CN109907332A - 一种鲜莲子穿芯机 - Google Patents
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Landscapes
- Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
Abstract
本发明提供了一种鲜莲子穿芯机，属于鲜莲子穿芯机技术领域。它解决了现有的莲子穿芯过程不够便捷，不能完成自动化加工的问题。本鲜莲子穿芯机包括机架以及设置在机架上的进料机构、输送机构、夹持定位机构、穿芯机构、检测机构和控制装置，进料机构能放置若干莲子并能将这些莲子逐一送出，输送机构能将莲子运送到夹持定位机构上，夹持定位机构能将莲子进行摆正并加紧，穿芯机构能将莲子上的莲子芯分离而出，检测机构能检测莲子是否完成取芯工艺。与现有技术相比，本鲜莲子穿芯机在投入大量莲子后，能够自动逐一完成莲子的穿芯功效，整个过程完全自动化进行，除了投料以外人们不需要任何操作，十分便捷。
Description
技术领域
本发明属于农用机械设备技术领域，涉及一种鲜莲子穿芯机。
背景技术
莲子具有补脾止泻，止带，益肾涩精，养心安神之功效，常用于药品、食品当中。剥壳后的莲子必须进行去芯处理，否则在食用时，莲子芯的苦味会渗入到食物中，影响莲子的风味和口感。且莲子芯具有很高的药用价值，可以作为药材，价格较为昂贵。但现有的莲子取芯技术较为落后，均为手工作业，不仅生产效率低下，费时费力，而且常常造成不必要的浪费，取出的莲子芯经常被破坏，不能够保证其完整性，莲肉也在很大程度上被破坏。现有技术中，也出现了多种用于对莲子进行穿芯处理的莲子穿芯机，但市面上现有的莲子穿芯机大多结构复杂，体积大，价格昂贵。
发明内容
本发明的目的是针对现有的莲子穿芯过程不够便捷，不能完成自动化加工的问题，而提出的一种鲜莲子穿芯机。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种鲜莲子穿芯机，其特征在于，包括机架以及设置在机架上的进料机构、输送机构、夹持定位机构、穿芯机构、检测机构和控制装置，控制装置与进料机构、夹持定位机构、穿芯机构中的原动件电性连接并能控制它们进行协调工作，进料机构能放置若干莲子并能将这些莲子逐一送出，输送机构能将莲子运送到夹持定位机构上，夹持定位机构能将莲子进行摆正并加紧，穿芯机构能将莲子上的莲子芯分离而出，检测机构能检测莲子是否完成取芯工艺。
在上述的一种鲜莲子穿芯机中，所述的进料机构包括进料斗、进料转盘、引导限位盖、进料转轴和进料驱动电机，所述的进料驱动电机与上述控制装置电性连接且它和进料斗、引导限位盖固定设置在机架上，进料转轴水平转动设置在机架上且它与进料驱动电机的主轴连接，引导限位盖固定套设在进料转轴上，进料转盘的外周以等均圆周阵列的形式开设有若干只够一个莲子进入的转运槽，进料转盘转动的过程中转运槽能与进料斗的出口对齐，引导限位盖上设有引导槽并通过该引导槽形成盖形，进料转盘外周圈的一部分被引导限位盖包纳，进料转盘的外圈面与引导限位盖的引导槽底面贴合，且进料转盘在转动的过程中至少有一个转运槽处于引导槽内。
在上述的一种鲜莲子穿芯机中，所述的转运槽呈从前到后宽度和深度逐渐减小的长条形状，转运槽的前方宽度及深度最大部分足够一个莲子进入，而其它任何位置都不足以一个莲子进入。
在上述的一种鲜莲子穿芯机中，所述的输送机构包括第一引导轨道、第二引导轨道和限位夹板，第一引导轨道的两端分别与在进料机构和夹持定位机构对接，第二引导轨道的一端与夹持定位机构对接，限位夹板有两片，限位夹板的一端与在引导限位盖的端部对接并能将从进料转盘掉出的莲子限位引导到第一引导轨道上，两片限位夹板的间距与转运槽的最大宽度一致。
