自动食材切环装置的制作方法

本发明涉及食品加工领域，尤其是一种自动食材切环装置。

背景技术

在食品加工过程中，经常会遇到对食材加工成特定形状的场合；比如说，在蛋糕加工过程中，需要将蛋糕切成圆环形状的，这里的圆环形状是指外壁为圆周结构，中间被切割去掉一个圆柱结构，并且具有一定径向厚度的结构，如图1所示的结构。现有技术中针对切割圆环的方式是：首先，制定特有形状的刀具，该刀具与所需圆环结构相配；然后，操作人员将被切割的食材逐一取出放置在操作台上，再用刀具对食材进行切割得到圆环。通过这种方式得到圆环的过程比较复杂，操作人员需要逐一取出食材，再将食材进行摆放至适合切割的位置，最后才是通过刀具切割；并且在最后切割完成之后，由于食材的黏连性而附着在道具上无法取出，也就是说最后的落料不方便；总的来说，现有技术的加工方法具有工序繁多且工作效率较低的不足。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，克服现有的技术缺陷，提供一种工序简单且工作效率更高的自动食材切环装置。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的自动食材切环装置：包括基座，基座上滑动连接有升降台，基座上设有用于驱动升降台往复滑动的动力装置；基座上设有供食材滑动的工作台，基座通过抵紧组件滑动连接有推板；升降台从下到上依次设有用于与推板端部抵紧的第一竖直段、倾斜段和第二竖直段；升降台上设有上切刀，基座上转动连接有摆杆，摆杆上转动连接有传动杆，摆杆与传动杆通过限位组件转动连接在基座上，传动杆与摆杆之间的夹角为锐角，传动杆自由端与升降台抵紧，且传动杆与升降台之间设有拉簧，传动杆与摆杆之间设有压紧复位组件；基座上设有压杆，压杆位于上切刀内，压杆下端设有压环，压环下表面到工作台上表面的距离大于食材厚度值，压环内部设有供下切刀穿过的排料孔；基座上滑动连接有下切刀，摆杆自由端通过齿轮组件与下切刀传动，升降台上设有用于与传动杆端部抵紧的竖板，竖板与第一竖直段相交位置设有用于与传动杆端部卡接的台阶面；上切刀与下切刀分别位于工作台上下两侧，工作台上设有供下切刀穿过的通孔；推板上设有用于容置食材的导料孔，工作台上设有落料孔，落料孔位于通孔与升降台之间；基座上滑动连接有滑架，滑架在落料孔下方设有料斗，滑架在落料孔上方设有落料环，基座上设有用于驱动落料环与料斗同时运动且两者运动方向相反的驱动装置。

作为本发明的一种优选，驱动装置是指，基座上设有竖块，滑架通过燕尾槽滑动连接在竖块上，且滑架沿竖直方向滑动；基座上设有落料气缸，落料环设置在落料气缸输出端上，落料气缸输出端设有第一直线齿条，基座上转动连接有用于与第一直线齿条啮合的传动轮，滑架上设有用于与传动轮啮合传动的第二直线齿条；基座上设有用于与落料气缸信号连接的光电传感器，光电传感器包括设置在落料环上方的发射器、设置在落料孔下方的接收器和检测电路，当导料孔内的食材还是封闭时，发射器发出的信号被导料孔内的食材截断，落料气缸关闭；当导料孔内食材中间位置被下切刀切除掉后，发射器发出的信号可以穿过导料孔内的食材被接收器接收进而开启落料气缸开启工作。

作为本发明的一种优选，压环外径值等于上切刀内径值，压环内径值等于下切刀外径值；压杆下端部设有落料活塞，落料活塞与下切刀插接或脱离，落料活塞外径值等于下切刀内径值；落料活塞与压杆之间设有供下切刀滑动的环形空腔，环形空腔与排料孔连通。

作为本发明的一种改进，基座上设有导向块，升降台通过燕尾槽滑动连接在导向块上，且升降台沿竖直方向滑动连接在导向块上；动力装置是指，基座上设有驱动气缸，驱动气缸输出端与升降台连接。

