CN109527622B - 基于恒力机构的可自适应蕉茎的香蕉落梳装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于恒力机构的可自适应蕉茎的香蕉落梳装置，包括机架、外刀盘、内刀盘、第一固定轴、第二固定轴、第一升降挡块、第二升降挡块、扭转弹簧、固定架、硬质刀片安装架、可运动导杆、水平压缩弹簧、公共立柱、斜置压缩弹簧、硬质刀片、软质刀片；能够绕其轴线翻转的环形内刀盘、外刀盘依次安装在机架的通孔上，固定架有多个环形阵列在内刀盘上，固定架与硬质刀片安装架通过可运动导杆连接，水平压缩弹簧套装在可运动导杆上，公共立柱通过斜置压缩弹簧与硬质刀片安装架连接，硬质刀片装在硬质刀片安装架上，硬质刀片外侧铆接有软质刀片，形成包络香蕉穗杆的环形包络结构。本发明具有自适应蕉茎、一定的恒力位移区间夹紧力不变等优点。

Description

基于恒力机构的可自适应蕉茎的香蕉落梳装置

技术领域

本发明涉及香蕉去轴落梳的技术领域，尤其是指一种基于恒力机构的可自适应蕉茎的香蕉落梳装置。

背景技术

目前，香蕉落梳方面基本采用人工手动落梳方式进行作业，国内为数不多的机械落梳装置虽然可以完成单梳香蕉的落梳工作，但是工作效率低下、香蕉梳柄切口质量差、容易出现切散果梳、切伤果指等的情况且不能做到整串穗杆上香蕉的逐梳去轴落梳，且随着穗杆直径的变大刀具对穗杆的夹紧力也越大，另外也没法做到弯曲穗杆处香蕉的落梳，也就是说现有的机械落梳装置在针对香蕉穗杆的径向自适应性和弯曲自适应性方面效果较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种结构合理可靠、自适应蕉茎、一定的恒力位移区间夹紧力不变的基于恒力机构的可自适应蕉茎的香蕉落梳装置。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：基于恒力机构的可自适应蕉茎的香蕉落梳装置，包括机架、外刀盘、内刀盘、第一固定轴、第二固定轴、第一升降挡块、第二升降挡块、扭转弹簧、固定架、硬质刀片安装架、可运动导杆、水平压缩弹簧、公共立柱、斜置压缩弹簧、类避震器接头、硬质刀片、软质刀片；所述机架的中心处形成有一个通孔；所述外刀盘为环形结构，其环形外圆的直径小于上述通孔直径，该外刀盘通过其外圆直径两端对称设置的两个第一固定轴轴孔配合安装在机架的通孔上方，并与上述通孔同轴，所述外刀盘能够绕两个第一固定轴进行翻转；所述内刀盘为环形结构，其环形内圆处的通孔供落梳后的香蕉穗杆穿过，其环形外圆的直径小于外刀盘的环形内圆直径，该内刀盘通过其外圆直径两端对称设置的两个第二固定轴轴孔配合安装在外刀盘的环形内圆上方，并与该外刀盘同轴，所述内刀盘能够绕两个第二固定轴进行翻转，所述两个第二固定轴之间的连线垂直于两个第一固定轴之间的连线；所述第一升降挡块设置在机架的通孔边缘上，用于限制外刀盘的翻转角度，所述第二升降挡块设置在外刀盘的内圆边缘上，用于限制内刀盘的翻转角度，所述第一升降挡块和第二升降挡块均能够根据需要调节其高度；所述第一固定轴和第二固定轴上均套装有扭转弹簧，通过扭转弹簧减少内、外刀盘翻转的刚性撞击；所述固定架有多个并以内刀盘的内圆圆心为中心环形阵列在内刀盘上，每个固定架均配套有一个硬质刀片安装架，所述硬质刀片安装架平行于固定架，并位于固定架朝向内刀盘内圆的一侧，该硬质刀片安装架与固定架通过可运动导杆连接，所述可运动导杆的一端为螺纹端并拧入硬质刀片安装架中固定，其另一端为光杆端浮动横穿过固定架并通过所述可运动导杆的头部进行限位；所述水平压缩弹簧套装在可运动导杆上，其一端与固定架相抵触，其另一端抵触于硬质刀片安装架，两两相邻的固定架之间设有公共立柱，每个公共立柱分别与其两侧固定架相对应的硬质刀片安装架通过斜置压缩弹簧连接，所述斜置压缩弹簧的一端通过类避震器接头与公共立柱相连接，其另一端与硬质刀片安装架相连接；所述硬质刀片安装架朝向内刀盘内圆的一侧面安装有竖直向上的硬质刀片，所述硬质刀片的上部外侧铆接有呈倒V形状的软质刀片组，所述软质刀片组由左右两片镜像对称的软质刀片组成，两两相邻硬质刀片上的软质刀片组的端部活动铆接，形成为能够包络香蕉穗杆的环形包络结构，所述固定架、硬质刀片安装架、可运动导杆、水平压缩弹簧、公共立柱、斜置压缩弹簧和类避震器接头一起组构成恒力机构，当香蕉穗杆直径的变化对应恒力机构的恒力位移区间内时，环形包络结构对香蕉穗杆的夹紧力能够保持不变；当香蕉落梳时，通过内、外刀盘释放出两个方向的转动自由度，实现了弯曲香蕉穗杆的自适应性，并通过对第一升降挡块和第二升降挡块高度的调节，实现了不同曲率的香蕉穗杆可靠去轴落梳的目的。

