随着经济社会的不断发展,人民的生活水平不断提高,过去人们的主要任务是解决温饱问题,改革开放后,我国GDP总量屡创新高,人均收入不断增加,人民的生活水平也得到很大的改善,对于水果的需求越来越大,果汁等附加产业也迎来了新的机遇和挑战。
为了实现切削机切削加工任意水果的目的,在现有切削机的基础上,设计了一种新式水果切削机,可加工任意同类型水果,加工速度快,故障率低;根据自主功能,自主切削,自主去核,切削机器利用机械爪配合传感系统,进行抓取水果,底盘同时进行旋转,机器进行一次去核,果核留在切片刀筒内,果实随着机器地盘进行继续旋转,随后切片旋转上升,进行二次冲核,气压缸配合推果机构,将果实推开,加工完毕。机器人整体结构如图1所示。刀架和刀片的配合通过水果以一定的速度旋转的同时刀片通过弹簧的带动紧贴在苹果表面,从而完成仿形加工。在加工开始时,刀具相对于固定针轴线存在15°的夹角,这个夹角是为了避免送料机构的托盘与刀具发生碰撞,同时也避免了切瓣刀具与去皮刀具的碰撞。刀具旋转的角速度与工作台一致。冲核切块装置,采用四叶刀片,同时可完成更换到八叶到十二叶的更替,完成不同水果的切削,达到使用者自己想得到的瓣数,灵活多变若想一次完成冲核与切块的动作,可以选用如图所示的冲核刀具。若只需去核则去掉四个刀片只保留中心圆桶型刀片。不同种类的苹果其果核体积占比不同,经过比对最终确定冲核刀的直径为20mm该尺寸可满足大多数加工。本插针与传统水果切削机插针相比,本机器采用三针,增加机器固定水果的稳定性,同时可进行多种不同形式切削, U型管与冲核机构相配合,实现功能最大化,是本机器较为新颖的创新,抓取机构与传感器相配合,实现抓取、放置水果,传送带,识别筛选装置是一种苹果良莠不齐的鉴别及筛选装置,通过传感器反馈信息判别苹果能否顺利通过,不能通过的苹果将由推杆推出,判别出苹果状态。
创新点:
(1)通过模块化设计使得不同的模块组成形成不同构型的切削机,极大地扩大了水果切削的应用范围;
(2)设计了切削机零件分离模块,在故障或压住等场景下通过自主分离丢弃无法工作模块,切换零件,提高了切削机的生存能力;