CN109732690B - 一种机电一体瓜果双刀削皮分切机及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机电一体瓜果双刀削皮分切机，包括沿果蔬加工方向依次设置的抱紧机构、削皮机构、分切机构，抱紧机构接收抱紧果蔬并将果蔬推送至削皮机构定位，削皮机构定位并检测果蔬实际切削高度且通过双削皮刀自适应地去除果蔬外皮，分块机构去除削皮后的果蔬首部和尾部并将其切割分块。本发明还公开了一种使用机电一体瓜果双刀削皮分切机的加工方法，通过抱紧机构对果蔬加工位置夹持固定，再通过削皮结构对果蔬待加工高度进行精准检测，并且双削皮刀高效且自适应地去除果蔬表皮，最终通过推动气缸将多个果蔬依次通过分块切刀进行切块处理，通过第三伸缩气缸推动切刀并配合果蔬的工序以分别切除果蔬底部和顶部，可节省加工时间和提高生产效率。

Description

一种机电一体瓜果双刀削皮分切机及加工方法

技术领域

本发明涉及果蔬深加工技术领域，特别涉及一种机电一体瓜果双刀削皮分切机及加工方法。

背景技术

为提高果蔬的经济价值，则需要对果蔬进行深加工，例如制造成果汁、果仁等产品，现有技术通常使用人工对果蔬原材料进行加工，例如通过人工进行削皮、掏心、切块等，但由于果蔬表面通常含有果酸等腐蚀性物质，长期接触后会对人手表面造成伤害，并且开放式的加工环境会存在一定卫生风险且容易造成果蔬成品受到污染，并且人工加工的工作效率不高，无法为企业带来较大的经济效益。

因此，能够实现自动化地对果蔬进行抱紧固定、削皮、切除首尾部分以及切割分块等工序，对降低加工强度以及提高生产效率具有重要意义。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种高效且可靠的机电一体瓜果双刀削皮分切机，本发明还提出一种使用机电一体瓜果双刀削皮分切机的加工方法，旨在提高果蔬深加工的工作效率和降低生产成本。

为实现上述目的，本发明提出的一种机电一体瓜果双刀削皮分切机，包括沿果蔬加工方向依次设置的抱紧机构、削皮机构、分切机构，所述抱紧机构接收抱紧果蔬并将果蔬推送至所述削皮机构定位，所述削皮机构定位并检测果蔬实际切削高度且通过双削皮刀自适应地去除果蔬外皮，所述分块机构去除削皮后的果蔬首部和尾部并将其切割分块。

优选地，所述抱紧机构包括安装于机架的第一伸缩气缸，所述第一伸缩气缸的伸缩端与第一夹持气缸相连并推动其向所述削皮机构方向移动，所述第一夹持气缸两端分别与对称设置的两个第一机械夹手相连，机架安装板表面设有定位孔位于所述第一机械夹手正下方，所述定位孔下方设有光电检测器与PLC控制器电连接，所述第一机械夹手将果蔬夹持。

优选地，所述削皮机构包括设置于所述机架上部且用于检测果蔬高度的检测杆，所述检测杆设于上定果套杆内部并轴向移动，所述检测杆上方设有行程开关与PLC控制器电连接，所述上定果套杆正下方轴向设有下定果杆，所述上定果套杆顶部由伺服电机齿轮机构驱动并轴向移动，所述下定果杆下部由多个皮带轮机构驱动旋转，所述下定果杆两侧分别中心对称有两组削皮刀机构对果蔬外表皮切削。

优选地，所述削皮刀机构包括固定于所述机架上部的削皮刀驱动电机，所述削皮刀驱动电机下部与丝杆相连，所述丝杆还与滑块结构相连，所述滑块结构末端设有可拆装削皮刀对果蔬外表皮切削。

