CN207224099U - 一种自适应西兰花自动切块机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自适应西兰花自动切块机。现有西兰花切块装置不能适应不同大小西兰花的切块，后续需要人工对大块西兰花再次切块。本实用新型包括机架、固定板、送料机构、一级切块机构、二级切块机构、出料滑道和光幕传感器。送料机构包括料盘、输送驱动件、编码器、张紧轮、输送带和输送轮。一级切块机构包括步进电机、大齿轮、小齿轮、槽型凸轮、推杆、第一切块气缸和第一刀片。二级切块机构包括第一出料气缸、第二出料气缸、第二切块气缸、第二刀片和第二滑轨。本实用新型能够自动识别西兰花大小，并据此调节一级切块机构，提高西兰花切块均匀性，无需后续人工对大块西兰花再次切块。

Description

一种自适应西兰花自动切块机

技术领域

本实用新型属于农业机械领域，具体涉及一种自适应西兰花自动切块机。

背景技术

西兰花是人们食用的一种蔬菜，为十字花科植物，其主茎顶端形成绿色的肥大花球，表面小花蕾明显，采集花蕾的嫩茎供人们食用，营养丰富。然而，在国内，分割西兰花成块一般是人工用刀切块；在国外，西兰花切块装置早已大范围使用，切块效率高，但其采用球形刀切块方法，不能适应不同大小西兰花的切块，从而出现切块大小不一，后续需要人工对大块西兰花再次切块。这对专门从事西兰花切块、包装的企业来说，仍须进一步提高切块的均匀性、切块效果，提高智能化程度，减少人工投入。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种自适应西兰花自动切块机。

本实用新型包括机架、固定板、送料机构、一级切块机构、二级切块机构、出料滑道和光幕传感器。固定板固定在机架上。所述的送料机构包括料盘、输送驱动件、编码器、张紧轮、输送带和输送轮。所述的张紧轮支承在机架的底部。张紧轮由输送驱动件驱动。机架底部的进料端及出料端均支承有输送轮。编码器固定在机架底部；编码器的输入轴与其中一个输送轮固定。输送带张紧在张紧轮及两个输送轮上。输送带外侧面的中心线上等距固定有m个料盘，m＝f/a，其中f为输送带的长度，a为相邻两个料盘的间距，300mm≤a≤1000mm。料盘上边缘与输送带的距离为2～4mm。机架底部的出料端固定有出料滑道。出料滑道入口端的底面与输送带接触。出料滑道的入口端高于出料滑道的出口端。机架底部的进料端固定有光幕传感器。

所述的一级切块机构包括步进电机、大齿轮、小齿轮、槽型凸轮、推杆、第一切块气缸和第一刀片。所述的步进电机固定在固定板上。步进电机的输出轴与小齿轮固定。大齿轮支承在固定板的正中位置。小齿轮与大齿轮啮合。大齿轮与槽型凸轮同轴固定。槽型凸轮的工作轮廓由第一凹弧、第二凹弧、第三凹弧、第四凹弧、第一凸弧、第二凸弧、第三凸弧和第四凸弧组成。第一凹弧与第三凹弧对中设置。第二凹弧与第四凹弧对中设置。第一凹弧与第二凹弧通过第一凸弧连接，第二凹弧与第三凹弧通过第二凸弧连接，第三凹弧与第四凹弧通过第三凸弧连接，第四凹弧与第一凹弧通过第四凸弧连接。槽型凸轮的沟槽内设置有沿槽型凸轮周向均布的四个滚子；四个滚子分别支承在四根推杆的内端。四根推杆均与固定板构成滑动副。四根推杆的外端与四个第一切块气缸分别固定。四个第一切块气缸活塞杆的轴线相交于同一点。四个第一切块气缸的活塞杆与四片第一刀片分别固定。第一刀片的内侧面为四分之一圆台面。

