本發(fā)明涉及食品加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種全自動(dòng)水果削皮去核一體機(jī)。

背景技術(shù)：

提起水果，人們最先想到的就是營(yíng)養(yǎng)價(jià)值非常高的水果之王——蘋果。蘋果削皮不僅是一種習(xí)慣，也是防止果皮中殘留農(nóng)藥等有害物質(zhì)對(duì)人體造成傷害的最有效的方法。尤其是對(duì)于蘋果深加工企業(yè)，需要將蘋果制成多種制品，為保證制成品的品質(zhì)及衛(wèi)生，蘋果削皮、去核就更加重要。

蘋果是一個(gè)形狀較不規(guī)則的異形體，蘋果削皮的加工難度較大，現(xiàn)如今家庭、餐飲行業(yè)及一些中小型蘋果加工企業(yè)里仍要借助人力進(jìn)行削皮，而這樣操作在消毒、衛(wèi)生方面都達(dá)不到國(guó)家對(duì)食品QS的規(guī)定。削皮的厚度則由工人的技術(shù)而決定，一般在2mm-3mm，大量的果肉隨皮屑扔掉，使果品的制成率很低，只有65％左右^[2]。另外，對(duì)于工廠，工人削皮的勞動(dòng)強(qiáng)度較大，機(jī)械的循環(huán)工作極易造成割傷，效率低而成本高，即使是對(duì)于一家四口滿足每日所需的四個(gè)蘋果，削皮也是一件尤為令人深感疲倦而又易產(chǎn)生傷害的勞動(dòng)。因此，亟待設(shè)計(jì)一款能自動(dòng)完成蘋果等水果的輸送、削皮、去核一體化作業(yè)的高效率、低勞動(dòng)強(qiáng)度的全自動(dòng)水果削皮去核一體機(jī)。

現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)計(jì)了手搖式單果削皮機(jī)、多果半自動(dòng)削皮機(jī)以及構(gòu)造復(fù)雜的大型蘋果削皮機(jī)等。但是手搖式和半自動(dòng)式耗費(fèi)人力物力，果肉損失很大，而大型的構(gòu)造復(fù)雜的削皮機(jī)又非常的笨重，體積龐大，不宜推廣，缺乏創(chuàng)意。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種全自動(dòng)水果削皮去核一體機(jī)，具有自動(dòng)化程度高、削皮效率高、系統(tǒng)穩(wěn)定、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種全自動(dòng)水果削皮去核一體機(jī)，包括設(shè)有送果管道的入料工位、矯位工位、削皮工位、去核工位和扎取機(jī)構(gòu)，所述矯位工位、削皮工位和去核工位均設(shè)置在扎取機(jī)構(gòu)的下方，并依次沿X向順序設(shè)置，所述矯位工位包括濾網(wǎng)套、盛水桶和第一Z向移動(dòng)組件，所述第一Z向移動(dòng)組件沿Z向設(shè)置，所述濾網(wǎng)套設(shè)于第一Z向移動(dòng)組件上，所述盛水桶設(shè)于濾網(wǎng)套的下方，所述送果管道的出口對(duì)準(zhǔn)濾網(wǎng)套，水果經(jīng)送果管道落入濾網(wǎng)套后，第一Z向移動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)濾網(wǎng)套浸入盛水桶后抬起濾網(wǎng)套，扎取機(jī)構(gòu)扎取濾網(wǎng)套內(nèi)的水果，并將水果依次送到削皮工位、去核工位進(jìn)行削皮和去核。

所述入料工位還包括旋轉(zhuǎn)出料組件，所述旋轉(zhuǎn)出料組件包括保護(hù)環(huán)、入料底板和入料轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，所述保護(hù)環(huán)設(shè)于入料底板上，保護(hù)環(huán)的圓心處設(shè)有帶入料推板的推板轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述入料推板將保護(hù)環(huán)內(nèi)部均分為多個(gè)扇形空間，所述入料底板上設(shè)有與送果管道入口連接的入料口，所述入料轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接推板轉(zhuǎn)動(dòng)軸，入料轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)入料推板轉(zhuǎn)動(dòng)，使得入料口分別與一扇形空間重合。

所述扎取機(jī)構(gòu)包括X向移動(dòng)組件、扎果針頭、Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸和扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，所述X向移動(dòng)組件沿X向架設(shè)在矯位工位、削皮工位和去核工位的上方，所述Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)于X向移動(dòng)組件上，Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸的頂端連接扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸的底端連接扎果針頭。

