CN108552927A - 菠萝去皮装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及菠萝去皮装置，技术方案是，包括机架和设置在机架上的菠萝固定及转动机构、挖孔机构和去皮机构,所述菠萝固定及转动机构包括分别设置在机架两侧的推杆和转动轴，推杆和转动轴呈同轴设置，推杆与转动轴正对的一端装有旋转的第一固定座，转动轴经轴承座上的轴承装在机架上，由步进电机驱动转动轴旋转，转动轴与推杆正对的一端设置有固定连接的第二固定座，推杆靠近或远离转动轴，构成菠萝的固定结构；本发明较高的自动化程度使得对菠萝的处理变得更加的省力；来回式的运动处理方法提高了对菠萝进行去皮挖孔处理的效率。另外独特的去皮刀具的设计可以对不同大小的菠萝进行处理，且不需要中途更换刀具，同时减少了果肉的浪费率。
Description
技术领域
本发明涉及一种菠萝去皮装置。
背景技术
现有的菠萝去皮方式还是依靠人工居多，虽然有一些简单的机械刀具可以提高菠萝处理效率，但浪费程度严重、需要一定的人力且不存在自动化。而现有的自动化程度高的菠萝去皮机械则大部分适用于水果加工工厂之中，但这种机械的果肉浪费率较高、体积庞大、在工作时还有巨大的噪音，不适用于在平时生活中使用。因此，其改进和创新势在必行。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种菠萝去皮装置，可有效解决菠萝自动去皮的问题。
本发明解决的技术方案是：
一种菠萝去皮装置，该菠萝去皮装置包括机架和设置在机架上的菠萝固定及转动机构、挖孔机构和去皮机构；
所述菠萝固定及转动机构包括分别设置在机架两侧的推杆和转动轴，推杆和转动轴呈同轴设置，推杆与转动轴正对的一端装有旋转的第一固定座，转动轴经轴承座上的轴承装在机架上，由步进电机驱动转动轴旋转，转动轴与推杆正对的一端设置有固定连接的第二固定座，推杆靠近或远离转动轴，构成菠萝的固定结构；
所述的挖孔机构包括水平装在机架上的第一直线电机，第一直线电机的线性运动方向与推杆、转动轴的轴线平行，第一直线电机的一侧，在机架上固定装有与第一直线电机的线性运动方向平行的滑轨，滑轨上装有沿其长度方向左右滑动的滑块，第一直线电机对应的第一滑块与滑轨对应的滑块之间设置有丝杠步进电机，丝杠步进电机的线性运动方向为水平设置且与第一直线电机的线性运动方向垂直，丝杠步进电机对应的丝杠滑块上设置有随其滑动的挖孔刀，挖孔刀的朝向为水平设置且与推杆、转动轴的轴线垂直，所述的滑块上设置有用于感应去皮后菠萝表面内刺黑点的颜色传感器；
所述的去皮机构包括设置在所述挖孔机构上方的第二直线电机，第二直线电机的线性运动方向推杆、转动轴的轴线平行，第二直线电机对应的第二滑块上设置有朝向推杆、转动轴的轴线垂直伸出的去皮刀具，去皮刀具包括与第二滑块固定在一起的刀托和伸缩式装在刀托底部的2个刀柄，2个刀柄下部之间固定有刀片，刀片刃部上方的两刀柄之间设置有用于限位的圆弧挡板，圆弧挡板的下端与刀片的上端存在间隙，该间隙即为菠萝的去皮厚度；
所述的颜色传感器、步进电机、第一直线电机、丝杠步进电机、第二直线电机均与控制器相连。
所述的颜色传感器通过定位架装在滑块上，定位架通过紧固螺栓固定，所述颜色传感器在菠萝表面的感应点与挖孔刀随丝杠滑块移动后与菠萝的接触点为同一个点。
所述挖孔刀包括刀座和设置在刀座上的圆形底托，圆形底托表面沿周向均布有多个朝外伸出的刀片，刀片是由朝背对圆形底托中心方向倾斜的下部刀片和连接在下部刀片外端且朝向圆形底托中心方向倾斜的上部刀片构成的一体结构，上部刀片的外端呈尖端设置且各个上部刀片呈相分离状。
