CN111165837B - 一种用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置及其方法。作业装置包括输送总成、修整总成、开口总成、剥壳总成、切断总成，输送总成用于茭白的上料、输送和出料，修整总成通过修整定刀片和修整动刀片的配合进行初次的茭白头部和尾部修剪，开口总成通过开口刀的直线切割在茭白表面划出一道开口，剥壳总成通过顶紧转子和驱动转子夹紧并旋转茭白，利用剥壳刀剥除茭白外壳，切断总成通过切断刀切断剥壳后的茭白头部与尾部，并利用顶紧端除料器和驱动端除料器，除去残留在装置上的茭白尾料。本发明适用于茭白的修整与剥壳，一次完成茭白的修整、开口、剥壳、切断、除料等作业，大大提高了作业效率，提高了剥壳质量，实现了一体化自动作业。
Description
技术领域
本发明属于农业生产技术领域，涉及一种用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置及其方法。
背景技术
茭白，又名茭笋、菰笋、菰菜、高笋、高瓜，为菰黑粉菌刺激禾本植物菰的嫩茎秆而形成的纺锤形肉质茎，是我国南方特有的水生蔬菜。茭白味道鲜美，质地爽脆，具有较高的营养价值和药用价值，深受广大消费者的喜爱。茭白植株修长、外壳坚韧、包裹紧实，人们在食用前，通常需要先用刀具对植株进行修整，再用尖刀在茭白表面划开一个口子，然后手工剥除其外壳，取其肉质茎作为食材。这种人工修整和剥壳的方法既费时又费力，作业效率低，操作不当还容易引起意外事故。对此CN108077954A公开了一种标准化茭白段整理加工设备，采用旋转式削皮刀具来削除茭白表面的外壳。但是茭白表面呈光滑的圆弧形，旋转式刀具很难保证能完整地去除茭白的外壳，影响茭白的剥壳效果。此外，现有装置在茭白的修整等一体化处理方面也存在明显的不足。因此，提供一种用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置及其方法，对于提高茭白的剥壳质量以及自动化程度具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置及其方法，采用旋转刀架安装修整动刀、开口刀、切断刀，旋转至不同的工位，依次完成茭白的修整、开口、剥壳、切断、除料等作业，实现茭白的一体化处理，作业效率高、剥壳质量好、自动化程度高。
本发明解决技术问题所采取的技术方案是：
一种用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置，包括输送总成、修整总成、开口总成、剥壳总成、切断总成；输送总成包括上料斗、主动辊筒、从动辊筒、出料斗、输送带、辊筒驱动电机、机架，主动辊筒和从动辊筒分别通过轴承安装于机架上，上料斗和出料斗分别安装于机架两端，辊筒驱动电机安装于机架侧边，辊筒驱动电机通过带传动与主动辊筒连接，输送带分别与主动辊筒和从动辊筒连接；修整总成包括修整定刀片、修整动刀片、旋转刀架、刀架转轴、六角薄螺母、刀架驱动电机，修整定刀片直接安装于机架上，修整动刀片与旋转刀架连接，旋转刀架安装于刀架转轴上，通过六角薄螺母固定，刀架转轴通过轴承安装于机架上，通过联轴器与刀架驱动电机连接；开口总成包括开口气缸、开口刀、双扭簧、开口刀架，开口气缸与旋转刀架连接，开口刀架安装于开口气缸上，开口刀安装于开口刀架上，通过双扭簧与开口刀架弹性固定；剥壳总成包括顶紧气缸、弹性顶针、顶紧转子、剥壳刀支架、从动直线导轨、驱动直线导轨、剥壳刀、驱动转子、转子驱动电机，顶紧气缸、从动直线导轨、驱动直线导轨、转子驱动电机分别安装于机架上，顶紧气缸与弹性顶针连接，弹性顶针与顶紧转子连接，剥壳刀支架安装于从动直线导轨和驱动直线导轨上，剥壳刀安装于剥壳刀支架上，驱动转子通过联轴器与转子驱动电机连接；切断总成包括顶紧端除料器、驱动端除料器、除料器拨杆、切断刀，顶紧端除料器和驱动端除料器分别安装于机架上，除料器拨杆与切断刀相连，切断刀与旋转刀架连接。
所述的用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置，修整动刀片、开口刀、切断刀均与旋转刀架连接，修整动刀片与开口刀的夹角为120゜~140゜，开口刀与切断刀的夹角为40゜~50゜。
