竹材定心机构及供料机构的制作方法

本发明属于竹材加工技术领域，具体涉及一种竹材定心机构及供料机构。

背景技术：

整竹展开板是一种高端竹材，其是在高温高压环境下由完整筒状竹材展平制成，整块板材无任何接缝，目前广泛应用于家具、厨具、装饰等领域，整竹展开板的加工工艺为：首先将竹节处的横隔去除，然后沿竹材长度方向在竹材桶壁上切割一条缝隙，再将竹材置入高温环境进行蒸煮或烘烤，同时利用延展设备将竹筒展品。上述工序中，横隔去除工序极为重要，因为横隔去除的撤不彻底直接影响到后续的展平工艺，横隔稍有残留就会在竹筒内壁上形成凸点，其不仅影响整板的平整度，而且在加压展平过程中该凸点处受力不均，很容易导致板体开裂。因此在去除横隔时要确保切割面与竹筒内壁尽量平齐，然而现实加工过程中每根竹材的筒径大小不一，很难使用一组刀具来确保每根竹材都刚好切割到位。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够对不同筒径的竹材进行精确定心的竹材定心机构及供料机构。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种竹材定心机构，包括托块和压块，所述托块和压块均沿竖直方向活动设置在机架上，且压块位于托块上方，所述机架上设有用于驱动托块上下运动的升降驱动机构，所述压块与机架之间设有第一弹性元件，所述第一弹性元件被装配为其弹力能够驱使压块向下运动；所述托块上设有用于容置竹材的v形槽，所述v形槽的顶角大小为α，所述机架上还设有用于限制托块上行高度的限位块，所述限位块沿竖直方向活动设置在机架上，且限位块与压块联动配合，压块每抬升一个单位高度，限位块下降1/sinβ个单位高度，其中β=α/2。

所述机架上设有杠杆，所述杠杆的杆身与机架铰接，杠杆两端分别设有第一枢轴和第二枢轴，所述第一枢轴和第二枢轴的轴线与杠杆的铰接轴的轴线平行且三者共面，所述第一枢轴与压块上设置的水平腰型孔滑动枢接，所述第二枢轴与限位块上设置的水平腰型孔滑动枢接，所述第一枢轴到铰接轴的距离与第二枢轴到铰接轴的距离之比等于sinβ。

所述压块和限位块通过竖直设置的导柱与机架的横梁上设置的导套构成滑动配合，所述第一弹性元件为压簧，所述压簧套装在压块的导柱上，且压簧两端分别与压块和横梁抵接。

所述托块安装在托板上，所述托板滑动设置在机架的底座上，所述升降驱动机构为竖直设置的活塞缸，该活塞缸的活塞杆与托板固接。

所述托块沿竖直方向与托板活动连接，且托块与托板之间设有第二弹性元件，所述第二弹性元件被装配为其弹力能够驱使托块相对于托板向上运动。

所述托块通过竖直导柱与托板上的导套构成滑动配合，所述第二弹性元件为压簧，所述压簧套装在托块的导柱上，且压簧两端分别与托块和托板抵接。

所述限位块为两个且对称设置在压块的两侧，两限位块在竖直方向上分别对应托块的v形槽两侧顶面设置。

所述托块的v形槽顶角为60°，所述第一枢轴到铰接轴的距离与第二枢轴到铰接轴的距离之比为1/2。

一种供料机构，包括权利要求1-8任意一项所述竹材定心机构，所述竹材定心机构设有两组且分别对应竹材两端设置，还包括用于将竹材导入至v形槽内的导入机构，以及用于将v形槽内的竹材导出的导出机构。

所述导入机构包括储料架和升降坡道，所述储料架包括倾斜设置的架底，所述架底较低的一端朝向竹材定心机构设置，且该端设有挡壁，所述升降坡道与托块相对固接，所述升降坡道的坡底与v形槽的槽边相连，所述升降坡道的坡顶与储料架最下端一竹材的竖直投影区域重合，所述升降坡道的坡顶所在的一端向下延伸设置有档杆，当升降坡道自储料架下方向上运动并经过储料架时能够将储料架最下端的一根竹材向上抬升，当该竹材与挡壁脱离后能够沿着升降坡道滑动至v形槽内，该过程中档杆能够阻止储料架上的其它竹材向下滚动；所述导出机构包括竹材定心机构下方设置的倾斜滑道，所述倾斜滑道的上端与v形槽内的竹材的竖直投影区域重合，当托块携带竹材下行并经过倾斜滑道时，倾斜滑道能够将竹材顶起，当竹材与v形槽脱离后能够沿倾斜滑道向下滚动。

