本發明涉及果蔬加工技術領域，特別涉及一種椰青在線連續切削成型設備用的果體端部切割裝置及方法。

背景技術：

椰青采摘后，在成為商品銷售前，需要切削綠色的外皮，加工成露出白色內皮的統一的“圓形屋”狀，以方便包裝和儲運。椰青的切削過程一般如圖1所示，先對椰青原果輪廓進行外圓柱面切削，再進行圓錐頂切削，最后將其底面端部切平。

傳統的椰青切削，主要采用人工方式，依靠大量的工人持刀逐個砍削，勞動強度大，效率低。

為此，目前市面上也出現了一些半自動化的加工機械，這些半自動機械結構簡單，基本原理仿照電動臺鉆的形式，即：改裝的鉆頭部位插進椰青頂部，帶動椰青旋轉；側面布置的刨削刀與椰青接觸就可以進行圓柱面切削；然后，椰青與底部布置的錐面刨削刀接觸則可以進行錐頂切削；最后，取下椰青，用鍘刀切平椰青端部。但在整個加工過程中，都需要人工進行輔助操作，將椰青逐個放置加工。這些半自動機械的應用，只是稍微減輕了工人的勞動量，效率并不高，無法滿足椰青市場大量銷售的需求。

因此，為了提高生產效率，并確保商品質量，開發全自動的連續式切削設備及其配套設備以形成自動化加工生產線具有重要意義。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的不足，針對椰青在輸送鏈上的固定，提供一種椰青在線連續切削成型設備用的果體端部切割裝置，該裝置可實現椰青果體端部的連續切割分離，適應椰青在線連續切削成型設備的高速加工，減少人工操作，有效提高生產效率。

本發明的另一目的在于提供一種通過上述裝置實現的椰青在線連續切削成型設備用的果體端部切割方法。

本發明的技術方案為：一種椰青在線連續切削成型設備用的果體端部切割裝置，包括頂壓機構、定位輸送機構和切割機構，椰青固定于定位輸送機構上，頂壓機構設于椰青上方，切割機構設于切割工位處椰青下部的一側；

頂壓機構包括頂壓器、驅動鏈和頂壓導軌，頂壓器的兩側各設置一個驅動鏈，且驅動鏈帶動頂壓器循環轉動(頂壓器可選擇與驅動鏈上的某一鏈節固定連接)；驅動鏈上靠近椰青的一側設有頂壓導軌，且頂壓導軌上靠近椰青的一側與頂壓器相接；

定位輸送機構包括輸送鏈、定位盤機構和頂升導軌，定位盤機構的兩側各設置一個輸送鏈，且輸送鏈帶動定位盤機構循環轉動(定位盤機構可選擇與輸送鏈上的某一鏈節固定連接)；輸送鏈上靠近椰青的一側設有頂升導軌，且頂升導軌上靠近椰青的一側與定位盤機構相接。

所述頂壓機構中，驅動鏈呈循環的連續輸送式結構，驅動鏈的兩端分別設置第一鏈輪，兩個第一鏈輪之間，靠近椰青側的驅動鏈段為驅動鏈下段，遠離椰青側的驅動鏈段為驅動鏈上段，頂壓導軌設于驅動鏈下段的內側；

定位輸送機構中，輸送鏈也呈循環的連續輸送式結構，輸送鏈的兩端分別設置第二鏈輪，兩個第二鏈輪之間，靠近椰青側的輸送鏈段為輸送鏈上段，遠離椰青側的輸送鏈段為輸送鏈下段，頂升導軌設于輸送鏈上段的內側。

所述頂壓機構還包括第一鏈軌，驅動鏈下段和驅動鏈上段的底部分別設有第一鏈軌；

定位輸送機構還包括第二鏈軌，輸送鏈上段和輸送鏈下段的底部分別設有第二鏈軌。

該結構中，第一鏈軌對驅動鏈起支撐和導向作用，第二鏈軌對輸送鏈起支撐和導向作用，使驅動鏈和輸送鏈可在行程較長的情況下仍對相應的柱面切削機構和錐面切削機構保持較高輸送精度。

