一種柚子皮肉自動(dòng)分離裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水果深加工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種能將柚子皮肉分離的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]柚子個(gè)大汁多，營養(yǎng)豐富，是人們喜愛的水果之一。但柚子的皮很厚，厚度約12~25毫米，柚子皮占整個(gè)柚子質(zhì)量的30%以上，單純的賣柚子附加值并不高，不能達(dá)到經(jīng)濟(jì)利益最大化，加上每年上市柚子量大且時(shí)間集中，極易因一時(shí)滯銷而造成積壓，因此實(shí)現(xiàn)柚子的深加工越來越受到人們的重視，比如柚子的最外層黃皮和果肉可以做柚子醬和柚子茶，柚子皮內(nèi)層的白色海綿體可以做果脯等等。那么如何實(shí)現(xiàn)柚子果肉分離便成為深加工的首要任務(wù)，但現(xiàn)今柚子深加工中的剝皮工序仍采用人工方式，柚子由于皮厚緊實(shí)，勞動(dòng)量比較大，因此設(shè)計(jì)一種能自動(dòng)將柚子的果肉和表皮分離的裝置，勢(shì)必能提高柚子深加工的效率。
[0003]目前，已有一些柚子去皮裝置的設(shè)計(jì)，如中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310714316.2的文獻(xiàn)提供的自動(dòng)化柚子剝皮機(jī)，它通過犁形刀片配合傳感器進(jìn)行精確剝切，但是該裝置通過鉤子將厚實(shí)的柚子皮剝下的可靠性并不高。又如中國專利申請(qǐng)?zhí)?01110416449.2的文獻(xiàn)中提供一種通過旋轉(zhuǎn)鉸刀從下往上伸入柚子中進(jìn)行絞碎榨汁實(shí)現(xiàn)果肉分離的技術(shù)，但它傷及果肉，只適用于柚子果肉榨汁，而無法獲得完整的柚子肉，因此使用場(chǎng)合比較有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為解決柚子深加工剝皮環(huán)節(jié)存在勞動(dòng)量大、效率低的問題而設(shè)計(jì)一種在不傷及果肉的前提下，自動(dòng)將柚子表皮與果肉分離的裝置及方法，省時(shí)省力，剝皮效果好，可充分實(shí)現(xiàn)下一步對(duì)柚子表皮和果肉的綜合利用。
[0005]本發(fā)明一種柚子皮肉自動(dòng)分離裝置采用的技術(shù)方案是:具有一個(gè)工作臺(tái)架，工作臺(tái)架的左上角裝有上端水平步進(jìn)電機(jī)、前后平行的上端水平導(dǎo)桿和上端水平絲杠，上端水平導(dǎo)桿、上端水平絲杠左端均與上端水平步進(jìn)電機(jī)相連、右端均與工作臺(tái)架通過軸承連接，上端水平導(dǎo)桿和上端水平絲杠的中間套有垂直步進(jìn)電機(jī)；工作臺(tái)的左下角處裝有下端水平步進(jìn)電機(jī)、前后平行的下端水平絲杠和下端水平導(dǎo)桿，下端水平絲杠、下端水平導(dǎo)桿左端均與下端水平步進(jìn)電機(jī)相連、右端均與工作臺(tái)架中部通過軸承連接、中間套有水平滑塊；垂直步進(jìn)電機(jī)底部連接垂直導(dǎo)柱和垂直絲杠的上端，垂直導(dǎo)柱和垂直絲杠的下端均連接水平滑塊頂部、中間套有垂直滑塊；垂直滑塊的右端固定連接有刀具擺動(dòng)氣缸，刀具擺動(dòng)氣缸右端固定連接有激光距離傳感器、上部水平面內(nèi)裝有劃皮滾刀和去頂割刀；工作臺(tái)架的底部后方裝前后水平的推皮氣缸，工作臺(tái)架的底部中間下方裝有垂直的旋轉(zhuǎn)推出組件，旋轉(zhuǎn)推出組件的頂端固定連接固定針座，固定針座的上方設(shè)置針刺；工作臺(tái)架右側(cè)設(shè)置水平的可向左伸出的夾緊氣缸；工作臺(tái)架前右側(cè)安裝有可作間歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的凸輪分割器組件，凸輪分割器組件的正上方裝有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上均勻排布有一圈放置柚子的托盤；工作臺(tái)架右上端固定設(shè)置垂直的旋轉(zhuǎn)氣缸，旋轉(zhuǎn)氣缸輸出軸朝上且連接懸臂結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)臂，懸臂結(jié)構(gòu)的水平壁末端的正中位置固定垂向電動(dòng)推桿，垂向電動(dòng)推桿輸出軸貫穿轉(zhuǎn)臂且向下延伸且連接于剝皮機(jī)械爪，垂向電動(dòng)推桿的旁側(cè)設(shè)置垂直的展開電動(dòng)推桿，展開電動(dòng)推桿輸出軸貫穿轉(zhuǎn)臂且向下延伸且連接于剝皮機(jī)械爪，剝皮機(jī)械爪位于一個(gè)托盤的正上方；電源及控制柜通過控制線與垂直步進(jìn)電機(jī)、上端水平步進(jìn)電機(jī)、下端水平步進(jìn)電機(jī)、激光距離傳感器和旋轉(zhuǎn)推出組件、凸輪分割器組件、垂向電動(dòng)推桿和展開電動(dòng)推桿相連、通過可控氣動(dòng)管路與刀具擺動(dòng)氣缸、推皮氣缸、旋轉(zhuǎn)推出組件、夾緊氣缸和旋轉(zhuǎn)氣缸相連。
