CN113276174A - 一种刀头及其构建的根茎类药材切根机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种刀头，包括粗调驱动装置、微调驱动装置、执行部件；粗调驱动装置用于驱动微调驱动装置、执行部件共同绕轴向转动，微调驱动装置驱动执行部件沿径向方向移动，执行部件用于压紧、切割。公开了一种根茎类药材切根机，包括刀头和机架；机架用于安装刀头；刀头用于完成根茎类药材的切根工序。本发明结构巧妙，加工成本低，部件维修更换方便，可用于大规模生产；相比于常见的均布式结构设计更加适用于根茎类药材的切根工作，而微调驱动部件通过胀紧联结套与粗调驱动部件配合连接，使得本发明的工作过程更加灵活，能够在较大范围内改变刀头的切根方向，适应于不同方向传送过来的根茎类药材，工作效率高，切根效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种刀头及其构建的根茎类药材切根机，属于药材加工设备领域。
背景技术
随着社会的进步和发展，科技的提升，产品加工行业也在朝着机电一体化、自动化推进，各行业对根茎类药材进行加工处理时，需要将药材的主茎与根须进行分离，以往都是用人工进行产品去根，劳动力占用大，所以想要实现这一环节的机械化操作，将工人从繁杂的工作中解放出来，设计一种机械设备实现根茎类药材的切根是很有必要的。
发明内容
本发明提供了一种刀头，为根茎类药材提供切割的平台；提供了一种根茎类药材切根机，通过本发明的刀头与空间三维移动并联机械手的配合进一步用于切根。
本发明的技术方案是：一种刀头，包括粗调驱动装置、微调驱动装置、执行部件；其中粗调驱动装置用于驱动微调驱动装置、执行部件共同绕轴向转动，微调驱动装置驱动执行部件沿径向方向移动，执行部件用于压紧、切割。
所述粗调驱动装置包括：电机Ⅰ1、电机支座Ⅰ2、联轴器Ⅰ3、连接轴4、角接触轴承Ⅰ5、轴承支座6、角接触轴承Ⅱ7、弹簧垫片8、固定螺母9、胀紧联结套10；其中电机Ⅰ1固定在电机支座Ⅰ2上，电机Ⅰ1的输出轴通过联轴器Ⅰ3与连接轴4一端连接，角接触轴承Ⅰ5、角接触轴承Ⅱ7呈上下安装在轴承支座6中与轴承支座6间隙配合，连接轴4另一端与角接触轴承Ⅰ5、角接触轴承Ⅱ7通过轴孔过渡配合连接后由弹簧垫片8和固定螺母9固定于轴承支座6的底部后伸出，微调驱动装置通过胀紧联结套10与连接轴4伸出端连接。
所述微调驱动装置包括防尘端盖11、壳体12、盘丝13、伞齿轮14、卡爪15、电机Ⅱ16、电机支座Ⅱ17、联轴器Ⅱ18、短轴19；其中壳体12包括内壳和外壳，内壳、外壳之间形成通道，防尘端盖11通过粗调驱动装置中胀紧联结套10与粗调驱动装置中连接轴4伸出端连接，且防尘端盖11安装在内壳上，盘丝13通过间隙配合安装于通道中，三个伞齿轮14安装于壳体12侧方均匀分布的三个轴孔内，三个卡爪15安装在壳体12下方的三个卡槽内，卡爪15的顶部卡齿与盘丝13底部的螺纹配合，盘丝13的顶部与伞齿轮14啮合，电机Ⅱ16安装在电机支座Ⅱ16上，电机支座Ⅱ17固定在壳体12侧方平面上，电机Ⅱ16通过联轴器Ⅱ18与短轴19一端连接，短轴19另一端与任一伞齿轮14连接。
所述三个卡爪15沿壳体12径向非均布式设计，第一个卡爪、第二个卡爪沿一条直线设计在两个径向位置，第三个卡爪与第一个卡爪、第二个卡爪呈垂直设计。