所述的二级切块机构包括第一出料气缸、第二出料气缸、第二切块气缸、第二刀片和第二滑轨。第二滑轨与机架构成滑动副。第一出料气缸及第二出料气缸均固定在机架上。第一出料气缸位于出料滑道的正上方。第一出料气缸、第二出料气缸的活塞杆与第二滑轨的两端分别固定。第二滑轨的两端与两个第二切块气缸分别固定。两个第二切块气缸的活塞杆轴线与第二滑轨轴线的夹角大小相等。两个第二切块气缸的活塞杆与两片第二刀片分别固定。第二刀片的内侧面为半圆锥面。两个第二切块气缸活塞杆轴线的对称轴与槽型凸轮轴线在垂直于输送轮轴线的平面上的投影距离为a。在第一切块气缸及第二切块气缸的活塞杆均推出的状态下，第一刀片底部刃口与输送带的距离为6～8mm，第二刀片底部尖点与输送带的距离为4～6mm。四个第一切块气缸的活塞杆轴线与水平面的夹角为50～55°，两个第二切块气缸的活塞杆轴线与水平面的夹角为30～35°。

所述的输送驱动件包括驱动电机、同步带和同步带轮。两个同步带轮均支承在机架的底部；所述的同步带套置在两个同步带轮上。所述的驱动电机固定在机架的底部。其中一个同步带轮与驱动电机的输出轴固定。另一个同步带轮与张紧轮固定。

所述的第一凹弧与槽型凸轮中心轴线的距离比第二凹弧与槽型凸轮中心轴线的距离小2～4mm。

所述的四根推杆上均固定有第一滑轨。四根第一滑轨与四个固定在固定板上的第一滑块分别构成滑动副。

所述固定板的正中位置固定有竖直设置的齿轮轴。所述的大齿轮通过滚动轴承支承在齿轮轴上。齿轮轴底端端面与垫环通过螺栓固定。垫环的顶面与大齿轮之间设置有推力球轴承。

在所述的四个滚子分别位于槽型凸轮上第一凸弧、第二凸弧、第三凸弧、第四凸弧最远离槽型凸轮轴线处，且四个第一切块气缸均推出的状态下，四片第一刀片的内侧面合围成圆台面。

在两个第二切块气缸的活塞杆均推出的状态下，两片第二刀片的内侧面合围成圆锥面。

本实用新型具有的有益效果是：

1、本实用新型能够自动识别西兰花大小，并据此调节一级切块机构，提高西兰花切块均匀性，无需后续人工对大块西兰花再次切块。

2、本实用新型通过两道工序切块，两道工序中刀具的切入角度不同，有利于适应西兰花花苞的类球形结构，解决了西兰花切割不全、不均匀的问题。

3、本实用新型中的刀片都为锥形刀，加工比球形刀方便，费用低。

4、本实用新型能够自动剔除西兰花的花茎。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的正面视图；

图3为本实用新型中送料机构的示意图；

图4为本实用新型中一级切块机构的示意图；

图5为本实用新型中槽型凸轮与推杆装配的示意图；

图6为图4中A部分的放大视图；

图7为本实用新型中二级切块机构的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和2所示，一种自适应西兰花自动切块机，包括下机架1、上机架2、固定板3、送料机构4、一级切块机构5、二级切块机构6、出料滑道7和光幕传感器8。上机架2的底部与下机架1的顶部固定。固定板3固定在上机架2上。

如图1、2和3所示，送料机构包括料盘、驱动电机9、编码器、同步带11、同步带轮12、张紧轮、输送带14和输送轮15。两个同步带轮12均支承在上机架的底部；同步带11套置在两个同步带轮12上。驱动电机9固定在上机架的底部。张紧轮支承在上机架2的底部。其中一个同步带轮12与驱动电机9的输出轴固定。另一个同步带轮12与张紧轮固定。上机架底部的进料端及出料端均支承有输送轮15。编码器固定在上机架的底部；编码器的输入轴与其中一个输送轮15固定。输送带14张紧在张紧轮及两个输送轮15上。输送带14外侧面的中心线上等距固定有m个料盘，m＝f/a，其中f为输送带14的长度，a为相邻两个料盘的间距，a的值取400mm。料盘上边缘与输送带14的距离为3mm。驱动电机9驱动输送带14运动，使得不断有料盘从上机架底部的进料端向出料端运动。上机架2底部的出料端固定有出料滑道7。出料滑道7入口端的底面与输送带14接触。出料滑道7的入口端高于出料滑道7的出口端。上机架底部的进料端固定有光幕传感器8。通过光幕传感器8与编码器配合来检测待切块西兰花的直径。

