用于对软核或脱核水果进行去核、切片和比例分配的内骨骼方法与流程
优先权要求
本申请要求于2018年4月23日提交的第62/661,389号美国临时申请的优先权和权益，其内容以引用的方式并入本文中，如同在此完全阐述一样。
版权声明
本公开受美国和/或国际版权法保护。
相关专利的交叉引用
本申请涉及并改进本人先前在以下专利中所描述的发明：在2007年3月6日发布的美国专利#7,185,583-“用于对苹果和其它软核或脱核水果进行精密的低应力去核和切片的机器(machineforprecisionlowstresscoringandslicingofapplesandothersoft-coredorpittedfruits)”，以及在2009年10月6日发布的美国专利#7,597,920-“用于对苹果和其它软核或脱核水果进行精确的低应力去核和切片的方法(methodforprecisionlowstresscoringandslicingofapplesandothersoft-coredorpittedfruits)”，所述两个专利的全部内容以全文引用的方式并入本文中，如同在此完全阐述一样。
背景技术：
用于对新鲜水果进行去核和切片(又称：分段或分割或切楔形)的机器在本领域中已得到充分证明。传统上，这些机器推动整个水果通过多个固定的切割刀片，使得将水果的可食用部分朝向辅助(下游)称重和包装进行引导，同时丢弃不可食用部分(核、茎、种荚和花萼)或将其保留以用于其它目的。固定刀片的形式通常是等间隔的刀片的径向图案，刀片的外端由金属环支撑(且附接到金属环)。必不可少的是，环必须足够坚固以能将刀片固定在适当的位置，且直径必须足够大以能使整个水果通过其内径。刀片的数量决定每个水果的切片数。
对于这些机器的操作十分重要的是1)刀片环、2)水果、3)去核管、4)推动式“撞锤”或“指状物”、5)将水果放在适当位置的任何机构以及6)接收切片的任何滑槽、漏斗或通道-所有这些都必须同轴放置且必须在共同中心线上操作(移动)。
通常，这些机器使用外框(外骨骼)结构，其由移动平台或带有在竖直立柱上滑动的衬套的锚定板(工作台)组成。每个工作台在切片过程中执行连续步骤(即，定位或放置、去核、切片和引导)。同样，每个工作台都使用这些外围(外骨骼)的运动中心线(即竖直立柱)来使切片过程组件保持同轴。图1表示一些典型的外骨骼设计。
当前设计存在许多缺点。因此，可以对用于对新鲜水果进行去核和切片(又称：分段或分割或切楔形)的当前装置和技术进行改进。
技术实现要素：
本公开的基本实施例的特征在于内骨骼结构，因此不需要外部衬套、线性轨道、切片平台或摆动臂。在一个实例中，一种内骨骼系统由直径足以围封并容纳组件的固定气缸或轴筒组成，所述组件对新鲜切片的水果部分进行定位、去核、切片、比例分配和引导。组件以伸缩方式彼此并排放置，使得内部组件被外部组件圆柱形地限制，且所有组件都限制在固定气缸的共同中心线上。每个组件由一个或多个线性致动器或气缸启用，使得所有组件依序、同心且连续移动，从而对水果部分进行定位、去核、切片、比例分配和引导。
尽管基本实施例被配置成“去核”(通常：苹果、梨、橙子、葡萄柚和菠萝)，但各个实施例涉及对可能不需要或不需要进行去核的水果(通常：柠檬、酸橙、奇异果和一些橘子和葡萄柚)进行“分割”。在此类实施例中，通过停用而去除去核功能，且切片“撞锤”或“指状物”将水果推过切片盒，其中所有刀片通过刺穿水果的针状销终止在轴线中心点处，从而在不考虑碎屑、种子、豆荚、脐等的情况下使整个水果分成多个部分。应注意，在此类实施例中，停用的去核管在内骨骼结构中继续充当中心组件。此外，尽管针对水果描述了本发明，但是术语“水果”仅是一个实施例的描述，不应视为限制性的。