所述执行部件包括角块20、切根刀片Ⅱ21、刀片支座22、切根刀片Ⅰ23、尼龙块24、压块25、压缩弹簧26、导向杆27、挡片28；其中两个刀片支座22分别固定在微调驱动装置中第一、第二个卡爪15上，切根刀片Ⅰ23安装在刀片支座22的卡槽内且两块切根刀片Ⅰ23呈平行设计，角块20安装在壳体12底部远离微调驱动装置中第三个卡爪15一侧，切根刀片Ⅱ21安装在角块20上，切根刀片Ⅱ21与两块切根刀片Ⅰ23垂直，导向杆27一端安装在第三个卡爪15底部光孔内，导向杆27另一端与压块25顶部连接，导向杆27上安装有压缩弹簧26，尼龙块24顶部固定在压块25底部槽口内，尼龙块24底部设有与待切根原料配合的凹槽；非工作状态下，尼龙块24的凹槽的槽底与工作台的距离小于切根刀片Ⅱ21、切根刀片Ⅰ23与工作台的距离。
还包括挡片28，导向杆27一端带有凸台伸入第三个卡爪15底部光孔内并将挡片28固定在卡爪15底部。
所述两块切根刀片Ⅰ23之间的间距为30～66mm。
一种根茎类药材切根机，包括刀头B和机架；所述机架用于安装刀头B，刀头B用于完成根茎类药材的切根工序。
所述机架采用空间三维移动并联机械手A，所述空间三维移动并联机械手A包括定平台A-1和动平台A-2，动平台A-2用于安装刀头B。
本发明的有益效果是：本发明填补了现有切根工序的不足，刀头不仅可以安装于空间三维移动并联机械手上，也可安装于不同类型的机架，能应用于不同的生产加工场合；本发明可用于多种根茎类药材的切根工作，应用范围广，适应市场需求；本发明结构巧妙，加工成本低，部件维修更换方便，可用于大规模生产；其中执行部件采用了非均布式设计，相比于常见的均布式结构设计更加适用于根茎类药材的切根工作，而微调驱动部件通过胀紧联结套与粗调驱动部件配合连接，使得本发明的工作过程更加灵活，能够在较大范围内改变刀头的切根方向，适应于不同方向传送过来的根茎类药材，工作效率高，切根效果显著；再进一步地，本发明中压块选用尼龙材料，质地柔软，压紧效果好且不会对根茎类药材造成损伤。
附图说明
图1是本发明根茎类药材切根机的结构示意图；
图2是本发明中空间三维移动并联机械手的结构示意图；
图3是本发明根茎类药材切根机刀头的结构示意图；
图4是本发明根茎类药材切根机刀头的侧视图；
图5是本发明根茎类药材切根机刀头的轴测图；
图6是本发明根茎类药材切根机刀头的正视图；
图7是本发明根茎类药材切根机刀头的左视图；
图8是本发明根茎类药材切根机刀头的下视图；
图9是本发明根茎类药材切根机轴承安装部分的爆炸视图；
图10是本发明根茎类药材切根机微调驱动装置的结构示意图；
图11是本发明根茎类药材切根机微调驱动装置的爆炸视图；
图12是本发明根茎类药材切根机动平台的等轴测图；
图13是本发明根茎类药材切根机微调驱动装置壳体的等轴测图；
图14是本发明根茎类药材切根机导向杆的等轴测图；
图15是本发明根茎类药材切根机压块的等轴测图；
图16是本发明根茎类药材切根机尼龙块的等轴测图；
图17是本发明根茎类药材切根机刀片支座的等轴测图；
图18是本发明根茎类药材切根机盘丝的等轴测图；
图中各标号为：A-空间三维移动并联机械手，A-1-定平台，A-2-动平台，B-刀头，1-电机Ⅰ，2-电机支座Ⅰ，3-联轴器Ⅰ，4-连接轴，5-角接触轴承Ⅰ，6-轴承支座，7-角接触轴承Ⅱ，8-弹簧垫片，9-固定螺母，10-胀紧联结套，11-防尘端盖，12-壳体，13-盘丝，14-伞齿轮，15-卡爪，16-电机Ⅱ，17-电机支座Ⅱ，18-联轴器Ⅱ，19-短轴，20-角块，21-切根刀片Ⅱ，22-刀片支座，23-切根刀片Ⅰ，24-尼龙块，25-压块，26-压缩弹簧，27-导向杆，28-挡片。
具体实施方式
实施例1：如图1-18所示，一种刀头，包括粗调驱动装置、微调驱动装置、执行部件；其中粗调驱动装置用于驱动微调驱动装置、执行部件共同绕轴向转动，微调驱动装置驱动执行部件沿径向方向移动，执行部件用于压紧、切割。
