一种仿蛛网排列的超声波去除蒜皮装置

文档序号:1910383 发布日期:2021-12-03 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 一种仿蛛网排列的超声波去除蒜皮装置 (Ultrasonic garlic skin removing device imitating cobweb arrangement ) 是由 李心平 孙臣臣 胡鹏展 王文哲 黄宇 张万通 张力元 于 2021-07-27 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种仿蛛网排列的超声波去除蒜皮装置,包括去皮机架、移动抓取机构、超声波去皮机构、热风机机构和蒜皮分离机构,所述移动抓取机构安装在去皮机架一侧的导轨上,其在去皮机架上方沿该去皮机架的大蒜转运方向可往返运动设置,超声波去皮机构、热风机机构和蒜皮分离机构沿大蒜转运方向依次固定设置在去皮机架上,并均位于移动抓取机构的下方,移动抓取机构用于超声波去皮机构和蒜皮分离机构的进料口之间实现物料传递衔接。本装置能够实现大蒜无损去皮,对农作物种皮去皮装置的研究提供思路。(The invention discloses an ultrasonic garlic skin removing device with cobweb arrangement, which comprises a peeling rack, a movable grabbing mechanism, an ultrasonic peeling mechanism, an air heater mechanism and a garlic skin separating mechanism, wherein the movable grabbing mechanism is arranged on a guide rail on one side of the peeling rack and can move back and forth above the peeling rack along the garlic transferring direction of the peeling rack, the ultrasonic peeling mechanism, the air heater mechanism and the garlic skin separating mechanism are sequentially and fixedly arranged on the peeling rack along the garlic transferring direction and are all positioned below the movable grabbing mechanism, and the movable grabbing mechanism is used for realizing material transfer connection between feed inlets of the ultrasonic peeling mechanism and the garlic skin separating mechanism. This device can realize that the garlic can not harm the peeing, provides the thinking to the research of crops seed coat peeling apparatus.)

一种仿蛛网排列的超声波去除蒜皮装置

技术领域

本发明属于大蒜加工设备技术领域,具体是一种仿蛛网排列的超声波大蒜去皮装置。

背景技术

大蒜,是人们日常生活中经常食用的一种农作物,因为其具有较高的烹饪和药用价值而受到人们的重视,但是蒜瓣外表有一层薄薄的不能食用的外皮,所以在食用前要先把这层皮去掉。大蒜去皮是一项繁琐、成本高和耗时长的工作,采用人工去皮的话效率太低,所以用机器代替人工进行大蒜去皮就成了主要的研究方向。

现在市场上大蒜去皮机主要分为湿式去皮机和干式去皮机。湿式去皮机的步骤比较复杂,大蒜需要用水浸泡后才能进一步加工,这种加工方法效率低,容易造成大蒜破损,污染严重,容易造成水资源浪费。干式去皮机主要分旋转式气动去皮机和滚筒式去皮机,但是这种方式容易造成大蒜破损,去皮效果也不是很好。

传统的大蒜去皮机存在着破损率高,加工效率低,应用作物比较单一的弊端,而且只适用于需求量比较小的场合。随着大蒜需求量的不断增加,解决传统大蒜去皮机存在的不足,我们需要研究出新型的大蒜去皮机。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题,提出一种仿蛛网排列的超声波大蒜去皮装置,随着超声波技术的不断成熟,超声波的优点开始不断展现,利用超声波的空化作用来去除蒜皮将成为可能,新型超声波大蒜去皮装置将解决传统大蒜去皮机的不足。本装置能够实现大蒜无损去皮,对农作物种皮去皮装置的研究提供思路,对我国大蒜、花生仁、核桃仁等去皮研究具有一定意义。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种仿蛛网排列的超声波去除蒜皮装置,包括去皮机架、移动抓取机构、超声波去皮机构、热风机机构和蒜皮分离机构,所述移动抓取机构安装在去皮机架一侧的导轨上,其在去皮机架上方沿该去皮机架的大蒜转运方向可往返运动设置,超声波去皮机构、热风机机构和蒜皮分离机构沿大蒜转运方向依次固定设置在去皮机架上,并均位于移动抓取机构的下方,移动抓取机构用于超声波去皮机构和蒜皮分离机构的进料口之间实现物料传递衔接。

作为优选方案,所述移动抓取机构包括相互转动式连接的抓取臂Ⅰ和抓取臂Ⅱ,其中抓取臂Ⅱ可沿竖直面相对抓取臂Ⅰ进行转动,所述抓取臂Ⅰ垂直安装在举升臂一侧,其可以沿举升臂进行升降移动调节并保持横向设置,抓取臂Ⅱ与夹爪组件相连接。