所描述的系统和技术用于随后将水果“比例分配”成通过销定位和偏心去核以及切片而产生的部分。比例分配的目的是将所选部分(切片)引导到相等重量的包装中。对偏心切片的水果进行比例分配的原理是基于对例如通过苹果的任何横截面的几何分析，所述横截面可以表示为分成十二(12)个径向三角形区段的圆，且特别是在径向切片的顶点偏心于圆心的情况下。任何三角形的面积与其对应的苹果切片的重量之间都有直接的相关性。本公开将此原理应用到特定切片的选择和引导,从而认识到任何两个双对置切片的组合重量将与任何其它两个双对置切片的组合重量大致相等。通过此方法，袋子重量的变化是最小的，从而证明对于称量每个切片在商业上可行的替代方案，且因此与成形-填充-密封包装机器非常具有竞争性。
附图说明
因此，已用通用术语描述了本公开的各个实施例，现在将参考附图，所述附图示出本公开的实施例且有助于示出本文所描述的内骨骼结构。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件或动作。附图中元件的大小和相对位置不一定按比例绘制。例如，可不按比例绘制各个元件的形状和角度，且可任意放大和定位这些元件中的一些以提升附图的可读性。
图1a-1d示出现有技术中存在的外骨骼切片系统的典型设计。
图2示出用于对软核水果进行定位、去核和切片的内骨骼系统的实施例的示意性设计。
图3a示出用于对软核水果进行定位和分割的内骨骼系统的另一实施例的示意性设计。
图3b示出用于以矩形的形式对软核水果进行定位和切片的内骨骼系统的另一实施例的示意性设计。
图4示出关于比例分配的概念的圆的径向分割的几何分析。
图5a-5d示出比例分配方法的示意性设计和实施例。
图6示出用于去核、切片和比例分配的装置的优选实施例。
图7示出用于去核、切片和比例分配的装置的移动组件和组合件的分解图。
图8a-8d示出用于去核、切片和比例分配的处理步骤的截面图。
图9a-9b示出作为全功能机器的用于去核、切片和比例分配的装置的另一实施例。
图10示出作为全功能机器的用于去核、切片和比例分配的装置的其它实施例。
图11示出用于对软核水果进行定位、去核和切片的内骨骼系统的实施例的示例接线图。
图12示出用于对软核水果进行定位、去核和切片的内骨骼系统的实施例的plc-编程逻辑控制器的示例“梯形逻辑”程序。
图13a-b示出在切成竖直段之前在水平环上对水果进行切片的方法。
图14a-b示出通过使用本发明的各个实施例，苹果中的切片的数量和大小的变化。
具体实施方式
本公开的基本实施例的特征在于内骨骼结构，因此不需要外部衬套、线性轨道、切片平台或摆动臂。在一个实例中，一种内骨骼系统由直径足以围封并容纳组件的固定气缸或轴筒组成，所述组件对新鲜切片的水果部分进行定位、去核、切片、比例分配和引导。组件以伸缩方式彼此并排放置，使得内部组件被外部组件圆柱形地限制，且所有组件都限制在固定气缸的共同中心线上。每个组件由一个或多个线性致动器或气缸启用，使得所有组件依序、同心且连续移动，从而对水果部分进行定位、去核、切片、比例分配和引导。图2以图形方式描绘所描述的系统/装置的示意性基本实施例。
