一种小型智能苹果清洗切削装置

1.本发明涉及苹果清洗切削装置领域，特别涉及一种小型智能苹果清洗切削装置。


背景技术：

2.作为全球水果第一消费大国，2020年我国年消费水果达万亿规模。外卖平台的蓬勃发展，和人们生活习惯的转变，使得线上买水果也成为人们日常生活形式之一，其中现切、拼盘等果切形式，因其便利性、多样性等特点也获得越来越多消费者青睐。
3.果切是水果行业的细分类目，果切的发展，取决于水果在人们日常生活中的渗透率。资料显示，2015年，中国水果消费量2.66亿吨(含水果加工)，2010—2015年复合增长率为4.54％。《中国食物与营养发展纲要(2014—2020年)》预测，2020年我国水果人均消费量将达到60kg。目前，我国人均水果消费量相比发达国家人均消费105kg的标准还有很大差距，中国人均水果消费量未来还有很大的提升空间。
4.目前市面上出售的小型水果削皮机大部分是手摇式削皮机，即利用人力转动摇杆进行水果削皮。这种水果削皮机不仅消耗人力，而且由于转速的不同致使削皮厚度不均匀，不能够根据水果的尺寸调节刀片与水果之间的距离。而一些大型的一体化果切加工系统只适合工厂大规模生产使用，普通家庭以及一些超市、水果店、饮品店不适合这类大型设备，针对此种情况，有必要一种小型化、并且更加智能高效的水果加工设备来填补空白。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种小型智能苹果清洗切削装置，可以有效解决背景技术中提到的问题。
6.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
7.一种小型智能苹果清洗切削装置，包括底座，所述底座的上端面居中位置安装有一个用于清洗苹果的清洗机构，所述清洗机构的一侧配备有一个送果机构，并且送果机构也是固定安装在底座的上端面，所述底座的后方固定连接了一个双果位旋转加工机构，所述双果位旋转加工机构与送果机构同侧，用于接收送果机构送来的苹果并进行加工，所述底座的后方还固定连接了一个削皮机构，所述削皮机构紧邻着双果位旋转加工机构，同于对双果位旋转加工机构上接收的苹果进行削皮。
8.优选的，所述送果机构主要包括安装板，所述安装板的表面固定安装了一块l形板，并且通过l形板再竖直安装了一块k形板，所述安装板上还转动连接了一个一号气缸，所述一号气缸的输出端通过一根连接杆转动连接了一块联动板，所述联动板的一端与l形板的翘起端转动连接在一起，另一端则转动连接了一块转动板。
9.优选的，所述转动板呈
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形，其表面安装了一个二号气缸，所述二号气缸的输出端向下并且在末端安装了一个取果头，所述转动板的侧面凸出部分活动连接了一根驱动杆，所述k形板的顶部开设有一道水平的滑动限位槽，所述驱动杆的另一端就卡在滑动限位槽内进行前后滑动。
10.优选的，所述削皮机构的外壳内竖直安装了一个一号电机，所述一号电机的输出端安装了一个一号锥齿轮，所述削皮机构的外壳顶部安装了一个削皮刀具，所述削皮刀具内部的转轴底部安装了一个二号锥齿轮，所述一号锥齿轮与二号锥齿轮之间通过一根传动齿轮轴进行传动连接，实现一号电机驱动削皮刀具转动削皮。
11.优选的，所述双果位旋转加工机构的外壳底部设有支撑脚，其内部竖直安装了一台二号电机，所述二号电机的输出端安装了一个三号锥齿轮，所述双果位旋转加工机构的外壳内壁上还安装了一个可转动的四号锥齿轮，所述四号锥齿轮与三号锥齿轮啮合实现传动。
12.优选的，所述四号锥齿轮的另一面设置成偏心轮结构并连接一根传动斜杆，所述传动斜杆的另一端安装了一个连接头并且卡入了一段导轨内，所述连接头的下方则固定安装了一个切刀。
13.优选的，所述双果位旋转加工机构的侧面固定装配了一个龙门柱，所述导轨就通过龙门柱以及底座上配备的立柱横梁呈水平安装。
