一种甘蔗切段装置的制作方法

本发明涉及一种甘蔗切段装置，具体地说是采用了辊子给料，利用光电传感器测量节芽长度，刀具自动调节间距切断甘蔗，从而使得甘蔗合理分段的装置，属于食品加工机械领域。

背景技术：

甘蔗是秋冬季节的当令水果之一，清甜可口含有丰富的营养物质，吃甘蔗可以缓解疲劳感、使人精神振奋，但在食用甘蔗时，坚硬的节芽影响了口感，而通过节芽种植甘蔗是目前主流的甘蔗种植方式。

传统的甘蔗切段，利用普通刀切段，不仅费时费力，而且果肉浪费严重，节芽损伤率较高，而对于机械切段，不能将节芽和果肉精确分离，工作时噪音大，效率低，而且能耗高，并不能广泛应用于日常生活中，为此，需要一种能将甘蔗精确切段的机器。

技术实现要素：

针对上述的不足，本发明提供了一种甘蔗切段装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种甘蔗切段装置，是由给料槽、前支架、第一主动齿轮、第一送料辊子、第一伺服电机、第一从动齿轮、节芽箱、后支架、盛放箱、出料槽、光电装置、刀具箱、机架、第二上轴承座、第一上轴承座、第二送料辊子、第二下轴承座、第一下轴承座和自由辊组成的，所述的给料槽水平安装在前支架上，所述的第一伺服电机轴向竖直固定安装在前支架上，所述的第一主动齿轮安装在第一伺服电机的转轴上，第一从动齿轮与第一送料辊子通过键连接，第一从动齿轮与第一主动齿轮配合，且啮合良好，所述的第一送料辊子与第一上轴承座和第一下轴承座配合安装，所述的第二送料辊子与第二上轴承座和第二下轴承座配合安装，第一送料辊子和第二送料辊子的轴线均竖直，所述的第一上轴承座和第二上轴承座焊接固定在一起，所述的第一下轴承座和第二下轴承座焊接固定在一起，第二上轴承座和第二下轴承座固定在机架上，所述的出料槽安装在后支架上，且出料槽的水平部分轴线和给料槽轴线重合，出料槽和给料槽之间具有一定间距，所述的光电装置安装在给料槽和出料槽的间隙正后方，固定在机架上，光电装置由发光器和收光器组成，所述的刀具箱安装在给料槽和出料槽的间隙的正上方，固定在机架上，刀具箱是由第一刀具、第二刀具、第二刀架、第一刀架、下部限位板、刀架挡板、第二伺服电机、第三主动齿轮、齿条滑轨、第二滑轨、上部限位板、载物滑板、控制器、第三伺服电机、箱体和第二主动齿轮组成的，箱体为空腔结构，底部开有两个方孔，箱体的后箱面安装固定在机架上，齿条滑轨和第二滑轨平行安装在箱体内部后箱面上，载物滑板与齿条滑轨和第二滑轨配合安装，载物滑板能沿齿条滑轨和第二滑轨滑动，载物滑板的右上部开有通孔，第二伺服电机安装在载物滑板的中部，第二主动齿轮与第二伺服电机配合安装，第一刀架和第二刀架分别位于第二主动齿轮的上方和下方，并与第二主动齿轮配合，能随第二主动齿轮的转动左右滑动改变第一刀具和第二刀具的间距，第一刀具安装固定在第一刀架上，第二刀具安装固定在第二刀具上，第一刀具和第二刀具平行且与箱体的左右端面平行，第一刀具和第二刀具能分别从形体下部的左右两个方孔中探出，刀架挡板安装在第二伺服电机左右两侧，刀架挡板与第一刀架和第二刀架配合，第三伺服电机安装在载物滑板的右上部，第三主动齿轮和第三伺服电机配合，第一伺服电机第二伺服电机和第三伺服电机均通过导线与控制器相联，第三主动齿轮穿过载物滑板上的通孔与齿条滑轨配合，控制器安装在载物滑板的右上方，下部限位板安装在箱体空腔的后箱面下部，上部限位板安装在第二滑轨的上部末端，所述的节芽箱安放在给料槽和出料槽的间隙的正下方，所述的盛放箱安放在出料槽斜坡末端正下方，所述的自由辊安装在给料槽和出料槽上，能沿轴线自由转动。

