一种地瓜干自动生产线的制作方法

本发明涉及甘薯食品加工领域，尤其涉及一种地瓜干自动生产线。

背景技术：

甘薯为旋花科块根类作物，是我国重要的粮食、饲料和工业原料。我国是世界上甘薯主产国，面积占全球种植的60％，产量占世界总产的85％。甘薯使用目的不同，品质要求也不同，目前根据不同需求，中国甘薯品种审定专业委员会按照用途将甘薯不同品种分为五个类型:兼用型、淀粉型、食用型、特用型、叶菜型。兼用型甘薯既可以食用也可以用来淀粉加工；淀粉型甘薯主要用于淀粉加工，干率和淀粉含量较高；食用型甘薯主要用于鲜食和食品加工，注重食味、营养价值和外观；特用型的甘薯主要是高含花青素和类胡萝卜素的品种，主要用于色素提取和食品加工；叶菜型甘薯主要以茎尖和幼嫩叶片为蔬菜种植。

甘薯常加工成番薯干，又称地瓜干，因地瓜形状不规则，现有地瓜干加工时，需要大量人工进行削皮、切片、切条等工序，劳动强度大且效率低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种地瓜干自动生产线，以提高地瓜干的生产效率，降低人工劳动强度。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种地瓜干自动生产线，包括机架、下料机构、分选机构、夹取移动机构、削皮机构、分切机构和清洗糖蒸烘烤轨道；

所述机架架设在地面上，设有工作平台，所述下料机构、分选机构、削皮机构和分切机构依序安装在所述工作平台上，所述夹取移动机构设置在所述分选机构、削皮机构和分切机构前侧；

所述下料机构包括下料管道、送料管道、送料气缸和送料推板；所述下料管道竖直设置，所述送料管道水平设置在所述下料管道下方，所述送料气缸的活塞杆连接送料推板设置在所述送料管道的一端；所述送料管道的另一端，上方设有分选机构；

所述夹取移动机构包括横移座、平移气缸和夹取机构，所述平移气缸安装在所述横移座上，活塞杆连接所述夹取机构；所述夹取机构包括夹取座、顶针、旋转电机和夹取气缸；

所述削皮机构包括移动机构、压紧机构和削皮刀，所述移动机构为齿轮齿条机构，设有齿轮电机、齿轮和齿条，所述齿轮电机连接齿轮，所述齿轮与齿条啮合；所述压紧机构为压紧套内设有一压紧弹簧，安装在所述齿轮上，所述削皮刀安装在所述压紧弹簧下方；

所述分切机构包括上切刀组件、限位机构、切片组件和分切底座；所述分切底座设置在所述平移气缸下方，所述上切刀组件安装在所述分切底座上方，设有上压块，所述限位机构和切片组件安装在所述分切底座上；

所述清洗糖蒸烘烤轨道包括输送轨道、清洗区、糖蒸区和烘烤区，所述输送轨道设置在所述分切机构下方一侧，所述清洗区、糖蒸区和烘烤区沿输送方向依次设置在所述输送轨道上，所述输送轨道的输送末端连接外部包装机。

优选的，所述分选机构为红外光栅，前下端设有下料口，所述下料口上设有托板，所述托板通过托板气缸控制移动。

优选的，所述横移座为丝杆滑块机构，由横移电机、丝杆和横移滑块组成；所述横移电机为步进电机，电机输出轴连接所述丝杆，所述横移滑块安装在所述丝杆上，由所述横移电机带动移动。

优选的，所述夹取座一端连接所述平移气缸的活塞杆，另一端设有两块侧板，所述侧板上分别设有顶针孔，所述外侧均设有顶针、旋转电机和夹取气缸，两组所述顶针相对设置，每组均设有多根顶针，分别安装在一顶针安装盘上，所述顶针安装盘连接旋转电机的电机输出轴，由旋转电机带动旋转，所述旋转电机安装在夹取气缸上，所述夹取气缸固定安装在所述夹取座上。