如图1、2、4、5和6所示，一级切块机构5包括第一滑轨10、第一滑块11、步进电机16、大齿轮17、小齿轮18、槽型凸轮19、推杆20、第一切块气缸21和第一刀片22。步进电机16固定在固定板上，步进电机16的输出轴与小齿轮18固定。固定板的正中位置固定有竖直设置的齿轮轴。大齿轮17通过滚动轴承支承在齿轮轴上。齿轮轴底端端面与垫环通过螺栓固定。垫环的顶面与大齿轮17之间设置有推力球轴承。大齿轮17设置在固定板的下侧。小齿轮18与大齿轮17啮合。大齿轮17与槽型凸轮19同轴固定。槽型凸轮19的工作轮廓由第一凹弧19-1、第二凹弧19-2、第三凹弧19-3、第四凹弧19-4、第一凸弧19-5、第二凸弧19-6、第三凸弧19-7和第四凸弧19-8组成。第一凹弧19-1与第三凹弧19-3对中设置。第二凹弧19-2与第四凹弧19-4对中设置。第一凹弧19-1与第二凹弧19-2通过第一凸弧19-5连接，第二凹弧19-2与第三凹弧19-3通过第二凸弧19-6连接，第三凹弧19-3与第四凹弧19-4通过第三凸弧19-7连接，第四凹弧19-4与第一凹弧19-1通过第四凸弧19-8连接。第一凹弧19-1与槽型凸轮19中心轴线的距离比第二凹弧19-2与槽型凸轮19中心轴线的距离小3mm。槽型凸轮19的沟槽内设置有沿槽型凸轮19周向均布的四个滚子；四个滚子分别支承在四根推杆20的内端。四根推杆20上均固定有第一滑轨10。四根第一滑轨10与四个固定在固定板上的第一滑块分别构成滑动副。四根推杆20的外端与四个第一切块气缸21分别通过第一角件固定。四个第一切块气缸21活塞杆的轴线相交于同一点，且该交点位于槽型凸轮19的下方。四个第一切块气缸21的活塞杆与四片第一刀片22分别固定。第一刀片22的内侧面为四分之一圆台面。四个滚子分别位于槽型凸轮19上第一凸弧19-5、第二凸弧19-6、第三凸弧19-7、第四凸弧19-8最远离槽型凸轮19轴线处，且四个第一切块气缸21均推出的状态下，四片第一刀片22的内侧面合围成圆台面。四个滚子分别位于槽型凸轮19上第一凹弧19-1、第二凹弧19-2、第三凹弧19-3、第四凹弧19-4最靠近槽型凸轮19轴线处，且四个第一切块气缸21均推出的状态下，由于第一凹弧19-1与槽型凸轮19中心轴线的距离比第二凹弧19-2与槽型凸轮19中心轴线的距离小3mm。故相邻的两片第一刀片22部分重叠，不会发生碰撞干涉。

如图1、2和7所示，二级切块机构6包括第一出料气缸23、第二出料气缸24、第二切块气缸25、第二刀片26和第二滑轨27。第二滑轨27与固定在上机架上的第二滑块构成滑动副。第一出料气缸23及第二出料气缸24均固定在上机架上。第一出料气缸23位于出料滑道7的正上方。第一出料气缸23、第二出料气缸24的活塞杆与第二滑轨27的两端分别固定。第二滑轨27的两端与两个第二切块气缸25分别通过第二角件固定。两个第二切块气缸25的活塞杆轴线与第二滑轨27轴线的夹角大小相等。两个第二切块气缸25的活塞杆与两片第二刀片26分别固定。第二刀片26的内侧面为半圆锥面。在两个第二切块气缸25的活塞杆均推出的状态下，两片第二刀片26的内侧面合围成圆锥面。两个第二切块气缸活塞杆轴线的对称轴与槽型凸轮轴线在垂直于输送轮轴线的平面上的投影距离为a。在第一切块气缸21及第二切块气缸25的活塞杆均推出的状态下，第一刀片22底部刃口与输送带14的距离为6mm，第二刀片26底部尖点与输送带14的距离为4mm。四个第一切块气缸21的活塞杆轴线与水平面的夹角为52°，两个第二切块气缸25的活塞杆轴线与水平面的夹角为32°。

