全自动食品切环机械手的制作方法

本发明涉及食品加工领域，尤其是一种全自动食品切环机械手。

背景技术

在食品加工过程中，经常会遇到对食材加工成特定形状的场合；比如说，在蛋糕加工过程中，需要将蛋糕切成圆环形状的，这里的圆环形状是指外壁为圆周结构，中间被切割去掉一个圆柱结构，并且具有一定径向厚度的结构，如图1所示的结构。现有技术中针对切割圆环的方式是：首先，制定特有形状的刀具，该刀具与所需圆环结构相配；然后，操作人员将被切割的食材逐一取出放置在操作台上，再用刀具对食材进行切割得到圆环。通过这种方式得到圆环的过程比较复杂，操作人员需要逐一取出食材，再将食材进行摆放至适合切割的位置，最后才是通过刀具切割；总的来说，现有技术的加工方法具有工序繁多且工作效率较低的不足。

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，提供一种工序简单且工作效率更高的全自动食品切环机械手。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的全自动食品切环机械手：包括基座，基座上滑动连接有升降台，基座上设有用于驱动升降台往复滑动的动力装置；基座上设有用于储存食材的料筒，基座在料筒下方设有供食材滑动的工作台，基座通过抵紧组件滑动连接有推板，推板位于工作台与料筒下端出料口之间的间隙内；升降台从下到上依次设有用于与推板端部抵紧的第一竖直段、倾斜段和第二竖直段，推板上远离料筒的端部先后与第一竖直段、倾斜段和第二竖直段抵紧；升降台设有外切刀，外切刀内部设有内切刀，外切刀与内切刀之间的径向间距大于零；基座上转动连接有摆杆，摆杆上转动连接有传动杆，摆杆与传动杆通过限位组件转动连接在基座上，传动杆与摆杆之间的夹角为锐角，传动杆自由端与升降台抵紧，且传动杆与升降台之间设有拉簧，传动杆与摆杆之间设有压紧复位组件；基座上滑动连接有落料滑架，摆杆自由端通过齿轮组件与落料滑架传动，落料滑架上设有落料活塞，落料活塞滑动连接在外切刀与内切刀之间的径向间隙内，工作台在落料活塞正下方设有落料环；升降台上设有用于与传动杆端部抵紧的竖板，竖板与第一竖直段相交位置设有用于与传动杆端部卡接的台阶面；当推板端部位于第二竖直段与倾斜段交界处时，传动杆端部到台阶面的距离大于零；工作台上设有用于对食材进行限位的定位板，定位板与料筒分别位于外切刀两侧。

作为本发明的一种优选，基座在工作台下方设有收纳盒，收纳盒中间位置设有用于与内切刀配合的挡料塞。

作为本发明的一种优选，外切刀与内切刀平行设置，内切刀直径值小于外切刀直径值，外切刀通过支撑杆与升降台连接；落料滑架在外切刀上方设有导环，导环上设有供支撑杆穿过的导孔，导环与落料活塞通过连接杆连接，外切刀上设有供连接杆穿过的连接孔。

作为本发明的一种改进，基座上设有导向块，升降台通过燕尾槽滑动连接在导向块上，且升降台沿竖直方向滑动连接在导向块上；动力装置是指，基座上设有气缸，气缸输出端与升降台连接。

作为本发明的一种改进，基座通过抵紧组件滑动连接有推板是指，基座上设有供推板滑动的导套，推板上设有限位环，限位环位于导套与升降台之间；推板上套接有第一压簧，第一压簧位于导套与限位环之间。

作为本发明的一种改进，推板与工作台平行设置，推板上朝向升降台一侧转动连接有第一滚轮，第一滚轮先后与第一竖直段、倾斜段和第二竖直段滚动连接。

作为本发明的一种改进，摆杆通过第一铰接点转动连接在基座上，传动杆通过第二铰接点转动连接在摆杆上，第一铰接点到第二铰接点的距离大于零；传动杆上远离第二铰接点一端转动连接有第二滚轮，第二滚轮与竖板上朝向传动杆的侧壁滚动连接，拉簧一端与传动杆中部转动连接，另一端与升降台转动连接。

