圆柱体径向自动切割装置的制作方法

本发明涉及食品加工领域，尤其涉及一种圆柱体径向自动切割装置。

背景技术：

在食品加工过程中，通常会遇到对圆柱体的食材进行切割，进而方便后续食品加工。比如说，在餐厅厨房中遇到对冬瓜、丝瓜、黄瓜等瓜类食材进行对切，然后对冬瓜、丝瓜内部进行去籽处理，在此通过人工切割时，遇到尺寸大的瓜类食材就不好切割了；又比如需要精确地沿直径方向切割圆柱体的材料时，由于圆柱体外壁只有一侧受力，那么圆柱体就很容易绕另一侧的支撑点发生转动，从而影响切割的精度，也就是说切割的对称性不是很好。总之，现有技术中对于圆柱体径向切割的自动化水平较低，且切割的精度不是很高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，克服现有的技术缺陷，提供一种自动化水平更高，切割精度更高的圆柱体径向自动切割装置。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的圆柱体径向自动切割装置：它包括基座，基座上设有用于放置工件的工作台，工作台上滑动连接有第一推板和第二推板，基座上设有气缸，气缸输出端上的伸缩杆连接有用于切割工件的刀具，第一推板和第二推板对称分布在刀具两侧；伸缩杆上从刀具一端到气缸缸体一端依次设有第一直线齿条和弧形凸块，基座上转动连接有相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮与第一直线齿条啮合传动或脱开，第一齿轮通过转轴转动连接在基座上，且基座上设有供转轴滑动的弧形导轨，弧形导轨以第二齿轮的轴线设置，转轴与基座之间设有用于拉动第一齿轮靠近伸缩杆的第一拉簧；基座上滑动连接有滑架，滑架上设有用于与第二齿轮啮合传动的第二直线齿条；滑架上设有通孔，基座上滑动连接有用于与通孔卡接或脱开的顶杆，通孔内滑动连接有传动杆，传动杆运动方向与伸缩杆运动方向相互垂直，传动杆一端与顶杆抵紧或脱开，另一端与弧形凸块抵紧或脱开；滑架与基座之间设有第二拉簧，基座上设有用于与滑架抵紧或脱开的挡块；第一推板上连接有第一支架，第一支架与基座之间设有用于拉动第一推板远离工件的第三拉簧，第一支架上依次设有第一竖板、斜板和第二竖板，滑架上转动连接有滚轮，滚轮与第一支架上的第一竖板、斜板和第二竖板抵紧；第二推板上连接有第二支架，第二支架与基座之间设有用于拉动第二推板远离工件的第四拉簧，基座上设有导向杆，导向杆同时穿过第一支架和第二支架，第一支架沿导向杆长度方向设有第三直线齿条，第二支架沿导向杆长度方向设有第四直线齿条，基座上转动连接有同时与第三直线齿条、第四直线齿条啮合的第三齿轮，第三直线齿条与第四直线齿条尺寸规格一致。

作为本发明的一种优选，气缸竖直设置在基座上，第一直线齿条沿伸缩杆长度方向设置，且第一直线齿条与第二直线齿条平行设置。

作为本发明的一种优选，第一拉簧一端与转轴转动连接，另一端与基座上靠近工作台一侧转动连接。

作为本发明的一种改进，基座上设有套筒，顶杆滑动连接在套筒内，且顶杆上靠近滑架一侧设有第一环形凸起，顶杆上套接有第一压簧，第一压簧位于套筒与第一环形凸起之间；滑架上设有供传动杆滑动的导套，导套位于传动杆的中部，传动杆上设有用于与导套端部抵紧或脱开的第二环形凸起，第二环形凸起位于导套与顶杆之间，传动杆上套接有第二压簧，第二压簧一端与滑架抵紧，另一端与第二环形凸起抵紧。

作为本发明的一种改进，顶杆与伸缩杆相互垂直，顶杆与传动杆相互平行。

作为本发明的一种改进，基座上设有导向块，导向块沿竖直方向设置，滑架通过燕尾槽滑动连接在导向块上。

作为本发明的一种改进，第二拉簧一端与滑架转动连接，另一端与基座上远离工作台一侧转动连接，且第二拉簧与挡块位于滑架的同侧。

作为本发明的一种改进，第一推板和第二推板均通过燕尾槽滑动连接在工作台上，且导向杆与燕尾槽长度方向平行，导向杆与传动杆、顶杆平行。

作为本发明的一种改进，第三拉簧一端与第一支架转动连接，另一端与基座上远离工件一端转动连接，且第三拉簧沿导向杆长度方向设置；第四拉簧一端与第二支架转动连接，另一端与基座上远离工件一端转动连接，且第四拉簧沿导向杆长度方向设置。