所述的给料槽的横截面为u型，给料槽的下部开有多个通孔，自由辊安装在通孔内。

所述的前支架竖直与地面安装固定，前支架支撑在给料槽的不同位置，且不影响自由辊。

所述的第一从动齿轮为完全相同的两个，分别通过键连接安装配合在第一送料辊子和第二送料辊子上，两个齿轮啮合良好，其中安装在第一送料辊子上的第一从动齿轮与第一主动齿轮啮合。

所述的第一送料辊子是由软质外覆壳和辊子内芯组成的，第二送料辊子和第一送料辊子组成部分相同。

所述的软质外覆壳外观为沙漏型，且软质外覆壳表面为波纹状结构，材料为软质橡胶。

所述的第一上轴承座是由第一上轴承基座和第一上轴承组成的，第一下轴承座是由第一下轴承基座和第一下轴承组成的，第二下轴承座是由第一下轴承基座和第二下轴承组成的，第二上轴承基座是由第二上轴承基座和第二上轴承组成的。

所述的光电装置的发光器和收光器均具有多种可更换，多种发光器具有多种颜色，多种收光器可接收多种颜色。

所述的出料槽为两段式结构，分别是水平段和倾斜段，倾斜段上开有多个通孔，多个自由辊一一对应安装在通孔内。

所述的自由辊是由自由辊转轴、自由辊外轮、自由辊轴承和自由辊轴承盖组成的，自由辊转轴穿过自由辊外轮，自由辊外轮两端通过自由辊轴承与自由辊转轴配合，自由辊轴承盖安装在自由辊外轮的两端，阻挡自由辊轴承的脱出。

所述刀具箱中的齿条滑轨和第二滑轨横截面形状为梯形，相应载物滑板与其配合部分的截面为同样的梯形，刀具箱中的第一刀架和第二刀架横截面形状为梯形，相应的刀架挡板与其配合部分的截面形状为同样的梯形。

该发明的有益之处是，可以将甘蔗快速切段，省去了人工切段的繁琐费力以及长短不一；u型截面的给料槽使得甘蔗进给时不易脱出，给料槽上安装的自由辊使得甘蔗在进给时与给料槽的摩擦力减小，提升了进给效率；第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机的控制通过控制器精确控制，使得甘蔗切段精确，不易折断刀具；第一给料辊子和第二给料辊子表面的波纹结构，增大了摩擦，软质橡胶的外覆壳，在提升进给效率的同时，避免了甘蔗的挤压损伤，光电感应装置能精确判断节芽位置和长度，控制器通过控制第二伺服电机驱动刀架从而调节两刀具间距来进行精确切除节芽；在给料槽的末端安装有前支架，给刀具切段时提供支撑力，减少了甘蔗切段时的倾斜，提升了切段精度；出料槽的第二段倾斜放置，且安装有自由辊，使得切断后的甘蔗滑到盛放箱中，进一步减少其撞击损伤；光电装置具有多种模式，在安装不同颜色的发光器和收光器后，可对不同颜色不同状态下的甘蔗进行精确切段；本发明在工作时，具有效率高、噪声小、精确度高的优点，使用本发明切段后的甘蔗，节芽与果肉分离，分别盛放，果肉没有挤压损伤，外表美观，口感好，便于食用和利用果肉，节芽便于种植。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图，附图2为本发明的后视结构示意图，附图3为本发明刀具箱的结构示意图，附图4为光电装置结构示意图，附图5为本发明刀具箱下视结构示意图，附图6为第一给料辊子、第一上轴承座和第一下轴承座的配合和结构示意图，附图7为本发明刀具箱去除箱体后的右视结构示意图，附图8为本发明自由辊的结构示意图。

图中，1、给料槽，2、前支架，3、第一主动齿轮，4、第一送料辊子，5、第一伺服电机，6、第一从动齿轮，7、节芽箱，8、后支架，9、盛放箱，10、出料槽，11、光电装置，12、刀具箱，13、机架，14、第二上轴承座，15、第一上轴承座，16、第二送料辊子，17、第二下轴承座，18、第一下轴承座，19，自由辊，401、软质外覆壳，402、辊子内芯，1101、收光器，1102、发光器，1201、第一刀具，1202、第二刀具，1203、第二刀架，1204、第一刀架，1205、下部限位板，1206、刀架挡板，1207、第二伺服电机，1208、第三主动齿轮，1209、齿条滑轨，1210、第二滑轨，1211、上部限位板，1212、载物滑板，1213、控制器，1214、第三伺服电机，1215、箱体，1216、第二主动齿轮，1501、第一上轴承基座，1502、第一上轴承，1801、第一下轴承基座，1802、第一下轴承，1901、自由辊转轴，1902、自由辊外轮，1903、自由辊轴承，1904、自由辊轴承盖。

