CN113799185B - 用于一体化食品切片机构的夹持平移旋转装置及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于一体化食品切片机构的夹持平移旋转装置，包括平移滑台、设于平移滑台上的第一旋转机构和设于第一旋转机构上的第二旋转机构，所述第一旋转机构沿所述平移滑台实现第一旋转运动，所述第二旋转机构沿所述第一旋转机构实现第二旋转运动；还包括视觉装置和控制端，所述视觉装置用于采集待切割食品的图像信息，所述控制端根据所述图像信息控制所述第一旋转机构和第二旋转机构的运动。本发明还提供一种应用，将所述夹持平移旋转装置应用于食品切片机构中。本发明通过相视觉装置的图像采集和分析计算，可将理想切缝和刀锋对齐进行切割，提高产品切片质量和效率。

Description

用于一体化食品切片机构的夹持平移旋转装置及应用

技术领域

本发明涉及食品加工机械领域，尤其涉及一种用于一体化食品切片机构的夹持平移旋转装置及应用。

背景技术

现今固体食品切片，如槟榔切片的生产厂家大部分都是采用人工切片的方式和传统一刀切槟榔切片设备。目前还没有成熟的自动化设备实现对槟榔的两刀切割。现有的传统一刀切槟榔切片设备大多采用的是“槟榔通过夹具运输与固定刀片相对运动进行切割”，这类槟榔切片机械虽然结构简单、构思巧妙，效率高，对于只需要切一刀的槟榔来说可以用这个设备实现切片，由于受这种切片原理的限制，也存在比较多的缺点，其一是对于尺寸较大需要切两刀的槟榔无法实现切两刀，其二是由于夹具不能调整大小和方向，不同大小的槟榔进入夹具中其位置具有一定的随意性，因此切片的刀口位置和方向也存在一定的随意性，可能不是理想的位置和方向，这样也会使有些槟榔降低了等级，甚至会把某些槟榔切废导致成品率的下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于一体化食品切片机构的夹持平移旋转装置

实现本发明目的的技术方案是：一种用于一体化食品切片机构的夹持平移旋转装置，包括平移滑台、设于平移滑台上的第一旋转机构和设于第一旋转机构上的第二旋转机构，所述第一旋转机构和第二旋转机构沿所述平移滑台同时前后运动，所述第一旋转机构沿所述平移滑台实现第一旋转运动，所述第二旋转机构沿所述第一旋转机构实现第二旋转运动；还包括视觉装置和控制端，所述视觉装置用于采集待切割食品的图像信息，所述控制端根据所述图像信息控制所述第一旋转机构和第二旋转机构的运动。

作为优选，所述第一旋转机构包括设于滑台连接板上的用于安装第一轴承的第一轴承座和用于安装第一电机减速机的电机安装座，所述滑台连接板沿所述平移滑台进行前后运动，所述第一电机减速机通过第一轴承结合所述第二旋转机构实现左右角度偏移。

作为优选，所述第二旋转机构包括与所述第一轴承上的轴承套径向位置垂直连接的旋转连接板，还包括设于旋转连接板上的第二轴承座和第二电机减速机，所述第二电机减速机通过第二轴承座上的第二轴承带动旋转执行机构实现待切割食品的顺时针/逆时针旋转。

作为优选，所述旋转执行机构包括设于第二轴承的轴承套上的电爪连接板和设于电爪连接板上的电爪，所述电爪上设有用于夹抓待切割食品的电爪手指。

本发明还提供一种将所述夹持平移旋转装置应用于一体化食品切片机构的应用，所述一体化食品切片机构还包括送料机构、切片机构、调姿和下料机构、出料皮带机，所述送料机构用于将二级给料机构给的待切割食品送到所述调姿和下料机构处，所述调姿和下料机构用于调姿及下料，所述调姿和下料机构的下料装置的后下方为下料进料口，所述调姿机构在送料机构的后上方，所述下料进料口由送料机构的尾端、切片机构的垫板前端围绕而成，所述下料进料口的下方为出料皮带机，所述出料皮带机穿过所述夹持平移旋转装置的电爪手指设置。

作为优选，所述切片机构包括旋转机架，所述旋转机架上设有立板，所述立板上设有线性模组，所述线性模组的切片滑台上设有沿线性模组的滑轨直线运行的刀架，所述刀架上设有用于切割待切割食品的刀片，还包括设于刀架上的弹簧压紧装置，所述弹簧压紧装置用于对待切割食品进行压紧。