进一步地，可以设置所述粗调驱动装置包括：电机Ⅰ1、电机支座Ⅰ2、联轴器Ⅰ3、连接轴4、角接触轴承Ⅰ5、轴承支座6、角接触轴承Ⅱ7、弹簧垫片8、固定螺母9、胀紧联结套10；其中电机Ⅰ1通过螺钉固定在电机支座Ⅰ2上，电机支座Ⅰ2通过螺钉固定在动平台A-2上，电机Ⅰ1的输出轴通过联轴器Ⅰ3与连接轴4一端连接，角接触轴承Ⅰ5、角接触轴承Ⅱ7呈上下安装在轴承支座6中与轴承支座6间隙配合，连接轴4另一端与角接触轴承Ⅰ5、角接触轴承Ⅱ7通过轴孔过渡配合连接后由弹簧垫片8和固定螺母9固定于轴承支座6的底部后伸出，轴承支座6通过螺钉安装在动平台A-2的内部，微调驱动装置通过胀紧联结套10与连接轴4伸出端配合连接。
进一步地，可以设置所述微调驱动装置包括防尘端盖11、壳体12、盘丝13、伞齿轮14、卡爪15、电机Ⅱ16、电机支座Ⅱ17、联轴器Ⅱ18、短轴19；其中壳体12包括内壳和外壳，内壳、外壳之间形成通道，防尘端盖11通过粗调驱动装置中胀紧联结套10与粗调驱动装置中连接轴4伸出端配合连接，且防尘端盖11通过螺钉安装在内壳上，盘丝13通过间隙配合安装于通道中，三个伞齿轮14安装于壳体12侧方均匀分布的三个轴孔内，通过销钉固定在壳体12上，三个卡爪15安装在壳体12下方的三个卡槽内，卡爪15的顶部卡齿与盘丝13底部的螺纹配合，盘丝13的顶部与伞齿轮14啮合，电机Ⅱ16通过螺钉安装在电机支座Ⅱ16上，电机支座Ⅱ17通过螺钉固定在壳体12侧方平面上，电机Ⅱ16通过联轴器Ⅱ18与短轴19一端连接，短轴19另一端与任一伞齿轮14通过轴孔过渡配合连接。内壳、外壳均为中空结构，在进一步减少负载的同时，便于安装盘丝。
进一步地，可以设置所述三个卡爪15沿壳体12径向非均布式设计，第一个卡爪、第二个卡爪沿一条直线设计在两个径向位置，第三个卡爪与第一个卡爪、第二个卡爪呈垂直设计。非均布式的设计，可以在不影响移动的同时便于切根刀片Ⅰ23安装。
进一步地，可以设置所述执行部件包括角块20、切根刀片Ⅱ21、刀片支座22、切根刀片Ⅰ23、尼龙块24、压块25、压缩弹簧26、导向杆27、挡片28；其中两个刀片支座22分别通过螺钉固定在微调驱动装置中第一、第二个卡爪15上，切根刀片Ⅰ23通过螺钉安装在刀片支座22的卡槽内且两块切根刀片Ⅰ23呈平行设计，角块20通过螺钉安装在壳体12底部远离微调驱动装置中第三个卡爪15一侧(即第三个卡爪对侧)，切根刀片Ⅱ21通过螺钉安装在角块20上，切根刀片Ⅱ21与两块切根刀片Ⅰ23垂直，导向杆27一端安装在第三个卡爪15底部光孔内，导向杆27另一端通过螺纹与压块25顶部连接，导向杆27上安装有压缩弹簧26，尼龙块24顶部通过销钉固定在压块25底部槽口内，尼龙块24底部设有与待切根原料配合的凹槽(凹槽的长度方向与切根刀片Ⅰ23的切割方向平行)；非工作状态下，尼龙块24的凹槽的槽底与工作台的距离小于切根刀片Ⅱ21、切根刀片Ⅰ23与工作台的距离。
进一步地，可以设置还包括挡片28，导向杆27一端带有凸台伸入第三个卡爪15底部光孔内并通过螺钉将挡片28固定在卡爪15底部。防止导向杆27从卡爪15上脱离(安装过程中，将导向杆带凸台一端伸入卡爪底部的光孔中，接着将挡片安装在卡爪外侧底部进行限位，防止导向杆脱离)。
进一步地，可以设置所述两块切根刀片Ⅰ23之间的间距为30～66mm。通过该设计既能防止刀片之间距离过小造成切根时主茎的损耗，也能防止刀片之间距离过大导致卡爪15安装不稳定，避免了安全隐患。当切根刀片Ⅰ移动到指定范围之外时，电机Ⅱ16停止工作。