作为本发明的一种改进，传动杆与摆杆之间设有压紧复位组件是指，传动杆上设有以第二铰接点为圆心的弧形导杆，弧形导杆上套接有第二压簧，第二压簧一端与传动杆抵紧，另一端与摆杆抵紧；弧形导杆上设有用于与摆杆抵紧或脱离的凸块，凸块与第二压簧分别位于摆杆两侧，且摆杆上设有供弧形导杆穿过的滑孔。

作为本发明的一种改进，摆杆自由端通过齿轮组件与落料滑架传动是指，基座上设有导块，落料滑架通过燕尾槽滑动连接在导块上，外切刀与落料滑架运动方向平行；摆杆自由端设有以第一铰接点为圆心的弧形齿条，基座上转动连接有用于与弧形齿条啮合传动的第一齿轮，基座上转动连接有用于与第一齿轮啮合的第二齿轮，落料滑架上设有用于与第二齿轮啮合传动的直线齿条，第二铰接点位于第一铰接点与弧形齿条之间。

作为本发明的一种改进，摆杆与传动杆通过限位组件转动连接在基座上是指，基座上设有用于与摆杆抵紧或脱离的第一卡销，基座上设有用于与传动杆抵紧或脱离的第二卡销，第一卡销位于摆杆与传动杆之间的夹角区域内，第一卡销与第二卡销分别位于传动杆两侧。

采用以上结构后，本发明一种全自动食品切环机械手与现有技术相比，本发明通过气缸驱动升降台下降，升降台上的倾斜段会推动推板滑动，进而将料筒内的食材逐一推送至外切刀下方；当推板端部的第一滚轮开始与升降台上第二竖直段接触时，传动杆端部的第二滚轮与台阶面之间的间距大于零，在接下去升降台下降过程中，升降台会带动内切刀与外切刀下降来切割工作台上的食材，直到在食材上切割出圆环结构位置；待食材上切割出圆环结构时，传动杆上的第二滚轮恰好与升降台上的台阶面抵紧，在后续升降台的下降过程中，台阶面会推动传动杆转动，传动杆推动摆杆绕第一铰接点转动，摆杆端部的弧形齿条通过第一齿轮与第二齿轮的啮合传动来带动落料滑架下降，落料滑架上的落料活塞会在内切刀与外切刀之间的间隙内滑动，即落料活塞相对于内切刀、外切刀发生相对位移，进而将位于内切刀与外切刀之间的圆环结构推动至收纳盒内，这就完成了一个圆环结构的切割与落料工作，整个工作过程中的传动稳定可靠，工作效率得到提高。综上所述，本发明提供一种工序简单且工作效率更高的全自动食品切环机械手。

附图说明

图1为本发明中圆环的结构示意图。

图2为本发明全自动食品切环机械手的示意图。

图3为本发明中第一滚轮与第二竖直段接触，而第二滚轮到台阶面的距离大于零时的状态图。

图4为本发明中第二滚轮抵靠在台阶面上的状态图。

图5为本发明内切刀与外切刀之间的结构示意图。

图6为本发明中内切刀与外切刀在切割食材时的状态图。

图7为本发明中内切刀与外切刀切割完成食材后的状态图。

图8为本发明中落料活塞推动圆环结构在内切刀与外切刀之间滑动的状态图。

图9为本发明中外切刀的结构示意图。

图10为本发明中外切刀另一角度的结构示意图。

图11为本发明中落料活塞的结构示意图。

图12为本发明中落料活塞另一角度的结构示意图。

图中所示：1、摆杆，2、传动杆，3、基座，4、第一卡销，5、第二卡销，6、落料滑架，7、导块，8、外切刀，9、第一铰接点，10、弧形齿条，11、第一齿轮，12、第二齿轮，13、第二铰接点，14、弧形导杆，15、第二压簧，16、凸块，17、第二滚轮，18、拉簧，19、升降台，20、食材，21、料筒，22、工作台，23、推板，24、第一竖直段，25、倾斜段，26、第二竖直段，27、内切刀，28、落料活塞，29、竖板，30、落料孔，31、收纳盒，32、挡料塞，33、台阶面，34、定位板，35、支撑杆，36、导环，37、连接杆，38、导孔，39、连接孔，40、导向块，41、气缸，42、限位环，43、导套，44、第一压簧，45、第一滚轮。

