專利名稱：一種自動切菜裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于廚房用具領域，更具體地，涉及一種自動切菜裝置。
背景技術：
隨著我國經濟的不斷發展，人民生活水平不斷提高，越來越多的人開始關注飯菜的細節和質量，在追求其味道的同時，也開始對其樣式提出更高的要求。同時，隨著社會的發展，人類對工具的依賴度越來越高，很多學校食堂、大型公司食堂、建筑工地食堂、飯店等大型場所選用手動切菜機或自動切菜機來完成切菜工作。市面上現有的手動切菜機主要有兩種手動旋轉切削式和手動往復擦除切削式。 前者將菜樣放在容器中，通過旋轉手柄帶動刀具旋轉完成切削，這種方式最適合用于切碎菜樣，并不適合用于切片和切絲等；后者通過對刀具進行設計，手動往復擦除可切出不同形狀的菜樣，這也是目前最流行的手動切菜機，但是手動切菜機比較費力，自動化程度不夠，切削多有不便。對現有的自動切菜機而言，很多是單純在手動旋轉切菜機基礎上加上電機的方式來完成自動切削，例如仿照手動往復擦除切菜機的原理來進行制造。但是這些自動切菜機功能單一，切菜厚薄不均，容易卡刀，效率不高，都不能很好地滿足人們強烈的需求。另外，很多工廠級的切菜機，雖然能滿足部分功能，但是它們采用傳送帶輸送，體積龐大，價格昂貴，因此存在適用范圍窄、難于推廣等方面的缺陷。
發明內容
針對現有技術的缺陷和技術需求，本發明的目的在于提供一種自動切菜裝置，該裝置通過采用雙槽輪組件來提供動力，能夠方便、高效率地實現菜樣推進和切刀驅動過程及其相互配合，同時具備結構緊湊、制造成本低、便于切出多種形狀菜樣以及不卡刀等優點。按照本發明，提供了一種自動切菜裝置，該裝置由雙槽輪動力組件、推進組件、刀具組件和支撐組件共同組成，其特征在于所述雙槽輪動力組件設置在支撐組件的上側，包括電機、與電機的輸出軸相連的聯接軸、從內到外依次安裝在該聯接軸上的內鎖止弧、撥桿和外鎖止弧，以及對稱設置在所述撥桿內外兩側由其撥動并分別與所述內、外鎖止弧配合運動的內槽輪和外槽輪，其中內槽輪和內鎖止弧各自中心之間的連線與外槽輪和外鎖止弧各自中心之間的連線構成90度的夾角；所述推進組件設置在支撐組件的下側，包括與所述外槽輪同軸安裝的第一同步帶輪、與第一同步帶輪配合使用的第二同步帶輪及其同步帶、與第二同步帶輪同軸安裝的推進齒輪，與所述推進齒輪相嚙合的齒條，以及固定連接在所述齒條一端的推板；所述刀具組件設置在支撐組件上并位于推進組件的下游側，包括與所述內槽輪同軸安裝的的第一齒輪、與第一齒輪相嚙合的第二齒輪、與所述第二齒輪同軸安裝的曲柄、一端與所述曲柄的自由端相連而另外一端連接于切刀連接軸的連桿，以及上端安裝所述切刀連接軸，下端安裝有切刀的切刀安裝支架，其中第一齒輪(301)與第二齒輪(303)之間的齒輪傳動比為1:4。作為進一步優選地，所述刀具組件還包括網刀，該網刀設置在所述切刀的下游側，用于對由切刀切成片狀的菜樣進一步執行網格化切割。作為進一步優選地，所述網刀由網刀手柄、網刀框架和多個網刀刀片共同組成，并通過改變不同刀片間的相對位置來獲得不同的網格化切割效果。作為進一步優選地，所述網刀和切刀的刀片為不銹鋼材料，并可以經鍛造后執行熱處理和機械加工的方式制成，其刀體為PC (聚碳酸酯)工程塑料，并可以由銑削的方式制成。作為進一步優選地，所述推板的一側與所述齒條固定相連，另外一側設置有用于供推板滑動的直線導軌。 作為進一步優選地，第一同步帶輪與第二同步帶輪兩者之間的傳動比為5:I 30:I。作為進一步優選地，所述支撐組件包括底板和處于底板上并由上、下支撐板所構成的雙層平行結構，其中上支撐板上布置有用于安裝所述電機的支撐座、用于安裝其上設置有所述外槽輪的軸的第一軸承支座，用于安裝所述聯接軸的第二軸承支座、用于安裝其上設置有所述內槽輪的軸的第三軸承支座、用于共同安裝其上設置有所述第二齒輪和曲柄的軸的第四和第五軸承支座；下支撐板上布置有第六軸承支座，該第六軸承支座用于安裝其上設置有所述第二同步帶輪和推進齒輪的軸。