第一出料气缸、第二出料气缸、第一切块气缸、第二切块气缸、驱动电机、步进电机、光幕传感器及编码器均由控制器控制。

该自适应西兰花自动切块机的切块方法具体如下：

步骤一、持续将西兰花倒立放置到位于上机架底部进料端的料盘内，使得西兰花的花茎竖直向上。料盘的作用是使西兰花保持适合切块的位姿随输送带14运动。

步骤二、驱动电机9驱动输送带14运动，使得放有西兰花的料盘从上机架底部的进料端向出料端运动。编码器检测输送轮15的转速ω，料盘运动速度v＝ω×r，其中，r为输送轮15的半径。光幕传感器8检测西兰花穿过光幕传感器8光幕的时间t。计算出西兰花的直径D＝v×t。

步骤三、将四片第一刀片22分为两个第一刀片组，相对设置的两片第一刀片为一个第一刀片组；步进电机16转动，带动槽型凸轮19转动。使得在所有第一切块气缸21均推出的状态下，其中一个第一刀片组内两片第一刀片22底部刃口正中位置的间距为L1，另一个第一刀片组内两片第一刀片22底部刃口正中位置的间距为L2，L1≤L2，L1＝(D-60)mm。

步骤四、当放有西兰花的料盘到达一级切块机构5的正下方后，驱动电机9停转，此时上一个经过一级切块机构5加工的西兰花位于二级切块机构6的正下方。四个第一切块气缸21推出，四片第一刀片22切割位于一级切块机构5正下方的西兰花。同时，两个第二切块气缸25推出，两片第二刀片26切割位于二级切块机构6正下方的西兰花。

步骤五、步进电机16转动，带动槽型凸轮19转动，使得四个滚子分别到达槽型凸轮19上第一凸弧19-5、第二凸弧19-6、第三凸弧19-7、第四凸弧19-8最远离槽型凸轮19轴线处。此时，四片第一刀片22分别向外平移。第一刀片22平移过程中，卡在第一刀片22上的西兰花枝干被折断，避免了第一切块气缸21收缩时带动西兰花运动的情况。同时，第一出料气缸23收缩且第二出料气缸24推出。两片第二刀片26到达出料滑道7入口端的正上方。

步骤六、四个第一切块气缸21收缩。两个第二切块气缸25收缩，位于两片第二刀片26内侧面合围成的圆锥面内的西兰花花茎掉入出料滑道7并滑出。

步骤七、步进电机16转动，一级切块机构5复位。第二出料气缸24收缩且第一出料气缸23推出，二级切块机构6复位。

步骤八、重复步骤二、三、四、五、六和七。

Claims (7)

1.一种自适应西兰花自动切块机，包括机架、固定板、送料机构、一级切块机构、二级切块机构、出料滑道和光幕传感器；其特征在于：固定板固定在机架上；所述的送料机构包括料盘、输送驱动件、编码器、张紧轮、输送带和输送轮；所述的张紧轮支承在机架的底部；张紧轮由输送驱动件驱动；机架底部的进料端及出料端均支承有输送轮；编码器固定在机架底部；编码器的输入轴与其中一个输送轮固定；输送带张紧在张紧轮及两个输送轮上；输送带外侧面的中心线上等距固定有m个料盘，m＝f/a，其中f为输送带的长度，a为相邻两个料盘的间距，300mm≤a≤1000mm；料盘上边缘与输送带的距离为2～4mm；机架底部的出料端固定有出料滑道；出料滑道入口端的底面与输送带接触；出料滑道的入口端高于出料滑道的出口端；机架底部的进料端固定有光幕传感器；

