自动水果削皮机械手的制作方法

本发明涉及自动化机械设备，更具体地说，涉及一种自动水果削皮机械手。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高，街头的各种自动榨汁售卖机器也应运而生。目前自动榨汁售卖机多采用压榨机构挤压榨汁的结构形式，为了提升果汁口感，削皮必不可少。因而一些榨汁售卖机内设计了自动水果削皮机械手，通过削皮刀上下移动对由上下两组夹爪夹住高速旋转的水果进行削皮处理。上下两组夹爪被设计成呈倾斜地方式夹持水果，削完皮后，削皮刀和上夹爪回撤，水果便依靠自身的重力跌落到榨汁机构内进行榨汁。但是，为了夹紧水果上下夹爪往往都会部分嵌入水果上下端内，单纯依靠水果自身的重力有时会出现水果无法从下夹爪上掉落的情况，导致系统故障。这种削皮机械手同时涉及夹住水果、旋转水果和削皮等多个操作，因而驱动系统往往比较复杂，成本高，也不利于机器的小型化发展趋势。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种便于水果削完皮后掉落的多功能自动水果削皮机械手。

本发明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机械手，包括安装支架和设置于安装支架上的上夹爪组件、下夹爪组件、削皮刀组件以及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，所述下夹爪组件具有可转动地安装于安装支架侧向延伸出的安装座上的下芯轴和设置于下芯轴上端面的多个下夹爪，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且所述上芯轴的下端面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沿安装支架上下移动的削皮刀座和设于削皮刀座上的削皮刀；所述自动水果削皮机械手还包括水果推出机构，所述水果推出机构包括：

推杆，所述推杆安装于削皮刀座上且可相对于削皮刀座横向移动；

连杆，所述连杆的第一端可转动地安装于削皮刀座，所述连杆的第二端通过销轴滑动卡装于所述推杆尾端开设的斜向滑槽内以便所述连杆转动可带动所述推杆横向移动；

连杆定位板，所述连杆定位板对应于削皮刀座的上下移动行程下端设置于安装支架上，所述连杆定位板与所述连杆之间设有相互配合以在削皮刀座下移至移动行程下端时促使连杆正向转动以带动推杆横向伸出的推动结构以及在削皮刀座上移复位时促使连杆反向转动以带动推杆横向收回的回退结构。

根据本发明的自动水果削皮机械手的一个实施例中，所述推动结构包括形成于连杆的第一端和第二端之间的与连杆定位板相对的表面上的致动弧面和形成于所述连杆定位板上与所述致动弧面正对的致动凸起，所述削皮刀座下移至移动行程下端时所述致动凸起沿所述致动弧面抵推连杆从而使连杆正向转动，带动推杆横向伸出。

根据本发明的自动水果削皮机械手的一个实施例中，所述回退结构包括从所述连杆凸伸出的回退导向柱和形成于连杆定位板上的与所述回退导向柱配合的限位凸起，所述致动凸起沿致动弧面抵推连杆正向转动至最大位置时所述回退导向柱正好抵于所述限位凸起下部，所述削皮刀座上移复位时所述限位凸起抵压所述回退导向柱从而使连杆反向转动带动推杆横向收回。

根据本发明的自动水果削皮机械手的一个实施例中，所述推杆开设有横向滑槽，所述削皮刀座设有推杆导向销滑动卡装于所述横向滑槽内以便所述推杆可相对于削皮刀座沿横向滑槽移动。

根据本发明的自动水果削皮机械手的一个实施例中，所述水果推出机构还包括固定于削皮刀座上的推杆压板，所述推杆压板延伸出一压沿正好位于推杆上表面上。

根据本发明的自动水果削皮机械手的一个实施例中，所述上夹爪支撑臂和削皮刀座还对应设置有相配合的削皮夹紧联动机构以使上夹爪支撑臂可以随削皮刀座一起上下移动并在一定作用力下脱离与削皮刀座的联动。

根据本发明的自动水果削皮机械手的一个实施例中，所述削皮刀座横向延伸出一固定板，所述固定板上竖向穿设一丝杆螺母和至少一个第一导向套，并且所述固定板的上表面嵌装有至少一个第一磁铁；所述上夹爪支撑臂的另一端横向延伸出一下压板，所述下压板上对应所述丝杆螺母竖向穿设有同轴的第二导向套以供同一丝杆穿过，对应所述至少一个第一导向套竖向穿设有同轴的至少一个第三导向套以供至少一个相同的导向柱穿过，并且所述下压板的下表面嵌装有与所述至少一个第一磁铁对应吸合的至少一个第二磁铁；所述驱动模组包括电机、丝杆和传动机构，所述电机通过传动机构带动丝杆旋转进而通过丝杆与所述丝杆螺母的配合带动削皮刀座上下移动，所述上夹爪支撑臂通过第二磁铁与第一磁铁的吸合随削皮刀座一起上下移动。