优选地，所述分切机构包括第二夹持气缸，所述第二夹持气缸两端分别与对称设置的第二机械夹手相连，所述第二夹持气缸缸体与第二伸缩气缸伸缩端相连，所述第二伸缩气缸下部对称设有两个第三伸缩气缸，所述第三伸缩气缸的端部通过连接块分别与切刀端部相连，所述第二机械夹手下方设有分块切刀并配合上下移动的推杆将果蔬分割切块。

优选地，所述切刀为水平设置，两个所述连接块长度不相同，所述切刀两侧均设有刀刃。

本发明还提出一种使用所述机电一体瓜果双刀削皮分切机的加工方法，包括以下步骤：

S1：待处理果蔬放置于所述机架安装板后，所述光电检测器检测到果蔬后，向所述PLC控制器发送信号，所述PLC控制器控制所述第一夹持气缸驱动所述第一机械夹手相互合拢并夹持果蔬，进而所述第一伸缩气缸推动所述第一夹持气缸和所述第一机械夹手共同移动至所述下定果杆正上方并将果蔬放置于所述下定果杆顶部，所述第一伸缩气缸、所述第一夹持气缸以及所述第一机械夹手复位；

S2：所述检测杆伴随所述上定果套杆向下移动并抵于果蔬顶端，所述检测杆顶部触碰所述行程开关，所述行程开关向所述PLC控制器发送工作信号，所述皮带轮机构驱动下定果杆轴向旋转，进而带动果蔬绕中心轴线旋转；

S3：所述削皮刀驱动电机驱动丝杆旋转，并带动片所述滑块结构上下移动，通过弧形刀片对果蔬外表面进行切削去除表皮；

S4：果蔬表皮被完全去除后，所述第二伸缩气缸推动所述第二夹持气缸以及所述第二机械夹手向果蔬方向移动，所述第二夹持气缸控制所述第二机械夹手相互张开后再合拢以将已削皮果蔬夹持，所述第二伸缩气缸复位将果蔬转移至所述分块切刀上，所述第二伸缩气缸、所述第二夹持气缸以及所述第二机械夹手复位动作；

S5：所述推动气缸推动所述推杆向下移动将果蔬推入至所述分块切刀内，通过上述步骤S4将下一个已削皮果蔬转移至上一个果蔬上，再通过所述推杆推动下一个果蔬推入至分块切刀内以将上一个果蔬完全分割切块。

本发明技术方案相对现有技术具有以下优点：

本发明技术方案通过将待处理果蔬放置于机架安装板后，光电检测器检测到果蔬后，向PLC控制器发送信号，PLC控制器控制第一夹持气缸驱动第一机械夹手相互合拢并夹持果蔬，进而第一伸缩气缸推动第一夹持气缸和第一机械夹手共同移动至下定果杆正上方并将果蔬放置于下定果杆顶部，第一伸缩气缸、第一夹持气缸以及第一机械夹手复位。检测杆伴随上定果套杆向下移动并抵于果蔬顶端，检测杆顶部触碰行程开关，行程开关向PLC控制器发送工作信号，皮带轮机构驱动下定果杆轴向旋转，进而带动果蔬绕中心轴线旋转，然后削皮刀驱动电机驱动丝杆旋转，并带动片滑块结构上下移动，通过弧形刀片对果蔬外表面进行切削去除表皮。果蔬表皮被完全去除后，第二伸缩气缸推动第二夹持气缸以及第二机械夹手向果蔬方向移动，第二夹持气缸控制第二机械夹手相互张开后再合拢以将已削皮果蔬夹持，第二伸缩气缸复位将果蔬转移至分块切刀上，第二伸缩气缸、第二夹持气缸以及第二机械夹手复位动作，最终推动气缸推动推杆向下移动将果蔬推入至分块切刀内，通过将下一个已削皮果蔬转移至上一个果蔬上，再通过推杆推动下一个果蔬推入至分块切刀内以将上一个果蔬完全分割切块。