作為進一步優選地，在所述下支撐板與底板之間設置有緩沖橡膠墊。總體而言，按照本發明的自動切菜裝置與現有技術相比，主要具備以下的優點I、通過采用雙槽輪機構及其配套結構，能夠保證菜樣推進和切刀驅動兩個動作過程實現精確配合，不會同時進行以致發生卡刀現象；2、通過調整驅動電機，可根據需要動態改變切菜的速度，并便于實現與工業傳動帶之間的高效率結合；此外，通過將第一和第二同步帶輪的傳動比以及第一和第二齒輪的傳動比進行具體限定，能夠提高傳動和切割工作的效率；3、通過采用雙層支撐板結構，可以緊湊設置所有功能組件，整體裝置的體積小、結構簡單、零件數量少，從而便于制造和降低成本；4、通過對切刀和網刀的材料及加工工藝進行限定，能夠保證長時間和高速加工時的刀具耐磨性，同時保證食品安全；另外由于設置有網刀，可以在切菜的同時將其進一步加工成各種不同形狀。
圖I是按照本發明的自動切菜裝置的整體結構示意圖；圖2是圖I中所示雙槽輪動力組件的組成結構示意圖；圖3是圖I中所示推進組件的組成結構示意圖；圖4是圖I中所示刀具組件的組成結構示意圖；圖5是圖I中所示支撐組件的組成結構示意圖6是按照本發明優選實施例的網刀結構的示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征，只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。圖I是按照本發明的自動切菜裝置的整體結構示意圖。如圖I中所示，按照本發明的自動切菜裝置大致可分為四個組成部分，即雙槽輪動力組件I、推進組件2、刀具組件3和支撐組件4。其中雙槽輪動力組件I例如位于支撐組件4的上半部分，用于對推進組件2和刀具組件3分別提供驅動動力；推進組件2例如位于支撐組件4的下半部分，用于使待切割對象也即菜樣朝向刀具組件3推動；刀具組件3設置在支撐組件4上并處于推進組件 2的下游側，在雙槽輪動力組件I的驅動下做往復直線運動，由此將菜樣切成片狀。如圖2中具體所示，按照本發明的雙槽輪動力組件I主要包括電機101、撥桿103、內鎖止弧104、外鎖止弧105、聯接軸106、外槽輪107、外槽輪安裝軸108、內槽輪109、內槽輪安裝軸110等元件。電機101例如安裝在支撐組件4上半部分的支撐座上，它的輸出軸可以通過聯軸器111與聯接軸106相連，其中靠近電機101 —側為內側，遠離電機101的一側為外側。在聯接軸106上，譬如以中部開孔的方式設置有撥桿103，并在撥桿103的兩端分別對稱布置有圓銷102。在聯接軸106上處于撥桿103的內外兩側，分別安裝有形狀一致的內鎖止弧104和外鎖止弧105，由此當聯接軸106根據電機101的驅動而轉動時，相應與撥桿103 —同發生旋轉。此外，在聯接軸106的下方附近，在水平方向上彼此間隔地設置有分別與聯接軸106相平行的內槽輪安裝軸110和外槽輪安裝軸108。在內槽輪安裝軸110位于撥桿103內側的位置上，安裝有內槽輪109，該內槽輪109以常規的槽輪機構嚙合方式與內鎖止弧104相配合運動；類似地，在外槽輪安裝軸108位于撥桿103外側的位置上，安裝有形狀與內槽輪109 —致的外槽輪107，該外槽輪107同樣以常規的槽輪機構嚙合方式與外鎖止弧105相配合運動。為了保證內外兩套槽輪機構能夠交錯運動并且兩者的運動與停止正好相反，在本發明中，內槽輪109和內鎖止弧104各自中心之間的連線與外槽輪107和外鎖止弧105各自中心之間的連線構成90度的夾角；或者換而言之，內槽輪安裝軸110和聯接軸106各自軸心之間的連線與外槽輪安裝軸108和聯接軸106各自軸心之間的連線構成90度的夾角。