用于将食品切割成较小食品的切割设备和方法

用于将食品切割成较小食品的切割设备和方法
【专利摘要】本发明涉及用于将食物对象切割成较小食品的切割设备，其中，所述切割设备包括：具有第一端和第二端的进料传送带；具有第一端和第二端的传送带系统，该传送带系统布置成使得传送带系统的第一端相邻于并且大致平行于进料传送带的第二端，从而在传送带系统的第一端与进料传送带的第二端之间限定第一狭缝；以及第一切割单元，该第一切割单元具有延伸穿过第一狭缝的切割面并且被控制单元控制，用于将由进料传送带传送的食物对象切割成较小食品，其中，所述第一狭缝和切割单元的切割面相对于与传送方向垂直的轴线形成一定角度。
【专利说明】
用于将食品切割成较小食品的切割设备和方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及用于将食物对象切割成较小食品的切割设备和方法。
【背景技术】
[0002]WO 2005097438公开了一种用于将食物对象——比如鱼排、鸡胸、去骨鸡腿等——切割成具有固定形状一一通常为矩形形状一一的部分的切割设备。该切割设备是基于使用前后布置的其中使食物对象的所有侧部都被切割的两个切割装置。第一切割装置获取输入的食品的扫描数据并且据此将食品切割成平行的食物条带。这些食物条带随后手动地旋转90°并传送通过第二切割装置，该第二切割装置将食物条带切割成多个正方形。
[0003]该手动地重新对齐食物条带以满足后续切割需要的中间步骤除了需要额外的劳动之外，还需要所述食品是刚性的，因为否则食物条带的处理将非常困难。大多数获得该刚度的逻辑解决方案是冷冻所述食品，例如通过在第一切割装置之前布置冷冻隧道。这明显不仅是需要时间的解决方案，并且此外是不经济的。
[0004]克服该问题的一种方法是通过使用水喷射切割器，原因在于这种切割装置能够将食物对象切割成任何尺寸和形状。然而，因为这种切割装置需要高压系统和水源，因此其操作成本很高。此外，这种水喷射切割器需要食物对象布设在由钢/金属制成的传送带上，但是这种带通常具有大的转弯直径，意味着难以将各个部分一一例如矩形部分一一彼此分离。
[0005]本发明的发明人已经了解到因此存在对于改进切割设备的需要并且因此设计了本发明。

【发明内容】

[0006]本发明的实施方式的目的是提供具有更高产量并且更经济的完全自动化的且简化的切割设备。大体上，本发明优选地寻求逐一地或以任意组合的方式减轻、缓和或消除现有技术的上述缺点中的一个或更多个缺点。特别地，如本发明的实施方式的目的可以看到提供一种解决上述问题或其他问题的切割设备。
[0007]为了更好地解决这些问题中的一个或更多个问题，本发明的一方面提供了用于将食物对象切割成较小食品的切割设备，包括:
[0008].进料传送带，该进料传送带具有第一端和第二端，
[0009]?传送带系统，该传送带系统具有第一端和第二端，该传送带系统设置成使得传送带系统的第一端相邻于且大致平行于进料传送带的第二端，从而在该传送带系统的第一端与进料传送带的第二端之间限定第一狭缝，以及
[0010]?第一切割单元，该第一切割单元具有延伸穿过第一狭缝的的切割面并且被控制单元控制，用于将由进料传送带的食物对象切割成较小食品，
[0011]其中，第一狭缝和切割单元的切割面相对于与传送方向垂直的轴线形成一定角度。
[0012]食物对象被以相对于传送方向成一定角度切割的事实开启了沿着一个且相同的传送带系统进行一个或更多个后续切割的可能性，然而，在食物对象被垂直于传送方向切割的情况下，产生的较小食品常常必须从传送带系统移除以能够执行后续切割。
[0013]通过术语角度意味着相对于传送方向的角度不同于90°。
[0014]在一个实施方式中，切割设备还包括与进料传送带相关联的第一扫描装置，用于获取在进料传送带上的输入的食物对象的扫描数据，其中，获取的扫描数据被控制单元用作控制数据用于控制第一切割单元。切割设备还可包括追踪装置一一比如测速计等一一以始终追踪食物对象，使得当开始切削过程时控制第一切割单元的控制单元得到食物对象的准确位置。
[0015]在一个实施方式中，传送带系统包括:
[0016].传送带子系统，该传送带子系统具有第一端和第二端，以及
[0017].出料传送带，该出料传送带具有第一端和第二端，其中，传送带系统的第一端是传送带子系统的第一端，并且其中，传送带子系统的第二端相邻于并且大致平行于出料传送带的第一端，并且限定第二狭缝。
[0018]在一个实施方式中，第二狭缝相对于第一狭缝形成一定角度，并且其中，切割设备还包括第二切割单元，该第二切割单元由控制单元控制并且具有延伸穿过第二狭缝的切割面。
[0019]因此，能够将输入的食物对象切割成较小食品，其中，较小食品自动地在其所有侧部都被切割，而不需要任何手动干涉。因此，其不再需要遵循输入的食物对象的刚度要求、例如通过冷冻食物对象，这样使得全部设备不仅更经济而且提高了设备的生产量。