作为优选方案,所述夹爪组件包括上下平行设置的第一支板和第二支板,其中第二支板两侧转动式连接有夹取臂,夹取臂可沿竖直面向两侧进行摆动调节,第一支板通过推杆与夹取臂的中段转动式连接。

作为优选方案,所述超声波去皮机构包括去皮槽和安装在去皮槽底部的若干超声波换能器,所述去皮槽固定在去皮机架一侧的放置槽口中,去皮槽与蒜皮分离机构的进料口相衔接,所述超声波换能器能够共同推动去皮槽的底部面板做简谐振动。

作为优选方案,所述移动抓取机构包括移动块,移动块与抓取臂Ⅰ固定连接,移动块与举升臂的滑槽进行配合。

作为优选方案,所述热风机机构包括热风机和安装架,热风机通过安装架安装在去皮机架的下方,热风机的出风口对应所述蒜皮分离机构的进风口倾斜向上进行送风。

作为优选方案,所述蒜皮分离机构具有烘干箱,烘干箱内具有镂空结构的孔板,孔板将烘干箱分隔为上下两个相对独立的空间。

作为优选方案,所述孔板由进料口向出口侧形成有倾斜向下的坡度,其坡度设置为5-15°。

作为优选方案,所述孔板上方的烘干箱内形成蒜粒烘干通道,所述蒜粒烘干通道具有进料口、出料口和蒜皮收集口,其中进料口位于所述进风口上方,所述出料口和蒜皮收集口位于所述进风口相对的尾端侧。

作为优选方案,所述超声波去皮机构设置有7个相同频率的超声波换能器,所述超声波换能器按照蛛网型式排列粘接于所述去皮槽的底部。

有益效果

(1)、超声波去皮机构和蒜皮分离机构设置在移动抓取机构的下方,其中超声波去皮机构用于蒜米和蒜皮的剥离和脱落,而蒜皮分离机构用于蒜米和蒜皮的干燥和分类收集,进而解决了传统机械去皮的破损率高的问题,移动抓取机构衔接了两个工序间的物料转运,实现了蒜皮脱落和蒜皮收集的工序衔接,同时蒜米干燥后可方便直接进行后续处理。

(2)、优选方案中,上支板通过推杆与夹取臂的中段转动式连接,通过夹取臂可沿竖直面向两侧进行摆动调节,可以实现物料框不同的空间位置转换调节,从而使得物料框的框口方便与蒜皮分离机构的喂料口进行对接,实施物料的顺利倾倒。

(3)、优选方案中,蒜皮分离机构内部设置有孔板,其中蒜米和蒜皮在孔板上方,使得蒜米和蒜皮在孔板上实现与水的第二次分离并进行干燥,同时,孔板的倾斜向下的坡度设置,使得利用蒜米自身重量和风力的双重作用下,蒜米会由喂料口向出料口自动完成分离输送,由于孔板的一侧将进风口分为上下两个相对独立的通道,通过一套进风装置和分离机构内的特定结构的设置,蒜米和蒜皮可以受到来自一侧和下方的不同进风方向的立体风的效果,使得蒜米不同侧面均得直接得到干燥,干燥速度更快,其中,在孔板下方的进风通道由孔板下方向上吹风,不仅使得蒜米受到不同方向进风的干燥效果,而且斜向上的进风,在将蒜皮进行干燥的同时,也可将蒜皮吹起,进入蒜皮收集口,以用于对蒜皮进行统一收集,而不需要另外设置蒜皮收集装置(现有设计中往往需要对蒜皮进行另外单独处理),另外,孔板下方的进风通道,也用于蒜米第二次分离水分由进风通道并经铁丝网流出,少量附着在蒜米和蒜皮表面的水分再由热风机通过铁丝网直接风干,达到对蒜米消毒杀菌和蒜皮烘干收集的效果。通过蒜皮的干燥进风,既实现了蒜米与蒜皮的干燥、分离,又实现了蒜皮的收集和蒜米的除菌。

(4)、优选方案中,超声波换能器能够共同推动去皮槽底部面板做简谐振动,向水中辐射声波,气泡闭合的瞬间产生冲击波,巨大的压力对蒜皮反复冲击,一旦蒜皮表面出现缝隙,气泡立即钻入,使蒜皮逐渐剥离和脱落,7个相同频率的超声波换能器按照蛛网型式排列粘接于试验槽的底部,声波互相影响,槽内空间声强有大有小,其中声强大的地方连成一块像是一张蛛网,这张“网”可以把去皮槽内的大蒜网住,进而所有的大蒜都会受到超声波空化作用。

