椰青在线连续切削成型设备用的果体切削成型装置及方法与流程

本发明涉及果蔬加工技术领域，特别涉及一种椰青在线连续切削成型设备用的果体切削成型装置及方法。

背景技术：

椰青采摘后，在成为商品销售前，需要切削绿色的外皮，加工成露出白色内皮的统一的“圆形屋”状，以方便包装和储运。椰青的切削过程一般如图1所示，先对椰青原果轮廓进行外圆柱面切削，再进行圆锥顶切削，最后将其底面端部切平。

传统的椰青切削，主要采用人工方式，依靠大量的工人持刀逐个砍削，劳动强度大，效率低。

为此，目前市面上也出现了一些半自动化的加工机械，这些半自动机械结构简单，基本原理仿照电动台钻的形式，即：改装的钻头部位插进椰青顶部，带动椰青旋转；侧面布置的刨削刀与椰青接触就可以进行圆柱面切削；然后，椰青与底部布置的锥面刨削刀接触则可以进行锥顶切削；最后，取下椰青，用铡刀切平椰青端部。但在整个加工过程中，都需要人工进行辅助操作，将椰青逐个放置加工。这些半自动机械的应用，只是稍微减轻了工人的劳动量，效率并不高，无法满足椰青市场大量销售的需求。

因此，为了提高生产效率，并确保商品质量，开发全自动的连续式切削设备及其配套设备以形成自动化加工生产线具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种椰青在线连续切削成型设备用的果体切削成型装置，该装置可实现椰青果体外圆柱面和顶部锥面的同步切削，适应椰青在线连续切削成型设备的高速加工，减少人工操作，有效提高生产效率。

本发明的另一目的在于提供一种上述装置实现的椰青在线连续切削成型设备用的果体切削成型方法。

本发明的技术方案为：一种椰青在线连续切削成型设备用的果体切削成型装置，包括同步运行的柱面切削机构和锥面切削机构，柱面切削机构设于椰青一侧的竖直面内，锥面切削机构设于椰青另一侧的斜上方；

柱面切削机构包括柱面切削器、柱面切削导轨和第一驱动链，柱面切削器的两侧各设置一个第一驱动链，且第一驱动链带动柱面切削器循环转动(柱面切削器可选择与第一驱动链上的某一链节固定连接)；第一驱动链上靠近椰青的一侧设有柱面切削导轨，且柱面切削导轨上靠近椰青的一侧与柱面切削器相接；

锥面切削机构包括锥面切削器、锥面切削导轨和第二驱动链，锥面切削器的两侧各设置一个第二驱动链，且第二驱动链带动锥面切削器循环转动(锥面切削器可选择与第二驱动链上的某一链节固定连接)；第二驱动链上靠近椰青的一侧设有锥面切削导轨，且锥面切削导轨上靠近椰青的一侧与锥面切削器相接。

所述柱面切削机构中，第一驱动链呈循环的连续输送式结构，第一驱动链两端分别设置第一链轮，两个第一链轮之间，靠近椰青侧的第一驱动链段为第一内链段，远离椰青侧的第一驱动链段为第一外链段，柱面切削导轨设于第一内链段的内侧；

锥面切削机构中，第二驱动链也呈循环的连续输送式结构，第二驱动链两端分别设置第二链轮，两个第二链轮之间，靠近椰青侧的第二驱动链段为第二内链段，远离椰青侧的第二驱动链段为第二外链段，锥面切削导轨设于第二内链段的内侧。

所述柱面切削机构还包括第一链轨，第一内链段和第一外链段底部分别设有第一链轨；

锥面切削机构还包括第二链轨，第二内链段和第二外链段底部分别设有第二链轨。

该结构中，第一链轨对第一驱动链起支撑和导向作用，第二链轨对第二驱动链起支撑和导向作用，使第一驱动链和第二驱动链可在驱动行程较长的情况下仍对相应的柱面切削机构和锥面切削机构保持较高输送精度。