所述Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸上套設(shè)有主動(dòng)圓柱齒輪，所述削皮工位包括從動(dòng)圓柱齒輪組、第一錐齒輪、Y向轉(zhuǎn)動(dòng)軸、削皮圓盤和浮動(dòng)刀頭，所述削皮圓盤通過Y向轉(zhuǎn)動(dòng)軸設(shè)置扎取機(jī)構(gòu)下方，所述削皮圓盤的圓周邊緣處設(shè)有第二錐齒輪，所述從動(dòng)圓柱齒輪組設(shè)于扎取機(jī)構(gòu)與削皮圓盤之間，所述第一錐齒輪與從動(dòng)圓柱齒輪組同軸設(shè)置，第一錐齒輪與第二錐齒輪相嚙合，所述浮動(dòng)刀頭的底端采用浮動(dòng)方式設(shè)于削皮圓盤內(nèi)，當(dāng)扎取機(jī)構(gòu)移動(dòng)至削皮工位上方時(shí)，主動(dòng)圓柱齒輪與從動(dòng)圓柱齒輪組相嚙合，且浮動(dòng)刀頭緊貼扎果針頭上的水果表面，削皮時(shí)，扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)扎果針頭沿Z向轉(zhuǎn)動(dòng)，且浮動(dòng)刀頭通過齒輪傳動(dòng)方式沿Y向轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述削皮圓盤包括相連接的削皮圓盤盒體和削皮圓盤盒蓋，所述第二錐齒輪設(shè)置在削皮圓盤盒蓋的圓周邊緣上，所述Y向轉(zhuǎn)動(dòng)軸穿過削皮圓盤盒體連接削皮圓盤盒蓋，所述削皮圓盤盒體的內(nèi)腔底面設(shè)有半圓形凸起，所述削皮圓盤盒蓋的底面上設(shè)有刀頭固定座，所述浮動(dòng)刀頭的底部穿過削皮圓盤盒蓋通過扭轉(zhuǎn)彈簧設(shè)于在刀頭固定座上，且浮動(dòng)刀頭的底端抵著削皮圓盤盒體內(nèi)腔底面，隨著浮動(dòng)刀頭轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)浮動(dòng)刀頭的底端抵著圓盤盒體內(nèi)腔底面上的半圓形凸起時(shí)，浮動(dòng)刀頭離開水果表面，進(jìn)行復(fù)位。

所述去核工位包括第二Z向移動(dòng)組件、去核刀和去核套筒，所述第二Z向移動(dòng)組件沿Z向設(shè)置，所述去核套筒設(shè)于第二Z向移動(dòng)組件上，所述去核刀設(shè)于去核套筒的中心處，當(dāng)扎取機(jī)構(gòu)移動(dòng)至削皮工位上方時(shí)，扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)扎果針頭沿Z向轉(zhuǎn)動(dòng)，且第二Z向移動(dòng)組件帶動(dòng)去核刀向上移動(dòng)，去核刀插入水果中心進(jìn)行去核。

所述去核套筒的底部設(shè)有用于檢測(cè)去核套筒內(nèi)是否放有去核后水果的檢測(cè)水果傳感器，所述檢測(cè)水果傳感器連接有提示器。

所述濾網(wǎng)套上設(shè)有朝向削皮工位的凸板。

所述濾網(wǎng)套底部?jī)?nèi)凹，且內(nèi)凹處為光滑的弧線。

所述送果管道內(nèi)設(shè)有橡膠減速帶。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、系統(tǒng)的穩(wěn)定性好，即運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)準(zhǔn)確，能保證規(guī)定的運(yùn)動(dòng)精度，入料工位、矯位工位、削皮工位、去核工位和扎取機(jī)構(gòu)相互配合，可完成水果自動(dòng)輸送、擺正、插果的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了上料、削皮、去核整個(gè)工作過程的全自動(dòng)。

2、工作的可靠性高，即能根據(jù)功能要求完成既定的動(dòng)作，且各動(dòng)作應(yīng)協(xié)調(diào)穩(wěn)定。

3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，體積小巧，操作方便，制造容易，成本低。

4、入料工位采用轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)將水果推入送果管道，實(shí)現(xiàn)水果間歇平穩(wěn)下落，同時(shí)送果管道內(nèi)根據(jù)水果所需要的入料速度設(shè)有起到緩沖減速作用的橡膠減速帶，可防止水果掉落在濾網(wǎng)套外等情況的出現(xiàn)，減少水果的重力對(duì)整體結(jié)構(gòu)造成的震動(dòng)。

