本實用新型涉及鮮蓮子加工設備，尤其是一種自適應蓮子剝殼設備。

背景技術：

蓮子為我國南方重要特色農(nóng)產(chǎn)品，是一種有規(guī)則幾何形狀的、顆粒較均勻的果實。蓮子長軸直徑在10-25mm，短軸直徑在15-19mm，殼厚在0.7-1.0mm，其中以長徑23mm，短徑18mm，殼厚在0.9mm左右的蓮子數(shù)量最多，占90％以上。蓮子的蓮殼和蓮衣、蓮仁有一定的間隙，蓮子殼的皮層外表1/3較堅韌，其余2/3較脆。脫殼時只需將堅韌部分切開，其余部分經(jīng)適當擠壓就會自然裂開。

常見的蓮子剝殼原理有撕搓式剝殼、沖擊式剝殼、摩擦式剝殼、切割式剝殼、擠壓式剝殼五種?，F(xiàn)有的蓮子剝殼加工機器，在剝殼的過程中，不能夠準確的控制刀具與蓮子之間的距離，往往會造成加工后的蓮子沒有實現(xiàn)完整的剝殼或者是刀切至蓮子過深而破壞了蓮肉，影響了其價值。而且多是通過推料桿實現(xiàn)對蓮子的推送，機械結構過于復雜，造成機器精度較低的現(xiàn)象。

現(xiàn)如今對蓮子以及蓮子芯的需求日益增大，而現(xiàn)有的蓮子剝殼設備大多存在通用性差不能適應不同地區(qū)不同品種的蓮子的統(tǒng)一加工；自動化程度不高，仍需手工剝殼或半自動剝殼；作業(yè)效果不理想，凈殼率低，剝殼后的損傷率高，影響蓮子的品質(zhì)等問題，早已經(jīng)不能夠滿足生產(chǎn)的需要。因此，迫切需求研制一臺能夠?qū)Σ煌笮∩徸訉崿F(xiàn)精準無損剝殼的設備，以適應蓮子加工產(chǎn)業(yè)的要求。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種自適應蓮子剝殼設備，能夠?qū)崿F(xiàn)精準無損剝殼，通用性高、凈殼率高。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

一種自適應蓮子剝殼設備，包括固定機構、切割機構以及感應控制電路；

所述固定機構包括第一夾具、第二夾具以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置與所述第二夾具驅(qū)動連接，所述第一夾具與第二夾具相對設置且相互之間間隔一定距離；

所述切割機構包括刀具以及切割驅(qū)動裝置；所述切割驅(qū)動裝置與刀具驅(qū)動連接，所述刀具的切割刀口與所述第一夾具與第二夾具之間的間隙相對；

所述感應控制電路分別與所述刀具、切割驅(qū)動裝置、第二夾具以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置連接。

其中，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括第一步進電機、導桿以及導桿支座；所述導桿套設在所述導桿支座內(nèi)，所述導桿可相對所述導桿支架做旋轉(zhuǎn)運動和直線運動；所述導桿的一端與所述第一步進電機驅(qū)動連接，另一端與第二夾具連接。

其中，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置還包括旋轉(zhuǎn)手臂，所述旋轉(zhuǎn)手臂的一端與所述第二夾具連接，另一端與所述導桿連接。

其中，所述導桿的一端與所述第一步進電機之間齒輪驅(qū)動連接。

其中，所述固定機構還包括固定支架和棘輪機構，所述棘輪機構設有棘輪的一端與所述固定支架連接，所述棘輪機構的另一端與所述第一夾具連接。

其中，所述切割驅(qū)動裝置包括第二步進電機、齒條、齒條導軌以及齒輪；所述齒條的一端與所述刀具固定連接；所述齒條設置在所述齒條導軌內(nèi)；所述齒輪與所述齒條配合設置，所述齒輪與所述第二步進電機驅(qū)動連接。