14.优选的，所述龙门柱上在对应切刀的高度安装了一个基板，并且在基板上安装了一个可以转动的双果位旋转板，所述双果位旋转板的两侧分别设有一个加工头，所述加工头的尾部分别装配了一个削皮电机驱使加工头转动，所述双果位旋转板的背面连接了一个步进电机进行驱动，而步进电机也固定安装在基板上。
15.优选的，所述清洗机构包括一个圆形的清洗池，所述清洗池内设有若干个单果分格，所述单果分格围绕清洗池的圆心呈环状均匀布置，所述清洗池的边缘顶部安装了一个对准单果分格的红外测距模块，安装单果分格的底板连接了一根转动轴，所述转动轴密封穿过清洗池并连接到防水电机上，所述清洗池的底部还装配了一个超声波发生器。
16.优选的，该装置还配备了一个控制板，就安装在底座上，所述控制板内置电控系统，与整个装置实现电性连接并进行控制。
17.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
18.本发明中，基于机械自动化以及简单智能控制技术，总共设计了送果机构、削皮机构、双果位旋转加工机构以及清洗机构四部分结构组合而成一个小型化、智能自动化以及实现清洗切削一套加工流程的装置，可以迅速制作出果切。其中：
19.1、清洗机构配备了超声波清洗，苹果只需放入清洗池中的单果分格内即可；同时装配的红外测距模块可以感应并配合控制板控制单果分格的转动后停止的位置，方便清洗干净的苹果被取走；整个机构无需手动操作，既提高了效率，也避免了频繁接触感染细菌脏污。
20.2、送果机构通过两个气缸的配合操作，可以实现竖直到水平的往复动作，从而实现连续地从清洗机构中将清洗干净的苹果取走送入后段加工，整个机构同样无需手动操作，也实现了高效干净的目的。
21.3、双果位旋转加工机构和削皮机构属于配合加工，分别实现切块和削皮，其中双果位旋转加工机构上的双果位旋转板属于核心部分，送果机构送来的苹果被固定在加工头上，双果位旋转板每次转动使苹果分别被送到削皮机构进行削皮，然后转动送到切刀处进行去核分切，如此反复完成最终加工，制作出果切。
附图说明
22.图1为本发明的整体结构示意图；
23.图2为本发明的送果机构结构示意图(正视)；
24.图3为本发明的送果机构结构示意图(后视)；
25.图4为本发明的送果机构动作驱动结构示意图；
26.图5为本发明的削皮机构结构示意图；
27.图6为本发明的双果位旋转加工机构结构示意图(正视)；
28.图7为本发明的双果位旋转加工机构结构示意图(后视)；
29.图8为本发明的清洗机构结构示意图(俯视)；
30.图9为本发明的清洗机构结构示意图(仰视)；
31.图10为本发明的控制板电控系统图；
32.图11为本发明的控制板程序控制系统图。
33.图中：1、底座；2、送果机构；3、削皮机构；4、双果位旋转加工机构；5、清洗机构；6、安装板；7、k形板；8、一号气缸；9、联动板；10、l形板；11、转动板；12、驱动杆；13、二号气缸；14、取果头；15、连接杆；16、滑动限位槽；17、一号电机；18、一号锥齿轮；19、传动齿轮轴；20、二号锥齿轮；21、削皮刀具；22、二号电机；23、三号锥齿轮；24、四号锥齿轮；25、传动斜杆；26、连接头；27、导轨；28、切刀；29、龙门柱；30、双果位旋转板；31、加工头；32、步进电机；33、清洗池；34、单果分格；35、红外测距模块；36、控制板；37、转动轴；38、超声波发生器；39、削皮电机。
具体实施方式
