立式半自动菠萝削皮机的制作方法

本发明属于农副产品加工机械领域，具体涉及一种立式半自动菠萝削皮机。

背景技术：

菠萝是一种人们喜欢的水果，它不仅果实品质优良，营养丰富，含有大量的果糖，葡萄糖，维生素，柠檬酸和蛋白酶等物质，具有很高的营养价值。但是去除菠萝的皮非常麻烦，通常都是用水果刀手工操作。先是用水果刀把菠萝皮一圈一圈的去掉，再用一个带有凹槽小工具把菠萝的果眼以走螺旋线的方式一圈一圈的挖掉，削完皮的菠萝果眼处有很细、有一定硬度的小刺，这些小刺在操作过程中很容易弄伤手。同时手工削菠萝皮比较慢或者把菠萝的肉都削掉了，使果实的食用率降低，造成了一些浪费。

据查阅，中国专利CN203167981U公开了一种手摇式菠萝去皮取肉器，包括空心圆管、螺旋刀片和手摇柄，手摇柄与空心圆管上端相连接，螺旋刀片安装在空心圆管的下端，下端刀口上设有切肉刀刃，在切肉刀刃外侧还设有切皮刀，空心圆管的下端口和去皮刀口上设有一些斜齿。这种结构存在如下问题：1、由于菠萝的果眼分布呈类螺旋状，这种机构在使用的过程中可以去除一部分果眼和果皮，但是大部分还保留在菠萝上；2、卖菠萝的商人在卖菠萝的时候首先要带上厚大的劳保手套，降低了手掌的敏感度，去皮的时候容易划伤手并且去皮的厚度不均匀，去除果眼时切除不干净，有残留；3.操作过程过于缓慢。一些顾客有时为了赶时间不愿意去花费时间等待商贩去除菠萝皮。因此造成商贩只有在没有顾客的时候也要不停的去菠萝皮以满足顾客的需求，失去了休息的时间。

基于上述情况和市场的需要，发明一种新的便捷的机器供人们使用已成为一件亟待解决的事情。

技术实现要素：

本发明是在参考了大量同类作品的基础上，并克服现有产品的上述不足的基础上，提出能够适应不同大小菠萝的一种立式半自动菠萝削皮机，该机器的刀具能够走出不同的螺旋线轨迹，并能同时削皮和去果眼。

本发明的技术方案是：一种立式半自动菠萝削皮机，包括滑动丝杠螺母传动机构、刀具系统、菠萝旋转机构以及架，具体结构和连接方式为：

所述滑动丝杠螺母传动机构包括丝杠电机、A型键、联轴器、丝杠、丝杠滑台、滑轨以及滑块，所述丝杠电机与联轴器以及联轴器与丝杠用A型键连接，丝杠滑台固定在滑块上，通过与滑块的固定连接，带动刀具一起往复运动，滑轨固定在机架上。

所述刀具系统包括刀具座、管形活动套筒、弹簧、调节螺钉以及刀具，所述刀具座固定在丝杠滑台上，管形活动套筒与刀具座组成螺纹副，管形活动套筒通过定位轴固定在刀具座上，弹簧通过定心凸台安装在刀具座上，调节螺钉与管形活动套筒组成螺纹副，旋转调节刀具角度后，使其顶住刀具座，从而限制刀具的周向转动和管形活动套筒的轴向位置，通过改变调节螺钉顶在刀具座凸台的轴向位置，以改变刀尖的轴向位移，能切削到一定大小菠萝的果眼，使刀具适合切削不同大小的菠萝。

所述菠萝旋转机构包括菠萝电机、B型键、简易联轴器、底盘、下夹具体、上夹具体、旋转调节柄，所述菠萝电机和下夹具体均与简易联轴器采用B型键连接，上夹具体与旋转调节柄组成螺纹副，形成运动构件，旋转调节柄与机架组成的螺纹副，以顶住不同高度的菠萝。

所述下夹具体轴向固定，上夹具体通过螺纹副上下移动。

所述刀具的结构包括焊接在一起的刀头和刀柄，所述刀头的结构包括V型刀片、第一过渡圆弧刀片、第二过渡圆弧刀片、第一刺入V槽刀尖和第二刺入V槽刀尖。其中，V型刀片两侧面分别光滑连接第一过渡圆弧刀片和第二过渡圆弧刀片，V型刀片两端分别光滑连接第一刺入V槽刀尖和第二刺入V槽刀尖，刀尖刃口每处均为斜面刃口，所述刀柄的结构为一上端面加工有半圆槽的圆轴，且圆柱表面加工有一定尺寸的矩形凸台。

