自动水果削皮系统的制作方法

本实用新型涉及自动化机械设备，更具体地说，涉及一种自动水果削皮系统。

背景技术：

随着社会的进步，自动鲜榨水果饮料机发展得越来越快，对榨汁机器的食品安全卫生的要求越来越高。市场上大部分自动橙汁机在榨汁过程中果皮也进入压榨过程。虽然水果经过清洗，但运营商责任心、水平参差不齐，果皮进入榨汁过程带入卫生风险。为解决此问题并降低运营的强度和成本，在榨汁之前对橙子或其他水果削皮势在必行。

市场上现有的削皮设备都存在体积大、电控复、稳定性差的缺点。体积大就影响整机小型化，需要更大的占地面积。因为削皮分解动作较多，多采用多个动力源(电机或者气缸)，造成控制复杂，直接导致整机稳定下差。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种控制简单、体积小且稳定性高的自动水果削皮系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提出一种自动水果削皮系统，包括安装支架和设置于安装支架一侧的上夹爪组件、下夹爪组件和削皮刀组件以及设于安装支架内用于驱动削皮刀组件和上夹爪组件相对于下夹爪组件上下移动和驱动下夹爪组件旋转的驱动模组，其中：

所述下夹爪组件可转动地安装于安装支架侧向延伸出的安装座内，具有弹性支撑于安装座的下芯轴，下芯轴的上端面沿周向均匀间隔设置多个下夹爪；所述上夹爪组件包括可沿安装支架上下移动的上夹爪支撑臂和可转动地支承于上夹爪支撑臂末端且与所述下芯轴共轴线的上芯轴，所述上芯轴的下端面固定设有正对所述多个下夹爪的多个上夹爪；所述削皮刀组件包括可由驱动模组驱动而沿安装支架上下移动的削皮刀支撑臂和设于削皮刀支撑臂上的削皮刀具；所述上夹爪支撑臂和削皮刀支撑臂上还对应设置有相配合的卡合结构以使上夹爪支撑臂可以随削皮刀支撑臂一起上下移动并在一定作用力下脱离与削皮刀支撑臂的卡合；

所述驱动模组包括电机、丝杆、离合机构、第一传动机构和第二传动机构，所述电机通过第一传动机构带动丝杆旋转进而带动通过丝杆螺母安装于丝杆上的削皮刀支撑臂上下移动，所述离合机构包括与下芯轴固定连接的上离合单元和通过第二传动机构由电机带动旋转的下离合单元，上夹爪组件下移与下夹爪组件夹紧水果使下芯轴克服弹力下移时上离合单元与下离合单元啮合带动下芯轴旋转。

根据本实用新型自动水果削皮系统的一个实施例中，所述第一传动机构包括与电机输出轴固定连接的第一齿轮和与丝杆下端固定连接的第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合；所述第二传动机构包括与丝杆下端固定连接的第三齿轮和与下离合单元固定连接的第四齿轮，第三齿轮与第四齿轮啮合。

根据本实用新型自动水果削皮系统的一个实施例中，所述上离合单元为固定于下芯轴下部的上离合齿圈，所述下离合单元为固定于第四齿轮上部的下离合齿圈，所述上离合齿圈与下离合齿圈可相互啮合。

根据本实用新型自动水果削皮系统的一个实施例中，所述下芯轴的上端固定设有一夹爪平台，并在所述夹爪平台的上端面沿周向均匀间隔设置所述多个下夹爪，所述夹爪平台与安装座之间的所述下芯轴上套装一弹簧。

根据本实用新型自动水果削皮系统的一个实施例中，所述相配合的卡合结构包括设置于上夹爪支撑臂的侧壁上的定位珠和设置于削皮刀支撑臂上以与所述定位珠扣合的定位凸起。

根据本实用新型自动水果削皮系统的一个实施例中，所述安装支架内还设有与丝杆平行的一组导杆，所述上夹爪支撑臂和削皮刀支撑臂套装于所述一组导杆上以由其提供上下移动的导向，并且所述导杆的上段周面设有齿纹。

