本发明涉一种全自动菠萝削皮去眼机。
背景技术：
菠萝是人们普遍喜爱的一种热带水果。菠萝虽然口味鲜美，但是其菠萝皮难以消除。由于菠萝的皮为花苞状的硬皮，并且呈螺旋状的排列，而且每个花苞片上都有一个较深的“果眼”或“黑芯”。通常，人们手工削菠萝的做法是：先用锋利的水果削皮刀具先将菠萝的外皮削去，然后再用v形刀沿着“果眼”的螺旋方向进行去眼。但是人工削皮不仅费时费力，不卫生，且快速的进行菠萝削皮去眼容易割伤工人，不安全。
技术实现要素：
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种全自动菠萝削皮去眼机，有效解决了现有的人工削皮不卫生，且容易割伤工人不安全的问题。
本发明全过程只需要人工装卸菠萝，之后机器可以全程对菠萝进行削皮且去眼，模拟人工进行削皮去眼，削皮去眼干净，且去除的菠萝皮薄，可以很好的保留菠萝肉，降低了劳动者的工作强度，且安全卫生。
具体技术方案如下：
全自动菠萝削皮去眼机，包括：
一夹紧固定旋转机构，用于夹持菠萝且可带动菠萝转动；
一十字滑台，该十字滑台上连接有一削皮换刀定位机构，该十字滑台可带动削皮换刀定位机构做径向和/或轴向运动；
一削皮换刀定位机构，该削皮换刀定位机构上安装有用于给菠萝削皮的削皮刀具和用于给菠萝去眼的去眼刀具，该削皮刀具定位机构可以在削皮刀具和去眼刀具之间进行切换使得两个刀具分别对菠萝进行动作；
一控制系统，该控制系统连接有一镜头朝向夹紧固定旋转机构的数码相机，数码相机将菠萝的外形信息传递给控制系统，控制系统控制夹紧固定旋转机构、十字滑台和削皮换刀定位机构动作来给菠萝进行削皮去眼。
优选地，所述夹紧固定旋转机构包括安装在底座上的旋转卡盘轴和置于旋转卡盘轴自由端的卡盘、置于旋转卡盘轴朝着卡盘一侧的旋转顶尖轴和旋转顶尖轴面朝卡盘一端连接的顶尖，该卡盘和顶尖相互配合用于夹持菠萝，所述旋转卡盘轴由第一步进电机带动旋转，还包括一轴向移动机构，该旋转顶尖轴连接在轴向移动机构上，该轴向移动机构可带动旋转顶尖轴靠近或远离卡盘，所述旋转卡盘轴和旋转顶尖轴处于同一轴线上，所述顶尖具有一转动结构。
优选地，所述卡盘上设置有插入式卡爪。
优选地，所述旋转卡盘轴竖向放置且旋转连接在底座上，所述轴向移动机构为升降机构，所述旋转顶尖轴转动连接在升降机构上。
优选地，所述升降机构包括一竖向布置的滑轨，所述滑轨上竖向滑动连接有滑块，所述滑块经电动推杆驱动沿着滑轨轴向移动，所述滑块前端固定有一安装架，所述顶尖固定在选装顶尖轴上，所述旋转顶尖轴转动连接在安装架上构成顶尖具有一转动结构的结构。
优选地，所述削皮换刀机构包括一连接在十字滑台上的固定壳体，所述固定壳体内转动连接有刀具固定架，所述刀具固定架的相背的两端分别连接有削皮刀具和v形去眼刀具，所述刀具固定架经第三步进电机连接的旋转减速机驱动。
优选地，所述十字滑台包括安装在底座上端的竖向的两个横向间隔设置的滑杆，两所述滑杆之间竖向滑动连接有横向滑道，所述横向滑道背面固定有第二丝杠螺母，所述第二丝杠螺母内旋拧有第二丝杠，所述第二丝杠的一端连接有第四步进电机，所述横向滑道内横向滑动有横向台，所述横向台上设有第三丝杠螺母，所述第三丝杠螺母内旋拧有第三丝杠，所述第三丝杠经第五步进电机驱动旋转，所述削皮换刀定位机构固定在横向台上。
优选地，所述旋转顶尖轴固定在轴向移动机构上，所述顶尖转动连接在旋转顶尖轴上，构成顶尖具有一转动结构的结构。
优选地，所述底座上设有果皮收集容器。