其中，所述齒條導軌的延伸方向與所述第一夾具和第二夾具之間連線的延伸方向相垂直。

其中，所述第一夾具和第二夾具相對的一面分別設有與蓮子的兩個端面大小相適配的凹槽；所述凹槽的深度小于蓮子的二分之一最大長軸直徑。

其中，所述第一夾具和第二夾具為開口相對的碗狀結構，碗口直徑小于蓮子的最大短軸直徑。

其中，所述切割刀口位于所述第一夾具和第二夾具之間間隙的二分之一處，且設置在所述第一夾具和第二夾具外側。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型設有感應控制電路，分別與刀具、切割驅(qū)動裝置、第二夾具以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置連接；能夠在刀具接觸到蓮子后，在刀具、切割驅(qū)動裝置、第二夾具以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置之間構成導通的回路，進而通過切割驅(qū)動裝置控制刀具的精準進給量，僅切割到蓮子殼體外部1/3的堅韌部分，保證蓮子的外殼切開的同時不切到內(nèi)層果仁；在切割完畢后，依據(jù)蓮子皮層內(nèi)部2/3顯脆性，施加適當擠壓便會自然裂開的特性，通過控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置控制第二夾具做反轉(zhuǎn)運動，在第一夾具與第二夾具之間的相對反向旋轉(zhuǎn)和二者裝夾處施加給蓮子的摩擦力的共同作用下，被切開一定深度的蓮子外殼在一對反向作用力下被剝開從而實現(xiàn)蓮子的剝殼過程。本實用新型的蓮子剝殼過程，能夠依據(jù)不同蓮子的大小，控制刀具精準進給量，實現(xiàn)自適應精準切割；同時，充分利用蓮子外殼的質(zhì)地特性，實現(xiàn)無損傷剝殼。從而顯著提高剝殼設備的通用性、破殼率；降低蓮子的破損率，提高蓮子的良品率。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的一種自適應蓮子剝殼設備的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例的俯視結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例的側視結構示意圖。

標號說明：

1、固定機構；2、切割機構；3、第一夾具；4、第二夾具；

5、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置；6、刀具；7、切割驅(qū)動裝置；

8、第一步進電機；9、導桿；10、導桿支座；11、旋轉(zhuǎn)手臂；

12、固定支架；13、棘輪機構；14、第二步進電機；

15、齒條；16、齒條導軌；17、齒輪；18、碗狀結構。

具體實施方式

為詳細說明本實用新型的技術內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖予以說明。

本實用新型最關鍵的構思在于：通過感應控制電路感應刀具是否接觸到蓮子，從而控制刀具精確進給量；通過第一夾具和第二夾具之間的摩擦力和反作用力剝開蓮子殼。

本實用新型提供一種自適應蓮子剝殼設備，包括固定機構、切割機構以及感應控制電路；

所述固定機構包括第一夾具、第二夾具以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置與所述第二夾具驅(qū)動連接，所述第一夾具與第二夾具相對設置且相互之間間隔一定距離；

所述切割機構包括刀具以及切割驅(qū)動裝置；所述切割驅(qū)動裝置與刀具驅(qū)動連接，所述刀具的切割刀口與所述第一夾具與第二夾具之間的間隙相對；

所述感應控制電路分別與所述刀具、切割驅(qū)動裝置、第二夾具以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置連接。

從上述描述可知，本實用新型的有益效果在于：當?shù)毒呓佑|到含水分的蓮子后，刀具、蓮子、切割驅(qū)動裝置、第二夾具、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置以及感應控制電路之間將構成導通的回路；然后通過感應控制電路控制切割驅(qū)動裝置，進而控制刀具的進給量，實現(xiàn)精準控制切割蓮子外殼的深度；再然后，通過感應控制電路控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動第二夾具相對第一夾具做反向旋轉(zhuǎn)，通過第二夾具與第二夾具之間的摩擦力和反作用力剝離蓮殼和蓮仁；實現(xiàn)自適應不同形狀大小的蓮子，以及無損剝殼。