根据本实用新型自动水果削皮系统的一个实施例中，所述系统还包括设置于安装支架同一侧的去蒂组件，所述去蒂组件进一步包括切蒂刀架和分别安装于切蒂刀架上段、中段和下段的上切蒂刀、中剖切刀和下切蒂刀，所述去蒂组件还包括一连杆，所述连杆通过连杆固定轴和复位扭簧可转动地安装于安装支架内，且所述连杆的远离连杆固定轴的第一端固定一拨动杆插装于切蒂刀架上对应开设的滑槽内，所述削皮刀支撑臂上凸伸出在向下移动过程中削皮行程结束时正好与连杆的第一端相抵以使连杆绕连杆固定轴转动从而带动切蒂刀架向外伸出的拨动块。

根据本实用新型自动水果削皮系统的一个实施例中，所述上芯轴和下芯轴的对应端面中心均开设有容置孔，并在所述容置孔内容置一卸料顶杆，且所述卸料顶杆与所述容置孔的底部之间连接一促使卸料顶杆伸出容置孔的弹簧。

根据本实用新型自动水果削皮系统的一个实施例中，所述下芯轴的下端还向下延伸出一感应杆，所述安装座的底部设有与所述感应杆配合的传感器，所述感应杆随下芯轴下移至预定位置时被所述传感器感应并产生控制外部驱动机构驱动安装支架摆动的信号。

根据本实用新型自动水果削皮系统的一个实施例中，所述安装支架的另一侧的上下两端还设有与所述外部驱动机构配合的第一摆臂和第二摆臂。

根据本实用新型的自动水果削皮系统能通过单个电机完成水果夹持、旋转和削皮的整个动作过程，控制简单，结构紧凑且稳定可靠。根据本实用新型的自动水果削皮系统还能够通过简单可靠的结构将削皮刀组件和去蒂组件联动，通过去蒂组件削掉水果两端蒂部未能削掉的果皮，并将削好皮的水果一分为二，实现对水果的完整削皮，无残留，提升果汁口感和卫生安全性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一个实施例的自动水果削皮系统的结构示意图；

图2是图1所示的自动水果削皮系统去掉安装支架后的结构示意图；

图3是本实用新型一个实施例中下夹爪组件与驱动模组配合的局部结构示意图；

图4是本实用新型一个实施例中上夹爪组件和削皮刀组件与驱动模组配合的局部结构示意图；

图5是本实用新型一个实施例中去蒂组件的局部结构示意图；

图6是图5所示的去蒂组件的另一个角度的局部结构示意图；

图7是本实用新型一个实施例中上夹爪组件的上芯轴的结构爆炸图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和图2所示，根据本实用新型一个实施例的自动水果削皮系统主要由安装支架10和设置于安装支架10一侧的上夹爪组件20、下夹爪组件30、削皮刀组件40、去蒂组件50构成。安装支架10内还设有用于驱动削皮刀组件40和上夹爪组件20相对于下夹爪组件30上下移动以及驱动下夹爪组件30旋转的驱动模组60。具体来说，下夹爪组件30安装在安装支架10底部侧向延伸出的安装座13内，具有可由驱动模组60驱动旋转的下芯轴31，并在下芯轴31的上端面沿周向均匀间隔设置多个下夹爪32，用于支撑水果90(参见图2所示)。上夹爪组件20设置于下夹爪组件30的上方，具有一上夹爪支撑臂21，其可在驱动模组60驱动下沿安装支架10上下移动。上夹爪支撑臂21的末端通过例如轴承可转动地安装有上芯轴22，上芯轴22与下夹爪组件30的下芯轴31共轴线，并且，上芯轴22的下端面固定设有正对多个下夹爪32的多个上夹爪23，用于与多个下夹爪31配合共同夹持水果。削皮刀组件40具有一削皮刀支撑臂41，其亦可在驱动模组60驱动下沿安装支架10上下移动。削皮刀支撑臂41的末端安装有削皮刀具42，其用于对旋转中的水果90进行削皮。

驱动模组60驱动上夹爪组件20、下夹爪组件30和削皮刀组件40动作的具体实现参见图2所示。驱动模组60包括电机61、第一齿轮62、第二齿轮63、第三齿轮64、第四齿轮65、丝杆66和离合机构67。其中，第一齿轮62和第二齿轮63构成第一传动机构，第一齿轮62与电机61的输出轴固定连接，第二齿轮63与丝杆66下端固定连接。电机61带动第一齿轮62转动，从而带动与第一齿轮62啮合的第二齿轮63转动，进而带动安装第二齿轮63的丝杆66旋转，削皮刀组件40的削皮刀支撑臂41通过丝杆螺母安装于丝杆63上，以随丝杆63的正反向旋转而上下移动。第三齿轮64和第四齿轮65构成第二传动机构，第三齿轮64与丝杆66下端固定连接，第四齿轮65与离合机构67的下离合单元固定连接。第三齿轮64随丝杆66的转动而转动，从而带动与第三齿轮64啮合的第四齿轮65转动，进而带动安装第四齿轮65的下离合单元旋转，下夹爪组件30的下芯轴31与离合机构67的上离合单元固定连接，从而可在离合机构67的上离合单元与下离合单元啮合时随之一起旋转。

