹组件32向前运行；当杏鲍菇的根部向切削机构靠近时，由于两侧面刀片9刀片之间的最小距离小于杏鲍菇的最小直径，杏鲍菇的边缘会与侧面刀片9的两刃相接触。弹簧5最初位于原长状态，接触之后当杏鲍菇继续向底面刀片8靠近时，在杏鲍菇对侧面刀片9的力的作用下，侧面刀片9会带动连接杆7拉伸弹簧5，分别向两边移动。由于底面刀片8的固定长度大于杏鲍菇最大的直径，所以不论杏鲍菇的直径大小，杏鲍菇一直位于底面刀片8范围内。当杏鲍菇底部与底面刀片8之间的距离达到设定值的时候，刀具组件会在电机的作用下开始转动，开始切削。由于开始切削的时候弹簧5处于拉伸状态，所以杏鲍菇会受到侧面刀片9对其的压力，使切削能够顺利完成。在开始切削的同时杏鲍菇仍然在向底面刀片8靠近，直到杏鲍菇根部与底面刀片8相接触并且底部被切削掉设定的厚度。此时，第一电机26反转，带动杏鲍菇远离刀具，完成切削；侧面刀片9和连接杆7在弹簧5拉力作用下回到初始位置。

本发明对于不同尺寸的杏鲍菇都能达到完整切削、形状一致并且切削中杏鲍菇浪费最少，其原理如图11所示，当杏鲍菇的根部与底面刀片8之间的距离为1cm的时候，电机开始转动，即开始切削状态；当杏鲍菇的根部被削掉1cm的时候，即为切削完成状态；因此对于所有的杏鲍菇，底部被切削的长度都为1cm。由于侧面刀片9的角度始终保持60度不变，所以最终切削成的根部形状是一致的；同时由于侧面刀片9是可伸缩的，所以无论杏鲍菇的大小，侧面被切掉的量都是一致的；而且不论杏鲍菇的直径大小，所需切削掉的根须层的厚度也是差不多的。

(4)传送：控制器控制传送带前进，使夹具整体移动到下料工位；

(5)下料：夹具中的第二电机29正转，带动小齿轮28，小齿轮28带动大齿轮27，大齿轮27转动使倾倒转轴12带动装夹组件32转动，从而使装夹组件32以及切削完成的杏鲍菇向下倾斜，杏鲍菇由于重力作用落至收料箱中，装夹组件32与倾倒挡板11相碰停下，完成倾倒过程；之后第二电机29反转，带动装夹组件32回到原位。

(6)传送：控制器控制传送带前进，使夹具整体重新回到上料工位。

本发明中由于夹具和切削机构都可以采用多个，因此上述过程可以采用流水线形式同时进行。比如，在2秒内，在上料工位工人完成40个杏鲍菇的摆放，于此同时在切削工位完成40个杏鲍菇的切削，在下料工位完成40个杏鲍菇的倾倒。在接下来的2秒内，上料工位的40个夹具到达切削工位的切削位置，切削好的杏鲍菇到达下料工位，下方空的夹具重新进入上料工位。由此，4秒钟完成一个循环，可实现大批量、高效率、高质量，少人工的杏鲍菇切削生产。

本发明采用的夹具和切削机构也可以单独使用，或者与其他类型的夹具和切削机构配合使用。本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本发明的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。

Claims (2)

