CN111745711B - 一种家用助老切菜机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种家用助老切菜机，其特征在于：包括无极调距式间歇进给模块、滚刀切割模块和压菜模块，本发明切菜机通过手轮的旋转带动切菜机内部各机械结构之间的传动，模拟人手切菜过程，实现装置自动压菜、切菜、传动，根据菜品的不同需求做出人为想要的片状、丝状、块状，安全便捷，体积小且噪声小，相比于现有的切菜机，该智能切菜机不使用电，装置稳定性高。

Description

一种家用助老切菜机
技术领域
本发明属于厨用机械设备领域，具体涉及一种家用助老切菜机。
背景技术
随着社会的发展，人均收入的增长，享受生活、提高生活质量逐渐地成为人们的一种精神需求，每天做饭所面临的大量切菜工作更是一项亟待解决的日常负担。尤其是老人做菜时双手不再灵活、耗费体力、手抖、不宜久站，这一系列缺陷直接导致老人在厨房切菜时久站易晕倒、易切到手指等紧急突发情况。经过充分的市场调研，我们发现目前为止对于老人而言智能化设备的学习依然是一个难点，控制面板操作较为复杂，老年人上手难度相对较高，因此一个简单方便的切菜助手对于老人来说无疑是一个更好的选择，既能提高切菜效率，又能保障老人人身安全。
目前市面上基本没有适合家庭使用的一体化切菜机，现有的针对食堂饭店等大型切菜机于家庭使用都存在不可忽视的缺陷，如：
1、功能单一，只设置了一个切刀，专门切特定种类的菜或肉类成段状或片状，不精细功能也不全，不适合家用；
2、体积大噪声大，且有的多功能切菜机必须在稳定的大功率供电情况下使用，才能支持机器安全运行；
3、暴力切割导致切割时有较多的碎屑和汁水洒出对厨房卫生有很大的破坏并且需要经常清洗机；
4、在家庭生活中，需要对生食，熟食区分用刀和切菜板，因此目前的切菜机也存在不能保证菜品卫生的缺陷。
以上问题都使得现有的切菜设备不适用于老人使用，因此本发明拟开发一种家用助老切菜机，通过手轮的旋转带动机械结构运动，模拟人手切菜过程，实现装置自动压菜、切菜、传动，根据菜品的不同需求做出人为想要的片状、丝状、块状，安全便捷，体积小且噪声小。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：
一种家用助老切菜机，包括无极调距式间歇进给模块、滚刀切割模块和压菜模块，其特征在于：所述无极调距式间歇进给模块包括，变距式曲柄摇杆机构、棘轮棘爪、轮系、滑移齿轮组以及丝杆半螺母机构；
所述变距式曲柄摇杆机构由螺杆、曲柄、连杆、摆杆、调距丝杆组成，其中调距丝杆在轴向上穿过曲柄并通过螺纹与螺杆垂直配合，旋转调距丝杆，使螺杆沿调距丝杆上下移动，改变实际有效曲柄长度从而实现摆角的可调节；
棘爪通过螺钉固定于摆杆内侧连轴上，棘爪与棘轮之间通过扭簧相啮合，棘轮通过紧定螺钉与摆杆内侧连轴轴端相固连，在变距式曲柄摇杆摆动时，棘爪随着摆杆做顺时针或逆时针的往复摆动，由于实际有效曲柄长度可不断改变，棘爪带动棘轮转动的角度可人为调整，摆杆内侧连轴轴C上进一步固定有20齿的直齿轮F和40齿的直齿轮B，摆杆套设在摆杆内侧连轴轴C上，两者不固连，摆杆内侧连轴的转动由棘轮控制；
滑移齿轮组包括固定在花键轴A上的两个齿轮数分别为40的直齿轮E和齿数为20的直齿轮A，两个直齿轮通过端面打孔沉头螺杆链接紧钉的方式使中心重合并固定在一起，与花键轴A配合并可在其上滑动，花键轴A端部还固定有齿数为40的固定直齿轮C，该固定直齿轮C与另一根连接进给丝杆的转轴上的齿数为20的直齿轮D啮合，形成轮系，使得轮系拥有1:2的固有传动比；