作为优选，所述弹簧压紧装置包括沿刀片切割方向设置的压紧滑轨，所述压紧滑轨两端分别设有上限位块和下限位块，还包括设于压紧滑轨的压紧滑台和设于压紧滑台上的压杆，所述压杆顶端设有贯通上限位块的导杆，所述导向杆上套设有弹簧。

作为优选，所述调姿和下料机构包括安装板，所述安装板正反两面分别设有调姿装置和下料装置，所述调姿装置用于对待切割食品进行压实调平，所述下料装置用于将切割后的食品刮落至所述下料进料口下的出料皮带上。

作为优选，所述调姿装置包括设于安装板上的调姿导轨和调姿气缸，还包括设于调姿导轨上的调姿滑块和设于调姿滑块上的调姿连接件，所述调姿连接件下端设有调姿压片，所述调姿气缸通过带动调姿滑块在调姿导轨上下滑动，使所述调姿压片下压实现压实调平。

作为优选，所述下料装置包括设于安装板上的下料导轨和下料气缸，还包括设于下料导轨上的下料滑块和设于下料滑块上的下料连接件，所述下料连接件下端设有下料压片，所述下料气缸通过带动下料滑块在下料导轨上下滑动，使所述下料压片下压将切割后的食品刮落至所述下料进料口下的出料皮带上。

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明通过相视觉装置的图像采集和分析计算，能将送料机构输送过来的槟榔准确的停止在电爪手指需要的位置，便于调姿和下料机构的调姿装置的调姿和电爪手指的夹持。

(2)本发明理想切缝和刀锋的对齐是在电爪手指向切片机构的刀下运动过程中完成的，提高了效率，能将夹持的槟榔准确的移位到切片机构的切刀下，并将理想的切缝和刀锋对齐，提高切片质量和效率。

(3)本申请通过该结构可以实现主动出料，即当夹持机构的电爪手指夹持的槟榔在完成切割后，并不松开夹具，而是继续夹持着槟榔，向槟榔总体工艺方向的反方向运动(亦即反向出料)，该方向也是电爪手指去再次夹取下一个槟榔的回程路径上，在此路径的某个位置处，电爪手指才松开，这样能有效避免切割完成后的槟榔片对槟榔切割单元的影响，同时还节省了时间。

(4)本发明通过将夹持的槟榔进行左右的移位和旋转，能将待切的槟榔准确移位到所需的位置，达到预设的理想切缝和刀锋的高度重合，从而提高槟榔切片的品质，提高槟榔的等级，通过两个旋转电机实现槟榔的旋转和左右移动，结构简单、可靠性高，结构的宽度减小很大，有利于多组结构并行使用。

(5)能根据槟榔的大小、形状和方位，能将槟榔的预设切缝(一条或两条)准确的移位到刀锋下，实现预设切缝和刀锋的高度重合，因此该机构能实现切一刀或切两刀，两种都能保证槟榔切片的品质，槟榔的切缝具有确定性。

(6)两个旋转机构旋转相应的角度就可以实现槟榔的左右平移，这种左右平移会引起槟榔相对刀前后有一个很小的平动，但是由于切刀要长于槟榔很多，对于槟榔切割没有任何影响。

(7)本发明具备快速的切片速度，可进行精准的行程控制，能切出质量优良的槟榔片，由于该机构有槟榔弹簧压紧结构，刀片在切槟榔前和抽出刀片的过程中，弹簧压杆一直压住槟榔，能有效防止槟榔的移位以及抽刀时不会将槟榔切片带出夹具。

(8)本发明可以给有一定粘性的槟榔在下料时，通过调姿和下料机构的下料装置上的下料压片的下压后挡料，将粘附在夹具上的槟榔切片刮落到出料皮带上，并顺利出料，而不影响夹具的下次取料和切割。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明夹持平移旋转装置的结构示意图；

图2为本发明夹持平移旋转装置的主视图；

图3为本发明夹持平移旋转装置的右视图；

图4为本发明一体化食品切片机构的整体示意图；

图5为本发明中切片机构的结构示意图；

图6为本发明图5切片机构的主视图；

图7为本发明中调姿和下料机构的结构示意图；

图8为本发明图7中调姿装置和下料装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

见图1至图8，本实施例的一种用于一体化食品切片机构的夹持平移旋转装置及应用，所述夹持平移旋转装置8包括平移滑台801、设于平移滑台上的第一旋转机构和设于第一旋转机构上的第二旋转机构，所述第一旋转机构和第二旋转机构沿所述平移滑台同时前后运动，所述第一旋转机构沿所述平移滑台实现第一旋转运动，所述第二旋转机构沿所述第一旋转机构实现第二旋转运动，还包括视觉装置和控制端，所述视觉装置用于采集待切割食品，如槟榔的图像信息，所述控制端根据所述图像信息控制所述第一旋转机构和第二旋转机构的运动。所述视觉装置可以采用相机。

