一種球莖去皮裝置的製作方法

2023-09-20 01:47:00

本發明屬於農機工業化設計領域，具體涉及一種球莖去皮裝置。

背景技術：

隨著時代的發展，人們生活水平的提高，人們不僅僅是追求吃的飽，穿的暖。更是追求吃的好，穿的好。荸薺作為一種球莖經濟作物，具有很高的營造價值。然而由於荸薺這類球莖本體較小，皮厚，不易去皮，傳統的手工去皮方法效率低，去皮質量也差，完全不能滿足市場的需要。目前也有一些設備可以自動加工，但是存在去皮效果不好，設備安全措施不到位，設備設計不統一等問題，這就造成設備再複製困難，不能滿足市場需要。

技術實現要素：

本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種能夠高效率、高質量的球莖去皮裝置。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種球莖去皮裝置，包括控制單元和臺架單元，以及均與控制單元相連的上料單元、水平運動單元、上下夾持單元、周圍去皮單元和清洗單元；

所述上料單元固定安裝在臺架單元上，用於將球莖按相同方向排列；所述水平移動單元包括驅動氣缸、支撐架、右夾爪驅動氣缸、左夾爪驅動氣缸、左右兩塊夾爪安裝板、兩對夾爪、上刀和下刀；支撐架可滑移的安裝在臺架單元上，並與兩個驅動氣缸的動作杆均相連，由驅動氣缸驅動；左夾爪驅動氣缸和右夾爪驅動氣缸分別固定在支撐架的左右兩側；左右兩塊夾爪安裝板均通過滑塊和滑軌連接安裝在支撐架上，並由左夾爪驅動氣缸和右夾爪驅動氣缸驅動可在支撐架上水平滑移；兩對夾爪均呈半圓形，末端均安裝有一連接杆，所述連接杆可滑移的安裝在夾爪安裝板，所述滑移杆上套裝有第一彈簧；上刀可滑移的安裝在支撐架上，並位於兩對夾爪的上方；下刀可滑移的安裝在支撐架上，並位於兩對夾爪的下方；兩對夾爪的內部均通過膠合安裝有優力膠；

所述上下夾持單元包括上半夾持單元和下半夾持單元；所述上半夾持單元包括上支撐架、上夾持固定板、上夾持滑軌、上夾持氣缸和兩根上頂柱；所述上支撐架安裝在臺架單元上；上夾持滑軌安裝在上支撐架上，上夾持固定板上安裝有滑塊，所述滑塊與上夾持滑軌配合安裝，上夾持固定板與上夾持氣缸的動作杆相連，使得上夾持固定板可在上夾持氣缸的驅動下沿著上夾持滑軌上下滑移；兩根上頂柱分別為第一上頂柱和第二上頂柱，兩根上頂柱均通過軸承和軸承座安裝在上夾持固定板的底部；在兩根上頂柱的末端均安裝有優力膠；所述下半夾持單元包括下支撐架、兩個旋轉電機、下半固定板、下夾持氣缸和兩根下頂柱；所述下支撐架安裝在臺架單元上，並與上半夾持單元居中對齊；旋轉電機安裝在下半固定板上，下半固定板通過滑塊滑軌機構與下支撐架相連接；下夾持氣缸的動作杆與下半固定板連接，用於為下半固定板提供上下移動的動力；兩根下頂柱均通過軸承和軸承座安裝在下半固定板上，兩個旋轉電機分別通過兩個聯軸器與兩根下頂柱相連接；兩根下頂柱的末端均安裝有優力膠；

所述周圍去皮單元包括去皮支撐架、支撐架運動氣缸、去皮固定板、支撐架滑軌、去皮氣缸、兩把側刀、側刀固定板和第二彈簧；去皮支撐架可滑移的安裝在臺架單元上，支撐架運動氣缸的動作杆與去皮支撐架連接，用於驅動去皮支撐架運動，從而可以實現整個周圍去皮單元靠近球莖和遠離球莖的動作；支撐架滑軌安裝在去皮支撐架上，去皮固定板上安裝有滑塊，所述滑塊與支撐架滑軌配合安裝，去皮固定板與去皮氣缸的動作杆相連，使得去皮固定板在去皮氣缸的驅動下沿著支撐架滑軌上下滑移；兩把側刀分別為第一側刀和第二側刀，側刀結構呈管狀，兩把側刀均固定在側刀固定板上；側刀固定板通過滑塊滑軌機構與去皮固定板滑動連接；第二彈簧的一端連接在側刀固定板上，另一端安裝在去皮固定板上。