5、矯位工位設(shè)置濾網(wǎng)套和盛水桶，利用清水清洗水果表皮上的灰塵，同時(shí)利用清水的浮力將水果由下落后的任意位置矯正為頭朝上正立的位置，大大提高了后續(xù)削皮與去核位置的準(zhǔn)確精度。

6、濾網(wǎng)套底部凹進(jìn)結(jié)構(gòu)保證水果的狀態(tài)穩(wěn)定，受力均勻，水果在被扎果針頭扎入時(shí)不會(huì)產(chǎn)生歪斜。

7、在矯位工位處設(shè)置凸板，凸板卡住果核的底部，第一Z向移動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)濾網(wǎng)套下移，使得果核脫離扎取機(jī)構(gòu)的扎果針頭，并落入果屑桶中，從而完成扎取機(jī)構(gòu)的復(fù)位，便于快速進(jìn)入下一次的工作。

8、扎取機(jī)構(gòu)設(shè)置扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)水果沿Z向轉(zhuǎn)動(dòng)，配合削皮工位和去核工位，使得削皮與去核過程更加流暢。

9、削皮工位由扎取機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，能耗少，浮動(dòng)刀頭根部通過扭轉(zhuǎn)彈簧使之產(chǎn)生向水果內(nèi)部的壓緊力，在水果繞Z方向自轉(zhuǎn)的同時(shí)，浮動(dòng)刀頭緊貼水果表面繞Y方向旋轉(zhuǎn)完成削皮，可達(dá)到去皮厚度約0.6mm的技術(shù)指標(biāo)。

10、設(shè)置浮動(dòng)刀頭，浮動(dòng)刀頭根部與削皮圓盤盒體內(nèi)腔底面始終保持潤(rùn)滑接觸，浮動(dòng)刀頭進(jìn)入右半周時(shí)，削皮圓盤盒體內(nèi)腔底面上設(shè)計(jì)的半圓形凸起形狀會(huì)使浮動(dòng)刀頭克服扭力彈簧的彈力向外傾，浮動(dòng)刀頭的刀片離開水果表面，即在右半周的浮動(dòng)刀頭復(fù)位過程中浮動(dòng)刀頭的刀片與已被削皮的水果果肉沒有接觸，留有15-20mm的間隙，則復(fù)位過程對(duì)果肉沒有損傷，達(dá)到復(fù)位與不損傷果肉的雙重目的。

11、去核工位中去核刀配合水果轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)向上進(jìn)給，使整個(gè)去核過程中不出現(xiàn)真空產(chǎn)生較大阻力，設(shè)計(jì)出貫穿整個(gè)水果的去核刀鋼管部分均在傾角范圍內(nèi)。

12、設(shè)置檢查水果傳感器和提示器，當(dāng)去核完成時(shí)，去核后的水果落入去核套筒內(nèi)，并觸發(fā)檢測(cè)水果傳感器，則提示器發(fā)出提示信息，可及時(shí)通知用戶已完成水果去核。

13、生產(chǎn)效率高，能耗少，前景十分廣闊。

14、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，不污染環(huán)境，創(chuàng)造文明生產(chǎn)條件。

15、留有發(fā)展的余地，需改進(jìn)時(shí)不至于造成全機(jī)廢棄。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的左視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為濾網(wǎng)套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為浮動(dòng)刀頭在削皮圓盤上的安裝示意圖；

圖7為浮動(dòng)刀頭與扎果針頭相配合的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為齒輪傳動(dòng)原理示意圖；

圖9為浮動(dòng)刀頭的爆炸圖；

圖10為去核刀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為去核刀去核原理示意圖。

圖中：101、送果管道，102、保護(hù)環(huán)，103、入料底板，104、入料轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，105、推板轉(zhuǎn)動(dòng)軸，106、入料推板，107、入料口，201、濾網(wǎng)套，202、盛水桶，203、第一Z向移動(dòng)組件，204、凸板，301、從動(dòng)圓柱齒輪組，302、第一錐齒輪，303、Y向轉(zhuǎn)動(dòng)軸，304、浮動(dòng)刀頭，305、第二錐齒輪，306、削皮圓盤盒體，307、削皮圓盤盒蓋，308、半圓形凸起，309、刀頭固定座，310、扭轉(zhuǎn)彈簧，311、果屑桶，312、果針套筒，313、刀片，401、第二Z向移動(dòng)組件，402、去核刀，403、去核套筒，501、X向移動(dòng)組件，502、扎果針頭，503、Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸，504、扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，505、主動(dòng)圓柱齒輪。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