所述滚刀切割模块包括曲柄滑块机构、限位槽、三轮滑块、内置双轴心直线导轨、限位连接板、全珠万向转盘、滚刀、卡盘、同步带轮A和同步带轮B；
所述限位连接板一侧底部设有半螺母与进给丝杆连接，限位连接板下方通过螺钉与三轮滑块固定，三轮滑块底部套设在内置双轴心直线导轨上，三轮滑块带动整个限位连接板及其以上部分在内置双轴心直线导轨上运动，通过丝杆传递过来的运动实现限位连接板上部滚动模块的进给，限位连接板上部分与全珠万向转盘固定配合，全珠万向转盘分为上下两盘，上盘在90度范围内水平自由转动，满足斜切需求。
固定板通过螺钉与万向转盘的上盘固定，带动实现刀具切割角度的转变，与手摇柄垂直连接的手柄连轴上固定有若干锥齿轮，前段锥齿轮A与锥齿轮B啮合，锥齿轮B固定在花键轴B上，通过锥齿轮A与锥齿轮B啮合将运动1：2传递至花键轴B，花键轴B带动固定在花键轴B后半段上的同步带轮A，同步带轮A中的主动轮将花键轴B的转动通过皮带传动至同步带轮A上方的从动轮上，同步带轮A上方从动轮带动从动轮转轴旋转，曲柄通过键连接与同步带轮A上从动轮转轴相固连，卡盘在限位槽轨迹的限制下带着滚刀对菜进行切割，滚刀卡盘中心销钉与限位槽相配合，使刀具切割轨迹按照限位槽设定的路径运动，以便于在切菜时向下达到最大的切割力。
所述压菜模块包括双板压菜机构、凸轮与同步带轮B、压簧板、压簧、底板；同步带轮A的从动轮与同步带轮B的主动轮同轴，由同步带轮A的从动轮传递到同步带轮B的主动轮上的转动，通过同步带轮B的皮带传递带动位于下方的同步带轮B的从动轮转动，从而带动同步带轮B的从动轮转轴转动，凸轮通过键连接与同步带轮B的从动轮转轴相固连，凸轮始终与位于凸轮下方的十字形铝型材相切，压簧板上方与十字形铝型材相固连，下方通过多个压簧与底板之间紧压，当同步带轮B的从动轮转轴带动凸轮转动时，凸轮下方的十字状铝型材贴着凸轮上上下下，还原切菜时左手压菜的一压一松，防止刀具切割时食材的偏移；十字形铝型材下方固定着双板压菜机构，上板为固定板无弹性，下板为柔性压菜片，压菜时可适应不同食材的形状做柔性变形实现压菜功能，上下两板通过螺钉固定。
所述切菜机装置整体外设保护罩，保护罩上设有可开合的上盖，用于放置待切割菜品，调节滑移齿轮组齿轮位置，手摇柄穿过保护罩露在保护罩外侧，保护罩上设有调距丝杆调节口。
本发明具有如下优点：
(1)转动手柄一个动作可以同时实现切菜、间歇进给与压菜三种功能；
(2)通过改变曲柄长短与齿轮变速可以实现无极变距间歇进给；
(3)通过机械机构运动配合实现模拟人手切菜的过程。
相比于现有的切菜机，该智能切菜机不使用电，装置稳定性高。现有的智能化设备操作面板复杂，而该切菜机只需转动手柄与简单的旋转调节动作相配合，操作简便，适合老年人使用，容易学会操作方法。且现有切菜机价格昂贵，同时，大多噪音大且切割暴力不适合家用，该切菜机解决了以上问题。该切菜机符合助老机械的设计理念，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明一种家用助老智能切菜机的整体示意图；
图2是无极调距式间歇进给模块示意图；
图3是滚刀切割模块示意图；
图4是压菜模块示意图；
其中：1-螺杆，2-曲柄，3-连杆，4-摆杆，5-棘爪，6-棘轮，7-轮系，8-滑移齿轮组，9-进给丝杆，10-半螺母，11-限位槽，12-滚刀，13-卡盘，14-全珠万向转盘，15-内置双轴心直线导轨，16-三轮滑块，17-限位连接板，18-同步带轮A，19-曲柄滑块机构，20-同步带轮B，21-凸轮，22-压簧板，23-固定板，24-柔性压菜板，25-手摇柄，26-调距丝杆，27-轴B，28-轴C，29-花键轴A，30-轴D，31-花键轴B，32-直齿轮B，33-直齿轮C，34-直齿轮E，35-直齿轮A，36-直齿轮D，37-直齿轮F，38-锥齿轮A，39-锥齿轮B，40-轴A，41-手柄连轴。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，如图1所示，本发明的一种家用助老智能切菜机包括：无极调距式间歇进给模块，滚刀切割模和压菜模块。