因此本发明技术方案通过抱紧机构对果蔬加工位置进行夹持固定，然后再通过削皮结构对果蔬待加工高度进行精准检测，并且双削皮刀高效且自适应地去除果蔬表皮，最终通过推动气缸将多个果蔬依次通过分块切刀进行切块处理，另外，通过第三伸缩气缸推动切刀并配合果蔬的工序以分别切除果蔬的底部和顶部，从而节省加工时间以及提高生产效率。

另外本发明技术方案的切刀为水平面内切斜一定角度，通过将切刀倾斜设置能够使切刀在切割果蔬时，刀刃与果蔬之间是相对滑动切割，这样切刀的刀刃不会只有固定且较小位置对果蔬进行切割，也不会出现直接撞击果蔬进行切削方式，能够有效提高切刀的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例机电一体瓜果双刀削皮分切机的立体结构示意图；

图2为本发明实施例机电一体瓜果双刀削皮分切机的部分结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	抱紧机构	25	弧形刀片
11	皮带轮机构	26	滑块结构
				12	第一伸缩气缸	27	推动气缸
13	第一夹持气缸	3	分切机构
				14	第一机械夹手	31	第二伸缩气缸
15	机架安装板	32	连接块
				151	定位孔	33	切刀
2	削皮机构	34	第二机械夹手
				21	伺服电机齿轮机构	35	第三伸缩气缸
22	削皮刀驱动电机	36	第二夹持气缸
				23	上定果套杆	37	分块切刀
231	检测杆	4	机架
				24	下定果杆

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种机电一体瓜果双刀削皮分切机。

请参见图1和图2，本发明实施例的机电一体瓜果双刀削皮分切机，主要包括沿着果蔬加工方向进行设置的抱紧机构1、削皮机构2、分切机构3，抱紧机构1接收抱紧果蔬并将果蔬推送至削皮机构2定位，削皮机构2定位并检测果蔬实际切削高度且通过双削皮刀自适应地去除果蔬外皮，分块机构3去除削皮后的果蔬首部和尾部并将其切割分块。

其中抱紧机构1包括固定设置于机架安装板上的第一伸缩气缸12，第一伸缩气缸12的伸缩端与第一夹持气缸13的缸体相连，而第一夹持气缸13的两端为同步作用端，并且第一夹持气缸13的两个工作端分别与两个对称设置的第一机械夹手14相连，与此同时，机架安装板15设有定位孔151设置于第一机械夹手14的正下方，另外，定位孔151的下方还设有用于检测果蔬的光电检测器与PLC控制器相连，因此用户将待处理的果蔬放置于该定位孔151后，光电检测器的检测信号将会被果蔬遮挡，进而光电检测器将检测到的信号传送至PLC控制器，PLC控制器控制第一夹持气缸13驱动左右设置的第一机械夹手14相互合拢以将果蔬夹持，然后PLC控制器控制第一夹持气缸13的伸缩端向外伸出，夹持有果蔬的第一机械夹手14向前推进至下定果杆24的正上方，通过第一机械夹手14松开对果蔬的夹持，使果蔬能够稳定地放置于下定果杆24的顶端并由下定果杆24进行支撑，然后第一伸缩气缸12的伸缩端向后移动拉动第一夹持气缸13以及第一机械夹手14向后移动并复位。

而本实施例的削皮机构2包括设置于机架4上部且用于检测的果蔬高度的检测杆231，而检测杆231设置于上定果套杆23的内部且可沿上定果套杆23内部轴向移动，与此同时，检测杆231上方设有行程开关与检测杆231顶端相隔一定距离，上定果套杆23正下方轴向设有下定果杆24，上定果套杆23顶部由伺服电机齿轮机构21驱动进行轴向移动，另外下定果杆24下部有多个皮带轮机构11驱动旋转，下定果杆24两侧分别中心对称设有两组削皮刀机构对果蔬外周皮进行切削。而本实施例的削皮刀机构包括固定于机架4上部的削皮刀驱动电机22，削皮刀驱动电机22的下部与丝杆相连，丝杆还与滑块结构26相连，滑块结构26末端还设有可拆装削皮刀对果蔬的外表皮进行切削。优选地，本实施例的可拆装刀具包括呈弧形的弧形刀片25，并且弧形刀片25的两端分别通过夹块夹紧固定。

