一种智能水果机加工装置及其加工水果的工艺的制作方法

本发明属于食品机械技术领域，特别涉及一种智能水果机加工装置及其加工水果的工艺。

背景技术

目前，水果处理流程包括削皮、切块、去核、装盘、清洗刀具等都需要人工分步来完成，尚未有可以自动、系统的完成整个水果处理流程，且未有可以处理多种水果的组合刀具。在水果拼盘市场化的推广中，现有的水果处理模式需要大量的劳动力，人工成本高，且各模块处理间无关联，没有一种智能机可以系统化处理多种水果。本发明提出一种智能水果机加工区工艺流程及相关结构，能够代替人力，系统化自动完成去皮、去核、切块、清洗刀具、消毒等过程，且可以处理多种水果。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的不足，提供一种智能水果机加工装置及其加工水果的工艺。

本发明通过以下技术方案予以实现。

一种智能水果机加工装置，它包括机械臂、切削组合刀具、清洗杀菌装置、落盘器、水处理管路、回收区以及用于将储藏区的水果传送到加工区的传送机构和用于在水果加工区内传送的流水线，所述回收区包括可回收区和不可回收区，其中：

所述传送机构的一端设置于流水线的上方，所述回收区设置于传送机构的下方，所述落盘器设置于流水线的上方，流水线将水果传送至机械臂行程范围内，机械臂将抓取的水果传送至切削组合刀具中，水处理管路分别与切削组合刀具和清洗杀菌装置连通并为切削组合刀具和清洗杀菌装置提供水源；

所述传送机构包括底板、传送平台同步带传动轮、支撑滑轨一、传送平台平带传送组、平皮带张紧调节轮、传送平台同步带动力组、带座轴承和电机固定板，所述底板固定在机架上，所述电机固定板固定安装于底板上方的一侧，电机固定板上安装有步进电机，所述传送平台同步带传动轮固定安装于底板上方的另一侧，步进电机与传送平台同步带传动轮通过皮带连接；所述支撑滑轨一固定在底板上方并设置于传送平台同步带传动轮与电机固定板之间，所述传送平台平带传送组设置于支撑滑轨一的上方，传送平台平带传送组包括主动滚筒、被动滚筒和平皮带，主动滚筒和被动滚筒的表面均设置有压花，由直流电机通过传送平台同步带动力组驱动主动滚筒转动，用于调节平皮带平稳运动的调节平皮带张紧调节轮设置于传送平台同步带动力组从动轮的下方；

所述机械臂包括移动滑台组和抓取机构，所述移动滑台组包括带传动结构、固定槽、支撑滑轨二、丝杠滑台和连接板，所述带传动结构与支撑滑轨二固定安装于固定槽的凹面内，并且带传动结构的轴向方向与支撑滑轨二的轴向方向相互平行，带传动结构的两端对称设置有水平位移步进电机，连接板安装于支撑滑轨二上，带传动结构驱动连接板沿支撑滑轨二往复运动，丝杠滑台竖直向上安装于连接板上，丝杠滑台的顶端竖直向下安装有竖直位移步进电机，所述抓取机构安装于丝杠滑台上，竖直位移步进电机驱动抓取机构随丝杠滑台沿竖直方向往复运动；所述抓取机构包括背板、电机、齿轮组、上机罩、下机罩、带座轴承、轴承固定板、复位弹簧、旋转空心轴、顶杆、针座、直线轴承、钢针、触碰开关和前挡板，所述背板固定安装于所述丝杠滑台上，所述上机罩、下机罩与前挡板安装于背板的前表面上，上机罩的开口处与下机罩的开口处相对设置，电机竖直向下安装于上机罩的上表面上，电机的输出轴贯穿上机罩的上表面延伸至上机罩与下机罩之间的空腔内，电机的输出轴上安装有齿轮组中的主动齿轮，齿轮组中的被动齿轮安装于旋转空心轴上，齿轮组中的主动齿轮与被动齿轮啮合传动；所述轴承固定板固定安装于下机罩的内侧面中，两个带座轴承相对设置于轴承固定板的下表面与下机罩的底面上，旋转空心轴贯穿轴承固定板安装于带座轴承中，旋转空心轴的下端部贯穿下机罩的底面延伸至下机罩的外部，旋转空心轴的心部设置有相互连通的上阶梯孔和下阶梯孔，顶杆贯穿安装于旋转空心轴的上阶梯孔和下阶梯孔中，顶杆的上部与上阶梯孔内壁之间设置有复位弹簧，顶杆的上端部贯穿上机罩的顶面延伸至上机罩的外部，触碰开关安装于顶杆的上方，触碰开关与顶杆的上端部相切；顶杆的下部与下阶梯孔内壁之间设置有直线轴承，针座安装于旋转空心轴的下方，旋转空心轴与针座通过顶丝连接，三个钢针安装与针座的下表面上；