作为本发明的一种改进，基座通过抵紧组件滑动连接有推板是指，基座上设有供推板滑动的导套，推板上设有限位环，限位环位于导套与升降台之间；推板上套接有第一压簧，第一压簧位于导套与限位环之间。

作为本发明的一种改进，推板与工作台平行设置，推板上朝向升降台一侧转动连接有第一滚轮，第一滚轮先后与第一竖直段、倾斜段和第二竖直段滚动连接。

作为本发明的一种改进，摆杆通过第一铰接点转动连接在基座上，传动杆通过第二铰接点转动连接在摆杆上，第一铰接点到第二铰接点的距离大于零；传动杆上远离第二铰接点一端转动连接有第二滚轮，第二滚轮与竖板上朝向传动杆的侧壁滚动连接，拉簧一端与传动杆中部转动连接，另一端与升降台转动连接。

作为本发明的一种改进，传动杆与摆杆之间设有压紧复位组件是指，传动杆上设有以第二铰接点为圆心的弧形导杆，弧形导杆上套接有第二压簧，第二压簧一端与传动杆抵紧，另一端与摆杆抵紧；弧形导杆上设有用于与摆杆抵紧或脱离的凸块，凸块与第二压簧分别位于摆杆两侧，且摆杆上设有供弧形导杆穿过的滑孔。

作为本发明的一种改进，摆杆自由端通过齿轮组件与下切刀传动是指，基座上设有导块，下切刀通过燕尾槽滑动连接在导块上，上切刀与下切刀运动方向平行；摆杆自由端设有以第一铰接点为圆心的弧形齿条，基座上转动连接有用于与弧形齿条啮合传动的齿轮，下切刀上设有用于与齿轮啮合传动的第三直线齿条，第二铰接点位于第一铰接点与弧形齿条之间。

作为本发明的一种改进，摆杆与传动杆通过限位组件转动连接在基座上是指，基座上设有用于与摆杆抵紧或脱离的第一卡销，基座上设有用于与传动杆抵紧或脱离的第二卡销，第一卡销位于摆杆与传动杆之间的夹角区域内，第一卡销与第二卡销分别位于传动杆两侧。

采用以上结构后，本发明一种自动食材切环装置与现有技术相比，本发明将食材放入到推板的导料孔内，然后驱动气缸带动升降台下降，升降台上的倾斜段会推动推板沿水平方向滑动，推板将导料孔内的食材推送至上切刀下方；当推板端部的第一滚轮与第二竖直段接触时，传动杆端部的第二滚轮恰好与升降台上的台阶面抵紧，在随后升降台下降过程中，推板保持静止状态，升降台带到上切刀下降切割导料孔内的食材，并且升降台会推动第二滚轮下降以带动传动杆转动，传动杆推动摆杆绕第一铰接点转动，摆杆通过弧形齿条与齿轮的啮合传动来带动下切刀上升，下切刀上升过程中会切割导料孔内的食材，进而将导料孔内的食材切割成圆环结构；其中，在上切刀下降过程中会穿过压环的外壁，下切刀会依次穿过工作台上的通孔、导料孔内的食材、压环上的排料孔，在水平方向上圆环结构位于上切刀内壁与下切刀外壁之间，而在竖直方向上圆环结构位于压环与工作台之间，在后续上切刀与下切刀脱离食材时，压环可以将切割出来的圆环结构限定在工作台与压环之间的间隙内，而落料活塞可以将下切刀内部的食材推动至下切刀内部；还有，在推板拉动导料孔内食材回程时，由于导料孔中间位置的食材被落料活塞推送至下切刀内，那么导料孔中间位置呈镂空的状态；而导料孔内食材经过落料环下方位置时，发射器发出的信号穿过食材中间位置镂空的区域之后被接收器所接收，落料气缸接收到光电传感器的信号之后开始工作，即落料气缸可以推动落料环下降以推动食材中圆环结构下降，圆环结构与其他多余的食材脱离，圆环结构经过工作台上的落料孔之后掉落至料斗内；另外，落料气缸输出端的第一直线齿条通过与传动轮啮合来带动滑架上升，滑架拉动料斗上升以靠近工作台上的落料孔，这样可以减小导料孔内圆环结构到料斗的距离，避免圆环结构由于掉落距离太大而发生变形。综上所述，本发明提供一种工序简单且工作效率更高的自动食材切环装置。