待处理的果蔬通过第一机械夹手14放置于下定果杆24顶端后，PLC控制器驱动伺服电机齿轮机构21的伺服电机转动，然后通过齿轮结构驱动上定果套杆23和检测杆231共同向下移动，当检测杆231逐渐向下移动时，检测杆231末端将会抵于果蔬顶端，而上定果套杆23也会不断向下移动，静止不动的检测杆231顶端将会与行程开关触碰进而使其向PLC控制器发出控制信号，PLC控制器控制伺服电机停止动作，这样上定果套杆23则会保持静止，并与下定果杆24顶端相互配合对果蔬进行夹持固定。然后再通过下定果杆24下部的多个皮带轮机构11驱动下定果杆24旋转，进而带动果蔬整体旋转，与此同时，PLC控制器控制削皮刀驱动电机22的工作端进行旋转，进而驱动丝杆旋转，这样滑块结构26可沿着丝杆轴向移动以对果蔬的外表皮切削，其中弧形刀片25通过嵌入果皮内部以对果皮切削。当滑块结构26沿着丝杆从底部向上移动至顶部或从顶部移动至底部时，也就是完成了果蔬外皮的切削过程。为提高弧形刀片25对果蔬外表面的切削效果，本实施通过在滑块结构26的另一端设置有弹簧和螺栓，弹簧套于螺栓外周面，通过调整弹簧的松紧度，以使得弧形刀片25对果蔬表面的压力产生不同值，这样对果蔬表面的切削深度则会相应不同，从而可针对不同果蔬进行适应性的调整切削深度。

而本实施例的分切机构3包括有缸体与机架4固定相连的第二伸缩气缸31，第二伸缩气缸31的伸缩端部与第二夹持气缸36的缸体相连，第二夹持气缸36的两个工作端部分别与第二机械夹手34相连，与此同时，第二伸缩气缸31的下部对称设有两个第三伸缩气缸35，第三伸缩气缸35的端部通过连接块32分别与切刀33的端部相连，第二机械夹手34下方还设有分块切刀37将果蔬进行分割切块。当果蔬的外皮被切削完毕后，通过PLC控制器控制第三伸缩气缸35的同步向果蔬的方向进行推进，这样即可使切刀33对果蔬的底部进行切除，当通过切刀33将果蔬的底部切除后，第三伸缩气缸35保持静止状态，第二伸缩气缸31的伸缩端向外伸出，从而将第二夹持气缸36以及第二机械夹手34共同向果蔬的方向推出，与此同时，第二夹持气缸36的两端分别向外输出，使左右对称设置的两个第二机械夹手34向外扩张，当两个第二机械夹手34扩张并达到果蔬两侧后，通过第二夹持气缸36控制两个第二机械夹手34相互靠拢以将已削皮的果蔬夹持，再通过第二伸缩气缸31进行复位，使果蔬移动至分块切刀37的正上方，然后设置分块切刀37上方的推杆通过推动气缸27而向下移动，并将果蔬下部分推入至分块切刀37内，此时的第三伸缩气缸35进行复位移动，拉动切刀33复位，由于切刀33的两侧均设有刀刃，因此通过切刀33进行复位的过程，切刀33的另一侧刀刃可将果蔬顶部切除。而当下一个已削皮后的果蔬被转运至上一个已削皮的果蔬顶部后，通过下一个果蔬向下移动，可将上一个果蔬的上部完全向下推动并通过分块切刀37，最终上一个果蔬即可被完全分割切块为若干块。

