CN106942755B - 一种光学检测式椰壳剥除装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及椰子加工装置，属于农产品加工装置领域。一种光学检测式椰壳剥除装置，包括椰子固定装置，椰子固定装置的一侧设置圆形的切刀，切刀由切割电机驱动，切割电机固定在切割压力调节装置上，切割压力调节装置使切刀紧紧贴在椰壳切割位置，避免椰子形状不规则变化导致切割深度不均匀，在切刀边缘设置切刀齿，在切刀边缘的表面设置显色块，显色块通过刮取所接触的椰壳组织或椰肉组织，将椰壳组织或椰肉组织嵌入显色块内部，改变显色块的反光率，在切刀边缘的显色块上方设置光学识别器，当检测到显色块反光率增大时切刀停止对椰壳的切割。本装置能有效控制切刀切入椰壳内部的深度，提高了椰子加工的效率和质量。

Description

一种光学检测式椰壳剥除装置

技术领域

本发明涉及椰子加工装置，尤其涉及一种光学检测式椰壳剥除装置。

背景技术

椰子具有很高的综合应用价值，近年来产量也越来越高。椰子剥壳是椰子加工中非常重要的一道工序，椰子经过剥壳后才能进一步深加工成相应的产品。目前常用的椰子剥壳方法是人工使用大刀顺着椰子外皮纤维一刀一刀砍下来，这种剥壳方法费时费力，且容易伤到里面的椰肉，使椰肉后续无法处理加工，生产效率低下。

此外，目前市场上的椰子剥壳机都不能确保不伤及椰壳内部的椰肉，切割深度都是靠控制加工时间确定。这些椰子剥壳机的切刀位置都是固定的，但是由于椰子表面凹凸不平且并不是规则的圆形，这样切割时容易伤到里面的椰肉，甚至切开椰肉导致椰汁流出，产品质量不能得到保证。

因此，一种能够高效率剥除椰壳并不会伤及椰壳内部椰肉的装置，是解决目前椰子加工领域的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光学检测式椰壳剥除装置，该装置能够高效剥除椰子外壳，并且不会伤及椰壳内部的椰肉部分。

技术方案

一种光学检测式椰壳剥除装置，包括椰子固定装置，椰子固定装置的一侧设置圆形的切刀，切刀由切割电机驱动，切割电机固定在切割压力调节装置上，切割压力调节装置使切刀紧紧贴在椰壳切割位置，避免椰子形状不规则变化导致切割深度不均匀，

在切刀边缘设置切刀齿，在切刀边缘的表面还设置若干个显色块，显色块刮取所接触的椰壳组织或椰肉组织，将椰壳组织或椰肉组织嵌入显色块内部，改变显色块的反光率，

在切刀边缘的显色块上方设置光学识别器，光学识别器通过内部光敏探头检测显色块的反光率变化，光学识别器检测到显色块反光率增大时，判定切刀已经切割至椰肉，切刀停止对椰壳的切割，保证椰肉的完整。

进一步，所述显色块包括显色块基座，显色块基座上设置半圆锥形刮刀，半圆锥形刮刀中部开有贯通半圆锥形刮刀两端的变色槽。

进一步，所述光学识别器包括设置在光学识别器底板中部的光敏探头，光敏探头周边均匀设置若干个点光源。

进一步，所述椰子固定装置包括竖直向上设置在装置底座上的转动电机，转动电机的转轴上连接有下固定盘，下固定盘的上表面中部设置若干个下固定杆，若干个下固定杆与下固定盘呈10～80度夹角、并呈花瓣状均匀发散设置；下固定盘正对的上方设置上固定盘，上固定盘下表面中部设置若干个上固定杆，各个上固定杆与上固定盘呈10～80度夹角、并呈花瓣状均匀发散设置，上固定盘的上部设置有启动气缸，启动气缸通过第一滚动轴承固定在装置框架上，使启动气缸及上固定盘能随椰子转动，通过启动气缸调节上固定盘与下固定盘之间距离，便于取放椰子。

进一步，所述椰子固定装置一侧设置手指旋转气缸，手指旋转气缸固定在装置的框架上，手指旋转气缸带有夹指的一端用于夹住椰子，并使椰子旋转一定角度，再次在椰子表面切割多个交叉的切口。

进一步，上固定杆的一端固定在上固定盘上，另一端的自由端还连接有弹性杆；所述下固定杆的一端固定在下固定盘上，另一端的自由端亦连接有弹性杆，弹性杆与椰子外壳弹性配合，将椰子固定牢固。

进一步，所述弹性杆自由端端点处设置圆形垫片，圆形垫片与椰子贴合，将椰子固定更加牢固。

进一步，所述切割压力调节装置包括设置在装置的底座上的滑轨，滑轨上设置滑块，滑块一侧连接往复驱动电机，滑块上设置有竖直的滑块连接板，滑块连接板一侧上端通过施压弹簧连接至施压板侧面，施压板该侧面下端通过第一销轴连接固定连杆，固定连杆另一端固定在滑块连接板侧面，