在单片机的控制下，两电机分别以一定的转速运动，走出任意螺旋角的螺旋线，以适应不同直径大小的菠萝。

工作原理及过程：

通过电机将旋转运动传动给丝杠，丝杠的旋转带动丝杠滑台在滑轨上做往复直线运动，从而刀具可以做上下往复直线运动，当刀具上下运动过程中吃刀深度过度增加时，菠萝压缩刀头，使刀柄压缩管形活动套筒内的弹簧，迫使刀具让刀，从而减小吃刀深度，同时另一电机带动菠萝做回转运动，两电机同时工作，并通过单片机控制两电机的转速，从而实现菠萝的整个削皮过程。

本发明突出优点在于：

1、采用梯形螺纹的丝杠与滑轨组合的设计，传动过程中刚度大，传动平稳，精确，效率高；

2、单片机与步进电机的有效组合能够实现丝杠、菠萝以不同的角速度转动，且刀具可以通过调节螺钉旋转任意角度，因此刀具可以走出任意螺旋角的螺旋线，适应了不同菠萝不同螺旋线的要求；

3、刀具可以通过改变调节螺钉顶在刀具座凸台的轴向位置来调节管形活动套筒的轴向位置，以改变刀尖的轴向位移，从而使刀具适合切削不同大小的菠萝。

4、拥有自动走刀模式，在测定完菠萝两螺旋线夹角、高度后可以选择此模式，自动切除菠萝上的每条螺旋线；

5、所述刀具的结构包括焊接在一起的刀头和刀柄；所述刀头的结构包括V型刀片、第一过渡圆弧刀片、第二过渡圆弧刀片、第一刺入V槽刀尖和第二刺入V槽刀尖。其中，V型刀片两侧面分别光滑连接第一过渡圆弧刀片和第二过渡圆弧刀片；V型刀片两端分别光滑连接第一刺入V槽刀尖和第二刺入V槽刀尖，刀尖刃口每处均为斜面刃口；所述刀柄的结构为一上端面加工有半圆槽的圆轴，且圆柱表面加工有一定尺寸的矩形凸台，与管形活动套筒的矩形槽配合组成移动副。第一刺入V槽刀尖和第二刺入V槽刀尖用来对准起始切削位置，以顺利刺入果眼的起始切削位置，同时，V型刀片切削果眼、第一过渡圆弧刀片和第二过渡圆弧刀片用来切削果皮,刀柄的半圆槽配合刀头的特殊结构减小切削阻力，从而保证较快的切削速度和较高的切削效率；

6、当刀具上下运动过程中吃刀深度过度增加时，菠萝压缩刀头，使刀柄压缩管形活动套筒内的弹簧，迫使刀具让刀，从而减小吃刀深度，果实利用率高。

7、总体最大尺寸400×200×200，携带方便，适用于家庭、商贩和商场等场合使用，占用空间小，携带方便，且各零件设计简单，加工方便，材料易得，互换性强。

附图说明

图1为本发明所述的立式半自动菠萝削皮机的结构立体图。

图2为本发明所述的立式半自动菠萝削皮机的刀具系统剖视图。

图3为本发明所述的立式半自动菠萝削皮机的工作原理结构正视图。

图4为本发明所述的立式半自动菠萝削皮机的刀具结构立体图。

图5为本发明所述的立式半自动菠萝削皮机的夹具体结构立体图。

图6为本发明所述的立式半自动菠萝削皮机的刀具座结构立体图。

图中标记为：底盘1、下夹具体2、刀具3、调节螺钉4、上夹具体5、旋转调节柄6、丝杠7、滑轨8、丝杠滑台9、滑块10、联轴器11、机架12、弹簧13、刀具座14、管形活动套筒15、丝杠电机16、菠萝电机17、简易联轴器18、菠萝19、刀柄20、第一圆弧刀片21、第一刺入V槽刀尖22、第二入V槽刀尖23、V型刀片24、第二渡圆弧刀片25。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1至图6所示，本发明所述的立式半自动菠萝削皮机，包括滑动丝杠螺母传动机构、刀具系统、菠萝旋转机构以及机架12，具体结构和连接关系为：