進一步的，所述臺架單元包括連接在一起的高工作檯和低工作檯；所述低工作檯的框架由短方管焊接而成，頂部設置有小臺面；所述小臺面通過螺絲與四根短方管連接，小臺面與四根短方管之間均裝有一塊第一優力膠；所述高工作檯由長方管焊接而成，頂部設置有大臺面，前面安裝的有箱門；大檯面上設置有滑軌定位槽、走線孔和下刀移動孔。

進一步的，所述清洗單元包括水箱、滑道、多個清洗毛刷、水管和毛刷驅動電機；所述滑道的上端固定在大檯面上，下端延伸至水箱上方；多個清洗毛刷安裝在滑道上，水管由水箱內引出，用於向毛刷噴水；毛刷驅動電機用於驅動清洗毛刷旋轉，為球莖的向前運動提供動力，同時還將球莖表面清洗乾淨；滑道的底部設計的有清洗水循環口。

進一步的，所述上料單元包括振動盤、上料架和上料擋塊；振動盤安裝在小檯面上，上料架與大臺面固定，上料擋塊與上料架鉸鏈連接。

本發明具有如下有益效果：

1、本發明所述的球莖去皮裝置可以根據球莖的大小自動調整抓取直徑，兩端去皮功能採用與水平運動單元集成的方式實現，減少了工序，提高了設備的集成度。

2、本發明中的上下夾持單元，採用頂柱上下同時夾持。在頂柱端部設計有優力膠，可以增加摩擦力，實現對球莖的固定。頂柱的下端設置有旋轉電機，可以帶動頂柱轉動，從而通過阻尼力帶動球莖和上端的頂柱轉動。頂柱固定部分都是採用標準件固定，提高了固定的精度，減少轉動過程中的擺動，避免球莖在高速旋轉、側刀的在接近時候，導致球莖的破裂，從而提高了產品的輸出質量。

3、本發明所述的周圍去皮單元採用側刀前後靠近，由氣缸帶動側刀上下移動，完成去皮。側刀的設計採用管狀設計，可以使其與球莖接觸的時候接觸面固定，有效的避免了大塊的將果肉去掉，提高了得果率。側刀固定在裝有彈簧的滑塊上，使得去皮的力度是一致的；也可以根據球莖的外形，自動調整側刀的位置，可以達到隨形，提高了去皮的質量。

4、本發明所述的清洗單元採用半管道式的，管道上方加有毛刷，由電機帶動，整個前進的動力和洗涮的動力都由一個電機提供；水箱部分還設計的有水循環裝置，增加了水的利用率。

附圖說明

圖1為本發明所述球莖去皮裝置的整體結構圖一；

圖2為本發明所述球莖去皮裝置的整體結構圖二；

圖3為臺架單元的結構圖；

圖4為上料單元的結構圖；

圖5為水平運動單元的結構圖；

圖6為上半夾持單元的結構圖；

圖7為下半夾持單元的結構圖；

圖8為周圍去皮單元的結構圖；

圖9為清洗單元的結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細的說明。

如圖1-9所示，本發明提供了一種球莖去皮裝置，包括控制單元1、臺架單元2、上料單元3、水平運動單元4、上下夾持單元5、周圍去皮單元6和清洗單元8。

控制單元1內含有PLC、電源、開關等器件，根據預先編寫好的程序控制各個氣缸動作，進而實現整個工藝流程。

所述臺架單元2包括連接在一起的高工作檯和低工作檯。所述低工作檯的框架由短方管12焊接而成，頂部設置有小臺面13；所述小臺面13通過螺絲與四根短方管12連接，小臺面13與四根短方管12之間均裝有一塊第一優力膠11。第一優力膠11起到緩衝作用，使得振動盤20在工作時不至於使整個臺架單元2一起振動，且可以根據需要對振動盤20的高度進行調整。所述高工作檯由長方管15焊接而成，頂部設置有大臺面16，前面安裝的有箱門14。箱門14可為清洗單元8的組裝調試，提供便利。大臺面16上設置有滑軌定位槽、走線孔18和下刀移動孔17，滑軌定位槽可提高滑軌的安裝精度。所述臺架單元2的底面安裝有四個福馬腳輪10，方便隨時移動。小臺面13和大臺面16採用鋼板材料，並且進行電鍍處理，變形量小，為其他部件的組裝固定提供了可靠的基礎。

所述控制單元1安裝在小臺面13的下方，人機互動界面7安裝在小臺面13的上方，用於實現對整個裝置的控制。

所述上料單元3包括振動盤20、上料架21和上料擋塊22。振動盤20通過穿過安裝孔19的連接件安裝在小臺面13上，上料架21通過安裝孔與大臺面16固定，上料擋塊22與上料架21鉸鏈連接。振動盤20將球莖(比如荸薺等)震動整齊，並排列在上料架21上，由上料擋塊22阻擋球莖，以免不需要上料的球莖掉落，從而將球莖在振動盤20中的凌亂放置轉換為在上料架21的整齊排列。振動盤20可以根據球莖產品的尺寸，通過調節小臺面13與短方管12之間連接螺絲的鬆緊來改變第一優力膠11的高度，從而實現了振動盤20的上下微調。