[0020]较小食品可以是但不限于具有固定形状的任何类型的产品、例如食品的所有侧部已被切割，并且这种固定形状可以例如任何类型的形式，比如矩形形式、菱形形式、三角形形式等。
[0021 ]较小食品可以被认为是例如满足预定目标、比如但不局限于目标重量和/或尺寸的部分。
[0022]第一切割单元和/或所述第二切割单元可以是但不限于刀片型叶片、线性移动叶片、激光、水喷射、超声波等。
[0023]在一个实施方式中，第二狭缝相对于第一狭缝的角度处于70°与110°之间的范围中，优选地处于80°与100°之间的范围中、更优选地为大约90°。
[0024]在一个实施方式中，控制单元还适于通过控制进料传送带与传送带系统之间的相对速度在较小食品之间产生距离。这可以例如下述方式实现:通过紧接着每次切割之后在传送带系统行进的同时启动及停止进料传送带，或通过紧接着每次切割之后使进料传送带的速度减速，其中进料传送带与以较高速度进行的传送带系统之间的存在相对速度差导致相邻的较小食品之间的间隔。自然地，其他解决方案也是可能的，比如通过使传送带系统始终以比进料传送带更快的速度行进。因此，如将稍后更详细地讨论的，相邻的较小食物对象之间的所述间隔可以非常优选地用于较小食物对象的后续切割。
[0025]在一个实施方式中，食物对象以食物对象的至少一个侧部大致平行于第一狭缝的方式放置在进料传送带上。假设食物对象是例如鸡胸或去骨鸡腿，因此在进料传送带上的放置优选地使得鸡胸或去骨鸡腿的一侧大致平行于第一狭缝。因此，第一次切割将导致较小食物对象是多个平行的食物对象的条带，在该情况下是家禽肉的条带。该在进料传送带上的放置可以手动地完成、或其可以经由例如机械臂完全自动化的完成。第二切割单元可以相对于第一切割单元成一定角度、例如相对于第一切割单元形成90°的角度的事实使得能够将平行条带切割成具有矩形形状的较小食品。
[0026]此外，在相邻的较小食物对象之间提供充足的间隔的事实使得能够每次切割一个单独的较小食物对象，而不会同时切割到相邻的较小食物对象。因此，提供了对切割成所需形状和/或部分的非常好的控制。
[0027]在一个实施方式中，传送带子系统包括:
[0028]?第一传送带，该第一传送带具有第一端和第二端，其中，传送带子系统的第一端是第一传送带的第一端，以及
[0029].第二传送带，该第二传送带具有第一端和第二端，第二传送带的第一端定位成相邻于并且大致平行于第一传送带的第二端，从而限定中间狭缝，其中，中间狭缝大致平行于第一狭缝，并且其中，传送带子系统的第二端是第二传送带的第二端。
[0030]如上所述，在一个实施方式中，控制单元还可适于通过控制进料传送带与传送带之间的相对速度在第一狭缝处在较小食品之间产生距离、在该情况下控制进料传送带与第一传送带之间的速度，从而在相邻的较小食物对象之间产生距离。
[0031]在一个实施方式中，第二传送带的传送速度大于第一传送带的速度。因此，能够在执行后续切割之前增大相邻的较小食品、例如上述食物条带之间的间隔，从而确保不会同时切割相邻的较小食品。
[0032]定位在第一狭缝与第二狭缝之间的上述中间狭缝平行于第一狭缝的事实确保了在较小食品之间产生的附加距离，该附加距离以由第一传送带与第二传送带之间的速度差引起的增加的距离转移的方式“一致地”传递至较小食品。如果例如中间狭缝不平行于第一狭缝，那么较小食品将由于第一传送带与第二传送带之间的速度差而最有可能在传送带或稍端上平移。然而，由于该平行布置，该速度差被同时应用在较小食品上。
[0033]在一个实施方式中，第二狭缝的角度相对于第一狭缝的角度改变70°与110°之间的角度、优选地改变大约90°。
[0034]在一个实施方式中，切割设备还包括第二扫描装置，该第二扫描装置与传送带子系统或者第一传送带或第二传送带相关联，用于获取较小食品的扫描数据，其中，获取的较小食品的扫描数据被控制单元用作控制数据用于控制第二切割单元。因此，可能的是在通过第二切割单元进行第二次切割之前获取关于例如在第二传送带上的较小食物对象的位置的详细信息，并且因此完全地控制将食物对象切割成较小食物对象的最后切割。
[0035]应指出的是，第二切割单元也可以在第一扫描装置的扫描数据的基础上独立地操作，例如通过追踪较小食品的位置。
[0036]在一个实施方式中，切割设备包括角度调节机构，该角度调节机构用于调节第一狭缝的角度并且同时以切割面始终在第一狭缝内的方式调节切割面的角度。在一个实施方式中，角度调节机构由控制单元基于获取的扫描数据来操作，其中，所述控制包括在通过切割单元切割食品的同时使第一狭缝和切割面的角度连续地增大或减小、比如相对于传送方向连续地增大或减小30°与-30°之间的角度。在一个实施方式中，所述控制包括在通过切割单元切割食品的同时连续地增大或减小第一狭缝和切割面的角度使得产生较小食品满足预定的目标标准--比如重量标准。