進一步的，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括第一步進電機、導桿以及導桿支座；所述導桿套設在所述導桿支座內(nèi)，所述導桿可相對所述導桿支架做直線運動；所述導桿的一端與所述第一步進電機驅(qū)動連接，另一端與第二夾具連接。

進一步的，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置還包括旋轉(zhuǎn)手臂內(nèi)設電機，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)手臂做旋轉(zhuǎn)運動，所述旋轉(zhuǎn)手臂的一端與所述第二夾具連接，另一端與所述導桿連接。

由上述描述可知，旋轉(zhuǎn)手臂連接的第二夾具為主動，第一夾具為從動，通過第一步進電機控制導桿直線進給，直至將蓮子的兩端分別固定在第一夾具和第二夾具之間；當完成蓮子外殼的切割工作后，感應控制電路將控制第一步進電機啟動，第一步進電機驅(qū)動導桿在導桿支座內(nèi)做直線運動，夾住蓮子之后，旋轉(zhuǎn)手臂做旋轉(zhuǎn)運動，旋轉(zhuǎn)方向與切割過程中的轉(zhuǎn)向相反，使第一夾具與第二夾具之間構成反向作用力，從而使蓮仁和蓮殼剝離。

進一步的，所述導桿的一端與所述第一步進電機之間齒輪驅(qū)動連接。

由上述描述可知，齒輪驅(qū)動方式能夠精準控制第二夾具的進給量。

進一步的，所述固定機構還包括固定支架和棘輪機構，所述棘輪機構設有棘輪的一端與所述固定支架連接，所述棘輪機構的另一端與所述第一夾具連接。

由上述描述可知，第一夾具在切割過程中能夠沿著棘輪的順方向轉(zhuǎn)動，與第二夾具同向旋轉(zhuǎn)配合，實現(xiàn)外殼切割；在外殼剝離過程，由于第一夾具與棘輪機構連接，無法逆向轉(zhuǎn)動，因此，當?shù)诙A具方向旋轉(zhuǎn)時，將與第一夾具之間產(chǎn)生反向作用力，實現(xiàn)蓮仁與蓮殼的無損剝離。

進一步的，所述切割驅(qū)動裝置包括第二步進電機、齒條、齒條導軌以及齒輪；所述齒條的一端與所述刀具固定連接；所述齒條設置在所述齒條導軌內(nèi)；所述齒輪與所述齒條配合設置，所述齒輪與所述第二步進電機驅(qū)動連接。

由上述描述可知，第二步進電機與刀具之間以齒輪方式配合，方便精準掌握刀具的進給量，同時連接結構也較為簡單。

進一步的，所述齒條導軌的延伸方向與所述第一夾具和第二夾具之間連線的延伸方向相垂直。

由上述描述可知，能夠保證刀具對準被切割蓮子的最大短徑所在截面，實現(xiàn)精準切割。

進一步的，所述第一夾具和第二夾具相對的一面分別設有與蓮子的兩個端面大小相適配的凹槽；所述凹槽的深度小于蓮子的二分之一最大長軸直徑。

進一步的，所述第一夾具和第二夾具為開口相對的碗狀結構，碗口直徑小于蓮子的最大短軸直徑。

由上述描述可知，依據(jù)蓮子的形狀設置蓮子的固定位為凹槽或者碗狀結構，同時留有切割位；實現(xiàn)對蓮子的牢固固定，防止切割過程以及殼體剝離過程中發(fā)生位移。

