一种柑橘类水果取肉去芯的可变半径软刀装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及水果副产品自动化加工领域，为柑橘类水果取肉去芯的可变半径软刀装置与方法，可用于芸香科柑橘类水果去除果肉，保留外皮，适用于橘红普洱茶，小青桔普洱茶等需要芸香科柑橘类水果外皮作为容器的应用场合；本发明专利技术可变半径软刀装置包括圆柱形内刀、可变半径外刀、笼形包络体半径控制电动机、丝杆、刀具旋转电动机，内刀用于刺穿果实外皮与开盖，而外刀可通过笼形包络体半径控制电动机滑动控制实现不同半径圆弧刀型转换，能适应不同大小的果实；本发明专利技术具有果实圆柱形刺入去芯与可变半径取肉功能，可自动化实现芸香科柑橘类水果去除果肉，保留完整外皮的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种柑橘类水果取肉去芯的可变半径软刀装置与方法
本专利技术涉及水果副产品自动化加工领域，特别是涉及一种柑橘类水果取肉去芯的可变半径软刀装置与方法。
技术介绍
橘红、甘桔、小青桔等芸香科柑橘类水果具有较高的经济价值，全身是宝，其果肉、皮、核、络均可入药，其果皮制品“化橘红”、“陈皮”、“橘络”等具有理气调中、健脾和胃、燥湿化痰、消积化滞等功效；与普洱茶结合，具有健脾养胃、清热解毒、化痰止咳、降脂减肥、养颜美容以及抗动脉硬化、抗衰老和醒酒等作用。因此橘红普洱茶、小青桔普洱茶、甘桔普洱茶等受到市场广泛关注，生产量越来越大。制作芸香科柑橘类普洱茶的关键步骤是对芸香科柑橘类水果进行果肉去除，保留完整外皮的操作，此操作目前主要靠人工完成。而传统的手工取肉去芯方法耗时耗力，也难以使得产品规范统一，制约了该产业向规模化、规范化的方向发展。手工操作芸香科柑橘类水果取肉去芯，其流程为：首先在果实顶部开盖，露出果肉，然后用勺子将果肉搅碎挖出，最后进行清洗。手工操作具有如下缺点：一、开盖必须较大，不然勺子难以进入挖去果肉；二、人工操作效率低，规范性差，取肉去芯效果不一致；三、难以在一把刀具上集成开盖、挖肉等操作，导致难以实现自动化。
技术实现思路
针对现有技术所存在的问题，本专利技术的目的是提供一种柑橘类水果取肉去芯的可变半径软刀装置，该装置可在一把刀具上实现取肉去芯的所有操作，效率高，易于实现自动化作业，并能适应不同大小的果实。本专利技术还提供一种柑橘类水果取肉去芯的方法，其采用前述可变半径软刀装置实施，能在一把刀具上实现芸香科柑橘类水果去除果肉，保留完整外皮，可自动化作业。本专利技术装置采用如下技术方案来实现：一种柑橘类水果取肉去芯的可变半径软刀装置，包括刀具本体部分和驱动控制部分；其中：刀具本体部分包括可变半径外刀与中空的圆柱形内刀，可变半径外刀套接在圆柱形内刀外，可变半径外刀设有若干柔性软刀片，柔性软刀片与圆柱形内刀外径切面成α度切削角；驱动控制部分包括笼形包络体半径控制电动机、丝杆、刀具旋转电动机，笼形包络体半径控制电动机与丝杆通过联轴器连接，丝杆上套接丝杆螺母，丝杆螺母与可变半径外刀连接，刀具旋转电动机通过皮带向圆柱形内刀传递运动。优选地，可变半径软刀装置具有两种工作状态，分别为圆柱形刺入状态与笼形果肉挖取状态；所述圆柱形内刀的内侧设有数量与柔性软刀片一致的果肉排空孔，每个柔性软刀片刚好遮挡果肉排空孔，使可变半径软刀装置在圆柱形刺入状态时呈现不带孔的圆柱形；在笼形果肉挖取状态下，笼形包络体半径控制电动机的旋转角度转变为丝杆螺母的滑动行程，控制可变半径外刀上的柔性软刀片产生不同半径的形变而形成笼形包络体，通过控制滑动行程大小控制笼形包络体的半径。