所述的刀托内设置有导向滑槽，刀柄上端设置有与导向滑槽相对应的导向滑块，导向滑块置于导向滑槽内，沿其长度方向上下滑动，构成刀柄的伸缩结构。
所述推杆穿装在机架的侧板上，推杆外壁的两侧设置有沿长度方向均布的凸起方块，机架的侧板上设置有与定位套，定位套两侧设置有与凸起方块相对应的穿孔，推动推杆，推杆可穿过定位套。
本发明结构新颖独特，简单合理，体积小巧，适应于在众多地点使用；清晰明确的模块化设计使得组装与维护变得极为的简单方便；较高的自动化程度使得对菠萝的处理变得更加的省力；来回式的运动处理方法提高了对菠萝进行去皮挖孔处理的效率。另外独特的去皮刀具的设计可以对不同大小的菠萝进行处理，且不需要中途更换刀具，同时减少了果肉的浪费率，提高了工作效率，节约了人力物力，有良好的社会和经济效益。
附图说明
图1、2为本发明两个不同角度的立体图。
图3为本发明去皮机构的立体图。
图4为本发明挖孔机构的立体图。
图5为本发明去皮刀具的立体图。
图6为本发明去皮刀具的主视图。
图7为本发明挖孔刀的立体图。
图8为本发明菠萝固定及转动机构的立体图。
图9为本发明推杆的立体安装示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
由图1-9给出，本发明包括机架1和设置在机架上的菠萝固定及转动机构、挖孔机构和去皮机构；
所述菠萝固定及转动机构包括分别设置在机架两侧的推杆20和转动轴23，推杆20和转动轴23呈同轴设置，推杆与转动轴正对的一端装有旋转的第一固定座21，转动轴23经轴承座上的轴承装在机架上，由步进电机30驱动转动轴旋转，转动轴与推杆正对的一端设置有固定连接的第二固定座22，推杆20靠近或远离转动轴，构成菠萝的固定结构；
所述的挖孔机构包括水平装在机架上的第一直线电机11，第一直线电机11的线性运动方向与推杆20、转动轴23的轴线平行，第一直线电机11的一侧，在机架上固定装有与第一直线电机11的线性运动方向平行的滑轨17，滑轨17上装有沿其长度方向左右滑动的滑块14，第一直线电机11对应的第一滑块32与滑轨17对应的滑块14之间设置有丝杠步进电机13，丝杠步进电机13的线性运动方向为水平设置且与第一直线电机11的线性运动方向垂直，丝杠步进电机13对应的丝杠滑块12上设置有随其滑动的挖孔刀15，挖孔刀15的朝向为水平设置且与推杆20、转动轴23的轴线垂直，所述的滑块14上设置有用于感应去皮后菠萝表面内刺黑点的颜色传感器19；
所述的去皮机构包括设置在所述挖孔机构上方的第二直线电机4，第二直线电机4的线性运动方向推杆20、转动轴23的轴线平行，第二直线电机4对应的第二滑块3上设置有朝向推杆20、转动轴23的轴线垂直伸出的去皮刀具，去皮刀具包括与第二滑块3固定在一起的刀托5和伸缩式装在刀托5底部的2个刀柄6，2个刀柄下部之间固定有刀片8，刀片8刃部上方的两刀柄之间设置有用于限位的圆弧挡板7，圆弧挡板7的下端与刀片8的上端存在间隙8a，该间隙即为菠萝的去皮厚度；
所述的颜色传感器19、步进电机30、第一直线电机11、丝杠步进电机13、第二直线电机4均与控制器相连。
为保证使用效果，所述的颜色传感器19通过定位架18装在滑块14上，定位架18通过紧固螺栓固定，所述颜色传感器19在菠萝表面的感应点与挖孔刀随丝杠滑块移动后与菠萝的接触点为同一个点。这个位置的调节可通过旋转定位架18来完成，即拧开紧固螺栓181，旋转定位架至合适位置再拧紧即可。
所述颜色传感器的型号为现有技术(市售产品)，如博亿精科生产的型号为BS-501的颜色传感器，所述的控制器为现有技术(市售产品)，如型号为STC15W401AS的控制芯片，又如型号为STC89C51的单片机控制器，控制器可接收颜色传感器的颜色信号，并控制步进电机30、第一直线电机11、丝杠步进电机13、第二直线电机4的启闭、正反转等常规操作，该控制技术为所属领域技术人员的常规技术。实际安装时，控制器可固定安装在机架上。