所述滑动丝杠螺母传动机构包括丝杠电机16、A型键、联轴器11、丝杠7、丝杠滑台9、六角螺栓、滑轨8以及滑块10，所述丝杠电机16与联轴器11以及联轴器11与丝杠7采用A型键连接；丝杠滑台9通过六角螺栓固定在滑块10上，通过与滑块10的固定连接，带动刀具3一起往复运动；滑轨8通过六角螺栓固定在机架12上。

所述刀具系统包括带有外螺纹的刀具3、调节螺钉4、弹簧13、刀具座14以及管形活动套筒15，其中，刀具座14通过螺钉固定在丝杠滑台9上，管形活动套筒15与刀具座14组成螺纹副，并通过刀具座14的定位轴肩固定在刀具座14上，弹簧13通过刀具座14的定心凸台安装在刀具座14上；调节螺钉4与管形活动套筒15组成螺纹副，旋转调节刀具3的角度后，使其顶住刀具座14，从而限制刀具3的周向转动和管形活动套筒15的轴向位置，此外，可以通过改变调节螺钉4顶在刀具座14凸台的轴向位置，以改变刀尖的轴向位移，使其切削到一定大小菠萝19的果眼，从而使刀具3适合切削不同大小的菠萝19。

所述刀具3的结构包括焊接在一起的刀头和刀柄20；所述刀头的结构包括V型刀片24、第一过渡圆弧刀片21、第二过渡圆弧刀片25、第一刺入V槽刀尖22和第二刺入V槽刀尖23。其中，V型刀片24两侧面分别光滑连接第一过渡圆弧刀片21和第二过渡圆弧刀片25，V型刀片24两端分别光滑连接第一刺入V槽刀尖22和第二刺入V槽刀尖23，刃口每处均为斜面刃口；所述刀柄20的结构为一上端面加工有半圆槽的圆轴，且圆柱表面加工有一定尺寸的矩形凸台，与管形活动套筒15的矩形槽配合组成移动副。

所述菠萝旋转机构包括菠萝电机17、B型键、简易联轴器18、底盘1、下夹具体2、上夹具体5、旋转调节柄6，所述菠萝电机17和下夹具体2均与简易联轴器18采用B型键连接；上夹具体5与旋转调节柄6组成转动副，形成一运动构件，旋转调节柄6与机架12组成螺纹副，以便顶住不同高度的菠萝19。

本发明所述的立式半自动菠萝削皮机的使用方法步骤：

1)先把菠萝19的两头用刀削掉,用下夹具体2顶住菠萝19的下端，然后转动旋转调节柄6，使其顶住菠萝19的上端，菠萝19在菠萝电机17的带动下作旋转运动；

2)启动电源，由单片机里面的程序给出指令实现两步进电机的转动；

3)在单片机的控制下，丝杠电机16以一定转速带动丝杠滑台9作直线运动，从而带动刀具3作直线运动，首先第一刺入V槽刀尖或第二刺入V槽刀尖对准菠萝下端面的某一个菠萝眼A，使其刚好接触果眼的起始切削位置，此时吃刀深度为零，单片机记录此时刀具3的位置,单片机发出脉冲信号控制丝杠电机16带动刀具3向上移动一定距离后停止转动，然后让控制菠萝19转动的菠萝电机17旋转一定角度ɑ，使刀尖与另一个菠萝眼B对齐，这个菠萝眼B与前一个菠萝眼A构成的螺旋线可以确定菠萝的螺旋角；

4)丝杠电机16带动刀具3沿着菠萝19向上走至菠萝19顶端停下，单片机记录刀具3的行程即菠萝19的高度H，从而可以结合螺旋角确定出菠萝19的螺距L，进而通过指定的程序确定出两个步进电机的转速；

5)通过旋转调节螺钉4和旋转刀具3，给刀具3以一定的背吃刀量和一定的旋转角度，打开自动按钮，丝杠电机16反转，单片机发出脉冲信号控制菠萝电机17以一定的转速带动菠萝19旋转，同时控制丝杠电机16以一定的转速带动丝杠7以一定的直线速度移动，从而完成第一条螺旋线B-A的切削；

6)第一条螺旋线切削完成之后，丝杠电机16反转，通过上述测量参数，单片机控制双电机完成第二条螺旋线的切削，如此往复循环，直至切削过程结束。