一种板栗开口装置及方法

1.本发明涉及食品加工领域，具体涉及一种板栗开口装置及方法。


背景技术：

2.板栗在食用前或工业化处理前，多需要进行开口，以方便去除外壳或再加工。人工对板栗开口效率较低、且开口尺寸难以控制，无法满足对加工效率、加工质量的需求。目前的自动化开口设备较多，中国专利(申请号：202020012493.1)中公开了一种板栗开口机，通过箱体内部的输送通道、挡块之间的配合，在切割装置作用下实现对板栗开口，在其开口时刀具进给距离固定，无法适应不同尺寸板栗的开口，造成未开口、损伤果肉的问题；中国专利(申请号：201822047600.x)中公开了一种自动化板栗开口机，通过轴、杆件、支板之间的相互配合实现送料、开口、出料等一系列操作，但是其只能针对较小尺寸范围的板栗，同时在开口时容易损伤果肉或开口不到位。
3.现有的板栗开口设备存在开口效率低，且难以匹配半球状、三角状、圆球状等形状的板栗，存在开口不到位或刀具损伤果肉的问题，需要在开口操作的上游布置筛选流程，控制进行开口的板栗大小和形状统一，此筛选过程增加了工作量，对于筛选剔除的板栗仍未有合理的开口操作，导致板栗加工的合格率降低，影响加工效益。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种板栗开口装置及方法，通过设置变宽度的环形通道对板栗进行输送，输送过程中保持对板栗的稳定夹持并形成挤压作用使板栗发生变形，朝向刀具位置的板栗壳和果肉分离，刀具能够接触并切割板栗壳而不损伤果肉，达到对板栗开口形貌一致且不损伤果肉的效果。
5.本发明的第一目的是提供一种板栗开口装置，采用以下方案：
6.包括刀具和夹持输送组件，夹持输送组件包括同步转动的至少一对转盘，同一对的两个转盘的回转轴线呈夹角布置，在所述两个转盘之间形成变宽度的环形通道，刀具朝向环形通道，并作用于环形通道内被挤压的板栗。
7.进一步地，所述刀具连接有刀架，刀具与刀架之间连接有弹性件，刀具在弹性件和/或外力下改变与转盘轴线的间距。
8.进一步地，所述刀具末端设有抵接部和刀尖，刀尖凸起于抵接部表面，抵接部和刀尖朝向环形通道宽度最小处。
9.进一步地，所述转盘朝向环形通道的一侧设有弹性层，以接触并夹持板栗。
10.进一步地，所述转盘分别配合有驱动轴，同一对转盘对应的驱动轴之间通过万向节连接，两个驱动轴的轴线呈钝角。
11.进一步地，所述夹持输送组件对接有上料组件，上料组件包括振动上料盘、疏导槽，振动上料盘出口通过疏导槽连通环形通道；振动上料盘内设有分流机构，用于将符合姿态需求的板栗输送至疏导槽。
12.进一步地，所述疏导槽位于转盘回转轴线一侧，刀具位于转盘回转轴线另一侧，疏导槽端部探入环形通道内。
13.进一步地，所述夹持输送组件对接有排料组件，排料组件的接收口沿竖直方向的投影覆盖环形通道，以承接从环形通道掉落的板栗。
14.本发明的第二目的是提供一种利板栗开口装置的工作方法，包括：
15.环形通道一侧获取待开口的板栗，将板栗朝向环形通道另一侧刀具所在位置输送；
16.输送过程中，环形通道宽度逐渐减小从而挤压板栗使板栗宽度减小，朝向刀具一侧的板栗壳与板栗果肉在挤压下分离，刀具切割板栗壳；
17.转盘夹持开口后的板栗继续输送，在转盘对板栗夹持力小于板栗重量时，开口后的板栗掉落排料。
18.进一步地，对接夹持输送组件的上料组件输送符合姿态需求的板栗，向环形通道连续供应待开口的板栗，沿环形通道依次输送，并通过刀具切割开口后排料。
19.与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