34.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“内”“外”“前端”“后端”“两端”“一端”“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“设置有”“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.如图1所示，一种小型智能苹果清洗切削装置，包括底座1，以及围绕底座安装连接的送果机构2、削皮机构3、双果位旋转加工机构4以及清洗机构5组成，整个装置质量在42kg左右，适合超市、水果店、饮品店使用；其中清洗机构5用于清洗苹果，送果机构2设置在清洗机构5的一侧，用于将清洗机构5中清洗好的苹果取出并送往后段加工，而双果位旋转加工机构4就位于送果机构2的后段，首先接取送果机构2送来的苹果，然后转动送至削皮机构3处削皮，削皮完后再转动送至分切处，配合切刀28完成去核分切。
38.具体地：如图2－图4所示，送果机构2主要包括安装板6，安装板6的表面固定安装了一块l形板10，并且通过l形板10再竖直安装了一块k形板7，安装板6上还转动连接了一个一号气缸8，一号气缸8的输出端通过一根连接杆15转动连接了一块联动板9，联动板9的一端与l形板10的翘起端转动连接在一起，另一端则转动连接了一块转动板11，转动板11呈
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形，其表面安装了一个二号气缸13，二号气缸13的输出端向下并且在末端安装了一个取果头14，转动板11的侧面凸出部分活动连接了一根驱动杆12，k形板7的顶部开设有一道水平的滑动限位槽16，驱动杆12的另一端就卡在滑动限位槽16内进行前后滑动。其中一号气缸8和二号气缸13分别选用sc32-50、sc32-75，在0.5mpa气压下，最大推力28kg。
39.具体地：如图5所示，削皮机构3的外壳内竖直安装了一个一号电机17，一号电机17的输出端安装了一个一号锥齿轮18，削皮机构3的外壳顶部安装了一个削皮刀具21，该削皮刀具21主体结构与市面上的手摇式削皮工具一致，也是由刀杆、刀架、刀片、深沟球轴承、轴承卡件、内凸轮组成，但刀片选用锯齿形刀片可以减少刀片与苹果表皮的接触面积，使其削皮受力更均匀，增加去削效果；改动在于削皮刀具21内部的转轴底部安装了一个二号锥齿轮20，一号锥齿轮18与二号锥齿轮20之间通过一根传动齿轮轴19进行传动连接，实现一号电机17驱动削皮刀具21转动削皮。
40.具体地：如图6－图7所示，双果位旋转加工机构4的外壳底部设有支撑脚，其内部竖直安装了一台二号电机22，二号电机22的输出端安装了一个三号锥齿轮23，双果位旋转加工机构4的外壳内壁上还安装了一个可转动的四号锥齿轮24，四号锥齿轮24与三号锥齿轮23啮合实现传动；四号锥齿轮24的另一面设置成偏心轮结构并连接一根传动斜杆25，传动斜杆25的另一端安装了一个连接头26并且卡入了一段导轨27内，连接头26的下方则固定安装了一个切刀28，可以同时对苹果进行削皮、切块加工，提高加工效率。
41.在本实施例中，双果位旋转加工机构4的侧面固定装配了一个龙门柱29，导轨27就通过龙门柱29以及底座1上配备的立柱横梁呈水平安装，龙门柱29上在对应切刀28的高度安装了一个基板，并且在基板上安装了一个可以转动的双果位旋转板30，双果位旋转板30的两侧分别设有一个加工头31，加工头31的尾部分别装配了一个削皮电机39驱使加工头31转动，双果位旋转板30的背面连接了一个步进电机32进行驱动，而步进电机32也固定安装在基板上。
42.具体地：如图8－图9所示，清洗机构5包括一个圆形的清洗池33，清洗池33内设有若干个单果分格34，单果分格34围绕清洗池33的圆心呈环状均匀布置，清洗池33的边缘顶部安装了一个对准单果分格34的红外测距模块35，安装单果分格34的底板连接了一根转动轴37，转动轴37密封穿过清洗池33并连接到防水电机上，清洗池33的底部还装配了一个超声波发生器38。
43.如图10－图11所示，该装置还配备了一个控制板36，就安装在底座1上，控制板36内置电控系统，主控芯片arduinomega2560；与整个装置实现电性连接并进行控制。