尽管基本实施例配置成“去核”(通常：苹果、梨、橙子、葡萄柚和菠萝)，但各个实施例涉及对可能不需要或不需要进行去核的水果(通常：柠檬、酸橙、奇异果和一些橘子和葡萄柚)进行“分割”。在此类实施例中，通过停用而去除去核功能，且切片“撞锤”或“指状物”将水果推过切片盒，其中所有刀片通过刺穿水果的针状销终止在轴线中心点处，从而在不考虑碎屑、种子、豆荚、脐等的情况下使整个水果分成多个部分。应注意，在此类实施例中，停用的去核管在内骨骼结构中继续充当中心组件。图3以图形方式描绘配置成对水果进行分割的典型实施例(为清楚起见隐藏了去核管)。
各个实施例得益于第7,185,583和7,597,920号美国专利中描述的当前技术，且特别受益于使用将水果的核与切片的中心轴线对齐的位于水果的茎孔和花萼中的销。这种定位水果的方法承认，水果的核并不总是在水果的几何中心，但核始终与茎孔和花萼成一直线。在上述专利中，销定位的目的在于发现、分离和移除水果的整个核。本公开用于随后将水果“比例分配”成通过销定位以及偏心去核和切片而产生的部分。比例分配的目的是将所选部分(切片)引导到相等重量的包装中。对偏心切片的水果进行比例分配的原理是基于对例如通过苹果的任何横截面的几何分析，所述横截面可以表示为分成十二个径向三角形区段的圆，且特别是在径向切片的顶点偏心于圆心的情况下。任何三角形的面积与其对应的苹果切片的重量之间都有直接的相关性。本公开将此原理应用到特定切片的选择和引导,从而认识到任何两个双对置切片的组合重量将与任何其它两个双对置切片的组合重量大致相等。因此，在此实例中，当将十二个偏心形状的切片的混合物每隔3个切片(径向)引导到每袋4个切片的3个袋子中时，净重6盎司(oz)的苹果的重量将减小到每袋2盎司的3个袋子。同样，可以将十五个切片图案按逻辑比例分成3个袋子，每袋5个切片、重2盎司。通过此方法，袋子重量的变化是最小的，从而证明对于称量每个切片在商业上可行的替代方案，且因此与成形-填充-密封包装机器的竞争非常激烈。图4描绘偏心切片水果的同时保持多个部分重量相等的背后的几何原理。图5描绘应用原理以将15个切片引导到各自为5个切片的3个等重组合部分中的比例装置。
通过部分地识别过去设计中的特定问题，开发了当前描述的系统和技术。现有外骨骼设计存在四个主要缺点-1)生产所述外骨骼设计所需的大量组件、2)制造和组装不会由于偏心、磨损、残渣堆积或缺乏润滑而束缚或卡住的组件的滑动台所需的准确性以及4)由于此类系统必须克服机械摩擦力的阈值，以及在连续循环的基础上反转物质(重型组件)的方向所需的“劳动力”(能量×力)，此类系统的操作速度较慢。在此类机器中，通常通过在往复运动的1到2秒的循环中操作的100磅(lbs)不锈钢机构来对8盎司的苹果进行切片。这些缺点中的每一个都与额外成本有关、或者与不必要的或多余的维护和修理有关、或者与较高能源的使用有关。通过本文呈现的内骨骼构造方法已显著降低或去除了这些额外成本。
图1a-1d各自示出实施例1000、1001、1002和1003，在用于对水果进行去核和/或切片的机器的外骨骼结构的现有技术中，所有所述实施例都是已知的。
在图1a中描绘了现有技术实施例1000，其中两个弹簧(34)支撑在立柱(17)上滑动的移动过梁(21)。这些组合组件包括外骨骼框架，所述外骨骼框架使切片盒(38)与撞锤(49)保持同心，同时水果被施加在手柄(26)上的通过弧线(32)的力切成薄片。
在图1b中描绘了现有技术实施例1001，其中三个平台(136)、(5)和(30)在由过梁(136)支撑的两个立柱(16)上滑动以对整个水果进行定位和切片。这些组件包括将固定在切片期间均处于同轴位置的水果(28)、定向销(14)、撞锤(100)和切片盒(26)的外骨骼框架。