所述第一驱动链和第二驱动链之间设有输送链，输送链上分布有多个定位盘机构，在第一驱动链的第一内链段上和第二驱动链的第二内链段上，柱面切削器、锥面切削器与定位盘机构三者一一对应并形成一个切削工位。

所述输送链的一侧设有压轨和调速皮带，定位盘机构的顶面设有轮盘，轮盘的外圆柱面上均匀分布有若干直条纹，直条纹与调速皮带压紧相接，压轨将调速皮带固定于各定位盘机构的轮盘外侧。其中，轮盘外周的直条纹类似于齿轮结构，调速皮带与直条纹压紧相接，依靠两者之间的摩擦力驱动轮盘进行自转。调速皮带两端设置辊筒，通过辊筒带动其进行循环转动。轮盘上表面分布有若干针锥，各针锥插入椰青表皮，将其固定于轮盘上。

所述柱面切削导轨朝向第一内链段的一侧为外凸的第一曲面，柱面切削器沿第一曲面进行运动；

锥面切削导轨朝向第二内链段的一侧为外凸的第二曲面，锥面切削器沿第二曲面进行运动；

第一曲面的外凸处和第二曲面的外凸处相对位于椰青的两侧。

所述柱面切削器包括柱面刨削刀、第一方头、第一基座、第一滑杆、第一弹簧和第一滚轮，第一基座中部设有通孔，第一滑杆穿过第一基座上的通孔后，第一滑杆一端通过第一方头与柱面刨削刀连接，第一滑杆另一端与第一滚轮连接，第一滑杆与第一滚轮连接的一端上套有第一弹簧；第一基座两侧分别与第一驱动链连接；

锥面切削器包括锥面刨削刀、第二方头、第二基座、第二滑杆、第二弹簧和第二滚轮，第二基座中部也设有通孔，第二滑杆穿过第二基座上的通孔后，第二滑杆一端通过第二方头与锥面刨削刀连接，第二滑杆另一端与第二滚轮连接，第二滑杆与第二滚轮连接的一端上套有第二弹簧；第二基座两侧分别与第二驱动链连接；

柱面刨削刀竖直位于椰青的一侧，锥面刨削刀倾斜位于椰青另一侧的上部。

所述第一滑杆上，与第一滚轮连接的一端带有第一轮座，第一滚轮设于第一轮座内；

第二滑杆上，与第二滚轮连接的一端带有第二轮座，第二滚轮设于第二轮座内。

所述第一基座中部的通孔为两级通孔，靠近第一方头一端的通孔为第一方孔，靠近第一滚轮的一端为第一圆孔，第一弹簧的一端设于第一圆孔内；其中，第一滑杆与第一方孔相配合，并沿第一方孔进行上下滑动，第一圆孔的设置一方面是供第一滑杆穿过用，另一方面是为了给第一弹簧提供压缩空间；

第二基座中部的通孔也为两级通孔，靠近第二方头的一端为第二方孔，靠近第二滚轮的一端为第二圆孔，第二弹簧的一端设于第二圆孔内；其中，第二滑杆与第二方孔相配合，并沿第二方孔进行上下滑动，第二圆孔的设置一方面是供第二滑杆穿过用，另一方面是为了给第二弹簧提供压缩空间。

所述第一基座与第一驱动链的连接处设有第一链板支座，第一链板支座呈直角支架状，第一链板支座的一侧边与第一驱动链连接，第一链板支座的另一侧边通过螺钉与第一基座固定连接；

第二基座与第二驱动链的连接处设有第二链板支座，第二链板支座也呈直角支架状，第二链板支座的一侧边与第二驱动链连接，第二链板支座的另一侧边通过螺钉与第二基座固定连接。

本发明通过上述装置实现的椰青在线连续切削成型设备用的果体切削成型方法为：柱面切削机构和锥面切削机构在椰青的两侧同步运行，柱面切削机构中，柱面切削器在第一驱动链的带动下，沿柱面切削导轨逐渐进入切削工位；锥面切削机构中，锥面切削器在第二驱动链的带动下，沿锥面切削导轨同步逐渐进入切削工位；