所述頂壓導軌朝向驅動鏈下段的一側為外凸的第一曲面，頂壓器在驅動鏈的帶動下沿第一曲面進行運動；

頂升導軌朝向輸送鏈上段的一側為外凸的第二曲面，定位盤機構在輸送鏈的帶動下沿第二曲面進行運動；

第一曲面的外凸處和第二曲面的外凸處錯開位于椰青的上下兩端，第二曲面的外凸處所對應的輸送鏈上方為切割工位。

所述頂壓器包括錐套、頂壓基座、頂壓滑桿、頂壓彈簧和頂壓滾輪，頂壓基座中部設有通孔，頂壓滑桿穿過頂壓基座上的通孔后，頂壓滑桿的兩端分別與錐套和頂壓滾輪連接，頂壓滑桿與頂壓滾輪連接的一端套有頂壓彈簧；頂壓基座的兩側分別與對應的驅動鏈連接；

所述定位盤機構包括輪盤、定位盤基座、頂圈、針錐、定位盤滑桿、定位盤彈簧、定位盤滾輪；輪盤設于定位盤基座外周，頂圈嵌于定位盤基座頂部，輪盤頂部分布有多個針錐，定位盤基座中部設有通孔，定位盤滑桿穿過定位盤基座上的通孔后，定位盤滑桿的兩端分別與頂圈和定位盤滾輪連接，定位盤滑桿與定位盤滾輪連接的一端套有定位盤彈簧；定位盤基座底部的兩側分別與對應的輸送鏈連接。

所述頂壓滑桿上，與頂壓滾輪連接的一端帶有頂壓輪座，頂壓滾輪設于頂壓輪座內；

定位盤滑桿上，與定位盤滾輪連接的一端帶有定位盤輪座，定位盤滾輪設于定位盤輪座內。

所述頂壓器中，頂壓滑桿與錐套連接的一端還設有螺柱和壓簧，頂壓滑桿的端部與螺柱之間采用螺紋連接，螺柱與錐套之間設置壓簧。其中，壓簧兩端與螺柱、錐套之間可通過焊接等方式進行固定連接，在錐套下壓椰青時，壓簧可起到緩沖作用，避免錐套損壞。

所述頂壓基座中部的通孔為兩級通孔，靠近錐套一端的通孔為第一方孔，靠近頂壓滾輪的一端為第一圓孔，頂壓彈簧的一端設于第一圓孔內；其中，頂壓滑桿與第一方孔相配合，并沿第一方孔進行上下滑動，第一圓孔的設置一方面是供頂壓滑桿穿過用，另一方面是為了給頂壓彈簧提供壓縮空間。

定位盤基座中部的通孔為三級通孔，由上至下依次為上部通孔、中部通孔和下部通孔，上部通孔和下部通孔分別為圓形孔，中部通孔為方形孔，頂圈設于上部通孔內，定位盤彈簧的一端設于下部通孔內。其中，定位盤滑桿與中部通孔相配合，并在中部通孔中，沿中部通孔進行上下滑動，下部通孔的設置一方面是供定位盤滑桿穿過用，另一方面是為了給定位盤彈簧提供壓縮空間。另外，定位盤基座的下部為方座，方座中心設有圓柱凸臺，頂圈嵌于圓柱凸臺內，輪盤設于圓柱凸臺外周。定位盤基座中，圓柱凸臺外周通過軸承與輪盤連接，軸承與圓柱凸臺的相接處設有軸用擋圈，軸承與輪盤的相接處設有孔用擋圈。作為一種優選方案，輪盤的上表面上均勻分布有三個針錐；各針錐的尖端朝上，底端固定于輪盤上。其中，針錐的作用是在椰青輸送過程中，對椰青其定位和固定的作用。

