本發(fā)明屬于農(nóng)機(jī)工業(yè)化設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種球莖去皮裝置。

背景技術(shù)：

隨著時代的發(fā)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(jīng)濟(jì)作物，具有很高的營造價值。然而由于荸薺這類球莖本體較小，皮厚，不易去皮，傳統(tǒng)的手工去皮方法效率低，去皮質(zhì)量也差，完全不能滿足市場的需要。目前也有一些設(shè)備可以自動加工，但是存在去皮效果不好，設(shè)備安全措施不到位，設(shè)備設(shè)計不統(tǒng)一等問題，這就造成設(shè)備再復(fù)制困難，不能滿足市場需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種能夠高效率、高質(zhì)量的球莖去皮裝置。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)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，用于將球莖按相同方向排列；所述水平移動單元包括驅(qū)動氣缸、支撐架、右夾爪驅(qū)動氣缸、左夾爪驅(qū)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，并與兩個驅(qū)動氣缸的動作桿均相連，由驅(qū)動氣缸驅(qū)動；左夾爪驅(qū)動氣缸和右夾爪驅(qū)動氣缸分別固定在支撐架的左右兩側(cè)；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，并由左夾爪驅(qū)動氣缸和右夾爪驅(qū)動氣缸驅(qū)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桿，所述連接桿可滑移的安裝在夾爪安裝板，所述滑移桿上套裝有第一彈簧；上刀可滑移的安裝在支撐架上，并位于兩對夾爪的上方；下刀可滑移的安裝在支撐架上，并位于兩對夾爪的下方；兩對夾爪的內(nèi)部均通過膠合安裝有優(yōu)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桿相連，使得上夾持固定板可在上夾持氣缸的驅(qū)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(yōu)力膠；所述下半夾持單元包括下支撐架、兩個旋轉(zhuǎn)電機(jī)、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，并與上半夾持單元居中對齊；旋轉(zhuǎn)電機(jī)安裝在下半固定板上，下半固定板通過滑塊滑軌機(jī)構(gòu)與下支撐架相連接；下夾持氣缸的動作桿與下半固定板連接，用于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(zhuǎn)電機(jī)分別通過兩個聯(lián)軸器與兩根下頂柱相連接；兩根下頂柱的末端均安裝有優(yōu)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(cè)刀、側(cè)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桿與去皮支撐架連接，用于驅(qū)動去皮支撐架運動，從而可以實現(xiàn)整個周圍去皮單元靠近球莖和遠(yuǎn)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桿相連，使得去皮固定板在去皮氣缸的驅(qū)動下沿著支撐架滑軌上下滑移；兩把側(cè)刀分別為第一側(cè)刀和第二側(cè)刀，側(cè)刀結(jié)構(gòu)呈管狀，兩把側(cè)刀均固定在側(cè)刀固定板上；側(cè)刀固定板通過滑塊滑軌機(jī)構(gòu)與去皮固定板滑動連接；第二彈簧的一端連接在側(cè)刀固定板上，另一端安裝在去皮固定板上。

進(jìn)一步的，所述臺架單元包括連接在一起的高工作臺和低工作臺；所述低工作臺的框架由短方管焊接而成，頂部設(shè)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(yōu)力膠；所述高工作臺由長方管焊接而成，頂部設(shè)置有大臺面，前面安裝的有箱門；大臺面上設(shè)置有滑軌定位槽、走線孔和下刀移動孔。

進(jìn)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(qū)動電機(jī)；所述滑道的上端固定在大臺面上，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(nèi)引出，用于向毛刷噴水；毛刷驅(qū)動電機(jī)用于驅(qū)動清洗毛刷旋轉(zhuǎn)，為球莖的向前運動提供動力，同時還將球莖表面清洗干凈；滑道的底部設(shè)計的有清洗水循環(huán)口。

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

本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明所述的球莖去皮裝置可以根據(jù)球莖的大小自動調(diào)整抓取直徑，兩端去皮功能采用與水平運動單元集成的方式實現(xiàn)，減少了工序，提高了設(shè)備的集成度。