[0037]因此，提供了对于将输入的食品切割成较小食品的有效的解决方案，其中，预定目标标准可以是例如固定目标重量的较小食品。扫描数据可以包括例如体积数据和/或指示输入的食品的面积的面积有关的数据，所述输入的食品可以是例如任何类型的鱼排，其中，该数据被控制单元用作输入数据用于控制角度调节机构。例如，所述控制可以包括当例如将角度调节机构从相对传送方向的30°调节至-30°时，如何使角度调节机构的角度快速的改变。
[0038]在一个实施方式中，第一切割单元和/或第二切割单元安装至倾斜角度机构，并且其中控制单元还适于在切割期间控制切割单元的倾斜角度。因此，能够将食物对象切割成具有更自然的形状的较小食品，例如类似鱼排或鸡胸，其中，切口侧部未必是垂直的而可以具有变化的斜度。
[0039]应指出的是，第一切割单元和第二切割单元的切割面布设成分别延伸穿过第一狭缝或第二狭缝。然而，如果需要的话，第一狭缝和/或第二狭缝的位置可以按照需要适于倾斜的切割角，以避免带被损坏。
[0040]传送带系统以及或者传送带子系统和/或第一传送带和第二传送带可以是包括多个间隔开的圆带的圆带传送带，其中，圆带可以大致平行于传送方向延伸。此外，圆带的数量可以使得圆带形成几乎连续的或半连续的传送带。使用这种圆带传送带的优点是，其相对容易产生所述在相邻的传送带或传送带系统之间的角度。使用圆带的另一优点是其容易得到凹形的传送带表面。
[0041]本发明的第二方面提供了一种使用切割设备将食物对象切割成较小食品的方法，该切割设备包括:
[0042].进料传送带，该进料传送带具有第一端和第二端，
[0043]?传送带系统，该传送带系统具有第一端和第二端，该传送带系统设置成使得传送带系统的第一端相邻于且大致平行于进料传送带的第二端，从而在传送带系统与进料传送带之间限定第一狭缝，以及
[0044]?切割单元，该切割单元具有延伸穿过第一狭缝的切割面并且由控制单元控制，
[0045]所述方法包括下述步骤:
[0046]?将由进料传送带传送的食物对象切割成较小食品，其中，第一狭缝和切割单元的切割面相对于与传送方向垂直的轴线形成一定角度。
[0047]在一个实施方式中，第一切割单元和/或第二切割单元定位在第一狭缝和/或第二狭缝上方，其中，第一切割单元和/或第二切割单元的刀平面延伸穿过相应的狭缝。
[0048]在一个实施方式中，围绕第一狭缝和/或第二狭缝的承载表面的形状、即第一狭缝和/或第二狭缝的形状是凹形的并且大致遵循当切割单元布置在第一狭缝和/或第二狭缝的上方时第一切割单元和/或第二切割单元的切割路径。
[0049]由于第一切割单元和/或第二切割单元定位在第一狭缝和/或第二狭缝的上方，并且其中，第一狭缝和/或第二狭缝的形状是凹形的并且大致遵循第一切割单元和/或第二切割单元的切割路径，因此能够显著地减小切割单元的尺寸以及此外切割设备的尺寸。此外，可以减小第一切割单元和/或第二切割单元的重量和惯性并且因此可以增大切割速度，并且因此可以提高切割设备的生产量。
[0050]应了解的是，术语凹形可以是具有中心部分位于比两侧更低的位置处的任何形状而未必是平滑的形状，例如U形、V形、弧形等。
[0051]在一个实施方式中，承载表面包括两个或更多个并排布置的环状带或绳索。绳索可以具有任何类型的剖面轮廓，比如圆形轮廓或V形轮廓。
[0052]在一个实施方式中，围绕第一狭缝和/或第二狭缝的承载表面的凹形形状是具有大致位于切割单元的旋转轴线处的中央的弧形。
[0053]在一个实施方式中，第一切割单元和/或第二切割单元包括:
[0054]?臂，
[0055].安装至臂的一端的刀叶片，臂的相反端适于安装至驱动单元用于为臂以及因此刀叶片供给旋转运动，
[0056]其中，刀叶片安装至臂使得当将食物对象切割成较小食物对象时，刀叶片的切削刃侧部以一定角度与食物对象接合，使得在切割期间刀叶片将面向向下的力施加在食物对象上并且朝向传送带系统的承载表面施加。
[0057]因此，提供了明显轻于且小于现有技术切割单元的切割单元，并且所述切割单元适于被放置在切割设备上方、即第一狭缝和/或第二狭缝的上方。
[0058]在一个实施方式中，在切割期间切削刃侧部与承载表面或围绕狭缝的承载表面的接触点处的切线形成锐角。因此，确保产生在切割期间防止食物对象滑动或移动的向下指向的力。在一个实施方式中，锐角在10°与60°之间、优选地在20°与30°之间，最优选地大约25。。
[0059]在一个实施方式中，该角度适应于食物对象的类型和/或特征以及/或者承载表面的摩擦系数，使得在切割期间由切割单元施加在食物对象上的水平力(Fhciri)不超过食物对象与承载表面之间的摩擦力。因此确保在切割期间沿水平力(Fhciri)的相反方向指向的摩擦力在切割期间足以防止侧向移位。
[0060]在一个实施方式中，切削刃侧部包括平滑的切削刃。在实施方式中，平滑的切削刃是基本上直的切削刃或曲线。
[0061 ]在一个实施方式中，臂由选自下述的材料制成:
[0062]?碳纤维，
[0063]?陶瓷材料，
[0064]?塑料材料，或
[0065].金属或金属合金。