在图1c中描绘了现有技术实施例1002，其中平台(261和322)在中心立柱(168和174)上转动和/或滑动通过若干分度位置，从而使用衬套(194)以用定向销(152和153)、穿刺叉(193)、去核管(206)、去皮臂(187)在同轴位置依序依次对水果进行定向。同样，在竖直立柱(213)上滑动的杠杆(226)的子系统致动以使水果与分度位置成一直线。所有此框架都包括外骨骼结构。
在图1d中描绘了现有技术实施例1003，其中两个平台(14和13)使用与由共同顶板(11)支撑的竖直立柱(10)成一直线的衬套(12)，一起包括用于保持都在共同中心线上的水果(1)、定位销(2和5)、去核管(3)、撞锤(4)和刀片盒(6)的外骨骼系统。
在图1a、1b、1cc、1dd中的所有情况下，应认识到外部结构部件将重要过程组件固定在中心或“内部”位置，因此区分“外骨骼”和“内骨骼”结构。
图2示出包含用于对软核水果进行定位、去核和切片的内骨骼系统的元件的装置1200的示意性设计。水果切片机中固定位置的固定气缸或轴筒(1)为所有其它元件提供同轴位置、限制器和轴承(滑动配合)。圆形撞锤(6)装配在气缸(1)内，并留有足够的间隙，以允许在气缸(1)的内表面和撞锤(6)的外表面之间进行必要的微润滑。去核管(4)装配在撞锤内，同样留有足够的间隙以在必要时在零件之间进行润滑。并且顶部定位销(2)装配在去核管(4)内，同样留有足够的间隙以在必要时在零件之间进行润滑。出于对水果进行定位、去核和切片的目的，前述组件中的每一个可由其间具有天然润滑性的食物级材料制成。例如，固定气缸或轴筒(1)可以是不锈钢、撞锤(6)可以是乙酰、去核管(4)可以是不锈钢并且顶部定位销可以是乙酰-使得所有组件之间的摩擦很小或没有摩擦而易于滑动。在生产过程中，首先将水果手动定位在顶部定位销(2)和底部定位销(7)之间。此后，去核管(4)刺穿水果(3)以将其与核分离且分离开。此后，撞锤(6)下降以使水果的可食用部分穿过盒中的切割刀片。在图8中示出了此过程的完整描述。在一些方面，可用水和/或含氯水来润滑一个或多个上述组件。例如，可通过水或加油嘴(zerk)或其它类似配件将水输送到这些组件中的一个或多个之间的界面。在又一些设计中，可利用滚柱轴承、滚珠轴承或其它主动润滑部件润滑上述组件中的一个或多个之间的接触面。
图3a示出包含用于对软核水果进行定位、去核和分割的内骨骼系统的元件的装置1300的示意性设计。如在图2中，水果切片机中固定位置的固定气缸或轴筒(1)为所有其它元件提供同轴位置、限制器和轴承(滑动配合)。同样，除了被去除或停用的去核管(未示出)且切片盒(8)装有针销(9)之外，图2中描述的所有其它滑动组件以相同方式执行。在此实施例中，顶部定位销(2)将水果(3)固定在针销上方的同轴运动线上，且撞锤(6)在不移除水果的茎、花萼、种子、豆荚或脐的情况下推动水果穿过切片刀片。理论上，将整个水果分割且引导到包装过程。
图3b示出包含用于对软核水果进行定位、去核和切片的内骨骼系统的元件的装置1301的示意性设计。如在图2中，水果切片机中固定位置的固定气缸或轴筒(1)为所有撞锤(2)、去核管(3)和上定位销(4)提供同轴位置、限制器和轴承(滑动配合)。同样，在图2中描述的所有其它滑动组件在本文中也以相同方式执行。
然而，具有矩形刀片(7)矩阵的盒代替了径向的刀片组，其目的在于将正方形或矩形部分连续切成外观类似于“法式薯条”的形状。矩形刀片(7)矩阵装配有在其它实施例中使用的相同或类似的下销(6)。在此实施例中，以与其它实施例相同的方式将水果放置在上(4)和下(6)销之间，且以与图8中描述的相同的顺序处理所述水果。在替代性布置中，矩形刀片矩阵可在盒的顶部和中间并入下销。这允许机器将苹果去核、将核射出再将苹果的可食用部分推过刀矩阵，从而对整个苹果以一个单个向下的推力将苹果切成“法式薯条”的形状。