本发明取得的技术效果为：本发明利用联动设置的压块和限位块，根据竹材的不同筒径自动调节压块与托块的夹紧间距，确保竹材被夹紧后其中心始终处于同一位置，以便于后续加工设备进行加工，实现了对不同直径竹筒的快速定心。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供的竹材加工装置的立体图；

图2是本发明的实施例所提供的竹材加工装置的俯视图；

图3是图2的a-a剖视图；

图4是本发明的实施例所提供的竹材定心机构的原理图；

图5是本发明的实施例所提供的去节刀具系统的剖视图；

图6是本发明的实施例所提供的去节刀具系统的爆炸图，图中隐去了刀杆；

图7是本发明的实施例所提供的锁止单元的原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

如图1、2所述，一种竹材加工装置，包括供料机构和去节刀具系统，所述供料机构包括导入机构、竹材定心机构和导出机构；所述竹材定心机构位于刀杆11的滑动路径上，且被竹材定心机构夹紧后的竹材1的轴心与刀杆11的轴心共线；如图3所示，所述竹材定心机构包括托块21和压块22，所述托块21和压块22均沿竖直方向活动设置在机架上，且压块22位于托块21上方，所述机架上设有用于驱动托块21上下运动的升降驱动机构25，所述压块22与机架之间设有第一弹性元件221，所述第一弹性元件221被装配为其弹力能够驱使压块22向下运动；所述托块21上设有用于容置竹材1的v形槽，所述v形槽的顶角大小为α，所述机架上还设有用于限制托块21上行高度的限位块23，所述限位块23沿竖直方向活动设置在机架上，且限位块23与压块22联动配合，压块22每抬升一个单位高度，限位块23下降1/sinβ个单位高度，其中β=α/2；竹材定心机构的原理如图4所示，竹筒半径为r，设v形槽的顶角为托块21的基准，竹筒中心到托块21的距离为h2，竹筒中心到压块22底面的距离为h1，则有h2=r/sinβ，所以r每增加1个单位长度，竹筒中心相对于托块21升高1/sinβ个单位高度，因此要想让竹筒中心保持在原位置，托块21就需要下降1/sinβ各单位高度，而压块22需要上升1个单位高度，因此本发明将压块22和限位块23的运动比设置为1：1/sin，无论竹筒的筒径如何变化，压块22和托块21将竹筒夹紧后，其中心始终处在一个恒定的位置，实现了对不同直径竹筒的快速定心。

优选的，所述竹材定心机构设有两组且分别对应竹材1两端设置，所述导入机构用于将竹材1导入至v形槽内，所述导出机构用于将v形槽内的竹材1导出；竹材定心机构将竹筒的两端中心点确定也就同时确定了竹筒的轴线。

优选的，如图5、6所示，所述去节刀具系统包括刀杆11和刀头12，所述刀杆11与机架周向转动、轴向滑动连接，所述刀头12沿垂直于刀杆11轴线的方向滑动设置在刀杆11顶端，所述刀头12上朝向刀杆11周面外侧的一端设有刀片123和限位部124，且刀片123和限位部124的顶端到刀杆11轴线的距离一致，所述刀头12与刀杆11之间设有用于驱动刀头12滑动的驱动机构；所述机架上设有用于驱动刀杆11转动的回转驱动单元19，以及用于驱动刀杆11轴向滑动的伸缩驱动单元14；本发明将刀头12设置为活动式结构，刀杆11伸入竹筒的过程中刀头12处于收缩状态，避免刀头12与竹筒内壁产生干涉，当刀杆11到位后，刀头12伸出，并在限位部124的作用下使刀片123刚好与竹筒内壁平齐，进而确保切割面与竹筒内壁平齐，限位部124的作用在于无论竹筒内径如何变化，刀片123都能够刚好凸伸到与竹筒内壁平齐的位置，以适应不同筒径竹材1的切割。

