一種光學檢測式椰殼剝除裝置的製作方法

2023-05-25 08:33:56

本發明涉及椰子加工裝置，尤其涉及一種光學檢測式椰殼剝除裝置。

背景技術：

椰子具有很高的綜合應用價值，近年來產量也越來越高。椰子剝殼是椰子加工中非常重要的一道工序，椰子經過剝殼後才能進一步深加工成相應的產品。目前常用的椰子剝殼方法是人工使用大刀順著椰子外皮纖維一刀一刀砍下來，這種剝殼方法費時費力，且容易傷到裡面的椰肉，使椰肉後續無法處理加工，生產效率低下。

此外，目前市場上的椰子剝殼機都不能確保不傷及椰殼內部的椰肉，切割深度都是靠控制加工時間確定。這些椰子剝殼機的切刀位置都是固定的，但是由於椰子表面凹凸不平且並不是規則的圓形，這樣切割時容易傷到裡面的椰肉，甚至切開椰肉導致椰汁流出，產品質量不能得到保證。

因此，一種能夠高效率剝除椰殼並不會傷及椰殼內部椰肉的裝置，是解決目前椰子加工領域的關鍵。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種光學檢測式椰殼剝除裝置，該裝置能夠高效剝除椰子外殼，並且不會傷及椰殼內部的椰肉部分。

技術方案

一種光學檢測式椰殼剝除裝置，包括椰子固定裝置，椰子固定裝置的一側設置圓形的切刀，切刀由切割電機驅動，切割電機固定在切割壓力調節裝置上，切割壓力調節裝置使切刀緊緊貼在椰殼切割位置，避免椰子形狀不規則變化導致切割深度不均勻，

在切刀邊緣設置切刀齒，在切刀邊緣的表面還設置若干個顯色塊，顯色塊刮取所接觸的椰殼組織或椰肉組織，將椰殼組織或椰肉組織嵌入顯色塊內部，改變顯色塊的反光率，

在切刀邊緣的顯色塊上方設置光學識別器，光學識別器通過內部光敏探頭檢測顯色塊的反光率變化，光學識別器檢測到顯色塊反光率增大時，判定切刀已經切割至椰肉，切刀停止對椰殼的切割，保證椰肉的完整。

進一步，所述顯色塊包括顯色塊基座，顯色塊基座上設置半圓錐形刮刀，半圓錐形刮刀中部開有貫通半圓錐形刮刀兩端的變色槽。

進一步，所述光學識別器包括設置在光學識別器底板中部的光敏探頭，光敏探頭周邊均勻設置若干個點光源。

進一步，所述椰子固定裝置包括豎直向上設置在裝置底座上的轉動電機，轉動電機的轉軸上連接有下固定盤，下固定盤的上表面中部設置若干個下固定杆，若干個下固定杆與下固定盤呈10～80度夾角、並呈花瓣狀均勻發散設置；下固定盤正對的上方設置上固定盤，上固定盤下表面中部設置若干個上固定杆，各個上固定杆與上固定盤呈10～80度夾角、並呈花瓣狀均勻發散設置，上固定盤的上部設置有啟動氣缸，啟動氣缸通過第一滾動軸承固定在裝置框架上，使啟動氣缸及上固定盤能隨椰子轉動，通過啟動氣缸調節上固定盤與下固定盤之間距離，便於取放椰子。

進一步，所述椰子固定裝置一側設置手指旋轉氣缸，手指旋轉氣缸固定在裝置的框架上，手指旋轉氣缸帶有夾指的一端用於夾住椰子，並使椰子旋轉一定角度，再次在椰子表面切割多個交叉的切口。

進一步，上固定杆的一端固定在上固定盤上，另一端的自由端還連接有彈性杆；所述下固定杆的一端固定在下固定盤上，另一端的自由端亦連接有彈性杆，彈性杆與椰子外殼彈性配合，將椰子固定牢固。

進一步，所述彈性杆自由端端點處設置圓形墊片，圓形墊片與椰子貼合，將椰子固定更加牢固。

進一步，所述切割壓力調節裝置包括設置在裝置的底座上的滑軌，滑軌上設置滑塊，滑塊一側連接往復驅動電機，滑塊上設置有豎直的滑塊連接板，滑塊連接板一側上端通過施壓彈簧連接至施壓板側面，施壓板該側面下端通過第一銷軸連接固定連杆，固定連杆另一端固定在滑塊連接板側面，

施壓板另一側面上部固定設置第二滾動軸承，切刀轉軸的上端設置在第二滾動軸承內，切刀轉軸中部設置切刀和切刀擋盤，切刀轉軸下端連接至切割電機的轉軸，切割電機固定在施壓板上。