进一步参见图3所示，下夹爪组件30安装在安装支架10底部侧向延伸出的安装座13内，安装座13由外壳131和底盖132安装构成。下夹爪组件30的下芯轴31进一步包括通过第一轴承33可转动地支承于外壳131内的转轴311，转轴311的上端伸出外壳131上方，并固定设有夹爪平台312，夹爪平台312的上端面沿周向均匀间隔设置多个下夹爪32，用于共同支撑水果。转轴311的下端固定安装上离合单元，具体图示为一上离合齿圈671，上离合齿圈671的下端面具有离合齿纹。下离合单元具体如图示为通过第二轴承673可转动地支承于外壳131内的下离合齿圈672，该下离合齿圈672与转轴311共轴线，且下离合齿圈672的上端面具有与上离合齿圈671下端面的离合齿纹相啮合的离合齿纹。下离合齿圈672的下端固定连接第四齿轮65，以如前所述由电机61通过相应传动机构带动而旋转。当上离合齿圈671与下离合齿圈672啮合时，整个下芯轴31便可随之一起旋转。进一步如图3所示，在夹爪平台312的下端与外壳131之间的转轴311上套装有弹簧34，并且夹爪平台312的下端沿外周形成有向下延伸的罩缘以将伸出外壳的转轴311以及弹簧34罩住。弹簧34具有促使下芯轴31及其上的上离合齿圈671远离下离合齿圈672的运动趋势，也即，如图3所示的初始状态下，弹簧34的弹力使得上离合齿圈671与下离合齿圈672相分离而不处于啮合状态。当上夹爪组件20下移与下夹爪组件30夹紧水果使下芯轴31克服弹簧34弹力下移时，上离合齿圈671与下离合齿圈672啮合，便可将电机61的动力传递给下芯轴31，使下芯轴31一起旋转。

进一步如图3所示，下芯轴31的转轴311下端还向下延伸出一感应杆313。感应杆313可通过例如螺纹连接的方式固定于转轴311的下端，并穿过离合机构67的各部件伸向安装座的底盖132。对应地，底盖132内设置有用于与感应杆313配合的传感器35。当感应杆313随下芯轴31下移至预定位置时，会被传感器35感应到，使传感器35产生控制信号，控制外部驱动机构驱动安装支架10摆动到特定的削皮位置。为此，参见图1所示，安装支架10的另一侧的上下两端还设有与外部驱动机构配合的第一摆臂11和第二摆臂12。

再如图4所示，上夹爪支撑臂21和削皮刀支撑臂41上对应设置有相配合的卡合结构以使上夹爪支撑臂21可以随削皮刀支撑臂41一起上下移动并在一定作用力下脱离与削皮刀支撑臂41的卡合。具体如图4所示的实施例中，所述相配合的卡合结构包括设置于上夹爪支撑臂21的侧壁上的定位珠211和设置于削皮刀支撑臂41上以与定位珠211扣合的定位凸起411。削皮刀支撑臂41通过上述的卡合结构带动上夹爪支撑臂21一起上下移动。当削皮刀支撑臂41带动上夹爪支撑臂21一起向下移动到上夹爪23与下夹爪32配合夹紧水果90时，离合机构67啮合带动下芯轴31旋转，进而带动夹持的水果90旋转。此时，由于削皮刀支撑臂41继续向下移动而上夹爪支撑臂21受阻，定位凸起411与定位珠211滑脱，上夹爪支撑臂21脱离与削皮刀支撑臂41的联动而保持静止，削皮刀支撑臂41则继续带着削皮刀具42下移对夹持旋转中的水果90进行削皮。当削皮刀组件40完成削皮后，削皮刀支撑臂41继续向下移动到行程底端的过程中会带动去蒂组件50动作进行去蒂剖切，后续将结合图5和图6给出详细介绍。削皮刀支撑臂41从行程底端向上移动到与上夹爪支撑臂21相接触时，定位凸起411与定位珠211再次卡合，削皮刀支撑臂41与上夹爪支撑臂21恢复联动，上夹爪支撑臂21随削皮刀支撑臂41一起上移，松开对削皮后的水果90的夹持，此时离合机构67解除啮合，下芯轴31不再随第四齿轮65旋转。具体实现时，削皮刀支撑臂41的行程顶端和底端通过设置上限位传感器和下限位传感器来实现，当电机61带动丝杆66转动进而带动削皮刀支撑臂41下移至行程底端时，下限位传感器被触发，控制电机61带动丝杆66反转，进而带动削皮刀支撑臂41上移；当削皮刀支撑臂41上移至行程顶端时，上限位传感器被触发，控制电机61停止反转，削皮刀支撑臂41带动上夹爪支撑臂21回到初始位置，等待下一次削皮操作。