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，本发明全自动食品切环机械手包括基座3，基座3上滑动连接有升降台19，基座3上设有用于驱动升降台19往复滑动的动力装置；基座3上设有用于储存食材20的料筒21，基座3在料筒21下方设有供食材20滑动的工作台22，基座3通过抵紧组件滑动连接有推板23，推板23位于工作台22与料筒21下端出料口之间的间隙内；升降台19从下到上依次设有用于与推板23端部抵紧的第一竖直段24、倾斜段25和第二竖直段26，推板23上远离料筒21的端部先后与第一竖直段24、倾斜段25和第二竖直段26抵紧；升降台19设有外切刀8，外切刀8内部设有内切刀27，外切刀8与内切刀27之间的径向间距大于零；基座3上转动连接有摆杆1，摆杆1上转动连接有传动杆2，摆杆1与传动杆2通过限位组件转动连接在基座3上，传动杆2与摆杆1之间的夹角为锐角，传动杆2自由端与升降台19抵紧，且传动杆2与升降台19之间设有拉簧18，传动杆2与摆杆1之间设有压紧复位组件；基座3上滑动连接有落料滑架6，摆杆1自由端通过齿轮组件与落料滑架6传动，落料滑架6上设有落料活塞28，落料活塞28为环形结构，如图12所示，落料活塞28滑动连接在外切刀8与内切刀27之间的径向间隙内，工作台22在落料活塞28正下方设有落料孔30，落料孔30的结构为环形结构，如图6所示；升降台19上设有用于与传动杆2端部抵紧的竖板29，竖板29与第一竖直段24相交位置设有用于与传动杆2端部卡接的台阶面33；当推板23端部位于第二竖直段26与倾斜段25交界处时，传动杆2端部到台阶面33的距离大于零；工作台22上设有用于对食材20进行限位的定位板34，定位板34与料筒21分别位于外切刀8两侧。

基座3在工作台下方设有收纳盒31，收纳盒31中间位置设有用于与内切刀27配合的挡料塞32，挡料塞32位于落料孔30中间位置，如图6所示。

外切刀8与内切刀27平行设置，内切刀27直径值小于外切刀8直径值，外切刀8通过支撑杆35与升降台19连接；落料滑架6在外切刀8上方设有导环36，导环36上设有供支撑杆35穿过的导孔38，导环36与落料活塞28通过连接杆37连接，外切刀8上设有供连接杆37穿过的连接孔39。

基座3上设有导向块40，升降台19通过燕尾槽滑动连接在导向块40上，且升降台19沿竖直方向滑动连接在导向块40上；动力装置是指，基座3上设有气缸41，气缸41输出端与升降台19连接。

基座3通过抵紧组件滑动连接有推板23是指，基座3上设有供推板23滑动的导套43，推板23上设有限位环42，限位环42位于导套43与升降台19之间；推板23上套接有第一压簧44，第一压簧44位于导套43与限位环42之间。

推板23与工作台22平行设置，推板23上朝向升降台19一侧转动连接有第一滚轮45，第一滚轮45先后与第一竖直段24、倾斜段25和第二竖直段26滚动连接。

摆杆1通过第一铰接点9转动连接在基座3上，传动杆2通过第二铰接点13转动连接在摆杆1上，第一铰接点9到第二铰接点13的距离大于零；传动杆2上远离第二铰接点13一端转动连接有第二滚轮17，第二滚轮17与竖板29上朝向传动杆2的侧壁滚动连接，拉簧18一端与传动杆2中部转动连接，另一端与升降台19转动连接。通过拉簧18的设置可以却道传动杆2上端部的第二滚轮17始终抵靠在竖板29的左侧壁上。