頂壓基座與驅動鏈的連接處設有第一鏈板支座，第一鏈板支座呈直角支架狀，第一鏈板支座的一側邊與驅動鏈連接，第一鏈板支座的另一側邊通過螺釘與頂壓基座固定連接；

定位盤基座與輸送鏈的連接處設有第二鏈板支座，第二鏈板支座也呈直角支架狀，第二鏈板支座的一側邊與輸送鏈連接，第二鏈板支座的另一側邊通過螺釘與定位盤基座固定連接。

所述切割機構為電動鋸齒刀，在切割工位上，沿椰青的輸送方向，電動鋸齒刀的刀刃在水平面內傾斜設于椰青前方，且電動鋸齒刀的刀刃所設高度高于椰青底端。電動鋸齒刀采用市面通用的電動鋸齒刀即可，安裝時，將其刀刃水平設于椰青一側，刀刃與椰青的水平方向中線呈一定的夾角。

本發明通過上述裝置可實現一種椰青在線連續切削成型設備用的果體端部切割方法，具體為：

頂壓機構和定位輸送機構同步運行；

頂壓器在驅動鏈的帶動下，逐漸進入頂壓導軌形成的頂壓區域內，在頂壓導軌的導向作用下，頂壓器下壓，將椰青壓緊于頂壓器和定位盤機構之間；

頂壓器和定位盤機構繼續帶動椰青向前輸送，定位盤機構在輸送鏈的帶動下，逐漸進入頂升導軌形成的頂升區域內，在頂升導軌的導向作用下，定位盤機構頂起椰青；

頂壓器和定位盤機構繼續帶動椰青向前輸送，經過切割工位處時，切割機構對椰青底部進行切割，使椰青底部形成平面。

該過程中，切割機構對椰青底部進行切割后，椰青底部形成切割縫，但椰青整體(包括分離后形成的椰青成品和椰青底端)仍由頂壓器和定位盤機構帶動送出，至送出頂升區域后，頂壓器在驅動鏈的帶動下，定位盤機構在輸送鏈的帶動下，均與椰青分離，椰青成品和椰青底部在卸料導向板的導向作用下，分別落入相應的收集機構中。

頂壓器壓緊椰青頂部時，其具體過程為：頂壓導軌下方對應的驅動鏈部分為頂壓區域，頂壓器進入該區域后，沿頂壓導軌逐漸運行，在頂壓導軌的第一曲面外凸處，頂壓滾輪受到第一曲面外凸處的影響，形成一個向下的推動力，即頂壓滾輪推動頂壓滑桿克服頂壓彈簧的彈簧力，帶動錐套向下運動，將椰青的頂端壓緊于錐套內；該過程中定位盤機構未進入其對應的頂升區域，所以定位盤機構及椰青位置保持不變；

定位盤機構頂起椰青時，其具體過程為：頂升導軌上方對應的輸送鏈部分為頂升區域，定位盤機構進入該區域后，沿頂升導軌逐漸運行，在頂升導軌的第二曲面外凸處(此時頂壓器已經退出第一曲面外凸處)，定位盤滾輪受到第二曲面外凸處的影響，形成一個向上的推動力，即定位盤滾輪推動定位盤滑桿克服定位盤彈簧的彈簧力，帶動頂圈向上運動，將椰青頂起，使椰青底部與針錐分離；該過程中頂壓器中的各部件逐漸復位，椰青位置上升，但其兩端仍由頂壓器和定位盤機構壓緊。

本發明相對于現有技術，具有以下有益效果：

本果體端部切割裝置及方法是針對椰青在線連續切削成型設備而設計的，在椰青頂部和側面切削完成后，通過該裝置及方法實現了椰青底部切割，使椰青產品最終成型，實現了椰青產品切削的在線不停頓作業，可有效適應椰青在線連續切削成型設備的高速加工，減少人工操作，有效提高生產效率并節約生產成本。

