CN1113646A - 用于切割棒状食物的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于切割棒状食物的方法和装 置，这种方法和装置能够完全切断连续排出的各种棒 状食物材料，而不会在切割表面上留下任何突出部 分，并且同时能够使切割表面圆滑。根据本发明，即 使在切割由至少两种食物材料组成的夹芯棒状食物 时，也不会使夹芯材料露出外包裹材料的表面。

Description

用于切割棒状食物的方法和装置
本发明涉及用于切割棒状食物的方法和装置，这种方法和装置能够完全切断各种连续排出的棒状食物材料，而不会在切割表面上留下任何突出部分，并且同时能够使切割表面圆滑。
在现有技术中，能够根据要求的数量，对大量的和连续排出的棒状食物进行切割的方法已广为人知，在这些方法中，在一规则多边形的每个顶点处各布置一方形刀具，然后将食物材料输送到由各个刀具围成的切割区域中，通过同时向多边形的中心方向直线地滑移刀具，使得食物在适当的位置上受到挤压和切割。这种技术由日本实用新型专利公开No.63-29433和日本专利公开No.1-42652所拥有。
然而，这种切割方法在使用中存在许多缺点：
根据这种切割方法，每把刀具必须沿各自不同的方向直线地滑动，这会使机器的运动传动系统复杂化，而且彼此面接触的每把刀具之间要产生相对滑动，这必然会引起较大的滑动摩擦阻力，从而阻碍切割运动。此外，食物碎片会填满上述滑动平面，这将使刀具最终无法运动。
因此，本发明人开发了一种用于切割棒状食物材料的装置，在这种装置中，刀具的直线滑动由简单的旋转运动所代替，这种装置如EPC公开No.EP 0 553 958 A1和PCT国际申请NO.PCT/JP93/00644所述。如图1和图2所示，在此装置中，若干形状相似的刀具以均匀的间隔可旋转地安装在一圆周上，以便使每把刀具的最端部e0都能沿着相邻刀具的侧边e1滑动，并且在各刀具保持接触关系的同时，由同步转动的刀具所构成的切割口g能够打开和关闭，或扩大和减小。当切割口g打开时，如图1所示，棒状食物被输送到此切割口g，然后，当每把刀具的最端部e0交汇于一点时，切割口g关闭，如图2所示，此时棒状食物受到挤压而被切断。
根据这种装置，由于在打开和关闭切割口g时，只有刀具的最端部e0部分处于滑动状态，所以滑动摩擦阻力非常小，同时也没有给切割系统部分增加任何附加力，从而能够获得平滑的刀具切割运动，因此，这种装置可以长时间地对棒状食物材料进行连续的切割加工。
然而，装有旋转刀具的这种装置也存在问题，例如，如图4所示，当切割粘性的米粉糊或土耳其糊(Turkish paste)时，在食物F′的切割表面上会形成细小的、线状突出部分i和锥形突出部分j，特别是在需要提供这种固态食物时，这种情况将会带来严重问题。
在现有的切割装置中，当刀具转动并且每把刀具的最端部e0交汇于一点时(参见图2)，在理论上，切割口g能够完全关闭，使得能够彻底切断棒状食物，但在实际中，为了使刀具的驱动系统正常工作，各个刀具最端部e0之间形成的间隙不可能恰好为“零”，在各刀具最端部之间必须留有一个小的间隙。因此，在上述的小间隙中会存有残留食物材料，这必然会在切割表面的中部留下未被完全切断的线状突出部分i。
到目前为止，为了解决线状突出部分这一问题，人们曾经将刀具的侧边e1倒角，从而减小侧边e1在垂直平面上的厚度，使其小于刀具的厚度。然而，这种方法仅能在一定程度上减小线状突出部分i，而不能完全解决这一问题。因此，在切割某些特定食物材料时，例如在切割粘性很小的甜豆糊时，不可避免地会在切割表面上形成如图4所示的锥形突出部分j。
因此，用现有的切割观念无法从根本上解决上述问题。特别是在切割粘性小的食物材料的情况下，这种残留有突出部分的现象非常显著，使得在切割工作完成以后，还需要用另一台装置对切割下的食物进行整形，或用手工处理的方法使切割表面圆滑。
因此，本发明的目的是提供用于切割棒状食物的方法及装置，这种方法和装置能够根据要求完全切断各种连续排出的棒状食物材料，而不会在切割表面上留下任何突出部分，同时能够使切割表面圆滑。
此外，本发明的另一目的是提供一种切割棒状食物的方法及装置，这种方法和装置能够切割连续排出的、由至少两种食物材料制成的夹芯棒状食物，其中的夹芯材料由外包裹材料所包裹，这种切割不会在切割表面上留下任何突出部分，同时能够使切割表面圆滑。
通常，为了使均匀布置在圆周上的、形状相似的各个刀具能以相同的转角同步转动，以便每把刀具的最端部和相邻刀具的侧边之间保持接触关系，刀具的侧边应为弧形，此弧形的位置相对于转动支撑点来说是确定的(此弧形在后面将被称为“基弧”)，而且侧边的形状除了采用基弧外不能是任何其它形状。然而，这种对于刀具侧边部分的限制条件只在刀具的转动平面上产生影响。过去，许多发明人将思路局限于二维平面，未能突破平面的观念。而本发明人利用三维思想，通过将刀具的侧边部分制造成三维形状，获得了较好的切割效果，使得不仅在X--Y平面，而且在Z轴方向上都能满足上述限制条件，并且通过大量的实验，最终解决了上述问题。
在本发明中，刀具的侧边部分是一螺旋面，它是通过使上述基弧沿刀具的厚度方向直线移动，同时使其绕支撑点转动而形成的，此扭转斜面能够满足上述二维限制条件，此外，本发明人还确定了一种侧边部分的结构及其形成位置，此结构从刀具的最端部延伸到扭转斜面的相对侧面，以便使位于扭转斜面端部处的、作为剪切刃的倾斜锋利边缘，即刀具的最端部，能够弧形地运动，并使剪切刃上的至少一部分能够越过存在上述细小间隙的焦点位置。
由于这种结构，在每把刀具上的剪切刃作弧形运动的过程中，当剪切刃越过焦点时，每个剪切刃都在焦点处彼此接触，以便将小间隙中的线状突出部分彻底切断，此外，在刀具的剪切刃作越过焦点的弧形运动过程中，当由各刀具的扭转斜面构成的锥形凹陷部分减小和消失时，原位于锥形凹陷部分中的食物便受到挤压，由于受挤压食物的膨胀作用，过去在切割下的食物头部处形成的锥形突出部分变得圆滑了。
图1和图2是主要部件的平面视图，表示了现有棒状食物切割装置上的刀具。