优选地，所述削皮刀具固定在刀具固定架上，所述v形去眼刀具转动连接在刀具固定架上，所述刀具固定架上固定有第六步进电机，所述第六步进电机输出轴连接在v形去眼刀具上。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的全自动菠萝削皮去眼机，只需要人工简单的装卸菠萝，然后启动机器即可对菠萝进行削皮去眼，操作简单。2、本发明的全自动菠萝削皮去眼机，对菠萝零售者或小型菠萝加工厂来说非常适合，不仅免除了菠萝削皮的烦恼，而且能快速高效的给菠萝去皮去眼。3、本发明的全自动菠萝削皮去眼机，可以模拟人工对菠萝进行削皮去眼，削皮薄，可以很好的保留果肉。4、本发明的全自动菠萝削皮去眼机，削下的菠萝皮可以直接掉落到果皮收集容器内，使用者直接将果皮收集容器内收集的菠萝皮倒掉即可，不用二次清扫，同时保证了工作环境干净卫生。5、本发明的全自动菠萝削皮去眼机，其具有广泛适应性，不仅可以给菠萝进行削皮去眼，且可以通过更换不同的刀具对一些回转体的水果进行削皮，比如苹果、哈密瓜和土豆等，将刀具固定架和十字滑台之间安装六自由度平台后，可以对一些长条状的水果进行沿着其长度方向的削皮。
附图说明
图1为本发明夹持菠萝的立体图。
图2为本发明立体图。
图3为本发明夹紧固定旋转机构部分的立体图。
图4为本发明十字滑台和削皮换刀定位机构部分的立体图。
图5为本发明十字滑台的滑轨和削皮换刀定位机构部分的立体图。
图6为本发明削皮换刀定位机构部分的立体图。
图7为本发明旋转顶尖轴和顶尖部分的立体图。
图中1：夹紧固定旋转机构1，十字滑台2，夹持菠萝3，削皮换刀定位机构4，数码相机5，底座6，旋转卡盘轴7，卡盘8，旋转顶尖轴9，顶尖10，第一步进电机11，轴向移动机构12，插入式卡爪13，滑轨14，滑块15，电动推杆16，固定壳体17，刀具固定架18，第三步进电机19，旋转减速机20，滑杆21，滑道22，第二丝杠螺母23，第二丝杠24，横向台25，第三丝杠26，第五步进电机27，果皮收集容器28，第六步进电机29，安装架30，可调地脚31。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图7对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
实施例1，全自动菠萝削皮去眼机，其特征在于，包括：
一夹紧固定旋转机构1，用于夹持菠萝3且可带动菠萝转动；当需要时，该夹紧固定旋转机构1打开，将菠萝放入后进行夹持动作，当削皮去眼结束后，该夹紧固定旋转机构1打开将菠萝拿下即可。
一十字滑台2，该十字滑台2上连接有一削皮换刀定位机构4，该十字滑台2可带动削皮换刀定位机构4做径向和/或轴向运动；该十字滑台2可以带动削皮换刀机构进行轴向单运动或径向单运动，或者同时进行轴向和径向复合运动，该处的轴向和径向可以参照菠萝放置到夹紧固定旋转机构1后的长度方向为轴向，径向垂直于轴向。
一削皮换刀定位机构4，该削皮换刀定位机构4上安装有用于给菠萝削削皮的削皮刀具和用于给菠萝去眼的去眼刀具，该削皮刀具定位机构可以在削皮刀具和去眼刀具之间进行切换使得两个刀具分别对菠萝进行动作；当需要对菠萝进行削皮时，此时削皮刀具对着菠萝，而去眼刀具不对着菠萝，当需要对菠萝进行去眼时，此时去眼刀具对着菠萝而削皮刀具不对着菠萝。
一控制系统，该控制系统连接有一镜头朝向夹紧固定旋转机构1的数码相机5，数码相机5将菠萝的外形信息传递给控制系统，控制系统控制夹紧固定旋转机构1、十字滑台2和削皮换刀定位机构4动作来给菠萝进行削皮去眼。该控制系统是以单片机为核心的数字控制系统或plc工控机为核心的数字控制系统，所述控制系统连接数码相机5、夹紧固定旋转机构1的各个步进电机、十字滑台2的各个步进电机、削皮换刀定位机构4的各个步进电机。
