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专利号: 2017108272239
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-05-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自适应西兰花自动切块机,包括机架、固定板、送料机构、一级切块机构、二级切块机构、出料滑道和光幕传感器;其特征在于:固定板固定在机架上;所述的送料机构包括料盘、输送驱动件、编码器、张紧轮、输送带和输送轮;所述的张紧轮支承在机架的底部;张紧轮由输送驱动件驱动;机架底部的进料端及出料端均支承有输送轮;编码器固定在机架底部;编码器的输入轴与其中一个输送轮固定;输送带张紧在张紧轮及两个输送轮上;输送带外侧面的中心线上等距固定有m个料盘,m=f/a,其中f为输送带的长度,a为相邻两个料盘的间距,300mm≤a≤1000mm;料盘上边缘与输送带的距离为2~4mm;机架底部的出料端固定有出料滑道;出料滑道入口端的底面与输送带接触;出料滑道的入口端高于出料滑道的出口端;机架底部的进料端固定有光幕传感器;

所述的一级切块机构包括步进电机、大齿轮、小齿轮、槽型凸轮、推杆、第一切块气缸和第一刀片;所述的步进电机固定在固定板上;步进电机的输出轴与小齿轮固定;大齿轮支承在固定板的正中位置;小齿轮与大齿轮啮合;大齿轮与槽型凸轮同轴固定;槽型凸轮的工作轮廓由第一凹弧、第二凹弧、第三凹弧、第四凹弧、第一凸弧、第二凸弧、第三凸弧和第四凸弧组成;第一凹弧与第三凹弧对中设置;第二凹弧与第四凹弧对中设置;第一凹弧与第二凹弧通过第一凸弧连接,第二凹弧与第三凹弧通过第二凸弧连接,第三凹弧与第四凹弧通过第三凸弧连接,第四凹弧与第一凹弧通过第四凸弧连接;槽型凸轮的沟槽内设置有沿槽型凸轮周向均布的四个滚子;四个滚子分别支承在四根推杆的内端;四根推杆均与固定板构成滑动副;四根推杆的外端与四个第一切块气缸分别固定;四个第一切块气缸活塞杆的轴线相交于同一点;四个第一切块气缸的活塞杆与四片第一刀片分别固定;第一刀片的内侧面为四分之一圆台面;

所述的二级切块机构包括第一出料气缸、第二出料气缸、第二切块气缸、第二刀片和第二滑轨;第二滑轨与机架构成滑动副;第一出料气缸及第二出料气缸均固定在机架上;第一出料气缸位于出料滑道的正上方;第一出料气缸、第二出料气缸的活塞杆与第二滑轨的两端分别固定;第二滑轨的两端与两个第二切块气缸分别固定;两个第二切块气缸的活塞杆轴线与第二滑轨轴线的夹角大小相等;两个第二切块气缸的活塞杆与两片第二刀片分别固定;第二刀片的内侧面为半圆锥面;两个第二切块气缸活塞杆轴线的对称轴与槽型凸轮轴线在垂直于输送轮轴线的平面上的投影距离为a;在第一切块气缸及第二切块气缸的活塞杆均推出的状态下,第一刀片底部刃口与输送带的距离为6~8mm,第二刀片底部尖点与输送带的距离为4~6mm;四个第一切块气缸的活塞杆轴线与水平面的夹角为50~55°,两个第二切块气缸的活塞杆轴线与水平面的夹角为30~35°。

2.根据权利要求1所述的一种自适应西兰花自动切块机,其特征在于:所述的输送驱动件包括驱动电机、同步带和同步带轮;两个同步带轮均支承在机架的底部;所述的同步带套置在两个同步带轮上;所述的驱动电机固定在机架的底部;其中一个同步带轮与驱动电机的输出轴固定;另一个同步带轮与张紧轮固定。

3.根据权利要求1所述的一种自适应西兰花自动切块机,其特征在于:所述的第一凹弧与槽型凸轮中心轴线的距离比第二凹弧与槽型凸轮中心轴线的距离小2~4mm。

4.根据权利要求1所述的一种自适应西兰花自动切块机,其特征在于:所述的四根推杆上均固定有第一滑轨;四根第一滑轨与四个固定在固定板上的第一滑块分别构成滑动副。

5.根据权利要求1所述的一种自适应西兰花自动切块机,其特征在于:所述固定板的正中位置固定有竖直设置的齿轮轴;所述的大齿轮通过滚动轴承支承在齿轮轴上;齿轮轴底端端面与垫环通过螺栓固定;垫环的顶面与大齿轮之间设置有推力球轴承。

6.根据权利要求1所述的一种自适应西兰花自动切块机,其特征在于:在所述的四个滚子分别位于槽型凸轮上第一凸弧、第二凸弧、第三凸弧、第四凸弧最远离槽型凸轮轴线处,且四个第一切块气缸均推出的状态下,四片第一刀片的内侧面合围成圆台面。

7.根据权利要求1所述的一种自适应西兰花自动切块机,其特征在于:在两个第二切块气缸的活塞杆均推出的状态下,两片第二刀片的内侧面合围成圆锥面。

8.如权利要求1所述的一种自适应西兰花自动切块机的切块方法,其特征在于:步骤一、持续将西兰花倒立放置到位于机架底部进料端的空料盘内,使得西兰花的花茎竖直向上;

步骤二、输送驱动件驱动输送带运动,使得放有西兰花的料盘从机架底部的进料端向出料端运动;编码器检测输送轮的转速ω,料盘运动速度v=ω×r,其中,r为输送轮的半径;光幕传感器检测西兰花穿过光幕传感器光幕的时间t;计算出西兰花的直径D=v×t;

步骤三、将四片第一刀片分为两个第一刀片组,相对设置的两片第一刀片为一个第一刀片组;步进电机转动,带动槽型凸轮转动;使得在所有第一切块气缸均推出的状态下,其中一个第一刀片组内两片第一刀片底部刃口正中位置的间距为L1,另一个第一刀片组内两片第一刀片底部刃口正中位置的间距为L2,L1≤L2,L1=(D-60)mm;

步骤四、当放有西兰花的料盘到达一级切块机构的正下方后,输送带停止运动;此时上一个经过一级切块机构加工的西兰花位于二级切块机构的正下方;四个第一切块气缸推出,四片第一刀片切割位于一级切块机构正下方的西兰花;同时,两个第二切块气缸推出,两片第二刀片切割位于二级切块机构正下方的西兰花;

步骤五、步进电机转动,带动槽型凸轮转动,使得四个滚子分别到达槽型凸轮上第一凸弧、第二凸弧、第三凸弧、第四凸弧最远离槽型凸轮轴线处;同时,第一出料气缸收缩且第二出料气缸推出;两片第二刀片到达出料滑道入口端的正上方;

步骤六、四个第一切块气缸收缩;两个第二切块气缸收缩,位于两片第二刀片内侧面合围成的圆锥面内的西兰花花茎掉入出料滑道并滑出;

步骤七、步进电机转动,一级切块机构复位;第二出料气缸收缩且第一出料气缸推出,二级切块机构复位;

步骤八、重复步骤二、三、四、五、六和七。