在上述的一种鲜莲子穿芯机中，所述的夹持定位机构包括四个位置处于虚拟长方形四个角夹持摆正轮，四个夹持摆正轮中间具有空隙，空隙与上述输送机构对接，空隙的宽度足够将一个莲子卡住，夹持定位机构还包括用于驱动四个夹持摆正轮进行同步同向转动的摆正驱动部件以及用于驱动处于上方的两个摆正轮进行升降的锁紧驱动部件。
在上述的一种鲜莲子穿芯机中，所述的锁紧驱动部件包括升降块、缓冲块和升降驱动气缸，上述四个夹持摆正轮中有两个转动设置在升降块上而另外两个转动设置在缓冲块上，缓冲块升降滑动设置在支架上且缓冲块与支架之间设有第一弹性件，升降块升降滑动设置在支架上且升降块与支架之间设有第二弹性件，升降驱动气缸固设在支架上且其活塞杆与升降块连接并能驱动升降块进行升降。
在上述的一种鲜莲子穿芯机中，所述的摆正驱动部件包括固设在机架上的第一摆正驱动电机、第一变速器、第二摆正驱动电机、第二变速器和四个万向联轴器，第一摆正驱动电机与第一变速器连接且它们的输出轴通过其中两个万向联轴器连接到处于升降块上的两个夹持摆正轮上，第二摆向驱动电机与第二变速器连接且它们的输出轴通过另外两个万向联轴器连接到处于缓冲块上的两个夹持摆正轮上。
在上述的一种鲜莲子穿芯机中，所述的穿芯机构包括对位驱动气缸、进位驱动气缸、穿芯针和气泵，所述的对位驱动气缸固定设置在机架上，进位驱动气缸连接在对位驱动气缸的活塞杆上并能在对位驱动气缸的驱动下进行升降运动，穿芯针连接在进位驱动气缸的活塞杆上并能在进位驱动气缸的驱动下进行伸缩运动，穿芯针的内部中空，气泵固设在机架上并与穿芯针连通，穿芯针的运动方向使其靠近或远离夹持在夹持定位机构上的莲子。
在上述的一种鲜莲子穿芯机中，所述的检测机构包括检测驱动气缸和视觉检测仪，检测驱动气缸固设在机架上，视觉检测仪连接在检测驱动气缸的活塞杆上，视觉检测仪前端检测部分朝向夹持定位机构上的莲子的一侧，在检测驱动气缸的作用下视觉检测仪能移动到其前端检测部分对准夹持定位机构上的莲子。
在上述的一种鲜莲子穿芯机中，所述的控制装置包括PLC控制部件和控制面板，上述进料机构、夹持定位机构、穿芯机构、检测机构中的原动件与控制面板电性连接，控制面板固设在机架外壳并外露。
与现有技术相比，本鲜莲子穿芯机在投入大量莲子后，能够自动逐一完成莲子的穿芯功效，整个过程完全自动化进行，除了投料以外人们不需要任何操作，十分便捷。
附图说明
图1是本鲜莲子穿芯机的整体结构示意图。
图2是本鲜莲子穿芯机拆去外壳后的前方视角结构示意图。
图3是本鲜莲子穿芯机拆去外壳后的后方视角结构示意图。
图4是本鲜莲子穿芯机拆去外壳后的上方视角结构示意图。
图5是进料机构的前方视角结构示意图。
图6是进料机构的后方视角结构示意图。
图7是进料机构的上方视角结构示意图。
图8是夹持定位机构的结构示意图。
图中，1、机架；2、进料斗；3、进料转盘；4、引导限位盖；5、进料转轴；6、进料驱动电机；7、转运槽；8、第一引导轨道；9、第二引导轨道；10、限位夹板；11、夹持摆正轮；12、升降块；13、缓冲块；14、升降驱动气缸；15、第一弹性件；16、第二弹性件；17、第一摆正驱动电机；18、第二摆正驱动电机；19、万向联轴器；20、对位驱动气缸；21、进位驱动气缸；22、穿芯针；23、检测驱动气缸；24、视觉检测仪；25、控制面板。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1～4所示，本鲜莲子穿芯机包括机架1以及设置在机架1上的进料机构、输送机构、夹持定位机构、穿芯机构、检测机构和控制装置，控制装置与进料机构、夹持定位机构、穿芯机构中的原动件电性连接并能控制它们进行协调工作，进料机构能放置若干莲子并能将这些莲子逐一送出，输送机构能将莲子运送到夹持定位机构上，夹持定位机构能将莲子进行摆正并加紧，穿芯机构能将莲子上的莲子芯分离而出，检测机构能检测莲子是否完成取芯工艺。