图3是一示意性的俯视图，表示了现有棒状食物切割装置上的刀具形状。
图4是一透视图，表示了现有切割装置所切割出的完整食物形状。
图5是一放大透视图，表示了根据本发明第一实施例的刀具形状。
图6是一示意性的俯视图，表示了包括上述刀具在内的切割系统部分。
图7是挤压部分的水平断面图，用于解释这种刀具上的基弧。
图8～13是局部透视图，分别表示了在每一阶段中刀具的运动。
图14～19是一组视图，其中A、B、C分别表示了在每一阶段中刀具运动的平面视图、同一时刻挤压部分的水平断面图以及沿图中点划线所作的纵向剖面图。
图20～22是局部纵向剖面视图，表示了刀具的夹紧和挤压侧边部分的变化。
图23是一放大透视图，表示了根据本发明第二实施例的刀具形状。
图24是挤压部分的水平断面图，用于解释这种刀具上的基弧。
图25～28是一组视图，其中A、B分别表示了在每一阶段中刀具运动的平面视图和同一时刻挤压部分的水平断面图。
图29是一放大透视图，表示了根据本发明第三实施例的刀具形状。
图30是挤压部分的水平断面图，表示了刀具上容槽的形状。
图31是一放大透视图，表示了根据本发明第四实施例的刀具形状。
图32是主要部分的平面视图，表示了由根据本发明的五刀刀具构成的成型切割区域。
图33是主要部分的平面视图，表示了由根据本发明的六刀刀具构成的成型切割区域。
图34是一示意性侧视图，表示了根据本发明的棒状食物切割装置的整体结构。
本发明的目的是改进棒状食物切割装置中的刀具形状。图5-19表示了第一实施例中刀具的形状以及第一实施例中的刀具切割棒状食物的方法，图23-31表示了第二至第四实施例中刀具的形状，而图34表示了用于切割棒状食物的完整装置。
在图5中，数字1表示第一实施例中的刀具。此刀具1具有预定的厚度。在刀具厚度方向的侧面上，加工有两个起切割作用的倾斜剪切刃11a，并且在侧面的端部也加工有一垂直刃11b。起压缩和成型作用的夹紧和挤压侧边部分12加工在刀具侧面部分的一侧，夹紧和挤压侧边部分12从剪切刃11a和垂直刃11b延伸到支撑点P的侧面。在刀具侧面部分的另一侧上，即从剪切刃11a和垂直刃11b到支撑点P的另一侧，加工有容槽13，以便允许相邻刀具上的夹紧和挤压侧边部分12运动。
如图6和图7所示，在此实施例中，四把刀可转动地布置在四个支撑点P上，四个支撑点P以均匀的间隔位于以O为圆心、R为半径的圆周C上，以便每把刀具的剪切刃11a和垂直刃11b都能在相邻刀具的夹紧和挤压侧边部分12上滑动，并且在各刀具1的内侧，由四个夹紧和挤压侧边部分12围成了一个成型切割口G。随着刀具1的同步转动，成型切割口G打开和关闭，或扩大和缩小，以便成型切割口G能够切割棒状食物。
本发明的关键在于：用于构成成型切割口G的夹紧和挤压侧边部分12的形状和形成位置，以及用于允许夹紧和挤压侧边部分12运动的容槽13的形状和形成位置。首先，对本实施例中刀具上的夹紧和挤压侧边部分12进行说明。
加工在刀具1侧边部分上的夹紧和挤压侧边部分12包括位于中间部分的垂直带状挤压部分12b和两个成型扭转表面12a，两个成型扭转表面12a是平面对称的，它们分别位于挤压部分12b的上方和下方。两个成型扭转表面12a和挤压部分12b的形状由图5中基弧12A的运动轨迹而形成，基弧12A分别按下列步骤移动。
下面将参考图7，对作为基线的基弧12A进行说明。图7是本实施例刀具1的水平断面图，是将挤压部分12b水平地剖分而得到的视图。如上所述，各刀具1可转动地分别布置在四个支撑点P点上，四个支撑点P以均匀的间隔位于以O为圆心、R为半径的圆周C上。此外，当从一个支撑点P到下一支撑点P的距离为K，并且每把刀具的最端部(垂直刃11b)位于上述圆心O时，基弧12A是一条以点X1为圆心、K为半径作出的弧线，其中点X1位于半径为K、圆心为O的假想圆C1上，点X1距支撑点P的距离为R，因此，弧线从上述圆心O开始向支撑点P的侧面延伸。基弧12A上与圆心O相交的端部称为基弧端11A。
这样得到的基弧12A是这种转动刀具上的一条特殊弧线。为了使均匀布置在圆周上的、形状相似的多个刀具以相同的转角同时转动，以便每把刀具的最端部能够始终在相邻刀具的侧边部分上滑动，刀具侧边部分的水平形状只能是用上述方法得到的弧形。如果均匀地布置有多个支撑点P的圆周C已经确定，则其半径R以及各支撑点P之间的最短距离K也必然确定，这样，刀具侧边部分的形状和其相对于支撑点P的位置只能由上述基弧12A所确定。侧边部分决不会是任何其它形状，因为如果取任何其它形状，则刀具最端部和相邻刀具侧边部分之间的接触关系将会破坏。
虽然刀具的侧边部分只能是基弧12A，但在刀具的水平转动平面上，上述的侧边部分形状及位置限制条件只是二维的。在本发明中，通过也在Z轴方向上利用基弧12A，即在三维方向上利用基弧12A，生成了立体的挤压侧边部分12。
在本实施例中，如图5所示，夹紧和挤压侧边部分12上的上部成型扭转表面12a为螺旋面，它与基弧12A的轨迹面相同，这种基弧12A的轨迹面是通过相对于支撑点P沿垂直方向将基弧12A向上移动一段距离L，同时绕支撑点P转动一个角度α而形成的，与此相似，刀具1端部上的上剪切刃11a与基弧端11A的轨迹相同，基弧端11A的移动方法与基弧12A的移动方法相同。
因此，成型扭转表面12a相对于支撑点P是一倾斜的扭转表面，并且成型扭转表面12a端部上的剪切刃11a相对于刀具的转动平面也是倾斜的。因此，剪切刃11a端部上的刃端11c在水平面上(即在刀具的转动平面上)的投影位置与垂直刃11b在水平面上(即在刀具的转动平面上)的投影位置之间相差一个以支撑点P为圆心的转角α。同样，在本实施例中，挤压侧边部分12上的下成型扭转表面12a和下剪切刃11a与上述的上成型扭转表面12a和上剪切刃11a分别对称。
同时，在挤压侧边部分12的中部加工有挤压部分12b，挤压部分12b的形状与基弧12A的这样一种轨迹面相同，这种基弧12A的轨迹面是通过相对于刀具1的支撑点P沿垂直方向直线移动基弧12A而形成的，并且挤压部分12b是突出的，象一个弯曲的、具有带状垂直表面的弧面。此外，刀具端部中央处的垂直刃11b的形状与基弧端11A的轨迹相同，此基弧端11A的轨迹是通过按同样方式直线移动基弧12A而得到的。