所述的一级切块机构包括步进电机、大齿轮、小齿轮、槽型凸轮、推杆、第一切块气缸和第一刀片；所述的步进电机固定在固定板上；步进电机的输出轴与小齿轮固定；大齿轮支承在固定板的正中位置；小齿轮与大齿轮啮合；大齿轮与槽型凸轮同轴固定；槽型凸轮的工作轮廓由第一凹弧、第二凹弧、第三凹弧、第四凹弧、第一凸弧、第二凸弧、第三凸弧和第四凸弧组成；第一凹弧与第三凹弧对中设置；第二凹弧与第四凹弧对中设置；第一凹弧与第二凹弧通过第一凸弧连接，第二凹弧与第三凹弧通过第二凸弧连接，第三凹弧与第四凹弧通过第三凸弧连接，第四凹弧与第一凹弧通过第四凸弧连接；槽型凸轮的沟槽内设置有沿槽型凸轮周向均布的四个滚子；四个滚子分别支承在四根推杆的内端；四根推杆均与固定板构成滑动副；四根推杆的外端与四个第一切块气缸分别固定；四个第一切块气缸活塞杆的轴线相交于同一点；四个第一切块气缸的活塞杆与四片第一刀片分别固定；第一刀片的内侧面为四分之一圆台面；

所述的二级切块机构包括第一出料气缸、第二出料气缸、第二切块气缸、第二刀片和第二滑轨；第二滑轨与机架构成滑动副；第一出料气缸及第二出料气缸均固定在机架上；第一出料气缸位于出料滑道的正上方；第一出料气缸、第二出料气缸的活塞杆与第二滑轨的两端分别固定；第二滑轨的两端与两个第二切块气缸分别固定；两个第二切块气缸的活塞杆轴线与第二滑轨轴线的夹角大小相等；两个第二切块气缸的活塞杆与两片第二刀片分别固定；第二刀片的内侧面为半圆锥面；两个第二切块气缸活塞杆轴线的对称轴与槽型凸轮轴线在垂直于输送轮轴线的平面上的投影距离为a；在第一切块气缸及第二切块气缸的活塞杆均推出的状态下，第一刀片底部刃口与输送带的距离为6～8mm，第二刀片底部尖点与输送带的距离为4～6mm；四个第一切块气缸的活塞杆轴线与水平面的夹角为50～55°，两个第二切块气缸的活塞杆轴线与水平面的夹角为30～35°。

2.根据权利要求1所述的一种自适应西兰花自动切块机，其特征在于：所述的输送驱动件包括驱动电机、同步带和同步带轮；两个同步带轮均支承在机架的底部；所述的同步带套置在两个同步带轮上；所述的驱动电机固定在机架的底部；其中一个同步带轮与驱动电机的输出轴固定；另一个同步带轮与张紧轮固定。

3.根据权利要求1所述的一种自适应西兰花自动切块机，其特征在于：所述的第一凹弧与槽型凸轮中心轴线的距离比第二凹弧与槽型凸轮中心轴线的距离小2～4mm。

4.根据权利要求1所述的一种自适应西兰花自动切块机，其特征在于：所述的四根推杆上均固定有第一滑轨；四根第一滑轨与四个固定在固定板上的第一滑块分别构成滑动副。

5.根据权利要求1所述的一种自适应西兰花自动切块机，其特征在于：所述固定板的正中位置固定有竖直设置的齿轮轴；所述的大齿轮通过滚动轴承支承在齿轮轴上；齿轮轴底端端面与垫环通过螺栓固定；垫环的顶面与大齿轮之间设置有推力球轴承。

6.根据权利要求1所述的一种自适应西兰花自动切块机，其特征在于：在所述的四个滚子分别位于槽型凸轮上第一凸弧、第二凸弧、第三凸弧、第四凸弧最远离槽型凸轮轴线处，且四个第一切块气缸均推出的状态下，四片第一刀片的内侧面合围成圆台面。

7.根据权利要求1所述的一种自适应西兰花自动切块机，其特征在于：在两个第二切块气缸的活塞杆均推出的状态下，两片第二刀片的内侧面合围成圆锥面。