本设备中，穿芯机构的一次加工过程只能加工一个莲子，所以每次送入夹持定位机构中也只能有一个莲子，本产品的设计目的是，将大批量的莲子倒入到一个进料斗2，然后启动机器以后人们就不需要任何操作，所以将这些大批量的莲子中的莲子逐一自动送出这个过程就成了十分关键的设计要点，为了实现逐一送料，本设计采用了以下结构：
如图5～7所示，进料机构包括进料斗2、进料转盘3、引导限位盖4、进料转轴5和进料驱动电机6，进料驱动电机6与上述控制装置电性连接且它和进料斗2、引导限位盖4固定设置在机架1上，进料转轴5水平转动设置在机架1上且它与进料驱动电机6的主轴连接，引导限位盖4固定套设在进料转轴5上，进料转盘3的外周以等均圆周阵列的形式开设有若干只够一个莲子进入的转运槽7，进料转盘3转动的过程中转运槽7能与进料斗2的出口对齐，引导限位盖4上设有引导槽并通过该引导槽形成盖形，进料转盘3外周圈的一部分被引导限位盖4包纳，进料转盘3的外圈面与引导限位盖4的引导槽底面贴合，且进料转盘3在转动的过程中至少有一个转运槽7处于引导槽内。
结合附图，来分析以上结构的工作原理：首先，进料斗2中堆积了大量的莲子，而进料斗2的出口正对下方，所以，只要在出口下方设计一个能够接住莲子的空腔部件就能将进料斗2中的莲子接下，本设计采用的是进料转盘3的外周圈开设转运槽7来实现，当转运槽7运动到与进料斗2出口上下对齐的时候，进料斗2中的莲子就会掉落到转运槽7中，而恰好转运槽7的空间也仅仅只够一颗莲子掉进去，所以后面的莲子也就无法进入，然后，进料转盘3继续转动，转运槽7转过以后，进料转盘3的外周圈与进料斗2出口贴合，实现了将进料斗2出口堵住的效果，而之前在转运槽7在翻转到一定角度后在重力作用下会从侧面掉出，掉到之后的输送机构上，而为了控制转运槽7中的莲子具体在翻转到什么程度才能被允许掉出目的，本设计还在进料转盘3的外圈固设了一个引导限位盖4，转运槽7中的莲子处于引导限位盖4所在的路径图中会被引导限位盖4挡着而无法翻出，直到进料转盘3持续转动使转运槽7离开引导限位盖4，莲子才能被允许翻出，所以，本设计采用这个引导限位盖4一来是为了将莲子的输出方向进行限位，能够使其精准的掉到输送机构上，二来，不同高度角度翻出来的莲子自身所具有的动量是不同的，也就是莲子能够翻出来的角度、程度、跨度都有所不同，采用引导限位盖4的方法来控制莲子翻出的这些变量，逐渐优化调整，能够更好地与后续的输送机构以及夹持定位机构衔接。
值得一提的是，进料机构之所以要将转运槽7等均间隔的开设在进料转盘3的外周圈，这个等均间隔四个字是非常有讲究的，首先，间隔二字的设计要点体现是为了保证前一个被送入夹持定位机构的莲子以及后一个被送入夹持定位机构的莲子之间具有一定的间隙时间，这个间隙时间能够保证前一个莲子完成加工，而等均二字是为了将进料驱动电机6的设计需求降低，进料驱动电机6可以采用普通的设置成一定转速的电机即可，不需要采用具有速度调整功能的私服电机，甚至也不需要与控制装置连接，整个工作过程中，进料驱动电机6不需要停，不需要程序对齐操控，一直让其转动着就能完成送料功效。