再进一步地，本发明中压块选用尼龙材料，
一种根茎类药材切根机，包括刀头B和机架；所述机架用于安装刀头B；所述刀头B用于完成根茎类药材的切根工序。
进一步地，可以设置所述机架采用空间三维移动并联机械手A，所述空间三维移动并联机械手A包括定平台A-1和动平台A-2，动平台A-2用于安装刀头B。
本发明的工作原理是：
所述空间三维移动并联机械手A通过定平台A-1固定于药材加工生产线上，将刀头B置于指定工作位置。当根茎类药材沿生产线传送带输送过来时，刀头B在指定工作位置做切根准备。
所述电机Ⅰ1接收到生产线控制台传输过来的信号后开始工作，通过联轴器Ⅰ3带动连接轴4转动，连接轴4再经由胀紧联结套10带动微调驱动装置及执行部件转动到合适的切根位置。
所述电机Ⅱ16接收到生产线控制台传输过来的信号后开始工作，通过联轴器Ⅱ18带动短轴19转动，短轴19带动伞齿轮14转动，伞齿轮14与盘丝13之间为齿轮啮合，伞齿轮14转动带动盘丝13转动，盘丝13在壳体12内部靠润滑油的润滑作用转动，盘丝13背面的螺纹带动卡爪15沿卡槽平行移动，从而调节切根刀片Ⅰ23以及压块25的位置，确保切根刀片Ⅰ23和切根刀片Ⅱ21能够将根茎类药材的根须切除。当根茎类药材到达刀头B正下方之后，空间三维移动并联机械手A控制刀头B向下切削，尼龙块24首先接触到根茎类药材，并将根茎类药材固定在传送带上，在接触受力后压缩弹簧26压缩，导向杆27向卡爪15内收缩，直到切根刀片Ⅰ23和切根刀片Ⅱ21接触到根茎类药材并进行切根，工作过程结束之后，空间三维移动并联机械手A控制刀头B回到指定工作位置，等待下一次工作。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种刀头，其特征在于：包括粗调驱动装置、微调驱动装置、执行部件；其中粗调驱动装置用于驱动微调驱动装置、执行部件共同绕轴向转动，微调驱动装置驱动执行部件沿径向方向移动，执行部件用于压紧、切割。
2.根据权利要求1所述的刀头，其特征在于：所述粗调驱动装置包括：电机Ⅰ(1)、电机支座Ⅰ(2)、联轴器Ⅰ(3)、连接轴(4)、角接触轴承Ⅰ(5)、轴承支座(6)、角接触轴承Ⅱ(7)、弹簧垫片(8)、固定螺母(9)、胀紧联结套(10)；其中电机Ⅰ(1)固定在电机支座Ⅰ(2)上，电机Ⅰ(1)的输出轴通过联轴器Ⅰ(3)与连接轴(4)一端连接，角接触轴承Ⅰ(5)、角接触轴承Ⅱ(7)呈上下安装在轴承支座(6)中与轴承支座(6)间隙配合，连接轴(4)另一端与角接触轴承Ⅰ(5)、角接触轴承Ⅱ(7)通过轴孔过渡配合连接后由弹簧垫片(8)和固定螺母(9)固定于轴承支座(6)的底部后伸出，微调驱动装置通过胀紧联结套(10)与连接轴(4)伸出端连接。
3.根据权利要求1所述的刀头，其特征在于：所述微调驱动装置包括防尘端盖(11)、壳体(12)、盘丝(13)、伞齿轮(14)、卡爪(15)、电机Ⅱ(16)、电机支座Ⅱ(17)、联轴器Ⅱ(18)、短轴(19)；其中壳体(12)包括内壳和外壳，内壳、外壳之间形成通道，防尘端盖(11)通过粗调驱动装置中胀紧联结套(10)与粗调驱动装置中连接轴(4)伸出端连接，且防尘端盖(11)安装在内壳上，盘丝(13)通过间隙配合安装于通道中，三个伞齿轮(14)安装于壳体(12)侧方均匀分布的三个轴孔内，三个卡爪(15)安装在壳体(12)下方的三个卡槽内，卡爪(15)的顶部卡齿与盘丝(13)底部的螺纹配合，盘丝(13)的顶部与伞齿轮(14)啮合，电机Ⅱ(16)安装在电机支座Ⅱ(16)上，电机支座Ⅱ(17)固定在壳体(12)侧方平面上，电机Ⅱ(16)通过联轴器Ⅱ(18)与短轴(19)一端连接，短轴(19)另一端与任一伞齿轮(14)连接。