20.(1)针对目前板栗开口时开口不到位或损伤果肉的问题，通过设置变宽度的环形通道对板栗进行输送，输送过程中保持对板栗的稳定夹持并形成挤压作用使板栗发生变形，朝向刀具位置的板栗壳和果肉分离，刀具能够接触并切割板栗壳而不损伤果肉，达到对板栗开口形貌一致且不损伤果肉的效果。
21.(2)刀具处于变宽度的环形通道的相对小宽度一侧，板栗在输送过程中发生不损伤果肉的形变，使得朝向刀具一侧的板栗壳与内部果肉分离，刀具能够刺穿板栗壳而不会接触果肉，避免了未刺穿板栗壳导致开口不到位和刺入板栗壳内导致损伤果肉的问题，提高了板栗开口后的质量。
22.(3)采用弹性件连接刀具，接触大尺寸板栗时回摆，接触小尺寸板栗时前推，使刀具末端切割位置保持与不同尺寸、不同形状的板栗接触，并利用抵接部和刀尖限定开口时刺入深度，避免过度刺入造成损伤果肉的问题。
23.(4)为夹持输送组件配置上料组件和排料组件，上料组件的疏导槽探入环形通道内，将板栗供应至环形通道，随着靠近转盘的轴线，环形通道间距逐渐减小，不同大小尺寸的板栗均能够在输送过程中到达合适的位置被转盘夹持输送，满足不同大小的板栗的夹持输送需求。
附图说明
24.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
25.图1为本发明实施例1和2中板栗开口装置的结构示意图。
26.图2为本发明实施例1和2中转盘之间形成环形通道的示意图。
27.图3为本发明实施例1和2中传动机构连接夹持输送组件的示意图。
28.图4为本发明实施例1和2中刀具与夹持输送组件配合的示意图。
29.图5为本发明实施例1和2中刀具的结构示意图。
30.图6为本发明实施例1和2中转盘的驱动轴通过万向节连接的示意图。
31.图7为本发明实施例1和2中排料组件的结构示意图。
32.图8为本发明实施例1和2中刀具切割板栗时的结构示意图。
33.图9为本发明实施例1和2中疏导槽的结构示意图。
34.图10为本发明实施例1和2中分流装置的结构示意图。
35.其中，1-安装座，2-刀架，3-弹性件，4-传动机构，5-驱动轴，6-转盘，7-弹性层，8-链轮，9-疏导槽，10-排料组件，11-电机，12-机架，13-上料组件，14-振动上料盘，15-投料槽，16-环形通道，17-刀具，18-抵接部，19-第一凸起，20-第二凸起，21-第三凸起，22-内圈。
具体实施方式
36.实施例1
37.本发明的一个典型实施例中，如图1-图10所示，给出一种板栗开口装置。
38.传统的人工开口具有开口尺寸不均匀、方向不统一、容易割伤人手、人工成本高等缺点，已经不能满足板栗开口需求，目前的板栗开口机大部分开口效率低，不能对半球状、三角状、圆球状板栗进行合格的开口操作。由于板栗的大小和形状不统一，目前开口机无法适用大小规格相差较大、形状不同的板栗，在不调节结构的情况下，难以对板栗实现不损伤果肉的开口工作。
39.基于此，本实施例提供一种板栗开口装置，通过非同轴布置的转盘6之间形成变宽度环形通道16，利用环形通道16夹持板栗并逐渐挤压，在刀具17切割位置形成壳、肉分离的状态，便于切割壳体形成开口同时不损伤果肉，满足板栗开口需求。
40.下面，结合附图对本实施例中的板栗开口装置进行详细说明。
