一种用于龙眼加工生产线的龙眼去皮去核装置

技术领域

本发明涉及一种龙眼皮、肉、核分离的加工生产线的去皮去核装置。

技术背景

龙眼盛产于中国南部与东南亚地区，而其新鲜状态下储存不易，因此相当一部分龙眼被制成龙眼干进行出售。龙眼干的制作要求对龙眼进行去核与去皮。去核手段目前相对成熟，主要为采用顶针刺入龙眼将核顶出，但在设计过程中大多没有考虑到龙眼的内部结构。龙眼内部的龙眼核与龙眼外皮存在连接部分，同时，龙眼外皮的韧性较高，如果强行顶出所需的顶出力较大，顶针如果没有很准确的插入龙眼核则有可能造成龙眼核的位置偏移进而无法成功将龙眼核顶出，还造成龙眼本身的破坏。因此，该方式还存在可提升的空间。对于龙眼的去皮这一块目前并没有可与用于加工生产线的成熟方法。目前提出的方法中包括用刀片将龙眼皮划开使龙眼皮分为两瓣，但这种方式需要对每个龙眼本身添加自转运动，在控制上存在较高的难度，同时每个龙眼大小不一，需要增设柔性装置才有可能保证成功率。由此一来，该方法的成本高、效率低，难以满足日益增长的生产需求。另有人提出方法，采用刀片旋转，将龙眼皮切下来。但此方法很明显难以保证龙眼肉的完整性以及去皮的完整性。

目前在实际生产过程中，去皮主要还是靠工人们用手完成，但工人们直接用手进行操作除了卫生条件难以保证之外，其效率也十分低下，目前这种方式已经越来越难满足行业中日益增长的生产需求。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种用于龙眼加工生产线的去皮去核装置，实现去皮去核，且效率高、稳定性强、成本相对于人工大幅降低。

本发明所述的一种用于龙眼加工生产线的龙眼去皮去核装置，包括：果盘上开有若干个通孔，该通孔称为托环孔，每个托环孔的孔径能通过一个所述水果，托环设在托环孔下端，托环的环径小于水果外径且大于果核的外径；沿托环孔圆周的径向均匀开有N个长形的过孔，每个长形过孔与托环孔圆周相连通；托环上均匀分布N个开口，托环上的开口与长形的过孔位置在垂直面上一一对应；

顶板安装在果盘正面上方，顶板与第一驱动机构连接，可上下移动，第一驱动机构与控制箱连接；

夹爪板位于所述顶板的上方，夹爪板连接第二驱动机构，可上下移动，第二驱动机构与所述控制箱连接；夹爪板下方固定安装中心盘，中心盘上沿周向均布着N个销轴，所述N的取值为3～6的自然数；每个销轴连接一个连杆的上部，每个连杆的下部活动连接一个爪臂的上部，一个爪臂的下部活动连接一个夹爪的上部，所述爪臂与夹爪的连接处与顶板连接；在自由状态下呈弯折的一个弹簧片的两端分别固定在一个夹爪和爪臂上，弹簧片的弯折位于夹爪和爪臂的活动连接处；每个夹爪的底部设有爪齿；所述每个夹爪的位置与托环上的开口位置对应；

中心盘轴心开有一个第一通孔，第一通孔内安装推杆，推杆的上端在夹爪板的上方，推杆的下端伸到托环上的水果上；推杆连接第三驱动机构，可上下移动，第三驱动机构与所述控制箱连接。

进一步的，用于龙眼加工生产线的龙眼去皮去核装置，还包括，

底板安装在果盘背面，底板与第四驱动机构连接，第四驱动机构与所述控制箱连接；刀柄的底端与所述底板固定连接，所述刀柄本体上开有长的通槽，刀杆呈弯折形，刀杆在弯折处通过销轴安装在通槽内上端，部分刀杆容纳在通槽内；切皮刀弹簧的上端连接在刀杆头部，下端连接在刀柄下端；刀杆的下端通过销钉连接圆形的切皮刀片，切皮刀片的侧边设有圆形凸台，该圆形凸台的直径小于切皮刀片的直径；刀柄、刀杆、切皮刀弹簧、切皮刀片的组合体的数量为所述N个。

更进一步的，所述的用于龙眼加工生产线的龙眼去皮去核装置，还包括：顶杆套的顶部固定连接在所述顶板下，顶杆上段套在顶杆套内，顶杆最下端设有弹簧座，顶杆露出在顶杆套的下段外套有顶杆弹簧，顶杆弹簧的上端顶在顶杆套的下底面，顶杆弹簧的下端顶在弹簧座上；