此实施例的新颖之处在于在切片之前移除水果的核的机构，使得没有碎屑、种子、豆荚、茎或心皮通过刀片矩阵，从而确保只有可食用的“薯条”切块被引导到处理和包装过程。
图4示出在水果的核偏离中心时，产生水果切片的几何分析1400。当水果的核不处于水果的几何中心时，就会发生“偏心去核”。当水果位于如图1、2和8中所描述的销之间时，创建偏心距。在此分析1400中可以容易地观察到，水果的核偏离其外径的中心(水平向右)(以及同样，偏离其质量的中心)，导致水果的一(左)侧的切片(15和16)更大且更重，而水果另一(右)侧的双对置的切片(21和22)更小且更轻。然而，在与偏心距成90°(垂直)的方向上，切片(12和13)的大小和重量保持与双对置的对应部分(18和19)相等。并且最后，在角度方向上，例如对于切片(11和17)，可以看到一个切片(17)偏向具有较大的尺寸和重量，而双对置切片(11)偏向具有较小的尺寸和重量。数学家会认识到，尽管切片的大小和重量不同，但偏差是具有相等且相反的等效性，从而得出最纯粹的数学证明，如下所示：
在两个偏心圆的极端几何条件下；a)如所示切片，并且b)径向切片的数量接近无穷大；可以证明，任何两个双对置三角形切片的组合面积将等于任何其它双对置三角形切片的组合面积。等效性随着“切片”数量的增加而增大，且随着切片数量的减少而减小。
在对软核和脱核水果进行切片的领域中，等效性仅需要满足例如由商业标准给出的最小包装重量要求。因此，基于所选切片的相对径向位置来对所选切片进行比例分配和引导的方法对于各个实施例而言都是至关重要的，且此原理同样适用于具有同心核或偏心核的水果。
因此，在图4的实例中，对于任何给定的水果大小，切片11、14、17和20将被(成比例地)分离和引导到单个袋子中。同样，切片12、15、18和21将被引导到另一单个袋子中。切片13、16、19和22将被引导到第三个单个袋子中。因此，出于商业目的，所有袋子的重量将大致相同。
对于偶数或奇数个切片，此原理函数的实施例均能很好地起作用。
图5a-c示出在1500、1501和1502的透明化的各个阶段中的比例分配系统和方法的示意性设计和实施例。相同比例器(32)的三个俯视图显示为透明1500、半透明1501和不透明1502，目的是阐明竖直的三角形“凹槽”将所选水果部分引导到三个“排出区”或层级中。
图5d示出根据本发明的实施例的子组件1503。在将水果去核并例如通过刀片切片盒(31)切成15片时开始比例分配。比例器(32)与刀片盒(31)同心，并沿径向定位，以使比例器(31)中的凹槽与切片盒(32)中刀片之间的间隙完全对准，从而允许每个水果切片(35)都在没有阻碍的情况下直接坠落到自身的凹槽中，直到其滑出排出窗口。比例器和切片盒均固定在适当位置并彼此同轴，且定位、去核和切片组件位于其上方。在所示实施例中，将每5个切片形成的三个单独的组合按比例分配且引导通过排出窗口。将第一个5个切片的组合排出到自旋的顶部旋转板(33)上，从而允许用擦拭刀片(未显示)或其它方法将切片引导到单个包装中。第二个5个切片的组合通过较低层的排出窗口排出到下部旋转板(34)，在此处以类似方式将切片组合引导到第2个单个包装中。第三个也是最后一个5个切片(35)的组合直接落入第3个单个包装中。
在一些方面，对于比例器的设计而言重要的是，在对水果进行切片和比例分配之前，通过去核来移除水果(包含茎、种子、豆荚和花萼)的整个核，因此确保所有切片的净封装重量是可食用的。这需要水果的上、下销定位。