如圖1-4所示，一種全自動(dòng)水果削皮去核一體機(jī)，包括入料工位、矯位工位、削皮工位、去核工位和扎取機(jī)構(gòu)，矯位工位、削皮工位和去核工位均設(shè)置在扎取機(jī)構(gòu)的下方，并依次沿X向順序設(shè)置，入料工位設(shè)于矯位工位的一側(cè)，其中，入料工位完成水果的間歇平穩(wěn)下落，矯位工位對(duì)水果的位置自動(dòng)矯正，具體為將水果從入料工位下落至矯位工位的所處任意自動(dòng)方向的位置矯正為頭正立的位置，頭正立的位置便于扎取機(jī)構(gòu)對(duì)水果的扎取，扎取機(jī)構(gòu)帶動(dòng)水果從矯位工位依次到削皮工位和去核工位，削皮工位完成削皮過程，并使得削下果皮的厚度盡可能的均勻，去核工位完成果與核的分離，最后扎取機(jī)構(gòu)復(fù)位回矯位工位的過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卸除扎取機(jī)構(gòu)上的果核。下面以蘋果的削皮去核為例，以水平面為xy面、豎直方向?yàn)閦方向建坐標(biāo)系，對(duì)各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體說(shuō)明：

一、入料工位

入料工位采用轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)將蘋果推入送果管道101，實(shí)現(xiàn)蘋果間歇平穩(wěn)下落。

如圖1-4所示，入料工位包括送果管道101和旋轉(zhuǎn)出料組件，旋轉(zhuǎn)出料組件包括保護(hù)環(huán)102、入料底板103和入料轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)104，保護(hù)環(huán)102設(shè)于入料底板103上，保護(hù)環(huán)102的圓心處設(shè)有帶入料推板106的推板轉(zhuǎn)動(dòng)軸105，入料推板106將保護(hù)環(huán)102內(nèi)部均分為多個(gè)扇形空間，入料底板103上設(shè)有與送果管道101入口連接的入料口107，入料轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)104的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接推板轉(zhuǎn)動(dòng)軸105，入料轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)104驅(qū)動(dòng)入料推板106以推板轉(zhuǎn)動(dòng)軸105為中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得入料口107分別與一扇形空間重合，送果管道101的出口對(duì)準(zhǔn)矯位工位。送果管道101內(nèi)根據(jù)蘋果所需要的入料速度設(shè)有起到緩沖減速作用的橡膠減速帶。

本實(shí)施例中，入料推板106為個(gè)，將保護(hù)環(huán)102內(nèi)部均分為四個(gè)圓心角為90度的扇形空間，其中一個(gè)空間對(duì)應(yīng)的入料底板103上設(shè)計(jì)有一個(gè)直徑為100mm的圓孔作為入料口107，送果管道101采用90度的彎管，保護(hù)環(huán)102的高度為80mm，為普通蘋果的平均高度。在上一個(gè)蘋果削皮去核結(jié)束后旋轉(zhuǎn)出料組件轉(zhuǎn)動(dòng)90度，待處理蘋果在旋轉(zhuǎn)出料組件中被入料推板106和保護(hù)環(huán)102共同作用產(chǎn)生的的合力推入入料口107中，從而落入送果管道101，進(jìn)入下一工位。

二、矯位工位

如圖1-4所示，矯位工位利用清水清洗蘋果表皮上的灰塵，同時(shí)利用清水的浮力將蘋果由下落后的任意位置矯正為頭朝上正立的位置。若規(guī)定蘋果帶梗的一端為上端，將蘋果正立后，蘋果的結(jié)構(gòu)關(guān)于中心軸成軸對(duì)稱，而關(guān)于水平橫截面不對(duì)稱，水的壓力始終垂直于蘋果表面，是蘋果在浮力的作用下達(dá)到平衡位置即正立狀態(tài)。