传动杆2与摆杆1之间设有压紧复位组件是指，传动杆2上设有以第二铰接点13为圆心的弧形导杆14，弧形导杆14上套接有第二压簧15，第二压簧15一端与传动杆2抵紧，另一端与摆杆1抵紧；弧形导杆14上设有用于与摆杆1抵紧或脱离的凸块16，凸块16与第二压簧15分别位于摆杆1两侧，且摆杆1上设有供弧形导杆14穿过的滑孔；其中，弧形导杆14的设置可以对第二压簧15的变形进行导向，防止第二压簧15变形失效而无法推动传动杆2与摆杆1反转复位。其中，传动杆2与摆杆1始终都是呈倾斜状态设置在基座3上，这样可以确保升降台19可以推动传动杆2与摆杆1发生摆动。

摆杆1自由端通过齿轮组件与落料滑架6传动是指，基座3上设有导块7，落料滑架6通过燕尾槽滑动连接在导块7上，外切刀8与落料滑架6运动方向平行；摆杆1自由端设有以第一铰接点9为圆心的弧形齿条10，基座3上转动连接有用于与弧形齿条10啮合传动的第一齿轮11，基座3上转动连接有用于与第一齿轮11啮合的第二齿轮12，落料滑架6上设有用于与第二齿轮12啮合传动的直线齿条，第二铰接点13位于第一铰接点9与弧形齿条10之间。在这里，第一齿轮11与第二齿轮12的设置不但起到传动的作用，还起到了放大行程的作用，具体来说就是将摆杆1的转动转化成落料滑架6下降的直线运动，并且却道落料滑架6下降的行程可以将位于内切刀27与外切刀8之间的圆环结构从内切刀27与外切刀8之间的间隙内脱离。

摆杆1与传动杆2通过限位组件转动连接在基座3上是指，基座3上设有用于与摆杆1抵紧或脱离的第一卡销4，基座3上设有用于与传动杆2抵紧或脱离的第二卡销5，第一卡销4位于摆杆1与传动杆2之间的夹角区域内，第一卡销4与第二卡销5分别位于传动杆2两侧。

工作原理：如图所示，首先，通过气缸41驱动升降台19下降，升降台19上的倾斜段25会推动推板23向左滑动，进而将料筒21内的食材20逐一推送至外切刀8下方，即食材20被定位板34与推板23左端部限定在外切刀8下方，如图2所示；

在图2中，当推板23右端部的第一滚轮45开始与升降台19上第二竖直段26接触时，传动杆2上端部的第二滚轮17与台阶面33之间的间距大于零，在接下去升降台19下降过程中，升降台19会带动内切刀27与外切刀8下降来切割工作台22上的食材20，直到在食材20上切割出圆环结构位置；也就是说，内切刀27与外切刀8在切割食材20的过程中，落料滑架6保持静止，即落料滑架6上的落料活塞28保持静止，落料活塞28与工作台22上食材20的间距没有改变；待食材20上切割出圆环结构时，传动杆2上的第二滚轮17恰好与升降台19上的台阶面33抵紧，如图3所示，在后续升降台19的下降过程中，台阶面33会推动第二滚轮17沿竖直方向下降，因为第二滚轮17向右移动的趋势被竖板29限制，即第二滚轮17只能够被台阶面33推着沿竖直方向下降，进而使得传动杆2绕第二铰接点13转动，传动杆2通过第二铰接点13推动摆杆1绕第一铰接点9转动，摆杆1端部的弧形齿条10通过第一齿轮11与第二齿轮12的啮合传动来带动落料滑架6下降，落料滑架6上的落料活塞28会在内切刀27与外切刀8之间的间隙内滑动，即落料活塞28相对于内切刀27、外切刀8发生相对位移，进而将位于内切刀27与外切刀8之间的圆环结构推动至收纳盒31内；在这里，由于第一齿轮11与第二齿轮12的设置可以使得落料滑架6的下降速度比内切刀27与外切刀8的下降速度快，也就是说，单位时间内落料滑架6的下降行程更大，比如说，在1秒时间内，内切刀27与外切刀8下降1厘米，而落料滑架6在第一齿轮11与第二齿轮12的调节下可以下降3厘米，这样可以确保落料滑架6上的落料活塞28可以相对于内切刀27、外切刀8在竖直方向上发生位移，进而推动位于内切刀27与外切刀8之间的圆环结构从内切刀27与外切刀8之间的间隙内脱离，如图8所示。

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。