在切削工位上，柱面切削器和锥面切削器同步动作，同时对椰青外周的圆柱面和顶部的锥面进行切削。

该方法中，柱面切削器对椰青外周的圆柱面进行切削时，其具体过程为：柱面切削器沿柱面切削导轨逐渐运行，在柱面切削导轨的第一曲面外凸处，柱面切削器进入切削工位；此时，柱面切削器上的第一滚轮受到第一曲面外凸处的影响，形成一个朝向椰青的推动力，即第一滚轮推动第一滑杆克服第一弹簧的弹簧力，通过第一方头带动柱面刨削刀靠近椰青的外侧面，由于椰青在定位盘机构的带动下产生自转，因此柱面刨削刀将椰青的外侧削除，使椰青外周形成圆柱面；

锥面切削器对椰青顶部的锥面进行切削时，其具体过程为：锥面切削器沿锥面切削导轨逐渐运行，在锥面切削导轨的第二曲面外凸处，锥面切削器进入切削工位；此时，锥面切削器上的第二滚轮受到第二曲面外凸处的影响，形成一个朝向椰青的推动力，即第二滚轮推动第二滑杆克服第二弹簧的弹簧力，通过第二方头带动锥面刨削刀倾斜靠近椰青的顶面，由于椰青在定位盘机构的带动下产生自转，因此锥面刨削刀将椰青的顶部外周倾斜削除，使椰青顶部形成锥面。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本果体切削成型装置及方法是针对椰青在线连续切削成型设备而设计的，该装置及方法实现了椰青在线不停顿切削，也实现了椰青果体外圆柱面和顶部锥面的同步切削，可有效适应椰青在线连续切削成型设备的高速加工，减少人工操作，有效提高生产效率并节约生产成本。

本果体切削成型装置结构简单，但对椰青的加工精度高，通过在连续输送的椰青两侧设置同步运行的柱面切削机构和锥面切削机构，实现了在同一时间内完成椰青外圆柱面切削和顶部锥面切削两个步骤，缩短加工周期，提高生产效率；同时，柱面切削机构和锥面切削机构均利用对应的切削导轨对其运动轨迹进行导向，加工精度高，也切削深度可调，可有效保证产品的加工质量。

附图说明

图1为传统的椰青切削过程示意图。

图2为本果体切削成型装置的结构示意图

图3为图2中输送链、定位盘机构、压轨及调速皮带的结构示意图。

图4为图2中a-a截面上柱面切削器和锥面切削器的结构示意图。

图5为图2中b-b截面上柱面切削器和锥面切削器的结构示意图。

上述各图中，各标号所示部件如下：1为定位盘机构，1-2为轮盘，1-3针锥，2为输送链，10为柱面切削器，10-1为柱面刨削刀，10-2为第一方头，10-3为第一基座，10-4为第一滑杆，10-5为第一弹簧，10-6为第一滚轮，10-7为第一轮座，11为第一驱动链，11-1为第一链板支座，12为柱面切削导轨，13为锥面切削器，13-1为锥面刨削刀，13-2为第二方头，13-3为第二基座，13-4为第二滑杆，13-5为第二弹簧和13-6为第二滚轮，13-7为第二轮座，14为第二驱动链，14-1为第二链板支座，15为锥面切削导轨，16为调速皮带，17为压轨，18为第一链轨，19为第二链轨。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本实施例一种椰青在线连续切削成型设备用的果体切削成型装置，其结构如图2所示，主要包括同步运行的柱面切削机构和锥面切削机构，柱面切削机构设于椰青一侧的竖直面内，锥面切削机构设于椰青另一侧的斜上方。各机构的具体结构如下：

(1)柱面切削机构

柱面切削机构布置在定位盘机构及输送链上方的左侧(如图4所示)，这是一套由双链条(即两个第一驱动链11)驱动柱面切削器10循环往复运行的机构，与定位盘机构及输送链同步运行，第一驱动链两侧分别设置第一链轨18，第一驱动链的运动方向如图2中的箭头所示。