矯位工位包括濾網(wǎng)套201、盛水桶202和第一Z向移動(dòng)組件203，第一Z向移動(dòng)組件203沿Z向設(shè)置，濾網(wǎng)套201設(shè)于第一Z向移動(dòng)組件203上，盛水桶202設(shè)于濾網(wǎng)套201的下方，送果管道101的出口對(duì)準(zhǔn)濾網(wǎng)套201，水果經(jīng)送果管道101落入濾網(wǎng)套201，第一Z向移動(dòng)組件203采用絲桿螺母與直流減速電機(jī)配合結(jié)構(gòu)，濾網(wǎng)套201在第一Z向移動(dòng)組件203帶動(dòng)下下移進(jìn)入盛水桶202中，盛水桶202中的清水可以清洗去蘋果表面的浮塵并利用浮力將蘋果的位置矯正，位置矯正完成后第一Z向移動(dòng)組件203驅(qū)動(dòng)濾網(wǎng)套201上移，將蘋果拖出水面。

第一Z向移動(dòng)組件203驅(qū)動(dòng)濾網(wǎng)套201浸入盛水桶202后抬起濾網(wǎng)套201，扎取機(jī)構(gòu)扎取濾網(wǎng)套201內(nèi)的水果，并將水果依次送到削皮工位、去核工位進(jìn)行削皮和去核。

濾網(wǎng)套201為可替換部件，本實(shí)施例中，根據(jù)用戶的需要，濾網(wǎng)套201有三種不同的系列，可適應(yīng)于大、中、小型的蘋果，也可以適用于形狀近似于球形的梨子和獼猴桃。蘋果落入濾網(wǎng)套201后其位置狀態(tài)由下落過程決定，具有隨機(jī)性。

如圖5所示，濾網(wǎng)套201底部根據(jù)蘋果的外形設(shè)計(jì)成將蘋果定心的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，且內(nèi)凹處為光滑的弧線，蘋果位置經(jīng)水浮矯正后濾網(wǎng)套201將蘋果抬起，內(nèi)部凹進(jìn)結(jié)構(gòu)保證蘋果的狀態(tài)穩(wěn)定，受力均勻，蘋果在被扎果針頭502扎入時(shí)不會(huì)產(chǎn)生歪斜。

濾網(wǎng)套201上還設(shè)有朝向削皮工位的凸板204，本實(shí)施例中凸板204采用U型的卡爪結(jié)構(gòu)，當(dāng)扎取機(jī)構(gòu)在去核工位完成去核，扎取機(jī)構(gòu)帶著果核復(fù)位到矯位工位時(shí)，凸板204卡住果核的底部，第一Z向移動(dòng)組件203驅(qū)動(dòng)濾網(wǎng)套201下移，使得果核脫離扎取機(jī)構(gòu)的扎果針頭502，并落入果屑桶311中，從而完成扎取機(jī)構(gòu)的復(fù)位，便于快速進(jìn)入下一次的工作。

三、扎取機(jī)構(gòu)

扎取機(jī)構(gòu)對(duì)心扎取蘋果，實(shí)現(xiàn)蘋果與機(jī)器結(jié)合，控制蘋果移動(dòng)。

如圖1-4所示，扎取機(jī)構(gòu)包括X向移動(dòng)組件501、扎果針頭502、Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸503和扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)504，X向移動(dòng)組件501沿X向架設(shè)在矯位工位、削皮工位和去核工位的上方，Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸503豎直設(shè)于X向移動(dòng)組件501上，X向移動(dòng)組件501帶動(dòng)扎果針頭502沿X向水平運(yùn)動(dòng)，Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸503的頂端連接扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)504，Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸503的底端連接扎果針頭502，扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)504帶動(dòng)扎果針頭502沿Z向轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)配合削皮工位和去核工位。

Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸503經(jīng)聯(lián)軸器將扎果針頭502與扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)504相連，可以實(shí)現(xiàn)蘋果繞著Z方向的自轉(zhuǎn)。Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸503上套設(shè)有主動(dòng)圓柱齒輪505，主動(dòng)圓柱齒輪505為下一工位的主動(dòng)輪，始終與扎取機(jī)構(gòu)的Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸503固連，并隨扎取機(jī)構(gòu)移動(dòng)，在扎取機(jī)構(gòu)右移進(jìn)入削皮工位時(shí)，主動(dòng)圓柱齒輪505與削皮工位的齒輪嚙合。