优选地，可变半径软刀装置还包括果肉果汁收集部分，果肉果汁收集部分包括与丝杆螺母固定连接的果肉排出管、负压腔体、真空泵、果肉收集槽，果肉排出管经过第一电动阀连接到负压腔体，真空泵通过管道连接到负压腔体，负压腔体经过第二电动阀连接到果肉收集槽。本专利技术方法采用如下技术方案来实现：采用上述可变半径软刀装置，包括以下步骤：a.可变半径软刀装置在圆柱形刺入状态，可变半径外刀不产生形变，包裹在圆柱形内刀外，柔性软刀片刚好遮挡果肉排空孔，驱动刀具旋转电动机旋转，并通过向果实轴向施加压力，使圆柱形内刀的刺入端从果实轴向旋转切入，实现果实开盖，并取出果盖待用；b.可变半径软刀装置刺入果实后，笼形包络体半径控制电动机运动，带动柔性软刀片变形，形成笼形包络体，笼形包络体沿径向辐射状初步割断果肉；c.笼形包络体半径控制电动机正反旋转，带动丝杆螺母上下运动，往复控制笼形包络体的半径大小变化，使柔性软刀片沿径向不停切割果肉，并驱动刀具旋转电动机使刀具沿轴向旋转，两个动作的合成运动，带动笼形包络体上的柔性软刀片以动态方式遍历果实内腔，柔性软刀片分离果肉和果皮，并进一步割断、搅碎果肉；d.果肉充分割断并搅碎后，笼形包络体半径控制电动机自锁，保持笼形包络体形状不变，以支撑果皮，排出果汁和碎小的果肉；e.笼形包络体半径控制电动机运动带动柔性软刀片恢复原状，残留的果肉通过柔性软刀片内侧挤压而排出。本专利技术采用柔顺机构的方式实现芸香科柑橘类水果取肉去芯的操作，该刀具结构简洁，易于加工，形状与参数可调，配合本专利技术操作方法，适合自动化生产作业，可实现芸香科柑橘类水果去除果肉，保留完整外皮的目的，适用于橘红普洱茶、小青桔普洱茶等需要芸香科柑橘类水果外皮作为容器的应用场合。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点和有益效果：1、本专利技术与现有去芯刀具相比，除了圆柱形去芯外，引入了柔性软刀片结构，能根据果实的内腔形状去除果肉，保留完整果皮。2、本专利技术对现有工艺流程进行改良，一个刀具能同时完成开盖、刺入、去芯等操作，可实现较小开盖操作，与传统人工作业相比保留更完整的果皮。3、本专利技术除了可以保留完整果皮外，具有果肉果汁收集装置，所收集的果肉果汁可用于其他副产品加工使用，减少浪费。4、本专利技术操作步骤简洁，驱动动作均为直线与旋转运动，易于实现自动化。附图说明图1是本专利技术柑橘类水果取肉去芯的可变半径软刀装置的结构示意图；图2是本专利技术柑橘类水果取肉去芯的可变半径软刀装置的圆柱形刺入状态示意图；图3是本专利技术柑橘类水果取肉去芯的可变半径软刀装置的笼形果肉挖取状态示意图；图4是本专利技术柑橘类水果取肉去芯的可变半径软刀装置的外刀俯视图；图中：1-可变半径外刀，2-柔性软刀片，3-圆柱形内刀，4-果肉排空孔，5-锯齿，6-笼形包络体半径控制电动机，7-刀具旋转电动机，8-联轴器，9-丝杆，10-丝杆螺母，11-皮带轮，12-皮带，13-果肉排出管，14-第一电动阀，15-果肉收集槽，16-负压腔体，17-真空泵，18-第二电动阀。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例如图1-4所示，所述的一种柑橘类水果取肉去芯的可变半径软刀装置，包括刀具本体部分、驱动控制部分和果肉果汁收集部分。——刀具本体部分包括：可变半径外刀1与中空的圆柱形内刀3，可变半径外刀套接在圆柱形内刀外。可变半径外刀1设有若干柔性软刀片2，柔性软刀片2的数量根据不同的果实种类和不同的果实大小可相应的取不同的最优值；柔性软刀片2与圆柱形内刀3外径切面成α度切削角，该切削角的角度根据不同的果实种类和不同的果实大小切削需要而定。