李之宸

摘 要：隨著時代的發(fā)展，人們對蘋果的加工越來越重視，基于proe的蘋果加工仿真設(shè)計，結(jié)合了蘋果分類、清洗和去皮多種工序。再輔助于其他機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計出該裝置。運用分類、清洗和去皮一整套工序，大大減少了蘋果加工的時間，提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：蘋果；三維仿真；一體機(jī)

中圖分類號：TS255 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract：With the times development， people pay more attention to the apple processing industry. Analyzed the machine by the proe three-dimensional simulation. We have developed all kinds of tools to process the apples， including classification ，washing and peeling processing. Based on the other machines， the new all-in-one machine was designed. It can save much time and increase efficiency by a set of processing.

Keywords：apple；three-dimensional simulation；all-in-one machine

隨著蘋果產(chǎn)量的大幅增加，以蘋果為原料的制品也越來越多，那么對于大量蘋果加工的問題也亟待解決。為了解決蘋果處理設(shè)備功能單一，效率不高的問題，設(shè)計研發(fā)了這款蘋果分類清洗去皮一體機(jī)。該設(shè)備成本較低，效率大幅提高，有利于解決市場上蘋果處理難的問題，大大節(jié)約了蘋果的處理成本。

1.設(shè)計總體論述

一種蘋果分類清洗去皮一體機(jī)的外觀簡圖如圖1所示。

該一體機(jī)從進(jìn)料口送入蘋果，首先進(jìn)入清理工序，在清理加工單元內(nèi)安裝有傳送帶，蘋果將呈現(xiàn)有序的排列狀態(tài)，依次向前運動。兩側(cè)的軟毛圓滾刷自動旋轉(zhuǎn)，在蘋果表面進(jìn)行摩擦，用于掃落蘋果表面的樹葉等大顆粒物質(zhì)。從蘋果進(jìn)入開始計算到完成工作，經(jīng)歷的時間為25s左右。在清理加工單元的下方，配備有用于收集垃圾殘余物的收納箱，可定期打開，完成對其中蓄積臟物的清理。

蘋果從清理單元出來后，經(jīng)過傳送帶進(jìn)入去皮單元，該單元通過立式叉子固定蘋果，帶動其旋轉(zhuǎn)，逐漸靠近固定在一側(cè)的去皮刀，使得蘋果與果皮分離，最終完成去皮工作。該機(jī)構(gòu)一次可處理5個蘋果，效率大大提高。

最后，蘋果進(jìn)入分類單元，分類單元中有大小不同的篩網(wǎng)，根據(jù)蘋果直徑的不同，完成對切削好的蘋果進(jìn)行分類，再從分類口中滑出，以便于分揀。該機(jī)構(gòu)簡單實用，效率高，且分類的蘋果大小嚴(yán)格精確。

2.去皮單元的設(shè)計

如圖2所示，從清理加工單元出來的蘋果，通過傳送帶2進(jìn)入該去皮單元，在傳送帶2上設(shè)計有定位裝置，保證了蘋果的位置和姿態(tài)的精確。當(dāng)蘋果完全到位后，固定叉下落，通過刀片插入蘋果核所在位置，進(jìn)行固定。隨后通過上部的電機(jī)帶動其旋轉(zhuǎn)，切削刀具4此時靠近其上的蘋果，進(jìn)行果皮的切削工作。

對于刀具而言，特別的其切削刀具的形狀為筒狀，中間為空心結(jié)構(gòu)，周圍是用于切削的刀片4。該設(shè)計結(jié)構(gòu)能夠使得切削下來的果皮從筒狀結(jié)構(gòu)中間部分進(jìn)入回收口3，從而使得果皮得到收集，果肉則繼續(xù)留在固定叉5上，實現(xiàn)果肉的有效分離。切削刀具4的另一端連接有果皮收集箱，且設(shè)計有抽風(fēng)機(jī)，防止果皮因為太多阻塞果皮通道。

完成去皮的蘋果會再一次放回傳送帶，此過程6個蘋果同時完成，然后通過安置于傳送帶上的機(jī)械手將蘋果取下，隨后在電動機(jī)7的帶動下，傳送帶繼續(xù)運動，隨著傳送帶繼續(xù)向前運動，蘋果依次從收集槽6滑出，進(jìn)入下一單元進(jìn)行下一項工序。

3.工作周期

該機(jī)構(gòu)的工作時間見表1，其中清洗單元用時為25s，經(jīng)過清洗單元的蘋果經(jīng)傳送帶進(jìn)入去皮單元，在傳送帶中耗時3s。進(jìn)入去皮單元后，經(jīng)過一系列工序后，所消耗的時間為40s。最后，經(jīng)過分類單元，耗費5s后完成工作。該機(jī)構(gòu)一共耗費73s，相比于其他單個機(jī)構(gòu)，其時間大大縮短，效率大大提高。

4.系統(tǒng)控制設(shè)計

如圖3所示，該系統(tǒng)在清理處理單元及去皮單元安裝有多種傳感器，用于檢測蘋果是否處于正確的位置，當(dāng)檢測無誤時，傳感器發(fā)出的信號通過A/D轉(zhuǎn)換模塊，將信息送入單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理。單片機(jī)通過處理收集到的數(shù)據(jù)，做出下一步指令，控制所在的機(jī)械手，完成清理和去除果皮等工作。通過精確地控制保證了工作過程的準(zhǔn)確性。

5.創(chuàng)新點

（1）該設(shè)備設(shè)計具有很多創(chuàng)新點：目前市場上蘋果加工設(shè)備較多，但功能單一，缺少一體化設(shè)備，該設(shè)備有力彌補(bǔ)了市場的空白。

（2）該設(shè)備設(shè)計工序合理，連接緊湊，有效節(jié)省了蘋果搬運時間。

（3）設(shè)備結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，便于拆裝運輸，成本相對較低。

（4）設(shè)備自動化程度較高，不用人員盯守，當(dāng)完成工作會自動報警。

（5）該設(shè)備各個模塊可以單獨工作，可以根據(jù)實際情況選擇所需的功能，節(jié)約了能源和時間。

結(jié)語

根據(jù)國內(nèi)蘋果處理的研究現(xiàn)狀，通過研究各個蘋果單一處理機(jī)的功能和原理，創(chuàng)新設(shè)計了該蘋果分類清洗去皮一體機(jī)，確定該設(shè)備各個結(jié)構(gòu)的原理。運用Creo完成對該設(shè)備的建模設(shè)計。保證了設(shè)備各個機(jī)構(gòu)不發(fā)生干涉。經(jīng)過仿真實驗可知，該設(shè)備能夠有效節(jié)約加工時間，使得處理步驟具有連續(xù)化 ，保證了蘋果加工的高效便捷，為今后蘋果一體化加工提供了借鑒與參考。

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