本果體底部切割裝置結構簡單，但對椰青的加工精度高，通過在連續輸送的椰青上下兩端設置頂壓機構和定位輸送機構，實現在椰青輸送的過程中同步進行切割，其生產自動化程度高，加工周期短，可有效提高生產效率；同時，頂壓機構和定位輸送機構均利用對應的導軌對其運動軌跡進行導向，加工精度高，也切削深度可調，可有效保證產品的加工質量。

附圖說明

圖1為傳統的椰青切削過程示意圖。

圖2為本果體端部切割裝置的結構示意圖

圖3為圖2中a方向上切割機構和定位輸送機構的結構示意圖。

圖4為圖2中n-n截面上單個頂壓器的結構示意圖。

圖5為圖2中單個定位盤機構的結構示意圖。

上述各圖中，各標號所示部件如下：1為定位盤機構，1-1為定位盤基座，1-2為輪盤，1-3為針錐，1-4為定位盤滑桿，1-5為頂圈，1-6為軸用擋圈，1-7為軸承，1-8為孔用擋圈，1-9為定位盤彈簧，1-10為定位盤滾輪，1-11為第二輪座，1-12為第二鏈板支座，2為輸送鏈，3為第二鏈軌，4為螺釘，20為頂壓器，20-1為頂壓基座，20-2為頂壓滑桿，20-3為頂壓彈簧，20-4為頂壓滾輪，20-5為螺柱，20-6為壓簧，20-7為錐套，20-8為第一輪座，20-9為第一鏈板支座，21為驅動鏈，22為第一鏈軌，23為頂壓導軌，24為第一鏈輪，25為頂升導軌，26為電動鋸齒刀，27為卸料導板，28為第二鏈輪，29為椰青成品，30為椰青端部，31為切割縫。

具體實施方式

下面結合實施例，對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。

實施例

本實施例一種椰青在線連續切削成型設備用的果體端部切割裝置，其結構如圖2所示，包括頂壓機構、定位輸送機構和切割機構，椰青固定于定位輸送機構上，頂壓機構設于椰青上方，切割機構設于切割工位處椰青下部的一側。各機構的具體結構如下：

(1)定位輸送機構

定位輸送機構主要包括定位盤機構1、輸送鏈2和頂升導軌25，輸送鏈外接相關的第二鏈輪和動力源等傳動機構。

定位盤機構1是定位輸送機構核心機構，如圖5所示，其組成部件包括定位盤基座1-1、輪盤1-2、針錐1-3、定位盤滑桿1-4、頂圈1-5、軸用擋圈1-6、軸承1-7、孔用擋圈1-8、定位盤彈簧1-9和定位盤滾輪1-10。

定位盤基座底部為方座，方座中心有圓柱凸臺，凸臺柱面與軸承的內圈配合。定位盤基座中心加工有三級通孔，由上至下依次為上部通孔、中部通孔和下部通孔，其中上部通孔和下部通孔均為圓孔，中部通孔為方孔。

輪盤為環形盤狀結構，其上表面上，沿圓周方向均布3支針錐，針錐尖端向上，底端緊定在輪盤的環面上。輪盤的內孔與軸承的外圈配合。

因此，如圖5所示，輪盤通過軸承裝配在定位盤基座上，輪盤可繞定位盤基座的凸臺中心自由旋轉。軸用擋圈和孔用擋圈使輪盤軸向固定，防止輪盤上下竄動。

定位盤基座中心的方孔與定位盤滑桿1-4配合。定位盤滑桿的上端與頂圈1-5螺紋聯接，其下端加工有第二輪座1-11，裝配有一個滾輪1-10。安裝時，定位盤滑桿套入定位盤彈簧1-9，并且使定位盤彈簧壓在定位盤輪座和定位盤基座底部之間。因此，推動定位盤滾輪時，可克服定位盤彈簧的彈簧力使定位盤滑桿上升。