图6示出用于去核、切片和比例分配的装置/系统的优选实施例1600的更详细的视图，现在将在结构上对所述装置/系统进行描述。
固定的气缸或轴筒(9)位于两个板(10)之间的固定位置。驱动撞锤的过梁(11)的双对置气缸(12)固定在板(10)之间的位置。并且，驱动去核管的活塞杆(7)的两个对置气缸(8)和过梁(6)固定在板(10)之间的位置。气缸(12和8)具有两个功能；a)根据需要致动去核管和撞锤、b)将固定气缸(或轴筒)(9)定位并限制在板(10)上-实际上充当拉紧螺栓。
另外两个气缸(4)通过附接到顶部定位销的过梁(2)和活塞杆(3)来驱动顶部定位销(1)。如图所示，这些气缸(4)固定在上板(10)上的适当位置，且又根据需要驱动这些气缸。
当用手或其它方式放置水果(13)时，在位于切片盒(21)轴向中心的顶部定位销(1)和底部定位销(20)之间的近端区域中，启用顶部定位销(1)且使其下降以分别在位于茎孔中的上述销和水果的花萼之间捕获水果。
在启用去核管(5)时，其可伸缩地在顶部定位销上滑动，因此完全刺穿水果并分离核。
在启用撞锤(11)后，撞锤在去核管(5)上滑动并将已去核的水果推过底部销(20)、穿过盒(21)中的切片刀片，以将切片(14、15、16)引导通过比例器(17)的各自的凹槽，且随后通过窗口排出到旋转板(18、19)上或直接通过比例器，使得3个排出区积聚同等组合重量的多个水果部分或切片。
应认识到，在致动附接到过梁(2、6、11)的气缸活塞杆的大多数情况下，过梁和活塞杆不会对上述销、去核管和撞锤提供侧向限制或同心定位。过梁和活塞杆仅提供线性同轴运动。侧向限制、同心度和自由轴承(滑动配合)都由静态气缸或轴筒(9)提供。此原理对于本公开的内骨骼方法的至少一些方面是新颖的，且有助于限定本公开的内骨骼方法的至少一些方面。
图7以分解图的形式示出定位、去核和切片的内骨骼方法的优选实施例1700的各个工作台。
固定位置的“轴筒外壳组合件”(1)由参考图6所述的静态气缸或轴筒、板和气缸组成，所述轴筒外壳组合件定向在大体位于水果去核和切片机器之间的竖直方向上。
顶部定位销组合件或工作台(2)由附接到过梁(上方)的气缸活塞杆组成，所述所述过梁附接到顶部定位销，使得顶部定位销在不受束缚的情况下轻松但紧贴地滑过去核管。
去核管组合件或工作台(3)由附接到过梁(上方)的气缸活塞杆组成，所述所述过梁附接到去核管，使得去核管在不受束缚的情况下轻松但紧贴地滑过撞锤。
撞锤组合件或工作台(4)由附接到过梁(下方)的气缸活塞杆组成，所述过梁附接到撞锤，使得撞锤轻松但紧贴地滑过“轴筒外壳组合件”的静态气缸(1)。
应注意，撞锤组合件(4)下端上的软橡胶、氨基甲酸酯或硅酮“鼻”(5)与已去核的水果接合，并将水果推过切片刀片，而不会损坏水果的肉或表皮。
图8a-8d示出组件的截面图、销定位、去核和切片的处理步骤1800、1801、1802和1803；在第7,185,583和7,597,920号美国专利中对此进行了解释。在此描述过程的目的是在不考虑机器的骨骼结构的情况下理解所述过程。
通过人的判断来定位且手动定向苹果(1)，使得苹果的花萼抵靠在竖直下部导销(5)上。同时，作为自动循环的部分，与下部导销(5)同轴的上部导销(2)下降到茎孔中，直到如图8a所示销之间的预设压力将苹果固定在固定位置，由通过其核的压缩力来保持。
