一種甘蔗切段裝置的製作方法

2023-05-27 14:55:11 2

本發明涉及一種甘蔗切段裝置，具體地說是採用了輥子給料，利用光電傳感器測量節芽長度，刀具自動調節間距切斷甘蔗，從而使得甘蔗合理分段的裝置，屬於食品加工機械領域。

背景技術：

甘蔗是秋冬季節的當令水果之一，清甜可口含有豐富的營養物質，吃甘蔗可以緩解疲勞感、使人精神振奮，但在食用甘蔗時，堅硬的節芽影響了口感，而通過節芽種植甘蔗是目前主流的甘蔗種植方式。

傳統的甘蔗切段，利用普通刀切段，不僅費時費力，而且果肉浪費嚴重，節芽損傷率較高，而對於機械切段，不能將節芽和果肉精確分離，工作時噪音大，效率低，而且能耗高，並不能廣泛應用於日常生活中，為此，需要一種能將甘蔗精確切段的機器。

技術實現要素：

針對上述的不足，本發明提供了一種甘蔗切段裝置。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種甘蔗切段裝置，是由給料槽、前支架、第一主動齒輪、第一送料輥子、第一伺服電機、第一從動齒輪、節芽箱、後支架、盛放箱、出料槽、光電裝置、刀具箱、機架、第二上軸承座、第一上軸承座、第二送料輥子、第二下軸承座、第一下軸承座和自由輥組成的，所述的給料槽水平安裝在前支架上，所述的第一伺服電機軸向豎直固定安裝在前支架上，所述的第一主動齒輪安裝在第一伺服電機的轉軸上，第一從動齒輪與第一送料輥子通過鍵連接，第一從動齒輪與第一主動齒輪配合，且嚙合良好，所述的第一送料輥子與第一上軸承座和第一下軸承座配合安裝，所述的第二送料輥子與第二上軸承座和第二下軸承座配合安裝，第一送料輥子和第二送料輥子的軸線均豎直，所述的第一上軸承座和第二上軸承座焊接固定在一起，所述的第一下軸承座和第二下軸承座焊接固定在一起，第二上軸承座和第二下軸承座固定在機架上，所述的出料槽安裝在後支架上，且出料槽的水平部分軸線和給料槽軸線重合，出料槽和給料槽之間具有一定間距，所述的光電裝置安裝在給料槽和出料槽的間隙正後方，固定在機架上，光電裝置由發光器和收光器組成，所述的刀具箱安裝在給料槽和出料槽的間隙的正上方，固定在機架上，刀具箱是由第一刀具、第二刀具、第二刀架、第一刀架、下部限位板、刀架擋板、第二伺服電機、第三主動齒輪、齒條滑軌、第二滑軌、上部限位板、載物滑板、控制器、第三伺服電機、箱體和第二主動齒輪組成的，箱體為空腔結構，底部開有兩個方孔，箱體的後箱面安裝固定在機架上，齒條滑軌和第二滑軌平行安裝在箱體內部後箱面上，載物滑板與齒條滑軌和第二滑軌配合安裝，載物滑板能沿齒條滑軌和第二滑軌滑動，載物滑板的右上部開有通孔，第二伺服電機安裝在載物滑板的中部，第二主動齒輪與第二伺服電機配合安裝，第一刀架和第二刀架分別位於第二主動齒輪的上方和下方，並與第二主動齒輪配合，能隨第二主動齒輪的轉動左右滑動改變第一刀具和第二刀具的間距，第一刀具安裝固定在第一刀架上，第二刀具安裝固定在第二刀具上，第一刀具和第二刀具平行且與箱體的左右端面平行，第一刀具和第二刀具能分別從形體下部的左右兩個方孔中探出，刀架擋板安裝在第二伺服電機左右兩側，刀架擋板與第一刀架和第二刀架配合，第三伺服電機安裝在載物滑板的右上部，第三主動齒輪和第三伺服電機配合，第一伺服電機第二伺服電機和第三伺服電機均通過導線與控制器相聯，第三主動齒輪穿過載物滑板上的通孔與齒條滑軌配合，控制器安裝在載物滑板的右上方，下部限位板安裝在箱體空腔的後箱面下部，上部限位板安裝在第二滑軌的上部末端，所述的節芽箱安放在給料槽和出料槽的間隙的正下方，所述的盛放箱安放在出料槽斜坡末端正下方，所述的自由輥安裝在給料槽和出料槽上，能沿軸線自由轉動。