所述切削组合刀具包括支撑滑轨三、组合刀具、清洗杀菌装置和刀具传动装置，支撑滑轨三的首尾两端分别设置有传感器，所述清洗杀菌装置固定安装于支撑滑轨三的一侧，所述刀具传动装置包括传动电机和传动带，传动电机设置于传动带的两端，传动电机驱动传动带带动组合刀具在支撑滑轨三的另一侧上往复滑动；

所述组合刀具包括削皮刀、分瓣刀、螺旋切块刀、剔核架和护罩，所述削皮刀、分瓣刀、螺旋切块刀和剔核架固定安装在所述护罩上，所述护罩固定安装于所述支撑滑轨三的滑块上；

所述清洗杀菌装置包括上水箱、挡水帘、走水管路、过滤网、挡水条、紫外线杀菌装置和下水箱，所述紫外线杀菌装置设置于上水箱顶面的内侧，过滤网设置于下水箱的底面上，所述上水箱与下水箱的敞口处相对扣合，挡水条设置于上水箱与下水箱的接口处，上水箱的上表面设置有进水口，走水管路设置于上水箱的上部，进水口与走水管路连通；上水箱一侧的侧面上设置有进料口，所述支撑滑轨三的端部延伸至走水管路的下方。

所述流水线包括传送盘、自调节装置、连接件、直线光轴滑轨、隔离柱、托盘底板和同步带传动装置，用于调节滑轨平行度误差的所述自调节装置设置于传送盘的心部，所述托盘底板设置于传送盘的下方，所述隔离柱设置于托盘底板与传送盘之间，托盘底板通过所述连接件固定安装于直线光轴滑轨的滑块上，所述同步带传动装置驱动托盘底板带动传送盘沿直线光轴滑轨水平往复滑动。

一种智能水果机加工装置加工水果的工艺，包括以下步骤：

s1、落盘器工作，将一个水果盘踢落到流水线的指定位置a上；

s2、之后传送机构接到动作指令，将传送平台传送到与储藏区对接的传送机构指定位置a’处，传送平台接到从储藏区传送过来的水果后，传送机构将传送平台传送到传送机构指定位置b’处；

s3、系统判断水果是否需要加工，若水果不需要加工执行步骤s4，若水果需要加工执行步骤s5；

s4、机械臂和流水线同时开始工作，流水线将水果盘运送到流水线指定位置b处，机械臂将装有水果的杯子抓起搬运到流水线指定位置b的水果盘上方，之后机械臂翻转，将水果倒入水果盘中，之后机械臂继续工作，将杯子放入回收区并复位，之后流水线工作，将装有水果的水果盘传送到流水线指定位置a，并等待下次工作指令；

s5、机械臂开始工作，完成水果抓取动作，之后机械臂将水果搬运到切削组合刀具的上方，机械臂和切削组合刀具配合工作，按系统预设进行相应运动，完成削皮动作，垃圾自动掉落到回收区；之后机械臂、切削组合刀具和流水线配合工作，按系统预设进行相应运动，先后完成切瓣和切块动作，水果自动掉落到水果盘中，实现水果自动装盘，之后流水线将装有水果的水果盘搬运到流水线指定位置c；之后机械臂和切削组合刀具配合工作，按系统预设进行相应运动，完成剔核动作，垃圾自动掉落到回收区；之后机械臂执行复位动作，切削组合刀具运动，完成预设的清洗消毒动作，并复位；