这样，由于刀具1的扭转表面12a和挤压部分12b是以基弧12A为基线形成的，不仅在具有带状垂直表面的挤压部分12b上，而且在具有倾斜扭转表面的扭转表面12a上，上述的刀具侧边部分的平面限制条件都能得到满足。因此，即使在任何位置上水平剖分具有倾斜扭转表面的扭转表面12a，扭转表面12a的水平断面图形都能与上述基弧12A相符。而现有技术中的刀具上的倾斜表面只是通过对刀具侧边部分进行倒角而加工出来的，其结果是，不能满足侧边部分的平面限制条件。
根据本发明，相对于作为刀具转动轴的支撑点P来说，刀具侧边部分(即扭转表面12a)具有倾斜和扭转的立体表面，此外，另一个重要的改进是增加了上述的容槽13。也就是说，由于在扭转表面12a的端部，即刀具的最端部，每个剪切刃11a都具有倾斜的锋利刃，设置了上述容槽13便可允许相邻刀具的剪切刃11a作弧形运动，使得剪切刃11a上至少有一部分能越过圆心O的位置(具有细小间隙的焦点位置)。
对于如图1，2和3所示的现有刀具，即使从任何位置对刀具进行水平剖分，起切割作用的侧边e1(对应于本发明中的夹紧和挤压侧边12)和起切割作用的另一侧边e2(对应于本发明中的容槽13)之间的夹角始终为90°。之所以将上述夹角确定为90°是因为在上述工况中使用的刀具是四刀刀具。例如，如果使用的是六刀刀具，则上述夹角应为60°。因此，如图2所示，当四刀刀具的四个最端部e0汇合在一点时，每把刀具的侧边e1无间隙地与相邻刀具的侧边e2紧密相接，并且四把刀的上下表面上形成了一片连续的连接平面，从而使每把刀具停止转动。当各刀具的最端部e0汇合在圆心O时，由于对食物的切割动作已全部完成，对现有刀具来说，在刀具最端部处形成的细小间隙中留有线状的食物材料是不可避免的。
而在本发明的刀具上，上述挤压侧边部分12和容槽13在水平面上的夹角定为90°或小于90°，以便使每把刀具的最端部(即剪切刃11a)能够越过焦点位置(即圆心位置O)。
如上所述，剪切刃11a是通过绕支撑点P螺旋地移动基弧端11A形成的，因此，剪切刃11a由一系列连续排列在螺旋线上的基弧端11A所构成，此螺旋线是以支撑点P为转动轴线的。本发明的特征在于，通过将挤压侧边部分12和容槽13之间的水平夹角定为90°或小于90°，随着刀具的转动，构成刀具最端部的一系列基弧端11A能够依次越过焦点位置(即圆心O的位置)。如上所述，剪切刃具有锋利的刀刃。因此，根据本发明，刀具最端部上的倾斜锋利刀刃(剪切刃11a)能够作越过焦点位置(圆心O的位置)的弧形运动，并且在弧形运动的过程中，通过改变点接触的位置(各个基弧端11A)，并通过相互摩擦，倾斜的锋利刀刃(剪切刃11a)能够在根部完全切断留在间隙中的线状突出部分。
下面将对本实施例刀具上容槽13的形状和形成位置作详细说明。
如图5所示，本实施例刀具1上的容槽13具有这样的形状，即当每把刀具转动到彼此结合的位置时，容槽13允许相邻刀具上中部突出的(挤压部分12b)上述挤压侧边部分12从槽中通过，容槽13由槽底部分13b和两个槽侧表面13a构成，两个槽侧表面13a彼此对称，并分别位于槽底部分13b的上部和下部。
此外，容槽13具有与挤压侧边部分12相同的形状，容槽13的形状是这样得到的：以连接剪切刃11a刃端11c的垂直线Q为转动轴线，将挤压侧边部分12的整个表面转向下一个支撑点P，所转角度为此支撑点P和相邻支撑点P对圆心O的夹角，在本实施例中，由于使用的是四刀刀具，因此该夹角为90°。
在本实施例中，由于容槽13是按上述方法加工的，槽侧表面13a和上述成型扭转表面12a之间的夹角在不同水平面上也是各不相同的。也就是说，在刃端11c的位置上，即在刀具的上表面，上述夹角是90°，在槽底部分13b和挤压部分12b的位置上，水平面上的上述夹角是(90°-α)。而在它们之间的其它平面上，从上述刀具的上下表面到槽底部分13b的端部与挤压部分12b的相交平面，水平面上的上述夹角从90°逐渐减小到(90°-α)。如图7所示，在垂直刃11b位置上，槽底部分13b和挤压部分12b之间的水平夹角为(90°-α)。
在本发明的刀具上，除了刃端11c处的位置外，在剪切刃11a和垂直刃11b上的其它位置，挤压侧边部分12和容槽13之间构成的水平夹角都小于90°。在位于刀具上下表面上的刃端11c处，上述夹角为90°。也就是说，在本实施例的刀具1上，除了刃端部分11c之外，整个剪切刃11a都能越过焦点位置(圆心O的位置)，以便切断食物的线状突出部分。
下面将更详细地对此加以说明。如上所述，由于刀具1上容槽13的形状是通过将挤压侧边部分12的整个表面绕作为转动轴线的垂直线Q转动90°而形成的，其中的垂直线Q连接着两个刃端11c，而不是连接着垂直刃11b，槽底部分13b具有带状的垂直表面，如图7所示，此垂直表面是以K为半径、Y为圆心的弧面，圆心Y位于相邻支撑点P的侧面，以圆心O为参考点的话，圆心Y和以O为圆心、K为半径的假想圆C1上的点X2相距一个角度α，其中，X2距相邻支撑点P的距离为R。因此，在垂直刃11b的位置上，挤压侧边部分12(挤压部分12b)与容槽13(槽底部分13b)之间的水平夹角为(90°-α)。如图3所示，对现有刀具的侧边e2来说，由于侧边e2被加工成带状的垂直表面，此垂直表面是以上述的点X2为圆心、K为半径的弧形，因此，在最端部e0的位置上，侧边e1和e2之间的水平夹角为90°。
这样，在本实施例的刀具1上，由于挤压部分12b和槽底部分13b之间的水平夹角是(90°-α)，如图1 7中的水平断面图所示，当垂直刃11b汇合到圆心O的位置时，在每把刀具的挤压部分12b和相邻刀具的槽底部分13b之间都有一个夹角为α的空间，以便使垂直刃11b和与垂直刃11b相连的剪切刃11a的端部都能作越过圆心O的弧形运动，而不使各刀具的转动停止。