操作人员的手移开并继续进行循环，使得薄壁去核管(3)往下降，从而如图8b所示操纵薄壁去核管以刺穿运动的方式经过上部导销(2)且穿过苹果(1)直到到达下部导销(5)，因此在内部使苹果的核与苹果的其余部分分离。
此后，软橡胶面的撞锤(4)往下降，从而操纵去核管(3)推动苹果穿过径向刀片(19)盒，以在单个下降中形成多个楔形物。引导苹果下降，首先经过去核管(3)，然后经过下部导销(5)。如图8c所示，在楔形物下降到酶类溶液中时，刀下的锥形支撑柱诱导楔形物彼此分离，所述酶类溶液通过防止氧气与所切楔形物的原始细胞结构发生反应而能够立即维持住苹果的新鲜度。
如图8d所示，此后撞锤、去核管和上部导销(2、3和4)缩回到它们的上部位置，从而允许在确切的时刻通过鼓风或其它方法喷出固体的苹果核(21)。
此时，操作人员已准备好放置另一苹果且重复所述循环。
图9a-9b示出作为全功能机器的所描述的设备/系统的另一优选实施例1900和1901。
在图9a的左上角示出了机器1900的不透明视图，其中机器的盖子处于适当位置，以识别商业上提供的机器的外观。图9b的主视图示出全功能机器1901，其中移除了盖子和防护装置。
机器四个角上的竖直立柱(1)附接到在机器的三个层级上的板，从而提供脊形框架，所有功能组件和辅助组件都可以附接和紧固到所述框架。重要的是应注意，不要移动这些竖直立柱，也不要移动附接到所述立柱的板。任何其它组件也不会使用这些立柱来实现运动。
气动控制箱(2)附接到机器后部。气动控制箱容纳控制对水果进行定位、去核和切片的顺序的空气阀和继电器致动器。电气控制箱(3)附接在气动箱上方，且附接到机器后部。电气控制箱容纳限定机器的操作顺序的电源、程序逻辑电路(plc)和继电器。操作员面板(5)提供用于打开和关闭机器电源以及暂停机器周期的按钮。双对置红外传感器(4)监测操作人员进入切片室的情况，从而允许装载和识别水果，且防止物体(或人的手)在不安全的时刻进入机器。鼓风喷嘴(6)在切片后将核喷出，并发出循环到达终点的信号。
图10示出所描述的设备/系统的替代性优选实施例2000。由于内骨骼的结构方法，并且具体来说是提供位置、同心度、低摩擦操作和低制造成本的所有优势的单个气缸或轴筒的紧凑特性，因此所述设计适用于并入到单个机器中的多个主轴。图10示出配置双轴机的方法，其中去除了一些冗余组件。
图11示出在dc电压下操作的所描述的设备/系统的优选实施例2100的示例接线图。图11上的标注通常指代接线的颜色代码。“v+”表示与直流电(dc)正极的连接。“v-”表示与直流电负极的连接。
接通主电源开关(1)以启用电源(2)和plc-编程逻辑控制器(3)。此后，操作人员停用紧急停止按钮(4)，以使系统进行操作准备。当操作人员将水果放入机器中时，ir帘会识别进入物并启用双向(2-way)继动空气阀(5)，所述双向继动空气阀继而使上定位销下降到水果中。如果销的定位有误，操作人员可以通过按下缩回按钮(6)来暂时抬高销。一旦他松开手并将手从机器上移开，ir帘就确认他的手的离开，且plc(3)通过安全继电器(11)向第2继动空气阀(7)发出启用去核管的信号。在去核管之后的编程间隔内，plc(3)通过安全继电器(11)向第3继动空气阀(8)发出启用撞锤的信号。当撞锤达到所需的(可调节的)击打深度时，撞锤气缸上的磁传感器(9)将信号反向发送到前三个气阀，因此使前三个气阀的方向反转。这样使先前捕获的水果核暴露，此时，所述核被plc(3)启动的鼓风喷射到第4继动空气阀(10)中。鼓风结束时，系统会为下一次水果的放置而将自身重置，然后重复循环。
