三自由度真空滚揉机的制作方法

本实用新型属于真空滚揉机设备技术领域，特别涉及一种三自由度真空滚揉机。

背景技术：

真空制冷滚揉机是在真空状态下，利用物理冲击原理，让物料在滚筒内上下翻动，相互撞击摩擦，产生大面积均匀分布的按摩和腌渍作用，使腌渍液在物料内均匀分布更加有利于盐溶性蛋白质以最快的速度和最大限度地析出，从而增加产品的持水性，很好地改善产品的弹性、切片性和口感，极大程度上提高产品的出品率。然而，但现有的真空滚揉机只有滚揉筒旋转一个运动自由度，肉制品和调料、腌渍液在滚揉筒内混合不够充分均匀，入味困难，使得肉食品等物料在滚筒中吸收调料的效果不佳，滚揉耗时较长，且滚揉筒存在清洗较为麻烦的问题，在滚揉的过程中可能会出现肉质粘接在筒体表面的情况，滚揉后粘接的残留物难以去除，对滚揉机的清洗也很不方便；滚揉时间较长还会导致肉食品在滚揉机中摩擦产生的热，使肉食品在滚筒中受热不均匀，影响了口感。

针对滚揉筒运动自由度少的问题，现有专利文献也提出了一些解决方案。如申请号为201320845561.2的中国实用新型专利公开了一种磁力振动真空滚揉机，在滚揉筒的内桶外表面设置有均匀分布的振动芯套壳，在振动芯套壳内设置有电磁振动芯，在支架中上部设置有电磁板，在内桶和外壳的中空区域内设置有加热油，通过电磁板来对加热油进行加热，通过调节电磁板的磁力强度实现电磁场的强度变化，达到加热和振动电磁振动芯的目的。该技术方案尽管可实现滚揉筒的振动，但振动方向单一，肉制品在滚筒内的混合效果有限。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种三自由度真空滚揉机，其滚筒具有空间两平移一转动共三个运动自由度，可缩短腌渍时间，且腌渍透彻，提高滚揉效果和生产效率，而且肉制品不易粘接在筒体表面，便于清理，降低了劳动强度和生产成本，可克服现有技术的缺陷。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种三自由度真空滚揉机，包括固定底座、主支架、横向激振装置、纵向激振装置、回转驱动装置、防脱支架、滚揉筒和真空系统。其中，所述的主支架用于安装和支撑纵向激振装置、回转驱动装置和真空系统，所述的主支架包括框式支架、纵向直线导轨、连接底座和横向直线导轨。所述的横向直线导轨固定安装在连接底座的下方，所述的连接底座与固定底座之间通过横向直线导轨和横向激振装置相连接，所述的纵向直线导轨固定安装在连接底座的上方，所述的框式支架与连接底座之间通过纵向直线导轨和纵向激振装置相连接；所述的横向激振装置的底部固定安装在固定底座上，其输出端与连接底座纵向的一侧通过螺钉相连接，用于对主支架和滚揉筒施加横向往复激振；所述的纵向激振装置的底部固定安装在连接底座上，其输出端与框式支架横向的一侧通过螺钉相连接，用于对主支架和滚揉筒施加纵向往复激振；所述的回转驱动装置的上端通过四个轴承座固定安装在主支架中框式支架的顶部，用于驱动滚揉筒进行旋转，且回转驱动装置的下端固定安装在框式支架的底部；所述的防脱支架有四组，对称布置在框式支架的顶部，用于限定滚揉筒的位置并对滚揉筒施加径向压紧力，且防脱支架的下端与框式支架固连，防脱支架的上端压紧在滚揉筒上；所述的滚揉筒是对肉制品进行真空滚揉处理的末端执行装置，所述的滚揉筒位于主支架的顶部，且通过回转驱动装置与主支架相连接；所述的真空系统包括真空泵和抽真空管道，用于在滚揉筒内形成真空。所述的真空泵固定安装在框式支架的一侧，所述的抽真空管道的上端与滚揉筒相连接，抽真空管道的下端与真空泵相连接。在横向直线导轨和纵向直线导轨上均设有位移传感器，分别用于测量滚揉筒在横向和纵向的直线往复运动时的位移参数。所述的位移传感器可采用直线式磁栅传感器或直线型光栅传感器或直线式感应同步器。

