一种菠萝削皮剔眼一体机的制作方法

本实用新型涉及食品加工领域，尤其涉及一种菠萝削皮剔眼一体机。

背景技术：

菠萝加工至少包括削皮和剔眼两道工序，是一件耗时耗力的体力活，目前可采用人工操作和机器操作。对于人工操作而言，由于削皮后的菠萝流出一种酸碱物质，剔眼过程中长时间接触这种酸碱物质会对加工者的皮肤造成伤害，严重者甚至会皮肤开裂。加工者长时间维持同一动作也容易对颈椎、腕关节等身体部位造成压力，影响加工者的身体健康。

虽然现有技术中存在一些取代人工操作的菠萝加工机器，但由于这些机器在使用时，削皮和剔眼仍然需要通过两道工序依序完成，延长了菠萝加工的周期，加工效率低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种菠萝削皮剔眼一体机，可以一次性完成菠萝的削皮和剔眼，减轻菠萝加工这的工作难度和作业时长，从而提高加工效率。

为实现上述目的，本实用新型提供一种菠萝削皮剔眼一体机，包括用以卡紧菠萝的两端部并带动菠萝绕两端部之间的连线定轴旋转的卡具和设置于所述卡具的一侧、用以沿菠萝的转轴方向直线进给的刀具；所述刀具靠近菠萝的一端设有两个用于切入菠萝的刀片，任一所述刀片的切入深度大于菠萝眼的深度，切入菠萝的两个所述刀片在切削面的投影呈v字型且v字型的尖端为切入端；其中，所述切削面为与两个所述刀片的刀刃均平行的平面。

优选地，所述卡具与所述刀具之间设有支架；所述卡具的两个卡爪分别安装于所述支架的两个支座；所述刀具还包括连接于两个所述支座之间的丝杠，两个所述刀片固定连接于所述丝杠的丝杠螺母。

优选地，所述刀具还包括中部弯折的刀架和与所述丝杠平行的导轨；所述刀架的一端与所述丝杠螺母固定连接、另一端与两个所述刀片固定连接、中部与套设于所述导轨的套筒固定连接。

优选地，至少一个所述卡爪的转轴设有第一驱动轮；所述丝杠的一端设有第二驱动轮。

优选地，所述第一驱动轮和所述第二驱动轮通过同一皮带连接于电机，所述第一驱动轮的转动半径小于所述第二驱动轮的转动半径。

优选地，至少一个所述卡爪连接有长度方向与菠萝的转轴方向平行的第一弹簧，所述第一弹簧的另一端连接于同侧的所述支座，

和/或，

所述刀具与所述丝杠之间连接有用以调节所述切入深度的第二弹簧。

优选地，仅一个所述卡爪连接有所述第一弹簧。

优选地，所述刀具与靠近切削终点一侧的所述卡具之间设有用以关停所述刀具的触点行程开关；所述触点行程开关的触头固定连接于所述刀具。

优选地，两个所述刀刃不共面，且两个所述刀刃的距离大于任一所述刀片的切入宽度、以使两个所述刀片之间形成排屑通道。

优选地，所述刀具和所述卡具连接有正反旋转电机。

相对于上述背景技术，本实用新型所提供的菠萝削皮剔眼一体机包括卡具和刀具。卡具用于卡紧菠萝的两端部，实现带动菠萝定轴转动。其中，菠萝的转轴为菠萝两端部之间的连线。刀具设置于卡具的一侧，用于沿菠萝的转动方向直线进给以切削菠萝。

刀具靠近菠萝的一端设有两个刀片，两个刀片在切削面的投影上呈v字型，当菠萝转动时插入菠萝内的两个刀片以v字型刀刃按照车削加工的方式对菠萝进行切削。

由于菠萝定轴旋转而刀具直线进给，因此刀具对菠萝形成的切割痕迹覆盖菠萝的表面，刀片的v字型分布特点使得同一加工长度内刀片对菠萝表皮的切削量大于对菠萝果肉的切削量，而任一刀片的切入深度大于菠萝眼的深度，因此菠萝眼处于被切削的菠萝果肉内。

综上，通过合理控制菠萝的转速和刀具的进给速度，当全部菠萝眼被切割痕迹完全覆盖时全部菠萝表皮也能够同时被完全切割下来，实现削皮和剔眼的一体化加工。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的菠萝削皮剔眼一体机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的刀具的结构示意图。