[0066]在一个实施方式中，臂的长度适应于食物对象的最大厚度，使得当臂安装至驱动单元时，臂的长度短于从枢轴至食物对象的距离，其中，臂的相反端与食物对象的顶部之间存在间隙距离。在一个实施方式中，间隙距离可以处于Imm至9mm的范围中、优选地3mm至7mm的范围中、最优选地大约5_。
[0067]在一个实施方式中，切割设备还包括切割面调整机构，该切割面调整机构适于通过调节切割单元的角位置使刀平面相对于竖向的角度倾斜。因此能够增加多种切割。例如，可以优选的是以下述方式切割食物对象:使其具有更自然的形状而不是仅进行例如垂直地切割。切割面调整机构可以包括例如切割单元安装至的、能够调节刀的角位置的机构。
[0068]总之，在本发明的范围内本发明的各个方面能够以组合并且以任何方式联接。通过参照以下描述的实施方式，本发明的这些方面和其他方面、特征和/或优点变得明显并等到阐述。
【附图说明】
[0069]参照附图仅出于示例目的对本发明的实施方式进行描述，在附图中:
[0070]图1和图2示出了根据本发明的用于将食物对象切割成较小食品的切割设备的一个实施方式的立体图和俯视图，
[0071]图3和图4是根据本发明的切割设备的另一实施方式，
[0072]图5和图6不出了根据本发明的切割设备的又一实施方式的立体图和俯视图，
[0073]图7示出了图5(c)和图6(c)的侧视图，
[0074]图8示出了图5(d)和图6(d)的放大视图，
[0075]图9示出了已经被切成多个较小食品的鱼排的示例，
[0076]图10至图12示出了可用于图1至图8中的任意者的传送带系统的一个实施方式的立体图和侧视图，
[0077]图13和图14描绘了图10和图11中所示的传送带系统的立体图和侧视图，其中，切割单元被安装至倾斜角度机构，
[0078]图15示出了根据本发明的切割设备的另一实施方式，其中，切割单元布置在传送带或传送带系统上方，并且其中，延伸穿过狭缝的切割单元的切割面是凹形的并且大致遵循切割单元的切割路径，
[0079]图16示意性地描绘了包括多个并排布置的连续的绳索带的传送带或承载表面的实施方式，
[0080]图17示出了实施方式，其中，围绕第一(和/或第二)狭缝的承载表面的凹形形状、即狭缝1503的形状是弧形形状的，
[0081]图18示意性地描绘了图15中的切割单元的穿过凹形狭缝的运动，
[0082]图19a至图19c示意性地描绘了被切割的食品的运动，其中，来自同一食物对象的所有条带被同时切割成最终部分，以及
[0083]图20a至图20c示意性地描绘了被切割的食品的运动，其中，全部条带一个接着一个被切割成最终部分。
【具体实施方式】
[0084]图1至图8示出了如何实现传送带的成一定角度的端部的示例。在这些附图中，带是被“折叠”的常规的平带。
[0085]图10至图14示出了如何实现传送带的成一定角度的端部的另一示例。在这些附图中，传送带包括间隔开的多个圆带(round belt)。
[0086]应指出的是，本发明不应被认为局限于上述传送带。
[0087]图1和图2示出了根据本发明的用于将食物对象113切割成较小食品114、115的切割设备100的一个实施方式的立体图和俯视图。切割设备100包括:具有第一端和第二端的进料传送带101、与进料传送带101相关联的第一扫描装置109、具有第一端和第二端的传送带系统102，该传送带系统102设置成使得传送带系统102的第一端相邻于且大致平行于进料传送带101的第二端，从而在该传送带系统102与进料传送带101之间限定第一狭缝120。第一狭缝120相对于与由箭头117指示的传送方向垂直的轴线形成一定角度。
[0088]切割设备100还包括第一切割单元105，该第一切割单元105可包括第一刀片叶片106，该第一刀片叶片106具有延伸穿过第一狭缝的切割面并且被控制单元(C_U) 116控制，用以将由进料传送带101传送的食物对象113切割成较小的食品114。
[0089]如此处所示，传送带系统102包括具有第一端和第二端的传送带子系统103以及具有第一端和第二端的出料传送带104，在该实施方式中该传送带子系统103是单个传送带。传送带子系统103的第一端是上述的相邻于并且大致平行于进料传送带的第二端的端部。子传送带系统103的第二端相邻于且大致平行于出料传送带的第一端，并且限定第二狭缝118，该第二狭缝118相对于第一狭缝120形成一定角度。
[0090]切割装置100还包括与子传送带系统103相关联的第二扫描装置111以及由控制单元控制的第二切割单元107，该控制单元可以是上述提到的控制单元116，该第二切割单元107包括第二刀片叶片108，该第二刀片叶片108具有延伸穿过第二狭缝118的切割面。第二狭缝118相对于第一狭缝120的角度可以在70°与110°之间的范围中、优选地在80°与100°之间、更优选地为大约90°。