另外，本实施例中，用于对果蔬顶部和底部进行切除的切刀33为水平设置，并且分别与切刀33两端相连的连接块32长度各不相同，这样使得切刀33在水平面内切斜一定角度，申请人在实际应用过程中发现，通过将切刀33倾斜设置能够使切刀33在切割果蔬时，刀刃与果蔬之间是相对滑动切割，这样切刀33的刀刃不会只有固定且较小位置对果蔬进行切割，并且也不会像现有技术直接撞击果蔬进行切削的方式，本实施例技术方案在长期使用，能够有效提高切刀的使用寿命。

请参见图1和图2，本发明还提出一种使用机电一体瓜果双刀削皮分切机的加工方法，包括以下步骤：

S1：待处理果蔬放置于机架安装板15后，光电检测器检测到果蔬后，向PLC控制器发送信号，PLC控制器控制第一夹持气缸13驱动第一机械夹手14相互合拢并夹持果蔬，进而第一伸缩气缸12推动第一夹持气缸13和第一机械夹手14共同移动至下定果杆24正上方并将果蔬放置于下定果杆24顶部，第一伸缩气缸12、第一夹持气缸13以及第一机械夹手14复位；

S2：检测杆231伴随上定果套杆23向下移动并抵于果蔬顶端，检测杆231顶部触碰行程开关，行程开关向PLC控制器发送工作信号，皮带轮机构11驱动下定果杆24轴向旋转，进而带动果蔬绕中心轴线旋转；

S3：削皮刀驱动电机22驱动丝杆旋转，并带动片滑块结构26上下移动，通过弧形刀片25对果蔬外表面进行切削去除表皮；

S4：果蔬表皮被完全去除后，第二伸缩气缸31推动第二夹持气缸36以及第二机械夹手34向果蔬方向移动，第二夹持气缸36控制第二机械夹手34相互张开后再合拢以将已削皮果蔬夹持，第二伸缩气缸31复位将果蔬转移至分块切刀37上，第二伸缩气缸31、第二夹持气缸36以及第二机械夹手34复位动作；

S5：推动气缸27推动推杆向下移动将果蔬推入至分块切刀37内，通过上述步骤S4将下一个已削皮果蔬转移至上一个果蔬上，再通过推杆推动下一个果蔬推入至分块切刀37内以将上一个果蔬完全分割切块。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种使用机电一体瓜果双刀削皮分切机的加工方法，其特征在于，所述机电一体瓜果双刀削皮分切机包括沿果蔬加工方向依次设置的抱紧机构、削皮机构、分切机构，所述抱紧机构接收抱紧果蔬并将果蔬推送至所述削皮机构定位，所述削皮机构定位并检测果蔬实际切削高度且通过双削皮刀自适应地去除果蔬外皮，所述分切机构去除削皮后的果蔬首部和尾部并将其切割分块；

所述抱紧机构包括安装于机架的第一伸缩气缸，所述第一伸缩气缸的伸缩端与第一夹持气缸相连并推动其向所述削皮机构方向移动，所述第一夹持气缸两端分别与对称设置的两个第一机械夹手相连，机架安装板表面设有定位孔位于所述第一机械夹手正下方，所述定位孔下方设有光电检测器与PLC控制器电连接，所述第一机械夹手将果蔬夹持；

所述削皮机构包括设置于所述机架上部且用于检测果蔬高度的检测杆，所述检测杆设于上定果套杆内部并轴向移动，所述检测杆上方设有行程开关与PLC控制器电连接，所述上定果套杆正下方轴向设有下定果杆，所述上定果套杆顶部由伺服电机齿轮机构驱动并轴向移动，所述下定果杆下部由多个皮带轮机构驱动旋转，所述下定果杆两侧分别中心对称有两组削皮刀机构对果蔬外表皮切削；