其中，11-卡爪、21-刀片、22-丝杠、221-丝杠螺母、23-刀架、24-导轨、241-套筒、3-支座、41-第一弹簧、42-第二弹簧、51-第一驱动轮、52-第二驱动轮、6-手轮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本实用新型实施例所提供的菠萝削皮剔眼一体机的结构示意图；图2为本实用新型实施例所提供的刀具的结构示意图。

在本实用新型所提供的第一种具体实施例中，菠萝削皮剔眼一体机包括用于装卡菠萝并带动菠萝转动的卡具和安装于装卡有菠萝的卡具一侧的刀具。

卡具卡紧菠萝的两端部，从而实现卡具转动时带动菠萝绕两端部之间的连线定轴转动。卡具装卡菠萝的方式类似于车削加工轴类零件时车床的三爪卡盘对轴尤其是细长轴的装卡，也就是说，可以是卡具与菠萝的两端部均固定连接，卡具定轴转动时带动菠萝同步转动，也可以是卡具仅与菠萝的一端固定连接、另一端悬空。为了提高菠萝的装卡强度并保证切削效果，本申请所列举的全部实施例均采用前者。

刀具靠近菠萝的一端设有两个刀片21且两个两端在切削面的投影呈v字型，两个刀片21以v字型尖端作为切入端插入菠萝内。其中，切削面具体指与两个刀片21的刀刃均平行的平面，此时，切削面的v字型投影实际上为两个刀刃的投影。按照车削加工的特点，作为轴的菠萝按照朝向操作者身体一侧的方向转动，而刀片21安装于菠萝的一侧且刀刃朝上，刀刃将相对于刀刃向下运动的菠萝切削下来。

需要说明的是，切削面与两个刀片21均平行可以分为以下两类：一、两个刀片21的刀刃处于同一平面，此时，该平面即可作为切削面，当然，任意一个平行于该平面的其他平面也可以作为切削面；二、两个刀片21的刀刃不处于同一平面，此时，任一刀刃所处的多个平面中平行于另一刀刃的平面则为切削面，当然，切削面也可以是任意一个平行于前述平面的其他平面。特别的，第一类切削面对应于两个刀片21以v型槽的方式设置这一特殊结构，v型槽其中一端的横断面作为切入菠萝的刀刃。

由于任一刀片21的切入深度不小于菠萝眼的深度，通过合理控制菠萝的转速和刀具的进给速度，在菠萝转动且刀具沿菠萝的转轴方向直线进给的情况下，菠萝转动一圈，两个刀片21在菠萝表面切削下三棱柱结构的残屑，该残屑包括菠萝表皮和含有菠萝眼的菠萝果肉，相应地菠萝表面留有以螺旋线延伸的v型划槽。当刀具从菠萝的一端移动到另一端时，刀具在菠萝表面留下的螺旋线恰好沿全部菠萝眼延伸，而菠萝表皮被刀片21全部切削下来。根据两个刀片21在切削面内的投影特征，被切削后的菠萝外周并非光滑的平面，被切入端切割的菠萝向内凹陷。

刀具除了以螺旋线延伸的v型划槽切削菠萝以外，还可以在菠萝表面切削处多道圆环状划槽，全部圆环状划槽沿菠萝的轴向并排分布，从而覆盖菠萝的全部表面。这一切削效果可通过控制刀具和卡具的启动周期实现，具体来说，第一次启动刀具，使刀具沿菠萝的轴向移动至菠萝的第一端，此时关停刀具，使刀具停留在菠萝的第一端，随后启动卡具，令卡具带动菠萝旋转一周及以上，刀具在菠萝旋转完一周时完成一道圆环状划槽；第二次启动刀具，使刀具沿菠萝的轴向最多移动一个圆环状划槽的宽度，再次关停刀具而启动卡具，令卡具带动菠萝旋转一周及以上，刀具在菠萝再次旋转完一周后完成第二道圆环状划槽；依次类推，直至刀具在菠萝的第二端完成切削。

至于刀具和卡具的启动周期可以通过调节刀具和卡具的动力设备实现，例如将驱动刀具的电机和驱动卡具的电机分别连接于编程控制器，通过操纵编程控制器使两个电机周期性接通。

当然，根据菠萝转速和刀片21移动速度的不同组合，刀具对菠萝造成的切削效果不止上述情况，例如，刀具的进给速度相对于卡具的转速较小，相比于前述切削效果而言，菠萝每转一圈时刀具的切割部位部分重合，因此被切入端切割后形成的最低点位置不变，但被远离切入端切割下的最高点位置降低，因此被切削后菠萝外周的最低点和最高点之间的差值较小，较之于车削加工而言，可以说被切削后的菠萝外周的粗糙度更小。