本實(shí)施例中，扎果針頭502設(shè)有四根不銹鋼針，不銹鋼針的直徑3.5mm，剛度較高，對(duì)于蘋果削皮和去核時(shí)產(chǎn)生的扭矩具有足夠的抗性，可以保證扎取后的所有工序鋼針不發(fā)生變形。Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸503細(xì)長(zhǎng)部分直徑8mm，材料為不銹鋼，Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸503在蘋果削皮過程中易出現(xiàn)因蘋果轉(zhuǎn)動(dòng)離心力發(fā)生繞中心軸自轉(zhuǎn)失穩(wěn)以及在削皮刀對(duì)蘋果沿y方向的作用力下產(chǎn)生彎曲的問題，為解決這一系列問題，在Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸503外設(shè)計(jì)了外徑32mm厚度3mm的圓柱狀塑料套筒作為果針套筒312。果針套筒312靠下端配合安裝外徑26mm內(nèi)徑8mm的軸承，軸承將Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸503與果針套筒312聯(lián)結(jié)，大大增強(qiáng)了整體的剛度與穩(wěn)定性，使之符合要求，在受力分析實(shí)驗(yàn)中，由于此Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸503被加固后彎曲變形量可以忽略不計(jì)，固將其理想化為無(wú)彎曲變形。

X向移動(dòng)組件501包括兩個(gè)沿X向平行設(shè)置的導(dǎo)軌，以及平行設(shè)置在兩導(dǎo)軌之間的絲杠，絲杠由電機(jī)提供動(dòng)力，絲杠上通過螺母設(shè)置滑塊，Z向扎取旋轉(zhuǎn)軸503和扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)504豎直設(shè)置在滑塊上。

四、削皮工位

削皮工位完成削皮過程，并使削下果皮的厚度盡可能均勻。技術(shù)指標(biāo)：去皮厚度約0.6mm。

如圖1-4所示，削皮工位包括從動(dòng)圓柱齒輪組301、第一錐齒輪302、Y向轉(zhuǎn)動(dòng)軸303、削皮圓盤和浮動(dòng)刀頭304，削皮圓盤通過Y向轉(zhuǎn)動(dòng)軸303設(shè)置扎取機(jī)構(gòu)下方，削皮圓盤的圓周邊緣處設(shè)有第二錐齒輪305，從動(dòng)圓柱齒輪組301設(shè)于扎取機(jī)構(gòu)與削皮圓盤之間，第一錐齒輪302與從動(dòng)圓柱齒輪組301同軸設(shè)置，第一錐齒輪302與第二錐齒輪305相嚙合，浮動(dòng)刀頭304的底端采用浮動(dòng)方式設(shè)于削皮圓盤內(nèi)，如圖6所示，當(dāng)扎取機(jī)構(gòu)移動(dòng)至削皮工位上方時(shí)，主動(dòng)圓柱齒輪505與從動(dòng)圓柱齒輪組301相嚙合，且浮動(dòng)刀頭304緊貼扎果針頭502上的水果表面，如圖7所示，通過設(shè)置主動(dòng)圓柱齒輪505、從動(dòng)圓柱齒輪組301、第一錐齒輪302和第二錐齒輪305，實(shí)現(xiàn)由扎取機(jī)構(gòu)的扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)504提供削皮工位運(yùn)行的動(dòng)力，削皮時(shí)，扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)504驅(qū)動(dòng)扎果針頭502沿Z向轉(zhuǎn)動(dòng)，且浮動(dòng)刀頭304通過齒輪傳動(dòng)方式沿Y向轉(zhuǎn)動(dòng)，則在蘋果繞Z方向自轉(zhuǎn)的同時(shí)，浮動(dòng)刀頭304緊貼蘋果表面繞Y方向旋轉(zhuǎn)完成削皮。

扎果針頭502即蘋果自身的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度大約是繞y方向旋轉(zhuǎn)的浮動(dòng)刀頭304的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的10-15倍，這樣才能保證削皮效果，如果要更加具有普適性，對(duì)削皮的潔凈程度有更高的要求，那么主動(dòng)圓柱齒輪505到第二錐齒輪305的傳動(dòng)比i應(yīng)在1/15-1/20。本實(shí)施例中，傳動(dòng)比i為1/20，如圖8所示，從動(dòng)圓柱齒輪組301包括三個(gè)從動(dòng)圓柱齒輪，第一個(gè)從動(dòng)圓柱齒輪與主動(dòng)圓柱齒輪505相嚙合，第二個(gè)從動(dòng)圓柱齒輪與第一個(gè)從動(dòng)圓柱齒輪同軸設(shè)置，第三個(gè)從動(dòng)圓柱齒輪與第二個(gè)從動(dòng)圓柱齒輪相嚙合，且與第一錐齒輪302同軸設(shè)置，三個(gè)從動(dòng)圓柱齒輪的齒數(shù)分別為：58個(gè)、28個(gè)、28個(gè)，主動(dòng)圓柱齒輪505的齒數(shù)為12個(gè)，第一錐齒輪302的齒數(shù)為14個(gè)，第二錐齒輪305的齒數(shù)為58個(gè)，則傳動(dòng)比i滿足：