如图19中的水平断面图所示，当每把刀具进一步转动，使得垂直刃11b和与垂直刃11b相连的剪切刃11a的端部越过圆心O一个角度α时，每把刀具的挤压部分12b与相邻刀具的槽底部分13b彼此紧密接触，没有任何间隙，因此使每把刀具停止转动。
当垂直刃11b弧形地越过圆心O一个角度α而使刀具的转动停止时，此时，如图19中的水平断面图和沿线S6-S6的纵剖视图所示，在圆心O的周围形成了一个由四个容槽13围成的空间D。然而，此空间D并不影响对棒状食物的切割。如图19中的平面视图所示，因为此时位于刀具1上下表面上的刃端11c汇合到了圆心O，四把刀具的上下表面构成了一片连续的平面。
如上所述，这是因为在刀具的转动平面上，相对于支撑点P来说，垂直刃11b的位置与刃端11c相差角度α，并且当垂直刃11b弧形地越过圆心O一个角度α时，刃端11c的位置仍与垂直刃11b相差角度α，也就是说，刃端11c位于圆心O的位置上。此外，在本实施例中，因为容槽13是通过将挤压侧边部分12的整个表面绕连接两个刃端11c的垂直线Q转动90°形成的，所以在刃端11c的位置上，刀具最端部的水平夹角是90°。
在本实施例中，如果容槽13是通过将挤压侧边部分12的整个表面以小于90°的转角(例如85°)绕垂直线Q向下一支撑点P的方向转动而形成的，那么，在刃端11c的位置上，刀具最端部的水平夹角也小于90°(85°)。因此，刃端11c也将能弧形地越过圆心O(越过5°)，使得包括刃端11c在内的整个剪切刃11a都将起到切割作用。然而，在此情况下，四把刀具的上下表面不能构成连续的平面。
本实施例中具有上述结构的刀具1能够在由四刀刀具1围成的成型切割口G中切割由各种食物材料组成的棒状食物F。下面将参考图8-19，详细说明用本实施例中的刀具1切割棒状食物的方法。
图8-13是局部透视图，表示了从状态I到状态VI的六个不同阶段，在这些阶段中，成型切割口G逐渐减小和关闭，并且随着刀具的逆时针转动，后面将要描述的顶端成型区域H也逐渐变小和消失，在上述图中，特意省去了一件刀具。图14-19表示的是在从状态I到状态VI的不同阶段中每把刀具的平面视图、同一时刻在挤压部分12b处的水平断面图以及同一时刻沿所标直线(例如S1-S1)剖分的纵剖图。其中，只在沿直线剖分的纵剖图中才示出了棒状食物F。
通过大致可分成三个阶段的切割和成型操作，第一实施例中的刀具能够切割由至少两种食物材料例如夹芯材料f1和外包裹材料f2组成的夹芯棒状食物F，同时不会在切割表面上留下任何线状突出部分，并且能使切割表面圆滑，与此同时，夹芯材料f1仍完全由外包裹材料f2所包裹。如图8-11和图14-17所示，在状态I到状态IV中，所进行的是第一阶段中的“夹紧和收缩操作”，而如图11-13和图17-19所示，在状态IV到状态VI中，进行的则是第二阶段中的“切割操作”和第三阶段中的“挤压和推排操作”。
第一阶段：夹紧和收缩操作
图14和图8所示的状态I表示了成型切割口G充分打开的状态。此时，夹芯棒状食物F进入成型切割口G，如图17和图11所示，在状态I和状态IV之间，当刀具的剪切刃11a和垂直刃11b在相邻刀具的挤压侧边部分12上滑动时，每把刀具都同时作逆时针转动，以便逐渐减小成型切割口G，从而使夹芯食物F受到夹紧和收缩。如图14-17中沿S1-S1等直线所作的纵剖视图所示，在成型切割口G的缩小过程中，主要靠刀具挤压部分12b上的带状垂直表面直接挤压夹芯食物F，并从各个方向上夹紧和收缩食物F的相应部分。这样，对第一实施例中的刀具来说，由于具有带状垂直表面的挤压部分12b位于挤压侧边部分12的中部，因此有可能利用平滑表面挤压夹芯棒状食物F，其结果是，有可能夹紧和收缩夹芯棒状食物F，同时保证夹芯材料f1不会露在外部包裹材料f2的表面以外。
此外，在第一阶段中(从状态I到状态IV)，挤压部分12b起到对棒状食物F的夹紧和收缩作用，除此之外，扭转表面12a也同时完成“刮磨和成型操作”。由于成型扭转表面12a的刮磨作用，棒状食物F上由挤压部分12b所夹紧和收缩的部分能够很好地成型。如上所述，由于扭转表面12a的扭转斜面是通过将基弧12A沿支撑点P的垂直方向直线移动，同时将其绕支撑点P转动而形成的，因此，从支撑点P一侧到剪切刃11a一侧，成型扭转表面12α的斜面倾角是逐渐减小的。扭转表面12a的这种倾角变化具有重要作用。
如图14-17中沿S1-S1等直线所作的纵剖视图所示，图中的T1-T4表示成型扭转表面12a的倾角，由于随着挤压部分12b的表面对食物的挤压，与夹芯棒状食物F相接触的扭转表面12a的倾角逐渐减小，扭转表面12a对受到挤压部分12b夹紧和收缩并需要有圆滑表面的食物部分进行刮磨，此外，扭转表面12a还能将夹芯棒状食物F的外包裹材料f2带向夹芯材料f1的中部，从而协助切割夹芯棒状食物F的外包裹材料。
如图17的水平断面图所示，上述第一阶段中的“夹紧和收缩操作”在状态IV中完成，此时，成型切割口G完全关闭，也就是说，在相邻刀具的挤压部分12b上滑动的各刀具垂直刃11b此时都汇合于圆心O(汇合部分Z)。然而，如上所述，此时不可避免地会在汇合部分Z处出现细小的间隙。在现有技术中，当刀具的最端部汇合于一点时，所有的切割操作便已完成，之后将立即重新打开切割口，使得在细小间隙中将留下线状的食物，这种没有完全切断的线状食物在切割表面的中部形成了小的突出部分。而对本发明的刀具1来说，在状态IV中，当每把刀具的垂直刃11b都汇合于一点时，切割操作并未完成，刀具1将沿同一方向继续转动，使得在后续的第二阶段中能够对残留在间隙中的线状食物继续进行切割。
第二阶段：切割操作
如图17和图11所示，通过沿着状态IV中的方向继续转动刀具，每个在汇合部分Z处汇合的垂直刃11b开始彼此分离，参考图18中的水平断面图，此时在各刀具的剪切刃11a上形成了一个焦点。例如，在图18和图12所示的状态V中，在剪切刃11a上、标有参考符号W的点处形成了一个焦点。也就是说，由于每个剪切刃11a都具有上述的扭转形状，因此相对刀具的转动平面来说，每个剪切刃11a都具有一个倾斜的锋利刀刃。随着刀具的转动，这四个彼此保持着扭转位置关系、互相点接触并作弧形运动的剪切刃11a象最锋利的刀一样对残留的线状食物进行切割。