综上，本申请所提供的菠萝削皮剔眼一体机通过两个在投影面内呈v字型分布的刀片21在菠萝表面进行切割，由于菠萝定轴旋转而刀具直线进给，因此刀具对菠萝形成的切割痕迹覆盖菠萝的全部表面，刀片21的v字型分布特点使得同一加工长度内刀片21对菠萝表皮的切削量大于对菠萝果肉的切削量，而菠萝眼处于被切削的菠萝果肉内，因此，当全部菠萝眼被切割痕迹完全覆盖时全部菠萝表皮也能够同时被完全切割下来，实现削皮和剔眼的一体化加工。

卡具和刀具通过支架安装。支架可包括两个支座3，卡具的两个卡爪11分别转动连接于两个支座3且两个卡爪11间隔相向，用于夹紧菠萝的两端，刀具通过丝杠22连接于两个支座3之间，丝杠22的转动通过丝杠螺母221转化为刀片21的直线运动，切削时两个刀片21从菠萝的一侧切入菠萝并沿丝杠22做直线运动。

刀具还设有刀架23，两个刀片21连接于刀架23的一端，刀架23的另一端固定连接于丝杠螺母221。

考虑到菠萝的尺寸，丝杠22与装卡有菠萝的卡具不易过近，但刀片21又与菠萝接触，因此连接丝杠螺母221和刀片21的刀架23则具有较长的悬臂梁结构，结合刀片21与菠萝之间的切削力度，容易引起刀架23的振动或者刀架23的折断，进而影响刀片21对菠萝的切削效果。

针对上述情况，为了提高刀架23在运动过程中的稳定性，刀具还包括刀架23和与丝杠22平行的导轨24，导轨24可通过两个支座3实现固定安装，刀架23包括与丝杠22连接的第一端、与导轨24的套筒241连接的中部和与刀片21连接的第二端，中部相对于刀架23的两端弯折。通过设置与刀架23中部连接的导轨24及其套筒241，相当于在悬臂设置的刀架23增加了一个支点，以便改善刀架23的受力情况，相对于装卡有菠萝的卡具而言，刀架23的中部朝向远离菠萝的一侧弯折，以避免干涉菠萝的转动。

其中，丝杠22的一端安装有第二驱动轮52，至少一个卡爪11的转轴安装有第一驱动轮51。第一驱动轮51和第二驱动轮52通过动力设备驱动，将转动分别传递至菠萝和刀具，实现菠萝的定轴转动和刀具沿丝杠22的直线运动。

示例性的，第一驱动轮51和第二驱动轮52具体为皮带轮，通过同一皮带将两个皮带轮连接于一个电机。此时，菠萝的转速与刀具的进给速度之间的相对大小可以通过第一驱动轮51和第二驱动轮52的直径比调节。

此外，第一驱动轮51和第二驱动轮52还可以设置为一对相互啮合的齿轮，电机的输出轴连接有驱动齿轮，驱动齿轮与第一驱动轮51和第二驱动轮52之间的一者啮合，实现丝杠22和卡具的同步驱动。

第一驱动轮51和第二驱动轮52还可以通过不同的动力设备进行驱动，此时，菠萝的转速与刀具的进给速度之间的相对大小取决于不同动力设备所提供的转速。

由于不同菠萝的尺寸存在差异，为了使该菠萝削皮剔眼一体机对不同尺寸的菠萝的切削效果稳定，本申请提供的第二种具体实施例中，至少一个卡爪11连接有第一弹簧41，或刀具与丝杠22之间连接有第二弹簧42，或卡爪11设有第一弹簧41且刀具与丝杠22连接有第二弹簧42。

第一弹簧41的一端连接于卡爪11、另一端连接于该卡爪11同侧的支座3。第一弹簧41的长度方向与菠萝的转动方向平行甚至重合，卡爪11压缩第一弹簧41时，该卡爪11与另一卡爪11之间的间距扩大，能够装卡的菠萝的长度增加；相反，第一弹簧41舒张时，该卡爪11与另一卡爪11之间的间距缩小，能够装卡的菠萝的长度减小。综上，第一弹簧41起到调节卡具的装卡尺寸的作用，以适应于不同长度的菠萝的装卡。

