CN111150077A - 一种适用于番薯的自动削皮装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于番薯的自动削皮装置，包括机架、回转工作台、转座单元、刨刀单元，机架的一侧设置有回转工作台，回转工作台包括中心圆筒以及沿中心圆筒的周向设置的至少一个转座单元；本发明提供的装置适用于某些较硬和/或不规则的块茎，尤其是番薯的削皮处理中，本发明采用转盘式多工位上料机构，番薯固定在转座装置顶端，通过转座装置和刨刀单元的配合完成对番薯表面的削皮工作。本发明提供的自动削皮装置，结构紧凑，削皮效率高，机构巧妙，运动灵活，承载能力强，具有设计合理，加工和装配工艺良好，经济实用性强等优点。

Description

一种适用于番薯的自动削皮装置

技术领域

本发明涉及食品加工技术领域，尤其涉及一种适用于番薯的自动削皮装置。

背景技术

人们对于很多植物的块茎或水果，都是需要削皮后才食用的。通常，水果的表皮比较光滑，形状比较圆润，因此较容易通过机械装置，旋转削皮，但是对于块茎类植物，例如番薯，其供食用的地下块根，形状为类似圆形、椭圆形或纺锤形等的不规则形状，并且番薯的表皮，通常并不光滑，常见有很多的凹坑等结构，因此对其削皮就很麻烦，对果物去皮机械装置的要求就比较高。而块茎在食用或加工过程中，还常常需要先进行去皮处理，故目前常用只能是手动削皮。

现有的果物去皮机械装置，基本都是应用于具有光滑表皮的果物，因此若直接应用于块茎削皮，都会有某些缺陷。例如授权公告号为CN207054740U的中国实用新型专利，公开了一种自动去皮机，包括托架、压紧装置、去皮装置、监测装置、控制装置，通过控制系统控制去皮装置上的刀具完成对物料轮廓线上的去皮切割，其结构相对复杂，工作可靠性不够高，很难适用于番薯等复杂表面的块茎，并且缺乏对固定安装点处的去皮功能，还需要后续手动切削固定安装点以完成去皮；授权公告号为CN209376630U的中国实用新型专利公开了一种萝卜连续去皮机，包括机架输送辊、刀具、电机及送、出料口，机架两侧板之间设有若干组输送辊和刀具，通过人工将萝卜送入进料口，一次通过各刀具口以完成去皮过程，但是，相比于番薯，萝卜皮相对比较软，切削用力不需要很大，并且萝卜表面相对比较光滑，旋转切削比较容易；授权公告号为CN208676311U的中国实用新型专利公开了一种立式马铃薯去皮装置，包括罐体、罐身、中间螺旋组件、电机及传动部件组成，通过电机带动中间螺旋组件转动，利用高速离心运动状态下的马铃薯与侧壁毛刷产生摩擦从而去皮，避免使用锋利的刀具等尖刺的硬物。同样，使用毛刷摩擦去皮，也只能适用于较软的果皮，并不能直接应用于番薯等较硬块茎的削皮。

综上，现有的自动削皮装置并不适用于某些较硬和/或不规则的块茎，尤其是番薯。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种自动削皮装置，能够较好地适用于某些较硬和/或不规则的块茎，尤其是番薯。

为了达到上述目的，本发明提供了一种适用于番薯的自动削皮装置，包括机架、回转工作台、转座单元、刨刀单元，所述机架的一侧设置有回转工作台，所述回转工作台包括中心圆筒以及沿所述中心圆筒的周向设置的至少一个所述转座单元；

所述转座单元包括轴承座、芯轴、转座齿轮、转座、下夹座，所述芯轴设置于所述轴承座的中心，所述芯轴的一端与所述转座齿轮连接，所述芯轴的另一端设置有所述转座，所述转座上方设置有下夹座；

所述刨刀单元包括刨刀气缸、长导杆气缸、削皮机构，所述削皮机构设置于靠近所述下夹座的一侧，所述削皮机构与所述刨刀气缸的伸缩端连接，所述刨刀气缸的固定端与所述长导杆气缸的伸缩端连接，所述长导杆气缸的固定端设置于所述机架上方。