优选的，所述切片动力机构安装在分切底座一侧，采用丝杆滑块机构，所述切片刀为倒l形，l短边安装在所述切片动力机构的滑块上，l长边上分布有多个平行刀片。

优选的，所述上切刀组件包括升降机构、侧切刀机构、弹簧压块和上切刀，所述升降机构下方安装有一升降支架，所述侧切刀机构有两组，分别安装在所述升降支架两侧下方，每组所述侧切刀机构上均设有侧切刀气缸和侧切刀，所述限位机构包括限位气缸和限位推板，所述限位气缸斜向安装在所述分切底座上，所述限位推板为l板，转角连接所述限位气缸；所述切片组件包括切片动力机构和切片刀；所述升降支架下端中部设有上切刀，所述上切刀包括上切刀气缸和多个刀口向下平行设置的上刀片，所述上切刀气缸的中部安装有弹簧压头，所述弹簧压头的下端为压头，连接一螺杆，螺杆上套设有弹簧，

优选的，所述分切平台分为固定部和升降部两部分，所述固定部上开有方形孔，所述升降部为方形板，设置在所述方形孔内，下端连接有出料升降气缸，所述升降部一侧装有出料推杆和一推杆气缸。

优选的，所述输送轨道为履带辊轴式，设置在所述升降部相对推杆气缸的一侧，采用步进电机控制输送启停。

优选的，所述输送轨道上设有一拨料杆，所述清洗区的上方设有多个并排的清洗喷管。

本发明通过顶针夹取甘薯，横移机构带动甘薯移动到自动削皮机构和自动分切机构进行削皮分切，再与输送带对接，在输送带上完成甘薯的清洗、糖蒸和烘干，最后对接自动包装机，实现地瓜干的全自动生产。整个装置体积小巧，结构紧凑，大大提高了地瓜干生产加工的工作效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明下料机构和分选机构示意图。

图3是夹取机构示意图。

图4是削皮机构示意图。

图5是削皮机构局部剖视图。

图6是分切机构示意图。

图7是分切机构局部剖视图。

图8是清洗糖蒸烘烤轨道示意图。

图中，1机架、2下料机构、3分选机构、4夹取移动机构、5削皮机构、6分切机构、7清洗糖蒸烘烤轨道；

21下料管道、22送料管道、23送料气缸、24送料推板；

31下料口、32托板、33托板气缸；

41横移座、42平移气缸、43夹取机构、411横移电机、412丝杆、413横移滑块、431夹取座、432顶针、433旋转电机、434夹取气缸、435弹簧压板；

51移动机构、52压紧机构、53削皮刀、511齿轮电机、512齿轮、513齿条、521压紧套、522压紧弹簧；

61上切刀组件、62限位机构、63切片组件、64分切底座、611升降机构、612侧切刀机构、613弹簧压块、614升降支架、615上切刀、621限位气缸、622限位推板、631切片动力机构、632切片刀、641固定部、642升降部、643出料升降气缸、644出料推杆、645推杆气缸；

71输送轨道、72清洗区、73糖蒸区、74烘烤区、75拨料杆。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做详细描述，但本发明的实施方式不限于此。

图1～8是本发明的优选方案，包括机架1、下料机构2、分选机构3、夹取移动机构4、削皮机构5、分切机构6和清洗糖蒸烘烤轨道7。

机架1架设在地面上，设有工作平台，下料机构2、分选机构3、削皮机构5和分切机构6依序安装在机架1的工作平台上，夹取移动机构4设置在分选机构3、削皮机构5和分切机构6前侧。

下料机构2包括下料管道21、送料管道22、送料气缸23和送料推板24。下料管道21有尺寸限制，入口端可设置报警装置(如行程开关等，图中未示出)，甘薯过大无法通过时报警提示，可筛选掉尺寸及体积过大的甘薯。送料管道22水平设置在下料管道21下方，送料气缸23的活塞杆连接送料推板24设置在送料管道22的一端。甘薯通过下料管道21落下至送料管道22中，送料气缸23动作，将甘薯推至送料管道22的另一端。