第一弹簧41可通过固定于支座3的导向轴连接于支座3，示例性的，导向轴水平设置且与菠萝的转轴重合，第一弹簧41套设于导向轴，卡爪11的底座设有供导向轴穿过的安装孔。卡爪11的底座与第一弹簧41连接，当第一弹簧41处于完全舒张状态时，导向轴与装卡于卡爪11内的菠萝存在水平间距，当第一弹簧41处于最大压缩量时，导向轴与装卡于卡爪11内的菠萝恰好接触或尚未接触。

第二弹簧42的一端与丝杠螺母221连接、另一端与刀片21连接。由于丝杠22与卡具均固定于支架，因此丝杠22与卡具之间的相对位置确定，当卡具装卡径向尺寸较大的菠萝时，菠萝挤压刀片21的力传递至第二弹簧42，第二弹簧42被压缩，使得刀片21切入菠萝的深度不会过深；相反，当卡具装卡径向尺寸较小的菠萝时，第二弹簧42舒张，刀片21与菠萝之间的距离减小，使得刀片21切入菠萝的深度不会过浅。综上，第二弹簧42能够实现根据不同菠萝的径向尺寸调节刀片21的切入深度，而更换不同弹性劲度系数的第二弹簧42能够针对同一菠萝调节切入深度，实现切入深度的灵活调节。

考虑到至少一个卡爪11需要与动力设备连接，为了简化卡具的结构，在上述实施例的基础上，仅一个卡爪11连接有第一弹簧41，该卡爪11通过第一弹簧41与支座3转动连接，当连接有动力设备的另一卡爪11带动菠萝转动时，连接有第一弹簧41的卡爪11随菠萝同步转动。

在本实用新型所提供的第三种具体实施例中，刀具与靠近切削终点一侧的卡具之间设有触点行程开关，触点行程开关的触头固定于刀具，当刀具移动到靠近切削终点一侧的卡具时，刀具完成了菠萝的切削，触头接触到卡具并获取到菠萝切削完成的信号，从而关停刀具，使刀具停止直线进给运动。

上述触点行程开关还可以与控制卡具转动的动力设备连接，实现刀具关停时卡具也停止转动。

本实用新型所提供的第四种具体实施例以第一种实施例或第二种实施例为基础，两个刀片21不仅在切削面内的投影呈v字型，且两个刀片21的刀刃不共面，也就是说，这两个既不平行也不共面的刀片21在切削面内的投影呈v字型，具有与呈v型槽结构的刀片21相同的切削效果，但两个刀片21在空间内存在距离，开始切削时其中一个刀片21的刀刃先切入菠萝，另一刀片21的刀刃后切入菠萝；切削过程中，菠萝的同一位置处被两个刀片21先后切割；切割完成时，先切入的刀片21先退出菠萝，后切入的刀片21后退出菠萝。

两个刀刃在切削面内的夹角可设置为90°，也可设置为其他角度。这一夹角与卡具的转速、刀具的直线进给速度均影响切削效果，例如，夹角较大的刀具与夹角较小的刀具相比，前者以相同切入深度切削下来的残屑中菠萝表皮更宽。至于卡具的转速与刀具的直线进给速度对切削效果的影响，可以参见本申请的第一种具体实施例中的描述。

进一步的，两个刀刃之间的距离大于任一刀刃的切入宽度，两个刀刃之间形成排屑通道，用于在切削过程中顺畅、及时排出切割下来的残屑。其中，切入宽度具体指任一刀片21的刀刃所在一侧距离背离刀刃一侧的尺寸，例如图2中任一刀刃在图示中上下方向的尺寸。而前述任意一处所提及的切入深度具体指任一刀片21在图示中左右方向的尺寸。

本实用新型所提供的刀具和卡具通过正反旋转电机带动旋转，从而改变菠萝的切削方向，简单来说，通过该菠萝削皮剔眼一体机装卡的菠萝可以从第一端向第二端切削，切削完一个菠萝后，无需将刀具退回至第一端，只要将正反旋转电机的转向反向设置，就能够将下一个菠萝从第二端向第一端切削，减少了批量切削菠萝时的操作工序，简化了该菠萝削皮剔眼一体机的操作步骤，且降低了削皮剔眼的时间成本。此外，卡具还可以通过手轮6驱动旋转。

以上对本实用新型所提供的菠萝削皮剔眼一体机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。