通过附图5可以看到齿条滑轨和第二滑轨的截面形状。

通过附图7可以看到第一刀架和第二刀架的截面形状。

具体实施方式

一种甘蔗切段装置，是由给料槽1、前支架2、第一主动齿轮3、第一送料辊子4、第一伺服电机5、第一从动齿轮6、节芽箱7、后支架8、盛放箱9、出料槽10、光电装置11、刀具箱12、机架13、第二上轴承座14、第一上轴承座15、第二送料辊子16、第二下轴承座17、第一下轴承座18和自由辊19组成的，所述的给料槽1通过螺栓连接水平安装在前支架2上，所述的第一伺服电机5轴向竖直固定安装在前支架2的下部，所述的第一主动齿轮3安装在第一伺服电机5的转轴上，第一从动齿轮6与第一送料辊子4通过键连接，第一从动齿轮6与第一主动齿轮3配合，且啮合良好，所述的第一送料辊子4与第一上轴承座15和第一下轴承座配17合安装，所述的第二送料辊子16与第二上轴承座14和第二下轴承座17配合安装，第一送料辊子4和第二送料辊子1的轴线在安装时均竖直，所述的第一上轴承座15和第二上轴承座14焊接固定在一起，所述的第一下轴承座18和第二下轴承座17焊接固定在一起，第二上轴承座14和第二下轴承座17固定在机架13上，所述的出料槽10安装在后支架8上，且出料槽10的水平部分轴线和给料槽1轴线重合，出料槽10和给料槽1之间具有一定间距，所述的光电装置11安装在给料槽1和出料槽10的间隙正后方，固定在机架13上，光电装置11由发光器1102和收光器1101组成，所述的刀具箱12安装在给料槽1和出料槽10的间隙的正上方，固定在机架13上，刀具箱12是由第一刀具1201、第二刀具1202、第二刀架1203、第一刀架1204、下部限位板1205、刀架挡板1206、第二伺服电机1207、第三主动齿轮1208、齿条滑轨1209、第二滑轨1210、上部限位板1211、载物滑板1212、控制器1213、第三伺服电机1214、箱体1215和第二主动齿轮1216组成的，箱体1215为空腔结构，底部开有两个方孔，箱体1215的后箱面安装固定在机架13上，齿条滑轨1209和第二滑轨1210平行安装在箱体1215内部后箱面上，载物滑板1212与齿条滑轨1209和第二滑1210轨配合安装，载物滑板1212能沿齿条滑轨1209和第二滑轨1210滑动，载物滑板1212的右上部开有通孔，第二伺服电机1207安装在载物滑板1212的中部，第二主动齿轮1216与第二伺服电机1207配合安装，第一刀架1204和第二刀架1203分别位于第二主动齿轮1216的上方和下方，并与第二主动齿轮1216配合，能随第二主动齿轮1216的转动左右滑动改变第一刀具1201和第二刀具1202的间距，第一刀具1201安装固定在第一刀架1204上，第二刀具1202安装固定在第二刀架1203上，第一刀具1201和第二刀具1202平行且与箱体1215的左右端面平行，第一刀具1201和第二刀具1202能分别从箱体1215下部的左右两个方孔中探出，刀架挡板1206安装在第二伺服电机1207左右两侧，刀架挡板1206与第一刀架1204和第二刀架1203配合，第三伺服电机1214安装在载物滑板1212的右上部，第三主动齿轮1208和第三伺服电机1214配合，第三主动齿1214轮穿过载物滑板1212上的通孔与齿条滑轨1209配合，控制器1213安装在载物滑板1212的右上方，下部限位板1205安装在箱体1215空腔的后箱面下部，上部限位板1211安装在第二滑轨1210的上部末端，所述的节芽箱7安放在给料槽1和出料槽10的间隙的正下方，所述的盛放箱9安放在出料槽10斜坡末端正下方，所述的自由辊19安装在给料槽1和出料槽10上，能沿轴线自由转动，所述的给料槽1的横截面为u型，给料槽1的下部开有多个通孔，自由辊19安装在通孔内，所述的前支架2竖直与地面安装固定，前支架2支撑在给料槽1的不同位置，且不影响自由辊19，所述的第一从动齿轮6为完全相同的两个，分别通过键连接安装配合在第一送料辊子4和第二送料辊子16上，两个齿轮啮合良好，其中安装在第一送料辊子4上的第一从动齿轮6与第一主动齿轮3啮合，所述的第一送料辊子4是由软质外覆壳401和辊子内芯402组成的，第二送料辊子16和第一送料辊子4组成部分相同，所述的软质外覆壳401外观为沙漏型，且软质外覆壳表面401为波纹状结构，材料为软质橡胶，所述的第一上轴承座15是由第一上轴承基座1501和第一上轴承1502组成的，第一下轴承座18是由第一下轴承基座1801和第一下轴承1802组成的，第二上轴承座14与第一上轴承座15组成相同，第二下轴承座17与第一下轴承座18组成相同，所述的光电装置11的发光器1102安装在收光器1101的中间，且朝向给料槽1和出料槽10的间隙，发光器1102和收光器1101均具有多种可更换，多种发光器1102能发出多种颜色，多种收光器1101可接收多种颜色，第一伺服电机5、第二伺服电机1207和第三伺服电机1214均通过导线与控制器1213相联，所述的出料槽10为两段式结构，分别是水平段和倾斜段，倾斜段上开有多个通孔，多个自由辊19一一对应安装在通孔内，所述的自由辊19是由自由辊转轴1901、自由辊外轮1902、自由辊轴承1903和自由辊轴承盖1904组成的，自由辊转轴1901穿过自由辊外轮1902，自由辊外轮1902两端通过自由辊轴承1903与自由辊转轴1901配合，自由辊外轮1902可沿轴线自由转动，自由辊轴承盖1904安装在自由辊外轮1902的两端，阻挡自由辊轴承1903的脱出，所述刀具箱12中的齿条滑轨1209和第二滑轨1210横截面形状为梯形，相应载物滑板1212与其配合部分的截面为同样的梯形，刀具箱12中的第一刀架1204和第二刀架1203横截面形状为梯形，相应的刀架挡板1206与其配合部分的截面形状为同样的梯形。