如图2所示，本发明的无极调距式间歇进给模块包括：变距式曲柄摇杆机构、棘轮棘爪、轮系、滑移齿轮组以及丝杆半螺母机构。
变距式曲柄摇杆机构由螺杆1、曲柄2、连杆3、摆杆4、调距丝杆26组成，其中调距丝杆26在轴向上穿过曲柄2并通过螺纹与螺杆1垂直配合，旋转调距丝杆26，可使螺杆1沿调距丝杆26上下移动，改变实际有效曲柄2长度从而实现摆角的可调节。
棘爪5通过螺钉固定于摆杆4内侧连轴上相应位置，棘爪5与棘轮6之间通过扭簧相啮合，棘轮6通过紧定螺钉与摆杆4内侧连轴轴端相固连，在变距式曲柄摇杆摆动时，棘爪5随着摆杆4做顺时针、逆时针的往复摆动，由于实际有效曲柄2长度可不断改变，棘爪5带动棘轮6转动的角度可人为调整，摆杆4内侧连轴轴C28上进一步固定有20齿的直齿轮F37和40齿的直齿轮B32，摆杆4套设在摆杆4内侧连轴轴C28上，两者不固连，摆杆4内侧连轴的转动由棘轮6控制。
滑移齿轮组8包括固定在花键轴A29上的两个齿轮数分别为40的直齿轮E34和齿数为20的直齿轮A35，两个齿轮通过端面打孔沉头螺杆链接紧钉的方式使中心重合并固定在一起，与花键轴A29配合并可在其上滑动，花键轴A29端部还固定有齿数为40的固定直齿轮C33，该固定直齿轮C33与另一根连接进给丝杆9的转轴上的齿数为20的直齿轮D36啮合，形成轮系7，使得轮系7拥有1:2的固有传动比，摆杆4内侧连轴上依次固定的齿轮数为20的直齿轮F37和齿数为40的直齿轮B32，通过拨动滑移齿轮组8，当摆杆4内侧连轴上40齿轮数直齿轮B32与齿轮组上齿数为20的直齿轮A35配合，达到1:2传动比，与轮系7相配合最终以1：4传动比输出，输出轴转角为360°，输出轴与进给丝杆9相连，进给丝杆9的导程为10mm，丝杆带动滚刀12每次前进10mm，实现切丁功能；当摆杆4内侧连轴上20齿轮数直齿轮F37与滑移齿轮组40齿轮数直齿轮E34配合，达到2:1传动比，与轮系相配合最终以1：1传动比输出，输出轴转角为30°，输出轴与进给丝杆9相连，进给丝杆9的导程为10mm，丝杆带动滚刀每次前进1mm，实现切丝功能。
如图3所示，本发明的滚刀切割模块Ⅱ包括：曲柄滑块机构19、限位槽11、三轮滑块16、内置双轴心直线导轨15、限位连接板17、全珠万向转盘14、滚刀12、卡盘13、同步带轮A18和同步带轮B20。
限位连接板17一侧底部设有半螺母10与进给丝杆9连接，限位连接板17下方通过螺钉与三轮滑块16固定，三轮滑块16底部套设在内置双轴心直线导轨15上，三轮滑块16带动整个限位连接板17及其以上部分在内置双轴心直线导轨15上运动，通过进给丝杆9传递过来的运动实现限位连接板17上部滚动模块的进给，限位连接板17上部分与全珠万向转盘14固定配合。全珠万向转盘14分为上下两盘，上盘可实现90度范围内水平自由转动，满足斜切需求。