因此，随着刀具的转动，剪切刃11a上起切割作用的焦点将沿着通过圆心O的垂直线上下移动。如图19中的纵剖视图所示，在状态VI中，在上述的两个刃端11c处分别形成有焦点，并且刃端11c处的焦点分别沿着通过圆心O的垂直线从上述汇合点W的位置向上和向下移动。上述汇合点的上下运动起到准确和稳定地切割线状食物的作用。
如图19和图13所示，在进入状态VI时，完成了第二阶段中的“切割操作”，也就是说，此时刃端11c汇合于一点。这时，如图19的水平断面图所示，每个垂直刃11b都到达了越过圆心O一个角度α的位置，并且每把刀具的挤压侧边部分12都与相邻刀具的容槽13紧密接触，以便使刀具停止转动。
此外，在状态VI中，在各刀具的上下表面上形成了一片连续的表面。这是因为随着刀具的转动，后面将要描述的顶端成型区域H将逐渐变小，参见图17和图11所示的状态IV，顶端成型区域H是由刀具的成型扭转表面12a构成的，并且在状态VI时，顶端成型区域H全部消失。
在状态IV到状态VI中，在刀具的上下表面上靠近汇合点(靠近圆心O)的位置，顶端成型区域H是近乎方锥形的凹孔，此凹孔由四个彼此接合的成型扭转表面12a组成，参见图11。然而，在图11中，只示出了刀具上表面上的顶端成型区域H。例如，在图18和图12所示的状态V中，顶端成型区域H是近乎方锥形的凹孔，上述的汇合点W是此凹孔的锥顶。随着刀具的进一步转动，顶端成型区域H所围体积逐渐减小。本发明最充分地利用了顶端成型区域H中体积的减小，从而能够将食物的顶部加工成球面，后面将对此做进一步的说明。
第三阶段：挤压和推排操作
在状态IV到状态VI中，第三阶段中的“挤压和推排操作”与上述第二阶段中的“切割操作”同时进行。当上述剪切刃11a作点接触弧形运动时，上述顶端成型区域H也同时减小。并且在顶端成型区域H的减小过程中，近乎方锥形的顶端成型区域H中的食物材料受到各方向的挤压，并分别受到向上和向下的推排，从而能够将食物的切割表面加工成球面。
也就是说，如图17-19中沿S4-S4等直线所作的纵剖视图所示，随着顶端成型区域H的减小，顶端成型区域H中的食物材料受到各个方向的挤压，并受到成型扭转表面12a上斜面的推排，其结果是，食物受到挤压，并被推向切割下的食物F′的方向。此时，后面将要描述的输送机5从下方支撑着切割食物F′。因此，被挤向切割下的食物F′方向的食物材料不仅受到向下的推排，而且也沿切割下的食物F′的内侧流动(如图17-19的纵剖视图中“粗箭头”所示)。
其结果是，由于从顶端成型区域H中挤压出了一定量的食物材料，使切割下的食物F′将在圆周方向膨胀，并且在图17所示的状态IV中，这种因挤压和推排引起的食物膨胀作用将使食物顶面处近乎方锥形的突出部分j(参见图3)变为球面。
这样，第三阶段中的“挤压和推排操作”对食物顶面部分的锥形突出部分进行了挤压，以便使其变得圆滑。对本发明来说，利用扭转斜面上扭转表面12a的水平运动对锥形突出部分进行推排操作是很重要的。与现有技术中采用模压工艺的第二成型操作不同，例如在现有技术中要从食物的上方对食物进行挤压，而在本方法中，并不将食物过分压扁，由于扭转表面12a与食物材料(外包裹材料f2)彼此接触，并且扭转表面12a的斜面向圆心O方向作水平运动，使得外包裹材料f2能有效地被带到食物的顶端部分。
换句话说，在顶端成型区域H的减小过程中，在顶端成型区域H中的食物材料受到挤压和推排的同时，与成型扭转表面12a相接触的外包裹材料f2或外包裹材料f2的表面部分从食物F′的圆周处被牵引到顶端部分。由于这种牵引作用，过去对夹芯棒状食物进行包合切割时出现的顶端包合部分处的外包裹材料变薄的现象消失了，因此有可能对夹芯的棒状食物F进行均匀切割，使食物上的外包裹材料f2能够均匀地包裹夹芯材料f1。
根据成型扭转表面12a上斜面倾角、斜面长度和斜面形状的不同，根据由扭转表面12a构成的顶端成型区域H中体积的不同，以及根据顶端成型区域H中体积的减小量与刀具转角之比的不同，第三阶段中的“挤压和推排操作”以及同时进行的“牵引外包裹食物”的效果也各不相同。
例如，如果对刀具挤压侧边部分12上的下部扭转表面12a′的斜面作如图20中纵剖视图所示的修形，那么，由这些成型扭转表面12a′共同构成的顶端成型区域H的体积将减小，因此受到挤压和推排的食物材料量也减小，其结果是，使食物顶端部分成为球面的食物膨胀作用也减弱了。同时，扭转表面12a′和食物表面部分的摩擦力增大，使得对食物外包裹材料的牵引效果增强。因此，如果采用这把修形刀具，由于外包裹材料f2更多地集中到了食物的顶端部分，具有带状垂直表面的挤压部分12b的厚度可按比例减小。
当然，即使在刀具的挤压侧边部分12上不加工挤压部分12b，挤压和推排操作也可由顶端成型区域H来完成，并且也能在所切割食物的顶端部分上加工出球面。然而，与本实施例一样，当切割由至少两种食物材料组成的夹芯棒状食物F时，则需要一定宽度的带状垂直表面，例如挤压部分12b，或近乎垂直的倾斜表面。
为了形成具有大倾角的成型扭转表面12a，如图5所示，对同样的直线移动量L，上述基弧12A可只转动一个小的角度。如上所述，此扭转表面12a应与基弧12A的轨迹面相同，这种基层弧12A的轨迹面是通过将基弧12A向上述支撑点P的垂直方向直线移动一定距离，同时将其绕支撑点P转动一定角度形成的。即使基弧12A的直线移动量和转动量都改变了，刀具的上述侧边部分上的平面图形限制条件也能得到满足。
因此，对于图20所示的修形刀具，或对于上述第一实施例中的刀具，由于基弧12A是按预定的距离沿刀具的厚度方向移动的，同时也是按预定的角度绕支撑点P转动的，具有倾斜面的扭转表面12a几乎是平的，虽然实际上它是扭转的。但是根据本发明的刀具并不局限于此。例如，如图21所示，成型扭转表面12a可具有扭转和弯曲的形状，或如图22所示，具有扭转的波浪形状。