附图说明

图1为本发明中圆环的结构示意图。

图2为本发明自动食材切环装置的示意图。

图3为本发明中第二滚轮与升降台上台阶面抵紧时的状态图。

图4为本发明中落料环、压环与工作台的位置关系。

图5为本发明中食材切割完成后回程时的状态图。

图中所示：1、滑架，2、竖块，3、落料气缸，4、落料环，5、传动轮，6、发射器，7、接收器，8、落料孔，9、基座，10、升降台，11、食材，13、工作台，14、推板，15、第一竖直段，16、倾斜段，17、第二竖直段，18、上切刀，19、摆杆，20、传动杆，21、拉簧，22、压杆，23、压环，24、下切刀，25、排料孔，26、竖板，27、台阶面，28、通孔，29、导料孔，30、料斗，31、落料活塞，32、环形空腔，33、导向块，34、驱动气缸，35、导套，36、限位环，37、第一压簧，38、第一滚轮，39、第一铰接点，40、第二铰接点，41、第二滚轮，42、弧形导杆，43、第二压簧，44、凸块，45、导块，46、弧形齿条，47、齿轮，48、第一卡销，49、第二卡销。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图所示，本发明自动食材切环装置包括基座9，基座9上滑动连接有升降台10，基座9上设有用于驱动升降台10往复滑动的动力装置；基座9上设有供食材11滑动的工作台13，基座9通过抵紧组件滑动连接有推板14；升降台10从下到上依次设有用于与推板14端部抵紧的第一竖直段15、倾斜段16和第二竖直段17，如图所示，第一竖直段15、倾斜段16和第二竖直段17都是设置在升降台10的左侧壁上；升降台10上设有上切刀18，基座9上转动连接有摆杆19，摆杆19上转动连接有传动杆20，摆杆19与传动杆20通过限位组件转动连接在基座9上，传动杆20与摆杆19之间的夹角为锐角，传动杆20自由端与升降台10抵紧，且传动杆20与升降台10之间设有拉簧21，传动杆20与摆杆19之间设有压紧复位组件；基座9上设有压杆22，压杆22位于上切刀18内，压杆22下端设有压环23，压环23下表面到工作台13上表面的距离大于食材11厚度值，压环23内部设有供下切刀24穿过的排料孔25；基座9上滑动连接有下切刀24，摆杆19自由端通过齿轮组件与下切刀24传动，升降台10上设有用于与传动杆20端部抵紧的竖板26，竖板26与第一竖直段15相交位置设有用于与传动杆20端部卡接的台阶面27；上切刀18与下切刀24分别位于工作台13上下两侧，工作台13上设有供下切刀24穿过的通孔28；推板14上设有用于容置食材11的导料孔29，工作台13上设有落料孔8，落料孔8位于通孔28与升降台10之间；基座9上滑动连接有滑架1，滑架1在落料孔8下方设有料斗30，滑架1在落料孔8上方设有落料环4，基座9上设有用于驱动落料环4与料斗30同时运动且两者运动方向相反的驱动装置。

驱动装置是指，基座9上设有竖块2，滑架1通过燕尾槽滑动连接在竖块2上，且滑架1沿竖直方向滑动；基座9上设有落料气缸3，落料环4设置在落料气缸3输出端上，落料气缸3输出端设有第一直线齿条，基座9上转动连接有用于与第一直线齿条啮合的传动轮5，滑架1上设有用于与传动轮5啮合传动的第二直线齿条；基座9上设有用于与落料气缸3信号连接的光电传感器，光电传感器包括设置在落料环4上方的发射器6、设置在落料孔8下方的接收器7和检测电路，当导料孔29内的食材11还是封闭时，发射器6发出的信号被导料孔29内的食材11截断，落料气缸3关闭；当导料孔29内食材11中间位置被下切刀24切除掉后，发射器6发出的信号可以穿过导料孔29内的食材11被接收器7接收进而开启落料气缸3开启工作。总的来说就是，当接收器7接收到发射器6的信号时，可以触发落料气缸3工作；当接收器7无法正常接收到发射器6的信号时，落料气缸3处于关闭状态。

