肖仁鵬馬 鑫劉四新樊軍慶

（1.海南大學(xué)機(jī)電學(xué)院，海南 儋州 571737；2.海南大學(xué)食品學(xué)院，海南 海口 570000）

椰子自動(dòng)剝衣機(jī)的設(shè)計(jì)

肖仁鵬1馬 鑫1劉四新2樊軍慶1

（1.海南大學(xué)機(jī)電學(xué)院，海南 儋州 571737；2.海南大學(xué)食品學(xué)院，海南 ?？?570000）

設(shè)計(jì)一種椰子自動(dòng)剝衣機(jī)，使椰子加工生產(chǎn)時(shí)的剝衣工序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，可降低成本，提高生產(chǎn)效率同時(shí)減少人員傷殘事故的發(fā)生。

椰子；剝衣；自動(dòng)

目前中國(guó)椰子加工企業(yè)有300家左右，但是大部分企業(yè)比較小，未能形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)?；?］。這300多家椰子加工企業(yè)中只有52家是具有一定規(guī)模的專業(yè)化的椰子綜合加工企業(yè)。但這52企業(yè)也僅僅是在椰子加工的后續(xù)工序采用了機(jī)械化加工，而前期工序如椰衣的剝離、椰殼的開口等均為人工操作［2］。手工剝除椰衣效率低，危險(xiǎn)性大，工人傷手事件不斷發(fā)生，嚴(yán)重影響到工人的人身安全［3，4］。

因此，國(guó)內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)和人員對(duì)椰子剝衣機(jī)進(jìn)行研究。已見報(bào)道的有利用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)與電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)地進(jìn)行工作［5］；還有基于車床切割機(jī)原理的椰子剝衣機(jī)，該機(jī)器由一個(gè)主體剝衣刀，一個(gè)臂狀的剝衣刀，一個(gè)底部的切割刀和一些夾緊機(jī)器構(gòu)成［6］。還有人［3］提出了椰子剝衣機(jī)的設(shè)計(jì)構(gòu)想，如圖1所示。該椰子剝衣機(jī)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)椰子作X軸方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)滑移平臺(tái)上的手輪，使高速回轉(zhuǎn)的齒形盤刀向前接觸椰子表皮，齒形盤刀與椰子表皮交錯(cuò)軌跡成為垂直正切削平面，如此完成對(duì)椰衣的切除。

還有一家公司［7］研究制造了一種椰子剝衣機(jī)模型coconut dehusking machine model COM 11，該機(jī)器以電力或者柴油機(jī)為動(dòng)力源，通過液壓控制裝置控制機(jī)械剝椰衣手和椰子加工平臺(tái)完成對(duì)各種青、老椰子的加工。

上述椰子剝衣機(jī)，盡管可以脫除椰子的青衣，但普遍存在自動(dòng)化程度不高、操作復(fù)雜、剝衣效果不理想等問題，故推廣十分困難。

因此設(shè)計(jì)出高效、安全、自動(dòng)化程度高、操作方便的椰子剝衣機(jī)，是市場(chǎng)急切期盼的。

圖1 椰子剝衣機(jī)示意圖Figure 1 The Shell Machine for Coconut

1 椰子自動(dòng)剝衣工作原理

椰子自動(dòng)剝衣機(jī)（見圖2），設(shè)有托盤6，托盤6下設(shè)有托盤支架4，托盤支架4與升降螺母3相連，升降螺母3內(nèi)有升降絲杠5，升降絲杠5由升降伺服電機(jī)1通過扭矩傳感器2驅(qū)動(dòng)。托盤6的正上方設(shè)有切割刀具8，切割刀具8與刀具支架11相連，刀具支架11下部通過鉸鏈與搖桿9相連，刀具支架11上部通過鉸鏈與切割螺母14相連，切割螺母14內(nèi)有切割絲杠12，切割絲杠12由切割伺服電機(jī)13驅(qū)動(dòng)。其中切割刀具8由6把刀組成，其位置布置方式見圖3。