所述的給料槽的橫截面為u型，給料槽的下部開有多個通孔，自由輥安裝在通孔內。

所述的前支架豎直與地面安裝固定，前支架支撐在給料槽的不同位置，且不影響自由輥。

所述的第一從動齒輪為完全相同的兩個，分別通過鍵連接安裝配合在第一送料輥子和第二送料輥子上，兩個齒輪嚙合良好，其中安裝在第一送料輥子上的第一從動齒輪與第一主動齒輪嚙合。

所述的第一送料輥子是由軟質外覆殼和輥子內芯組成的，第二送料輥子和第一送料輥子組成部分相同。

所述的軟質外覆殼外觀為沙漏型，且軟質外覆殼表面為波紋狀結構，材料為軟質橡膠。

所述的第一上軸承座是由第一上軸承基座和第一上軸承組成的，第一下軸承座是由第一下軸承基座和第一下軸承組成的，第二下軸承座是由第一下軸承基座和第二下軸承組成的，第二上軸承基座是由第二上軸承基座和第二上軸承組成的。

所述的光電裝置的發光器和收光器均具有多種可更換，多種發光器具有多種顏色，多種收光器可接收多種顏色。

所述的出料槽為兩段式結構，分別是水平段和傾斜段，傾斜段上開有多個通孔，多個自由輥一一對應安裝在通孔內。

所述的自由輥是由自由輥轉軸、自由輥外輪、自由輥軸承和自由輥軸承蓋組成的，自由輥轉軸穿過自由輥外輪，自由輥外輪兩端通過自由輥軸承與自由輥轉軸配合，自由輥軸承蓋安裝在自由輥外輪的兩端，阻擋自由輥軸承的脫出。

所述刀具箱中的齒條滑軌和第二滑軌橫截面形狀為梯形，相應載物滑板與其配合部分的截面為同樣的梯形，刀具箱中的第一刀架和第二刀架橫截面形狀為梯形，相應的刀架擋板與其配合部分的截面形狀為同樣的梯形。

該發明的有益之處是，可以將甘蔗快速切段，省去了人工切段的繁瑣費力以及長短不一；u型截面的給料槽使得甘蔗進給時不易脫出，給料槽上安裝的自由輥使得甘蔗在進給時與給料槽的摩擦力減小，提升了進給效率；第一伺服電機、第二伺服電機和第三伺服電機的控制通過控制器精確控制，使得甘蔗切段精確，不易折斷刀具；第一給料輥子和第二給料輥子表面的波紋結構，增大了摩擦，軟質橡膠的外覆殼，在提升進給效率的同時，避免了甘蔗的擠壓損傷，光電感應裝置能精確判斷節芽位置和長度，控制器通過控制第二伺服電機驅動刀架從而調節兩刀具間距來進行精確切除節芽；在給料槽的末端安裝有前支架，給刀具切段時提供支撐力，減少了甘蔗切段時的傾斜，提升了切段精度；出料槽的第二段傾斜放置，且安裝有自由輥，使得切斷後的甘蔗滑到盛放箱中，進一步減少其撞擊損傷；光電裝置具有多種模式，在安裝不同顏色的發光器和收光器後，可對不同顏色不同狀態下的甘蔗進行精確切段；本發明在工作時，具有效率高、噪聲小、精確度高的優點，使用本發明切段後的甘蔗，節芽與果肉分離，分別盛放，果肉沒有擠壓損傷，外表美觀，口感好，便於食用和利用果肉，節芽便於種植。

附圖說明

附圖1為本發明的結構示意圖，附圖2為本發明的後視結構示意圖，附圖3為本發明刀具箱的結構示意圖，附圖4為光電裝置結構示意圖，附圖5為本發明刀具箱下視結構示意圖，附圖6為第一給料輥子、第一上軸承座和第一下軸承座的配合和結構示意圖，附圖7為本發明刀具箱去除箱體後的右視結構示意圖，附圖8為本發明自由輥的結構示意圖。

圖中，1、給料槽，2、前支架，3、第一主動齒輪，4、第一送料輥子，5、第一伺服電機，6、第一從動齒輪，7、節芽箱，8、後支架，9、盛放箱，10、出料槽，11、光電裝置，12、刀具箱，13、機架，14、第二上軸承座，15、第一上軸承座，16、第二送料輥子，17、第二下軸承座，18、第一下軸承座，19，自由輥，401、軟質外覆殼，402、輥子內芯，1101、收光器，1102、發光器，1201、第一刀具，1202、第二刀具，1203、第二刀架，1204、第一刀架，1205、下部限位板，1206、刀架擋板，1207、第二伺服電機，1208、第三主動齒輪，1209、齒條滑軌，1210、第二滑軌，1211、上部限位板，1212、載物滑板，1213、控制器，1214、第三伺服電機，1215、箱體，1216、第二主動齒輪，1501、第一上軸承基座，1502、第一上軸承，1801、第一下軸承基座，1802、第一下軸承，1901、自由輥轉軸，1902、自由輥外輪，1903、自由輥軸承，1904、自由輥軸承蓋。