进一步地，所述削皮机构包括卡板、刨刀；所述刨刀的两端分别设置所述卡板。

进一步地，所述削皮机构还包括滚轮，所述滚轮设置在所述刨刀远离所述刨刀气缸的前侧。

进一步地，所述自动削皮装置还包括上切刀单元；所述上切刀单元包括三轴气缸、气缸安装支架、上切刀气缸、上固定条、上切刀以及光电传感器；

所述三轴气缸的固定端固定在所述机架的上方，所述三轴气缸的伸缩端与所述气缸安装支架的上表面连接，所述光电传感器设置于所述气缸安装支架的一端，所述上切刀气缸设置于所述气缸安装支架的下方，所述上切刀气缸的固定端固定在所述机架上，所述上切刀气缸的伸缩端与所述固定条连接，所述上固定条与所述上切刀连接。

进一步地，所述自动削皮装置还包括压帽单元，所述压帽单元设置在所述上切刀单元的一端，所述压帽单元包括压帽芯轴和上夹座，所述压帽芯轴设置于所述压帽机构的中心轴上，所述压帽芯轴的底端设置有上夹座。

进一步地，所述上夹座在竖直方向上与所述下夹座的位置对应。

进一步地，所述上夹座和所述下夹座均包括三个刀片，所述刀片为梯形刀。

进一步地，所述自动削皮装置还包括下切刀单元，所述下切刀单元设置于所述上切刀单元的下侧，所述下切刀单元包括下切刀气缸、下切刀、下固定条、三角安装支架；

所述下切刀气缸固定端固定在机架侧壁上，所述下切刀气缸的伸缩端与所述下固定条一端连接，所述下固定条的另一端与所述下切刀连接，所述三角安装支架设置于所述下切刀气缸的下方，所述三角安装支架固定在所述机架的侧壁上。

进一步地，所述压帽单元还包括弹簧，所述弹簧套设在所述压帽芯轴的上端。

进一步地，所述回转工作台还包括台板，所述台板上方还设置有挡料板，所述挡料板的一端与所述台板连接固定。

本发明提供了一种适用于番薯的自动削皮装置，采用转盘式多工位上料机构，将番薯插入固定于各个下夹座上，刨刀气缸驱动削皮机构紧贴于番薯的表皮，并通过旋转下夹座，由削皮机构对番薯进行削皮。本发明的自动削皮装置，结构紧凑，削皮效率高，机构巧妙，运动灵活，承载能力强，具有设计合理，加工和装配工艺良好，经济实用性强等优点。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的适用于番薯的自动削皮装置的整体结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的适用于番薯的自动削皮装置中回转工作台的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的适用于番薯的自动削皮装置中转座单元的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的适用于番薯的自动削皮装置中刨刀单元的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的适用于番薯的自动削皮装置中削皮机构的结构示意图；

图6是本发明一实施例提供的适用于番薯的自动削皮装置中上切刀单元的结构示意图；

图7是本发明一实施例提供的适用于番薯的自动削皮装置中压帽单元的结构示意图；

图8是本发明一实施例提供的适用于番薯的自动削皮装置中下切刀单元的结构示意图。

附图标记：

回转工作台1、转座单元2、番薯3、刨刀单元4、上切刀单元5、下切刀单元6、机架7；

主轴101、齿轮102、深沟球轴承103、挡油圈104、挡料板105、联接盘106、轴承外圈107、定位触发板108、抬升机构109；

芯轴201、压盖202、转座齿轮203、下轴承端盖204、下深沟球轴承205、挡油圈206、上深沟球轴承207、轴承座208、上轴承端盖209、迷宫盖210、转座211、销轴212、弹簧213；

滚轮芯轴301、夹板302、滚轮303、垫圈304、螺母305、铰座芯轴306、卡板307、短轴套308、铰座309、长轴套310、刨刀311；

刨刀气缸401、长导杆气缸402、削皮机构403；

压帽单元501、光电传感器502、三轴气缸503、气缸安装支架505、切刀气缸506、上固定条507、上切刀508、上夹座509、压帽芯轴510、弹簧511、深沟球轴承512、卡环513；

下切刀601、下固定条602、下切刀气缸603、三角安装支架604。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本发明提供了一种适用于番薯的自动削皮装置，如图1所示，该自动削皮装置包括回转工作台1、转座单元2、刨刀单元4、上切刀单元5、下切刀单元6以及机架7，此外，标号3表示待削皮的番薯；

机架7的一侧设置有回转工作台1，回转工作台1为圆盘式结构，包括中心圆筒以及沿中心圆筒的周向设置的四个转座单元2，四个转座单元2对称地分布在回转工作台1上，刨刀单元4设置在机架7上方，上切刀单元5和下切刀单元6设置在机架7另一侧，上切刀单元5位于下切刀单元6上方。

如图2所示，回转工作台1包括主轴101、齿轮102、深沟球轴承103、挡油圈104、挡料板105、联接盘106、轴承外圈107、定位触发板108、抬升机构109；