所述第一旋转机构包括设于滑台连接板802上的用于安装第一轴承的第一轴承座803和用于安装第一电机减速机804的电机安装座，所述滑台连接板沿所述平移滑台进行前后运动，所述第一电机减速机通过第一轴承带动所述第二旋转机构实现左右角度偏移。所述第一旋转运动结合第二旋转运动就是为了实现该左右平移。

所述第二旋转机构包括与所述第一轴承上的轴承套径向位置垂直连接的旋转连接板805，还包括设于旋转连接板上的第二轴承座807和第二电机减速机806，所述第二电机减速机通过第二轴承座上的第二轴承带动旋转执行机构实现待切割槟榔的顺时针/逆时针旋转。

当槟榔理想切线与切刀上下不重合时，第一旋转与第二旋转通过旋调整槟榔位置与切刀位置完全吻合。

第一旋转机构和第二旋转机构的综合运动实现待切割食品的平移和旋转。

所述旋转执行机构包括设于第二轴承的轴承套上的电爪连接板808和设于电爪连接板上的电爪809，所述电爪上设有用于夹抓待切割槟榔的电爪手指810。

所述第一电机减速机和第二电机减速机的动力输出方向相对设置。

本发明还提供一种一体化食品切片机构，所述一体化食品切片机构包括所述夹持平移旋转装，还包括送料机构7、切片机构9、调姿和下料机构10、出料皮带机11，所述送料机构用于将二级给料机构给的待切割食品送到所述调姿和下料机构处，所述调姿和下料机构用于调姿及下料，所述调姿和下料机构的下料装置的后下方为下料进料口，所述调姿机构在送料机构的后上方，所述下料进料口由送料机构的尾端、切片机构的垫板前端围绕而成，所述下料进料口的下方为出料皮带机，所述出料皮带机穿过所述夹持平移旋转装置的电爪手指设置。

所述调姿和下料机构包括安装板1001，所述安装板正反两面分别设有调姿装置和下料装置，所述调姿装置用于对待切割槟榔进行压实调平，所述下料装置用于将切割后的槟榔刮落至所述下料进料口下的出料皮带上。

所述调姿装置包括设于安装板上的调姿导轨1006和调姿气缸1007，还包括设于调姿导轨上的调姿滑块和设于调姿滑块上的调姿连接件1008，所述调姿连接件下端设有调姿压片1009，所述调姿气缸通过带动调姿滑块在调姿导轨上下滑动，使所述调姿压片下压实现压实调平。本发明通过一个用于食品切片后的出料机构，无论切好的槟榔片是否有粘性，都能主动顺利出料。

所述下料装置包括设于安装板上的下料导轨1002和下料气缸1003，还包括设于下料导轨上的下料滑块和设于下料滑块上的下料连接件1004，所述下料连接件下端设有下料压片1005，所述下料气缸通过带动下料滑块在下料导轨上下滑动，使所述下料压片提前下压挡住粘在电爪手指上的切片实现正常下料。

所述调姿装置和下料装置设有数组，每组包括两列设于安装板正反两面的调姿装置和下料装置，所述两列调姿装置的L型调姿压片朝向相对设置。多通道出料模式，各通道互不干涉。

所述切片机构包括旋转机架901，所述旋转机架上设有立板，所述立板上设有线性模组，所述线性模组的切片滑台904上设有沿线性模组的滑轨直线运行的刀架905，所述刀架上设有用于切割待切割槟榔的刀片912，还包括设于刀架上的弹簧压紧装置，所述弹簧压紧装置用于对待切割槟榔进行压紧。所述弹簧压紧装置包括沿刀片切割方向设置的压紧滑轨907，所述压紧滑轨两端分别设有上限位块906和下限位块911，还包括设于压紧滑轨的压紧滑台和设于压紧滑台上的压杆910，所述压杆顶端设有贯通上限位块的导杆908，所述导向杆上套设有弹簧909。所述旋转机架901绕设于旋转轴座903上的旋转轴902进行旋转，所述旋转机架底部靠近刀片处设有垫板913。