所述的用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置，剥壳刀的刀尖呈圆弧形，圆弧直径为80~120 mm。
所述的用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置，输送带设有等间距的隔板。
一种用于茭白修整与剥壳的一体化作业方法，工作时，将茭白置于上料斗，茭白随输送带进行等间距输送；茭白先进行修整作业，刀架驱动电机驱动刀架转轴旋转至修整工位，由修整动刀片配合修整定刀片切断茭白的头部与尾部；茭白再进行开口作业，刀架驱动电机驱动刀架转轴旋转至开口工位，由开口气缸驱动开口刀在茭白表面划出一道开口；茭白接着进行剥壳作业，顶紧气缸通过弹性顶针推动顶紧转子，使顶紧转子和驱动转子夹紧茭白，茭白在驱动转子的驱动下旋转，驱动直线导轨驱动剥壳刀至剥壳工位，由剥壳刀剥除旋转茭白的外壳；茭白然后进行切断作业，刀架驱动电机驱动刀架转轴旋转至切断工位，由切断刀切断茭白的头部和尾部，切断后的茭白落至输送带继续输送至出料斗，除料器拨杆驱动顶紧端除料器和驱动端除料器，除去残留在顶紧转子和驱动转子的茭白头部、尾部尾料；使用上述作业方法，完成茭白修整与剥壳的一体化作业。
本发明的有益效果，作业装置在旋转刀架上设有修整动刀、开口刀、切断刀，通过刀架转轴将上述刀具旋转至不同的工位，分别配合修整定刀、开口气缸、顶紧与驱动转子、剥壳刀、除料器等，一次完成茭白的修整、开口、剥壳、切断、除料等作业，实现茭白修整与剥壳一体化处理，作业效率高、剥壳质量好、自动化程度高。
附图说明
图1是一种用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置的结构示意图；
图2是用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置的俯视图；
图3是作业装置旋转刀架上零件分布示意图；
图4是作业系统剥壳刀示意图；
图5是作业系统输送带示意图；
图中：上料斗1、主动辊筒2、修整定刀片3、修整动刀片4、旋转刀架5、刀架转轴6、六角薄螺母7、开口气缸8、顶紧气缸9、弹性顶针10、顶紧转子11、顶紧端除料器12、剥壳刀支架13、从动直线导轨14、茭白15、从动辊筒16、出料斗17、输送带18、驱动直线导轨19、剥壳刀20、驱动端除料器21、驱动转子22、转子驱动电机23、开口刀24、除料器拨杆25、双扭簧26、切断刀27、开口刀架28、刀架驱动电机29、辊筒驱动电机30、机架31、隔板32。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，一种用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置，包括输送总成、修整总成、开口总成、剥壳总成、切断总成；输送总成主要用于茭白的上料、输送和出料，修整总成用于初次修剪茭白的头部和尾部，开口总成用于在茭白表面划出一道开口，剥壳总成用于剥除开口后的茭白外壳，切断总成用于切断剥壳后的茭白头部与尾部，并去除残留在装置上的尾料。
输送总成包括上料斗1、主动辊筒2、从动辊筒16、出料斗17、输送带18、辊筒驱动电机30、机架31，主动辊筒2和从动辊筒16分别通过轴承安装于机架31上，上料斗1和出料斗17分别安装于机架31两端，辊筒驱动电机30为步进电机，安装于机架31侧边，通过带传动与主动辊筒2连接，输送带18分别与主动辊筒2和从动辊筒16连接，输送形式为间歇式等间距输送。
修整总成包括修整定刀片3、修整动刀片4、旋转刀架5、刀架转轴6、六角薄螺母7、刀架驱动电机29，修整定刀片3采用斜刀口，直接安装于机架31上，修整动刀片4与旋转刀架5连接，刀片斜角与修整定刀片3相同，旋转刀架5安装于刀架转轴6上，通过两个六角薄螺母7固定，刀架转轴6通过轴承安装于机架31上，通过联轴器与刀架驱动电机29连接，刀架驱动电机29为步进电机，可以做定角度的往复转动。