通過附圖5可以看到齒條滑軌和第二滑軌的截面形狀。

通過附圖7可以看到第一刀架和第二刀架的截面形狀。

具體實施方式

一種甘蔗切段裝置，是由給料槽1、前支架2、第一主動齒輪3、第一送料輥子4、第一伺服電機5、第一從動齒輪6、節芽箱7、後支架8、盛放箱9、出料槽10、光電裝置11、刀具箱12、機架13、第二上軸承座14、第一上軸承座15、第二送料輥子16、第二下軸承座17、第一下軸承座18和自由輥19組成的，所述的給料槽1通過螺栓連接水平安裝在前支架2上，所述的第一伺服電機5軸向豎直固定安裝在前支架2的下部，所述的第一主動齒輪3安裝在第一伺服電機5的轉軸上，第一從動齒輪6與第一送料輥子4通過鍵連接，第一從動齒輪6與第一主動齒輪3配合，且嚙合良好，所述的第一送料輥子4與第一上軸承座15和第一下軸承座配17合安裝，所述的第二送料輥子16與第二上軸承座14和第二下軸承座17配合安裝，第一送料輥子4和第二送料輥子1的軸線在安裝時均豎直，所述的第一上軸承座15和第二上軸承座14焊接固定在一起，所述的第一下軸承座18和第二下軸承座17焊接固定在一起，第二上軸承座14和第二下軸承座17固定在機架13上，所述的出料槽10安裝在後支架8上，且出料槽10的水平部分軸線和給料槽1軸線重合，出料槽10和給料槽1之間具有一定間距，所述的光電裝置11安裝在給料槽1和出料槽10的間隙正後方，固定在機架13上，光電裝置11由發光器1102和收光器1101組成，所述的刀具箱12安裝在給料槽1和出料槽10的間隙的正上方，固定在機架13上，刀具箱12是由第一刀具1201、第二刀具1202、第二刀架1203、第一刀架1204、下部限位板1205、刀架擋板1206、第二伺服電機1207、第三主動齒輪1208、齒條滑軌1209、第二滑軌1210、上部限位板1211、載物滑板1212、控制器1213、第三伺服電機1214、箱體1215和第二主動齒輪1216組成的，箱體1215為空腔結構，底部開有兩個方孔，箱體1215的後箱面安裝固定在機架13上，齒條滑軌1209和第二滑軌1210平行安裝在箱體1215內部後箱面上，載物滑板1212與齒條滑軌1209和第二滑1210軌配合安裝，載物滑板1212能沿齒條滑軌1209和第二滑軌1210滑動，載物滑板1212的右上部開有通孔，第二伺服電機1207安裝在載物滑板1212的中部，第二主動齒輪1216與第二伺服電機1207配合安裝，第一刀架1204和第二刀架1203分別位於第二主動齒輪1216的上方和下方，並與第二主動齒輪1216配合，能隨第二主動齒輪1216的轉動左右滑動改變第一刀具1201和第二刀具1202的間距，第一刀具1201安裝固定在第一刀架1204上，第二刀具1202安裝固定在第二刀架1203上，第一刀具1201和第二刀具1202平行且與箱體1215的左右端面平行，第一刀具1201和第二刀具1202能分別從箱體1215下部的左右兩個方孔中探出，刀架擋板1206安裝在第二伺服電機1207左右兩側，刀架擋板1206與第一刀架1204和第二刀架1203配合，第三伺服電機1214安裝在載物滑板1212的右上部，第三主動齒輪1208和第三伺服電機1214配合，第三主動齒1214輪穿過載物滑板1212上的通孔與齒條滑軌1209配合，控制器1213安裝在載物滑板1212的右上方，下部限位板1205安裝在箱體1215空腔的後箱面下部，上部限位板1211安裝在第二滑軌1210的上部末端，所述的節芽箱7安放在給料槽1和出料槽10的間隙的正下方，所述的盛放箱9安放在出料槽10斜坡末端正下方，所述的自由輥19安裝在給料槽1和出料槽10上，能沿軸線自由轉動，所述的給料槽1的橫截面為u型，給料槽1的下部開有多個通孔，自由輥19安裝在通孔內，所述的前支架2豎直與地面安裝固定，前支架2支撐在給料槽1的不同位置，且不影響自由輥19，所述的第一從動齒輪6為完全相同的兩個，分別通過鍵連接安裝配合在第一送料輥子4和第二送料輥子16上，兩個齒輪嚙合良好，其中安裝在第一送料輥子4上的第一從動齒輪6與第一主動齒輪3嚙合，所述的第一送料輥子4是由軟質外覆殼401和輥子內芯402組成的，第二送料輥子16和第一送料輥子4組成部分相同，所述的軟質外覆殼401外觀為沙漏型，且軟質外覆殼表面401為波紋狀結構，材料為軟質橡膠，所述的第一上軸承座15是由第一上軸承基座1501和第一上軸承1502組成的，第一下軸承座18是由第一下軸承基座1801和第一下軸承1802組成的，第二上軸承座14與第一上軸承座15組成相同，第二下軸承座17與第一下軸承座18組成相同，所述的光電裝置11的發光器1102安裝在收光器1101的中間，且朝向給料槽1和出料槽10的間隙，發光器1102和收光器1101均具有多種可更換，多種發光器1102能發出多種顏色，多種收光器1101可接收多種顏色，第一伺服電機5、第二伺服電機1207和第三伺服電機1214均通過導線與控制器1213相聯，所述的出料槽10為兩段式結構，分別是水平段和傾斜段，傾斜段上開有多個通孔，多個自由輥19一一對應安裝在通孔內，所述的自由輥19是由自由輥轉軸1901、自由輥外輪1902、自由輥軸承1903和自由輥軸承蓋1904組成的，自由輥轉軸1901穿過自由輥外輪1902，自由輥外輪1902兩端通過自由輥軸承1903與自由輥轉軸1901配合，自由輥外輪1902可沿軸線自由轉動，自由輥軸承蓋1904安裝在自由輥外輪1902的兩端，阻擋自由輥軸承1903的脫出，所述刀具箱12中的齒條滑軌1209和第二滑軌1210橫截面形狀為梯形，相應載物滑板1212與其配合部分的截面為同樣的梯形，刀具箱12中的第一刀架1204和第二刀架1203橫截面形狀為梯形，相應的刀架擋板1206與其配合部分的截面形狀為同樣的梯形。