根据本发明的自动水果削皮机械手的一个实施例中，所述固定板的上表面环绕所述丝杆螺母和所述至少一个第一导向套分别嵌装有第一磁铁，所述下压板的下表面环绕所述第二导向套和所述至少一个第三导向套分别嵌装有第二磁铁。

根据本发明的自动水果削皮机械手的一个实施例中，所述自动水果削皮机械手还包括设置于安装支架上的切蒂组件，所述切蒂组件进一步包括可横向移动以在削皮刀座下移至移动行程下端时横向伸出并在削皮刀座上移复位时横向收回的切蒂刀架和分别从切蒂刀架上段和下段横向伸出的上切蒂刀和下切蒂刀。

根据本发明的自动水果削皮机械手的一个实施例中，所述安装支架上对应于上夹爪支撑臂的上下移动行程上端位置设有一去尾蒂罩，所述去尾蒂罩罩于上移复位的上芯轴及多个上夹爪的外部。

根据本发明实施例的自动水果削皮机械手通过设置水果推出机构，使设置在特定位置的连杆定位板促使连杆正向转动进而带动推杆横向伸出，正好将削好皮的水果推落，然后连杆随削皮刀座复位上移时又被连杆定位板抵压反向转动进而带动推杆横向收回。因而，该自动水果削皮机械手既能保证将每个削完皮的水果推落，又不会对水果削皮机械手原有的水果夹持和削皮操作造成任何影响，而且，通过一个动力源带动削皮刀座的上下移动便可配合水果推出机构的结构设计实现正好在削完皮时推出水果并在削皮刀复位时带动水果推出机构复位，实现削皮机械手的多个操作，简化系统结构，降低成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一个实施例的自动水果削皮机械手的结构示意图；

图2是图1所示的自动水果削皮机械手处于另一状态的结构示意图；

图3是本发明一个实施例的自动水果削皮机械手的削皮夹紧联动机构的结构示意图；

图4是图3中上夹爪组件的一个角度的结构示意图；

图5是图3中上夹爪组件的另一个角度的结构示意图；

图6是图3中削皮刀组件的结构示意图；

图7是本发明一个实施例的自动水果削皮机械手的水果推出机构的整体结构示意图；

图8是图7所示的水果推出机构的移动部分的结构示意图；

图9是本发明一个实施例的连杆的结构示意图；

图10是图7所示的水果推出机构在推杆处于初始位置时连杆与连杆定位板配合的结构示意图；

图11是图10中a部的放大图；

图12是图7所示的水果推出机构在推杆处于最终位置时连杆与连杆定位板配合的结构示意图；

图13是图12中b部的放大图；

图14是本发明一个实施例的自动水果削皮机械手的切蒂组件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

图1和图2分别示出了根据本发明一个实施例的自动水果削皮机械手的结构示意图，其中图1所示为该自动水果削皮机械手夹紧水果开始削皮的状态，图2所示为该自动水果削皮机械手削完皮的状态。如图1和图2所示，该自动水果削皮机械手主要由安装支架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、切蒂组件50和水果推出机构60构成。安装支架10内还设有驱动模组，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。安装支架10的另一侧的上下两端设置第一摆臂11和第二摆臂12，用于将安装支架10安装在外部驱动机构上，以带动整个自动水果削皮机械手摆动到相应的工作位置。具体来说，如图1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上，具有可转动地安装于安装座13上以由驱动模组驱动旋转的下芯轴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。如图1和图5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221，用于与多个下夹爪32配合共同夹持水果。如图1和图6所示，削皮刀组件40具有一削皮刀座41，其亦可在驱动模组驱动下沿安装支架10上下移动。削皮刀座41上安装有削皮刀42，其用于对被上夹爪221和下夹爪32夹持旋转中的水果进行削皮。驱动模组可以采用现有的各种合适的或可能的技术手段来驱动削皮刀组件40和上夹爪组件20相对于下夹爪组件30上下移动和驱动下夹爪组件30旋转。例如，驱动组件可包括电机、丝杆和传送机构，电机通过传动机构带动丝杆旋转进而通过丝杆与设置于削皮刀组件40上的丝杆螺母配合带动削皮刀组件40上下移动，上夹爪组件20和削皮刀组件40之间还设有削皮夹紧联动机构以使上夹爪组件20可以随削皮刀组件40一起上下移动并在一定作用力下脱离与削皮刀组件40的联动。