定位盤基座底部設有第二鏈板支座1-12，第二鏈板支座呈直角支架狀(即鏈板支座的截面呈倒置的l形)，第二鏈板支座的一側邊與輸送鏈連接，第二鏈板支座的另一側邊通過螺釘4與定位盤基座底部固定連接。如圖3所示，定位盤機構1等間距安裝在兩條平行輸送鏈2上。每個定位盤機構的定位盤基座1-1兩側各有兩個安裝螺孔，通過螺釘4和直角支架將定位盤機構固定在其兩側輸送鏈的第二鏈板支座1-12上。

定位輸送機構中，輸送鏈呈循環的連續輸送式結構，輸送鏈的兩端分別設置第二鏈輪，兩個第二鏈輪之間，靠近椰青側的輸送鏈段為輸送鏈上段，遠離椰青側的輸送鏈段為輸送鏈下段，頂升導軌設于輸送鏈上段的內側。頂升導軌朝向輸送鏈上段的一側為外凸的第二曲面，定位盤機構在輸送鏈的帶動下沿第二曲面進行運動。

定位輸送機構中還設有第二鏈軌3(如圖5所示)，輸送鏈上段和輸送鏈下段的底部分別設置第二鏈軌。第二鏈軌對輸送鏈起支撐和導向作用，使輸送鏈可在行程較長的情況下仍對相應的柱面切削機構和錐面切削機構保持較高輸送精度。

(2)頂壓機構

在輸送鏈上方，布置一套由鏈條驅動循環往復運行的頂壓機構。該機構主要包括頂壓器20、驅動鏈21、頂壓導軌23和第一鏈軌22等。

頂壓器是頂壓機構的關鍵部件，結構如圖4所示，主要有頂壓基座20-1、頂壓滑桿20-2、頂壓彈簧20-3、頂壓滾輪20-4、螺柱20-5、壓簧20-6、錐套20-7等組成。

頂壓基座上的第一方孔與頂壓滑桿配合，即頂壓滑桿可在頂壓基座中心孔中上下滑動。頂壓滑桿的上端加工有第一輪座20-8，第一輪座內裝配有一個頂壓滾輪。頂壓滑桿的下端與螺柱通過螺紋聯接緊固。螺柱與錐套之間套入壓簧，通過焊合等方式聯接緊固。

安裝頂壓滑桿時，需套入頂壓彈簧，并且使頂壓彈簧壓在第一輪座和頂壓基座底部之間。因此，推動頂壓滾輪時，可克服頂壓彈簧的彈簧力使頂壓滑桿上下移動。

如圖4所示，頂壓基座與驅動鏈的連接處設有第一鏈板支座20-9，第一鏈板支座呈直角支架狀，第一鏈板支座的一側邊與驅動鏈連接，第一鏈板支座的另一側邊通過螺釘與頂壓基座固定連接。頂壓器等間距安裝在兩條平行的驅動鏈上，而且頂壓器的間距與定位盤機構的安裝間距保持一致。每個頂壓器的頂壓基座兩側各有兩個安裝螺孔，通過螺釘固定在兩側驅動鏈的第一鏈板支座上。

頂壓機構中，驅動鏈呈循環的連續輸送式結構，驅動鏈的兩端分別設置第一鏈輪24，兩個第一鏈輪之間，靠近椰青側的驅動鏈段為驅動鏈下段，遠離椰青側的驅動鏈段為驅動鏈上段，頂壓導軌設于驅動鏈下段的內側；頂壓導軌朝向驅動鏈下段的一側為外凸的第一曲面，頂壓器在驅動鏈的帶動下沿第一曲面進行運動。