如圖6-7所示，削皮圓盤包括相連接的削皮圓盤盒體306和削皮圓盤盒蓋307，第二錐齒輪305設(shè)置在削皮圓盤盒蓋307的圓周邊緣上，Y向轉(zhuǎn)動(dòng)軸303穿過削皮圓盤盒體306連接削皮圓盤盒蓋307，削皮圓盤盒體306的內(nèi)腔底面設(shè)有半圓形凸起308，削皮圓盤盒蓋307的底面上設(shè)有刀頭固定座309，浮動(dòng)刀頭304的底部穿過削皮圓盤盒蓋307通過扭轉(zhuǎn)彈簧310設(shè)于在刀頭固定座309上，且浮動(dòng)刀頭304的底端抵著削皮圓盤盒體306內(nèi)腔底面。

蘋果旋轉(zhuǎn)10-12圈，浮動(dòng)刀頭304完成繞Y方向旋轉(zhuǎn)的左半周，在左半周內(nèi)完成對(duì)蘋果的削皮，剩余右半周的旋轉(zhuǎn)是為了使浮動(dòng)刀頭304復(fù)位，便于下一個(gè)蘋果進(jìn)入削皮。浮動(dòng)刀頭304根部與削皮圓盤盒體306內(nèi)腔底面始終保持潤(rùn)滑接觸，浮動(dòng)刀頭304進(jìn)入右半周時(shí)，削皮圓盤盒體306內(nèi)腔底面上設(shè)計(jì)的半圓形凸起308形狀會(huì)使浮動(dòng)刀頭304克服扭力彈簧的彈力向外傾，浮動(dòng)刀頭304的刀片313離開蘋果表面，即在右半周的浮動(dòng)刀頭304復(fù)位過程中浮動(dòng)刀頭304的刀片313與已被削皮的蘋果果肉沒有接觸，留有15-20mm的間隙，則復(fù)位過程對(duì)果肉沒有損傷。

如圖9所示，浮動(dòng)刀頭304設(shè)計(jì)有可更換刀片313的刀片313蓋，由螺釘螺紋固定，不銹鋼刀片313可正常使用較長(zhǎng)時(shí)間而不更換，當(dāng)用戶想改變刀片313的伸出量(影響到削下蘋果果皮的厚度，根據(jù)不同的刀片313伸出量，果皮厚度在0.4-1.2mm之間)或刀片313意外磨損時(shí)可進(jìn)行刀片313的更換。

蘋果的削皮刀設(shè)計(jì)為浮動(dòng)刀頭304，浮動(dòng)刀頭304根部通過扭轉(zhuǎn)彈簧310使之產(chǎn)生向蘋果內(nèi)部的壓緊力，使得削皮過程中刀片313緊緊貼合蘋果表面，根據(jù)刀片313伸出量，削皮厚度可達(dá)到0.4-1.2mm，并且可以適應(yīng)于各種不同形狀不同大小的蘋果。

五、去核工位

去核工位實(shí)現(xiàn)蘋果果核與果肉的分離，去核工位即在蘋果削皮結(jié)束后進(jìn)入整機(jī)的第三工位，蘋果被一根不銹鋼管的去核刀402對(duì)心插入，實(shí)現(xiàn)果核果肉分離。

如圖1-4所示，去核工位包括第二Z向移動(dòng)組件401、去核刀402和去核套筒403，第二Z向移動(dòng)組件401沿Z向設(shè)置，去核套筒403設(shè)于第二Z向移動(dòng)組件401上，第二Z向移動(dòng)組件401采用絲桿螺母與直流減速電機(jī)配合結(jié)構(gòu)，去核刀402設(shè)于去核套筒403的中心處，當(dāng)扎取機(jī)構(gòu)移動(dòng)至削皮工位上方時(shí)，扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)504驅(qū)動(dòng)扎果針頭502沿Z向轉(zhuǎn)動(dòng)，且第二Z向移動(dòng)組件401帶動(dòng)去核刀402向上移動(dòng)，去核刀402插入水果中心進(jìn)行去核。即分離的過程是蘋果在扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)504帶動(dòng)下繼續(xù)保持轉(zhuǎn)動(dòng)，去核刀402配合蘋果轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)向上進(jìn)給。