具体如图3所示，上夹爪组件20进一步设有从上夹爪支撑臂21的另一端横向延伸出的下压板23，削皮刀组件40进一步设有从削皮刀座41横向延伸出的固定板43。下压板23的下表面231与固定板43的上表面431之间设有相互吸合的磁铁，从而使二者可相对固定，并可在一定作用力下相互分离。具体如图6所示，削皮刀组件40的固定板43上竖向穿设有丝杆螺母441，用于与驱动模组的丝杆配合以在丝杆的作用下带动固定板43沿丝杆上下移动，从而带动削皮刀42上下移动。固定板43上在丝杆螺母441的两侧还分别竖向穿设有一个导向套442和443，用于供导向柱穿过以为固定板43的上下移动提供导向作用。并且，固定板43的上表面431上环绕该丝杆螺母441和导向套442、443分别嵌装有一个圆环形磁铁451、452和453。

对应地，参见图4和图5所示，上夹爪组件20的下压板23上对应丝杆螺母441竖向同轴穿设有导向套241以供同一丝杆穿过，并同样在导向套241的两侧对应穿设有两个导向套242和243与固定板43上的两个导向套442、443同轴以供对应导向柱穿过。而且，下压板23的下表面231环绕导向套241、242和243分别嵌装有一个圆环形磁铁251、252和253，该圆环形磁铁251、252和253与固定板43上的圆环形磁铁451、452和453极性分别相反，从而可以相互吸合。

根据本发明上述的削皮夹紧联动机构在初始状态下，上夹爪组件20的下压板23和削皮刀组件40的固定板43均穿设在丝杆和对应导向柱上，并且下压板23和固定板43在磁铁的作用下吸合。然后，电机带动丝杆转动，从而通过固定板43上的丝杆螺母带动固定板43向下移动，同时下压板23在磁铁的作用下一起向下移动，实现上夹爪组件20随削皮刀组件40一起向下移动。当上夹爪组件20的上夹爪221下移至与水果接触并进而刺入水果内将水果夹紧后，上夹爪组件20受阻而不再向下移动，削皮刀组件40向下移动的作用力超出磁铁的磁力时固定板43便与下压板23分离，削皮刀组件40继续向下移动完成后续的削皮动作。当削皮刀组件40完成削皮动作后在电机带动下上移复位的过程中，上移至固定板43靠近下压板23时，二者在磁铁的磁力作用下再次吸合，从而使得上夹爪组件20可随削皮刀组件4一起上移回到初始位置。

为了确保水果削皮完后能够顺利掉落，该自动水果削皮机械手设置有水果推出机构60。参见图7和图8所示，该水果推出机构60主要由推杆61、连杆62、推杆压板63和连杆定位板64构成。其中，推杆61安装在削皮刀组件40的削皮刀座41上，并可相对于削皮刀座41横向移动以伸出或收回。推杆压板63固定在削皮刀座41侧面并且上端延伸出一压沿正好位于推杆61的上表面上，从而为推杆61的横向移动提供一定的导向左右，防止推杆61摆动。连杆62的第一端可转动地安装在削皮刀座41上，连杆62的第二端与推杆61的尾端滑动安装，以便连杆62相对于削皮刀座41转动时便可带动推杆61横向移动。如此，推杆61、连杆62和推杆压板63一起便构成水果推出机构60的移动部分，可以随削皮刀座41一起上下移动。连杆定位板64则对应于削皮刀座41的移动行程下端设置，连杆定位板64与连杆62之间设有相互配合的推动结构，用于在削皮刀座41向下移动到位时促使连杆62正向转动以带动推杆61横向伸出；连杆定位板64与连杆62之间还设有相互配合的回退结构，用于在削皮刀座41上移复位时促使连杆62反向转动以带动推杆61横向收回。因而该水果推出机构60可以在削皮刀组件40移动至行程下端完成削皮时，正好由推杆61将削完皮的水果推落。

具体参见图8所示，推杆61上开设有横向滑槽612，削皮刀座41上设有推杆导向销651滑动卡装在该横向滑槽612内，从而实现推杆61可相对于削皮刀座41沿横向滑槽612移动。结合图9所示，连杆62的第一端开设有转轴孔621，通过转轴652与削皮刀座41转动连接；连杆62的第二端开设有销轴孔622，通过销轴653滑动卡装于推杆61尾端开设的斜向滑槽613内。如此，当连杆62绕转轴652正向(即图8中的顺时针方向)转动时，连杆62第二端的销轴653沿推杆61的斜向滑槽613上移的同时推动推杆61横向向右伸出；然后当连杆62绕转轴652再反向(即图8中的逆时针方向)转动时，连杆62第二端的销轴653沿推杆61的斜向滑槽613下移的同时拉动推杆61横向向左收回。为了增加推杆61与水果的接触面积，推杆61的头端还设有推杆头611。