施压板另一侧面上部固定设置第二滚动轴承，切刀转轴的上端设置在第二滚动轴承内，切刀转轴中部设置切刀和切刀盘体，切刀转轴下端连接至切割电机的转轴，切割电机固定在施压板上。

进一步，所述滑块一侧通过第二销轴连接推杆，推杆另一端与往复电机的转轴偏心连接，往复电机驱动滑块在滑轨上左右滑动。

进一步，驱动切刀的切割电机和光学识别器均与控制器连接。

有益效果

本发明提供一种光学检测式椰壳剥除装置，该装置通过切刀边缘的显色块将切口内部的椰子组织刮出，通过光学识别器检测椰子组织的反光率，进而判定出目前切刀所切割椰子的位置，当切刀切割至椰子内部椰肉时，及时停止对椰壳的切割，防止损伤椰肉。该装置利用光学检测技术，准确判定切割深度是否达到椰肉组织，对椰壳切割深度恰当，既不会切割深度不够导致椰壳没有被完全切开，也不会伸入切割椰肉，导致椰肉被切碎，因此提高了椰子加工的质量。

附图说明

图1为本发明光学检测式椰壳剥除装置结构示意图；

图2为本发明下固定盘结构示意图；

图3为本发明切刀主视图；

图4为本发明切刀边缘表面设置的显色块的立体示意图；

图5为本发明切刀边缘表面设置的显色块的主视图；

图6为本发明切刀边缘表面设置的显色块的左视图；

图7为本发明切刀边缘表面设置的显色块的俯视图；

图8为本发明切刀空转时光学识别器检测光线的光路图；

图9为本发明切刀切割椰壳部分时光学识别器检测光线的光路图；

图10为本发明切刀切割椰肉部分时光学识别器检测光线的光路图；

图11为本发明光学识别器的仰视图；

其中：1-底座，2-转动电机，3-第一联轴器，4-下固定盘，51-下固定杆，52-上固定杆，6-手指气缸，7-圆形垫片，8-弹性杆，10-上固定盘，11-启动气缸，12-第一滚动轴承，13-第二滚动轴承，14-施压弹簧，15-施压板，1501-第一销轴，1502-固定连杆，16-光学识别器，1601-光敏探头，1602-点光源，1603-光学识别器底板，17-切刀，1701-切刀盘体，1702-切刀齿，18-往复电机，19-第二联轴器，20-切割电机，21-滑块连接板，22-滑轨，2201-滑块，23-推杆，24-显色块，2401-显色块基座，2402-半圆锥形刮刀，2403-变色槽，2404-椰壳组织，2405-椰肉组织，25-光线。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。

一种光学检测式椰壳剥除装置，包括底座1，底座上竖直设置转动电机2，转动电机2的转动轴通过第一联轴器3连接下固定盘4，下固定盘的上表面中部设置下固定杆51，下固定杆51共有若干个，下固定杆51与下固定盘4呈10～80度夹角、呈花瓣状均匀发散设置。在下固定杆51的上方设置上固定盘10，上固定盘10的下表面中部设置若干个上固定杆52，上固定杆52与上固定盘10呈10～80度夹角、并呈花瓣状均匀发散设置在上固定盘下表面中部。上固定盘的中心与下固定盘的中心正对，便于上固定杆与下固定杆将椰子夹紧。

所述上固定杆、下固定杆的自由端的还设置有弹性杆8，并且在弹性杆自由端还设置圆形垫片7，利用弹性杆的形变和圆形垫片的形变将椰子紧紧夹住，防止脱落。

所述上固定盘上面连接有启动气缸11，启动气缸另一端固定在第一滚动轴承12上，第一滚动轴承固定在装置的外框架上。

在上固定盘和下固定盘之间区域的右侧设置有切割装置，所述切割装置包括设置在底座1上的滑轨22，滑轨22上设置滑块2201，滑块上固定有竖直设置的滑块连接板21，滑块连接板21的左侧上端通过施压弹簧14连接竖直设置的施压板15，施压板15的下端通过第一销轴1501与固定连杆1502的一端连接，固定连杆的另一端固定在滑块连接板的下部。