送料管道22的另一端(出料端)上方设有分选机构3，分选机构3为红外光栅，前下端设有下料口31，下料口31上设有托板32，托板32通过托板气缸33控制。初始状态下，托板为推出状态，与送料管道22对接，甘薯经过红外光栅测量后，如甘薯过小，不符合尺寸要求时，托板气缸33回缩，露出下料口31，让甘薯掉落。

夹取移动机构4是将甘薯从分选机构3夹持至削皮机构5，再夹持至分切机构6。夹取移动机构4包括横移座41、平移气缸42和夹取机构43，横移座41为丝杆滑块机构，由横移电机411、丝杆412和横移滑块413组成。横移电机411为步进电机，电机输出轴连接丝杆412，横移滑块413安装在丝杆412上，由横移电机411带动移动。平移气缸42安装在横移滑块413上，活塞杆连接夹取机构43。夹取机构43包括夹取座431、顶针432、旋转电机433和夹取气缸434，夹取座431为平放底边外伸的类u型状，u型底的前端面连接平移气缸42的活塞杆，两u型边侧面上分别设有顶针孔，u型口为甘薯夹持区。两u型边外侧均设有顶针432、旋转电机433和夹取气缸434，两组顶针432相对设置，每组均设有多根顶针(即刺针)，分别安装在一顶针安装盘上，因甘薯形状两头较小，可以设计成中间顶针较短，外圆周的顶针较长的形状。顶针安装盘分别连接旋转电机433的电机输出轴，由旋转电机433带动旋转，旋转电机433安装在夹取气缸434上，夹取气缸434固定安装在夹取座431的u型底后端面外延处。因甘薯长短不一，其中一侧的夹取气缸434通过弹簧压板435安装固定在夹取座431上。

甘薯经分选机构2筛选后置于托板32上，横移座41带动夹取机构43移至分选机构3工位前，平移气缸42将夹取机构43推至托板32处，让甘薯进入夹持区，两侧夹取气缸434动作，顶针432从夹取座431的顶针孔穿出，刺入甘薯中，完成夹取。

平移气缸42回缩，横移座41的横移电机411动作，将甘薯夹持移至削皮机构5前，削皮机构5包括移动机构51、压紧机构52和削皮刀53，移动机构51为齿轮齿条机构，设有齿轮电机511、齿轮512和齿条513，齿轮电机511连接齿轮512，齿轮512与齿条513啮合。压紧机构52为压紧套521内设有一压紧弹簧522，安装在移动机构51的齿轮512上，削皮刀53安装在压紧机构52的压紧弹簧522上。夹取移动机构4将甘薯夹取至削皮机构5前，平移气缸42推出后，压紧机构52被压缩，削皮刀53紧贴甘薯表面，夹取移动机构4的夹取机构43的旋转电机433启动，带动甘薯旋转，削皮刀53即开始削皮作业，同时移动机构51的齿轮电机511启动，齿轮512带动削皮刀沿齿条513移动。即可完成整个甘薯的削皮。

夹取移动机构4将削皮后的甘薯带至分切机构6前，分切机构6需要将甘薯的两端根茎较多且未能削皮的部分切除，而后将甘薯切片，再切条。分切机构6包括上切刀组件61、限位机构62、切片组件63和分切底座64；分切底座64设置在夹取移动机构4的平移气缸42下端面下方，与托板32齐平，用于放置甘薯，上切刀组件61安装在分切底座64上方，设有上压块，限位机构62和切片组件63安装在分切底座64上，限位机构62对甘薯限位后，切片组件63将甘薯分切成片，而后上切刀组件61对甘薯进行切条。