進一步，所述滑塊一側通過第二銷軸連接推桿，推桿另一端與往復電機的轉軸偏心連接，往復電機驅動滑塊在滑軌上左右滑動。

進一步，驅動切刀的切割電機和光學識別器均與控制器連接。

有益效果

本發明提供一種光學檢測式椰殼剝除裝置，該裝置通過切刀邊緣的顯色塊將切口內部的椰子組織刮出，通過光學識別器檢測椰子組織的反光率，進而判定出目前切刀所切割椰子的位置，當切刀切割至椰子內部椰肉時，及時停止對椰殼的切割，防止損傷椰肉。該裝置利用光學檢測技術，準確判定切割深度是否達到椰肉組織，對椰殼切割深度恰當，既不會切割深度不夠導致椰殼沒有被完全切開，也不會伸入切割椰肉，導致椰肉被切碎，因此提高了椰子加工的質量。

附圖說明

圖1為本發明光學檢測式椰殼剝除裝置結構示意圖；

圖2為本發明下固定盤結構示意圖；

圖3為本發明切刀主視圖；

圖4為本發明切刀邊緣表面設置的顯色塊的立體示意圖；

圖5為本發明切刀邊緣表面設置的顯色塊的主視圖；

圖6為本發明切刀邊緣表面設置的顯色塊的左視圖；

圖7為本發明切刀邊緣表面設置的顯色塊的俯視圖；

圖8為本發明切刀空轉時光學識別器檢測光線的光路圖；

圖9為本發明切刀切割椰殼部分時光學識別器檢測光線的光路圖；

圖10為本發明切刀切割椰肉部分時光學識別器檢測光線的光路圖；

圖11為本發明光學識別器的仰視圖；

其中：1-底座，2-轉動電機，3-第一聯軸器，4-下固定盤，51-下固定杆，52-上固定杆，6-手指氣缸，7-圓形墊片，8-彈性杆，10-上固定盤，11-啟動氣缸，12-第一滾動軸承，13-第二滾動軸承，14-施壓彈簧，15-施壓板，1501-第一銷軸，1502-固定連杆，16-光學識別器，1601-光敏探頭，1602-點光源，1603-光學識別器底板，17-切刀，1701-切刀盤體，1702-切刀齒，18-往復電機，19-第二聯軸器，20-切割電機，21-滑塊連接板，22-滑軌，2201-滑塊，23-推桿，24-顯色塊，2401-顯色塊基座，2402-半圓錐形刮刀，2403-變色槽，2404-椰殼組織，2405-椰肉組織，25-光線。

具體實施方式

下面結合具體實施例和附圖，進一步闡述本發明。

一種光學檢測式椰殼剝除裝置，包括底座1，底座上豎直設置轉動電機2，轉動電機2的轉動軸通過第一聯軸器3連接下固定盤4，下固定盤的上表面中部設置下固定杆51，下固定杆51共有若干個，下固定杆51與下固定盤4呈10～80度夾角、呈花瓣狀均勻發散設置。在下固定杆51的上方設置上固定盤10，上固定盤10的下表面中部設置若干個上固定杆52，上固定杆52與上固定盤10呈10～80度夾角、並呈花瓣狀均勻發散設置在上固定盤下表面中部。上固定盤的中心與下固定盤的中心正對，便於上固定杆與下固定杆將椰子夾緊。

所述上固定杆、下固定杆的自由端的還設置有彈性杆8，並且在彈性杆自由端還設置圓形墊片7，利用彈性杆的形變和圓形墊片的形變將椰子緊緊夾住，防止脫落。

所述上固定盤上面連接有啟動氣缸11，啟動氣缸另一端固定在第一滾動軸承12上，第一滾動軸承固定在裝置的外框架上。

在上固定盤和下固定盤之間區域的右側設置有切割裝置，所述切割裝置包括設置在底座1上的滑軌22，滑軌22上設置滑塊2201，滑塊上固定有豎直設置的滑塊連接板21，滑塊連接板21的左側上端通過施壓彈簧14連接豎直設置的施壓板15，施壓板15的下端通過第一銷軸1501與固定連杆1502的一端連接，固定連杆的另一端固定在滑塊連接板的下部。

施壓板的左側面的上部固定有第二滾動軸承13，第二滾動軸承上豎直設置有切刀轉軸，切刀轉軸的下端通過第二聯軸器19與切割電機20的轉軸連接，切割電機20一側固定在施壓板的左側。切刀轉軸的中部水平設置有圓盤形的切刀17，切刀的表面密集排布有顯色塊。顯色塊包括顯色塊基座2401、在顯色塊基座上設置半圓錐形刮刀2402，半圓錐形刮刀一端至另一端的半徑逐步減小，並且半圓錐形刮刀半徑逐步增大的方向與刮刀轉動方向一致，當切刀切入椰子內部後，切刀表面設置的微小的半圓錐形刮刀與椰子的切口側壁相接觸，並刮下半圓錐形刮刀所接觸的椰殼或者椰肉，所刮下的椰殼組織2404或者椰肉組織2405塞進半圓錐形刮刀內部。在半圓錐形刮刀的中部開有貫通半圓錐形刮刀兩端的變色槽2403，通過變色槽形成的缺口，使半圓錐形刮刀內部的椰殼或者椰肉顯露出來。由於椰肉或者椰殼顏色不一致，椰肉相比於椰殼顏色更白。因此，當半圓錐形刮刀內部填充椰肉時，切刀表面的反光率更高；當半圓錐形刮刀內部填充椰殼材料時，切刀表面的反光率相對比較低。