附图说明

为了更清楚地说明发明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发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为去除蒜皮装置的第一视角的结构图;

图2为去除蒜皮装置的第二视角的结构图;

图3为图1中移动抓取机构的结构图;

图4为图1中超声波去皮机构的结构图;

图5为超声波去皮机构中超声波换能器的一个实施例的结构图;

图6为图1中热风机机构的安装结构图;

图7为蒜皮分离机构的一个实施例的结构图;

图8为图1中去皮机架的结构图;

图9为超声波去皮机构的声波示意图。

图中标记:1、去皮机架,11、导轨,12、放置口Ⅰ,13、放置口Ⅱ,2、移动抓取机构,21、抓取臂Ⅰ,22、抓取臂Ⅱ,23、举升臂,24、夹爪组件,25、物料框,26、移动块,241、第一支板,242、第二支板,243、夹取臂,244、推杆,3、超声波去皮机构,31、去皮槽,32、超声波换能器,33、超声波发生器,4、热风机机构,41、热风机,42、安装架,5、蒜皮分离机构,51、烘干箱,52、孔板,53、喂料口,54、出料口,55、蒜皮收集口,56、进风口,57、铁丝网。

具体实施方式

以下通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解,在没有进一步叙述的情况下,一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其它实施方式中。

需要说明的是:除非另做定义,本文所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中所使用的“一个 ”、“一”或者“该”等类似词语不表述数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,但并不排除其他具有相同功能的元件或者物件。

图1所示实施例中,去除蒜皮装置包括去皮机架1、设置在去皮机架1上的移动抓取机构2以及依次设置在移动抓取机构2下方的超声波去皮机构3、热风机机构4和蒜皮分离机构5,其中超声波去皮机构3、热风机机构4和蒜皮分离机构5固定在去皮机架1上,移动抓取机构2通过其下端的移动块在驱动机构的带动下,滑动设置导轨11的导槽中,导轨11位于沿去皮机架1的一侧边缘设置,在去皮机架1上设置有超声波去皮机构3和蒜皮分离机构5的放置口,移动抓取机构2在超声波去皮机构3和蒜皮分离机构5的上方往复运动,从而实现超声波去皮机构3与蒜皮分离机构5的喂料口53相衔接,将经过超声波去皮机构3实现蒜皮剥离和脱落的蒜米输送至蒜皮分离机构5的输入端,在蒜皮分离机构5的输出一侧的还设置有热风机机构4,热风机机构4位于去皮机架1的下方,用于为蒜皮分离机构5的进风口56输送热风气流,蒜皮分离机构5中,经过干燥的蒜皮经过蒜皮收集口55进行统一收集处理,经过干燥和除菌的蒜米经出料口54完成蒜皮分离后的输送。

本实施例中,移动抓取机构2包括设置在导轨11上的举升臂23,举升臂23的下端设置有导块,并通过导块实现在导轨11内的导槽内的移动,可实现水平往复运动效果,导轨11的导槽中设置有驱动导块沿导槽移动的驱动机构,举升臂23上固定有连杆结构,连杆结构的作用是连接夹爪组件24,并带动夹爪组件24移动至指定位置,连杆结构一端采用一个与举升臂23的导槽匹配的移动块26,移动块26可沿举升臂23的导槽方向升降移动,该连杆机构另一端与夹爪组件24固定连接后,能够使得夹爪组件24沿竖直面水平转动。在图3所示实施例中:连杆机构包括相互转动式连接的抓取臂Ⅰ21和抓取臂Ⅱ22,抓取臂Ⅱ22在竖直面可沿抓取臂Ⅰ21发生相对转动,其中,抓取臂Ⅱ22的端部转动式安装在抓取臂Ⅰ21上并通过铰接轴连接,抓取臂Ⅱ22与夹爪组件24固定连接,其可以带动夹爪组件24水平移动和升降调节,夹爪组件24用于夹取物料框25,夹爪组件24带动物料框25沿竖直面进行回转调节,从而实现物料框25全方位的转动。

在该实施例中,夹爪组件24的作用是夹取物料框25,并带动物料框25在两个位置进行移动,其中第一位置,夹爪组件24带动物料框25进入超声波去皮机构3中进行蒜皮的剥离和去皮,第二位置,夹爪组件24带动物料框25进入蒜皮分离机构5进行蒜米的转移输送,从而将蒜米倾倒至蒜皮分离机构5内,以进一步实现蒜米和蒜皮的沥水和干燥。