上切刀组件61包括升降机构611、侧切刀机构612、弹簧压块613、升降支架614和上切刀615，升降机构611为升降气缸，活塞杆下方安装一升降支架614，侧切刀机构612有两组，分别安装在升降支架614两侧下方，每组侧切刀机构612上均设有侧切刀气缸和侧切刀，升降机构611下降后，侧切刀机构612的侧切刀气缸向下伸出动作，侧切刀即切除甘薯两端部位(即顶针432插入的甘薯部位)，而后夹取气缸434动作，顶针432回缩至夹取座431外，切下的甘薯头则下落。分切底座64的两侧设有落料口641，切下的甘薯头则通过落料口641掉至外部的边角料收集箱，甘薯则落在分切底座64上。

限位机构62包括限位气缸621和限位推板622，限位气缸621斜向安装在分切底座64上，限位推板622为l板，转角安装在限位气缸621的活塞杆上。甘薯落在分切底座64上后，限位气缸621动作，限位推板622推出，调整甘薯至中心位置。

切片组件63包括切片动力机构631和切片刀632，切片动力机构631安装在分切底座64一侧，采用丝杆滑块机构，切片刀632为倒l形，l短边安装在切片动力机构631的滑块上，l长边上分布有多个平行刀片(根据甘薯厚度设置5-8片)。切片动力机构631的动力源为步进电机，设有两个推进行程，第一次推进后，切片刀632与限位推板622组合成长方形框，将甘薯限位在内，切片刀632的l短边内侧在限位推板622的长边端外(即切片刀632再次推进时，不会碰到限位推板622形成干涉)，此时切片刀632的刀尖紧贴甘薯。

升降支架614下端中部设有上切刀615，上切刀615包括上切刀气缸和多个刀口向下平行设置的上刀片，上刀片与甘薯长度方向相平行。上切刀615的中部安装有弹簧压头613，上刀片分布在弹簧压头613两侧。弹簧压头613的下端为压头，连接一螺杆，螺杆上套设有弹簧。升降机构611下降后，弹簧压头613先压住甘薯固定。

甘薯固定后，切片组件63的切片动力机构631开始二次推进动作，切片刀632对甘薯进行切片处理，为确保完全分切到位，限位推板622相对切片刀632的平行刀片安装面上开设多个刀片通槽，以便刀片通过。切片刀632对甘薯横向切片后，切片动力机构631的电机反转，刀片退回至切片刀632与限位推板622组合成长方形框状态，而后上切刀615的上切刀气缸动作，上刀片将甘薯分切成条。分切底座64上设有上切刀让位槽，可确保上切刀切条时，下层甘薯切到位。

分切平台64分为两部分，一为固定部641，二为升降部642，固定部641的中心开有方形孔，升降部642为方形板，设置在固定部641内，下端中心连接有出料升降气缸643，控制升降部642升降。升降部642降下后，一侧装有出料推杆644和一推杆气缸645。限位气缸621和切片动力机构631均安装在固定部641上，上切刀615对甘薯进行切条动作后，上切刀气缸回缩、升降机构611、限位气缸621和切片动力机构631均退回至初始状态，而后出料升降气缸643下降动作，升降部642下降，而后推杆气缸645动作，出料推杆644将甘薯推离升降部642。

清洗糖蒸烘烤轨道7包括输送轨道71、清洗区72、糖蒸区73和烘烤区74，输送轨道71为履带辊轴式，设置在升降部642一侧，相对推杆气缸645的一侧，采用步进电机控制输送启停。甘薯推离升降部642后被推至输送轨道上，输送轨道上设有一拨料杆75，将甘薯条拨散开，清洗区72、糖蒸区73和烘烤区74沿输送方向依次设置在输送轨道71上。清洗区72的上方设有多个并排的清洗喷管721，清洗喷管721之间下方设有翻料杆722，将甘薯条翻料，确保清洗到位。

输送轨道71的末端连接外部自动包装机(图中未示出)，包装机为下走纸式枕包机tczb-250x，采用双变频器控制，袋长即设即切，设有人机界面，可设定参数，实现自动包装。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，仍属于本发明的保护范围。

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