本发明采用伺服电机驱动的丝杠滑台，切片速度快，且速度和行程精准可调，故而切出的槟榔片切口平滑无毛刺，口感良好，同时对垫板和刀片的损伤小；刀片的两侧，有两个压杆，在切槟榔前和切完槟榔后，压杆一直压住槟榔，使其不会脱离夹具。

具体实施时，送料机构7依次输送过来的槟榔，通过相机对槟榔的图像采集进行图像的分析，当槟榔运动到合适位置时，发出停止信号，送料机构7停止运转，调姿和下料机构10的调姿压片1009下压，经过该过程，调整槟榔姿态，夹持平移旋转装置8的电爪手指810根据槟榔的图形分析进行运动和夹持，调姿压片1009上升，根据槟榔图像动态分析，并设定理想的切缝；夹持平移旋转装置8夹持着槟榔向切片机构9的垫板913上运动，在此运动过程中，槟榔通过夹持平移旋转装置8的再次平移和旋转，当槟榔到达切刀912下时，理想的切缝已和刀锋已经重合。然后，切片机构9的刀片912快速向下运动，将槟榔切开，再快速将刀片912提起，切片完成。切片好的槟榔依然由夹电爪手指810夹持着，并往回程方向运动，当到达进料口位置时，电爪手指810松开，释放槟榔，在电爪手指810回程前，下料机构10的下料压片1005已在最低端，挡住粘在夹子上未掉下的切片，槟榔片从进料口顺利的掉落到出料皮带机11的网带上，并输送到出料端。夹持平移旋转机构8回程，直到夹取下一个槟榔的位置停止，并抬起下料机构10，进入下一个循环作业。

所述夹持平移旋转装置8在具体运行时，平移滑台801上的滑板向前平移，带动整个夹持平移旋转装置向前移动，当电爪手指810到达前端送来的槟榔位置时，电爪手指810将槟榔夹持住，根据槟榔的实际位置和方位，通过第一电机减速机804的旋转结合第二电机减速机806旋转实现夹具左或右平移；通过第二电机减速机806的旋转，带动电爪连接板808、电爪809、电爪手指810及所夹持的槟榔进行顺时钟或逆时钟旋转,同时平移滑台801上的滑板向后移动，在这三个运动的综合作用下，将电爪手指810所夹持的槟榔运送到切刀的刀锋下，达到预设的切缝和刀锋的高度重合，切刀下行，实现切一刀。如果是切两刀，在第一刀切完后，切刀上升，通过前述的三个运动，将第二刀的切缝调整到和刀锋重合，切刀下行，实现第二刀的切片。

在切片机构运行过程中，当电爪手指将满足姿态要求的槟榔运输到垫板913上适当位置时，切片滑台904的滑板由伺服电机及丝杆带动整个刀架905快速精确向下运动，由于压杆910的底部要比刀片912的刀刃低，压杆910先接触槟榔，将槟榔压住，随着刀架905的进一步下行，压杆910受所压槟榔的限制，压杆910无法进一步下移，这时压杆将弹簧压缩变短，刀片912切完槟榔后，刀架905上行，随着压缩弹簧909释放，压杆910一直压着槟榔，直到刀片912上行离开槟榔一定距离，压杆910才脱离压着的槟榔。从而保证刀片912抽出槟榔时不会将已切片的槟榔带离槟榔夹具。当需要更换刀片时，将旋转机架901绕旋转轴902旋转90°，增加刀片的空间，刀片912换完后将刀架901复位并固定，更换刀架完成。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种将夹持平移旋转装置应用于一体化食品切片机构的应用，其特征在于：所述一体化食品切片机构包括夹持平移旋转装置，所述夹持平移旋转装置（8）包括平移滑台（801）、设于平移滑台上的第一旋转机构和设于第一旋转机构上的第二旋转机构，所述第一旋转机构和第二旋转机构沿所述平移滑台（801）同时前后运动，所述第一旋转机构沿所述平移滑台实现第一旋转运动，所述第二旋转机构沿所述第一旋转机构实现第二旋转运动；还包括视觉装置和控制端，所述视觉装置用于采集待切割食品的图像信息，所述控制端根据所述图像信息控制所述第一旋转机构和第二旋转机构的运动；