实施例2，在实施例1的基础上，所述夹紧固定旋转机构1包括转动安装在底座6上的旋转卡盘轴7和置于旋转卡盘轴7自由端的卡盘8、置于旋转卡盘轴7朝着卡盘8一侧的旋转顶尖轴9和旋转顶尖轴9面朝卡盘8一端连接的顶尖10，该卡盘8和顶尖10相互配合用于夹持菠萝3，所述旋转卡盘轴7由第一步进电机11通过同步带和同步带轮带动旋转，还包括一轴向移动机构12，该处的轴向也可以相对于菠萝的顶部和根部之间的连接中心轴来参照，二者的轴向是相同的，该旋转顶尖轴9连接在轴向移动机构12上，该轴向移动机构12可带动旋转顶尖轴9靠近或远离卡盘8，所述旋转卡盘轴7和旋转顶尖轴9处于同一轴线上，所述顶尖10具有一转动结构，该顶尖10的转动结构的意义在于当顶尖10和卡盘8之间夹持菠萝3时，在第一步进电机11的驱动下卡盘8带动菠萝旋转，此时顶尖10也可以跟随旋转。底座6下部设有四个呈矩形分布的可调地脚31，四个可调地脚31可以方便的调节该发明的平衡度。
实施例3，在实施例2的基础上，所述卡盘8上设置有插入式卡爪13，该插入式卡爪13至少有一个，也可以是多个，例如两个、三个、五个、八个等，当插入式卡爪13有一个时，其卡爪置于卡盘8中心处，当为多个时，多个卡爪围绕卡盘8中心圆周布置即可。
实施例4，在实施例2的基础上，还包括一底座6，所述旋转卡盘轴7竖向放置且旋转连接在该底座6上，所述轴向移动机构12为升降机构，所述旋转顶尖轴9转动连接在升降机构上。升降机构带动旋转顶尖轴9上下移动来完成顶尖10相对卡盘8的靠近和远离。
实施例5，在实施例4的基础上，所述升降机构包括一竖向布置的滑轨14，该滑轨14有两个，横向间隔布置，所述滑轨14上竖向滑动连接有滑块15，滑块15连接在两个滑轨14之间，所述滑块15经电动推杆16驱动沿着滑轨14轴向移动（或者也可是另一种结构，例如所述滑块15背部固定有第一丝杠螺母，所述第一丝杠螺母内旋拧有竖向的第一丝杠，该第一丝杠的上下端可以同轴连接圆杆，通过圆杆转动连接在滑轨14背部，所述第一丝杠连接的圆杆经过旋转减速机20连接到第二步进电机上），所述滑块15前端固定有一安装架30，所述旋转顶尖轴9转动连接在安装架30上构成顶尖10具有一转动结构的结构。当需要顶尖10上下移动时，打开第二步进电机，带动第一丝杠转动，第一丝杠经第一丝杠螺母带动滑块15滑块15上下移动，滑块15经安装架30带动旋转顶尖轴9上下移动，进而使得顶尖10相对于卡盘8上下移动。或者电动推杆16推着顶尖10上下移动。
实施例6，在实施例1-5任一的基础上，所述削皮换刀机构包括一连接在十字滑台2上的固定壳体17，所述固定壳体17内转动连接有刀具固定架18，该道具固定架外形呈一长方体，所述刀具固定架18的长度方向相背的两端分别连接有削皮刀具和v形去眼刀具，所述刀具固定架18经第三步进电机19连接的旋转减速机20驱动。当需要切换道具时，控制系统控制第三步进电机19经旋转减速机20带动道具固定架旋转，将削皮刀具或v形去眼刀具面对菠萝即可，该步进电机具有刹车结构，当刀具固定架18旋转到相应的工位时，步进电机的刹车结构动作，使得刀具固定架18定位在当前工位。该道具固定架可以置于菠萝的前方。进行削皮动作时，菠萝进行回转动动作，使得削皮刀具沿着圆周方向对菠萝进行削皮，在削完一个圆周后，十字滑台2带着削皮刀具上升或下降对菠萝下一个圆周进行削皮，直到削皮结束为止。当然，作为本实施例的扩充，在该第三步进电机19的驱动轴上可以固定一个六自由度运动平台，该刀具固定架18安装在六自由度运动平台上，使得削皮刀具可以六自由度进行调节，这样削皮刀具就可以对菠萝进行竖向削皮了，当进行竖向削皮时，六自由度平台同样根据照相机对菠萝的照片生成一定的轨迹对菠萝进行竖向削皮，当削完一个竖向时，菠萝转动一个角度，继续进行竖向削皮，直到削皮结束为止。或者所述削皮刀具固定在刀具固定架18上，所述v形去眼刀具转动连接在刀具固定架18上，所述刀具固定架18上固定有第六步进电机29，所述第六步进电机29输出轴连接在v形去眼刀具上，第六步进电机29同样受控制系统的控制，经控制系统来控制v形去眼刀具的旋转角度。