固定板23通过螺钉与万向转盘14的上盘固定，带动实现刀具切割角度的转变，与手摇柄25垂直连接的手柄连轴41上固定有若干锥齿轮，前段锥齿轮A38与锥齿轮B39啮合，锥齿轮B39固定在花键轴B31上，通过锥齿轮A38与锥齿轮B39啮合将运动1：2传递至花键轴B31，花键轴B31带动固定在花键轴B31后半段上的同步带带轮A18，同步带轮A18中的主动轮将花键轴B31的转动通过皮带传动至同步带轮A18上方的从动轮上，同步带轮A18上方从动轮带动从动轮转轴旋转，曲柄19通过键连接与同步带轮A18上从动轮转轴相固连，卡盘13在限位槽11轨迹的限制下带着滚刀12对菜进行切割。滚刀卡盘中心销钉与限位槽11相配合，使刀具切割轨迹按照限位槽设定的路径运动，以便于在切菜时向下达到最大的切割力。
如图4所示，本发明的压菜模块Ⅲ包括双板压菜机构、凸轮21与同步带轮B20、压簧板22、压簧、底板。
同步带轮A18的从动轮与同步带轮B20的主动轮同轴，由同步带轮A18的从动轮传递到同步带轮B20的主动轮上的上的转动，通过同步带轮B20的皮带传递带位于下方的同步带轮B20的从动轮，从而带动同步带轮B20的从动轮转轴转动，凸轮21通过键连接与同步带轮B20的从动轮转轴相固连，凸轮21始终与位于凸轮下方的十字状铝型材相切，压簧板22上方与十字型铝型材一侧相固连，下方通过多个压簧与底板之间紧压，当同步带轮B20的从动轮转轴带动凸轮21转动时，凸轮下方的十字状铝型材贴着凸轮上上下下，还原切菜时左手压菜的一压一松，防止刀具切割时食材的偏移。十字形铝型材下方固定着双板压菜机构，上板为固定板23无弹性，下板为柔性压菜片24，压菜时可适应不同食材的形状做柔性变形实现压菜功能，上下两板通过螺钉固定。
进给传动路线：用户转动手轮，带动手柄连轴41转动，通过锥齿轮将运动1：1传递至轴A40，随后通过直齿轮将运动1：4传递至轴B27，轴B27带动曲柄2转动，通过曲柄连杆机构带动摆杆4往复运动，摆杆4带动棘爪5往复运动，通过棘轮棘爪机构向轴C28单向传递运动，当滑移齿轮组8中直齿轮A35与轴C28上直齿轮B32处于啮合状态时，轴C28通过直齿轮将运动1：2传递至花键轴A29，随后花键轴A29通过直齿轮C33与直齿轮D36啮合将运动1：2传递至轴D30，此时轮系7的输入输出比为1：4：若滑移齿轮组8中直齿轮E34与轴C28上直齿轮F37处于啮合状态时，轴C28通过直齿轮将运动2：1传递至花键轴29，随后花键轴A29通过直齿轮C33与直齿轮D36啮合将运动1：2传递至轴D30，此时轮系7的输入输出比为1：1；轴D30与进给丝杆9通过联轴器相连，随后通过丝杠9与半螺母10啮合将运动传递至半螺母10，半螺母10与限位连接板17相固连，随后通过限位连接板17将运动传递至压菜模块。
切割传动路线：用户转动手轮，带动手柄连轴41转动，通过锥齿轮A38与锥齿轮B39啮合将运动1：2传递至花键轴B31，随后通过同步带轮A18将运动1：1传递至曲柄滑块机构19中的曲柄，再由曲柄滑块机构19在限位槽11的限制下将运动传递至滚刀12，实现滚刀的往复切割。此外，花键轴B31通过两个同步带轮传动将运动1：1传递至凸轮21，在压簧的弹力作用下，压簧板22始终与凸轮21处于相切状态，因此凸轮21的转动可以通过压簧板22使柔性压菜板24上下往复运动，从而达到压菜的功能。
压菜模块运动模式：通过滑移齿轮组8与丝杠半螺母机构对滚刀切割模块进行间歇进给；由手柄连轴41传递出来的转矩通过花键轴B31带动两个同步带轮转动，同时为滚刀切割与柔性压菜两个动作的实现提供动力。当摆杆4处于进程时带动棘轮6正向转动，在进给丝杆9的带动下滚刀切割部分进行进给动作，此时柔性压菜板处于抬升状态，滚刀12处于无效切割行程内；当摆杆4处于回程时棘轮6停止转动，进给丝杆9停止转动，滚刀切割部分处于固定状态，此时柔性压菜板处于下压状态，滚刀处于有效切割行程内。当完成菜品切割工作时，手动抬起半螺母10，使其与进给丝杆9脱离啮合，推动滚刀切割部分沿滑轨运动至初始位置。