例如图3所示实施例中,夹爪组件24可以设置有一组或多组夹取臂243,物料框25由多根铁条编织而成的,铁条与铁条之间有夹取臂243通过的间隙,该间隙既能用于夹取臂243的穿过,也能够保证内部的水分沥下,同时也能防止蒜米和蒜皮脱落进入水中,夹爪组件24包括两个支板、4个液压推杆244和4个夹取臂243组成的,可实现抓紧、松开和倾斜的动作,其中两个支板相互平行设置,第一支板241位于第二支板242的上方,其中抓取臂Ⅱ22与第一支板241是固定连接的,抓取臂Ⅱ22的下端伸出第一支板241一段,以作为第一、二支板241、242之间的距离的限位,夹取臂243转动式安装在第二支板242上,可沿竖直面进行转动调节,推杆244与第一支板241转动式连接,并与夹取臂243通过转轴连接,从而通过推杆244伸缩带动夹取臂243的摆动,以实现物料框25与蒜皮分离机构5进料口的对接,在另外未附图的实施例中,第一支板241中心均对应设置有螺纹孔,用于和抓取臂Ⅱ22螺纹连接,从而可以实现夹爪组件24在连杆结构上的位置微调节,以更适应作业时的高度。

在图4和图5所示实施例中,超声波去皮机构3包括超声波发生器33、超声波换能器32、去皮槽31,超声波换能器32设置有若干个,并安装在去皮槽31的底板上,而去皮槽31的两侧设置有支边,用于将去皮槽31支撑在去皮机架1的放置口12内,超声波发生器33与超声波换能器32信号连接,工作原理就是通过超声波发生器33发出的高频电磁振荡信号激励超声波换能器32,超声波换能器32共同推动试验槽33底部面板做简谐振动,向水中辐射声波,使水中的微气泡能够在超声波的作用下保持振动,当声压或者声强达到一定程度时,气泡就会迅速膨胀,然后又突然闭合。在这个过程中,气泡闭合的瞬间产生冲击波,使气泡周围产生非常大的压力,巨大的压力对蒜皮反复冲击,一旦蒜皮表面出现缝隙,气泡立即钻入,使蒜皮逐渐剥离和脱落,从而实现去皮的效果。

为了进一步提高超声波去皮机构3的去皮效果,将超声波换能器32采用仿蛛网的排列,7个超声波换能器32粘接在试验槽33的底部,当超声波发生器33发出高频电磁信号时,超声波换能器32把高频电磁信号转换成声能,使其进入振动状态,推动与超声波换能器32相连的试验槽33底部振动,向水中辐射声波,声波在水中是自下而上传播的,在向上传播的过程中会逐渐向外扩散,每个超声波换能器32都是一个独立的声源,7个超声波换能器32与试验槽33的底板组成一个超声振动系统,试验槽33内的水充斥着声波,声波互相影响,槽内空间声强有大有小,其中声强大的地方连成一块像是一张蛛网,类似蜘蛛捕食一样,如图9所示,这张“网”可以把试验槽33内的大蒜网住,进而所有的大蒜都会受到超声波空化作用。

本实施例中,热风机机构4包括热风机41和安装架42,其中热风机41通过安装架42固定在去皮机架1的底部,为了让热风机41能够顺着蒜皮分离机构5的进风口56直吹入蒜皮分离箱体中,安装架42可以设置为折弯形结构,热风机41放置在安装架42上,并通过螺栓固定,当去皮过程开设时,热风机41会不停的运转,输送热风进入蒜皮分离机构5,让蒜米表面的水分吹干以达到减少蒜米污染的效果,让蒜皮烘干是达到收集蒜皮,减少垃圾的效果。

在图7所示的一个实施例中,去皮机架1的第二放置口上安装有蒜皮分离机构5,蒜皮分离机构5安装在热风机机构4的一侧,为了实现热风机41的热风直接吹入蒜皮分离机构5的内部,蒜皮分离机构5包括烘干箱51,烘干箱51的的进料侧设置有斜面,该斜面上开设有进风口56,该进风口56正对热风机41的出风口,斜面的倾斜角度与热风机41的倾斜角度匹配,能够实现热风机41正对该斜面,(应注意,该处的正对仅要求热风机41的出风口大致对应进风口56,使得出风口与斜面保持近似垂直即可,不要求特别严格的垂直设置)。图7所示一个实施例中,蒜皮分离机构5由进料腔和烘干腔组成,其中进料腔和烘干腔内部连通,进料腔位于烘干腔的进料一端,所述进风口56的斜面为进料腔的侧壁,喂料口53开设在进风口56上方的斜面上,孔板52设置在蒜皮分离机构5内,其一侧位于进料腔,并将进风口56分隔为上下两个隔开的风孔一和风孔二,孔板52的另一侧与烘干腔的底部连接。如此的设置可将热风机机构4吹入的一股热风气流分为两股气流,从而由不同方向进入烘干腔内。