施压板的左侧面的上部固定有第二滚动轴承13，第二滚动轴承上竖直设置有切刀转轴，切刀转轴的下端通过第二联轴器19与切割电机20的转轴连接，切割电机20一侧固定在施压板的左侧。切刀转轴的中部水平设置有圆盘形的切刀17，切刀的表面密集排布有显色块。显色块包括显色块基座2401、在显色块基座上设置半圆锥形刮刀2402，半圆锥形刮刀一端至另一端的半径逐步减小，并且半圆锥形刮刀半径逐步增大的方向与刮刀转动方向一致，当切刀切入椰子内部后，切刀表面设置的微小的半圆锥形刮刀与椰子的切口侧壁相接触，并刮下半圆锥形刮刀所接触的椰壳或者椰肉，所刮下的椰壳组织2404或者椰肉组织2405塞进半圆锥形刮刀内部。在半圆锥形刮刀的中部开有贯通半圆锥形刮刀两端的变色槽2403，通过变色槽形成的缺口，使半圆锥形刮刀内部的椰壳或者椰肉显露出来。由于椰肉或者椰壳颜色不一致，椰肉相比于椰壳颜色更白。因此，当半圆锥形刮刀内部填充椰肉时，切刀表面的反光率更高；当半圆锥形刮刀内部填充椰壳材料时，切刀表面的反光率相对比较低。

在切刀设置有半圆锥形刮刀的表面上方设置光学识别器16，并且驱动切刀转动的切割电机和光学识别器均与控制器连接，所示光学识别器包括光学识别器底板1603，在光学识别器底板中部设置光敏探头1601，在光敏探头周边均匀排布有若干个点光源1602。点光源发出的光照射切刀的表面，经过切刀表面反射后，返回光敏探头。当切刀切割椰壳时，在切刀表面半圆锥形刮刀内部嵌有椰壳组织2404，此时半圆锥形刮刀中部的变色槽显现出椰壳组织的颜色，此时切刀表面的反光率较低，光敏探头收到的光信号强度亦较低；当切刀切开椰壳，切入白色椰肉部分时，椰肉组织2405嵌入切刀表面边缘区域的半圆锥形刮刀内部，此时半圆锥形刮刀中部的变色槽显现出椰肉组织的颜色，由于椰肉较白，使得切刀边缘表面的反光率变高，此时设置在切刀表面边缘上方的光敏探头收到的光信号强度增大，与光敏探头连接的控制器判断出切刀已切至椰肉部分，便立即停止切割电机转动，停止对椰子的切割。从而实现将椰壳切开，而不伤及内部的椰肉部分。

本实施例中对切刀表面的反光率进行检测，从而判定出目前切刀切割的是椰壳部分还是椰肉部分。亦可在切刀表面设置粗糙层，并在将光学识别器替换为颜色传感器。当切刀表面的粗糙层附有椰壳组织或椰肉组织时，粗糙层颜色变换，从而被颜色传感器探测到，及时控制切刀停止切割椰壳，防止伤及椰肉。

所述滑块一端通过第二销轴连接有推杆23，推杆的另一端通过第三销轴与往复电机18的转轴偏心连接，使往复电机转轴的转动转化成滑块在滑轨上的往复滑动。进而带动滑块连接板前后滑动，使得施压板上的切刀往复运动。

为了给椰壳不同位置切出切口，在上固定盘、下固定盘之间的椰子的左侧还设置手指旋转气缸6，手指旋转气缸固定在本装置的框架上。手指旋转气缸一端伸出若干根夹指，通过调节夹指的长度和之间的夹力，将椰子夹住。然后手指旋转气缸通过夹指带动椰子转动，使椰子翻转一定角度。

本装置使用流程如下，首先将椰子放在下固定盘上的下固定杆之间，然后启动气缸11将上固定盘向下移动，下固定盘下表面固定的上固定杆将椰子紧紧夹紧。然后转动电机带动椰子水平转动。此时通过往复电机驱动滑块在滑轨上滑动，使切刀向椰子移动，同时开启切割电机20带动切刀转动。当切刀边缘移动至椰壳表面时，对椰壳进行切割。由于椰子不断水平转动，最终在椰子水平方向切出环形的一圈切口。当切刀切入椰壳内部一定距离后，切刀切开椰壳，并稍微切入椰肉部分，此时在切刀表面的边缘上设置的半圆锥形刮刀内部嵌有的椰壳组织被替换成白色椰肉组织，此时切刀上方光敏探头探测到光强度变换，判断出椰壳切割完毕，从而停止继续切割。

此后使切刀所在的施压板、滑块连接板在滑块上反向滑动，使切刀远离椰子。然后驱动上固定盘向上移动，松开椰子。然后驱动手指旋转气缸将椰子夹住后，使椰子转动一定角度后，将椰子翻转一定角度后，再将椰子夹在上固定盘与下固定盘之间，再次对椰子进行切割。经过两次或者更多次切割以后，在椰壳上形成多个交叉状环形切口，可以方便的将椰壳除去，得到完整的球形椰肉。

本实施例中滑块连接板与施压板的上端通过施压弹簧连接、下端通过转轴连接。当切刀紧紧压在椰子上时，切刀对椰子的压力在施压弹簧的调节下，不至于过大，损坏装置，也不至于过小，降低切割效率。