本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (2)

1.一种家用助老切菜机，其特征在于：包括无极调距式间歇进给模块、滚刀切割模块和压菜模块，所述无极调距式间歇进给模块包括，变距式曲柄摇杆机构、棘轮棘爪、轮系、滑移齿轮组以及丝杆半螺母机构，所述变距式曲柄摇杆机构由螺杆、曲柄、连杆、摆杆、调距丝杆组成，其中调距丝杆在轴向上穿过曲柄并通过螺纹与螺杆垂直配合，旋转调距丝杆，使螺杆沿调距丝杆上下移动；棘爪通过螺钉固定于摆杆内侧连轴上，棘爪与棘轮之间通过扭簧相啮合，棘轮通过紧定螺钉与摆杆内侧连轴轴端相固连，在变距式曲柄摇杆摆动时，棘爪随着摆杆做顺时针或逆时针的往复摆动，摆杆内侧连轴轴C上进一步固定有20齿的直齿轮F和40齿的直齿轮B，摆杆套设在摆杆内侧连轴轴C上，两者不固连，摆杆内侧连轴的转动由棘轮控制；
所述滑移齿轮组包括固定在花键轴A上的两个齿数分别为40的直齿轮E和齿数为20的直齿轮A，两个直齿轮通过端面打孔沉头螺杆链接紧钉的方式使中心重合并固定在一起，与花键轴A配合并可在其上滑动，花键轴A端部固定有齿数为40的固定直齿轮C，该固定直齿轮C与另一根连接进给丝杆的转轴上的齿数为20的直齿轮D啮合，形成轮系，使得轮系拥有1:2的固有传动比；
所述滚刀切割模块包括曲柄滑块机构、限位槽、三轮滑块、内置双轴心直线导轨、限位连接板、全珠万向转盘、滚刀、卡盘、同步带轮A和同步带轮B；
所述限位连接板一侧底部设有半螺母与进给丝杆连接，限位连接板下方通过螺钉与三轮滑块固定，三轮滑块底部套设在内置双轴心直线导轨上，三轮滑块带动整个限位连接板及其以上部分在内置双轴心直线导轨上运动，通过进给丝杆传递过来的运动实现限位连接板上部滚动模块的进给，限位连接板上部分与全珠万向转盘固定配合，全珠万向转盘分为上下两盘，上盘在90度范围内水平自由转动；
所述全珠万向转盘的上盘通过螺钉与固定板固定，带动实现刀具切割角度的转变，与手摇柄垂直连接的手柄连轴上固定有若干锥齿轮，前段锥齿轮A与锥齿轮B啮合，锥齿轮B固定在花键轴B上，通过锥齿轮A与锥齿轮B啮合将运动1：2传递至花键轴B，花键轴B带动固定在花键轴B后半段上的同步带轮A，同步带轮A中的主动轮将花键轴B的转动通过皮带传动至同步带轮A上方的从动轮上，同步带轮A上方的从动轮带动该从动轮转轴旋转，曲柄通过键连接与同步带轮A上的从动轮转轴相固连，卡盘在限位槽轨迹的限制下带着滚刀对菜进行切割，滚刀卡盘中心销钉与限位槽相配合，使刀具切割轨迹按照限位槽设定的路径运动；
所述压菜模块包括双板压菜机构、凸轮、同步带轮B、压簧板、压簧、底板；同步带轮A的从动轮与同步带轮B的主动轮同轴，由同步带轮A的从动轮传递到同步带轮B的主动轮上的转动，通过同步带轮B的皮带传递带动位于下方的同步带轮B的从动轮转动，从而带动同步带轮B的从动轮转轴转动，凸轮通过键连接与同步带轮B的从动轮转轴相固连，凸轮始终与位于凸轮下方的十字形铝型材相切，压簧板上方与十字形铝型材一侧相固连，下方通过多个压簧与底板之间紧压；十字形铝型材另一侧下方固定着双板压菜机构，上板为固定板无弹性，下板为柔性压菜片，上下两板通过螺钉固定。
2.如权利要求1所述的一种家用助老切菜机，其特征在于：所述切菜机装置整体外设保护罩，保护罩上设有可开合的上盖，用于放置待切割菜品，调节滑移齿轮组齿轮位置，手摇柄穿过保护罩露在保护罩外侧，保护罩上设有调距丝杆调节口。
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