如图22所示，如果扭转斜面具有扭转表面12a″的波浪形状，在顶端成型区域H的收缩过程中，根据成型扭转表面12a″的斜面位置的不同，“挤压和推排操作”和“牵引外包裹食物”的效果也不相同。更进一步地说，在扭转斜面的上部，倾角比较小，而在斜面的下部，倾角比较大，参见图22中的扭转表面12a″，其结果是，牵引到扭转表面12a″斜面下部的食物量远多于牵引到任何其它部分的食物量。
同时，通过扭转表面12a″的“挤压和推排操作”，挤压和推排出的食物量随着顶端成型区域H的减小过程而改变。这是因为扭转表面12a″具有波浪形状，所以顶端成型区域H中体积的减小量是随顶端成型区域H面积的减小过程而变化的。
这样，对于根据本发明的刀具，如果需要的话，根据由一种食物材料制成的棒状食物的材料和直径的不同，或根据由至少两种食物材料制成的夹芯棒状食物的材料和直径的不同，以及根据夹芯材料f1和外包裹材料f2比例的不同，通过改变成型扭转表面12a的形状和挤压部分12b的宽度，可以优化对不同食物材料的切割过程。
在图23-28所示的第二实施例的刀具上，允许相邻刀具上挤压侧边部分12运动的容槽13的特征在于其形状和形成位置。
第二实施例刀具上的挤压侧边部分12，即扭转表面12a和挤压部分12b，与第一实施例中的形状相似，扭转表面12a的形状与基弧12A的轨迹面一致，这种基弧12A的轨迹面是通过向刀具支撑点P的垂直方向直线地移动基弧12A，同时使基弧12A绕支撑点P转动而形成的，而挤压部分12b的形状与这样一种基弧12A的轨迹面相同，这种基弧12A的轨迹面是通过仅向刀具支撑点P的垂直方向直线地移动基弧12A而获得的。
本实施例刀具上的容槽13由槽底部分13b和两个彼此对称、分别位于槽底部分13b上方和下方的槽侧表面13a组成，容槽13是以基弧13A而不是以基弧12A为基线形成的，后面将对此作进一步描述。如图24所示，从圆心O延伸到支撑点P侧面的基弧13A是一条是以K为半径、点X3为圆心作出的弧线，点X3位于半径为K、圆心为O的假想圆C1上，并且距支撑点P的距离为R。也就是说，以连接圆心O和支撑点P的直线为参考线的话，基弧13A就是基弧12A的对称线。
与为了形成扭转表面12a和挤压部分12b而移动基弧12A相同，槽侧表面13a和槽底部分13b是通过用相同的方法直线移动基弧13A和转动基弧13A而形成的。也就是说，在本实施例的刀具上，槽侧表面13a与基弧13A的扭转轨迹面相同，这种基弧13A的扭转轨迹面是通过绕支撑点P转动基弧13A，同时沿刀具支撑点P的垂直方向直线移动基弧13A而形成的。而槽底部分13b与基弧13A的垂直轨迹面相同，这种基弧13A的垂直轨迹面是通过沿刀具支撑点P的垂直方向直线移动基弧13A形成的。
对于本实施例的刀具1，由于容槽13是根据上述方法形成的，当刃端11c汇合于圆心O时，每把刀具的挤压侧边部分12并不与相邻刀具上的容槽13紧密接触，这与图19所示的第一实施例中的情况不同。下面将参考图25-28对第二实施例中刀具的运动特点作进一步说明。图25-28表示的是，在刀具运动的不同阶段中，刀具的平面视图和该时刻在挤压部分12b上所作的水平断面图。
同样，对于本实施例的刀具，剪切刃11a及垂直刃11b和相邻刀具上的挤压侧边部分12之间的滑动关系与第一实施例中的相似。因此，对于本实施例的刀具来说，在图25-26所示的各阶段中，主要由挤压部分12b完成的“夹紧和收缩操作”以及由扭转表面12a完成的“刮磨和成型操作”同时进行。然后，在图26和图27所示的阶段中，由剪切刃11a完成的“切割操作”以及由顶端成型区域H完成的“挤压和推排操作”同时进行。
如图27中的平面视图所示，当刃端11c汇合于一点时，刀具并不停止转动，而是每把刀具沿原方向继续转动。也就是说，如图28中的平面视图所示，在相邻刀具的扭转表面12a上滑动的刃端11c在汇合于圆心O之后，将在另一相邻刀具的槽侧表面13a上滑动。
这样，对于本实施例的刀具，剪切刃11a和垂直刃11b，即刀具的整个端部始终与两相邻刀具中的一把刀具保持接触，从而有可能减小施加在剪切刃11a上的负荷，并在第二阶段的“切割操作”中减小剪切刃11a的磨损。与此相反，对于第一实施例中的刀具，如图18中的水平断面图所示，在切割操作过程中，垂直刃11b与相邻刀具不接触，并且各刀具的剪切刃11a只在焦点处(汇合点W)彼此接触。因此，剪切刃11a的磨损量相对较大。
此外，对于本实施例的刀具，通过整周转动，可以将刀具从图28所示的状态沿原方向进一步转动，使其返回图25所示的状态。因此，如果采用这种刀具，就可以进行连续的切割加工，而不必反转刀具。
图29和图30表示的是第三实施例的刀具，此刀具的特征也在于允许挤压侧边部分12运动的容槽13和13′的形状。在本实施例中，与上述第一和第二实施例中的方法相似，挤压侧边部分12，即刀具的扭转表面12a和挤压部分12b与通过移动基弧12A而得到的轨迹面相同。
第三实施例刀具上的容槽13和13′是第一和第二实施例中容槽形状的组合。也就是说，如图29所示，在本实施例的刀具上，由槽底部分13b和两个槽侧表面13a构成的容槽13从垂直刃11b延伸到刀具最端部处的剪切刃11a，由第二槽底部分13b′和两个第二槽侧表面13a′构成的第二容槽13′接着容槽13继续延伸。在上述两个容槽中，容槽13的形状与第二实施例中的容槽形状相同，而第二容槽13′的形状与第一实施例中的容槽形状相同。
特别是如图30所示，对于本实施例的刀具来说，实际上是将第二实施例刀具上的部分容槽添加到第一实施例刀具上的靠近容槽最端部的部分。对于本实施例的刀具1来说，通过采用上述方法对容槽进行加工，剪切刃11a的磨损问题便能得到解决。
也就是说，当使用这种刀具时，与第二实施例相似，不仅剪切刃11a，而且刀具的整个端部都始终与两相邻刀具中的一把刀具保持接触，因此，在第二阶段的“切割操作”中，减小了施加在剪切刃11a上的负荷。换句话说，在本实施例的刀具上，外突的容槽13位于第二容槽13′的最端部，如图18中的水平断面视图所示，以便填补每把刀具之间的空间。