[0091]切割设备100的作用在一个实施方式中可以以下列方式进行描述:食物对象113放置在进料传送带101上，这可以手动地或使用例如机械臂(未示出)完全自动化地完成。此夕卜，如此处图示的，优选的是将食物对象113以一定角度放置成使得食物对象的一侧大致平行于第一狭缝120。食物对象113被进料传送带101传送，在该处扫描装置获取食物对象113的扫描数据，其中，获取的扫描数据被控制单元116用作控制数据以用于控制第一切割单元105。扫描数据可以例如指示食物对象在进料传送带101上的准确位置，也可以获取其他数据，比如食物对象的厚度分布、颜色等。
[0092]切割设备100还可以包括诸如测速计(taco meter)等的追踪装置(未示出)，用以一直追踪食物对象使得控制第一切割单元105的控制单元当开始切割过程时感知食物对象的准确位置。
[0093]如此处所示，较小食品114呈平行的食物条带114的形式，其中，相邻的食物条带114之间存在距离，从而确保每次仅一个食物条带被第二切割单元107切割。产生所述距离的一个方法是通过控制单元116操作进料传送带101与传送带子系统103之间的相对速度。其在一个实施方式中可以通过在持续非常短的时间(例如几分之一秒)的每次切割之后在传送带子系统103行进的同时停止/启动进料传送带101，或通过接着每次切割之后使进料传送带101的速度变慢以持续非常短的时间(例如几分之一秒)来完成。其他选项也是可能的，比如通过在每次切割之后提高传送带子系统103的速度，其中，传送带子系统103的速度大于进料传送带101的速度。
[0094]与传送带子系统103相关联的第二扫描装置111获取平行的食物条带114的扫描数据从而确定食物条带114在传送带子系统103上的准确位置，其中，基于该获取的扫描数据第二切割单元107将每个相应的食物条带切割成具有矩形形状的较小食品115。优选地也设置有上述追踪特征从而始终保持对平行带114的位置的追踪。
[0095]图3和图4示出了图1和图2中所示的切割设备100的实施方式的立体图和俯视图，其中，在该实施方式中，传送带子系统103包括具有第一端和第二端的第一传送带301，以及具有第一端和第二端的第二传送带302，其中，第二传送带302的第一端相邻于并且大致平行于第一传送带301的第二端定位，从而限定中间狭缝303，该中间狭缝303如此处所示为大致平行于第一狭缝120。
[0096]第二传送带302的传送速度可以大于第一传送带301的速度，从而在到达第二切割单元107处之前使相邻的食物条带(此处未示出)之间的间隔进一步增大以确保每次一个食物条带(较小食品)被切割。
[0097]定位在第一狭缝120与第二狭缝之间的上述中间狭缝303平行于第一狭缝120的事实确保了在较小食品之间产生的附加距离，该附加距离以由第一传送带301与第二传送带302之间的速度差引起的增加的距离转移的方式“一致地”传递至较小食品。如果例如中间狭缝303不平行于第一狭缝120，那么较小食品将由于第一传送带301与第二传送带302之间的速度差而最有可能在传送带上平移或倾翻。然而，由于该平行布置，该速度差被同时应用在较小食品上。
[0098]第二扫描装置111优选地与第二传送带302相关联以如图1和图2已经提及的一样提供由控制单元116使用的扫描有关数据以控制第二切割单元107。
[0099]图5和图6描绘了根据本发明的切割设备500的另外的实施方式的立体图和俯视图，其中，切割设备包括进料传送带501和传送带系统502，其中，在该实施方式中传送带系统可以是单个传送带或出料传送带。
[0100]切割设备还包括其将在稍后更详细地讨论的角度调节机构530，该角度调节机构530用于调节第一狭缝520的角度，并且同时调节切割面的角度，使得第一切割单元(未示出)的切割面始终在第一狭缝内。
[0101]角度调节机构由控制单元、例如上述控制单元基于如关于图1至图4讨论的第一扫描装置(未示出)获取的扫描数据进行操作。扫描数据在通过切割单元切割食品的同时通过增大或减小第一狭缝和切割面的角度来被用于控制切割单元和第一狭缝520。例如，图5(a)和图6(a)示出了当开始切割食品(未示出)时第一狭缝相对于传送方向517的开始角度为大约45°，其中，当切割食物对象、比如鱼排时相对于传送方向517的角度可以连续地增大至90°并且进一步增大至135°。
[0102]该控制可以是基于将食物对象切割成满足预定目标、比如可以包括具有类似宽度的所有较小食品的重量目标、尺寸相关的目标的两个或更多个较小食品。
[0103]可以提供不同的装置用于在切割期间确保角度调节机构530不被损坏，其可以根据被使用的切割单元而决定。如果例如水切割器用作切割单元，那么可以将任何装置，比如纵长的钢梁等，设置在第一狭缝520的下方。如果切割单元是切割刀片，其可以足以在进料传送带501和传送带系统502与角度调节结构530之间具有足够的距离。
[0104]图7示出了图5c和图6c的侧视图，其中示出了进料传送带501和传送带系统502相对于传送方向517形成90°的角度。进料传送带501包括在四个辊子/棒701、705、703、707之间延伸的连续环状带709，并且其中，传送带系统502(其是单个传送带)也包括在四个辊子/杆702、706、704、708之间延伸的连续的环状带710。辊子701和702可以是用于驱动传送带709、710中的对应的一者的转子，然而，辊子703、704可以用作惰性辊子，并且其中705、706、707、708可以是被固定的棒。