去核套筒403的底部設(shè)有用于檢測(cè)去核套筒403內(nèi)是否放有去核后水果的檢測(cè)水果傳感器，檢測(cè)水果傳感器連接有提示器，當(dāng)去核完成時(shí)，去核后的水果落入去核套筒403內(nèi)，并觸發(fā)檢測(cè)水果傳感器，則提示器發(fā)出提示信息，本實(shí)施例中，檢測(cè)水果傳感器采用壓力傳感器，提示器可采用蜂鳴器。

如圖10-11所示，去核刀402設(shè)計(jì)為具有14度傾角θ，以防止插入蘋果時(shí)蘋果果汁與鋼管表面形成真空壓力從而產(chǎn)生很大的阻力。

根據(jù)蘋果果核去除量設(shè)計(jì)去核刀402直徑設(shè)計(jì)為20mm，為使整個(gè)去核過程中不出現(xiàn)真空產(chǎn)生較大阻力，設(shè)計(jì)出貫穿整個(gè)蘋果的鋼管部分均在傾角范圍內(nèi)。

一體機(jī)工作流程為：

S1：通過入料轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)104驅(qū)動(dòng)推板轉(zhuǎn)動(dòng)軸105繞Z向轉(zhuǎn)動(dòng)九十度，入料底板103上的蘋果經(jīng)送果管道101落入管道出口下的濾網(wǎng)套201中。

S2：第一Z向移動(dòng)組件203運(yùn)行，利用直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)豎直絲桿螺母，實(shí)現(xiàn)濾網(wǎng)套201帶動(dòng)蘋果完成Z方向的上下移動(dòng)，蘋果隨濾網(wǎng)套201沿Z軸下移進(jìn)入盛水桶202(盛水桶202中盛有清水)完成蘋果浸水，借助水的浮力完成對(duì)蘋果的清洗和矯正姿態(tài)，而后矯正的蘋果沿Z正方向被濾網(wǎng)套201抬起帶出水面。

S3：X向移動(dòng)組件501運(yùn)行，電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向絲桿螺母，實(shí)現(xiàn)扎果針頭502沿X方向左右移動(dòng)，扎果針頭502沿X向左移至濾網(wǎng)套201中心上方，第一Z向移動(dòng)組件203運(yùn)行，電機(jī)驅(qū)動(dòng)豎直絲桿螺母抬升濾網(wǎng)套201，扎果針頭502對(duì)心扎入蘋果。

S4：扎入后濾網(wǎng)套201下降，蘋果隨扎果針頭502右移進(jìn)入削皮工位，扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)504轉(zhuǎn)動(dòng)扎果針頭502使蘋果繞Z方向自轉(zhuǎn)并通過齒輪組傳動(dòng)，使浮動(dòng)刀頭304緊貼蘋果表面繞Y方向旋轉(zhuǎn)完成削皮。

S5：削皮結(jié)束后扎果針頭502帶著削皮后的蘋果沿X向右移進(jìn)入去核工位，去核時(shí)蘋果繼續(xù)由扎取轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)504帶動(dòng)自轉(zhuǎn)，去核刀402由第一Z向移動(dòng)組件203的直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)豎直絲桿螺母實(shí)現(xiàn)Z方向上下移動(dòng)，去核刀402對(duì)心插入蘋果并去除果核。去核結(jié)束后蘋果順著去核刀402滑落至下方去核套筒403中，蜂鳴器響提醒用戶蘋果處理完成。

S6：果核隨扎果針頭502左移，被濾水工位的卡爪形凸板204從扎果針頭502上拉下落入果屑桶311中。

綜上，本發(fā)明的削皮去核一體機(jī)采用旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)技術(shù)、水浮立正技術(shù)、彈簧壓緊技術(shù)、14度去核技術(shù)對(duì)蘋果進(jìn)行流水線式全自動(dòng)削皮去核，富有創(chuàng)意且具有很高的技術(shù)含量。不僅適用于工廠，而且非常適用于餐飲行業(yè)和作為家用電器?？杉庸ぬO果、梨、獼猴桃等球形水果，浮動(dòng)刀頭304可適應(yīng)不同形狀的大小水果，可拓展性強(qiáng)。成本低易推廣，模塊化設(shè)計(jì)，適用范圍廣。節(jié)省了人力物力，避免了浪費(fèi)，提高了蘋果的制成率，具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。