1.一种杏鲍菇根部自动切削系统，其特征在于，包括控制器、传送带、多个夹具、多个切削机构、进料箱和出料箱；所述切削机构包括箱体(1)、电机和刀具组件，电机安装在箱体(1)内部；所述刀具组件包括连接框(3)、弹簧固定杆(4)、弹簧(5)、滑块(6)、连接杆(7)、底面刀片(8)和侧面刀片(9)；连接框(3)的内部设置有空腔，两端设置有开口；连接框(3)的后表面与电机的输出轴(2)固定连接，底面刀片(8)固定安装在连接框(3)的前表面上；弹簧(5)设置在连接框(3)的内部空腔的中间位置，弹簧固定杆(4)的两端固定在连接框(3)中部的内侧，弹簧固定杆(4)中部与弹簧(5)的中部固定连接；滑块(6)、连接杆(7)和侧面刀片(9)均为两个，两个滑块(6)分别设置在弹簧(5)的两侧，滑块(6)的一端与弹簧(5)固定连接，另一端与连接杆(7)的一端固定连接；连接杆(7)的另一端安装有一侧面刀片(9)；所述滑块(6)可以沿着连接框(3)的内壁滑移；两侧面刀片(9)之间的最小距离小于待切削杏鲍菇的最小直径；底面刀片(8)的固定长度大于待切削杏鲍菇的最大直径；两个侧面刀片(9)、底面刀片(8)、弹簧(5)和电机(2)的安装方位使得两个侧面刀片(9)关于电机(2)的旋转轴线呈中心对称，两个侧面刀片(9)的两个刀刃位于经过对称中心线的同一平面上，且刀刃与竖直方向呈30度夹角；两个侧面刀片(9)的对称中心线和与底面刀片(8)的旋转中心线、弹簧(5)的中点以及电机(2)的旋转轴线位于同一直线上。

2.根据权利要求1所述的杏鲍菇根部自动切削系统，其特征在于，所述夹具包括由下至上设置的底座组件(30)、倾倒组件(31)和装夹组件(32)；

所述底座组件(30)包括底板、四个轴承座(33)、两根转轴(25)、两个齿轮(34)、齿带(23)、连接件(24)和第一电机(26)；四个轴承座(33)分为两组，每组的两个轴承座(33)相对的安装在底板上；一根转轴(25)穿过相对设置的两个轴承座(33)，与第一电机(26)的输出轴相连；另一根转轴(25)穿过另外一组的两个轴承座(33)，由两个轴承座(33)支撑；两个齿轮(34)分别套装在两根转轴(25)上，齿轮(34)与转轴(25)联动；齿带(23)与两个齿轮(34)均啮合；

所述倾倒组件(31)包括中部壳体、大齿轮(27)、小齿轮(28)、第二电机(29)、合页(10)、倾倒挡板(11)和倾倒转轴(12)；中部壳体通过连接件(24)与齿带(23)固定连接，由齿带(23)驱动；第二电机(29)和倾倒挡板(11)均固定安装在中部壳体上，小齿轮(28)与第二电机(29)的输出轴连接，大齿轮(27)与小齿轮(28)相互啮合；合页(10)的固定端与中部壳体固定，活动端与装夹组件的上壳体固定；倾倒转轴(12)一端与大齿轮(27)同轴连接，与大齿轮(27)联动，另一端与合页(10)的活动端连接，驱动合页(10)动作；倾倒挡板(11)用于为装夹组件(32)的转动提供限位；

所述装夹组件(32)包括上壳体、大夹片(13)、小夹片(14)、大弹簧(15)、小弹簧(16)、电磁铁(17)、回位弹簧(18)、电磁铁控制器(19)、定位挡板(20)和挡板槽(21)，所述上壳体内设置有一贯穿前后端面的通孔，所述通孔内设置有上下相对的一对大夹片(13)和左右相对的一对小夹片(14)，大夹片(13)与上壳体的内壁之间通过两根大弹簧(15)相连；小夹片(14)与上壳体的内壁之间通过小弹簧(16)相连；所述上壳体的上端部设置有一向外凸出的平台，挡板槽(21)固定安装在所述平台上，挡板槽(21)上设置有凹槽，定位挡板(20)与所述凹槽的两侧可滑移的配合安装，所述凹槽的顶部安装有多个电磁铁(17)和回位弹簧(18)，定位挡板(20)的上端通过回位弹簧(18)与凹槽顶部相连；电磁铁(17)通过导线(22)与安装在平台顶部的电磁铁控制器(19)相连。