主轴101位于回转工作台中心圆筒的中心，中心圆筒套设在主轴101外侧。参照图1，在图1右侧下方设置有电机，电机输出轴上设置有小齿轮，主轴101下方设置有齿轮102，齿轮102与小齿轮相啮合，通过电机工作带动小齿轮转动，小齿轮通过带动齿轮102进而使回转工作台1转动，电机为步进电机，通过电机支架安装在机架7上；主轴101底端还设置有深沟球轴承103，主轴101上端设置有挡油圈104，挡油圈104上方设置有轴承外圈107，通过上述标准件保证主轴101以及整个回转工作台1的稳定性。

回转工作台1上方还设置有台板，转座装置2通过台板与回转工作台1连接，台板上方设置有联接盘106，挡料板105为L形板件，其一端通过螺栓固定安装在联接盘106上，用于收集番薯3削下的表皮；定位触发板108通过螺栓设置在中心圆筒的一侧，用于感应光电传感器502的位置；

回转工作台1下方还包括抬升机构109，抬升机构109是由气缸、抬升圆棒及槽钢支架组成，气缸通过螺母安装在槽钢支架上，气缸的伸缩端与抬升圆棒连接，通过气缸运动带动圆棒实现升降动作。

本发明提供的实施例中，转座装置包括4个，4个转座装置的结构相同，以其中1个为例进行介绍。如图3所示，转座单元2包括芯轴201、压盖202、转座齿轮203、下轴承端盖204、下深沟球轴承205、挡油圈206、上深沟球轴承207、轴承座208、上轴承端盖209、迷宫盖210、转座211、销轴212、弹簧213；

芯轴201位于转座装置2中轴承座208的中心，芯轴201的一端设置有压盖202，压盖202上方设置有转座齿轮203，压盖202与芯轴201和转座齿轮203连接，转座齿轮203与电机连接，参照图1，机架7左侧下方也设置有电机，电机输出轴上设置有小齿轮，小齿轮与转座齿轮203啮合，通过电机带动小齿轮转动，小齿轮带动转座齿轮203转动，使得转座装置2和番薯3转动，达到削皮目的，转座齿轮203上方依次设置有下轴承端盖204和下深沟球轴承205，用于固定、稳定转座装置2。芯轴201下端设有弹簧213，弹簧213一端固定在压盖202上，另一端与销轴212接触，弹簧213在芯轴201的升降过程中起到一定的缓冲作用；芯轴201另一端设置有转座211，转座211的上方设置有下夹座，下夹座上设置有刀口向上的三个刀片，刀片为上薄下厚形状，待削皮的番薯3放置在转座211上的刀片上，用于固定待削皮的番薯3；转座211的中心轴设有若干阶梯部位，其下端通过迷宫盖210与上轴承端盖209固定连接，下轴承端盖209内设有毡圈，通过螺栓连接在轴承座208上，上轴承盖209为圆盘形，其上表面设有凸起圈与迷宫盖210的凹槽圈相互配合，下表面凸起圈与上轴承外圈207接触，并通过螺栓连接固定在轴承座208上；上轴承外圈207与挡油圈206接触；挡油圈206下端面与轴承座208接触并固定在轴承座内圈的阶梯轴上，以上标准件起到密封、减少摩擦，提高运动的可靠性与安全性等作用。

如图4所示，刨刀单元4包括刨刀气缸401、长导杆气缸402和削皮机构403；

削皮机构403设置于靠近番薯3的一侧，削皮机构403通过铰座与刨刀气缸401的伸缩端连接，刨刀气缸401的固定端通过法兰与长导杆气402的伸缩端连接，长导杆气缸402的固定端设置于机架7的上方，其中，刨刀气缸401为三轴气缸，能保证刨刀具有足够的刚性。刨刀气缸401的作用起到机构仿形的作用，通过气缸的灵活伸缩让刨刀能自适应表皮形状不一的番薯，长导杆气缸402通过法兰带动刨刀气缸401及削皮机构403进行上下运动，在达到指定高度后，通过刨刀气缸401的伸缩带动削皮机构403进行前后运动，实现番薯3的削皮。

如图5所示，削皮机构403包括滚轮芯轴301、夹板302、滚轮303、垫圈304、螺母305、铰座芯轴306、卡板307、短轴套308、铰座309、长轴套310、刨刀311；