4.根据权利要求3所述的刀头，其特征在于：所述三个卡爪(15)沿壳体(12)径向非均布式设计，第一个卡爪、第二个卡爪沿一条直线设计在两个径向位置，第三个卡爪与第一个卡爪、第二个卡爪呈垂直设计。
5.根据权利要求1所述的刀头，其特征在于：所述执行部件包括角块(20)、切根刀片Ⅱ(21)、刀片支座(22)、切根刀片Ⅰ(23)、尼龙块(24)、压块(25)、压缩弹簧(26)、导向杆(27)、挡片(28)；其中两个刀片支座(22)分别固定在微调驱动装置中第一、第二个卡爪(15)上，切根刀片Ⅰ(23)安装在刀片支座(22)的卡槽内与两块切根刀片Ⅰ(23)呈平行设计，角块(20)安装在壳体(12)底部远离微调驱动装置中第三个卡爪(15)一侧，切根刀片Ⅱ(21)安装在角块(20)上，切根刀片Ⅱ(21)且两块切根刀片Ⅰ(23)垂直，导向杆(27)一端安装在第三个卡爪(15)底部光孔内，导向杆(27)另一端与压块(25)顶部连接，导向杆(27)上安装有压缩弹簧(26)，尼龙块(24)顶部固定在压块(25)底部槽口内，尼龙块(24)底部设有与待切根原料配合的凹槽；非工作状态下，尼龙块(24)的凹槽的槽底与工作台的距离小于切根刀片Ⅱ(21)、切根刀片Ⅰ(23)与工作台的距离。
6.根据权利要求5所述的刀头，其特征在于：还包括挡片(28)，导向杆(27)一端带有凸台伸入第三个卡爪(15)底部光孔内并将挡片(28)固定在卡爪(15)底部。
7.根据权利要求5所述的刀头，其特征在于：所述两块切根刀片Ⅰ(23)之间的间距为30～66mm。
8.一种根茎类药材切根机，其特征在于：包括权利要求1-7中任一项所述的刀头(B)和机架；所述机架用于安装刀头(B)，刀头(B)用于完成根茎类药材的切根工序。
9.根据要求8所述的根茎类药材切根机，其特征在于：所述机架采用空间三维移动并联机械手(A)，所述空间三维移动并联机械手(A)包括定平台(A-1)和动平台(A-2)，动平台(A-2)用于安装刀头(B)。
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| CN106666788A (zh) * | 2017-03-01 | 2017-05-17 | 温州大学 | 杏鲍菇根部自动切削系统 |
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2021
- 2021-04-14 CN CN202110398075.XA patent/CN113276174B/zh active Active
Patent Citations (5)
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| GB860056A (en) * | 1958-04-11 | 1961-02-01 | Josef Hunkeler | A machine and method for trimming book bodies |
| CN205234738U (zh) * | 2015-12-23 | 2016-05-18 | 丽水市人民医院 | 人造肛门的造口装置 |
| CN106666788A (zh) * | 2017-03-01 | 2017-05-17 | 温州大学 | 杏鲍菇根部自动切削系统 |
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