实施例7，在实施例1-6任一的基础上，所述十字滑台2包括安装在底座6上端的竖向的滑板，所述滑板上竖向滑动连接有横向滑道22（或者所述十字滑台2包括安装在底座6上端的竖向的两个横向间隔设置的滑杆21，两所述滑杆21之间竖向滑动连接有横向滑道22），所述横向滑道22背面固定有第二丝杠螺母23，所述第二丝杠螺母23内旋拧有第二丝杠24，所述第二丝杠24的一端连接有第四步进电机，所述横向滑道22内横向滑动有横向台25，所述横向台25上设有第三丝杠26螺母，所述第三丝杠26螺母内旋拧有第三丝杠26，所述第三丝杠26经第五步进电机27驱动旋转，所述削皮换刀定位机构4固定在横向台25上。滑板和滑道22之间构成十字形，滑道22可以在滑板上竖向滑动，当需要刀具运动时，可以打开第四步进电机和第五步进电机27，驱动第二丝杠24和第三丝杠26旋转，使得滑道22上下移动而横向台25左右移动。第四步进电机经过旋转减速机20连接在第二丝杠24上，第五步进电机27经过旋转减速机20连接在第三丝杠26上。实施例6中的固定壳体17固定在横向台25上。
实施例8，在实施例2的基础上，所述旋转顶尖轴9固定在轴向移动机构12上，所述顶尖10转动连接在旋转顶尖轴9上，构成顶尖10具有一转动结构的结构。
实施例9，在实施例1-8任一所述的基础上，所述底座6上设有果皮收集容器28。菠萝削皮的过程中去除的菠萝皮向下掉落到果皮收集容器28中。
在刀具对菠萝进行削皮去眼时，先将削皮刀具对着菠萝，然后在十字滑台2的带动下上下左右移动削皮，同时旋转卡盘轴7带动菠萝进行配合性转动，在削皮过程中，削皮刀具也在第三步进电机19的作用下不断的调整角度，使削皮刀具适应菠萝外形，保证菠萝皮全部去除，然后再在步进电机带动刀具固定架18旋转使得v形去眼刀具对着菠萝，开始去除菠萝眼，在去除菠萝眼的过程中，十字滑台2和旋转卡盘轴7相互配合动作，刀具固定架18也在步进电机带动下不断转动调整，同时去眼刀具也在不断的调整角度，以完美的去除菠萝上的每个菠萝眼。
本发明使用时，现将菠萝顶部的子叶去除，然后插在夹紧固定旋转机构1的卡盘8上，启动菠萝削皮机的开关，控制系统开始工作，夹紧固定旋转机构1上部顶尖10下降插入菠萝里，完成菠萝的固定，随后，十字滑台2在步进电机的带动下上下移动，夹紧固定旋转机构1在步进电机带动下转动，同时数码相机5对菠萝进行多次拍照，数码相机5的照片传送到控制系统中，控制系统通过照片进行分析建模，生成刀具三维削皮路径和三维去眼路径，然后控制夹紧固定旋转机构1、十字滑台2和削皮换刀定位机构4以及第六步进电机29进行三维多轴动作，给菠萝进行先削皮后去眼，本发明中的削皮时，菠萝自转，使得削皮刀具可以围绕菠萝圆周进行削皮，当一个圆周削皮结束后，菠萝进行竖向移动，进而对下一个圆周进行削皮，直到削皮结束为止，对菠萝进行去眼时，v形去眼刀具沿着菠萝眼的螺旋轨迹进行去眼工作。削皮去眼过程完成后，控制系统控制十字滑台2在步进电机的带动下上下移动，夹紧固定旋转机构1在步进电机带动下转动，同时数码相机5对去皮去眼后的菠萝进行多次拍照，以检查菠萝去皮效果，检测去皮不完美时，重新分析建模，生成刀具三维削皮路径和/或三维去眼路径，然后控制夹紧固定旋转机构1、十字滑台2和削皮换刀定位机构4进行三维多轴运动，再次对菠萝进行削皮和/或去眼，过程完成后控制系统控制十字滑台2在步进电机的带动下竖向移动，夹紧固定旋转机构1在步进电机带动下转动，同时数码相机5对再次去皮后的菠萝进行多次拍照，再次检查菠萝削皮去眼效果，确认菠萝的削皮去眼完美后，控制十字滑台2和削皮换刀定位机构4回归原位给拿去菠萝腾出空间，同时夹紧固定旋转机构1的上部顶尖10提升至上部顶点，然后停机，将菠萝拿下即可。
本发明中的a和/或b的意思是，可以是a，也可以是b，也可以是a和b。