进一步，所述机架的底部安装有四个可锁止万向脚轮，方便移动。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本发明装置通过两个刀盘(内、外刀盘)、环形包络结构的刀片组及机架组成的类万向节二自由度串联柔顺机构，两个绕其固定轴进行翻转的刀盘能够释放出两个方向的转动自由度，实现了弯曲穗杆处香蕉的自适应性，并设置有第一、第二升降挡块，实现了一定区间内不同曲率的成功落梳，扭转弹簧的设置使刀盘的旋转能够更平稳可靠，减少刀盘的刚性撞击。

2、本发明装置通过恒力机构的设置，当随着落梳工作的进行，未落梳处的香蕉穗杆直径越来越大，环形包络结构的刀片组能够实现对香蕉穗杆的夹紧力始终保持不变，从而更好地实现径向自适去轴落梳的目的。

3、本发明装置的环形结构可包络整个香蕉穗杆，在进行香蕉落梳时避免漏切，实现整串香蕉逐梳去轴落梳。

4、本发明装置适应范围广，可适应不同品系、不同长势的所有香蕉的落梳。

5、本发明装置所进行的香蕉落梳能保证落梳效果，不会出现切散香蕉果实，也不会出现落梳后香蕉表皮撕拉、擦伤，实现落梳断面整齐、光滑、不需要进行二次处理，使得落梳后的香蕉符合市场上批发零售的具体要求。