进一步如图4所示，上夹爪支撑臂21和削皮刀支撑臂41还均套装于一组导杆141和142上。该组导杆141和142设置于安装支架10内且与丝杆66平行，用于为上夹爪支撑臂21和削皮刀支撑臂41的上下移动提供导向作用。并且，导杆141和142的上段周面均设有加工有细小的齿纹141a和142a，用于增加摩擦力，避免上夹爪支撑臂21压紧水果而脱离与削皮刀支撑臂41的联动后压力释放而向上反弹，无法压紧水果。

进一步如图1和图2所示，该自动水果削皮系统还设有去蒂组件50。去蒂组件50主要由切蒂刀架53和分别安装于切蒂刀架54上段、中段和下段的上切蒂刀51、中剖切刀52和下切蒂刀53构成。上切蒂刀51和下切蒂刀53用于在削皮刀具42对水果90削完皮之后削掉水果90两端蒂部未能削掉的果皮，避免果皮参与榨汁影响果汁的口感和卫生。中剖切刀62则用于将削好皮的水果90一分为二，形成小块水果进入后续的榨汁机构里面，更有利于榨汁。进一步如图2所示，去蒂组件50还包括一致动用的连杆55，该连杆55与削皮刀组件40的削皮刀支撑臂41配合，以便在削皮刀组件40完成削皮之后才会带动切蒂刀架53上的上切蒂刀51、中剖切刀52和下切蒂刀53向外伸出对削完皮的水果90进行去蒂剖切。

具体参见图5和图6所示，连杆55通过连杆固定轴551和复位扭簧(图中不可见)可转动地安装于安装支架10内，连杆55的远离连杆固定轴551的第一端552上固定一拨动杆554。该拨动杆554插装于切蒂刀架54上对应开设的滑槽541内，由此可在连杆55通过连杆固定轴551转动时，拨动杆554沿滑槽541滑动的同时带动切蒂刀架54水平向外伸出或向内收回。优选地，安装支架10内还可设有引导切蒂刀架54水平向外伸出或向内收回的导向组件。进一步如图5和图6所示，削皮刀支撑臂41上固定设有一拨动块43，该拨动块43从削皮刀支撑臂41上凸伸出来，正好对着连杆55的第一端552上另一侧设置的连杆轴承553。在驱动模组60驱动削皮刀支撑臂41向下移动的过程中，当削皮刀支撑臂41的削皮行程结束时，削皮刀支撑臂41上的拨动块43正好抵到连杆轴承553上，随着削皮刀支撑臂41继续向下移动到行程的最底端的过程中，拨动块43向下压连杆轴承553，带动连杆55转动，进而通过拨动杆554带动切蒂刀架54向外伸出，由此通过上切蒂刀51、中剖切刀52和下切蒂刀53完成削完皮的水果的去蒂剖切。当驱动模组60驱动削皮刀支撑臂41向上移动复位时，拨动块43逐渐解除对连杆轴承553的抵压，连杆55亦在复位扭簧的作用下带动切蒂刀架54及其上的上切蒂刀51、中剖切刀52和下切蒂刀53逐渐收回复位。