柱面切削机构的主要部件是柱面切削器10，其具体结构见图4或图5，主要包括柱面刨削刀10-1、第一方头10-2、第一基座10-3、第一滑杆10-4、第一弹簧10-5和第一滚轮10-6。

第一基座加工有中心方孔(即包含上述第一方孔和第一圆孔)，与第一滑杆配合，即滑杆可在基座中心方孔中左右滑动。第一滑杆的左端加工有第一轮座10-7，第一轮座上装配一个第一滚轮。第一滑杆的右端联接第一方头，通过螺钉紧固。在第一方头上，装配柱面刨削刀，通过螺钉联接紧固，柱面刨削刀的刃面竖直布置。

安装第一滑杆时，需套入第一弹簧，并且使第一弹簧压在轮座和基座之间。因此，推动滚轮，可克服弹簧力使滑杆向右移动。

柱面切削器的第一基座两侧各有两个安装螺孔，通过螺钉固定在第一驱动链11的第一链板支座11-1上。第一驱动链的全程范围内，按固定的相等的间距依次安装多个柱面切削器，而且需确保相邻两个柱面切削器之间的间距与相邻两个定位盘之间的安装间距一致。

柱面切削机构作为一个整体安装在定位盘机构及输送链上方左侧，在第一驱动链运行至靠近定位盘机构的一侧时，沿第一驱动链的内侧(即上述第一内链段)固定安装一条柱面切削导轨12。当柱面切削器经过时，其第一滚轮将沿柱面切削导轨滚动，受柱面切削导轨曲线轨迹的影响，通过第一滚轮驱使第一滑杆移动，从而带动柱面刨削刀产生进刀或退刀的动作，对椰青的侧面外周进行切削。

(2)锥面切削机构

锥面切削机构布置在定位盘机构及输送链的上方右侧(见图4)，这是一套由双链条(即两个第二驱动链14)驱动锥面切削器13循环往复运行的机构，与定位盘机构及输送链同步运行，第二驱动链的两侧分别设置第二链轨19，第二驱动链的运动方向如图2中的箭头所示。

锥面切削机构的主要部件是锥面切削器13，其结构见图4或图5，主要包括锥面刨削刀13-1、第二方头13-2、第二基座13-3、第二滑杆13-4、第二弹簧13-5和第二滚轮13-6。

第二基座加工有中心方孔(即包含上述第二方孔和第二圆孔)，与第二滑杆配合，即第二滑杆可在第二基座的中心孔中进行左右滑动。第二滑杆的右端加工有第二轮座13-7，第二轮座中装配一个第二滚轮。第二滑杆的左端联接第二方头，通过螺钉紧固。在第二方头上，装配锥面刨削刀，通过螺钉联接紧固，锥面刨削刀的刃面倾斜布置。

安装第二滑杆时，需套入第二弹簧，并且使第二弹簧压在第二轮座和第二基座之间。因此，推动滚轮，可克服弹簧力使滑杆向左移动。

锥面切削器的第二基座13-3两侧各有两个安装螺孔，通过螺钉固定在第二驱动链14的第二链板支座上14-1。第二驱动链全程范围内，按固定的相等的间距依次安装多个锥面切削器，而且需确保相邻两个锥面切削器之间的间距与相邻两个定位盘之间的安装间距一致。

锥面切削机构作为一个整体安装在定位盘机构及输送链的上方右侧。在第二驱动链运行至靠近定位盘机构的一侧时，沿第二驱动链的内侧(即上述第二内链段)固定安装一条锥面切削导轨15。当锥面切削器经过时，其第二滚轮将沿锥面切削导轨滚动，受锥面切削导轨曲线轨迹的影响，通过第二滚轮驱使第二滑杆移动，从而带动锥面刨削刀产生进刀或退刀的动作，对椰青的顶部外周进行切削。