在实际的运作过程中，投入到进料斗2中的莲子虽然理想状态下尺寸大小都是相同的，但是实际大小总归有所不同，所以为了满足加工需求，转运槽7的尺寸肯定要以最大莲子的尺寸为标准进行设计，这样才能保证任何大小的莲子都能掉入其中，但是，如此一来有可能就会有两颗尺寸较小的尺寸掉到转运槽7中，其中处于下方的一颗莲子完全掉入，而处于上方的一颗莲子叠在下方的莲子上，它会有底部的一部分处于转运槽7内，这时，进料转盘3继续转动，处于上方的这一颗莲子也会随之移动，在转运槽7的顶部边沿与进料斗2出口底部边沿翻过的过程中，这颗莲子会受到两者边沿产生的绞力，这颗莲子有一定的风险会被搅碎，形象的说，这颗莲子就形如处于剪刀之间。
所以，针对该问题，进料机构还提供了一种非常关键的设计要素，来防止两颗尺寸小的莲子同时掉到转运槽7中处于上方的莲子可能会被搅碎的问题，该设计结构如下：
转运槽7呈从前到后宽度和深度逐渐减小的长条形状，转运槽7的前方宽度及深度最大部分足够一个莲子进入，而其它任何位置都不足以一个莲子进入。
这种设计方法是将转运槽7开设成一条长形的槽体，转运槽7前面的尺寸深度足够一个最大尺寸的莲子掉入以实现送料功效，而转运槽7后端的尺寸深度、宽度会逐渐减小，如此，倘若出现了某个莲子叠在转运槽7内莲子上方且其部分处于转运槽7内的情况，进料转盘3持续转动也不会直接将该莲子绞碎，而是会在转运槽7后端长条形槽的作用下，使该莲子逐渐抬高，逐渐退位，慢慢地从转运槽7中退出，回归到进料斗2中。
如图2～4所示，输送机构包括第一引导轨道8、第二引导轨道9和限位夹板10，第一引导轨道8的两端分别与在进料机构和夹持定位机构对接，第二引导轨道9的一端与夹持定位机构对接，限位夹板10有两片，限位夹板10的一端与在引导限位盖4的端部对接并能将从进料转盘3掉出的莲子限位引导到第一引导轨道8上，两片限位夹板10的间距与转运槽7的最大宽度一致。
如图2～4和8所示，夹持定位机构包括四个位置处于虚拟长方形四个角夹持摆正轮11，四个夹持摆正轮11中间具有空隙，空隙与上述输送机构对接，空隙的宽度足够将一个莲子卡住，夹持定位机构还包括用于驱动四个夹持摆正轮11进行同步同向转动的摆正驱动部件以及用于驱动处于上方的两个摆正轮进行升降的锁紧驱动部件。
其中，锁紧驱动部件包括升降块12、缓冲块13和升降驱动气缸14，上述四个夹持摆正轮11中有两个转动设置在升降块12上而另外两个转动设置在缓冲块13上，缓冲块13升降滑动设置在支架上且缓冲块13与支架之间设有第一弹性件15，升降块12升降滑动设置在支架上且升降块12与支架之间设有第二弹性件16，升降驱动气缸14固设在支架上且其活塞杆与升降块12连接并能驱动升降块12进行升降。
而摆正驱动部件包括固设在机架1上的第一摆正驱动电机17、第一变速器、第二摆正驱动电机18、第二变速器和四个万向联轴器19，第一摆正驱动电机17与第一变速器连接且它们的输出轴通过其中两个万向联轴器19连接到处于升降块12上的两个夹持摆正轮11上，第二摆向驱动电机与第二变速器连接且它们的输出轴通过另外两个万向联轴器19连接到处于缓冲块13上的两个夹持摆正轮11上。
莲子从第一引导轨道8滚动到夹持定位机构之前，首先升降驱动气缸14会先将升降块12上的两个夹持摆正轮11抬升退位，然后莲子掉入到缓冲块13上的两个夹持摆正轮11上，接着升降块12下降，将莲子夹在四个夹持摆正轮11中间，此时启动第一摆正驱动电机17和第二摆正驱动电机18，使四个夹持摆正轮11同步同向转动，将莲子摆正，该摆正的状态使莲子的莲子芯与四个夹持摆正轮11转动主轴平行，将将莲子摆正后夹持摆正轮11停止转动，此时它们起到的是夹持功效。