工作時(shí)將帶椰衣的椰子7放在托盤6上，開動(dòng)升降伺服電機(jī)1，經(jīng)扭矩傳感器2驅(qū)動(dòng)升降絲杠5旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)升降螺母3、托盤支架4、托盤6上升，將椰子7抬起來，當(dāng)椰子7碰到切割刀具8時(shí)，扭矩傳感器2的測(cè)量數(shù)值突然變大，這時(shí)控制升降伺服電機(jī)1繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，將椰子7再抬高20 mm左右，使切割刀具8扎入椰衣內(nèi)，然后控制升降伺服電機(jī)1繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，將椰子7繼續(xù)抬高，同時(shí)切割伺服電機(jī)13驅(qū)動(dòng)切割絲杠12轉(zhuǎn)動(dòng)，在切割絲杠12的帶動(dòng)下，使切割螺母14下降，帶動(dòng)刀具支架11下降，使搖桿9繞鉸鏈10轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)切割刀具8向外展開，將椰衣剝開，隨后，升降伺服電機(jī)1、切割伺服電機(jī)13反向旋轉(zhuǎn)，使托盤6下降，切割刀具8并攏，恢復(fù)到初始位置狀態(tài)。

圖2 椰子自動(dòng)剝衣機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Figure 2 Structure profile of the automatic coconut husking machine

圖3 切割刀具Figure 3 Cutting tools

2 技術(shù)參數(shù)

該設(shè)備配備總動(dòng)力為2 kW，利用機(jī)械與電子自動(dòng)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)的進(jìn)行工作，對(duì)各種干、濕椰子的剝衣工作均能勝任。它剝衣干凈，每小時(shí)可剝衣300多個(gè)，完好率在98%以上。

3 結(jié)論

該椰子自動(dòng)剝衣機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠?？蛇B續(xù)作業(yè)，生產(chǎn)效率高。該設(shè)備的發(fā)明，可以使椰子加工的前期工序——椰子剝衣工序由人工操作變?yōu)闄C(jī)器操作，不僅可以大大提高生產(chǎn)效率，為后期工序提供充足的原材料，更重要的是能夠保證操作人員的人身安全，減少傷殘事故的發(fā)生。同時(shí)由于前期工序采用了自動(dòng)化，不僅可以節(jié)省大批的勞動(dòng)力，而且解決了椰子生產(chǎn)企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的瓶頸問題，為企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提高經(jīng)濟(jì)效益開辟新的途徑。

1 肖紅，易美華.椰子的開發(fā)利用［J］.海南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，6（2）：183～189.

2 趙松林.椰子綜合加工技術(shù)［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2007.

3 陳秀文，謝俊夫，陳和賢.椰子剝殼機(jī)構(gòu)之研制［J］.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)刊，2006，9（3）：23～32.

4 梁棟.椰青加工技術(shù)的現(xiàn)狀及對(duì)策［J］.農(nóng)業(yè)機(jī)械，2009（18）：59.

5 曾憲君.BYY型液壓式椰子剝衣機(jī)［J］.油脂科技，1984（S1）：102～102.

6 黃艷.泰國(guó)發(fā)明一種剝椰衣機(jī)器［J］.世界熱帶農(nóng)業(yè)信息，2007（12）：27～27.

7 李昌如.國(guó)外椰子加工和利用［J］.熱帶作物研究，1987（1）：78～81.

Design of the automatic coconut husking machine

XIAO Ren－peng1MA Xin1LIU Si－xin2FAN Jun－qing1

（1.Hainan University Electrical and Mechanical College，Danzhou，Hainan571737，China；2.Hainan University food College，Haikou，Hainan570000，China）

Designed an automatic coconut husking machine，making the coconut processing automated，reducing the costs，improving the production efficiency，and reducing the incidents of staff occurred.

coconut；husking；automatic

10.3969／j.issn.1003－5788.2012.01.036

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)課題（編號(hào)：200903026－6）

肖仁鵬（1989－），男，海南大學(xué)在讀本科生。E－mail：xiaorenpeng2011＠163.com

樊軍慶

2011－08－01