作为本发明的一种改进，工作台在刀具正下方设有用于刀具上刀刃区域的开口槽。

采用以上结构后，本发明一种圆柱体径向自动切割装置与现有技术相比，本发明通过将工件放置在工作台上，接着气缸驱动伸缩杆移动，伸缩杆在移动过程中会带动第一直线齿条移动，第一直线齿条会通过与第一齿轮啮合传动以带动第二齿轮转动，第二齿轮通过与第二直线齿条啮合以带动滑架沿导向块长度方向滑动，直到顶杆端部卡接在滑架上的通孔为止；在滑架滑动过程中，滑架下端的滚轮会依次在第一支架上的第一竖板、斜板和第二竖板滚动，滚轮在斜板上滚动时会推动第一支架和第一推板靠近工件；在第一支架滑动的同时，第一支架上的第三直线齿条会通过与第三齿轮啮合来带动第四直线齿条移动，第四直线齿条与第三直线齿条的速度相等、方向相反，进而第四直线齿条会带动第二支架和第二推板靠近工件，也就是说，第一推板和第二推板同步靠近工件，即两者的速度大小和行程相等，这样就可以将工件夹紧在工作台的中间位置，将工件定位在刀具的正下方，这样刀具下降切割工件时就可以确保切出来的左右两半工件是对称的；在第一直线齿条与第一齿轮脱离之后，伸缩杆上的刀具就开始切割工件程序，待刀具切割完工件，伸缩杆上的弧形凸块下降至与传动杆同一水平的位置并推动传动杆移动，传动杆会同时克服第二压簧对传动杆的约束、第一压簧对顶杆的约束之后将顶杆端部从通孔内推出；此时，一旦顶杆从通孔内拔出，滑架就会受第二拉簧的拉力作用而上升复位，直到滑架抵靠在挡块上为止，此刻传动杆上第二环形凸起受到第二压簧作用力而抵靠在导套上；滑架上升之后，滑架下端的滚轮也依次从第二竖板、斜板滚动至第一竖板，这样一来滑架上的滚轮对第一支架水平方向的约束就解除了，那么第一支架和第一推板在第三拉簧作用力下沿导向杆长度方向远离工件，而第二推板和第二支架通过第三直线齿条、第三齿轮和第四直线齿条的传动以等同于第一推板的速度远离工件，即第一推板、第二推板沿着导向杆长度方向反向移动，并且移动速度大小相等；其中，在伸缩杆上升复位的过程中，一旦第一直线齿条与第一齿轮啮合，由于第二直线齿条和滑架已经抵靠在挡块上不能继续移动，那么第一直线齿条就可以带动第一齿轮绕第二齿轮轴线转动，即第一齿轮上的转轴可以沿着弧形导轨滑动，而转轴又在第一拉簧的拉力作用下始终与第一直线齿条啮合，通过弧形齿条和第一拉簧的设置可以防止第一直线齿条在上升复位时第一直线齿条与第一齿轮、第二齿轮、第二直线齿条和滑架发生卡死的问题，使得整个装置传动更加可靠稳定，也就是说，弧形导轨可以给第一直线齿条的复位提供让位的作用。总之，本装置可以在气缸的带动下完成对工件的定位和对工件的切割，整个工作过程稳定可靠；另外，第一推板和第二推板同步移动可以准确地对工件进行定位，方便后续切割出更高精度的工件。综上所述，本发明提供一种自动化水平更高，切割精度更高的圆柱体径向自动切割装置。