44.该装置在实际使用中，首先准备工作是往清洗池33中注入一定量的清水，使水能没过苹果即可；随后打开清洗池33底部的防水电机和超声波发生器38，使清洗池33开始工作，然后依次将苹果放入单果分格34中进行清洗，初步的预调工序完成后就可以启动整个装置，打开红外测距模块35，检测旋转中苹果与扎取位置的距离，当达到预设距离后，清洗装置停止旋转，停止旋转后，苹果正好位于取果头14的正下方，此时二号气缸13向下动作扎
住苹果并收回；随后一号气缸8动作，通过联动板9和转动板11进行动作转化，即联动板9围绕与l形板10的转轴连接头转动，而联动板9的另一端又连接着转动板11，转动板11又被驱动杆12连接到k形板7顶部的滑动限位槽16内，驱动杆12只能在滑动限位槽16内水平滑动，这样的限制作用就使得转动板11的运动轨迹变成90
°
转动，也就是由开始的竖直朝下变成水平向后，这也就完成了向下取果到向后送果的过程；相应地，一号气缸8的伸出缩回动作也就对应了取果送果的往复动作。
45.双果位旋转加工机构4中的双果位旋转板30在步进电机32的控制作用下首先处于竖直状态，其中上方的加工头31正好对准取果头14送来的苹果，二号气缸13的动作将苹果扎在加工头31上后，取果头14松开返回；同时步进电机32也驱动双果位旋转板30逆时针转动90
°
后停止，将带苹果的一侧转至削皮机构3上的削皮刀具21处，削皮机构3利用内部的一号电机17驱动削皮刀具21工作环绕苹果运动，配合削皮电机39驱使苹果转动进行削皮；待削皮完成后，步进电机32继续驱动双果位旋转板30逆时针转动90
°
，此时，原来位于下方的加工头31转动至上方取果处接取送果机构2送来的苹果，待接取完成后，步进电机32再逆时针转动90
°
，将削完皮的苹果送到分切处，此位置对准切刀28，此时二号电机22工作驱使到四号锥齿轮24转动，基于偏心轮的结构，再加上水平导轨27的限位作用，传动斜杆25末端的连接头26只能带着切刀28进行前后往复运动，而切刀28的结构设计可以一次性完成对苹果的去核分切动作，分切好的苹果直接落入下方的预先放置的水果盒中即可；而后，整个装置可以源源不断地按照预设程序实现自动化分切。
46.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种小型智能苹果清洗切削装置，其特征在于：包括底座(1)，所述底座(1)的上端面居中位置安装有一个用于清洗苹果的清洗机构(5)，所述清洗机构(5)的一侧配备有一个送果机构(2)，并且送果机构(2)也是固定安装在底座(1)的上端面，所述底座(1)的后方固定连接了一个双果位旋转加工机构(4)，所述双果位旋转加工机构(4)与送果机构(2)同侧，用于接收送果机构(2)送来的苹果并进行加工，所述底座(1)的后方还固定连接了一个削皮机构(3)，所述削皮机构(3)紧邻着双果位旋转加工机构(4)，同于对双果位旋转加工机构(4)上接收的苹果进行削皮。2.根据权利要求1所述的一种小型智能苹果清洗切削装置，其特征在于：所述送果机构(2)主要包括安装板(6)，所述安装板(6)的表面固定安装了一块l形板(10)，并且通过l形板(10)再竖直安装了一块k形板(7)，所述安装板(6)上还转动连接了一个一号气缸(8)，所述一号气缸(8)的输出端通过一根连接杆(15)转动连接了一块联动板(9)，所述联动板(9)的一端与l形板(10)的翘起端转动连接在一起，另一端则转动连接了一块转动板(11)。3.根据权利要求2所述的一种小型智能苹果清洗切削装置，其特征在于：所述转动板(11)呈