所述水平移動單元4通過滑塊滑軌的滑動連接方式與大臺面16連接。所述水平移動單元4包括驅動氣缸9、支撐架23、右夾爪驅動氣缸25、左夾爪驅動氣缸31、左右兩塊夾爪安裝板26、兩對夾爪、上刀30、下刀28。

支撐架23通過滑塊滑軌機構安裝在大臺面16上，並與兩個驅動氣缸9的動作杆均相連，由驅動氣缸9驅動。左夾爪驅動氣缸31和右夾爪驅動氣缸25通過螺絲分別固定在支撐架23的左右兩側。左右兩塊夾爪安裝板26均通過滑塊和滑軌連接安裝在支撐架23上，並由左夾爪驅動氣缸31和右夾爪驅動氣缸25驅動可在支撐架23上水平滑移。兩對夾爪包括左一夾爪29、左二夾爪34、右一夾爪27和右二夾爪35，這樣雙工位同時作業，可提高效率。左一夾爪29、左二夾爪34、右一夾爪27、右二夾爪35均呈半圓形，末端均安裝有一連接杆24，所述連接杆24可滑移的安裝在夾爪安裝板26，所述滑移杆上套裝有第一彈簧32。左一夾爪29和左二夾爪34緊鄰，右一夾爪27和右二夾爪35緊鄰，左一夾爪29和右一夾爪27位置相對，左二夾爪34和右二夾爪35位置相對。上刀30通過滑塊和滑軌連接安裝在支撐架23上，並位於左一夾爪29和左二夾爪34的上方；下刀28通過滑塊和滑軌連接安裝在支撐架23上，並位於左一夾爪29和左二夾爪34的下方。四個夾爪的內部均通過膠合安裝的有第二優力膠33。

所述上下夾持單元5包括上半夾持單元和下半夾持單元。

所述上半夾持單元包括上支撐架36、上夾持固定板38、上夾持滑軌37、上夾持氣缸39和兩根上頂柱。所述上支撐架36通過螺絲安裝在大臺面16上。上夾持滑軌37安裝在上支撐架36上，上夾持固定板38上安裝有滑塊，所述滑塊與上夾持滑軌37配合安裝，上夾持固定板38與上夾持氣缸39的動作杆相連，使得上夾持固定板38可在上夾持氣缸39的驅動下沿著上夾持滑軌37上下滑移。兩根上頂柱分別為第一上頂柱40和第二上頂柱42，兩根上頂柱均通過軸承和軸承座41安裝在上夾持固定板38的底部。在兩根上頂柱的末端均安裝有第三優力膠43。

所述下半夾持單元包括下支撐架49、兩個旋轉電機45、下半固定板47、下夾持氣缸44和兩根下頂柱50。所述下支撐架49通過螺絲安裝在大臺面16的下方，並與上半夾持單元居中對齊。旋轉電機45安裝在下半固定板47上，下半固定板47通過滑塊滑軌機構與下支撐架49相連接；下夾持氣缸44的動作杆與下半固定板47連接，用於為下半固定板47提供上下移動的動力。兩根下頂柱50均通過軸承和軸承座48安裝在下半固定板47上，兩個旋轉電機45分別通過兩個聯軸器46與兩根下頂柱50相連接。兩根下頂柱50的末端均安裝有第四優力膠51。

所述周圍去皮單元6包括去皮支撐架58、支撐架運動氣缸、去皮固定板52、支撐架滑軌59、去皮氣缸60、兩把側刀、側刀固定板55和第二彈簧53。

去皮支撐架58通過滑塊滑軌與大臺面16進行滑動連接，支撐架運動氣缸的動作杆與去皮支撐架58連接，用於驅動去皮支撐架58運動，從而可以實現整個周圍去皮單元6靠近球莖和遠離球莖的動作。支撐架滑軌59安裝在去皮支撐架58上，去皮固定板52上安裝有滑塊，所述滑塊與支撐架滑軌59配合安裝，去皮固定板52與去皮氣缸60的動作杆相連，使得去皮固定板52在去皮氣缸60的驅動下沿著支撐架滑軌59上下滑移。兩把側刀分別為第一側刀56和第二側刀57，側刀結構呈管狀，兩把側刀均固定在側刀固定板55上；側刀固定板55通過滑塊滑軌機構54與去皮固定板52 滑動連接；第二彈簧53的一端連接在側刀固定板55上，另一端是通過螺絲安裝在去皮固定板52上，在第二彈簧53的作用下可以實現側刀的隨形移動。