6、本发明装置可减少人工体力消耗，减少操作人员数量，大大降低生产成本。

7、本发明装置可减少微生物病害的发病率，提高香蕉整体的美观性，食用更加健康。

8、本发明装置有利于推进香蕉产业产后处理的机械化水平。

9、本发明装置能耗小，成本低，有利于节能环保。

附图说明

图1为本发明的模型图。

图2为本发明的立体图。

图3为本发明的俯视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

参见图1至图3所示，本实施例所提供的基于恒力机构的可自适应蕉茎的香蕉落梳装置，包括有机架1、外刀盘2、内刀盘3、第一固定轴201、第二固定轴301、第一升降挡块501、第二升降挡块502、扭转弹簧6、固定架7、硬质刀片安装架8、可运动导杆9、水平压缩弹簧10、公共立柱11、斜置压缩弹簧12、类避震器接头13、硬质刀片14、软质刀片15；机架1的底部安装有四个可锁止万向脚轮101，机架1的中心处形成有一个通孔；外刀盘2为环形结构，其环形外圆的直径小于上述通孔直径，该外刀盘2通过其外圆直径两端对称设置的两个第一固定轴201轴孔配合安装在机架1的通孔上方，并与机架1的通孔同轴，外刀盘2能够绕两个第一固定轴201进行翻转；内刀盘3为环形结构，其环形内圆处的通孔供落梳后的香蕉穗杆穿过，其环形外圆的直径小于外刀盘2的环形内圆直径，该内刀盘3通过其外圆直径两端对称设置的两个第二固定轴301轴孔配合安装在外刀盘2的环形内圆上方，并与该外刀盘2同轴，内刀盘3能够绕两个第二固定轴301进行翻转，两个第二固定轴301之间的连线垂直于两个第一固定轴201之间的连线；第一升降挡块501设置在机架1的通孔边缘上，用于限制外刀盘2的翻转角度，第二升降挡块502设置在外刀盘2的内圆边缘上，用于限制内刀盘3的翻转角度，第一升降挡块501和第二升降挡块502均能够根据需要调节自身高度，从而调节各自相应刀盘的翻转角度；第一固定轴201和第二固定轴301上均套装有扭转弹簧6，通过扭转弹簧6能够减少刀盘翻转的刚性撞击；固定架7有多个并以内刀盘3的内圆圆心为中心环形阵列在内刀盘3上，每个固定架7均配套有一个硬质刀片安装架8，硬质刀片安装架8平行于固定架7，并位于固定架7朝向内刀盘3内圆的一侧，该硬质刀片安装架8与固定架7通过可运动导杆9连接，可运动导杆9的一端为螺纹端并拧入硬质刀片安装架8中固定，其另一端为光杆端浮动横穿过固定架7并通过所述可运动导杆9的头部进行限位；水平压缩弹簧10套装在可运动导杆9上，其一端与固定架7相抵触，其另一端抵触于硬质刀片安装架8，两两相邻的固定架7之间设有公共立柱11，每个公共立柱11分别与其两侧固定架7相对应的硬质刀片安装架8通过斜置压缩弹簧12连接，斜置压缩弹簧12的一端通过类避震器接头13与公共立柱11相连接，其另一端与相应的硬质刀片安装架8相连接；所述硬质刀片安装架8朝向内刀盘3内圆的一侧面安装有竖直向上的硬质刀片14，硬质刀片14的上部外侧铆接有呈倒V形状的软质刀片组，软质刀片组由左右两片镜像对称的软质刀片15组成，两两相邻硬质刀片14上的软质刀片组的端部活动铆接，形成为能够包络香蕉穗杆的环形包络结构，固定架7、硬质刀片安装架8、可运动导杆9、水平压缩弹簧10、公共立柱11、斜置压缩弹簧12和类避震器接头13一起组构成恒力机构，当香蕉穗杆直径的变化对应恒力机构的恒力位移区间内时，环形包络结构对香蕉穗杆的夹紧力能够保持不变。

以下为本实施例上述香蕉落梳装置的具体操作原理，如下：

工作时，首先根据将要落梳的香蕉穗杆初步估计穗杆的曲率变化范围，然后调节第一升降挡块501和第二升降挡块502至合适的高度，确保内刀盘3和外刀盘2的旋转角度满足整串落梳工作的需要，将需要落梳的香蕉串较粗的一段通过外置夹持装置(图中未画出)固定，保证香蕉穗杆的轴线与本装置中内刀盘3落梳通孔的轴线重合，此时由外置升降装置(图中未画出)带动外置夹持装置向下移动，随着落梳工作的进行，当后续直径较大处的香蕉串运动至环形包络结构的刀片组处时，环状均布排列的刀片组沿着径向外扩，香蕉穗杆直径的变化对应恒力机构的恒力位移区间内，恒力机构中斜置压缩弹簧12引入的负刚度与水平压缩弹簧10引入的正刚度相互制约，从而刀片组对穗杆的夹紧力保持不变，当落梳至香蕉穗杆曲率较大处时，通过两个刀盘(内刀盘3、外刀盘2)、环形包络结构的刀片组及机架1组成的类万向节二自由度串联柔顺机构，两个刀盘能够绕其各自固定轴进行翻转从而释放出两个方向的转动自由度，环形包络结构的刀片组被动地开始自适应弯曲的香蕉穗杆的变化，并结合通过调节第一升降挡块501和第二升降挡块502的高度，从而能够实现不同曲率的香蕉穗杆可靠去轴落梳的目的。