s6、传送机构继续工作，将传送平台传送到传送机构指定位置c’处，之后传送平台工作，将平台上遗留的水果垫传送到回收区，之后传送机构执行复位动作；

s7、根据系统指令重复完成上述步骤s1～s6。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

本发明提出一种智能水果机加工装置及其加工水果的工艺，能够代替人力，系统化自动完成去皮、去核、切块、清洗刀具、消毒等过程，且可以处理多种水果。

附图说明

图1为本发明智能水果机加工区的结构示意图；

图1中各零件的附图标记如下：1传送组、2机械臂、3切削组合刀具及配套清洗消毒装置、4、流水线、5、落盘器、6、回收区、7、水处理系统。

图2-1为本发明智能水果机传送组的结构示意图；

图2-2为本发明智能水果传送组中传送平台连接结构示意图；

图2-1、2-2中各零件的附图标记如下：1-1底板、1-2传送平台同步带传动组、1-3支撑滑轨、1-4传送平台平带传送组、1-5平皮带张紧调节结构、1-6传送平台同步带动力组、1-7带座轴承、1-8电机固定板。

图3-1为本发明智能水果机专用机械臂的结构示意图；

图3-2为本发明智能水果机专用机械臂移动滑台组的主视与右视结构示意图；

图3-3为本发明智能水果机专用机械臂抓取机构的结构示意图；

图3-1、3-2、3-3中各零件的附图标记如下：2-1移动滑台组、2-2抓取机构、2-1-1带传动结构、2-1-2固定槽、2-1-3支撑滑轨、2-1-4z向丝杠滑台、2-1-5连接板、2-2-1背板、2-2-2步进电机、2-2-3齿轮组、2-2-4上机罩、2-2-5下机罩、2-2-6带座轴承、2-2-7轴承固定板、2-2-8复位弹簧、2-2-9旋转空心轴、2-2-10顶杆、2-2-11针座、2-2-12直线轴承、2-2-13不锈钢针、2-2-14触碰开关。

图4-1为本发明智能水果机专用切削组合刀具及配套清洗消毒装置的结构示意图；

图4-2为本发明智能水果机专用切削组合刀具的结构示意图；

图4-3为本发明智能水果机专用配套清洗消毒装置的结构示意图；

图4-4为本发明智能水果机专用切削组合刀具运动装置的结构示意图；

图4-1、4-2、4-3、4-4中各零件的附图标记如下：3-1支撑滑轨、3-2组合刀具、3-3清洗消毒装置、3-4刀具运动装置、3-2-1削皮刀、3-2-2分瓣刀、3-2-3螺旋切块刀、3-2-4剔核架、3-2-5护罩、3-3-1上水箱、3-3-2挡水帘、3-3-3走水管路、3-3-4过滤网、3-3-5挡水条、3-3-6紫外线装置、3-3-7下水箱、3-4-1传动电机、3-4-2带传动装置。

图5为本发明智能水果机流水线的结构示意图；

图5中各零件的附图标记如下：4-1传送盘、4-2自调节装置、4-3连接件、4-4直线光轴滑轨、4-5隔离柱、4-6托盘底板、4-7同步带传动装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1至图5所示的一种智能水果机加工装置，它包括机械臂2、切削组合刀具、清洗杀菌装置3-3、落盘器5、水处理管路7、回收区6以及用于将储藏区的水果传送到加工区的传送机构1和用于在水果加工区内传送的流水线4，所述回收区6包括可回收区和不可回收区，其中：

所述传送机构1的一端设置于流水线4的上方，所述回收区6设置于传送机构1的下方，所述落盘器5设置于流水线4的上方，流水线4将水果传送至机械臂2行程范围内，机械臂2将抓取的水果传送至切削组合刀具中，水处理管路7分别与切削组合刀具3和清洗杀菌装置3-3连通并为切削组合刀具3和清洗杀菌装置3-3提供水源；