[0105]角度调节机构可包括用于安装辊子703和704—一经由例如在辊子703、704之间延伸的纵长的棒或杆711在内部被固定在一起——的装置，以及驱动机构(未示出)，该驱动机构可以直接地或间接地安装至杆(多个杆)(或安装至连接至杆(多个杆)的框架结构)，用于允许辊子703、704基于上述扫描数据以可控的方式围绕旋转轴线719进行如箭头720指示的旋转运动。
[0106]棒705至708也可以经由例如类似的杆(多个杆)在内部固定在一起，其中，棒705至708也能够围绕旋转轴线719旋转，使得可以由于当辊子703、704旋转时增大了带709、710的皮带张力，因此棒705至708的旋转运动跟随辊子703、704的旋转运动。
[0107]其在图8中示意性进行了图示，其中，图8示出了图6(d)的放大视图。
[0108]图9示出了已经被切割成多个较小食品901、902的鱼排的示例，其中，穿过食物对象900的切口 903至905具有相对于传送方向906的不同的角度，在本示例中从90°的905开始并且以45°的903结束。
[0109]图10和图11示出了可用于图1至图8中的任意者的传送带系统的实施方式的示例的立体图和侧视图，其中，该传送带系统包括第一传送带1001和第二传送带1002，其中，传送带是包括多个间隔的且连续的环状圆带1006、1007的所谓的圆带传送带，其可以例如由橡胶或任何类型的可变形材料制成。圆带可以具有不同的长度。第一传送带包括可以作为驱动辊子的辊子1009以及惰性辊子1003和1005，并且第二传送带1002包括可以用作驱动辊子的辊子1010以及惰性辊子1004和1008。
[0110]在图12中更详细地示出了与第一传送带1001相关联的辊子1003和1005以及与第二传送带1002相关联的辊子1004和1008，惰性辊子1005和1008可以被认为是多个惰性轮。辊子1003和1004包括周向地围绕辊子1003、1004的多个间隔开的槽1201和1202。多个圆带1006、1007与这些间隔开的槽1201、1202接合，并且与相应的周向地围绕驱动辊子1009、1010的槽1020、1021接合，其中，辊子1003和1004中相邻的凹槽之间的距离与驱动辊子中相邻的凹槽1020和1021之间的距离相同。因此，确保圆带1006、1007被支撑(propped)在辊子中并且不能向旁边滑动。
[0111]该实施方式还示出了切割单元1005，该切割单元1005包括刀片型叶片1006，但是例如如之前关于图1至图8讨论的扫描装置在此处未示出。
[0112]图13和图14描绘了图10和图11中所示的传送带系统的立体图和侧视图，其中，切割单元一一其中第一切割单元和/或第二切割单元一一安装至倾斜角度机构(T_A_M)1301。因此，能够将食物对象切割成具有更自然的形状的较小食品，例如类似鱼排或鸡胸，其中，切口侧部未必是垂直的而可以具有变化的斜度。
[0113]图15示出了根据本发明的适于将食物对象切割成较小食物对象的切割设备1500的一个实施方式。如该实施方式中所示，切割单元1504定位在由相邻的传送带1501、1502或相邻的承载表面限定的第一(或第二)狭缝1503上方，并且该切割单元1504由驱动单元1508驱动，其中，切割单元包括刀叶片1506。
[0114]第一(和/或第二)狭缝1503具有基本上遵循由可旋转的刀叶片1506的由箭头1507指示的切割路径的凹形形状，使得刀叶片的远端1509延伸穿过狭缝1503，例如在承载表面下方几毫米。
[0115]切割单元1504包括优选地由轻质材料制成的臂1505，比如但不限于碳纤维、陶瓷材料、塑料材料或者金属或金属合金。如所示，刀叶片1506安装至臂的一端，其中，臂的相反的一端安装至驱动单元1508，该驱动单元1508供给了臂以及因此刀叶片1506的旋转运动1507。如将稍后更详细地讨论的，刀叶片1506安装至臂使得在将食物对象切割成较小食物对象的同时，刀叶片的切削刃侧部1510以一定角度与食物对象接合使得在切割期间刀叶片将面向向下的力施加在食物对象上并且朝向传送带系统的承载表面。
[0116]图16示意性地描绘了传送带1501、1502或承载表面包括多个并排布置的环形绳索带1601的实施方式，其中，如此处所示，绳索可以具有圆形截面形状1602。因此，易于以遵循支承表面的形状的方式布置绳索带。
[0117]图17示出了实施方式，其中，围绕第一(和/或第二)狭缝(多个狭缝)一一即狭缝(多个狭缝)1503—一的承载表面的凹形形状是具有中心大致处于可旋转的切割单元1504的旋转轴线处的的弧形。