开口总成包括开口气缸8、开口刀24、双扭簧26、开口刀架28，开口气缸8为磁偶式无杆气缸，与旋转刀架5连接，开口刀架28安装于开口气缸8上，开口刀24采用斜刀口，安装于开口刀架28上，通过双扭簧26与开口刀架28弹性固定，开口刀24随着开口气缸8做直线运动，在双扭簧26作用下沿茭白15表面划出一道等深的开口。
剥壳总成包括顶紧气缸9、弹性顶针10、顶紧转子11、剥壳刀支架13、从动直线导轨14、驱动直线导轨19、剥壳刀20、驱动转子22、转子驱动电机23，顶紧气缸9、从动直线导轨14、驱动直线导轨19、转子驱动电机23分别安装于机架31上，顶紧气缸9与弹性顶针10连接，弹性顶针10与顶紧转子11连接，剥壳工作时，顶紧转子11在顶紧气缸9的作用下伸长一段距离，与驱动转子22配合夹紧茭白15，剥壳工作完毕，顶紧转子11在弹性顶针10作用下缩回至原始状态，剥壳刀支架13安装于从动直线导轨14和驱动直线导轨19上，在驱动直线导轨19作用下做往复直线运动，剥壳刀20安装于剥壳刀支架13上，与输送方向呈10゜~20゜的向下倾斜角度，驱动转子22通过联轴器与转子驱动电机23连接。
切断总成包括顶紧端除料器12、驱动端除料器21、除料器拨杆25、切断刀27，顶紧端除料器12和驱动端除料器21分别安装于机架31上，除料器拨杆25与切断刀27相连，切断刀27与旋转刀架5连接，除料器拨杆25可以拨动顶紧端除料器12和驱动端除料器21的拨杆，使除料器的触杆在顶紧转子11和驱动转子22两侧来回摆动，达到除去尾料的目的；
如图3所示，所述的用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置，修整动刀片4、开口刀24、切断刀27均与旋转刀架5连接，修整动刀片4与开口刀24的夹角为120゜~140゜，开口刀24与切断刀27的夹角为40゜~50゜，上述角度的设置保证旋转刀架5运动至不同工位时，修整动刀片4、开口刀24、切断刀27可以较为精准地作业。
如图4所示，所述的用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置，剥壳刀20的刀尖呈圆弧形，圆弧直径为80~120 mm，以适应于茭白15光滑的圆弧形表面。
如图5所示，所述的用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置，输送带18设有等间距的隔板32，实现茭白15的单列等间距输送。
一种用于茭白修整与剥壳的一体化作业方法，工作时，将茭白15置于上料斗1，茭白15随输送带18进行间歇式等间距输送；茭白15先进行初次的修整作业，刀架驱动电机29驱动刀架转轴6旋转至修整工位，由修整动刀片4配合修整定刀片3切断茭白15的头部与尾部；茭白15再进行开口作业，刀架驱动电机29驱动刀架转轴6旋转至开口工位，由开口气缸8驱动开口刀24在茭白15表面划出一道等深的开口；茭白15接着进行剥壳作业，顶紧气缸9通过弹性顶针10推动顶紧转子11，使顶紧转子11和驱动转子22夹紧茭白15，茭白15在驱动转子22的驱动下旋转，驱动直线导轨19驱动剥壳刀20至剥壳工位，通过旋转工件和定刀具的切削方式由剥壳刀20剥除茭白15的外壳；茭白15然后进行切断作业，刀架驱动电机29驱动刀架转轴6旋转至切断工位，由切断刀27切断茭白15的头部和尾部，切断后的茭白15落至输送带18继续输送至出料斗17，除料器拨杆25驱动顶紧端除料器12和驱动端除料器21，除去残留在顶紧转子11和驱动转子22的茭白15头部、尾部尾料；使用上述茭白修整与剥壳的一体化作业装置及其方法，一次完成茭白的修整、开口、剥壳、切断、除料等作业，作业效率高、剥壳质量好、自动化程度高。
Claims (5)