顶杆内沿轴向开有一个第二通孔，该第二通孔内安装顶针；顶针连接第五驱动机构，可上下移动，第五驱动机构与所述控制箱连接；

环形刀片固定在所述底板上，刀刃口朝上，环形刀片的直径大于果核直径。

最优选的是，所述N的取值为3。

本发明有如下优点：

针对现有类似龙眼的水果生产线中去核去皮效率不高的情况，本发明提出了一种用于龙眼加工生产线的龙眼去皮去核装置。本装置从实际情况出发将去皮步骤分布进行，将去核步骤增加了去核刀，不仅保证了可行性还可保证稳定性与高效性。同时，本发明中将多个类似工序集成在同一个驱动装置上，仅靠一个动作即可完成多个加工环节，可大大提升生产效率，另外所设计的零部件具备极好的互换性可大幅降低装置成本。该方法也不仅适用于龙眼，通过尺寸调整、视觉控制调整也可适用于各类软壳有核水果去皮去核加工，如荔枝等等。

附图说明

图1是装置整体的结构示意图。

图2是装有龙眼的龙眼托盘的示意图。

图3是托环的示意图。

图4是切皮机构示意图。

图5是切皮刀部分示意图。

图6是切皮刀部分的剖视图。

图7是去核机构示意图。

图8是去核机构剖视图。

图9是夹爪机构示意图。

图10是底板集成示意图。

图11是夹爪机构与夹爪板的集成示意图。

图12是顶板集成示意图。

图13是定位螺钉安装示意图

图中：1.龙眼、2.托环部件、3.果盘、4.刀柄、5.刀柄螺钉、6.切皮刀、7.切皮刀弹簧、8.刀杆、9.顶杆套、10.顶杆套卡簧、11.顶杆弹簧、12.顶杆、13.去核刀、14.去核刀卡簧、15.顶针、16.顶杆卡簧、17.夹爪、18.弹簧片、19.夹爪螺钉、20.爪臂、21.连杆、22.中心盘、23.推杆、24.推杆卡簧、25.底板、26.夹爪板、27.顶板、28.定位销、29.定位螺钉。

具体实施方式

如图1所示，用于龙眼加工生产线的龙眼去皮去核装置包括四个主要部分，分别为龙眼托盘、切皮机构、去核机构以及去皮机构。

其中龙眼托盘由果盘3和托环组成，其中一个托环由三个完全相同的托环部件2组成，如图2所示。

一个果盘3上开有6个大的通孔，该通孔的中间部分为一个托环孔，孔径大于龙眼1，保证龙眼1能无障碍通过。一个果盘上设6个托环孔，意味着一次可以同时加工6个龙眼。当然，只要果盘的长度允许，还可以设置更多的托环孔。本实施例优选，沿托环孔的径向均匀分布着3个长形过孔，每两个长形过孔在沿圆孔径向的中线夹角为120°，长形过孔与托环孔相连通。出于安全性和美观性等考虑长形过孔内的过渡处设置有圆角。3个长形过孔，意味着对龙眼的切皮、去皮过程中采用3个互相成120度夹角的刀具，来加工一个龙眼。当然，本领域技术人员也可以采用4个互相成90度夹角的刀具，也可以实现与本发明相同的技术目的，但是，采用3个以上的刀具，非最优方案。果盘3上还设置有一系列用于螺钉连接的通孔，其位置分布于果盘3长度方向的两端以及每两个长形过孔在沿圆孔径向的中线夹角之间。分布于果盘3长度方向两端的通孔是用于同传送机构进行连接，在完成设定步骤之后可直接由传送机构送往下一工位，该过程中不需要对龙眼1进行操作仅有传送机构运行。

一个托环由三个完全相同的托环部件2构成，如图3所示，该托环部件2上设计有法兰，法兰上开有两个螺纹孔，分别与果盘3上的位于长形过孔之间的两个通孔对应，采用螺钉固连在果盘下。托环部件2下部设计有一个托爪，该托爪与龙眼1相接触的部分呈圆弧形，该圆弧的直径小于龙眼1直径。三个托环部件2沿圆周均布，对应面保持平行即可构成一个托环，托环部件2每两个对应的平行面之间都有一定的距离形成开口，不影响切皮刀6通过开口接触龙眼表皮。加工过程中，龙眼1通过果盘3上的大圆孔进入托环并由托环部件2上的托爪托住。