压环23外径值等于上切刀18内径值，压环23内径值等于下切刀24外径值；压杆22下端部设有落料活塞31，落料活塞31与下切刀24插接或脱离，落料活塞31外径值等于下切刀24内径值；落料活塞31与压杆22之间设有供下切刀24滑动的环形空腔32，环形空腔32与排料孔25连通。

基座9上设有导向块33，升降台10通过燕尾槽滑动连接在导向块33上，且升降台10沿竖直方向滑动连接在导向块33上；动力装置是指，基座9上设有驱动气缸34，驱动气缸34输出端与升降台10连接。

基座9通过抵紧组件滑动连接有推板14是指，基座9上设有供推板14滑动的导套35，推板14上设有限位环36，限位环36位于导套35与升降台10之间；推板14上套接有第一压簧37，第一压簧37位于导套35与限位环36之间，推板14在第一压簧37的弹力作用下始终抵靠在升降台10的左侧壁上。

推板14与工作台13平行设置，推板14上朝向升降台10一侧转动连接有第一滚轮38，第一滚轮38先后与第一竖直段15、倾斜段16和第二竖直段17滚动连接，第一竖直段15位于第二竖直段17的下方，且第一竖直段15与第二竖直段17平行设置，且第一竖直段15与第二竖直段17在水平方向上的间距大于零。

摆杆19通过第一铰接点39转动连接在基座9上，传动杆20通过第二铰接点40转动连接在摆杆19上，第一铰接点39到第二铰接点40的距离大于零；传动杆20上远离第二铰接点40一端转动连接有第二滚轮41，第二滚轮41与竖板26上朝向传动杆20的侧壁滚动连接，拉簧21一端与传动杆20中部转动连接，另一端与升降台10转动连接，拉簧21的设置可以使得传动杆20右端部始终抵靠在升降台10的竖板26，进而使得传动杆20与升降台10的连接更加紧凑可靠。

传动杆20与摆杆19之间设有压紧复位组件是指，传动杆20上设有以第二铰接点40为圆心的弧形导杆42，弧形导杆42上套接有第二压簧43，第二压簧43一端与传动杆20抵紧，另一端与摆杆19抵紧；弧形导杆42上设有用于与摆杆19抵紧或脱离的凸块44，凸块44与第二压簧43分别位于摆杆19两侧，且摆杆19上设有供弧形导杆42穿过的滑孔；其中，弧形导杆42的设置可以对第二压簧43的变形进行导向，防止第二压簧43变形失效而无法推动传动杆20与摆杆19反转复位。

摆杆19自由端通过齿轮组件与下切刀24传动是指，基座9上设有导块45，下切刀24通过燕尾槽滑动连接在导块45上，上切刀18与下切刀24运动方向平行；摆杆19自由端设有以第一铰接点39为圆心的弧形齿条46，基座9上转动连接有用于与弧形齿条46啮合传动的齿轮47，下切刀24上设有用于与齿轮47啮合传动的第三直线齿条，第二铰接点40位于第一铰接点39与弧形齿条46之间。

摆杆19与传动杆20通过限位组件转动连接在基座9上是指，基座9上设有用于与摆杆19抵紧或脱离的第一卡销48，基座9上设有用于与传动杆20抵紧或脱离的第二卡销49，第一卡销48位于摆杆19与传动杆20之间的夹角区域内，第一卡销48与第二卡销49分别位于传动杆20两侧。

工作原理：如图所示，首先，将食材11放入到推板14的导料孔8内，驱动气缸34拉动升降台下降，升降台10会带动上切刀18下降，推板14右端部的第一滚轮38位于升降台10的第一竖直段15位置，随着升降台10的下降，第一滚轮38开始与升降台10上的倾斜段16配合，倾斜段16上的斜面会推动第一滚轮38和推板14向左滑动，第一压簧37被推板14上的限位环36压缩变形在导套35上，并且传动杆20端部的第二滚轮41会朝台阶面27方向靠近；