优选的，如图5所示，所述驱动机构被装配为能够驱动刀头12在以下两工位间移动：工位一，刀头12靠近于刀杆11的中心，此时刀片123的切削半径小于竹材1的最小内径；工位二，刀头12远离于刀杆11中心，此时刀片123的切削半径大于竹材1的最大内径；所述驱动机构包括刀头12与刀杆11之间设置的第一弹性单元16，所述第一弹性单元16被装配为其弹力能够驱使刀头12自工位一向工位二滑动；所述驱动机构还包括退刀机构，所述退刀机构被装配为能够将处于工位二的刀头12移动至工位一；所述刀头12与刀杆11之间还设有锁止单元，所述锁止单元具有锁止和解锁两个工位，当锁止单元处于锁止工位时能够将处于工位一的刀头12锁止于工位一，当锁止单元处于解锁工位时能够将处于工位一的刀头12释放，使其在第一弹性单元16的作用下向工位二滑动；所述刀杆11顶端设有用于触发锁止机构解锁的触发单元，当触发单元受到竹材横隔2壁的挤压时能够触发锁止机构解锁。所述退刀机构包括与刀头12相对固接的引导部121，以及沿刀杆11轴线方向滑动设置的驱动部13，所述引导部121上具有一倾斜的边或面125，所述驱动部13上设有与该边或面挡接并构成滑动配合的挡接部131，当驱动部13沿刀杆11轴线方向向远离刀头12的方向滑动时能够在挡接部131和引导部121的作用下驱动刀头12由工位二向工位一滑动；所述刀杆11设有用于限制驱动部13两端滑动行程的限位挡块112，所述驱动部13与伸缩驱动单元14转动连接，所述刀杆11通过阻尼轨道与机架滑动连接，且该阻尼轨道的阻尼强度被设置为当伸缩驱动单元14牵拉驱动部时能够先驱动驱动部13相对于刀杆11滑动，当驱动部13与限位挡块112抵接后再带动刀杆11相对于机架滑动。

具体的，如图6、7所示，所述刀头12上固接有滑块122，所述滑块122与刀杆11端部设置的滑槽113构成滑动配合，所述锁止单元包括沿刀杆11轴向开设的锁止孔114，所述锁止孔114与所述滑槽113相交，所述锁止孔114内设有锁止块15，所述锁止块15沿刀杆11轴向滑动设置，当锁止块15滑动至与滑槽113相交的区域时能够对滑块122的滑动路径产生干涉，所述滑块122上设有缺口部126，当刀头12处于所述工位一时，所述缺口部126与锁止孔114和滑槽113的相交区域重合；所述触发单元包括与锁止块15同轴固接的顶杆17，所述顶杆17一端凸出于刀杆11顶端，另一端与所述伸缩驱动单元14滑动连接，且顶杆17与伸缩驱动单元14之间设有第二弹性单元18，所述第二弹性单元18被装配为其弹力能够驱使顶杆17向刀杆11前方运动，常态下，所述锁止块15在第二弹性单元18的作用下抵靠在锁止孔114与滑槽113的相交区域，当顶杆17受到挤压时，能够将锁止块15从所述锁止孔114与滑槽113的相交区域顶出。

优选的，所述限位部124为滚轮，所述滚轮与刀头12转动连接，且滚轮的轴线与刀杆11的轴线平行；刀杆11和刀头12转动切割过程中，滚轮能够沿着竹筒内壁滚动，减小摩擦阻力。

优选的，所述刀杆11为中空的管状结构，所述驱动机构、锁止单元和触发单元均设于刀杆11内部。所述回转驱动单元19包括轴承座192、回转滑套193、齿轮组和驱动电机191，所述轴承座192与机架固接，所述回转滑套193通过轴承转动设置在轴承座192上，且回转滑套193通过齿轮组与电机构成传动配合；所述刀杆11的周面上设有长条形花键，所述回转滑套193内壁上设有花键槽，二者构成花键联接；所述伸缩驱动单元14为平行于刀杆11轴线方向设置的活塞缸，所述活塞缸的活塞杆穿插在刀杆11中心孔内，并与所述驱动部13转动连接。