附图说明

图1为本发明圆柱体径向自动切割装置的示意图。

图2为本发明中传动杆与顶杆脱离后滑架上升复位的状态图。

图3为本发明工件被切割后刀具上升复位后第一直线齿条与第一齿轮啮合的状态图。

图4为本发明中第一直线齿条与第二直线齿条之间的局部放大图。

图中所示：1、基座，2、工件，3、工作台，4、第一推板，5、第二推板，6、气缸，7、伸缩杆，8、刀具，9、第一直线齿条，10、弧形凸块，11、第一齿轮，12、第二齿轮，13、转轴，14、弧形导轨，15、第一拉簧，16、滑架，17、通孔，18、顶杆，19、传动杆，20、第二拉簧，21、第一支架，22、挡块，23、第三拉簧，24、第一竖板，25、斜板，26、第二竖板，27、第二支架，28、第四拉簧，29、导向杆，30、第三直线齿条，31、第四直线齿条，32、第三齿轮，33、滚轮，34、第二直线齿条，35、套筒，36、第一环形凸起，37、第一压簧，38、导套，39、第二环形凸起，40、第二压簧，41、开口槽，42、导向块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图所示，本发明圆柱体径向自动切割装置包括基座1，基座1上设有用于放置工件2的工作台3，这里的工件2可以是冬瓜、丝瓜、黄瓜等瓜类食材，也可以是的核桃、苹果、橙子等球状食材工作台3上滑动连接有第一推板4和第二推板5，基座1上设有气缸6，气缸6输出端上的伸缩杆7连接有用于切割工件2的刀具8，第一推板4和第二推板5对称分布在刀具8两侧；伸缩杆7上从刀具8一端到气缸6缸体一端依次设有第一直线齿条9和弧形凸块10，基座1上转动连接有相互啮合的第一齿轮11和第二齿轮12，第一齿轮11与第一直线齿条9啮合传动或脱开，第一齿轮11通过转轴13转动连接在基座1上，且基座1上设有供转轴13滑动的弧形导轨14，弧形导轨14以第二齿轮12的轴线设置，转轴13与基座1之间设有用于拉动第一齿轮11靠近伸缩杆7的第一拉簧15；基座1上滑动连接有滑架16，滑架16上设有用于与第二齿轮12啮合传动的第二直线齿条34；滑架16上设有通孔17，基座1上滑动连接有用于与通孔17卡接或脱开的顶杆18，通孔17内滑动连接有传动杆19，传动杆19运动方向与伸缩杆7运动方向相互垂直，传动杆19一端与顶杆18抵紧或脱开，另一端与弧形凸块10抵紧或脱开；滑架16与基座1之间设有第二拉簧20，基座1上设有用于与滑架16抵紧或脱开的挡块22；第一推板4上连接有第一支架21，第一支架21与基座1之间设有用于拉动第一推板4远离工件2的第三拉簧23，第一支架21上依次设有第一竖板24、斜板25和第二竖板26，滑架16上转动连接有滚轮33，滚轮33与第一支架21上的第一竖板24、斜板25和第二竖板26抵紧；第二推板5上连接有第二支架27，第二支架27与基座1之间设有用于拉动第二推板5远离工件2的第四拉簧28，基座1上设有导向杆29，导向杆29同时穿过第一支架21和第二支架27，第一支架21沿导向杆29长度方向设有第三直线齿条30，第二支架27沿导向杆29长度方向设有第四直线齿条31，基座1上转动连接有同时与第三直线齿条30、第四直线齿条31啮合的第三齿轮32，第三直线齿条30与第四直线齿条31尺寸规格一致。其中，第一竖板24与第二竖板26是相互平行的，且第一竖板24与第二竖板26沿水平方向的间距大于零，而斜板25是用来连接第一竖板24与第二竖板26的，斜板25的斜度可以在滚轮33的作用力下带动第一支架21沿导向杆29长度方向滑动，如图所示。

气缸6竖直设置在基座1上，第一直线齿条9沿伸缩杆7长度方向设置，且第一直线齿条9与第二直线齿条34平行设置。

第一拉簧15一端与转轴13转动连接，另一端与基座1上靠近工作台3一侧转动连接。

基座1上设有套筒35，顶杆18滑动连接在套筒35内，且顶杆18上靠近滑架16一侧设有第一环形凸起36，顶杆18上套接有第一压簧37，第一压簧37位于套筒35与第一环形凸起36之间；滑架16上设有供传动杆19滑动的导套38，导套38位于传动杆19的中部，传动杆19上设有用于与导套38端部抵紧或脱开的第二环形凸起39，第二环形凸起39位于导套38与顶杆18之间，传动杆19上套接有第二压簧40，第二压簧40一端与滑架16抵紧，另一端与第二环形凸起39抵紧。其中，导套38可以对传动杆19的中部提供支撑作用，使得传动杆19的传动更加平稳。