[0118]此外，示出了切割单元1504的放大视图，其中，在切割期间切削刃侧部1710与承载表面1503 (或在承载表面围绕开口的接触点处的切线)之间的角度1701是锐角。在一个实施方式中，锐角在10°与60°之间，优选地在20°与30°之间，最优选地大约25°。
[0119]角度1701适合于食物对象的类型和/或特征以及/或者承载表面的摩擦系数，使得在切割期间，由切割单元施加在食物对象上的水平力Fhciri不超过食物对象与承载表面之间的摩擦力Ffric。
[0120]例如，假设食物对象是去骨鸡腿试验的情况下已经示出优选角度为大约25°。假设去骨鸡腿的最大厚度h是例如15mm，那么切削刃侧部1510的长度X是:
[0121 ] X= (hmax)/sin25° = 15mm/sin25° =35.5mm
[0122]因此，需要非常短的刀叶片来执行这种去骨鸡腿的切割，其中，切割单元的主要部分是臂，其已经被解决可以由任何类型的轻质材料制成。
[0123]图18a、18b、18c示意性地描绘了图15中的切割单元1504的穿过狭缝1503的运动。如此处所示，刀叶片1506将向下指向的力Fd_和如之前关于图17讨论的水平力Fhciri施加在食物对象1801上，其中，刀叶片与之前讨论的承载表面之间的角度为使得指向相反的摩擦力与水平力Fhori相等，以防止食物对象1801的侧向滑动。
[0124]图19a、19b、19c示出了图15至图18中所示的切割设备的一个实施方式，其中示出了相对于第一凹形狭缝1503或传送带系统如箭头1906指示的移动方向定位在下游的第二凹形狭缝1903。
[0125]如此处所示，第二狭缝1903相对于第一狭缝1503形成一定角度，并且其中切割设备还包括第二可旋转切割单元1909，该第二可旋转切割单元1909设置在第二狭缝上方并且具有延伸穿过第二狭缝1903的刀平面。第二狭缝的角度相对于第一狭缝的角度改变70°与110°之间的角度，优选地改变大约90°。
[0126]操作时，食物对象1801——其可以是例如去骨鸡腿——以传送速度Vl沿传送方向1906传送。第一成像系统(1_S_1) 1907定位在相对于第一狭缝1503的上游并且适于获取食物对象1801的第一图像数据。处理器接收并且处理第一图像数据以创建用于控制切割单元1504的控制参数，其中，所述控制可包括什么时候开始切割以及什么时候停止切割，优选地以将食物对象1801分成较小食物对象。
[0127]图19b示出了其中食物对象1801已经被切成多个较小食物对象，在该情况下多个条带1910通过第一切割单元1504优选地具有相等的尺寸。在该实施方式中第二传送带1902以与第一传送带相同的速度移动，即V = vl。
[0128]在第一狭缝1503与第二狭缝1903之间存在第二成像系统(1_S_2)1908，用于获取切割食物对象的第二图像数据，其中，处理器处理第二图像数据用于产生用于第二切割单元1909的控制命令。
[0129]图19c示出了其中条带1910已经进行了通过第二切割单元1909的第二切割过程。如果第二狭缝1903相对于第一狭缝1503布置成90°，那么食物对象被切割成大致矩形的片1911ο
[0130]因此，此处示出的最终食物对象是像一种单独的片一样放在一起的多个大致矩形的片。
[0131]图20a、20b、20c描绘了图19中示出的切割设备，但是其中，此处所示设备还包括用于在第一切割过程之后将较小食物对象彼此分离的间隔件或间隔件系统。在该示例中，间隔件可包括速度控制单元，该速度控制单元可分别地控制第一传送带1901和第二传送带1902的速度，从而在条带1910之间产生间隔，如图20b中所示。
[0132]例如，其可以通过在切割期间、例如在切割每个对象之后通过启动及停止第一传送带而实现，在第二传送带1902行进的同时第一传送带暂时停止、例如几分之一秒。
[0133]也可以在第一狭缝1503与第二狭缝1903之间设置附加的间隔件，用于在进行通过第二切割单元1909的第二切割过程之前进一步增大条带之间的距离。可以例如提供附加传送带单元(未示出)，该附加传送带单元放置在相对于前一个传送带单元(例如第二传送带)的下游，该附加传送带单元以更高速度行进使得条带之间的间隔进一步增大。
[0134]尽管已经通过附图和以上描述对本发明进行了详细地图示和描述，但是该图示和描述应被认为是说明性或示例性的而不是限制性的；本发明并不限于公开的实施方式。根据研究附图、公开内容和所附权利要求的研究，本领域技术人员能够在实践所要求保护的本发明的过程中理解并实施对所公开的实施方式的其他变型。在权利要求中，措辞“包括”并不排除其他元件或步骤的可能性，并且不定冠词“一”或“一个”不排除复数的可能性。在互不相同的从属权利要求中记述的某些措施的事实并不表示不能使用这些措施的组合以获得优点。
【主权项】