所述传送机构1包括底板1-1、传送平台同步带传动轮1-2、支撑滑轨一1-3、传送平台平带传送组1-4、平皮带张紧调节轮1-5、传送平台同步带动力组1-6、带座轴承1-72-2-61-7和电机固定板1-8，所述底板1-1固定在机架上，所述电机固定板1-8固定安装于底板1-1上方的一侧，电机固定板1-8上安装有步进电机，所述传送平台同步带传动轮1-2固定安装于底板1-1上方的另一侧，步进电机与传送平台同步带传动轮1-2通过皮带连接；所述支撑滑轨一1-3固定在底板1-1上方并设置于传送平台同步带传动轮1-2与电机固定板1-8之间，所述传送平台平带传送组1-4设置于支撑滑轨一1-3的上方，传送平台平带传送组1-4包括主动滚筒、被动滚筒和平皮带，主动滚筒和被动滚筒的表面均设置有压花，由直流电机通过传送平台同步带动力组1-6驱动主动滚筒转动，用于调节平皮带平稳运动的调节平皮带张紧调节轮1-5设置于传送平台同步带动力组1-6从动轮的下方；

所述机械臂2包括移动滑台组2-1和抓取机构2-2，所述移动滑台组2-1包括带传动结构2-1-1、固定槽2-1-2、支撑滑轨二2-1-3、丝杠滑台2-1-4和连接板2-1-5，所述带传动结构2-1-1与支撑滑轨二2-1-3固定安装于固定槽2-1-2的凹面内，并且带传动结构2-1-1的轴向方向与支撑滑轨二2-1-3的轴向方向相互平行，带传动结构2-1-1的两端对称设置有水平位移步进电机，连接板2-1-5安装于支撑滑轨二2-1-3上，带传动结构2-1-1驱动连接板2-1-5沿支撑滑轨二2-1-3往复运动，丝杠滑台2-1-4竖直向上安装于连接板2-1-5上，丝杠滑台2-1-4的顶端竖直向下安装有竖直位移步进电机，所述抓取机构2-2安装于丝杠滑台2-1-4上，竖直位移步进电机驱动抓取机构2-2随丝杠滑台2-1-4沿竖直方向往复运动；所述抓取机构2-2包括背板2-2-1、电机、齿轮组2-2-3、上机罩2-2-4、下机罩2-2-5、带座轴承1-72-2-6、轴承固定板2-2-7、复位弹簧2-2-8、旋转空心轴2-2-9、顶杆2-2-10、针座2-2-11、直线轴承2-2-12、钢针2-2-13、触碰开关2-2-14和前挡板，所述背板2-2-1固定安装于所述丝杠滑台2-1-4上，所述上机罩2-2-4、下机罩2-2-5与前挡板安装于背板2-2-1的前表面上，上机罩2-2-4的开口处与下机罩2-2-5的开口处相对设置，电机竖直向下安装于上机罩2-2-4的上表面上，电机的输出轴贯穿上机罩2-2-4的上表面延伸至上机罩2-2-4与下机罩2-2-5之间的空腔内，电机的输出轴上安装有齿轮组2-2-3中的主动齿轮，齿轮组2-2-3中的被动齿轮安装于旋转空心轴2-2-9上，齿轮组2-2-3中的主动齿轮与被动齿轮啮合传动；所述轴承固定板2-2-7固定安装于下机罩2-2-5的内侧面中，两个带座轴承1-72-2-6相对设置于轴承固定板2-2-7的下表面与下机罩2-2-5的底面上，旋转空心轴2-2-9贯穿轴承固定板2-2-7安装于带座轴承1-72-2-6中，旋转空心轴2-2-9的下端部贯穿下机罩2-2-5的底面延伸至下机罩2-2-5的外部，旋转空心轴2-2-9的心部设置有相互连通的上阶梯孔和下阶梯孔，顶杆2-2-10贯穿安装于旋转空心轴2-2-9的上阶梯孔和下阶梯孔中，顶杆2-2-10的上部与上阶梯孔内壁之间设置有复位弹簧2-2-8，顶杆2-2-10的上端部贯穿上机罩2-2-4的顶面延伸至上机罩2-2-4的外部，触碰开关2-2-14安装于顶杆2-2-10的上方，触碰开关2-2-14与顶杆2-2-10的上端部相切；顶杆2-2-10的下部与下阶梯孔内壁之间设置有直线轴承2-2-12，针座2-2-11安装于旋转空心轴2-2-9的下方，旋转空心轴2-2-9与针座2-2-11通过顶丝连接，三个钢针2-2-13安装与针座2-2-11的下表面上；