顶杆18与伸缩杆7相互垂直，顶杆18与传动杆19相互平行。

基座1上设有导向块42，导向块42沿竖直方向设置，滑架16通过燕尾槽滑动连接在导向块42上。

第二拉簧20一端与滑架16转动连接，另一端与基座1上远离工作台3一侧转动连接，且第二拉簧20与挡块22位于滑架16的同侧。

第一推板4和第二推板5均通过燕尾槽滑动连接在工作台3上，且导向杆29与燕尾槽长度方向平行，导向杆29与传动杆19、顶杆18平行。

第三拉簧23一端与第一支架21转动连接，另一端与基座1上远离工件2一端转动连接，且第三拉簧23沿导向杆29长度方向设置；第四拉簧28一端与第二支架27转动连接，另一端与基座1上远离工件2一端转动连接，且第四拉簧28沿导向杆29长度方向设置。

工作台3在刀具8正下方设有用于刀具8上刀刃区域的开口槽41，这样可以避免刀具8上的刀刃撞击工作台3表面而致使刀刃变钝。

工作原理：首先，将工件2放在工作台3上位于第一推板4与第二推板5之间的区域，接着，气缸6驱动伸缩杆7下降进入定位阶段，即伸缩杆7上第一直线齿条9区域，伸缩杆7下端的刀具8逐渐靠近工件2；而且，在伸缩杆7下降过程中，伸缩杆7上的第一直线齿条9与第一齿轮11啮合，第一齿轮11与第二齿轮12啮合以带动第二直线齿条34下降，第二直线齿条34连同滑架16一起沿着导向块42下降；

滑架16在下降过程中，滑架16下端的滚轮33会在第一支架21上滚动，依次从第一竖板24、斜板25滚动至第二竖板26，其中滚轮33在斜板25上滚动时，滚轮33会推动第一支架21和第一推板4向右移动以推动工件2向工作台3上开口槽41位置靠拢；与此同时，第一支架21向右移动时，第一支架21上的第三直线齿条30也会向右移动并与第三齿轮32啮合传动以带动第四直线齿条31向左移动，进而带动第二支架27和第二推板5向左移动以推动工件2向工件2上开口槽41位置靠拢，由于第三直线齿条30与第四直线齿条31的规格一致，所以第一支架21与第二支架27移动的速度和行程相同，可以确保第一推板4与第二推板5的移动量也是相等的，这样一来，工件2可以被定位在刀具8正下方，刀具8可以沿着工件2的直径方向切割工件2，提高了整个装置切割的精度；其中，第一支架21和第二支架27同时穿设在导向杆29上，这样可以提高第一支架21和第二支架27运动的稳定性；

在滑架16下降的过程中，滑架16上的通孔17左端部会逐渐靠近顶杆18右端部，直到顶杆18右端部卡接在通孔17左端部为止滑架16就相对于基座1保持静止状态，并且此时滑架16下端的滚轮33与第一支架21上的第二竖板26区域抵紧，工件2处于被定位状态；

然后，伸缩杆7继续下降进入到切割阶段，即伸缩杆7上第一直线齿条9与弧形凸块10之间区域，该区域的伸缩杆7继续下降以推动刀具8切割工件2，直到刀具8下端的刀刃进入开口槽41为止，即完成对工件2的切割工作；

最后，伸缩杆7进入到复位阶段，在刀具8上刀刃进入开口槽41的同时，伸缩杆7上的弧形凸块10会推动传动杆19向左移动以将顶杆18右端部向左推动，直到顶杆18右端部从通孔17内拔出，即解除了顶杆18对滑架16的约束，如图1所示，此时滑架16在第二拉簧20的拉力作用下向上移动复位，直到滑架16抵靠在挡块22上为止，如图2所示；在滑架16上升过程中，滑架16下端的滚轮33也可以解除对第一支架21的约束，第一支架21在第三拉簧23向左拉力的作用而向左移动，而滚轮33始终抵靠在第一支架21上来对第一支架21进行限位，第一支架21又通过第三直线齿条30、第三齿轮32与第四直线齿条31带动第二支架27和第二推板5向右复位，接着气缸6驱动伸缩杆7上升复位即完成了一个工件2的切割工作，如图3所示；其中，第四拉簧28可以对第二支架27提供一个拉力，避免第二支架27上的第二推板5传动过程中出现卡顿现象。

另外，在伸缩杆7向上移动复位过程中，伸缩杆7上的弧形凸块10和第一直线齿条9都会推动第一齿轮11绕第二齿轮12轴线作逆时针波动，且第一齿轮11上的转轴13沿弧形导轨14滑动，但是，第一齿轮11上的转轴13受到第一拉簧15的拉力作用而始终会与第一直线齿条9啮合，直到伸缩杆7复位至图3的状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的保护范围。凡在本发明权利要求之内，所作的任何修改、等同替换及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。