工作结束后，利用机架1上安装的四个可锁止万向脚轮101，将本香蕉落梳装置整体推至车间，为下次工作做准备。

以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.基于恒力机构的可自适应蕉茎的香蕉落梳装置，其特征在于：包括机架(1)、外刀盘(2)、内刀盘(3)、第一固定轴(201)、第二固定轴(301)、第一升降挡块(501)、第二升降挡块(502)、扭转弹簧(6)、固定架(7)、硬质刀片安装架(8)、可运动导杆(9)、水平压缩弹簧(10)、公共立柱(11)、斜置压缩弹簧(12)、类避震器接头(13)、硬质刀片(14)、软质刀片(15)；所述机架(1)的中心处形成有一个通孔；所述外刀盘(2)为环形结构，其环形外圆的直径小于上述通孔直径，该外刀盘(2)通过其外圆直径两端对称设置的两个第一固定轴(201)轴孔配合安装在机架(1)的通孔上方，并与机架(1)的通孔同轴，所述外刀盘(2)能够绕两个第一固定轴(201)进行翻转；所述内刀盘(3)为环形结构，其环形内圆处的通孔供落梳后的香蕉穗杆穿过，其环形外圆的直径小于外刀盘(2)的环形内圆直径，该内刀盘(3)通过其外圆直径两端对称设置的两个第二固定轴(301)轴孔配合安装在外刀盘(2)的环形内圆上方，并与该外刀盘(2)同轴，所述内刀盘(3)能够绕两个第二固定轴(301)进行翻转，所述两个第二固定轴(301)之间的连线垂直于两个第一固定轴(201)之间的连线；所述第一升降挡块(501)设置在机架(1)的通孔边缘上，用于限制外刀盘(2)的翻转角度，所述第二升降挡块(502)设置在外刀盘(2)的内圆边缘上，用于限制内刀盘(3)的翻转角度，所述第一升降挡块(501)和第二升降挡块(502)均能够根据需要调节各自高度，进而调节相应刀盘的翻转角度；所述第一固定轴(201)和第二固定轴(301)上均套装有扭转弹簧(6)，通过扭转弹簧(6)减少内刀盘(3)、外刀盘(2)翻转的刚性撞击；所述固定架(7)有多个并以内刀盘(3)的内圆圆心为中心环形阵列在内刀盘(3)上，每个固定架(7)均配套有一个硬质刀片安装架(8)，所述硬质刀片安装架(8)平行于固定架(7)，并位于固定架(7)朝向内刀盘(3)内圆的一侧，该硬质刀片安装架(8)与固定架(7)通过可运动导杆(9)连接，所述可运动导杆(9)的一端为螺纹端并拧入硬质刀片安装架(8)中固定，其另一端为光杆端浮动横穿过固定架(7)并通过所述可运动导杆(9)的头部进行限位；所述水平压缩弹簧(10)套装在可运动导杆(9)上，其一端与固定架(7)相抵触，其另一端抵触于硬质刀片安装架(8)，两两相邻的固定架(7)之间设有公共立柱(11)，每个公共立柱(11)分别与其两侧固定架(7)相对应的硬质刀片安装架(8)通过斜置压缩弹簧(12)连接，所述斜置压缩弹簧(12)的一端通过类避震器接头(13)与公共立柱(11)相连接，其另一端与硬质刀片安装架(8)相连接；所述硬质刀片安装架(8)朝向内刀盘(3)内圆的一侧面安装有竖直向上的硬质刀片(14)，所述硬质刀片(14)的上部外侧铆接有呈倒V形状的软质刀片组，所述软质刀片组由左右两片镜像对称的软质刀片(15)组成，两两相邻硬质刀片(14)上的软质刀片组的端部活动铆接，形成为能够包络香蕉穗杆的环形包络结构，所述固定架(7)、硬质刀片安装架(8)、可运动导杆(9)、水平压缩弹簧(10)、公共立柱(11)、斜置压缩弹簧(12)和类避震器接头(13)一起组构成恒力机构，当香蕉穗杆直径的变化对应恒力机构的恒力位移区间内时，环形包络结构对香蕉穗杆的夹紧力能够保持不变；当香蕉落梳时，通过内刀盘(3)、外刀盘(2)释放出两个方向的转动自由度，实现弯曲香蕉穗杆的自适应性，并通过对第一升降挡块(501)和第二升降挡块(502)高度的调节，实现不同曲率的香蕉穗杆可靠去轴落梳的目的。

2.根据权利要求1所述的基于恒力机构的可自适应蕉茎的香蕉落梳装置，其特征在于：所述机架(1)的底部安装有四个可锁止万向脚轮(101)，方便移动。

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