2、本發(fā)明中的上下夾持單元，采用頂柱上下同時夾持。在頂柱端部設(shè)計有優(yōu)力膠，可以增加摩擦力，實現(xiàn)對球莖的固定。頂柱的下端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，可以帶動頂柱轉(zhuǎn)動，從而通過阻尼力帶動球莖和上端的頂柱轉(zhuǎn)動。頂柱固定部分都是采用標(biāo)準(zhǔn)件固定，提高了固定的精度，減少轉(zhuǎn)動過程中的擺動，避免球莖在高速旋轉(zhuǎn)、側(cè)刀的在接近時候，導(dǎo)致球莖的破裂，從而提高了產(chǎn)品的輸出質(zhì)量。

3、本發(fā)明所述的周圍去皮單元采用側(cè)刀前后靠近，由氣缸帶動側(cè)刀上下移動，完成去皮。側(cè)刀的設(shè)計采用管狀設(shè)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(cè)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(jù)球莖的外形，自動調(diào)整側(cè)刀的位置，可以達(dá)到隨形，提高了去皮的質(zhì)量。

4、本發(fā)明所述的清洗單元采用半管道式的，管道上方加有毛刷，由電機(jī)帶動，整個前進(jìn)的動力和洗涮的動力都由一個電機(jī)提供；水箱部分還設(shè)計的有水循環(huán)裝置，增加了水的利用率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述球莖去皮裝置的整體結(jié)構(gòu)圖一；

圖2為本發(fā)明所述球莖去皮裝置的整體結(jié)構(gòu)圖二；

圖3為臺架單元的結(jié)構(gòu)圖；

圖4為上料單元的結(jié)構(gòu)圖；

圖5為水平運動單元的結(jié)構(gòu)圖；

圖6為上半夾持單元的結(jié)構(gòu)圖；

圖7為下半夾持單元的結(jié)構(gòu)圖；

圖8為周圍去皮單元的結(jié)構(gòu)圖；

圖9為清洗單元的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1-9所示，本發(fā)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(nèi)含有PLC、電源、開關(guān)等器件，根據(jù)預(yù)先編寫好的程序控制各個氣缸動作，進(jìn)而實現(xiàn)整個工藝流程。

所述臺架單元2包括連接在一起的高工作臺和低工作臺。所述低工作臺的框架由短方管12焊接而成，頂部設(shè)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(yōu)力膠11。第一優(yōu)力膠11起到緩沖作用，使得振動盤20在工作時不至于使整個臺架單元2一起振動，且可以根據(jù)需要對振動盤20的高度進(jìn)行調(diào)整。所述高工作臺由長方管15焊接而成，頂部設(shè)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(diào)試，提供便利。大臺面16上設(shè)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采用鋼板材料，并且進(jìn)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(chǔ)。

所述控制單元1安裝在小臺面13的下方，人機(jī)交互界面7安裝在小臺面13的上方，用于實現(xiàn)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，并排列在上料架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(zhuǎn)換為在上料架21的整齊排列。振動盤20可以根據(jù)球莖產(chǎn)品的尺寸，通過調(diào)節(jié)小臺面13與短方管12之間連接螺絲的松緊來改變第一優(yōu)力膠11的高度，從而實現(xiàn)了振動盤20的上下微調(diào)。

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(qū)動氣缸9、支撐架23、右夾爪驅(qū)動氣缸25、左夾爪驅(qū)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(jī)構(gòu)安裝在大臺面16上，并與兩個驅(qū)動氣缸9的動作桿均相連，由驅(qū)動氣缸9驅(qū)動。左夾爪驅(qū)動氣缸31和右夾爪驅(qū)動氣缸25通過螺絲分別固定在支撐架23的左右兩側(cè)。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，并由左夾爪驅(qū)動氣缸31和右夾爪驅(qū)動氣缸25驅(qū)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(yè)，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桿24，所述連接桿24可滑移的安裝在夾爪安裝板26，所述滑移桿上套裝有第一彈簧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，并位于左一夾爪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，并位于左一夾爪29和左二夾爪34的下方。四個夾爪的內(nèi)部均通過膠合安裝的有第二優(yōu)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的動作桿相連，使得上夾持固定板38可在上夾持氣缸39的驅(qū)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(yōu)力膠43。