本实施例中，柔性软刀片设有6片，以60度均布于可变半径外刀上，柔性软刀片与圆柱形内刀外径切面成15度切削角。图4示出本专利技术所述的柔性软刀片切削角。圆柱形内刀3的内侧设有数量与柔性软刀片2一致的果肉排空孔4，每个柔性软刀片刚好遮挡果肉排空孔，使刀具的初始状态呈现不带孔的圆柱形，可减少刺入阻力，圆柱形内刀的刺入端设有锯齿5，用于刺穿果实外皮，实现刀具的切入和果实的开盖。锯齿5形状与数量可根据果实外皮坚硬程度而设置，例如优选等腰三角形的锯齿，数量为18个。——驱动控制部分包括：笼形包络体半径控制电动机6与丝杆9通过联轴器8连接，笼形包络体半径控制电动机6固定在机架上，当笼形包络体半径控制电动机旋转运动，带动丝杆同步运动，套接在丝杆上的丝杆螺母10产生滑动运动，丝杆螺母10与可变半径外刀1固连，笼形包络体半径控制电动机的旋转角度转变为丝杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柑橘类水果取肉去芯的可变半径软刀装置，其特征在于，包括刀具本体部分和驱动控制部分；其中：刀具本体部分包括可变半径外刀与中空的圆柱形内刀，可变半径外刀套接在圆柱形内刀外，可变半径外刀设有若干柔性软刀片，柔性软刀片与圆柱形内刀外径切面成α度切削角；驱动控制部分包括笼形包络体半径控制电动机、丝杆、刀具旋转电动机，笼形包络体半径控制电动机与丝杆通过联轴器连接，丝杆上套接丝杆螺母，丝杆螺母与可变半径外刀连接，刀具旋转电动机通过皮带向圆柱形内刀传递运动。

【技术特征摘要】
1.一种柑橘类水果取肉去芯的可变半径软刀装置，其特征在于，包括刀具本体部分和驱动控制部分；其中：刀具本体部分包括可变半径外刀与中空的圆柱形内刀，可变半径外刀套接在圆柱形内刀外，可变半径外刀设有若干柔性软刀片，柔性软刀片与圆柱形内刀外径切面成α度切削角；驱动控制部分包括笼形包络体半径控制电动机、丝杆、刀具旋转电动机，笼形包络体半径控制电动机与丝杆通过联轴器连接，丝杆上套接丝杆螺母，丝杆螺母与可变半径外刀连接，刀具旋转电动机通过皮带向圆柱形内刀传递运动。2.根据权利要求1所述的可变半径软刀装置，其特征在于，可变半径软刀装置具有两种工作状态，分别为圆柱形刺入状态与笼形果肉挖取状态；所述圆柱形内刀的内侧设有数量与柔性软刀片一致的果肉排空孔，每个柔性软刀片刚好遮挡果肉排空孔，使可变半径软刀装置在圆柱形刺入状态时呈现不带孔的圆柱形；在笼形果肉挖取状态下，笼形包络体半径控制电动机的旋转角度转变为丝杆螺母的滑动行程，控制可变半径外刀上的柔性软刀片产生不同半径的形变而形成笼形包络体，通过控制滑动行程大小控制笼形包络体的半径。3.根据权利要求1所述的可变半径软刀装置，其特征在于，所述圆柱形内刀的刺入端设有锯齿。4.根据权利要求1所述的可变半径软刀装置，其特征在于，所述柔性软刀片设有6片，以60度均布于可变半径外刀上；柔性软刀片与圆柱形内刀外径切面成15度切削角。5.根据权利要求1所述的可变半径软刀装置，其特征在于，可变半径软刀装置还包括果肉果汁收集部分，果肉果汁收集部分包括与丝杆螺母固定连接的果肉排出管、负压腔体、真空泵、果肉收集槽，果肉排出管经过第一电动阀连接到负压腔体，真空泵通过管道连接到负压腔体，负压腔体经过第二电动阀连接到果肉收集槽。6.一种柑橘类水果取...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫嘉嗣，闫国琦，孙振刚，杨洲，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44