所述一体化食品切片机构还包括调姿和下料机构（10），所述调姿和下料机构用于调姿及下料，所述调姿和下料机构包括下料装置，所述下料装置包括下料导轨（1002）和下料气缸（1003），还包括设于下料导轨上的下料滑块和设于下料滑块上的下料连接件（1004），所述下料连接件下端设有下料压片（1005），所述下料气缸带动下料滑块在下料导轨上下滑动，所述夹持平移旋转装置还包括电爪、当待切割食品切片好后，电爪手指松开，所述下料压片下压将切割后的食品刮落至出料皮带上。

2.根据权利要求1所述的将夹持平移旋转装置应用于一体化食品切片机构的应用，其特征在于：所述第一旋转机构包括设于滑台连接板（802）上的用于安装第一轴承的第一轴承座（803）和用于安装第一电机减速机（804）的电机安装座，所述滑台连接板沿所述平移滑台进行前后运动，所述第一电机减速机通过第一轴承结合所述第二旋转机构实现左右角度偏移。

3.根据权利要求2所述的将夹持平移旋转装置应用于一体化食品切片机构的应用，其特征在于：所述第二旋转机构包括与所述第一轴承上的轴承套径向位置垂直连接的旋转连接板（805），还包括设于旋转连接板上的第二轴承座（807）和第二电机减速机（806），所述第二电机减速机通过第二轴承座上的第二轴承带动旋转执行机构实现待切割食品的顺时针/逆时针旋转。

4.根据权利要求3所述的将夹持平移旋转装置应用于一体化食品切片机构的应用，其特征在于：所述旋转执行机构包括设于第二轴承的轴承套上的电爪连接板（808）和设于电爪连接板上的电爪（809），所述电爪上设有用于夹抓待切割食品的电爪手指（810）。

5.根据权利要求1-4任意一权利要求所述的将夹持平移旋转装置应用于一体化食品切片机构的应用，其特征在于：所述一体化食品切片机构还包括送料机构（7）、切片机构（9）、出料皮带机（11），所述送料机构用于将二级给料机构给的待切割食品送到所述调姿和下料机构处，所述调姿和下料机构的下料装置的后下方为下料进料口，所述调姿机构在送料机构的后上方，所述下料进料口由送料机构的尾端、切片机构的垫板前端围绕而成，所述下料进料口的下方为出料皮带机，所述出料皮带机穿过所述夹持平移旋转装置的电爪手指设置。

6.根据权利要求5所述的将夹持平移旋转装置应用于一体化食品切片机构的应用，其特征在于：所述切片机构包括旋转机架（901），所述旋转机架上设有立板，所述立板上设有线性模组，所述线性模组的切片滑台（904）上设有沿线性模组的滑轨直线运行的刀架（905），所述刀架上设有用于切割待切割食品的刀片（912），还包括设于刀架上的弹簧压紧装置，所述弹簧压紧装置用于对待切割食品进行压紧。

7.根据权利要求6所述的将夹持平移旋转装置应用于一体化食品切片机构的应用，其特征在于：所述弹簧压紧装置包括沿刀片（912）切割方向设置的压紧滑轨（907），所述压紧滑轨两端分别设有上限位块（906）和下限位块（911），还包括设于压紧滑轨的压紧滑台和设于压紧滑台上的压杆（910），所述压杆顶端设有贯通上限位块的导杆（908），所述导杆上套设有弹簧（909）。

8.根据权利要求5所述的将夹持平移旋转装置应用于一体化食品切片机构的应用，其特征在于：所述调姿和下料机构包括安装板（1001），所述安装板正反两面分别设有调姿装置和下料装置，所述调姿装置用于对待切割食品进行压实调平，所述下料装置用于将切割后的食品刮落至所述下料进料口下的出料皮带上。

9.根据权利要求8所述的将夹持平移旋转装置应用于一体化食品切片机构的应用，其特征在于：所述调姿装置包括设于安装板上的调姿导轨（1006）和调姿气缸（1007），还包括设于调姿导轨上的调姿滑块和设于调姿滑块上的调姿连接件（1008），所述调姿连接件下端设有调姿压片（1009），所述调姿气缸通过带动调姿滑块在调姿导轨上下滑动，使所述调姿压片下压实现压实调平。

10.根据权利要求8所述的将夹持平移旋转装置应用于一体化食品切片机构的应用，其特征在于：所述下料导轨（1002）和下料气缸（1003）设于安装板上，所述下料压片下压将切割后的食品刮落至所述下料进料口下的出料皮带上。

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