所述的横向激振装置包括横向电机、横向曲柄架、横向曲柄调节块、横向连杆和横向滑块装置。其中，所述的横向电机通过螺钉固定安装在固定底座顶部纵向的一侧，用于为滚揉筒和主支架的横向激振提供动力；所述的横向曲柄架固定安装在横向电机的输出轴上且与横向电机的输出轴固连，所述的横向曲柄调节块固定安装在横向曲柄架上，所述的横向连杆的两端分别与横向曲柄调节块、横向滑块装置通过铰链相连接，所述的横向滑块装置固定安装在连接底座的一侧。横向曲柄架与横向曲柄调节块、横向连杆、横向滑块装置构成了一组曲柄滑块机构，用于将横向电机的旋转运动转换为横向直线往复振动。具体地，所述的横向电机可采用交流减速电机。在所述的横向曲柄架上设有两条平行的T型槽，在横向曲柄架的一端还设有限位块，所述的横向曲柄调节块通过两个T型螺钉固定安装在横向曲柄架上，所述的限位块通过限位调节螺钉与横向曲柄调节块相连接。

所述的纵向激振装置包括纵向电机、纵向曲柄架、纵向曲柄调节块、纵向连杆和纵向耳座。其中，所述的纵向电机通过螺钉固定安装在连接底座顶部横向的一侧，用于为滚揉筒和主支架的纵向激振提供动力；所述的纵向曲柄架固定安装在纵向电机的输出轴上且与纵向电机的输出轴固连，所述的纵向曲柄调节块固定安装在纵向曲柄架上，所的纵向连杆的两端分别与纵向曲柄调节块、纵向耳座通过铰链相连接，所述的纵向耳座通过螺钉固定安装在框式支架的一侧。纵向曲柄架与纵向曲柄调节块、纵向连杆和纵向耳座构成一组曲柄连杆机构，用于将纵向电机的旋转运动转换为纵向直线往复振动。具体地，所述的纵向电机可采用交流减速电机。所述的纵向曲柄架与横向曲柄架的结构完全相同，所述的纵向曲柄调节块与横向曲柄调节块的结构完全相同。

所述的回转驱动装置包括回转电机、回转减速器、链传动装置、张紧装置、驱动轴和驱动轮。其中，所述的回转电机、回转减速器均通过螺钉固定安装在框式支架的底部，且回转电机的输出轴与回转减速器的输入轴通过联轴器相连接，用于为链传动装置提供动力；所述的链传动装置的上端安装在驱动轴上，链传动装置的下端与回转减速器的输出轴相连接，用于将回转电机和回转减速器的动力传递到驱动轴上；所述的张紧装置的顶部固定安装在框式支架上，为链传动装置提供张紧力，且所述的链传动装置通过张紧装置与框式支架的顶部相连接；所述的驱动轴有两根且平行布置在框式支架的顶部，所述的驱动轴的两端均通过轴承座固定安装在框式支架上；所述的驱动轮安装在驱动轴的两端，且与驱动轴通过平键和定位销相连接，用于支撑并驱动滚揉筒旋转；在所述的驱动轴的一端设有角度传感器，用于测量滚揉筒的转动角速度。

所述的链传动装置包括主动链轮、链条和从动链轮。其中，所述的主动链轮固定安装在回转减速器的输出轴上，且与回转减速器的输出轴固连；所述的从动链轮有两个，分别固定安装两根驱动轴上，且从动链轮与驱动轴通过平键和锁紧螺钉相连接；所述的链条同时与主动链轮、从动链轮保持啮合。

所述的张紧装置包括张紧轮架、张紧链轮、导向轴、张紧弹簧、调节支架、张紧力调节螺钉和张紧座。其中，所述的张紧轮安装在张紧轮架的底部，且张紧轮的支撑轴通过轴承与张紧轮架相连接；在张紧座和调节支架上均设有导向轴孔，所述的导向轴下端与张紧轮架的顶部固连，导向轴的上端置于张紧座和调节支架的导向轴孔内；所述的张紧弹簧套装在导向轴上，且位于调节支架与张紧轮架之间；所述的调节支架位于张紧座的下方，且通过张紧力调节螺钉与张紧座相连接，所述的张紧力调节螺钉与调节支架通过螺纹相连接。