如前所述，连杆定位板64用于与连杆62配合来促使连杆62转动。参见图9所示，连杆62在第一端和第二端之间的与连杆定位板64相对的表面上形成有致动弧面623，并沿致动弧面623凸伸出一回退导向柱624。对应地，参见图11所示，连杆定位板64上设有与致动弧面623正对的致动凸起642，并还设有与回退导向柱624配合的限位凸起641。以下将结合图10-13详细介绍连杆62和连杆定位板64之间的配合结构和动作过程。当削皮刀座41带着推杆61和连杆62下移到接近移动行程的下端时，如图11所示，连杆62的回退导向柱524正好沿着连杆定位板64的限位凸起641的斜面6411导入到下方的凹槽643中，在此过程中回退导向柱624被限位凸起641的斜面6411抵住而使得连杆62不能转动，推杆61的推杆头611始终处于初始位置。然后，随着削皮刀座41带着推杆61和连杆62继续下移，连杆定位板64的致动凸起642与连杆62的致动弧面623接触并进而沿着致动弧面623抵推连杆62，促使连杆62正向转动带动推杆头611逐渐伸出。当削皮刀座41带着推杆61和连杆62下移至行程下端时，如图13所示，连杆定位板64的致动凸起642正好抵推连杆62的致动弧面623使得连杆62正向转动至最大位置，此时推杆头611伸出至最终位置，并且此时连杆62的回退导向柱624正好抵于连杆定位板64的限位凸起641下部。然后，削皮刀座41带着推杆61和连杆62开始上移复位时，连杆定位板64的限位凸起641抵压连杆62的回退导向柱34，使得连杆62反向转动带动推杆头611逐渐横向收回。当连杆62反向转动到回退导向柱624正好脱离限位凸起641的抵压时，推杆头611正好收回到初始位置，然后削皮刀座41继续带着推杆61和连杆62回移复位。

进一步如图1和图2结合图13所示，该自动水果削皮机械手还设有切蒂组件50。切蒂组件50设置在安装支架10上，主要由切蒂刀架53和分别从切蒂刀架53上段和下段横向伸出的上切蒂刀51和下切蒂刀52构成。切蒂刀架53可在相应驱动机构的带动下相对安装支架10横向移动，当驱动机构可采用现有的或可能的各种合适的技术手段来实现，对于本领域技术人员来说是显而易见的，故在此不再详述。当削皮刀座41下移至移动行程下端时(即完成削皮时)，切蒂刀架53横向外移带动上切蒂刀51和下切蒂刀52横向伸出，正好将夹持于上夹爪221和下夹爪32之间的水果的上下尾蒂切断，进而由水果推出机构60将切除尾蒂后的水果推落；当削皮刀座41上移复位时，切蒂刀架53亦横向回移复位以收回上切蒂刀51和下切蒂刀52。由此，削皮刀座41和切蒂刀架53之间亦可设置相配合的联动机构来实现削皮和切蒂操作的联动，以减少动力源需求，简化控制。

进一步如图1和图2所示，安装支架10上对应于上夹爪支撑臂21的上下移动行程上端位置设有一去尾蒂罩14，该去尾蒂罩14的尺寸略大于上夹爪组件20的上芯轴22的外轮廓，从而能够在上芯轴22随上夹爪支撑臂21上移复位至初始位置时正好罩于上芯轴22及其多个上夹爪221的外部。如此，当上芯轴22上移复位至去尾蒂罩14内时，粘在上夹爪221上的上尾蒂便可被去尾蒂罩14挡下掉落。此外，去尾蒂罩14的上部还可设有一向外延伸的挡沿15，用于遮挡削皮和切蒂过程中可能飞溅出的果汁。

本发明上述的自动水果削皮机械手的工作过程如下：

初始状态下，上夹爪组件20和削皮刀组件40均位于移动行程的最上端，相对远离下夹爪组件30。抓取水果时，上夹爪组件20和削皮刀组件40一起在驱动模组的驱动下相对下夹爪组件30下移，当上夹爪组件20上的传感器26(参见图4所示)感应到信号时，说明已经抓取到一个水果。此时，削皮刀组件40通过联动机构带动上夹爪组件20继续下移，通过上夹爪221和下夹爪32夹紧水果一起旋转。之后，削皮刀组件40继续在驱动模组的驱动下下移，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下移至移动行程最下端时，削皮结束，切蒂组件50的上切蒂刀51和下切蒂刀52向外伸出切断水果的尾蒂，同时水果推出机构60的推杆头611横向伸出将削完皮并切断尾蒂的水果推落，参见图2所示。之后，驱动模组驱动削皮刀组件40向上移动复位，带动水果推出机构60和切蒂组件50逐渐复位。当削皮刀组件40向上移动到削皮刀座41与上夹爪支撑臂21再次吸合，削皮刀组件40与上夹爪组件20恢复联动一起上移，去尾蒂罩14将可能粘在上夹爪221上的尾蒂挡下。当削皮刀组件40带动上夹爪组件20上移至行程最上端时，上夹爪组件20上设置的感应片被安装支架10上的上限位传感器感应到，控制驱动模组的电机停止转动，回到初始状态。

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