切皮机构可分为两个部分，分别为切皮刀部分和顶杆部分，如图4所示。其中切皮刀部分包括：刀柄4、刀柄螺钉5、切皮刀6、切皮刀弹簧7以及刀杆8组成，具体如图5所示。其中刀柄4从外形上为一个四棱柱，其上开有一个长的通槽用于安装刀杆8。刀柄4上还开有两个螺纹孔，其中位于正下方的螺纹孔用于同底板25连接，另一螺纹孔上安装有一个较长的刀柄螺钉5，该刀柄螺钉5在上紧之后还会有一段露在外部用于和切皮刀弹簧7连接。刀杆8呈弯折形，如图6所示，刀杆8上开有三个通孔和一个方形槽。其中较长一端的通孔用于和切皮刀弹簧7连接，其余两个通孔均用销钉分别将刀杆8和刀柄4连接，将刀杆8和切皮刀6连接。所采用的销钉连接摩擦力很小，因此刀杆8可绕着销钉的轴线进行旋转，切皮刀6也可绕对应销钉的轴心进行旋转，切皮刀6除刀刃外两端还分别有一个凸台，该凸台直径小于切皮刀6刀刃的外径，是为了在切皮刀6切开龙眼皮之后刀刃不会过度深入果肉。顶杆部分包括：顶杆套9、顶杆套卡簧10、顶杆弹簧11、顶杆12和顶杆卡簧16。顶杆套9可按直径分为两段，直径较大一段上有开有两个卡簧槽用于安装顶杆套卡簧10，将顶杆部分固定于顶板27上。顶板安装在果盘正面上方，顶板与第一驱动机构连接，可上下移动，第一驱动机构与控制箱连接。整个顶杆套9中间开有一个通孔，用于安装顶杆12。顶杆套9的直径较小的一段内部开有一个沉头槽，该槽主要用与安装顶杆弹簧11。顶杆12安装于顶杆套9的通孔中，顶杆12沿轴向也开有一个通孔，该孔用于安装去核用的顶针15。顶杆12的下端还有一个半球形的罩子，该结构主要是为了在压紧龙眼1的同时能将力均匀分散，从而可以将龙眼1压实而又不至于将龙眼1压坏。顶杆12上端开有一个卡簧槽，用于安装顶杆卡簧16。顶杆弹簧11安装在顶杆上。在实际操作过程中，龙眼1位于托环上，且保证龙眼蒂朝下。首先是由顶盘27驱动顶杆套9进而驱动顶杆部分向下移动，顶杆12的下端接触龙眼1，之后顶杆套9可继续下移直至顶杆弹簧11接触顶杆12下端则开始逐步增加压力，所施加的压力范围可将龙眼1压紧在托环之上，保证龙眼1在切皮的过程中不会发生位姿变化同时也不会对龙眼1造成破坏。之后由底板25带动切皮刀部分上移，切皮刀6刀刃处首先接触龙眼1并将龙眼皮切开，之后切皮刀6上的凸台便和龙眼皮接触并阻止切皮刀6进一步深入。在切皮部分逐渐向上移动的过程中由于切皮刀无法继续深入龙眼1，因此刀杆8便会开始旋转将切皮刀弹簧7拉伸，该拉伸过程主要有两个作用：1、增大作用力保证成功切入龙眼皮，如果切皮刀6没有切入，拉伸会更加明显，切皮刀6上的作用力便会增大从而将成功将龙眼皮切开。2、储蓄能量，可在动作完成之后自动复原。在切完之后没有龙眼1的状态下，刀杆8在切皮刀弹簧11的弹簧力作用下可以自动回复原位。该切皮过程完成之后，龙眼皮上会留下三条刀口方便后期的去皮处理。同时，该过程需要在龙眼1去核之前进行，因为去核之前的龙眼1本身更加饱满，切皮刀6容易将龙眼皮切开。