在推板14向左滑动过程中，推板14会将导料孔8内的食材11推送至上切刀18下方；在食材11被向左推送的过程中，由于导料孔8内的食材11是一个封闭的平面，所以发射器6发出的信号被食材11阻隔或者截断，接收器7无法接收到发射器6的信号，落料气缸3没有接收到信号而处于关闭状态；当推板14右端部第一滚轮38与升降台10上的第二竖直段17配合时，传动杆20上的第二滚轮41恰好与升降台10上的台阶面27抵紧，在后续升降台10的下降过程中，推板14保持静止；

升降台10继续下降过程中，推板14右端部第一滚轮38与升降台10上第二竖直段17配合，即第一滚轮38在第二竖直段17上滚动；升降台10会带动上切刀18对工作台13上的食材11进行切割，上切刀18在下降过程中会穿过压环23，或则说，压环23会在上切刀18内部发生相对位移；升降台10上的台阶面27会推动第二滚轮41下降，由于竖板26限定了第二滚轮41向右移动的趋势，第二滚轮41只能被台阶面27推动沿竖直方向下降，进而使得传动杆20上的第二铰接点40会被推动向左偏移，传动杆20绕第二铰接点40发生偏转，传动杆20偏转过程中会带动摆杆19绕第一铰接点39作逆时针转动，传动杆20与摆杆19之间的夹角减小，第二压簧43被压缩变形，摆杆19上的弧形齿条46与齿轮47啮合传动以推动下切刀24上升，下切刀24在上升过程中会穿过工作台13上的通孔28后切割工作台13上的食材11，直到在食材11上切割出圆环结构为止；在下切刀24上升过程中，下切刀24上方的刀刃会先后穿过通孔28、食材11、压环23上的排料孔25，最后位于环形空腔32内；落料活塞31可以将食材11中间位置的废料推送至下切刀24内部，而环形空腔32可以供下切刀24的刀刃滑动，最后的圆环结构位于压环23与工作台13之间的竖直方向间隙内，而导料孔8内食材11中间位置呈镂空的状态，因为食材11中间位置的圆柱形食材11被落料活塞31推送至下切刀24内，如图5所示；

待食材11上的圆环结构切割完毕之后，驱动气缸34带动升降台10上升，上切刀18与下切刀24与食材11脱离，传动杆20与摆杆19在第二压簧43的弹力作用下反转复位，传动杆20端部在拉簧21作用下始终抵靠在升降台10上的竖板26上，推板14在第一压簧37作用下向右滑动复位；当导料孔8内的食材11再次经过落料环4下方时，发射器6发出的信号可以依次穿过落料环4、导料孔8内圆环结构中间的镂空区域、工作台13的落料孔8后被接收器7接收信号，接收器7接收到信号之后会经过检测电路的处理而触发落料气缸3工作，落料气缸3输出端会推动落料环4下降，落料环4下降过程中会将导料孔8内的圆环结构与其余食材11脱离，即圆环结构被落料环4推动之后掉落至料斗30内，也就是说，受到落料环4作用的圆环结构会经过工作台13上的落料孔8后掉落至料斗30内；另外，在落料气缸3工作时，落料气缸3输出端的第一直线齿条会与传动轮5啮合以带动第二直线齿条和滑架1上升，滑架1在竖块2上滑动，进而使得滑架1拉动料斗30上升，减小料斗30与工作台13之间的距离，即减小料斗30上端开口与落料孔8之间的距离，进而可以减小圆环结构掉落至料斗30内的冲击，防止圆环结构在掉落过程中由于冲击过大而发生变形。

总的来说，本装置通过驱动气缸34带动升降台10往复升降来驱动推板14上的食材11进出上切刀18与下切刀24之间的空隙，当推板14上的食材11中间位置被切除一个圆柱体的废料之后，推板14上的食材11呈镂空结构，在推板14向右作回程移动时，发射器6发出的信号可以被接收器7接收，进而触发落料气缸3工作以带动落料环4和料斗30反向运动，最终将圆环结构收纳至料斗30内，整个切割和落料的动作连贯性好，且自动化水平得到有效提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的保护范围。凡在本发明权利要求之内，所作的任何修改、等同替换及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。