所述第一直线电机11通过第一固定座9装在机架上，所述第二直线电机4通过第二固定座2装在上部的机架上；
所述挖孔刀15包括刀座151和设置在刀座上的圆形底托152，圆形底托152表面沿周向均布有多个朝外伸出的刀片，刀片是由朝背对圆形底托中心方向倾斜的下部刀片153和连接在下部刀片153外端且朝向圆形底托中心方向倾斜的上部刀片154构成的一体结构，上部刀片154的外端呈尖端设置且各个上部刀片呈相分离状；刀片采用具有形变及恢复能力的金属制成，即具有弹性变形能力的材料，如采用16Mn低合金高强度结构钢制成；挖孔过程中挖孔刀的上部刀片具有一定的向内的角度，在压力作用下，各个刀片可以在菠萝內刺的挖取过程中向底托中心弯曲闭合，即四个张开的刀片会随着挖孔动作的进行而实现自动的闭合，从而实现对菠萝內刺的去除。
所述的刀托5内设置有导向滑槽51，刀柄6上端设置有与导向滑槽51相对应的导向滑块61，导向滑块61置于导向滑槽51内，沿其长度方向上下滑动，构成刀柄的伸缩结构；去皮刀具由于第二直线电机的线性运动随第二滑块水平移动，刀柄上的圆弧挡板7会先于刀片接触到菠萝的外表皮，由于菠萝固定不动，而去皮刀具仍然在随着直线电机组移动，圆弧挡板挤压菠萝使刀柄沿圆弧挡板的外弧面向上运动，即圆弧挡板带动整个的刀柄与刀片沿着菠萝的外轮廓进行上下的移动，刀片与圆弧挡板的最下端之间的间隙保持最佳的切削厚度，来使得对菠萝进行合理切削。
所述第一固定座21与第二固定座22正对，且第一固定座与第二固定座的正对端上设置有用于固定菠萝的第一固定锥211，第二固定座与第一固定座的正对端上设置有用于固定菠萝的第二固定锥221。
所述推杆20穿装在机架1的侧板上，推杆20外壁的两侧设置有沿长度方向均布的凸起方块201，机架1的侧板上设置有与定位套203，定位套203两侧设置有与凸起方块相对应的穿孔204，推动推杆20，推杆可穿过定位套，凸起方块从穿孔204内穿过，需要固定时，将推杆旋转90°，凸起方块脱离穿孔位置，无法继续前进或后退，实现推杆的固定，所述推杆20远离转动轴的一端上设置有把手202。
所述的步进电机30通过固定支架31固定在机架上，步进电机30的转动轴上装有第一齿轮29，转动轴上固定装有与第一齿轮29啮合的第二齿轮28，构成转动轴的旋转驱动结构。
轴承座有2个，分别为第一轴承座26和第二轴承座27，转动轴经第一轴承座上的第一轴承24和第二轴承座上的第二轴承25水平装在机架上，菠萝固定在第一固定座与第二固定座正对端之间，步进电机驱动转动轴旋转，带动第二固定座旋转，从而通过菠萝带动第一固定座旋转，菠萝旋转的角度有步进电机转动轴旋转的角度进行控制。
所述丝杠步进电机13包括丝杠步进电机本体、轨道板、丝杠131、丝杠滑块12，固定板132，丝杠步进电机本体固定在第一直线电机11对应的第一滑块32上，固定板132固定在滑轨17对应的滑块14上，丝杠131的一端与固定板132旋转连接，另一端与丝杠步进电机本体的转动轴同轴连接，丝杠滑块12装在丝杠上，轨道板上设置有滑道，丝杠滑块12上设置有与滑道对应的卡头，丝杠步进电机本体的转动轴旋转，带动丝杠旋转，丝杠滑块在卡头的束缚下沿丝杠轴向前后滑动，从而带动挖孔刀沿丝杠轴向前后滑动。所述固定板132通过第三固定座16固定在滑块14上。
所述的第一直线电机11和第二直线电机4均为常规技术，即能将电能直接转换成滑块的直线运动机械能，该技术为现有技术，同时市场上也有各种型号规格的市售产品，这里不再详细描述其工作原理和具体内部结构，对于所属领域技术人员也是清楚完整的。