1.一种用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置，其特征在于，包括输送总成、修整总成、开口总成、剥壳总成、切断总成；输送总成包括上料斗（1）、主动辊筒（2）、从动辊筒（16）、出料斗（17）、输送带（18）、辊筒驱动电机（30）、机架（31），主动辊筒（2）和从动辊筒（16）分别通过轴承安装于机架（31）上，上料斗（1）和出料斗（17）分别安装于机架（31）两端，辊筒驱动电机（30）安装于机架（31）侧边，辊筒驱动电机（30）通过带传动与主动辊筒（2）连接，输送带（18）分别与主动辊筒（2）和从动辊筒（16）连接；修整总成包括修整定刀片（3）、修整动刀片（4）、旋转刀架（5）、刀架转轴（6）、六角薄螺母（7）、刀架驱动电机（29），修整定刀片（3）直接安装于机架（31）上，修整动刀片（4）与旋转刀架（5）连接，旋转刀架（5）安装于刀架转轴（6）上，通过六角薄螺母（7）固定，刀架转轴（6）通过轴承安装于机架（31）上，通过联轴器与刀架驱动电机（29）连接；开口总成包括开口气缸（8）、开口刀（24）、双扭簧（26）、开口刀架（28），开口气缸（8）与旋转刀架（5）连接，开口刀架（28）安装于开口气缸（8）上，开口刀（24）安装于开口刀架（28）上，通过双扭簧（26）与开口刀架（28）弹性固定；剥壳总成包括顶紧气缸（9）、弹性顶针（10）、顶紧转子（11）、剥壳刀支架（13）、从动直线导轨（14）、驱动直线导轨（19）、剥壳刀（20）、驱动转子（22）、转子驱动电机（23），顶紧气缸（9）、从动直线导轨（14）、驱动直线导轨（19）、转子驱动电机（23）分别安装于机架（31）上，顶紧气缸（9）与弹性顶针（10）连接，弹性顶针（10）与顶紧转子（11）连接，剥壳刀支架（13）安装于从动直线导轨（14）和驱动直线导轨（19）上，剥壳刀（20）安装于剥壳刀支架（13）上，驱动转子（22）通过联轴器与转子驱动电机（23）连接；切断总成包括顶紧端除料器（12）、驱动端除料器（21）、除料器拨杆（25）、切断刀（27），顶紧端除料器（12）和驱动端除料器（21）分别安装于机架（31）上，除料器拨杆（25）与切断刀（27）相连，切断刀（27）与旋转刀架（5）连接。
2.根据权利要求1所述的用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置，其特征在于，所述的修整动刀片（4）、开口刀（24）、切断刀（27）均与旋转刀架（5）连接，修整动刀片（4）与开口刀（24）的夹角为120゜~140゜，开口刀（24）与切断刀（27）的夹角为40゜~50゜。
3.根据权利要求1所述的用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置，其特征在于，剥壳刀（20）的刀尖呈圆弧形，圆弧直径为80~120 mm。
4.根据权利要求1所述的用于茭白修整与剥壳的一体化作业装置，其特征在于，输送带（18）设有等间距的隔板（32）。
5.一种使用如权利要求1、2、 3或者4任一项所述作业装置用于茭白修整与剥壳的一体化作业方法，其特征在于，工作时，将茭白（15）置于上料斗（1），茭白（15）随输送带（18）进行等间距输送；茭白（15）先进行修整作业，刀架驱动电机（29）驱动刀架转轴（6）旋转至修整工位，由修整动刀片（4）配合修整定刀片（3）切断茭白（15）的头部与尾部；茭白（15）再进行开口作业，刀架驱动电机（29）驱动刀架转轴（6）旋转至开口工位，由开口气缸（8）驱动开口刀（24）在茭白（15）表面划出一道开口；茭白（15）接着进行剥壳作业，顶紧气缸（9）通过弹性顶针（10）推动顶紧转子（11），使顶紧转子（11）和驱动转子（22）夹紧茭白（15），茭白（15）在驱动转子（22）的驱动下旋转，驱动直线导轨（19）驱动剥壳刀（20）至剥壳工位，由剥壳刀（20）剥除旋转茭白（15）的外壳；茭白（15）然后进行切断作业，刀架驱动电机（29）驱动刀架转轴（6）旋转至切断工位，由切断刀（27）切断茭白（15）的头部和尾部，切断后的茭白（15）落至输送带（18）继续输送至出料斗（17），除料器拨杆（25）驱动顶紧端除料器（12）和驱动端除料器（21），除去残留在顶紧转子（11）和驱动转子（22）的茭白（15）头部、尾部尾料；使用上述作业方法，完成茭白修整与剥壳的一体化作业。
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