該裝置在使用時，若待切段的為去皮後的甘蔗，將光電裝置11上的發光器1102更換為綠色發光器1102，收光器1101更換為綠色收光器1101，去皮後甘蔗果肉部分的顏色為淺黃色，發光器1102將光照射到甘蔗上時，淺黃色的果肉部分不會反射綠色光，而白色的節芽部分則會反射綠色光，節芽的長度不同，反射光的強度不同，綠色收光器1101接收的綠色光強度不同，從而收光器1101產生的電信號強度不同，電信號傳遞到控制器1213後，經控制器1213的分析處理，使得第二伺服電機1207旋轉角度不同，獲得不同的刀具間隔，調整好間隔後，控制器1213控制第一伺服電機5停止進給、控制第二伺服電機1207停止調節刀具間距、控制第三伺服電機1214向下移動，對不同長度的節芽進行切段，切去的節芽受重力作用落入節芽箱7，此時控制器1213控制第三伺服電機1214升起刀具，刀具升起後，控制器1213控制第一伺服電機5繼續進給，去掉節芽後的甘蔗段，進入出料槽10，經出料槽10斜坡甘蔗段落入盛放箱9，如此循環切段；若待切段的為未去皮後的甘蔗，將光電裝置11上的發光器1102更換為黃色發光器1102，收光器1101更換為黃色收光器1101，未去皮的甘蔗節芽的顏色為淺黃色，發光器1102將光照射到甘蔗上時，黑色的非節芽部分不會反射黃色光，而黃色的節芽部分則會反射黃色光，節芽的長度不同，反射光的強度不同，黃色收光器1101接收的黃色光強度不同，從而收光器1101產生的電信號強度不同，電信號傳遞到控制器1213後，經控制器1213的分析處理，使得第二伺服電機1207旋轉角度不同，獲得不同的刀具間隔，調整好間隔後，控制器1213控制第一伺服電機5停止進給、控制第二伺服電機1207停止調節刀具間距、控制第三伺服電機1214向下移動，對不同長度的節芽進行切段，切去的節芽受重力作用落入節芽箱7，此時控制器1213控制第三伺服電機1214升起刀具，刀具升起後，控制器1213控制第一伺服電機5繼續進給，去掉節芽後的甘蔗段，進入出料槽10，經出料槽10斜坡甘蔗段落入盛放箱9，如此循環切段。

對於本領域的普通技術人員而言，根據本發明的教導，在不脫離本發明的原理與精神的情況下，對實施方式所進行的改變、修改、替換和變型仍落入本發明的保護範圍之內。