本发明的使用情况是：将去除两端外表皮的菠萝放在菠萝固定及转动机构中，即夹装固定在第一固定座与第二固定座之间，进行菠萝的固定之前，需要将菠萝的两端切除，然后将一个切面的中心插装在在第一固定座上，保持菠萝水平，推动推杆20令第二固定座与菠萝另一个切面接触并夹紧使其无法左右晃动，然后将推杆20旋转90°，使推杆上两侧的凸起方块可以卡在机架上的定位套中，来完成对于菠萝的固定。
在进行菠萝去皮、挖孔处理时，首先运行的是去皮机构的第二直线电机，第二直线电机运转带动刀具进行直线运动，去皮刀具由于第二直线电机的线性运动随第二滑块水平移动，刀柄上的圆弧挡板7会先于刀片接触到菠萝的外表皮，由于菠萝固定不动，而去皮刀具仍然在随着直线电机组移动，圆弧挡板挤压菠萝使刀柄沿圆弧挡板的外弧面向上运动，即圆弧挡板带动整个的刀柄与刀片沿着菠萝的外轮廓进行上下的移动，刀片与圆弧挡板的最下端之间的间隙保持最佳的切削厚度，来使得对菠萝进行合理切削，去皮刀具在由初始位置走到极限位置时停止，步进电机开始带动菠萝逆时针旋转15°，然后去皮机构的第二直线电机反转带动刀具由极限位置回到初始位置，由于刀柄的两面均有圆弧且刀片的两端有刀刃可实现来回的去皮运动。转动机构再次带动菠萝逆时针旋转15°后停止，然后重复上面的运动直至菠萝转动360°后，整个的去皮过程便完全结束；挖孔机构开始运行，挖孔机构的第一直线电机组带动滚珠丝杠电机左右运动，带动滑轨上的滑块一起移动，进而带动颜色传感器的移动，由于颜色传感器19在菠萝表面的感应点与挖孔刀随丝杠滑块移动后与菠萝的接触点为同一个点，在颜色传感器侦测到黑色的內刺时，去皮机构的第一直线电机组停止运转，滚柱丝杠电机开始运行，带动挖孔刀具进行直线运动，挖孔过程中挖孔刀的上部刀片具有一定的向内的角度，在与菠萝接触的压力作用下，各个刀片可以在菠萝內刺的挖取过程中向底托中心弯曲闭合，即四个张开的刀片会随着挖孔动作的进行而实现自动的闭合，从而实现对菠萝內刺的去除，完成內刺的去除工作，挖孔结束后，滚柱丝杠电机恢复原位，挖孔机构的第一直线电机组继续运行，如此重复，直至挖孔机构的直线电机组运行到极限位置停止，然后步进电机带动菠萝逆时针转动15°，挖孔机构的直线电机组反向开始运动，以此循环，直至菠萝运转360°，然后整个机械全部停止，菠萝去皮、挖孔工作结束，转动推杆，取下菠萝，整个菠萝去皮、挖孔工作结束。与现有技术相比，本发明结构新颖独特，简单合理，体积小巧，适应于在众多地点使用；清晰明确的模块化设计使得组装与维护变得极为的简单方便；较高的自动化程度使得对菠萝的处理变得更加的省力；来回式的运动处理方法提高了对菠萝进行去皮挖孔处理的效率。另外独特的去皮刀具的设计可以对不同大小的菠萝进行处理，且不需要中途更换刀具，同时去皮厚度均匀，减少了果肉的浪费率，提高了工作效率，节约了人力物力，有良好的社会和经济效益。
Claims (8)
1.一种菠萝去皮装置，其特征在于，该菠萝去皮装置包括机架(1)和设置在机架上的菠萝固定及转动机构、挖孔机构和去皮机构；
所述菠萝固定及转动机构包括分别设置在机架两侧的推杆(20)和转动轴(23)，推杆(20)和转动轴(23)呈同轴设置，推杆与转动轴正对的一端装有旋转的第一固定座(21)，转动轴(23)经轴承座上的轴承装在机架上，由步进电机(30)驱动转动轴旋转，转动轴与推杆正对的一端设置有固定连接的第二固定座(22)，推杆(20)靠近或远离转动轴，构成菠萝的固定结构；