如图2～4所示，穿芯机构包括对位驱动气缸20、进位驱动气缸21、穿芯针22和气泵，所述的对位驱动气缸20固定设置在机架1上，进位驱动气缸21连接在对位驱动气缸20的活塞杆上并能在对位驱动气缸20的驱动下进行升降运动，穿芯针22连接在进位驱动气缸21的活塞杆上并能在进位驱动气缸21的驱动下进行伸缩运动，穿芯针22的内部中空，气泵固设在机架1上并与穿芯针22连通，穿芯针22的运动方向使其靠近或远离夹持在夹持定位机构上的莲子。
接着，穿芯针22在对位驱动气缸20、进位驱动气缸21的作用下将莲子芯从莲子的头部穿过，同时气泵启动将莲子芯吹出，完成穿芯功效。
如图2～4所示，检测机构包括检测驱动气缸23和视觉检测仪24，检测驱动气缸23固设在机架1上，视觉检测仪24连接在检测驱动气缸23的活塞杆上，视觉检测仪24前端检测部分朝向夹持定位机构上的莲子的一侧，在检测驱动气缸23的作用下视觉检测仪24能移动到其前端检测部分对准夹持定位机构上的莲子。
最后，检测驱动气缸23将视觉检测仪24移动到与莲子对齐的位置，通过视觉检测仪24检测莲子的头部是否还是黑色来检验穿芯效果是否已经完成，倘若穿芯完成，直接通入下一个莲子，该莲子会将并将上一个莲子挤压而出，完成的莲子从第二引导轨道9滚出，而倘若穿芯未完成，则穿芯机构重新对莲子进行一次穿芯作业。
如图1所示，控制装置包括PLC控制部件和控制面板25，进料机构、夹持定位机构、穿芯机构、检测机构中的原动件与控制面板25电性连接，控制面板25固设在机架1外壳并外露。
整套设备的各个机构都会自动完成各自的工作职能，不需要人们多加操作，十分便捷。
应该理解，在本发明的权利要求书、说明书中，所有“包括……”均应理解为开放式的含义，也就是其含义等同于“至少含有……”，而不应理解为封闭式的含义，即其含义不应该理解为“仅包含……”。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种鲜莲子穿芯机，其特征在于，包括机架(1)以及设置在机架(1)上的进料机构、输送机构、夹持定位机构、穿芯机构、检测机构和控制装置，控制装置与进料机构、夹持定位机构、穿芯机构中的原动件电性连接并能控制它们进行协调工作，进料机构能放置若干莲子并能将这些莲子逐一送出，输送机构能将莲子运送到夹持定位机构上，夹持定位机构能将莲子进行摆正并加紧，穿芯机构能将莲子上的莲子芯分离而出，检测机构能检测莲子是否完成取芯工艺。
2.根据权利要求1所述的一种鲜莲子穿芯机，其特征在于，所述的进料机构包括进料斗(2)、进料转盘(3)、引导限位盖(4)、进料转轴(5)和进料驱动电机(6)，所述的进料驱动电机(6)与上述控制装置电性连接且它和进料斗(2)、引导限位盖(4)固定设置在机架(1)上，进料转轴(5)水平转动设置在机架(1)上且它与进料驱动电机(6)的主轴连接，引导限位盖(4)固定套设在进料转轴(5)上，进料转盘(3)的外周以等均圆周阵列的形式开设有若干只够一个莲子进入的转运槽(7)，进料转盘(3)转动的过程中转运槽(7)能与进料斗(2)的出口对齐，引导限位盖(4)上设有引导槽并通过该引导槽形成盖形，进料转盘(3)外周圈的一部分被引导限位盖(4)包纳，进料转盘(3)的外圈面与引导限位盖(4)的引导槽底面贴合，且进料转盘(3)在转动的过程中至少有一个转运槽(7)处于引导槽内。
3.根据权利要求2所述的一种鲜莲子穿芯机，其特征在于，所述的转运槽(7)呈从前到后宽度和深度逐渐减小的长条形状，转运槽(7)的前方宽度及深度最大部分足够一个莲子进入，而其它任何位置都不足以一个莲子进入。