[0006]本發(fā)明一種柚子皮肉自動(dòng)分離裝置的分離方法采用的技術(shù)方案是包括以下步驟:
第一步:將柚子擺滿托盤，電源及控制柜同時(shí)控制垂向電動(dòng)推桿和展開電動(dòng)推桿伸長，帶動(dòng)剝皮機(jī)械爪下降，展開在柚子外圍；控制展開電動(dòng)推桿縮短，剝皮機(jī)械爪夾持住柚子，控制垂向電動(dòng)推桿縮短，帶動(dòng)剝皮機(jī)械爪上移提起柚子；
第二步:控制旋轉(zhuǎn)氣缸轉(zhuǎn)動(dòng)到90°工作角度，轉(zhuǎn)臂逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)剝皮機(jī)械爪、垂向電動(dòng)推桿和展開電動(dòng)推桿均逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至工作臺(tái)架的中央正上方；控制垂向電動(dòng)推桿伸長將柚子底部插在固定針座的針刺上固定；控制垂向電動(dòng)推桿縮短，同時(shí)控制展開電動(dòng)推桿先伸長后縮短，帶動(dòng)剝皮機(jī)械爪上升并展開脫離柚子；
第三步:控制激光距離傳感器和垂直步進(jìn)電機(jī)工作，帶動(dòng)垂直絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)垂直滑塊沿垂直導(dǎo)柱向下滑動(dòng)，在此過程中激光距離傳感器測(cè)出右方感應(yīng)到的距離，經(jīng)電源及控制柜處理計(jì)算得出柚子輪廓的空間坐標(biāo)；控制垂直步進(jìn)電機(jī)工作，反向帶動(dòng)垂直絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)垂直滑塊在垂直導(dǎo)柱向上滑動(dòng)；
第四步:控制刀具擺動(dòng)氣缸轉(zhuǎn)動(dòng)使其處于處于-60°工作角度，刀具擺動(dòng)氣缸則帶動(dòng)去頂割刀逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至對(duì)準(zhǔn)柚子頂部，控制夾緊氣缸伸長擋在柚子的右側(cè)，控制上端水平步進(jìn)電機(jī)和下端水平步進(jìn)電機(jī)同時(shí)正向轉(zhuǎn)動(dòng)后反向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)垂直步進(jìn)電機(jī)、水平滑塊、垂直滑塊、刀具擺動(dòng)氣缸和去頂割刀先向右運(yùn)動(dòng)后向左回撤，使去頂割刀切去柚子頂蓋，夾緊氣缸縮短回位；
第五步:控制刀具擺動(dòng)氣缸轉(zhuǎn)動(dòng)并處于+60°工作角度，帶動(dòng)劃皮滾刀順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)剛好朝正右方向?qū)?zhǔn)柚子，上端水平步進(jìn)電機(jī)和下端水平步進(jìn)電機(jī)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)上端水平絲杠和下端水平絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)上端水平步進(jìn)電機(jī)和下端水平步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后暫停時(shí)劃皮滾刀的一半剛好插入柚子表皮內(nèi)；控制啟動(dòng)上端水平步進(jìn)電機(jī)和下端水平步進(jìn)電機(jī)，同時(shí)控制垂直步進(jìn)電機(jī)工作，帶動(dòng)劃皮滾刀既作垂向運(yùn)動(dòng)也作左右方向運(yùn)動(dòng)在柚子表皮劃出第一道割痕；