所述的防脱支架包括立柱、摆动臂和压紧轮。其中，所述的立柱的下端与框式支架的顶部相固连，立柱的上端与摆动臂的下端通过铰链相连接，且所述的摆动臂的中部与立柱的上端通过压紧弹簧相连接，所述的压紧弹簧的上端钩挂在摆动臂的中部，所述的压紧弹簧的下端与立柱之间通过压紧力调节螺钉相连接；所述的压紧轮固定安装在摆动臂的上端，且与摆动臂之间通过滚动轴承相连接。

在所述的滚揉筒的筒体的前端设有卸料盖，在筒体的后端中心位置设有真空盖，安装固定后的卸料盖、真空盖与筒体一起构成一个独立的密闭空间；在筒体外侧的前后两端分别设有前轮槽和后轮槽，位于前端的驱动轮、压紧轮置于前轮槽内，位于后端的驱动轮、压紧轮置于后轮槽内；在筒体内部还设有螺旋式搅拌叶片，且在所述的螺旋式搅拌叶片的后侧交错布置有圆锥形凸块，用于对肉制品进行多点按摩式滚揉，使调料、腌渍液与肉制品更好地接触。所述的卸料盖与筒体通过压紧螺钉和压板相固连，所述的真空盖与筒体之间通过真空用密封轴承相连接，所述的螺旋式搅拌叶片与筒体通过焊接的方式相固连，所述的圆锥形凸块与螺旋式搅拌叶片通过焊接的方式相固连；所述的螺旋式搅拌叶片的数量不少于三。

安装在所述的驱动轴上的角度传感器以及分别安装在横向直线导轨和纵向直线导轨上的位移传感器将采集到有关滚揉筒的转动角速度以及分别在横向、纵向的往复位移信息通过数据线传递给真空滚揉机的控制系统，作为滚揉机运动控制的参考。

使用时，先根据真空滚揉机的滚揉作业的任务选择合适的横向激振参数、纵向激振参数和旋转速度，并完成横向激振装置、纵向激振装置和回转驱动装置的参数调节。然后，将肉制品、调料和腌渍液倒入滚揉筒内，将卸料盖固定安装在筒体上。接着，启动真空泵，通过抽真空管道将滚揉筒内的空气抽出，在滚揉筒内形成真空滚揉作业环境。最后，启动横向电机、纵向电机和回转电机，对滚揉筒进行横向激振、纵向激振和旋转驱动，筒体内的肉制品在螺旋式搅拌叶片和圆锥形凸块的按摩式滚揉作用下变得松软，并与调料、腌渍液充分的混合，实现快速腌渍作业。

本实用新型的有益效果是，与现有的技术相比，本实用新型的滚揉筒能够实现横向往复激振、纵向往复激振和绕自身轴线旋转共三个自由度的运动，可实现肉制品和调料、腌渍液充分的混合，并快速吸收，可明显提高肉制品的腌渍效率、生产效率，并改善口感。本实用新型还具有结构节凑，设备占用空间小、生产成本低、劳动强度低、操作维护简便等优点，可克服现有技术的缺陷。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图；