41.参见图1，板栗开口装置主要包括机架12和安装在机架12上的投料槽15、上料组件13、夹持输送组件、传动机构4、驱动机构、排料组件10，投料槽15位于上料组件13上方，投料槽15开口朝向上料组件13，将待开口板栗通过投料槽15投放至上料组件13内。夹持输送组件位于上料组件13下游，上料组件13通过振动上料将板栗输送至夹持输送组件位置，夹持输送组件获取板栗并对板栗进行开口，开口后的板栗投放至排料组件10进行输出。驱动机构安装于机架12，驱动机构通过传动机构4接入夹持输送组件，驱动夹持输送组件动作，完成夹持、输送流程。
42.夹持输送组件和刀具17对应，刀具17布置在夹持输送组件一侧，能够对夹持输送组件所夹持输送的板栗的壳进行切割开口。参见图2、图3和图4，夹持输送组件包括同步转动的至少一对转盘6，转盘6作为夹持和输送的主要元件，图1中所示的板栗开口装置安装了一对转盘6，在其他实施方式中，可以根据需求布置多对转盘6，每对转盘6均能够进行板栗的夹持和挤压，不同对的转盘6之间可以同步转动，也可以异步转动，通过多对转盘6能够实现多工位加工。
43.同一对的两个转盘6的回转轴线呈夹角布置，转盘6处于非同轴状态，转盘6的回转轴线所在直线相交且共面，参见图2，在同一对两个转盘6之间形成变宽度的环形通道16。环形通道16的一侧能够接收待开口的板栗，另一侧对应布置刀具17，随着板栗从上料一侧到刀具17一侧的运动，逐渐被转盘6所挤压，参见图4，刀具17朝向环形通道16，并作用于环形通道16内被挤压的板栗，切割板栗壳。
44.环形通道16的宽度是指沿环形通道16轴向的宽度，转盘6为盘式结构，在一对转盘
6相对呈夹角布置后，两个转盘6之间形成沿环向上宽度逐渐变化的环形通道16，在环形通道16轴线一侧形成宽度较大的区域，用于投入待开口的板栗，另一侧形成宽度较小的区域，用于挤压板栗并在此位置供刀具17切割板栗壳。在转盘6转动过程中，板栗收到夹持作用并随转盘6转动，转动的同时板栗逐渐被挤压。
45.结合图3，转盘6朝向另一转盘6的端面为平面时，在宽度较大的一侧，沿转盘6的半径远离轴线的方向上，环形通道16宽度也逐渐增大，从而沿此径向形成不同宽度的夹持部，适应不同尺寸的板栗，即，大体积板栗在远离转盘6轴线位置接触转盘6从而被夹持输送，小体积板栗在靠近转盘6轴线位置接触转盘6从而被夹持输送，通过其宽度变化适应不同体积、不同大小的板栗夹持输送，解决目前板栗开口设备无法适应不同大小板栗开口需求的问题。
46.同样的，在宽度较小的一侧，沿转盘6半径远离轴线的方向上，环形通道16宽度逐渐减小，从而对朝向刀具17一侧的板栗壳进行挤压，使其处于壳、肉分离的状态。
47.板栗在输送过程中过度挤压容易引起破碎损坏，转盘6朝向环形通道16的一侧设有弹性层7，以接触并夹持板栗，通过弹性层7适应板栗壳的曲面形状，提高接触面积并增加夹持稳定性。
48.本实施例中，弹性层7可以采用弹性橡胶，同时在弹性层7上增加防滑纹路、防滑凸起等结构，提高转盘6对板栗的夹持作用。
49.参见图3和图6，转盘6分别配合有驱动轴5，同一对转盘6对应的驱动轴5之间通过万向节连接，两个驱动轴5的轴线呈钝角；驱动轴5分别通过轴承配合安装座1连接于机架12，驱动轴5固定于机架12从而将转盘6固定于机架12，维持环形通道16位置。
50.驱动轴5通过传动机构4连接驱动机构，驱动机构可以采用电机11配合减速器的结构，传动机构4选用链轮链条传动，减速器输出端和驱动轴5分别配合链轮8，链轮8之间通过链条连接传动，使电机11带动驱动轴5转动。
51.在其他实施方式中，可以根据需求调整驱动机构和传动机构4，使调整后的驱动机构能够带动驱动轴5转动。