所述下半夾持單元包括下支撐架49、兩個旋轉(zhuǎn)電機(jī)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，并與上半夾持單元居中對齊。旋轉(zhuǎn)電機(jī)45安裝在下半固定板47上，下半固定板47通過滑塊滑軌機(jī)構(gòu)與下支撐架49相連接；下夾持氣缸44的動作桿與下半固定板47連接，用于為下半固定板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(zhuǎn)電機(jī)45分別通過兩個聯(lián)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(yōu)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(cè)刀、側(cè)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(jìn)行滑動連接，支撐架運動氣缸的動作桿與去皮支撐架58連接，用于驅(qū)動去皮支撐架58運動，從而可以實現(xiàn)整個周圍去皮單元6靠近球莖和遠(yuǎn)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的動作桿相連，使得去皮固定板52在去皮氣缸60的驅(qū)動下沿著支撐架滑軌59上下滑移。兩把側(cè)刀分別為第一側(cè)刀56和第二側(cè)刀57，側(cè)刀結(jié)構(gòu)呈管狀，兩把側(cè)刀均固定在側(cè)刀固定板55上；側(cè)刀固定板55通過滑塊滑軌機(jī)構(gòu)54與去皮固定板52 滑動連接；第二彈簧53的一端連接在側(cè)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(xiàn)側(cè)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(qū)動電機(jī)。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(nèi)引出，用于向毛刷62噴水；毛刷驅(qū)動電機(jī)用于驅(qū)動清洗毛刷旋轉(zhuǎn)，為球莖的向前運動提供動力，同時還將球莖表面清洗干凈。滑道63的底部設(shè)計的有清洗水循環(huán)口，清洗水可以實現(xiàn)循環(huán)利用，由下方的水箱61回收。在水箱61里面設(shè)計的有沉淀池、排水口和上水口。沉淀池可以實現(xiàn)泥土的沉淀，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，并排列在上料架21上。驅(qū)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(qū)動氣缸25和左夾爪驅(qū)動氣缸31驅(qū)動兩對夾爪張開，到達(dá)指定位置后再驅(qū)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(jù)球莖的尺寸進(jìn)行隨形調(diào)整，以免因為球莖尺寸不一導(dǎo)致夾持不穩(wěn)或者是夾持過緊而導(dǎo)致球莖夾裂。在夾爪內(nèi)部裝有的第二優(yōu)力膠33增加了夾持的摩擦力，使球莖夾持的更加穩(wěn)固。

在夾持動作完成后，驅(qū)動氣缸9帶動水平移動單元4移向上下夾持單元5。到達(dá)預(yù)定位置后，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；完成后上刀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，并完成了球莖上下去皮。

在上下去皮動作完成后，上夾持氣缸39和下夾持氣缸44動作，驅(qū)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(yōu)力膠43和第四優(yōu)力膠51的設(shè)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(wěn)固，且不至于使球莖夾傷、夾裂，同時增加了夾持的摩擦力，使得旋轉(zhuǎn)電機(jī)45在旋轉(zhuǎn)過程中，球莖不至于因離心力而甩出。然后，左右夾爪在右夾爪驅(qū)動氣缸25和左夾爪驅(qū)動氣缸31的驅(qū)動下，回到原點位置，即松開對球莖的夾持。驅(qū)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(huán)的命令。此時電機(jī)45旋轉(zhuǎn)，兩根下頂柱同步旋轉(zhuǎn)，同時通過摩擦力帶動球莖和上頂柱旋轉(zhuǎn)。球莖在旋轉(zhuǎn)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(jìn)而使得兩把側(cè)刀漸漸靠近球莖，并開始實現(xiàn)球莖的周圍去皮；在第二彈簧53的彈力作用下和兩把側(cè)刀靠近球莖的反作用力的作用下可以實現(xiàn)側(cè)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(zhì)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(xiàn)從上至下的去皮動作。去皮氣缸60需要通過調(diào)氣閥合理的調(diào)試速度使得球莖的周圍去皮效果穩(wěn)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(fā)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，松開對球莖的夾持，球莖自動掉落至滑道63。同時兩把側(cè)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上之后，由水管向清洗毛刷62噴水，清洗毛刷62在毛刷驅(qū)動電機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn)，清洗干凈后的球莖滾動到水箱61前部的產(chǎn)品集收裝置。同時，清洗的水也實現(xiàn)了在水箱61和滑道63之間的循環(huán)；清洗單元實現(xiàn)了球莖去皮后的自動清洗。

本發(fā)明可改變?yōu)槎喾N方式對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的，這樣的改變不認(rèn)為脫離本發(fā)明的范圍。所有這樣的對所述領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的修改，將包括在本權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。