图2为本实用新型的回转驱动装置的结构示意图；

图3为本实用新型的横向激振装置、纵向激振装置与主支架的连接关系示意图；

图4为本实用新型的回转驱动装置中张紧装置的结构示意图；

图5为本实用新型的横向激振装置的结构示意图；

图6为本实用新型的纵向激振装置的结构示意图；

图7为本实用新型的防脱支架的结构示意图；

图8为本实用新型的滚揉筒的内部结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本实用新型。

如图1、图2和图3所示，一种三自由度真空滚揉机，包括固定底座1、主支架2、横向激振装置3、纵向激振装置4、回转驱动装置5、防脱支架6、滚揉筒7和真空系统8。其中，所述的主支架2用于安装和支撑纵向激振装置4、回转驱动装置5和真空系统8，所述的主支架2包括框式支架21、纵向直线导轨22、连接底座23和横向直线导轨24。所述的横向直线导轨24固定安装在连接底座23的下方，所述的连接底座23与固定底座1之间通过横向直线导轨24和横向激振装置3相连接，所述的纵向直线导轨22固定安装在连接底座23的上方，所述的框式支架21与连接底座23之间通过纵向直线导轨22和纵向激振装置4相连接；所述的横向激振装置3的底部固定安装在固定底座1上，其输出端与连接底座23的Y向的一侧通过螺钉相连接，用于对主支架2和滚揉筒7施加X向往复激振；所述的纵向激振装置4的底部固定安装在连接底座23上，其输出端与框式支架21的X向的一侧通过螺钉相连接，用于对主支架2和滚揉筒7施加Y向往复激振；所述的回转驱动装置5的上端通过四个轴承座固定安装在主支架2中框式支架21的顶部，用于驱动滚揉筒7进行旋转，且回转驱动装置5的下端固定安装在框式支架21的底部；所述的防脱支架6有四组，对称布置在框式支架21的顶部，用于限定滚揉筒7的位置并对滚揉筒7施加径向压紧力，且防脱支架6的下端与框式支架21固连，防脱支架6的上端压紧在滚揉筒7上；所述的滚揉筒7是对肉制品进行真空滚揉处理的末端执行装置，所述的滚揉筒7位于主支架2的顶部，且通过回转驱动装置5与主支架2相连接；所述的真空系统8包括真空泵81和抽真空管道82，用于在滚揉筒7内形成真空。所述的真空泵81固定安装在框式支架21的一侧，所述的抽真空管道82的上端与滚揉筒7相连接，抽真空管道82的下端与真空泵81相连接。在横向直线导轨24和纵向直线导轨22上均设有位移传感器，分别用于测量滚揉筒7在X向和Y向的直线往复运动时的位移参数。所述的位移传感器可采用直线式磁栅传感器或直线型光栅传感器或直线式感应同步器。

如图1、图3和图5所示，所述的横向激振装置3包括横向电机31、横向曲柄架32、横向曲柄调节块33、横向连杆34和横向滑块装置35。其中，所述的横向电机31通过螺钉固定安装在固定底座1顶部Y向的一侧，用于为滚揉筒7和主支架2的X向激振提供动力；所述的横向曲柄架32固定安装在横向电机31的输出轴上且与横向电机31的输出轴固连，所述的横向曲柄调节块33固定安装在横向曲柄架32上，所述的横向连杆34的两端分别与横向曲柄调节块33、横向滑块装置35通过铰链相连接，所述的横向滑块装置35固定安装在连接底座23的一侧。横向曲柄架32与横向曲柄调节块33、横向连杆34、横向滑块装置35构成了一组曲柄滑块机构，用于将横向电机31的旋转运动转换为X向直线往复振动。具体地，所述的横向电机31可采用交流减速电机。在所述的横向曲柄架32上设有两条平行的T型槽321，在横向曲柄架32的一端还设有限位块322，所述的横向曲柄调节块33通过两个T型螺钉固定安装在横向曲柄架32上，所述的限位块322通过限位调节螺钉323与横向曲柄调节块33相连接。

如图1、图2、图3和图6所示，所述的纵向激振装置4包括纵向电机41、纵向曲柄架42、纵向曲柄调节块43、纵向连杆44和纵向耳座45。其中，所述的纵向电机41通过螺钉固定安装在连接底座23顶部X向的一侧，用于为滚揉筒7和主支架2的Y向激振提供动力；所述的纵向曲柄架42固定安装在纵向电机41的输出轴上且与纵向电机41的输出轴固连，所述的纵向曲柄调节块43固定安装在纵向曲柄架42上，所的纵向连杆44的两端分别与纵向曲柄调节块43、纵向耳座45通过铰链相连接，所述的纵向耳座45通过螺钉固定安装在框式支架21的一侧。纵向曲柄架42与纵向曲柄调节块43、纵向连杆44和纵向耳座45构成一组曲柄连杆机构，用于将纵向电机41的旋转运动转换为Y向直线往复振动。具体地，所述的纵向电机41可采用交流减速电机。所述的纵向曲柄架42与横向曲柄架32的结构完全相同，所述的纵向曲柄调节块43与横向曲柄调节块33的结构完全相同。