削皮机构403和刨刀气缸401通过螺栓固定在铰座309上，在铰座芯轴306外套设有短轴套308，铰座309固定在短轴套308上，短轴套308一侧设置有长轴套310，长轴套310上设置有刨刀311，刨刀311为U形仿形结构，有利于增大刨刀311与番薯3的接触面积，短轴套308和长轴套310两端设置有卡板307，卡板307外侧还设置有夹板302，在短轴套308前侧还设置有滚轮303，滚轮303的两端通过都垫圈304沿滚轮芯轴301方向固定在卡板302上，滚轮303在削皮的过程中始终与番薯表皮接触，用于限制刨刀311的削皮深度。在刨刀气缸401和长导杆气缸402将削皮机构403放置于削皮位置后，转座装置2带动番薯3转动，随着番薯3的转动和长导杆气缸402的上下运动，达到削皮的目的。

自动削皮装置还包括上切刀单元，上切刀单元设置于机架7的另一侧，如图6所示，上切刀单元包括光电传感器502、三轴气缸503、气缸安装支架505、切刀气缸506、上固定条507、上切刀508；

三轴气缸503固定在机架7的另一侧上方，其伸缩端朝下，设置在机架7内部，三轴气缸503的伸缩端上设置气缸安装支架505，上切刀气缸506上平面固定于气缸安装支架505下方，其固定端固定在机架4侧壁上，伸缩端朝内设置在机架7内部，上切刀508通过上固定条507与上切刀气缸506的伸缩端连接固定，使得上切刀508在上切刀气缸506的驱动下，可以对番薯3顶端进行水平切割；气缸安装支架505的一端，还安装有光电传感器502，光电传感器502则用于配合安装在中心圆筒侧面的定位触发板108，对中心圆筒的转动位置加以定位。

考虑到番薯3的上端没有固定，故在削皮操作中，可能会因为下方插入下夹座212不够牢固，在削皮机构403的压力下，可能会掉落，因此，在上切刀单元的一端还设置有压帽单元501。如图7所示，压帽单元501包括上夹座509、压帽芯轴510、弹簧511、深沟球轴承512、卡环513；

压帽芯轴510设置于压帽单元的中心轴上，压帽芯轴510的顶端设置有卡环513和深沟球轴承512，压帽芯轴510的底端设置有刀口朝下的上夹座509，工作时，三轴气缸503的活塞下行，推动气缸安装支架505下行，直至上夹座509的切刀向下插入番薯3中，上夹座509与下夹座212在竖直方向上的位置应相互对应；压帽单元501还包括弹簧511，弹簧套设在压帽芯轴510的上端。在压帽芯轴510上下运动的过程中起到缓冲作用。

当完成对番薯3的旋转削皮工作后，考虑到在上夹座接触处，还有剩余的块茎皮未被削除，故上切刀508在三轴气缸503和上切刀气缸506的推动下，沿上夹座509的刀片的下缘高度，切除番薯3的顶端。

同理，自动削皮装置还包括下切刀单元，下切刀单元设置于上切刀单元的下侧，对应于下夹座212上刀片213的刀口上缘。

具体如图8所示，下切刀单元包括下切刀601、下固定条602、下切刀气缸603以及三角安装架604；三角安装支架604设置在机架7的侧壁上，三角安装支架604上方安装有下切刀气缸603，下切刀气缸603的固定端固定在机架7的侧壁上，下切刀601通过下固定条602固定在下切刀气缸603的伸缩端上。工作时，下切刀气缸603的活塞推动下切刀601向前切割番薯3的底端。

当番薯3的上下两部分都被切割后，削皮完成后的番薯3就会跌落于台板上。

本发明提供的适用于番薯的自动削皮装置的工作过程如下：

首先将待削皮的番薯3竖直插入在下夹座上，电机工作，带动齿轮102转动，使得回转工作台1转动，将安装在回转工作台1外周的转座装置2转动到机架内部相应位置；其次，上切刀单元在三轴气缸503的作用下，带动气缸安装支架505上的压帽单元501向下运动，直到上夹座卡住番薯3的顶端，压帽单元501上端设有感应开关，感应到番薯上端被夹持住后将信息传送到控制系统，控制系统接受到信息后，发送指令给削皮装置进行削皮操作；接着，长导杆气缸402的活塞推动刨刀气缸401连同削皮机构403下降，刨刀单元中的气缸开始推动刀具直到与番薯表皮进行接触，此时电机带动转座单元底部齿轮转动，进而带动块茎转动，开始削皮动作；完成削皮动作后刨刀单元的气缸带动刀具缩回，刀具复位结束后，长导杆气缸带动削皮机构上升后复位；复位结束后，上下切刀的气缸开始动作，带动上下切刀快速移动，将番薯3两端切除；接着，位于转座装置底部正下方的抬升机构109作用，带动圆棒上升推动转座芯轴201向上移动，从而将番薯3切除后底端废料向外顶出；削皮完成后的番薯以及削落的番薯表皮掉落在回转工作台板上，通过安装在台板上的挡料板105进行收集和集中处理；最后，电机转动，将整个回转工作台运行180°还原，即可完成一个周期的削皮工作。