第六步:控制旋轉(zhuǎn)推出組件中順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)45°，帶動(dòng)固定針座進(jìn)而帶動(dòng)柚子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)45°，重復(fù)進(jìn)行第五步，在柚子表皮劃出第二道割痕，以此類推直到旋轉(zhuǎn)推出組件累計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)360°，柚子表皮被均勻劃出八道割痕為止；
第七步:控制垂向電動(dòng)推桿伸長，帶動(dòng)整個(gè)剝皮機(jī)械爪向下運(yùn)動(dòng)，剝皮機(jī)械爪最底端剛好接觸柚子頂部，控制垂向電動(dòng)推桿和展開電動(dòng)推桿同時(shí)工作，垂向電動(dòng)推桿繼續(xù)伸長帶動(dòng)整個(gè)剝皮機(jī)械爪向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)配合展開電動(dòng)推桿帶動(dòng)剝皮機(jī)械爪的八個(gè)爪展開或收攏，剝皮機(jī)械爪最底端沿柚子表皮內(nèi)輪廓運(yùn)動(dòng)，將柚子表皮撐開；
第八步:控制刀具擺動(dòng)氣缸轉(zhuǎn)動(dòng)到-60°工作角度，刀具擺動(dòng)氣缸帶動(dòng)去頂割刀逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°剛好朝正右方向，控制上端水平步進(jìn)電機(jī)和下端水平步進(jìn)電機(jī)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)垂直滑塊和去頂割刀向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)去頂割刀位于剝開表皮左側(cè)上方，控制夾緊氣缸伸長至剝開表皮右側(cè)上方；控制垂向電動(dòng)推桿縮短，帶動(dòng)剝皮機(jī)械爪上升，帶動(dòng)柚子果肉及表皮上升，柚子表皮與柚子果肉分尚。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
1、本發(fā)明利用垂向電動(dòng)推桿和展開電動(dòng)推桿協(xié)調(diào)控制剝皮機(jī)械爪的形狀，實(shí)現(xiàn)夾取、剝皮、投放柚子動(dòng)作，具備柚子自動(dòng)上下料功能，便于規(guī)?；a(chǎn)。
[0008]2、本發(fā)明利用一個(gè)激光距離傳感器預(yù)先測(cè)定柚子輪廓數(shù)據(jù)，進(jìn)而控制之后所有機(jī)構(gòu)動(dòng)作，在保證剝離精度的前提下，無需多個(gè)傳感器在線實(shí)時(shí)檢測(cè)，降低成本。
[0009]3、本發(fā)明通過去頂割刀和劃皮滾刀分別實(shí)現(xiàn)切去柚子頂蓋和對(duì)柚子表皮進(jìn)行八等分，在配合剝皮機(jī)械爪的八個(gè)爪子來精確剝離八瓣表皮，充分確保柚子厚實(shí)表皮的可剝離性，確保去皮的有效性，并保持柚子果肉的完整性和表皮的可利用性，且不傷及果肉，有利于柚子進(jìn)一步的深加工。
【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0011]圖1是本發(fā)明在剝皮機(jī)械爪27從轉(zhuǎn)盤25上夾起柚子時(shí)的狀態(tài)示意圖；
圖2是在圖1基礎(chǔ)上將柚子固定在固定針座19上并準(zhǔn)備去頂時(shí)的示意圖；
圖3是在圖2基礎(chǔ)上柚子被去頂和表皮劃分八瓣后的示意圖；
圖4是在圖3基礎(chǔ)上八瓣柚子表皮被剝皮機(jī)械爪27剝開的示意圖；
圖5是在圖4的基礎(chǔ)上柚子果肉被剝皮機(jī)械爪27夾出、柚子表皮被推皮氣缸17推離工作臺(tái)5的示意圖；
圖6是圖1中工作臺(tái)架5的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是圖1中垂直滑塊9附近結(jié)構(gòu)的局部放大圖；
圖8是圖1中旋轉(zhuǎn)推出組件18的結(jié)構(gòu)放大示意圖；
圖9是圖1中的剝皮機(jī)械爪27的放大的軸測(cè)示意圖。
[0012]圖中:1.上端水平導(dǎo)桿；2.上端水平絲杠；3.垂直步進(jìn)電機(jī)；4.上端水平步進(jìn)電機(jī)；5.工作臺(tái)架；6.垂直導(dǎo)柱；7.垂直絲杠；8.劃皮滾刀；9.垂直滑塊；10.下端水平步進(jìn)電機(jī)；11.水平滑塊；12.刀具擺動(dòng)氣缸；13.激光距離傳感器；14.去頂割刀；15.下端水平絲杠；16.下端水平導(dǎo)桿；17.推皮氣缸；18.旋轉(zhuǎn)推出組件；19.固定針座；20.果肉存儲(chǔ)箱；21.果皮存儲(chǔ)箱；22.夾緊氣缸；23.電源及控制柜；24.凸輪分割器組件；25.轉(zhuǎn)盤；
26.托盤；