進一步的，所述切割刀口位于所述第一夾具和第二夾具之間間隙的二分之一處，且設置在所述第一夾具和第二夾具外側。

由上述可知，將切割刀口對準蓮子的最大短徑所在截面，使后續(xù)蓮殼與蓮仁分離時能夠受力均勻，完整剝離。

請參照圖1至圖3，本實用新型的實施例為：

一種自適應蓮子剝殼設備，用于對不同地區(qū)不同品種的蓮子的統(tǒng)一剝殼加工。

設備包括固定機構1、切割機構2以及感應控制電路；

所述固定機構1包括第一夾具裝置和第二夾具裝置；第一夾具裝置為從動，第二夾具裝置為主動；

第一夾具裝置包括第一夾具3、固定支架12和棘輪機構13，所述棘輪機構13設有棘輪的一端與所述固定支架12連接，所述棘輪機構13的另一端與所述第一夾具3連接。所述棘輪為一種外緣或內(nèi)緣上具有剛性齒形表面或摩擦表面的齒輪，手臂與棘輪之間通過動爪連接，動爪只能沿著棘輪的一個方向前進，而不能倒退，因此，與棘輪機構13連接的第一夾具3具有單向轉(zhuǎn)動性。

第二夾具裝置包括第二夾具4以及旋轉(zhuǎn)手臂11，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置5與所述第二夾具4驅(qū)動連接，用于驅(qū)動第二夾具4直線前進以及雙向旋轉(zhuǎn)；具體的，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置5包括第一步進電機8、導桿9、導桿支座10以及旋轉(zhuǎn)手臂11；所述導桿9套設在所述導桿支座10內(nèi)，所述導桿9可相對所述導桿支架10做直線運動，旋轉(zhuǎn)手臂11控制旋轉(zhuǎn)運動；所述導桿9的一端與所述第一步進電機8驅(qū)動連接，另一端通過所述旋轉(zhuǎn)手臂11與第二夾具4連接；優(yōu)選的，所述導桿9的一端與所述第一步進電機8之間齒輪驅(qū)動連接。

所述第一夾具3與第二夾具4相對設置且相互之間間隔一定距離，用于安置蓮子；第一夾具裝置的位置固定，第二夾具4在第一步進電機8的驅(qū)動下，由導桿9直線推進，直至與第一夾具3配合固定住蓮子的兩個尖端。

優(yōu)選的，所述第一夾具3和第二夾具4相對的一面分別設有與蓮子的兩個端面大小相適配的凹槽；所述凹槽的深度小于蓮子的二分之一最大長軸直徑?；蛘撸€可以將所述第一夾具3和第二夾具4設計為開口相對的碗狀結構18，碗口直徑小于蓮子的最大短軸直徑。能夠留出蓮子的最大短徑所在截面，方便刀具的切割。

所述切割機構2包括刀具6以及切割驅(qū)動裝置7；所述切割驅(qū)動裝置7與刀具6驅(qū)動連接，用于驅(qū)動刀具6；所述刀具6的切割刀口與所述第一夾具3與第二夾具4之間的間隙相對，能夠在切割驅(qū)動裝置的驅(qū)動下在第一夾具3和第二夾具4之間做切割動作；

優(yōu)選的，所述切割驅(qū)動裝置7與刀具6之間以齒輪方式配合；所述切割驅(qū)動裝置7包括第二步進電機14、齒條15、齒條導軌16以及齒輪17；所述齒條15的一端與所述刀具6固定連接；所述齒條15設置在所述齒條導軌16內(nèi)；所述齒輪17與所述齒條15配合設置，所述齒輪17與所述第二步進電機14驅(qū)動連接。在第二步進電機14的驅(qū)動控制下，齒條15前進，齒條15前端的刀具6同步前進，直至接觸到蓮子，刀具6保持不動，通過第一夾具3和第二夾具4之間的同向旋轉(zhuǎn)配合，實現(xiàn)對蓮子殼體的切割。

優(yōu)選的，所述齒條導軌的延伸方向與所述第一夾具3和第二夾具4之間連線的延伸方向相垂直；所述刀具6的切割刀口位于所述第一夾具3和第二夾具4之間間隙的二分之一處，且設置在所述第一夾具3和第二夾具4外側。將切割刀口對準蓮子的最大短徑所在截面，能夠沿蓮子寬度方向的對稱線切割蓮子的外殼，方便后續(xù)對半剝離蓮殼的時候能夠受力均勻，保證蓮仁不受損，同時提高蓮殼剝離效率。