所述削皮刀机构包括固定于所述机架上部的削皮刀驱动电机，所述削皮刀驱动电机下部与丝杆相连，所述丝杆还与滑块结构相连，所述滑块结构末端设有可拆装削皮刀对果蔬外表皮切削；

所述分切机构包括第二夹持气缸，所述第二夹持气缸两端分别与对称设置的第二机械夹手相连，所述第二夹持气缸缸体与第二伸缩气缸伸缩端相连，所述第二伸缩气缸下部对称设有两个第三伸缩气缸，所述第三伸缩气缸的端部通过连接块分别与切刀端部相连，所述第二机械夹手下方设有分块切刀并配合上下移动的推杆将果蔬分割切块；

所述机电一体瓜果双刀削皮分切机的加工方法包括以下步骤：

S1：待处理果蔬放置于所述机架安装板后，所述光电检测器检测到果蔬后，向所述PLC控制器发送信号，所述PLC控制器控制所述第一夹持气缸驱动所述第一机械夹手相互合拢并夹持果蔬，进而所述第一伸缩气缸推动所述第一夹持气缸和所述第一机械夹手共同移动至所述下定果杆正上方并将果蔬放置于所述下定果杆顶部，所述第一伸缩气缸、所述第一夹持气缸以及所述第一机械夹手复位；

S2：所述检测杆伴随所述上定果套杆向下移动并抵于果蔬顶端，所述检测杆顶部触碰所述行程开关，所述行程开关向所述PLC控制器发送工作信号，所述皮带轮机构驱动下定果杆轴向旋转，进而带动果蔬绕中心轴线旋转；

S3：所述削皮刀驱动电机驱动丝杆旋转，并带动所述滑块结构上下移动，通过弧形刀片对果蔬外表面进行切削去除表皮；

S4：果蔬表皮被完全去除后，所述第二伸缩气缸推动所述第二夹持气缸以及所述第二机械夹手向果蔬方向移动，所述第二夹持气缸控制所述第二机械夹手相互张开后再合拢以将已削皮果蔬夹持，所述第二伸缩气缸复位将果蔬转移至所述分块切刀上，所述第二伸缩气缸、所述第二夹持气缸以及所述第二机械夹手复位动作；通过PLC控制器控制第三伸缩气缸（35）同步向果蔬的方向进行推进，使切刀（33）对果蔬的底部进行切除，当通过切刀（33）将果蔬的底部切除后，第三伸缩气缸（35）保持静止状态，第二伸缩气缸（31）的伸缩端向外伸出，从而将第二夹持气缸（36）以及第二机械夹手（34）共同向果蔬的方向推出，与此同时，第二夹持气缸（36）的两端分别向外输出，使左右对称设置的两个第二机械夹手（34）向外扩张，当两个第二机械夹手（34）扩张并达到果蔬两侧后，通过第二夹持气缸（36）控制两个第二机械夹手（34）相互靠拢以将已削皮的果蔬夹持，再通过第二伸缩气缸（31）进行复位，使果蔬移动至分块切刀（37）的正上方，然后设置分块切刀（37）上方的推杆通过推动气缸（27）而向下移动，并将果蔬下部分推入至分块切刀（37）内，此时的第三伸缩气缸（35）进行复位移动，拉动切刀（33）复位，由于切刀（33）的两侧均设有刀刃，因此通过切刀（33）进行复位的过程，切刀（33）的另一侧刀刃可将果蔬顶部切除；

S5：推动气缸推动所述推杆向下移动将果蔬推入至所述分块切刀内，通过上述步骤S4将下一个已削皮果蔬转移至上一个果蔬上，再通过所述推杆推动下一个果蔬推入至分块切刀内以将上一个果蔬完全分割切块。

2.如权利要求1所述的使用机电一体瓜果双刀削皮分切机的加工方法，其特征在于，所述切刀为水平设置，两个所述连接块长度不相同，所述切刀两侧均设有刀刃。