Claims (9)

1.一种光学检测式椰壳剥除装置，其特征在于：包括椰子固定装置，椰子固定装置的一侧设置圆形的切刀（17），切刀（17）由切割电机（20）驱动，切割电机（20）固定在切割压力调节装置上，切割压力调节装置使切刀（17）紧紧贴在椰壳切割位置，避免椰子形状不规则变化导致切割深度不均匀，

在切刀（17）边缘设置切刀齿（1702），在切刀（17）边缘的表面还设置若干个显色块（24），显色块（24）刮取所接触的椰壳组织（2404）或椰肉组织（2405），将椰壳组织（2404）或椰肉组织（2405）嵌入显色块（24）内部，改变显色块（24）的反光率，

在切刀（17）边缘的显色块（24）上方设置光学识别器（16），光学识别器（16）通过内部光敏探头（1601）检测显色块（24）的反光率变化，光学识别器（16）检测到显色块（24）反光率增大时，判定切刀已经切割至椰肉，切刀停止对椰壳的切割，保证椰肉的完整；

所述显色块（24）包括显色块基座（2401），显色块基座（2401）上设置半圆锥形刮刀（2402），半圆锥形刮刀（2402）中部开有贯通半圆锥形刮刀（2402）两端的变色槽（2403）。

2.如权利要求1所述的光学检测式椰壳剥除装置，其特征在于：所述光学识别器（16）包括设置在光学识别器底板（1603）中部的光敏探头（1601），光敏探头周边均匀设置若干个点光源（1602）。

3.如权利要求1所述的光学检测式椰壳剥除装置，其特征在于：所述椰子固定装置包括竖直向上设置在装置底座（1）上的转动电机（2），转动电机（2）的转轴上连接有下固定盘（4），下固定盘（4）的上表面中部设置若干个下固定杆（51），若干个下固定杆（51）与下固定盘（4）呈10～80度夹角、并呈花瓣状均匀发散设置；下固定盘（4）正对的上方设置上固定盘（10），上固定盘（10）下表面中部设置若干个上固定杆（52），各个上固定杆（52）与上固定盘（10）呈10～80度夹角、并呈花瓣状均匀发散设置，上固定盘（10）的上部设置有启动气缸（11），启动气缸（11）通过第一滚动轴承（12）固定在装置框架上，使启动气缸（11）及上固定盘（10）能随椰子转动，通过启动气缸（11）调节上固定盘（10）与下固定盘（4）之间距离，便于取放椰子。

4.如权利要求3所述的光学检测式椰壳剥除装置，其特征在于：所述椰子固定装置一侧设置手指旋转气缸（6），手指旋转气缸（6）固定在装置的框架上，手指旋转气缸（6）带有夹指的一端用于夹住椰子，并使椰子旋转一定角度，再次在椰子表面切割多个交叉的切口。

5.如权利要求3所述的光学检测式椰壳剥除装置，其特征在于：上固定杆（52）的一端固定在上固定盘（10）上，另一端的自由端还连接有弹性杆（8）；所述下固定杆（51）的一端固定在下固定盘（4）上，另一端的自由端亦连接有弹性杆（8），弹性杆（8）与椰子外壳弹性配合，将椰子固定牢固。

6.如权利要求5所述的光学检测式椰壳剥除装置，其特征在于：所述弹性杆（8）自由端端点处设置圆形垫片（7），圆形垫片（7）与椰子贴合，将椰子固定更加牢固。

7.如权利要求1所述的光学检测式椰壳剥除装置，其特征在于：所述切割压力调节装置包括设置在装置的底座（1）上的滑轨（22），滑轨（22）上设置滑块（2201），滑块（2201）一侧连接往复驱动电机，滑块（2201）上设置有竖直的滑块连接板（21），滑块连接板（21）一侧上端通过施压弹簧（14）连接至施压板（15）侧面，施压板（15）该侧面下端通过第一销轴（1501）连接固定连杆（1502），固定连杆（1502）另一端固定在滑块连接板（21）侧面，

施压板（15）另一侧面上部固定设置第二滚动轴承（13），切刀转轴的上端设置在第二滚动轴承（13）内，切刀转轴中部设置切刀（17）和切刀盘体，切刀转轴下端连接至切割电机（20）的转轴，切割电机（20）固定在施压板（15）上。

8.如权利要求7所述的光学检测式椰壳剥除装置，其特征在于：所述滑块（2201）一侧通过第二销轴连接推杆（23），推杆（23）另一端与往复电机（18）的转轴偏心连接，往复电机（18）驱动滑块（2201）在滑轨（22）上左右滑动。

9.如权利要求1所述的光学检测式椰壳剥除装置，其特征在于：驱动切刀（17）的切割电机和光学识别器（16）均与控制器连接。

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