為了實現(xiàn)自適應各種不同規(guī)格的蓮子，并能夠精準控制刀具的切割深度，本實施例的蓮子剝殼設備設置有感應控制電路。所述感應控制電路分別與所述刀具6、切割驅(qū)動裝置7、第二夾具4以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置5連接。由于待剝殼的蓮子為鮮蓮子，含有較高的水分，因此，蓮子19具有可導電性。利用蓮子的導電性，當夾設在第一夾具3和第二夾具4之間的蓮子19與刀具6接觸后，刀具6、蓮子、切割驅(qū)動裝置7、第二夾具4、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置5以及感應控制電路之間將構成導通的回路；回路導通后，感應控制電路接收感應信號，即導通信號，然后控制切割驅(qū)動裝置，從而實現(xiàn)刀具進給量的精準控制。具體的，可利用切割驅(qū)動裝置接收控制信號，再控制刀具停止前進這個過程中具有一定的控制遲緩時間，而刀口在這個遲緩時間已經(jīng)能夠深入蓮子殼體內(nèi)部一定距離，深度剛好到達蓮殼三分之一處。因此，在刀具6接觸到蓮子后，便通過感應控制裝置控制切割驅(qū)動裝置停止動作，剛好能夠?qū)崿F(xiàn)對蓮子堅韌部分的切割。而后，控制第二夾具4旋轉(zhuǎn)一周，從動的第一夾具3將配合第一夾具3帶動蓮子旋轉(zhuǎn)一周，實現(xiàn)蓮殼的切割工作。接著，再次通過感應控制裝置控制第二夾具4逆方向旋轉(zhuǎn)，利用第一夾具3和第二夾具4對蓮子的摩擦力以及反向作用力，使殼體內(nèi)部三分之二的脆性部分開裂，與蓮仁分離，完成蓮子的剝殼操作。

優(yōu)選的，所述感應控制電路包括紅外感應器和單片機，所述紅外感應器和單片機連接，所述紅外感應器設置在刀具的切割刀口上，能夠感應是否接觸到蓮子，當接觸到蓮子后，發(fā)送感應信號給單片機，單片機分析處理后，控制切割驅(qū)動裝置和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置動作。

本實用新型的工作原理為：

當蓮子初步固定于第一夾具和第二夾具之間；啟動第一步進電機，第一夾具通過固定支架固定，第一步進電機控制導桿前進，導桿進行直線進給，直至第二夾具和第一夾具分別固定住鮮蓮子的兩個尖端，使鮮蓮子最大短徑所在截面對準刀具的切割刀口。由于第二夾具連接的是棘輪機構，具有單向旋轉(zhuǎn)性，因此，第一夾具裝置為從動，第二夾具裝置為主動；在蓮殼切割過程中，控制第一夾具與第二夾具同向旋轉(zhuǎn)。當?shù)毒呓佑|到鮮蓮子后，刀具、蓮子、切割驅(qū)動裝置、第二夾具、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置以及感應控制電路之間將構成導通的復合回路；回路導通后，感應控制電路能夠依據(jù)電流值的變化，傳遞信號給內(nèi)部的單片機，進而控制第一步進電機來實現(xiàn)刀具的精準切割量；切割完畢后，再次控制第二步進電機驅(qū)動第二夾具相對第一夾反向旋轉(zhuǎn)；由于夾具反向旋轉(zhuǎn)且裝夾處具有的一定摩擦力，被切開一定深度的蓮子外殼在一對反向作用力下被剝開，從而實現(xiàn)多工位自適應精準蓮子剝殼。

綜上所述，本實用新型提供的一種自適應蓮子剝殼設備，結構簡單，通用性高，能夠適應不同形狀品種的蓮子；自動化程度高，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化剝殼；進一步的，作業(yè)效果理想，凈殼率高；進一步的，剝殼后蓮子的損傷率極低，能夠?qū)崿F(xiàn)無損剝殼，保證蓮子的品質(zhì)，能夠更好的滿足蓮子加工產(chǎn)業(yè)的要求，有利于推廣使用。

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。