(3)定位盘机构的自转

图2所示，定位盘机构1及输送链2在切削区域内运行。在这一段运行范围内，需要进行椰青的切削。当采用固定的刀具对水果进行圆周切削时，水果必须要自转，才能达到理想的切削效果。因此，需要设计一套机构，使得进入切削区域的定位盘机构在直线运行过程实现自转，从而带动紧固其上的椰青自转。

如图3所示，在输送链的外侧设置调速皮带16和压轨17。调速皮带16是一套由辊筒带动运行的平皮带装置，通过独立电机减速机驱动，可调速。

调速皮带平行安装在输送链外侧，调速皮带内表面固定安装一条压轨。压轨向外压紧调速皮带，使调速皮带外表面贴合在定位盘机构中的轮盘1-2外周(轮盘上表面分布有若干针锥1-3，各针锥插入椰青表皮，将其固定于轮盘上)，即调速皮带处于轮盘和压轨之间的压紧状态(见图5)。

(4)果体切削成型装置的工作原理

如图2或图3所示，定位盘机构装载椰青由右至左运行进入切削区域后(其运动方向如图中箭头所示)，其上的轮盘贴合调速皮带表面，在摩擦力作用下转动，形成直线运动过程的自转状态，自转方向如图3中的箭头所示(逆时针)。

与此同时，调速皮带在其两端辊筒带动下如图3箭头所示方向循环往复运行。调速皮带的运行，导致于其上转动的轮盘加速旋转。因此，只要调节皮带的运行线速，即可调整轮盘的自转速度，从而，使紧固在定位盘机构上的椰青以合适的速度自转。

如图2所示，分布于两侧的柱面切削机构和锥面切削机构，分别与定位盘机构同步运行，即每个椰青均与一个柱面切削器和一个锥面切削器对应并同步运行。在切削区域中，柱面切削器运行经过柱面切削导轨，锥面切削器运行经过锥面切削导轨，柱面切削器中第一滚轮沿柱面切削导轨的轨迹运行，锥面切削器中的第二滚轮沿锥面切削导轨的轨迹运行。图中标示出切削器经过四个位置点，即第一位置点①、第二位置点②、第三位置点③和第四位置点④，各位置点的工作状况如下：

第一位置点①上：定位盘机构进入调速皮带的范围，在调速皮带的带动下，定位盘机构开始带动椰青自转。柱面切削器和锥面切削器分别接近各自对应的导轨，柱面刨削刀和锥面刨削刀均保持原始位置状态，见图4。

第二位置点②上：定位盘机构继续带动椰青自转。柱面切削器和锥面切削器已分别沿各自对应的导轨运行。其中，柱面切削器的第一滚轮受柱面切削导轨曲线轨迹的影响，推动第一滑杆伸出，使柱面刨削刀实现“进刀”动作，逐渐靠近并接触自转中的椰青，连续刨削其侧面圆周的表皮；同时，锥面切削器的第二滚轮受锥面切削导轨曲线轨迹的影响，推动第二滑杆伸出，使锥面刨削刀实现“进刀”动作，逐渐靠近并接触自转中的椰青，连续刨削其顶部斜面的表皮。

第三位置点③上：定位盘机构继续带动椰青自转。柱面切削器的第一滚轮运行至柱面切削导轨的曲线顶点，柱面刨削刀被完全推出，即“进刀”至最终状态，把椰青的侧面刨削成圆柱面；同时，锥面切削器的第二滚轮运行至锥面切削导轨的曲线顶点，锥面刨削刀被完全推出，即“进刀”至最终状态，把椰青顶部刨削成圆锥面。如图5所示，可见椰青最终被刨削成的状态。

第四位置点④上：定位盘机构带动椰青离开调速皮带的范围，停止自转。柱面切削器和锥面切削器分别离开各自对应的导轨。柱面切削器的第一滑杆在第一弹簧的弹簧力作用下带动柱面刨削刀“退刀”至原始状态；同时，锥面切削器的第二滑杆在第二弹簧的弹簧力作用下带动锥面刨削刀“退刀”至原始状态。

上述工作过程，在输送链、第一驱动链和第二驱动链的循环往复运行中，重复实现。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。