在切刀設置有半圓錐形刮刀的表面上方設置光學識別器16，並且驅動切刀轉動的切割電機和光學識別器均與控制器連接，所示光學識別器包括光學識別器底板1603，在光學識別器底板中部設置光敏探頭1601，在光敏探頭周邊均勻排布有若干個點光源1602。點光源發出的光照射切刀的表面，經過切刀表面反射後，返回光敏探頭。當切刀切割椰殼時，在切刀表面半圓錐形刮刀內部嵌有椰殼組織2404，此時半圓錐形刮刀中部的變色槽顯現出椰殼組織的顏色，此時切刀表面的反光率較低，光敏探頭收到的光信號強度亦較低；當切刀切開椰殼，切入白色椰肉部分時，椰肉組織2405嵌入切刀表面邊緣區域的半圓錐形刮刀內部，此時半圓錐形刮刀中部的變色槽顯現出椰肉組織的顏色，由於椰肉較白，使得切刀邊緣表面的反光率變高，此時設置在切刀表面邊緣上方的光敏探頭收到的光信號強度增大，與光敏探頭連接的控制器判斷出切刀已切至椰肉部分，便立即停止切割電機轉動，停止對椰子的切割。從而實現將椰殼切開，而不傷及內部的椰肉部分。

本實施例中對切刀表面的反光率進行檢測，從而判定出目前切刀切割的是椰殼部分還是椰肉部分。亦可在切刀表面設置粗糙層，並在將光學識別器替換為顏色傳感器。當切刀表面的粗糙層附有椰殼組織或椰肉組織時，粗糙層顏色變換，從而被顏色傳感器探測到，及時控制切刀停止切割椰殼，防止傷及椰肉。

所述滑塊一端通過第二銷軸連接有推桿23，推桿的另一端通過第三銷軸與往復電機18的轉軸偏心連接，使往復電機轉軸的轉動轉化成滑塊在滑軌上的往復滑動。進而帶動滑塊連接板前後滑動，使得施壓板上的切刀往復運動。

為了給椰殼不同位置切出切口，在上固定盤、下固定盤之間的椰子的左側還設置手指旋轉氣缸6，手指旋轉氣缸固定在本裝置的框架上。手指旋轉氣缸一端伸出若干根夾指，通過調節夾指的長度和之間的夾力，將椰子夾住。然後手指旋轉氣缸通過夾指帶動椰子轉動，使椰子翻轉一定角度。

本裝置使用流程如下，首先將椰子放在下固定盤上的下固定杆之間，然後啟動氣缸11將上固定盤向下移動，下固定盤下表面固定的上固定杆將椰子緊緊夾緊。然後轉動電機帶動椰子水平轉動。此時通過往復電機驅動滑塊在滑軌上滑動，使切刀向椰子移動，同時開啟切割電機20帶動切刀轉動。當切刀邊緣移動至椰殼表面時，對椰殼進行切割。由於椰子不斷水平轉動，最終在椰子水平方向切出環形的一圈切口。當切刀切入椰殼內部一定距離後，切刀切開椰殼，並稍微切入椰肉部分，此時在切刀表面的邊緣上設置的半圓錐形刮刀內部嵌有的椰殼組織被替換成白色椰肉組織，此時切刀上方光敏探頭探測到光強度變換，判斷出椰殼切割完畢，從而停止繼續切割。

此後使切刀所在的施壓板、滑塊連接板在滑塊上反向滑動，使切刀遠離椰子。然後驅動上固定盤向上移動，鬆開椰子。然後驅動手指旋轉氣缸將椰子夾住後，使椰子轉動一定角度後，將椰子翻轉一定角度後，再將椰子夾在上固定盤與下固定盤之間，再次對椰子進行切割。經過兩次或者更多次切割以後，在椰殼上形成多個交叉狀環形切口，可以方便的將椰殼除去，得到完整的球形椰肉。

本實施例中滑塊連接板與施壓板的上端通過施壓彈簧連接、下端通過轉軸連接。當切刀緊緊壓在椰子上時，切刀對椰子的壓力在施壓彈簧的調節下，不至於過大，損壞裝置，也不至於過小，降低切割效率。