52.如图5、图8所示，刀具17连接有刀架2，刀具17与刀架2之间连接有弹性件3，弹性件3能够带动刀具17回弹，保持刀具17端部与待开口板栗的贴合，使刀具17端部能够刺入板栗壳对板栗进行切割开口。
53.刀具17转动连接刀架2，转动连接位置作为杠杆结构的支点，弹性件3牵拉刀具17的一端，保持刀具17另一端朝向环形通道16并保持与板栗接触；弹性件3可以采用弹簧，比如压簧、拉簧等，也可以采用弹性带等弹性元件，使刀具17能够转动调整端部位置，适应不同尺寸板栗的开口需求，保持对板栗的挤压作用，便于刀具17端部刺穿板栗壳，形成切割作用。
54.如图5所示，刀具17末端设有抵接部18和刀尖，刀尖凸起于抵接部18表面，抵接部18和刀尖朝向环形通道16宽度最小处，抵接部18接触板栗壳后，刀尖能够刺穿板栗壳。采用弹性件3连接刀具17，接触大尺寸板栗时回摆，接触小尺寸板栗时前推，使刀具17末端切割位置保持与不同尺寸、不同形状的板栗接触，并利用抵接部18和刀尖限定开口时刺入深度，避免过度刺入造成损伤果肉的问题。
55.如图1、图7所示，夹持输送组件对接有上料组件13，上料组件13包括振动上料盘
14、疏导槽9，振动上料盘14出口通过疏导槽9连通环形通道16；疏导槽9位于转盘6回转轴线一侧，刀具17位于转盘6回转轴线另一侧，疏导槽9端部探入环形通道16内。
56.当板栗从振动盘到达疏导槽9时，由于疏导槽9是一个沿y轴和x轴逆时针方向有一定倾斜角度的装置。由于疏导槽9沿y轴逆时针有一定角度，在板栗的自身重力、振动上料盘14震动的推力和后面板栗对前面板栗的推力作用下，使得板栗向夹持输送组件位置移动。且由于疏导槽9沿x轴逆时针存在一定倾斜角度，因此板栗的钝头会贴近疏导槽9的一侧的挡板，使板栗能够以合理姿态进入环形通道16内。
57.振动上料盘14内安装分流装置，分流装置是由焊在振动上料盘14筒形上的一些凸起部分组成。当板栗的圆面朝下时，此时板栗的平衡相对与平面朝下时来说，相对不稳定，当板栗沿着筒形向前运动时，会在分流装置的作用下沿着凸起部分掉到筒形底部，而平面朝下的相对稳定，不会掉下去。
58.参见图10，板栗有圆面朝下和平面朝下两种方式，相对于平面朝下时，由于重心和接触面的原因，圆面朝下更不稳定，在底部受到干扰力时板栗更容易偏倒和跟随干扰力的方向运动。结合这一原理，本实施例中的分流装置由三块凸起结构组成，第一凸起19与第二凸起20间隔布置且二者之间形成分流通道，以将圆面朝下的板栗导向至振动上料盘14内圈22掉落，从而重新上料，第二凸起20与第三凸起21间隔布置，且第三凸起21靠近振动上料盘14的外圈。
59.靠近振动上料盘14内圈22且位置偏上的第一凸起19为导向部分，主要作用是将偏倒的板栗分流到振动上料盘14底部；靠近螺旋片内侧且位置偏下的第二凸起20为阻挡部分，作用是防止平面朝下且平面周围有较大圆角的板栗被误导到振动上料盘14底部，原理是第二凸起20和第一凸起19在振动上料盘14内圈22处形成的开口能够阻挡平面朝下的板栗，而不足以让平面朝下的板栗掉下去。而靠近外侧的第三凸起21为分流部分，作用是将圆面朝下的板栗失稳，偏倒，将偏倒的板栗送到第一凸起19和第二凸起20形成分流通道。
60.第一凸起19、第二凸起20和第三凸起21整体相对于其所在位置的厚度逐渐变化，沿板栗上料方向上，厚度逐渐增大，从而使平面朝下的板栗能够逐渐爬升并越过第一凸起19、第二凸起20和第三凸起21；而圆面朝下的板栗沿分流通道逐渐向振动上料盘14的内圈22移动，随着厚度增加导致圆面朝下的板栗难以越过第三凸起21，从而被分流至振动上料盘14内圈22进而掉落。