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形，其表面安装了一个二号气缸(13)，所述二号气缸(13)的输出端向下并且在末端安装了一个取果头(14)，所述转动板(11)的侧面凸出部分活动连接了一根驱动杆(12)，所述k形板(7)的顶部开设有一道水平的滑动限位槽(16)，所述驱动杆(12)的另一端就卡在滑动限位槽(16)内进行前后滑动。4.根据权利要求1所述的一种小型智能苹果清洗切削装置，其特征在于：所述削皮机构(3)的外壳内竖直安装了一个一号电机(17)，所述一号电机(17)的输出端安装了一个一号锥齿轮(18)，所述削皮机构(3)的外壳顶部安装了一个削皮刀具(21)，所述削皮刀具(21)内部的转轴底部安装了一个二号锥齿轮(20)，所述一号锥齿轮(18)与二号锥齿轮(20)之间通过一根传动齿轮轴(19)进行传动连接，实现一号电机(17)驱动削皮刀具(21)转动削皮。5.根据权利要求1所述的一种小型智能苹果清洗切削装置，其特征在于：所述双果位旋转加工机构(4)的外壳底部设有支撑脚，其内部竖直安装了一台二号电机(22)，所述二号电机(22)的输出端安装了一个三号锥齿轮(23)，所述双果位旋转加工机构(4)的外壳内壁上还安装了一个可转动的四号锥齿轮(24)，所述四号锥齿轮(24)与三号锥齿轮(23)啮合实现传动。6.根据权利要求5所述的一种小型智能苹果清洗切削装置，其特征在于：所述四号锥齿轮(24)的另一面设置成偏心轮结构并连接一根传动斜杆(25)，所述传动斜杆(25)的另一端安装了一个连接头(26)并且卡入了一段导轨(27)内，所述连接头(26)的下方则固定安装了一个切刀(28)。7.根据权利要求6所述的一种小型智能苹果清洗切削装置，其特征在于：所述双果位旋转加工机构(4)的侧面固定装配了一个龙门柱(29)，所述导轨(27)就通过龙门柱(29)以及底座(1)上配备的立柱横梁呈水平安装。8.根据权利要求7所述的一种小型智能苹果清洗切削装置，其特征在于：所述龙门柱(29)上在对应切刀(28)的高度安装了一个基板，并且在基板上安装了一个可以转动的双果位旋转板(30)，所述双果位旋转板(30)的两侧分别设有一个加工头(31)，所述加工头(31)的尾部分别装配了一个削皮电机(39)驱使加工头(31)转动，所述双果位旋转板(30)的背面连接了一个步进电机(32)进行驱动，而步进电机(32)也固定安装在基板上。
9.根据权利要求1所述的一种小型智能苹果清洗切削装置，其特征在于：所述清洗机构(5)包括一个圆形的清洗池(33)，所述清洗池(33)内设有若干个单果分格(34)，所述单果分格(34)围绕清洗池(33)的圆心呈环状均匀布置，所述清洗池(33)的边缘顶部安装了一个对准单果分格(34)的红外测距模块(35)，安装单果分格(34)的底板连接了一根转动轴(37)，所述转动轴(37)密封穿过清洗池(33)并连接到防水电机上，所述清洗池(33)的底部还装配了一个超声波发生器(38)。10.根据权利要求1-9任一项所述的一种小型智能苹果清洗切削装置，其特征在于：该装置还配备了一个控制板(36)，就安装在底座(1)上，所述控制板(36)内置电控系统，与整个装置实现电性连接并进行控制。

技术总结
本发明公开了一种小型智能苹果清洗切削装置，属于苹果清洗切削装置领域，包括底座，以及围绕底座安装连接的送果机构、削皮机构、双果位旋转加工机构以及清洗机构组成。该装置集清洗、削皮、切块于一体，清洗功能使用超声波震子进行对水果进行深度清洗，利用机器夹具将水果夹至削皮机上，利用闭环步进电机精确转动从而相应实现水果转动，利用曲柄摇机构原理制作的削皮机构进行去皮；去皮后用户可以根据需要选择进入水果切块去核处理，该果切机从根本上解决了现有机器对水果兼容性差、功能单一、果皮清理繁琐等问题，从而为超市、水果店、饮品店等提供了降低人力成本、提高生产效率的解决方式。式。


技术研发人员：史阳 宗友义 龙晨 谢哲 刘祥 袁斌
受保护的技术使用者：浙江科技学院
技术研发日：2023.07.25
技术公布日：2023/9/20