所述切削组合刀具包括支撑滑轨三3-1、组合刀具3-2、清洗杀菌装置3-3和刀具传动装置3-4，支撑滑轨三3-1的首尾两端分别设置有传感器，所述清洗杀菌装置3-3固定安装于支撑滑轨三3-1的一侧，所述刀具传动装置3-4包括传动电机和传动带，传动电机设置于传动带的两端，传动电机驱动传动带带动组合刀具3-2在支撑滑轨三3-1的另一侧上往复滑动；

所述组合刀具3-2包括削皮刀3-2-1、分瓣刀3-2-2、螺旋切块刀3-2-3、剔核架3-2-4和护罩3-2-5，所述削皮刀3-2-1、分瓣刀3-2-2、螺旋切块刀3-2-3和剔核架3-2-4固定安装在所述护罩3-2-5上，所述护罩3-2-5固定安装于所述支撑滑轨三3-1的滑块上；

所述清洗杀菌装置3-3包括上水箱3-3-1、挡水帘3-3-2、走水管路3-3-3、过滤网3-3-4、挡水条3-3-5、紫外线杀菌装置3-3-6和下水箱3-3-7，所述紫外线杀菌装置3-3-6设置于上水箱3-3-1顶面的内侧，过滤网3-3-4设置于下水箱3-3-7的底面上，所述上水箱3-3-1与下水箱3-3-7的敞口处相对扣合，挡水条3-3-5设置于上水箱3-3-1与下水箱3-3-7的接口处，上水箱3-3-1的上表面设置有进水口，走水管路3-3-3设置于上水箱3-3-1的上部，进水口与走水管路3-3-3连通；上水箱3-3-1一侧的侧面上设置有进料口，所述支撑滑轨三3-1的端部延伸至走水管路3-3-3的下方。

所述流水线4包括传送盘4-1、自调节装置4-2、连接件4-3、直线光轴滑轨4-4、隔离柱4-5、托盘底板4-6和同步带传动装置4-7，用于调节滑轨平行度误差的所述自调节装置4-2设置于传送盘4-1的心部，所述托盘底板4-6设置于传送盘4-1的下方，所述隔离柱4-5设置于托盘底板4-6与传送盘4-1之间，托盘底板4-6通过所述连接件4-3固定安装于直线光轴滑轨4-4的滑块上，所述同步带传动装置4-7驱动托盘底板4-6带动传送盘4-1沿直线光轴滑轨4-4水平往复滑动。

本发明的使用过程及原理如下：

s1、落盘器5工作，将一个水果盘踢落到流水线4的指定位置a上；

s2、之后传送机构1接到动作指令，将传送平台传送到与储藏区对接的传送机构1指定位置a’处，传送平台接到从储藏区传送过来的水果后，传送机构1将传送平台传送到传送机构1指定位置b’处；

s3、系统判断水果是否需要加工，若水果不需要加工执行步骤s4，若水果需要加工执行步骤s5；

s4、机械臂2和流水线4同时开始工作，流水线4将水果盘运送到流水线4指定位置b处，机械臂2将装有水果的杯子抓起搬运到流水线4指定位置b的水果盘上方，之后机械臂2翻转，将水果倒入水果盘中，之后机械臂2继续工作，将杯子放入回收区并复位，之后流水线4工作，将装有水果的水果盘传送到流水线指定位置a，并等待下次工作指令；

s5、机械臂2开始工作，完成水果抓取动作，之后机械臂2将水果搬运到切削组合刀具的上方，机械臂2和切削组合刀具配合工作，按系统预设进行相应运动，完成削皮动作，垃圾自动掉落到回收区6；之后机械臂2、切削组合刀具和流水线4配合工作，按系统预设进行相应运动，先后完成切瓣和切块动作，水果自动掉落到水果盘中，实现水果自动装盘，之后流水线4将装有水果的水果盘搬运到流水线指定位置c；之后机械臂2和切削组合刀具配合工作，按系统预设进行相应运动，完成剔核动作，垃圾自动掉落到回收区6；之后机械臂2执行复位动作，切削组合刀具运动，完成预设的清洗消毒动作，并复位；

s6、传送机构1继续工作，将传送平台传送到传送机构1指定位置c’处，之后传送平台工作，将平台上遗留的水果垫传送到回收区，之后传送机构1执行复位动作；

s7、根据系统指令重复完成上述步骤s1-s6。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。