该装置在使用时，若待切段的为去皮后的甘蔗，将光电装置11上的发光器1102更换为绿色发光器1102，收光器1101更换为绿色收光器1101，去皮后甘蔗果肉部分的颜色为浅黄色，发光器1102将光照射到甘蔗上时，浅黄色的果肉部分不会反射绿色光，而白色的节芽部分则会反射绿色光，节芽的长度不同，反射光的强度不同，绿色收光器1101接收的绿色光强度不同，从而收光器1101产生的电信号强度不同，电信号传递到控制器1213后，经控制器1213的分析处理，使得第二伺服电机1207旋转角度不同，获得不同的刀具间隔，调整好间隔后，控制器1213控制第一伺服电机5停止进给、控制第二伺服电机1207停止调节刀具间距、控制第三伺服电机1214向下移动，对不同长度的节芽进行切段，切去的节芽受重力作用落入节芽箱7，此时控制器1213控制第三伺服电机1214升起刀具，刀具升起后，控制器1213控制第一伺服电机5继续进给，去掉节芽后的甘蔗段，进入出料槽10，经出料槽10斜坡甘蔗段落入盛放箱9，如此循环切段；若待切段的为未去皮后的甘蔗，将光电装置11上的发光器1102更换为黄色发光器1102，收光器1101更换为黄色收光器1101，未去皮的甘蔗节芽的颜色为浅黄色，发光器1102将光照射到甘蔗上时，黑色的非节芽部分不会反射黄色光，而黄色的节芽部分则会反射黄色光，节芽的长度不同，反射光的强度不同，黄色收光器1101接收的黄色光强度不同，从而收光器1101产生的电信号强度不同，电信号传递到控制器1213后，经控制器1213的分析处理，使得第二伺服电机1207旋转角度不同，获得不同的刀具间隔，调整好间隔后，控制器1213控制第一伺服电机5停止进给、控制第二伺服电机1207停止调节刀具间距、控制第三伺服电机1214向下移动，对不同长度的节芽进行切段，切去的节芽受重力作用落入节芽箱7，此时控制器1213控制第三伺服电机1214升起刀具，刀具升起后，控制器1213控制第一伺服电机5继续进给，去掉节芽后的甘蔗段，进入出料槽10，经出料槽10斜坡甘蔗段落入盛放箱9，如此循环切段。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。