如图1、图2和图4所示，所述的回转驱动装置5包括回转电机51、回转减速器52、链传动装置53、张紧装置54、驱动轴55和驱动轮56。其中，所述的回转电机51、回转减速器52均通过螺钉固定安装在框式支架21的底部，且回转电机51的输出轴与回转减速器52的输入轴通过联轴器相连接，用于为链传动装置53提供动力；所述的链传动装置53的上端安装在驱动轴55上，链传动装置53的下端与回转减速器52的输出轴相连接，用于将回转电机51和回转减速器52的动力传递到驱动轴55上；所述的张紧装置54的顶部固定安装在框式支架21上，为链传动装置53提供张紧力，且所述的链传动装置53通过张紧装置54与框式支架21的顶部相连接；所述的驱动轴55有两根且平行布置在框式支架21的顶部，所述的驱动轴55的两端均通过轴承座固定安装在框式支架21上；所述的驱动轮56安装在驱动轴55的两端，且与驱动轴55通过平键和定位销相连接，用于支撑并驱动滚揉筒7旋转；在所述的驱动轴55的一端设有角度传感器，用于测量滚揉筒7的转动角速度。

如图1和图2所示，所述的链传动装置53包括主动链轮531、链条532和从动链轮533。其中，所述的主动链轮531固定安装在回转减速器52的输出轴上，且与回转减速器52的输出轴固连；所述的从动链轮533有两个，分别固定安装两根驱动轴55上，且从动链轮533与驱动轴55通过平键和锁紧螺钉相连接；所述的链条532同时与主动链轮531、从动链轮533保持啮合。

如图1、图2和图4所示，所述的张紧装置54包括张紧轮架541、张紧链轮542、导向轴543、张紧弹簧544、调节支架545、张紧力调节螺钉546和张紧座547。其中，所述的张紧轮542安装在张紧轮架541的底部，且张紧轮542的支撑轴通过轴承与张紧轮架541相连接；在张紧座547和调节支架545上均设有导向轴孔，所述的导向轴543下端与张紧轮架541的顶部固连，导向轴543的上端置于张紧座547和调节支架545的导向轴孔内；所述的张紧弹簧544套装在导向轴543上，且位于调节支架545与张紧轮架541之间；所述的调节支架545位于张紧座547的下方，且通过张紧力调节螺钉546与张紧座547相连接，所述的张紧力调节螺钉546与调节支架545通过螺纹相连接。

如图1和图7所示，所述的防脱支架6包括立柱61、摆动臂62和压紧轮63。其中，所述的立柱61的下端与框式支架21的顶部相固连，立柱61的上端与摆动臂62的下端通过铰链相连接，且所述的摆动臂62的中部与立柱61的上端通过压紧弹簧64相连接，所述的压紧弹簧64的上端钩挂在摆动臂62的中部，所述的压紧弹簧64的下端与立柱61之间通过压紧力调节螺钉65相连接；所述的压紧轮63固定安装在摆动臂62的上端，且与摆动臂62之间通过滚动轴承相连接。

如图1和图8所示，在所述的滚揉筒7的筒体71的前端设有卸料盖72，在筒体71的后端中心位置设有真空盖73，安装固定后的卸料盖72、真空盖73与筒体71一起构成一个独立的密闭空间；在筒体71外侧的前后两端分别设有前轮槽74和后轮槽75，位于前端的驱动轮56、压紧轮63置于前轮槽74内，位于后端的驱动轮56、压紧轮63置于后轮槽75内；在筒体71内部还设有螺旋式搅拌叶片76，且在所述的螺旋式搅拌叶片76的后侧交错布置有圆锥形凸块77，用于对肉制品进行多点按摩式滚揉，使调料、腌渍液与肉制品更好地接触。所述的卸料盖72与筒体71通过压紧螺钉和压板相固连，所述的真空盖73与筒体71之间通过真空用密封轴承相连接，所述的螺旋式搅拌叶片76与筒体71通过焊接的方式相固连，所述的圆锥形凸块77与螺旋式搅拌叶片76通过焊接的方式相固连；所述的螺旋式搅拌叶片76的数量不少于三。

安装在所述的驱动轴55上的角度传感器以及分别安装在横向直线导轨24和纵向直线导轨22上的位移传感器将采集到有关滚揉筒7的转动角速度以及分别在X向、Y向的往复位移信息通过数据线传递给真空滚揉机的控制系统，作为滚揉机运动控制的参考。

从机构学的角度看，所述的滚揉筒7与主支架2、横向激振装置3、纵向激振装置4、回转驱动装置5和固定底座1一起构成一个具有空间两个平移和一个转动共三个运动自由度的串联机构。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“前”、“后”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。