所述的挖孔机构包括水平装在机架上的第一直线电机(11)，第一直线电机(11)的线性运动方向与推杆(20)、转动轴(23)的轴线平行，第一直线电机(11)的一侧，在机架上固定装有与第一直线电机(11)的线性运动方向平行的滑轨(17)，滑轨(17)上装有沿其长度方向左右滑动的滑块(14)，第一直线电机(11)对应的第一滑块(32)与滑轨(17)对应的滑块(14)之间设置有丝杠步进电机(13)，丝杠步进电机(13)的线性运动方向为水平设置且与第一直线电机(11)的线性运动方向垂直，丝杠步进电机(13)对应的丝杠滑块(12)上设置有随其滑动的挖孔刀(15)，挖孔刀(15)的朝向为水平设置且与推杆(20)、转动轴(23)的轴线垂直，所述的滑块(14)上设置有用于感应去皮后菠萝表面内刺黑点的颜色传感器(19)；
所述的去皮机构包括设置在所述挖孔机构上方的第二直线电机(4)，第二直线电机(4)的线性运动方向推杆(20)、转动轴(23)的轴线平行，第二直线电机(4)对应的第二滑块(3)上设置有朝向推杆(20)、转动轴(23)的轴线垂直伸出的去皮刀具，去皮刀具包括与第二滑块(3)固定在一起的刀托(5)和伸缩式装在刀托(5)底部的2个刀柄(6)，2个刀柄下部之间固定有刀片(8)，刀片(8)刃部上方的两刀柄之间设置有用于限位的圆弧挡板(7)，圆弧挡板(7)的下端与刀片(8)的上端存在间隙(8a)，该间隙即为菠萝的去皮厚度；
所述的颜色传感器(19)、步进电机(30)、第一直线电机(11)、丝杠步进电机(13)、第二直线电机(4)均与控制器相连。
2.根据权利要求1所述的菠萝去皮装置，其特征在于，所述的颜色传感器(19)通过定位架(18)装在滑块(14)上，定位架(18)通过紧固螺栓固定，所述颜色传感器(19)在菠萝表面的感应点与挖孔刀随丝杠滑块移动后与菠萝的接触点为同一个点。
3.根据权利要求1所述的菠萝去皮装置，其特征在于，所述第一直线电机(11)通过第一固定座(9)装在机架上，所述第二直线电机(4)通过第二固定座(2)装在上部的机架上。
4.根据权利要求1所述的菠萝去皮装置，其特征在于，所述挖孔刀(15)包括刀座(151)和设置在刀座上的圆形底托(152)，圆形底托(152)表面沿周向均布有多个朝外伸出的刀片，刀片是由朝背对圆形底托中心方向倾斜的下部刀片(153)和连接在下部刀片(153)外端且朝向圆形底托中心方向倾斜的上部刀片(154)构成的一体结构，上部刀片(154)的外端呈尖端设置且各个上部刀片呈相分离状。
5.根据权利要求1所述的菠萝去皮装置，其特征在于，所述的刀托(5)内设置有导向滑槽(51)，刀柄(6)上端设置有与导向滑槽(51)相对应的导向滑块(61)，导向滑块(61)置于导向滑槽(51)内，沿其长度方向上下滑动，构成刀柄的伸缩结构。
6.根据权利要求1所述的菠萝去皮装置，其特征在于，所述第一固定座(21)与第二固定座(22)正对，且第一固定座与第二固定座的正对端上设置有用于固定菠萝的第一固定锥(211)，第二固定座与第一固定座的正对端上设置有用于固定菠萝的第二固定锥(221)。
7.根据权利要求1所述的菠萝去皮装置，其特征在于，所述推杆(20)穿装在机架(1)的侧板上，推杆(20)外壁的两侧设置有沿长度方向均布的凸起方块(201)，机架(1)的侧板上设置有与定位套(203)，定位套(203)两侧设置有与凸起方块相对应的穿孔(204)，推动推杆(20)，推杆可穿过定位套。
8.根据权利要求1所述的菠萝去皮装置，其特征在于，所述的步进电机(30)通过固定支架(31)固定在机架上，步进电机(30)的转动轴上装有第一齿轮(29)，转动轴上固定装有与第一齿轮(29)啮合的第二齿轮(28)，构成转动轴的旋转驱动结构。
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