如上所述，由于此刀具上第二容槽13′的形状和位置与第一实施例中刀具1的相同，因此当刃端11c汇合于一点时，第二容槽13′将与相邻刀具的挤压侧边部分12紧密地保持接触，使得在四刀刀具的上、下表面上能够形成一片连续平面。
图31表示的是第四实施例中的刀具，通过对刀具的大量切削，允许挤压侧边部分12运动的容槽13通向支撑点P的方向。在本实施例中，与上述第一至第三实施例中的方法相似，本实施例刀具上的挤压侧边部分12，即扭转表面12a和挤压部分12b与通过移动基弧12A而得到的轨迹面相同。
如上所述，根据本发明刀具的形状特点是，通过相对于支撑点P移动和转动基弧12A，使得扭转表面12a具有扭转的立体斜面，以及容槽13允许位于扭转表面12端部上的剪切刃11a在其中弧形运动，以便使每个剪切刃11a上至少有一部分能够越过位于圆心O的、存在细小间隙的焦点。只要相对于刀具的转动平面为倾斜的剪切刃11a能够越过位于圆心O处的焦点，由剪切刃11a完成的“切割操作”和由顶端成型区域H完成的“挤压和推排操作”便能够进行，从而能够连续地切割各种棒状食物，并将切割表面加工成球面，而不会在切割表面上留下任何突出部分。
因此，对于上述第一至第三实施例中的刀具来说，虽然容槽13和13′在水平面上的形状都是以K为半径的弧形，其中K是支撑点之间的最短距离，但是容槽13的形状并不局限于弧形。
然而，为了实现弧形运动，以便使剪切刃11a能够越过圆心O，这种容槽13的位置应比第三实施例中的容槽13和第二容槽13′的位置更靠近圆心O。只要这种容槽13的位置比第三实施例中的容槽13和第二容槽13′的位置更靠近圆心O，则容槽13可以具有任何形状，并且可以象本实施例一样大大地切去一部分。然而，对此刀具来说，剪切刃11a不能象第一实施例中的刀具那样在容槽13上滑动，因此剪切刃11a的磨损程度较大，并且与第一至第三实施例中的刀具不同，在刀具的上、下表面上不能形成连续平面。然而，这种刀具的优点是不必用复杂的技术去加工这种容槽13，可以通过简单的切削方法将这种容槽13加工出来。
虽然在上面对根据本发明第一至第四实施例中的刀具形状进行了详细描述，但是本发明的刀具并不局限于上述实施例，而是可以具有各种形状。
例如，虽然在上述的各实施例中均采用了四刀刀具，其中四刀刀具在其中间部分构成了成型切割口G，但实际上所用刀具并不一定是四刀刀具，还可采用不少于三刀的多刀刀具。图32和图33分别表示了五刀刀具和六刀刀具。如图所示，随着刀具数量的增加，成型切割口G能够加大，并且此口的形状变圆，因而可以用圆形的切割口从四周夹紧和收缩挤压成圆柱状的棒状食物。然而，刀具数量越多，刀具系统越复杂，并且刀具的滑动部分也增加，因此，当成型切割口G打开和关闭，或张大和减小时，滑动摩擦也增大。应当根据食物材料的质量选择适当数量的刀具。
最后，通过参考附图34，对一台完整的棒状食物切割装置进行说明。
在图34中，参考数字8表示的是用于连续排出各种棒状食物材料的挤压机。在本实施例的装置中，布置有两台挤压机8，以便将由两种食物材料组成的夹芯棒状食物F挤压到位于下方的、由刀具1围成的切割口G中。图中的数字3表示的是用于将控制电机41的驱动力传递到刀具1上的连杆元件。刀具上的连杆系统与图6中的相似。连杆元件3将相邻的刀具铰接起来，因而，每把刀具1都能同时转动。
电机控制装置42，调整装置43以及检测器44安装在上述控制电机41中。如果将控制电机41的转动方向、转角和转速输入调整装置43，电机控制装置42通过将设定信号与检测器44输出的控制电机41的轴角检测信号进行比较，就能够控制上述控制电机41的动作。本实施例不仅可以切割棒状食物F，而且在上述第一阶段的“夹紧和收缩操作”中，通过使刀具反向转动半程，使棒状食物F在一定程度上受到挤压和收缩，本实施例也可以用于生产雪人形(snowman-shaped)食物。
图中数字5表示的是位于切割系统9(包括刀具1)下方的皮带输送机，在未示出的输送机电机的驱动下，皮带输送机5间歇地工作，并且将切割下的食物F′沿与纸面垂直的方向输送到预定位置。包括皮带输送机5和刀具1的切割系统9是这样组成的，即通过随第二电机71一起运转的第一凸轮72和第二凸轮73以及通过推杆62和63，切割系统能够上下运动。
根据上述的垂直运动系统，在第三阶段的“挤压和推排操作”中，通过使棒状食物F的排压速度与刀具1沿垂直方向的速度同步，以及根据刀具的垂直运动，通过垂直地移动皮带输送机，切割下的食物F′能够受到输送机5的支撑。
当然，在第三阶段的“挤压和推排操作”中，并不总是需要保持刀具1和皮带输送机5之间的距离恒定，并且在“挤压和推排操作”中，通过改变上述第一凸轮72和第二凸轮73的形状，可以改变间歇时间的长短。通过调整与第一凸轮相连的推杆62上的螺栓联接系统61，可以改变皮带输送机5的高度，并且皮带输送机5的高度可以容易地根据所加工食物的高度进行调整。
如上所述，根据本发明的切割棒状食品的方法和装置完全可以切割粘的和塑性的食品如米糊等，而在形成其切割面的时候不会在其切割表面上留下任何凸起物。本发明不但适于切割米糊，而且适于切割各种食物，如面包、碎肉、鱼肉等。

Claims (7)

1.一种用于切割棒状食物的方法，包括下列步骤：
当各种食物材料以棒状食物(F)的形式连续排出时，棒状食物(F)被送到至少由三把刀具(1)构成的成型切割口(G)中，其中每个刀具(1)的最端部都具有剪切刃(11a)，并且在从上述剪切刃(11a)到支撑点(P)的刀具侧面上具有一夹紧和挤压侧边部分(12)，上述刀具(1)可转动地安装在均匀布置在圆周(C)上的每个支撑点(P)上，其中的圆周(C)以(O)为圆心、(R)为半径，使得每把刀具的剪切刃(11a)都能在其相邻刀具的侧边部分(12)上滑动，并且通过使上述各刀具(1)同步转动，并通过使成型切割口(G)打开和关闭或扩大和缩小，利用上述侧边部分(12)将送到成型切割口(G)中的棒状食物(F)切断，