为了实现蒜米的自动输送,孔板52由进料腔端向烘干腔一端倾斜向下设置,在孔板52的上方,蒜米和蒜皮由喂料口53进入后,进行自动烘干,在孔板52的下方,孔板52和蒜皮分离机构5的底板以及两侧侧壁围成底部进风通道,实现了由孔板52底部进风,因此由热风机41送的热风气流会在孔板52的作用下,形成立体送风,沿孔板52的上方送风,可用于蒜米和蒜皮的干燥,同时将蒜米逐渐向出料口54吹动输送,由此,蒜米会在其自重的作用和风力作用的双重作用力下,自动滑向出料口54。烘干箱51的底部孔板52设计为倾斜角度为坡度设置为5-15°的镂空倾斜面,优选为10°,目的一个是为了让那些在铁丝网57上来不及流失水分的蒜米能够继续往下沥水,另一个是让蒜米能够顺着斜面更好地由出料口54排出,等待进一步的处理。

本实施例中,由孔板52的底部送风,一方面对蒜米和蒜皮的干燥,另外底部进风可将蒜皮吹起,将蒜皮送入烘干腔顶部的蒜皮收集口55的收集通道内,因此孔板52的设置位置,不仅起到了蒜米和蒜皮的全方位立体式干燥,同时起到了蒜皮和蒜米分离和分别收集的作用。

详细地,当移动抓取机构2中的举升臂23带动夹爪组件24将物料筐25中的蒜米和蒜皮进入喂料口53时,蒜米和湿蒜皮上携带的水分会先顺着铁丝网57流下一部分,蒜米会顺着烘干箱51左侧斜面滚入烘干箱51内中,湿蒜皮则可能有一部分会因为湿度过大而粘在烘干箱壁上,这时热风机41的热风则会持续的烘干,使湿蒜皮逐渐变为干蒜皮,然后脱落进入烘干箱51内再由热风机41的风力吹入蒜皮收集口55中,进行集中处理;而进入烘干箱51的蒜米表层水分也会在热风机41的风力下快速流失。

为了方便安装,在去皮机架1上设置有水平台面、凸台和两侧的四条支撑架,而移动抓取机构2安装在凸台处导轨11上,从而实现举升臂23带动夹爪组件24在导轨上水平移动,在水平台面上沿蒜米输送方向开设有放置口Ⅰ12和放置口Ⅱ13,其中放置口Ⅰ12用于安装超声波去皮机构3,去皮槽31通过其支边固定支撑在水平台面上,热风机41的安装架42的固定臂竖直设置,其上端固定在水平台面的下端面,支撑臂与固定臂呈锐角夹角,热风机41通过螺栓固定在支撑臂上,其出风口正对应铁丝网57处,蒜皮分离机构5的烘干通道的顶板上两侧形成有支板,该支板通过螺栓固定在放置口Ⅱ13处。

下面以上述实施例来介绍蒜米的去皮流程:分瓣好的大蒜先放入物料筐25中,夹爪组件24抓住物料筐25距离去皮机架1水平台面200mm为起始位置,由移动抓取机构2中的移动块带动夹爪组件24抓住物料筐25,沿着举升臂23向下移动至超声波去皮机构3中的去皮槽31的中心水位,经过超声波的空化作用使得物料筐25中的大蒜的表皮脱落,再沿着举升臂23向上移动至距离机架水平面200mm,停留10S过滤一下蒜米和蒜皮中带的水分,由举升臂23沿着去皮机架1导轨11向右移动至喂料口53上方,由夹爪组件24抓住物料筐25倾斜倒入喂料口53,再由喂料口53顺着烘干箱左侧斜面滑入,夹爪组件24完成动作后会返回起始位置,等待下一次去皮过程的开始。而蒜米和蒜皮中多余的水分会从铁丝网57缝隙中先流下一部分,余下的少量水分会由热风机41进行烘干,烘干的蒜皮会随着热风机41的风向进入蒜皮收集口55集中处理,烘干表皮水分的蒜米会随着烘干箱底部的斜面和热风机41的风力滑入出料口54,进行后续处理。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

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