61.为夹持输送组件配置上料组件13，上料组件13的疏导槽9探入环形通道16内，如图9所示，将板栗供应至环形通道16，随着靠近转盘6的轴线，环形通道16间距逐渐减小，不同大小尺寸的板栗均能够在输送过程中到达合适的位置被转盘6夹持输送，满足不同大小的板栗的夹持输送需求。
62.为夹持输送组件配置排料组件10，如图7所示，夹持输送组件对接有排料组件10，排料组件10的接收口沿竖直方向的投影覆盖环形通道16，以承接从环形通道16掉落的板栗。可以理解的是，经过刀具17位置后，经过挤压的板栗宽度变小，在开口后进行输送时，随着环形通道16宽度逐渐增加，开口后的板栗能够从环形通道16上掉落。
63.对于部分体积较大的板栗，在经过刀具17开口后，仍不便在重力作用下掉落，沿环形通道16继续移动，直至到达疏导槽9位置，在探入环形通道16内疏导槽9的阻挡作用下，从环形通道16内掉落，进入排料组件10内。
64.通过设置变宽度的环形通道16对板栗进行输送，输送过程中保持对板栗的稳定夹持并形成挤压作用使板栗发生变形，朝向刀具17位置的板栗壳和果肉分离，刀具17能够接触并切割板栗壳而不损伤果肉，达到对板栗开口形貌一致且不损伤果肉的效果。
65.实施例2
66.本发明的另一典型实施方式中，如图1-图10所示，给出一种板栗开口装置的工作方法。
67.参见图1-图9，该工作方法包括：
68.环形通道16一侧获取待开口的板栗，将板栗朝向环形通道16另一侧刀具17所在位置输送；
69.输送过程中，环形通道16宽度逐渐减小从而挤压板栗使板栗宽度减小，朝向刀具17一侧的板栗壳与板栗果肉在挤压下分离，刀具17切割板栗壳；
70.转盘6夹持开口后的板栗继续输送，在转盘6对板栗夹持力小于板栗重量时，开口后的板栗掉落排料；
71.向环形通道16连续供应待开口的板栗，沿环形通道16依次输送，并通过刀具17切割开口后排料。
72.具体的，结合实施例1和图1-图9，对上述工作方法进行详细说明。
73.首先，将板栗通过投料槽15投放至上料组件13内，通过振动上料盘14将使板栗顺着振动上料盘14内的螺旋片向上运动。
74.在运动的过程中，圆头朝下的板栗在分流装置的作用下掉入振动上料盘14的最底端，重新在振动上料盘14作用下进行上料；而平面朝下的板栗则不会受到分流装置的作用继续向上运动，从而确定了板栗平头和圆头方向。
75.其次，在振动上料盘14作用下，板栗继续沿着筒形的螺旋片继续向上运动，在到达疏导槽9位置，对于一般的半球形三角形等板栗，相对于板栗尖头钝头的连接方向，它的尖头钝头的连接方向的垂直方向尺寸更大，因此可以在疏导槽9的作用下，实现尖头钝头方向的确定，从而实现了板栗位置的确定。
76.确定好位置的板栗在疏导槽9的作用下进入夹持输送组件，夹持输送组件的两个转盘6是由万向节联接，转盘6相对面上可以贴附聚氨酯层，从而可以在板栗初始进入位置比较宽松，但在切割板栗的位置很紧，在聚氨酯的夹持下，不会对板栗造成伤害，且可以防止板栗滑落。
77.在夹持输送组件带着板栗在电机11的带动下转动到如图3的开口装置处，开口装置是由刀架2连接刀具17组成，在刀具17夹持刀片时只留出较短的刀尖，以1mm为例，从而可以在开口的同时，不至于伤及果肉，且通过弹簧的作用，保持刀具17端部与板栗的压紧，使刀具17刀尖的位置随板栗大小形状变化而变化，板栗开口后夹持输送组件的环形通道16间距逐渐增大，直到板栗脱落到排料组件10的排料板上，在重力的作用下滑落到排料口。
78.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。