4.根据权利要求1或2所述的一种鲜莲子穿芯机，其特征在于，所述的输送机构包括第一引导轨道(8)、第二引导轨道(9)和限位夹板(10)，第一引导轨道(8)的两端分别与在进料机构和夹持定位机构对接，第二引导轨道(9)的一端与夹持定位机构对接，限位夹板(10)有两片，限位夹板(10)的一端与在引导限位盖(4)的端部对接并能将从进料转盘(3)掉出的莲子限位引导到第一引导轨道(8)上，两片限位夹板(10)的间距与转运槽(7)的最大宽度一致。
5.根据权利要求1或2所述的一种鲜莲子穿芯机，其特征在于，所述的夹持定位机构包括四个位置处于虚拟长方形四个角夹持摆正轮(11)，四个夹持摆正轮(11)中间具有空隙，空隙与上述输送机构对接，空隙的宽度足够将一个莲子卡住，夹持定位机构还包括用于驱动四个夹持摆正轮(11)进行同步同向转动的摆正驱动部件以及用于驱动处于上方的两个摆正轮进行升降的锁紧驱动部件。
6.根据权利要求5所述的一种鲜莲子穿芯机，其特征在于，所述的锁紧驱动部件包括升降块(12)、缓冲块(13)和升降驱动气缸(14)，上述四个夹持摆正轮(11)中有两个转动设置在升降块(12)上而另外两个转动设置在缓冲块(13)上，缓冲块(13)升降滑动设置在支架上且缓冲块(13)与支架之间设有第一弹性件(15)，升降块(12)升降滑动设置在支架上且升降块(12)与支架之间设有第二弹性件(16)，升降驱动气缸(14)固设在支架上且其活塞杆与升降块(12)连接并能驱动升降块(12)进行升降。
7.根据权利要求6所述的一种鲜莲子穿芯机，其特征在于，所述的摆正驱动部件包括固设在机架(1)上的第一摆正驱动电机(17)、第一变速器、第二摆正驱动电机(18)、第二变速器和四个万向联轴器(19)，第一摆正驱动电机(17)与第一变速器连接且它们的输出轴通过其中两个万向联轴器(19)连接到处于升降块(12)上的两个夹持摆正轮(11)上，第二摆向驱动电机与第二变速器连接且它们的输出轴通过另外两个万向联轴器(19)连接到处于缓冲块(13)上的两个夹持摆正轮(11)上。
8.根据权利要求1或2所述的一种鲜莲子穿芯机，其特征在于，所述的穿芯机构包括对位驱动气缸(20)、进位驱动气缸(21)、穿芯针(22)和气泵，所述的对位驱动气缸(20)固定设置在机架(1)上，进位驱动气缸(21)连接在对位驱动气缸(20)的活塞杆上并能在对位驱动气缸(20)的驱动下进行升降运动，穿芯针(22)连接在进位驱动气缸(21)的活塞杆上并能在进位驱动气缸(21)的驱动下进行伸缩运动，穿芯针(22)的内部中空，气泵固设在机架(1)上并与穿芯针(22)连通，穿芯针(22)的运动方向使其靠近或远离夹持在夹持定位机构上的莲子。
9.根据权利要求1或2所述的一种鲜莲子穿芯机，其特征在于，所述的检测机构包括检测驱动气缸(23)和视觉检测仪(24)，检测驱动气缸(23)固设在机架(1)上，视觉检测仪(24)连接在检测驱动气缸(23)的活塞杆上，视觉检测仪(24)前端检测部分朝向夹持定位机构上的莲子的一侧，在检测驱动气缸(23)的作用下视觉检测仪(24)能移动到其前端检测部分对准夹持定位机构上的莲子。
10.根据权利要求1或2所述的一种鲜莲子穿芯机，其特征在于，所述的控制装置包括PLC控制部件和控制面板(25)，上述进料机构、夹持定位机构、穿芯机构、检测机构中的原动件与控制面板(25)电性连接，控制面板(25)固设在机架(1)外壳并外露。
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2019
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