如图3所示，所述机架上设有杠杆24，所述杠杆24的杆身与机架铰接，杠杆24两端分别设有第一枢轴和第二枢轴，所述第一枢轴和第二枢轴的轴线与杠杆24的铰接轴的轴线平行且三者共面，所述第一枢轴与压块22上设置的水平腰型孔滑动枢接，所述第二枢轴与限位块23上设置的水平腰型孔滑动枢接，所述第一枢轴到铰接轴的距离与第二枢轴到铰接轴的距离之比等于sinβ。

所述压块22和限位块23通过竖直设置的导柱与机架的横梁上设置的导套构成滑动配合，所述第一弹性元件221为压簧，所述压簧套装在压块22的导柱上，且压簧两端分别与压块22和横梁抵接；所述托块21安装在托板211上，所述托板211滑动设置在机架的底座上，所述升降驱动机构25为竖直设置的活塞缸，该活塞缸的活塞杆与托板211固接；所述托块21沿竖直方向与托板211活动连接，且托块21与托板211之间设有第二弹性元件212，所述第二弹性元件212被装配为其弹力能够驱使托块21相对于托板211向上运动；所述托块21通过竖直导柱与托板211上的导套构成滑动配合，所述第二弹性元件212为压簧，所述压簧套装在托块21的导柱上，且压簧两端分别与托块21和托板211抵接；所述限位块23为两个且对称设置在压块22的两侧，两限位块23在竖直方向上分别对应托块21的v形槽两侧顶面设置。

优选的，所述托块21的v形槽顶角为60°，所述第一枢轴到铰接轴的距离与第二枢轴到铰接轴的距离之比为1/2。

优选的，如图2、3所示，所述导入机构包括储料架32和升降坡道31，所述储料架32包括倾斜设置的架底321，所述架底321较低的一端朝向竹材定心机构设置，且该端设有挡壁322，所述升降坡道31与托块21相对固接，所述升降坡道31的坡底与v形槽的槽边相连，所述升降坡道31的坡顶与储料架32最下端一竹材1的竖直投影区域重合，所述升降坡道31的坡顶所在的一端向下延伸设置有档杆311，当升降坡道31自储料架32下方向上运动并经过储料架32时能够将储料架32最下端的一根竹材1向上抬升，当该竹材1与挡壁322脱离后能够沿着升降坡道31滑动至v形槽内，该过程中档杆311能够阻止储料架32上的其它竹材1向下滚动；所述导出机构包括竹材定心机构下方设置的倾斜滑道41，所述倾斜滑道41的上端与v形槽内的竹材1的竖直投影区域重合，当托块21携带竹材1下行并经过倾斜滑道41时，倾斜滑道41能够将竹材1顶起，当竹材1与v形槽脱离后能够沿倾斜滑道41向下滚动。

本发明的具体动作过程为：首先将竹材1整齐摆放在储料架32上，此时托块21与压块22和限位块23相互分离，且托块21处于储料架32下方；然后升降驱动机构25驱动托块21上行，升降坡道31在托块21的带动下同步上行，当升降坡道31经过储料架32时将储料架32最下端的一根竹材1向上抬升，当该竹材1与挡壁322脱离后沿着升降坡道31滑动至v形槽内，托块21继续上行，然后竹材1顶端率先与压块22接触并将压块22向上推移，此时限位块23在压块22的带动下向下平移，当限位块23与托块21顶面抵触时，限位块23、托块21、压块22三者相互抵紧，此时托板211继续上行使第二弹性元件212压缩，进而为托块21提供充足的压紧力，此时竹材1定位完成；然后开始进刀动作，伸缩驱动机构单元驱动刀杆11插入竹材1内，当顶杆17受到竹材1内部的横隔2挤压时，锁止单元解锁，刀头12弹出，开始对横隔2边缘进行切割，当横隔2与竹材1内壁完全分离后，顶杆17向前顶出，此时由于刀头12未处于收缩状态，因此锁止块15还无法落入锁止孔114内；随后伸缩驱动单元14回缩，伸缩驱动单元14率先带动驱动部13回缩，进而将刀头12拉回至收缩状态，此时锁止块15便可再次落入锁止孔114内，随着伸缩驱动单元14的继续回缩进而带动刀杆11从竹材1内抽出；最后升降驱动机构25驱动托块21下行，当托块21经过倾斜滑道41时，竹材1落在倾斜滑道41上，当竹材1与v形槽脱离后沿倾斜滑道41向下滚动至收集装置或下游加工设备。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。