在通过上切蒂刀51和下切蒂刀53去掉削完皮的水果上下两端的尾蒂之后，两端尾蒂可能会卡在上夹爪23和下夹爪32上无法脱落，从而影响下一个水果的削皮处理。为此，本实用新型还在上芯轴22和下芯轴31内设置有卸料顶杆。参见图7所示，以上芯轴22为例，上芯轴22的下端面中心开设有容置孔221，卸料顶杆24容置在容置孔221内，并通过弹簧25弹性支撑，也即，弹簧25的下端固定连接容置孔221的底部，上端固定连接卸料顶杆24，弹簧25的弹力促使卸料顶杆24的至少一段伸出容置孔221外部。并且，容置孔221的上缘形成台阶222，卸料顶杆24的上端沿周向延伸出搭沿241，当卸料顶杆24受压收入容置孔221内时，搭沿241正好抵靠于容置孔221的台阶222上。而且，容置孔221的内壁沿周向形成有多个凸起223，卸料顶杆24的外周对应于该多个凸起223开设有多个相配合的导向槽242。当卸料顶杆24在容置孔221内移动时，通过凸起223与导向槽242配合实现导向作用。下芯轴31具有与上芯轴22相同的卸料顶杆设计，故在此便不再赘述。

上述卸料顶杆的动作过程如下：当上夹爪组件20下移与下夹爪组件30配合夹紧水果90时，水果90的两端分别抵压上芯轴22和下芯轴31上的卸料顶杆24，使卸料顶杆24克服弹簧25的弹力收回到容置孔221内；水果90削完皮并被去蒂剖切之后，上夹爪组件20上移松开对水果90的夹持，水果90落入榨汁机构内，同时，上芯轴22和下芯轴31上的卸料顶杆24受到的抵压力被解除，卸料顶杆24在弹簧25的弹力作用下伸出，将卡在上夹爪23和下夹爪32上的尾蒂弹出。

本实用新型上述的自动水果削皮系统的工作过程如下：

初始状态下，上夹爪组件20相对远离下夹爪组件30，由于离合机构67的上离合齿圈671与下离合齿圈672分离，只有下离合齿圈672在驱动模组60驱动下旋转，上离合齿圈671以及下芯轴31保持静止。从水果托盘夹持水果时，上夹爪组件20和削皮刀组件40一起在驱动模组60的驱动下相对下夹爪组件30下移，通过上夹爪23和下夹爪311将水果夹住。然后，上夹爪组件20和削皮刀组件40一起继续下移，在弹簧34的阻力作用下上夹爪23和下夹爪311插入水果内。然后，上夹爪组件20克服弹簧34的弹力再继续下移，带动下芯轴31进而带动感应杆313向下移动至预定位置时，被传感器35感应到，产生控制信号控制外部驱动机构驱动安装支架10摆动到特定的削皮位置。然后，上夹爪组件20进一步克服弹簧33的弹力继续下移，带动下芯轴31进而带动上离合齿圈617下移直至与下离合齿圈672啮合，此时，上离合齿圈671随下离合齿圈672一起旋转，从而带动下夹爪32和上夹爪23夹紧水果一起旋转。之后，削皮刀组件40继续在驱动模组60的驱动下下移，对夹持旋转中的水果进行削皮处理，与此同时，上夹爪组件20受阻而脱离与削皮刀组件40的联动。当削皮刀组件40的削皮行程结束时，削皮刀支撑臂41上的拨动块43正好抵到去蒂组件50的连杆轴承553上，随着削皮刀组件40继续向下移动到行程的最底端的过程中，拨动块43向下压连杆轴承553，带动连杆55转动，进而通过拨动杆554带动切蒂刀架54向外伸出，由此通过上切蒂刀51、中剖切刀52和下切蒂刀53完成削完皮的水果的去蒂剖切。当驱动模组60驱动削皮刀组件40向上移动复位时，拨动块43逐渐解除对连杆轴承553的抵压，连杆55亦在复位扭簧的作用下带动切蒂刀架54及其上的上切蒂刀51、中剖切刀52和下切蒂刀53逐渐收回复位。当削皮刀组件40向上移动到削皮刀支撑臂41上的定位凸起411与上夹爪支撑臂21上的定位珠211再次卡合，削皮刀组件40与上夹爪组件20恢复联动一起上移，松开对削皮后的水果90的夹持，此时离合机构67解除啮合，下芯轴31不再旋转。当削皮刀组件40带动上夹爪组件20上移至行程顶端时，恢复到初始状态。此时，可产生控制信号控制外部驱动机构驱动安装支架10反向摆动回到初始位置，一次水果夹持削皮动作完成。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。