頂壓機構還設有第一鏈軌，驅動鏈下段和驅動鏈上段的底部分別設置第一鏈軌。

頂壓機構運行時，兩條平行驅動鏈帶動頂壓器往復循環運行，運行方向如圖示箭頭所示。驅動鏈與輸送鏈的運行線速保持一致，即頂壓器與定位盤機構同步運行，上下一一對應。

(3)切割機構

對椰青進行端部切割的執行機構采用一套獨立動力的電動鋸齒刀26，其刀刃在動力驅動下可作直線式高頻往復運動。電動鋸齒刀固定安裝在定位盤機構運行經過的位置，其刀刃橫跨輸送鏈上方，并與輸送鏈前進方向形成一定的夾角(見圖3所示)。電動鋸齒刀的高度位置可調節，保證其刀刃的平面處于定位盤機構中針錐上方合適的高度(見圖2所示)。而電動鋸齒刀的具體結構則采用傳統結構的電動鋸齒刀即可。

(4)果體端部切割裝置的工作原理

當已被切削成型外側圓柱面和圓錐頂的椰青隨定位盤機構進入頂壓導軌所形成的頂壓區域時，椰青上部的頂壓器剛好運行至其上方，一一對應于椰青頂部，并且一起同步運行。

如圖2所示，在由右至左的運行過程中，頂壓器運行經過逐漸頂壓導軌，定位盤機構運行逐漸經過頂升導軌，各自的滾輪分別沿接觸的對應導軌軌跡運行，依次經過第一位置點①、第二位置點②、第三位置點③、第四位置點④和第五位置點⑤，各位置點的工作狀況如下：

第一位置點①至第二位置點②：定位盤機構逐漸接近頂升導軌。在這一過程，頂壓器進入頂壓導軌，其上的頂壓滾輪貼合頂壓導軌進行滾動。頂壓滾輪沿頂壓導軌的曲線由最高點運行至最低點(即第一曲面外凸處)，推動頂壓滑桿克服頂壓彈簧的彈簧力，通過螺柱、壓簧使錐套向下運動，壓合椰青錐頂部。

第二位置點②至第三位置點③：定位盤機構進入頂升導軌，其定位盤滾輪貼合頂升導軌進行滾動。定位盤滾輪沿頂升導軌曲線由最低點運行至最高點(即第二曲面外凸處)的過程中，形成一個向上的推動力，使定位盤滑桿克服定位盤彈簧的彈簧力，帶動頂圈向上運動，從而推動椰青脫離針錐而上升。與此同時，頂壓器的頂壓滾輪沿頂壓導軌曲線由最低點向最高點運行(即逐漸遠離第一曲面外凸處)，致使其上的錐套在頂壓彈簧的彈簧力作用下向上移動。

定位盤機構中頂圈的上升運動，與頂壓器中錐套的上升運動是同步進行的，確保椰青在脫離針錐后的上升過程，始終被穩固的夾持在頂圈和錐套之間。

第三位置點③至第四位置點④：椰青被穩定的夾持在頂圈和錐套之間，保持固定的高度，向前運行并經過電動鋸齒刀26，其端部被橫向布置的刀刃切割，形成完全斷裂的切割縫31。

第四位置點④至第五位置點⑤：定位盤滾輪沿頂升導軌的曲線由高點運行至低點(即逐漸遠離第二曲面外凸處)，直至脫離頂升導軌，致使其上的頂圈在定位盤彈簧的彈簧力作用下，帶動椰青下降復位。與此同時，頂壓器的頂壓滾輪脫離頂壓導軌，錐套復位。

第五位置點⑤之后：定位盤機構進入第二鏈輪28的回轉位，裝載其上的椰青向下跌落，椰青的端部分離，通過卸料導板27可分別卸出椰青成品29和椰青端部30。

上述過程循環往復，反復進行，依次連續切割運行中的椰青。

如上所述，便可較好地實現本發明，上述實施例僅為本發明的較佳實施例，并非用來限定本發明的實施范圍；即凡依本發明內容所作的均等變化與修飾，都為本發明權利要求所要求保護的范圍所涵蓋。