电源和plc在自动化行业中众所周知，且可从例如和泉(idec)、伊顿(eaton)、艾伦布拉德利(allenbradley)、西门子(siemens)、欧姆龙(omron)、三菱(mitsubishi)、通用电气(generalelectric)等公司中购得。可从克力帕(clippard)、缤霸(bimba)、艾默生(emerson)和其它许多公司购得继动空气阀(称为流量控制阀)。
图12示出用于plc-编程逻辑控制器的典型“梯形逻辑”程序2200。这些程序通常采用“块”式树形图的形式，这些程序的软件是plc制造商专有的。所示程序格式为“块”且软件可从和泉公司购得。本领域的任何自动化技术人员都可以编写例如本公开中所使用的程序来控制电-气系统，并且将认识到图12所示的梯形逻辑的面向对象的块格式。
图13a-13b示出“环切”系统2300和2301的示意性设计和实施例。(在进行切片之前)绕其周围“环切”苹果是用于将苹果切成丁的新概念。所描绘的布置和设计在苹果处于切片位置时切割苹果周围的水平带。可以将此布置并入到内骨骼装置中，以用于如下所述在更短长度的段(切块)中对水果进行定位、去核和切片。
机器基座(1)装配有刀片盒组合件(6)，使得下销(5)和上销(4)与上方内骨骼轴筒的所有其它组件(未示出)位于共同的轴向中心线(2)上。
在此实施例中，水果位于上销(4)和下销(5)之间，所述上销和下销的头部已装配有允许水果(3)围绕机器的共同中心线(2)自由旋转的表面下轴承(10和11)，并且通过将销分别插入水果的茎孔和花萼而建立核的理论中心线。
一组一个或多个圆刀(7)安装在机动轴(13)上，所述机动轴与滑架壳体(14)一起包括在被油、空气、或先油后气气缸(air-behind-oilcylinder)(16)或其它线性致动器驱动时在轨道(15)上行进的托架组件。手动装载水果时，托架组件通常会缩回。在装载水果之后，托架组件朝水果横向前进，使得旋转的圆形刀片(7)刺穿水果并同时使水果旋转。圆形刀片由固定刀片组引导，所述刀片附接到出自机器基座(1)的静态支撑杆(18)。刀片间隔件(17)使刀片在垂直于(90°)旋转轴(2)的固定平面上保持等距离的间隔，因此确保每个刀片将随着水果通过旋转轴旋转而沿着相同路径旋转。
在停止位置(12)处，刀片到达核直径，但不切穿所述核直径。然后，托架缩回，且此后将水果去核，并通过撞锤(19)向下推动水果穿过刀片架。
由自动化系统控制所有定位、去核、环切、“锤击”、缩回和排核，使得由继电器提供的气压和由plc(可编程逻辑控制器)提供的电信令在所述水果位于销之间之后且在所述水果位于销之间，但在去核和“锤击”之前进行环切；在一次装载中在两个方向上有效地对水果进行切片以产生切块。
图14a-b示出根据示例性实施例2400和2401增大或减小刀片盒和/或环切托架组合件中的刀片的间距的实行。当在竖直方向上将苹果切成12个等间隔的切割部分(1)，且在水平方向上切成4个等间隔的切割部分(2)时，只需几秒钟苹果即可呈现为48个可食用的部分。当在竖直方向上将苹果切成16个等间隔的切割部分(3)，且在水平方向上切成6个等间隔的切割部分(4)时，只需几秒钟苹果即可呈现为112个可食用的部分。在任一情况下，在环切之后分离出核，且在“锤击”之后排出核。
虽然已说明和描述本公开的各个方面，但如上所述，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以作出许多改变。因此，本公开的范围不受上述实施例的公开内容限制。
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