综上，本发明公开了一种适用于番薯的自动削皮装置，能自动适应番薯复杂的表皮，并完成削皮任务。采用转盘式多工位上料机构，番薯3插入固定于各个下夹座212上，刨刀气缸401驱动削皮机构始终紧贴于番薯3的表皮，并通过旋转下夹座212，由削皮机构403对番薯3进行削皮，同时削皮机构403由长导杆气缸402拉动上行或下行，从而完成对番薯3整个表面的削皮工作。本发明的自动削皮装置，结构紧凑，削皮效率高，机构巧妙，运动灵活，承载能力强，具有设计合理，加工和装配工艺良好，经济实用性强等优点。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本发明旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种适用于番薯的自动削皮装置，其特征在于，包括机架、回转工作台、转座单元、刨刀单元，所述机架的一侧设置有回转工作台，所述回转工作台包括中心圆筒以及沿所述中心圆筒的周向设置的至少一个所述转座单元；

所述转座单元包括轴承座、芯轴、转座齿轮、转座、下夹座，所述芯轴设置于所述轴承座的中心，所述芯轴的一端与所述转座齿轮连接，所述芯轴的另一端设置有所述转座，所述转座上方设置有下夹座；

所述刨刀单元包括刨刀气缸、长导杆气缸、削皮机构，所述削皮机构设置于靠近所述下夹座的一侧，所述削皮机构与所述刨刀气缸的伸缩端连接，所述刨刀气缸的固定端与所述长导杆气缸的伸缩端连接，所述长导杆气缸的固定端设置于所述机架上方。

2.根据权利要求1所述的自动削皮装置，其特征在于，所述削皮机构包括卡板、刨刀；所述刨刀的两端分别设置所述卡板。

3.根据权利要求2所述的自动削皮装置，其特征在于，所述削皮机构还包括滚轮，所述滚轮设置在所述刨刀远离所述刨刀气缸的前侧。

4.根据权利要求1所述的自动削皮装置，其特征在于，所述自动削皮装置还包括上切刀单元；所述上切刀单元包括三轴气缸、气缸安装支架、上切刀气缸、上固定条、上切刀以及光电传感器；

所述三轴气缸的固定端固定在所述机架的上方，所述三轴气缸的伸缩端与所述气缸安装支架的上表面连接，所述光电传感器设置于所述气缸安装支架的一端，所述上切刀气缸设置于所述气缸安装支架的下方，所述上切刀气缸的固定端固定在所述机架上，所述上切刀气缸的伸缩端与所述固定条连接，所述上固定条与所述上切刀连接。

5.根据权利要求4所述的自动削皮装置，其特征在于，所述自动削皮装置还包括压帽单元，所述压帽单元设置在所述上切刀单元的一端，所述压帽单元包括压帽芯轴和上夹座，所述压帽芯轴设置于所述压帽机构的中心轴上，所述压帽芯轴的底端设置有上夹座。

6.根据权利要求5所述的自动削皮装置，其特征在于，所述上夹座在竖直方向上与所述下夹座的位置对应。

7.根据权利要求6所述的自动削皮装置，其特征在于，所述上夹座和所述下夹座均包括三个刀片，所述刀片为梯形刀。

8.根据权利要求4所述的自动削皮装置，其特征在于，所述自动削皮装置还包括下切刀单元，所述下切刀单元设置于所述上切刀单元的下侧，所述下切刀单元包括下切刀气缸、下切刀、下固定条、三角安装支架；

所述下切刀气缸固定端固定在机架侧壁上，所述下切刀气缸的伸缩端与所述下固定条一端连接，所述下固定条的另一端与所述下切刀连接，所述三角安装支架设置于所述下切刀气缸的下方，所述三角安装支架固定在所述机架的侧壁上。

9.根据权利要求5所述的自动削皮装置，其特征在于，所述压帽单元还包括弹簧，所述弹簧套设在所述压帽芯轴的上端。

10.根据权利要求1所述的自动削皮装置，其特征在于，所述回转工作台还包括台板，所述台板上方还设置有挡料板，所述挡料板的一端与所述台板连接固定。

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