在上述成型切割口(G)的缩小过程中，食物(F)的相应部分受到夹紧和压缩，与此同时，每个夹紧和挤压侧边部分(12)都对受到夹紧和压缩的食物(F)进行刮磨和整形；并且
在每个剪切刃(11a)作弧形运动的过程中，至少剪切刃(11a)上的一部分能够越过圆心(O)，通过每个剪切刃(11a)的运动，每个剪切刃(11a)经过并彼此接触于一点，使受到夹紧和压缩的食物(F)切断，之后，位于顶端成型区域(H)中的食物材料受到挤压和推排，通过缩小顶端成型区域(H)，使切割下的食物(F′)的切割表面成为球面，此时切割下的食物(F′)由可垂直移动的输送机(5)所支撑，上述区域(H)是由各夹紧和挤压侧边部分(12)共同构成的，并且能使切割下的食物(F′)的切割表面基本圆滑。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，伸到棒状食物(F)侧面的弧形垂直带状挤压部分(12b)基本位于每把刀具的夹紧和挤压侧边部分(12)的中部，因此在由各侧边部分(12)围成的成型切割口(G)的缩小过程中，挤压部分(12b)利用其表面夹紧和收缩棒状食物(F)的相应部分，因而能够切割至少由两种食物材料组成的、具有夹芯材料(f1)和外包裹材料(f2)的棒状食物(F)，而不会使夹芯材料(f1)露出外包裹材料(f2)的表面。
3.一种用于切割棒状食物的装置包括：
用于连续排出各种棒状食物材料的挤压机(8)；
由至少三把刀具(1)组成的切割系统部分(9)，切割系统部分(9)包括有若干刀具(1)，各刀具(1)都有各自的支撑点(P)，支撑点(P)均匀地位于圆心为(O)、半径为(R)的圆周(C)上，并且各刀具(1)的最端部在控制电机(41)的驱动下同步转动，剪切刃(11a)加工在刀具(1)的最端部，使得至少剪切刃(11a)的一部分能够弧形地越过上述圆心(O)，构成成型切割口(G)的夹紧和挤压侧边部分(12)位于剪切刃(11a)一侧的侧边部分上，上述成型切割口(G)在上述圆心(O)处能够扩大和缩小或打开和关闭，而允许相邻刀具(1)上夹紧和挤压侧边部分(12)运动的容槽(13)位于剪切刃(11a)另一侧的侧边部分上，上述夹紧和挤压侧边部分(12)的形状与基弧(12A)的轨迹面相同，其中，这种基弧(12A)的轨迹面是通过沿上述支撑点(P)的垂直方向将基弧(12A)移动一定距离，并且同时绕支撑点(P)将基弧(12A)转动一定角度而形成的，而基弧(12A)是一条从上述圆心(O)开始的、以点(X1)为圆心、(K)为半径作的弧线，其中，点(X1)位于圆心为(O)、半径为(K)的假想圆周(C1)上，点(X1)距上述支撑点(P)的距离为(R)，(K)为支撑点(P)与相邻支撑点(P)之间的距离；以及
可相对于上述切割系统部分(9)垂直移动的输送机(5)，输送机(5)用于放置在上述切割系统部分(9)中切割下来的食物(F′)，并将食物(F′)运送到目的地，
此装置的特征在于：
在上述刀具(1)同步转动以及上述成型切割口(G)缩小的过程中，每个夹紧和挤压侧边部分(12)夹紧和收缩从挤压机(8)中排出的棒状食物(F)，并且同时刮磨上述食物(F)上需要整形的收缩部分，
在每个剪切刃(11a)作弧形运动的过程中，至少剪切刃(11a)上的一部分能够越过圆心(O)，通过每个剪切刃(11a)的运动.每个剪切刃(11a)彼此接触于一点，使受到压缩的食物(F)切断，之后，位于顶端成型区域(H)中的食物材料受到挤压和推排，通过缩小顶端成型区域(H)，使切割下的食物(F′)的切割表面成为球面，此时切割下的食物(F′)由可垂直移动的输送机(5)所支撑，区域(H)是由各夹紧和挤压侧边部分(12)共同构成的，并且上述区域(H)能使切割下的食物(F′)的切割表面基本圆滑。
4.根据权利要求3的装置，其特征在于，通过沿着支撑点(P)的垂直方向将基弧(12A)移动一定距离而形成的垂直带状挤压部分(12b)基本上位于夹紧和挤压侧边部分(12)的中部，各夹紧和挤压侧边部分(12)构成了成型切割口(G)，上述成型切割口(G)在圆心(O)处能够扩大和缩小，或打开和关闭。
5.根据权利要求3或4的装置，其特征在于，每把刀具(1)上的容槽(13)的形状是通过以连接剪切刃(11a)刃端(11c)的垂直线(Q)为参考线，将夹紧和挤压侧边部分(12)绕垂直线(Q)向上述刀具(1)的下一支撑点(P)的方向转动一个中心角或一个小于中心角的角度而形成的，其中，中心角是支撑点(P)和相邻支撑点(P)对圆心(O)所构成的夹角。
6.根据权利要求3或4的装置，其特征在于，每把刀具(1)上的容槽(13)的形状与基弧(13A)的轨迹面相同，其中基弧(13A)的轨迹面是通过沿支撑点(P)的垂直方向将基弧(13A)移动一定距离，并且同时绕支撑点(P)将基弧(13A)转动一定角度而形成的，上述基弧(13A)是一条从圆心(O)开始的、以(K)为半径、点(X3)为圆心作出的弧线，其中，点(X3)位于假想圆周(C1)上，点(X3)距支撑点(P)的距离为(R)，并位于点(X1)的相对一侧。
7.根据权利要求3或4的装置，其特征在于，在每把刀具上，在剪切刃(11a)的侧面，容槽(13)的形状与基弧(13A)的轨迹面相同，其中基弧(13A)的轨迹面是通过沿支撑点(P)的垂直方向将基弧(13A)移动一定距离，并且同时绕支撑点(P)将基弧(13A)转动一定角度而形成的，上述基弧(13A)是一条从圆心(O)开始的、以(K)为半径、点(X3)为圆心作出的弧线，其中，点(X3)位于假想圆周(C1)上，点(X3)距支撑点(P)的距离为(R)，并位于点(X1)的相对一侧，
而在与剪切刃(11a)相对的侧面上，容槽(13)的形状是通过以连接剪切刃(11a)刃端(11c)的垂直线(Q)为参考线，将夹紧和挤压侧边部分(12)绕垂直线(Q)向上述刀具(1)的下一支撑点(P)的方向转动一个中心角或一个小于中心角的角度而形成的，其中，中心角是支撑点(P)和相邻支撑点(P)对圆心(O)所构成的夹角。
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