1.一种用于将食物对象(113)切割成较小食品(114、115)的切割设备(100)，所述切割设备包括: 进料传送带(101)，所述进料传送带(101)具有第一端和第二端， 传送带系统(102)，所述传送带系统(102)具有第一端和第二端，所述传送带系统布置成使得所述传送带系统的第一端相邻于并且大致平行于所述进料传送带的第二端，从而在所述传送带系统的第一端与所述进料传送带的第二端之间限定第一狭缝(120)，以及 第一切割单元(105)，所述第一切割单元(105)具有延伸通过所述第一狭缝的切割面并且被控制单元(116)控制用于将由所述进料传送带传送的食物对象切割成较小食品， 其中，所述第一狭缝(120)和所述切割单元的所述切割面相对于与传送方向(117)垂直的轴线形成一定角度。2.根据权利要求1所述的切割设备，还包括:与所述进料传送带(101)相关联的第一扫描装置(109)，所述第一扫描装置(109)用于获取在所述进料传送带上的输入的食物对象(113)的扫描数据，其中，所获取的扫描数据被所述控制单元(116)用作控制数据以用于控制所述第一切割单元。3.根据权利要求1或2所述的切割设备，其中，所述传送带系统(102)包括: 传送带子系统(103)，所述传送带子系统(103)具有第一端和第二端，以及 出料传送带(104)，所述出料传送带(104)具有第一端和第二端，其中，所述传送带系统的第一端为所述传送带子系统的第一端，并且其中，所述传送带子系统的第二端相邻于并且大致平行于所述出料传送带的第一端从而限定第二狭缝(118)。4.根据权利要求3所述的切割设备，其中，所述第二狭缝(118)相对于所述第一狭缝(120)形成一定角度，并且其中，所述切割设备还包括第二切割单元(107)，所述第二切割单元(107)由控制单元控制并且具有延伸穿过所述第二狭缝的切割面。5.根据权利要求3至4中的任一项所述的切割设备，其中，所述传送带子系统(103)包括: 第一传送带(301)，所述第一传送带(301)具有第一端和第二端，其中，所述传送带子系统的第一端是所述第一传送带的第一端，以及 第二传送带(302)，所述第二传送带(302)具有第一端和第二端，所述第二传送带的第一端定位成相邻于并且大致平行于所述第一传送带的第二端，从而限定中间狭缝(303)，其中，所述中间狭缝大致平行于所述第一狭缝(120)，并且其中，所述传送带子系统的第二端是所述第二传送带的第二端。6.根据前述权利要求中的任一项所述的切割设备，其中，所述控制单元(116)还适于通过控制所述进料传送带(101)与所述传送带系统(102)之间的相对速度而在所述较小食品之间产生距离。7.根据前述权利要求中的任一项所述的切割设备，其中，所述第二狭缝的角度相对于所述第一狭缝的角度改变70°与110°之间的角度、优选地改变大约90°。8.根据权利要求5、6或7所述的切割设备，其中，所述第二传送带(302)的传送速度大于所述第一传送带(301)的速度。9.根据权利要求3至8中的任一项所述的切割设备，还包括第二扫描装置(111)，所述第二扫描装置(111)与所述传送带子系统(103)或者所述第一传送带或所述第二传送带相关联，用于获取所述较小食品的扫描数据，其中，所获取的较小食品的扫描数据被所述控制单元用作控制数据以用于控制所述第二切割单元。10.根据前述权利要求中的任一项所述的切割设备，还包括角度调节机构(530)，所述角度调节机构(530)用于调节所述第一狭缝(520)的角度并且同时调节所述切割面的角度而使得所述切割面始终在所述第一狭缝内。11.根据权利要求10所述的切割设备，其中，所述角度调节机构(530)由所述控制单元基于所获取的扫描数据来操作，其中，所进行的控制包括在通过所述切割单元切割食品的同时使所述第一狭缝和所述切割面的角度增大或减小、比如相对于所述传送方向增大或减小30°至-30°之间的角度。12.根据权利要求10或11所述的切割设备，其中，所进行的控制包括在通过所述切割单元切割食品的同时使所述第一狭缝(520)和所述切割面的角度连续地增大或减小而使得所产生的较小食品满足预定的目标标准，所述预定的目标标准比如为重量标准。13.根据前述权利要求中的任一项所述的切割设备，其中，所述第一切割单元和/或所述第二切割单元被安装至倾斜角度机构。14.一种使用切割设备将食物对象切割成较小食品的方法，所述切割设备包括: 进料传送带，所述进料传送带具有第一端和第二端， 传送带系统，所述传送带系统具有第一端和第二端，所述传送带系统设置成使得所述传送带系统的第一端相邻于且大致平行于所述进料传送带的第二端，从而在所述传送带系统的第一端与所述进料传送带的第二端之间限定第一狭缝，以及 切割单元，所述切割单元具有延伸穿过所述第一狭缝的切割面并且由控制单元控制， 所述方法包括下述步骤: 将由所述进料传送带传送的食物对象切割成较小食品，其中，所述第一狭缝和所述切割单元的所述切割面相对于与传送方向垂直的轴线形成一定角度。
【文档编号】A22C17/00GK105979784SQ201480065362
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2014年11月28日
【发明人】戈姆·索伦森, 彼得·米克尔森
【申请人】马瑞尔股份有限公司