去核机构也由两个部分组成，分别为顶针部分和去核刀部分，如图7所示。其中顶针部分同上述去皮机构的顶杆部分基本一致，不同之处在于在顶杆12的内部安装有一个顶针15，顶针15连接第五驱动机构，可上下移动，第五驱动机构与控制箱连接。去核刀部分包括去核刀13以及去核刀卡簧14。去核刀13下部有两个卡簧槽用于安装去核刀卡簧14，该去核刀卡簧14可将去核刀13固定在底板25上由底板25进行驱动。底板安装在果盘背面，底板与第四驱动机构连接，第四驱动机构与控制箱连接。去核刀13上端为一圈锋利的环形刀锋，刀刃口朝上。去核刀13的内部为空心，方便龙眼核以及部分龙眼皮的下落。在实际操作过程中，如图8所示，首先顶板27下移带动顶针部分的顶杆12将龙眼1压紧并固定在托环上；之后底板25上移，同时顶杆12内部的顶针15下移刺入龙眼1内部并刺入龙眼核；同时，在去核刀13上移的过程中可将龙眼核所连周边的龙眼皮切开，形成一个环形的切口，在顶针15刺入龙眼核之后，继续下移的时候可以将龙眼核连同龙眼核相连的一部分龙眼皮一同顶出，顺着去核刀13向下排出。

去皮机构包括夹爪部分和推杆23，夹爪部分由夹爪17、弹簧片18、夹爪螺钉19、爪臂20、连杆21、中心盘22和定位销28，如图9所示，此处为了更加明显表达龙眼1上被切皮刀6所切出的切口，将龙眼1进行了旋转，使切口处于视野中心位置而不会被夹爪17挡住,为方便描述定位螺钉29与定位销28的接触情况，图中还包括了定位螺钉29，该定位螺钉29安装在顶板27上，具体如图13所示。其中，中心盘22上沿周向均布着三个与连杆21配合的结构，配合处采用销钉进行连接，连接部分可以绕销钉轴线进行旋转。连杆21与爪臂20以及爪臂和夹爪17之间也同样采用销钉连接，中心盘22上沿圆周方向上均布三个螺纹孔，用于和夹爪板26进行连接，进而将整个夹爪部分连接在夹爪板26上，由夹爪板26一起驱动。夹爪板26连接第二驱动机构，可上下移动，第二驱动机构与控制箱连接。中心盘22的上端有一个圆形凸台，用于同夹爪板安装时进行定位。中心盘22轴心开有一个通孔，用于安装推杆23，推杆23连接第三驱动机构，可上下移动，第三驱动机构与控制箱连接。推杆23上有一个卡簧槽，用于安装推杆卡簧24，该推杆卡簧24是为了保证推杆位移不会过大。爪臂20和夹爪17之间采用长定位销28进行定位，该长定位销28两端均有伸出，定位销28自身通过定位螺钉29与顶板27固定连接。在夹爪17与爪臂20上贴合安装有弯折形的长弹簧片18，夹爪17、爪臂20两者中至少一方上开有长方形通孔，弹簧片18的上端、下端分别通过夹爪螺钉18连接在爪臂20、夹爪17上，其中至少一个夹爪螺钉18安装在两个长方形通孔上，并可在长方形通孔移动。夹爪17上与龙眼1接触的部分为锯齿形，该设计是为了将夹爪17能部分嵌入龙眼皮，增大摩擦力，可以顺利将龙眼皮抓起。

在实际操作过程中，推杆23首先向下移动将龙眼1固定在托环上，之后顶板27下移，直到夹爪17到达龙眼下半部的合适位置停止。然后夹爪板26带动中心盘22下移，连杆21上端下降、下端对爪臂20的上端产生向下向外的推力，该推力传导到弹簧片18的上端，弹簧片18上端的受力传导到弹簧片18下端，在弹簧片18下端产生向内向上的作用力，作用在夹爪17上，使三个夹爪17合力抓牢龙眼皮。然后顶板27上移，带动三个带夹持合力的夹爪17上移，而推杆23压在龙眼上不变，这样，龙眼皮被三个带夹持合力的夹爪17从龙眼上剥离。此外，在切皮工序已经完成，龙眼皮上留有三条切口的情况下，龙眼皮更容易剥离。在皮肉分离之后，推杆23上升，夹爪板26、顶板27保持同步上升，将龙眼皮从托环孔中抓起，龙眼肉留在托环孔内；待整个生产线向前推进半个工位的时候将夹爪17松开，使龙眼皮下落到两个龙眼托盘之间。

本发明结合控制部分的考虑，将多个可同时完成的工序进行集成。将切皮机构中的切皮刀部分和去核机构中的去核刀部分集成到底板25上，如图10所示，将切皮机构中的顶杆部分以及去核机构中的顶针部分集成到顶板上，如图12所示。所有的去皮机构均集成在夹爪板26上，如图11所示，可进行单独驱动。