所述清洗單元8安裝在大臺面16的下方。所述清洗單元8包括水箱61、滑道63、多個清洗毛刷62、水管和毛刷驅動電機。所述滑道63的上端固定在大臺面16上，下端延伸至水箱61上方。多個清洗毛刷62安裝在滑道63上，水管由水箱61內引出，用於向毛刷62噴水；毛刷驅動電機用於驅動清洗毛刷旋轉，為球莖的向前運動提供動力，同時還將球莖表面清洗乾淨。滑道63的底部設計的有清洗水循環口，清洗水可以實現循環利用，由下方的水箱61回收。在水箱61裡面設計的有沉澱池、排水口和上水口。沉澱池可以實現泥土的沉澱，既提高了水的利用率，同時又保證了清洗的效果。

上述球莖去皮裝置的工作過程為：

振動盤20將球莖震動整齊，並排列在上料架21上。驅動氣缸9動作，將水平移動單元4移動到上料架21的上端。右夾爪驅動氣缸25和左夾爪驅動氣缸31驅動兩對夾爪張開，到達指定位置後再驅動夾爪閉合，從而將球莖夾持住。其中第一彈簧32和兩對夾爪可以根據球莖的尺寸進行隨形調整，以免因為球莖尺寸不一導致夾持不穩或者是夾持過緊而導致球莖夾裂。在夾爪內部裝有的第二優力膠33增加了夾持的摩擦力，使球莖夾持的更加穩固。

在夾持動作完成後，驅動氣缸9帶動水平移動單元4移向上下夾持單元5。到達預定位置後，首先是安裝在水平移動單元4上的上刀30和下刀28快速向前移動，同時將夾持的球莖的上下端去掉；完成後上刀30和下刀28回到原位。這樣便將球莖由上料架21移至上下夾持單元5，並完成了球莖上下去皮。

在上下去皮動作完成後，上夾持氣缸39和下夾持氣缸44動作，驅動兩根上頂柱和兩根下頂柱動作，使得球莖夾持在上頂柱和下頂柱之間。同時第三優力膠43和第四優力膠51的設置增加了夾持的摩擦力，使得上頂柱和下頂柱的夾持更加穩固，且不至於使球莖夾傷、夾裂，同時增加了夾持的摩擦力，使得旋轉電機45在旋轉過程中，球莖不至於因離心力而甩出。然後，左右夾爪在右夾爪驅動氣缸25和左夾爪驅動氣缸31的驅動下，回到原點位置，即鬆開對球莖的夾持。驅動氣缸9動作，帶動水平移動單元4返回至原點位置，即返回至上料架21處，等待下一個循環的命令。此時電機45旋轉，兩根下頂柱同步旋轉，同時通過摩擦力帶動球莖和上頂柱旋轉。球莖在旋轉的同時，支撐架運動氣缸動作，帶動整個周圍去皮單元6向球莖靠攏，進而使得兩把側刀漸漸靠近球莖，並開始實現球莖的周圍去皮；在第二彈簧53的彈力作用下和兩把側刀靠近球莖的反作用力的作用下可以實現側刀的隨形移動，從而使得球莖的去皮厚度始終為一定的，提高了去皮的效率和去皮的質量。與此同時，去皮氣缸60帶動去皮固定板52向下移動，使得球莖的外周實現從上至下的去皮動作。去皮氣缸60需要通過調氣閥合理的調試速度使得球莖的周圍去皮效果穩定。去皮氣缸60帶動去皮固定板52向下移動至最底端便完成了兩個球莖周圍的同時去皮。此時，控制單元將會發出指令，上夾持氣缸39和下夾持氣缸44返回至原點，使上頂柱和下頂柱回到原點，鬆開對球莖的夾持，球莖自動掉落至滑道63。同時兩把側刀在支撐架運動氣缸的帶動下回歸至原點。

球莖掉落至滑道63上之後，由水管向清洗毛刷62噴水，清洗毛刷62在毛刷驅動電機的帶動下旋轉，清洗乾淨後的球莖滾動到水箱61前部的產品集收裝置。同時，清洗的水也實現了在水箱61和滑道63之間的循環；清洗單元實現了球莖去皮後的自動清洗。

本發明可改變為多種方式對本領域的技術人員是顯而易見的，這樣的改變不認為脫離本發明的範圍。所有這樣的對所述領域的技術人員顯而易見的修改，將包括在本權利要求的範圍之內。