通過以上設置，當電機101通過聯軸器111帶動聯接軸106轉動時，撥桿103、內鎖止弧104和外鎖止弧105相應也同步發生轉動，撥桿103通過兩端的圓銷102交錯撥動內槽輪109和外槽輪107的徑向槽，由此使得內槽輪109和外槽輪107均做間歇圓周運動，并且二者的運動與停止相反以保證不會卡刀。如圖3中具體所示，推進組件2主要包括第一同步帶輪201、同步帶202、推板203、齒條205、推進齒輪206、第二同步帶輪208等元件。第一同步帶輪201和外槽輪107同軸安裝在外槽輪安裝軸108上由此與其同步旋轉，第二同步帶輪208例如設置在第一同步帶輪201下方的軸207上，并在第一同步帶輪201之間套設有同步帶202。軸207上還設置有與第二同步帶輪208同軸安裝由此同步轉動的推進齒輪206，該推進齒輪206與布置在其下方的齒條205相嚙合，齒條205的一端固定連接有推板203。按照以上設置，當外槽輪107和第一同步帶輪201間歇轉動時，第二同步帶輪208和推進齒輪206也相應發生轉動，推進齒輪206與齒條205相配合將圓周運動轉換成直線運動，從而使得推板203做間歇直線運動，同時將存放在推板203 —側的菜樣朝著刀具組件3推動。在一個優選實施例中，還可以將推板203的一側(圖中例如顯示為內側)與齒條205固定相連，并在推板203的另外一側(圖中例如顯示為外側)設置有可供推板203自由滑動的直線導軌204，這樣能夠更方便、平滑地執行菜樣的推動操作，而且能夠留出更多的菜樣容納空間。在另外一個優選實施例中，可以將第一同步帶輪201的直徑設置為小于第二同步帶輪208的直徑，例如使得二者之間的傳動比為5: f 30:1，由此提高傳動效率。如圖4中具體所示，刀具組件3主要包括第一齒輪301、第二齒輪303、曲柄305、連桿306、切刀308、切刀導軌309、切刀安裝支架310、切刀連接軸311等元件。第一齒輪301和內槽輪109同軸安裝在內槽輪安裝軸110上由此與其同步旋轉，第二齒輪303設置在與內槽輪安裝軸110相平行的軸304上，并與第一齒輪301相嚙合由此配合傳動，其中第一齒 輪301與第二齒輪兩者之間的齒輪傳動比為1:4。在軸304上還設置有與第二齒輪303同步轉動的曲柄305，連桿306的一端與曲柄305的自由端相連，另外一端連接在切刀連接軸311上。切刀安裝支架310的下端安裝有切刀308，上端安裝切刀連接軸311，并可以在切刀導軌309上滑動。按照以上設置，曲柄305、連桿306、切刀308、切刀安裝支架310以及切刀連接軸310共同組成了一個曲柄滑塊機構。這樣當內槽輪109和第一齒輪301轉動時，第二齒輪303和曲柄305也相應發生同步轉動，從而帶動連桿306、切刀連接軸311以及切刀308做往復直線升降運動，由此可以將由推進組件2推來的菜樣切成片狀。此外，由于第一齒輪301與第二齒輪兩者之間的齒輪傳動比為1:4，這樣隨著內槽輪每次作90度的間歇圓周運動，曲柄滑塊機構運動時相應也完成一次往復運動從而保證刀具完成一次切削，此外還能夠減小刀具下切時的沖力。 為了使最終獲得的菜品能夠具備各種所需的形狀，刀具組件3還可以包括設置在切刀308下游側的網刀307。如圖6中具體所示，網刀307可以由網刀手柄3071、網刀框架3072和多個網刀刀片3073構成。網刀手柄3071譬如呈吊環的形式，用于方便網刀的安裝或替換操作；網刀框架3072作為網刀手柄和刀片的安裝基礎；而網刀刀片3073的數量及組合形式決定了網刀網格化切割的效果。例如，可以將22個網刀刀片按照預設規律安裝在網刀框架3072中，并可以通過改變不同刀片間的相對位置來形成不同的網刀。為了便于網刀307的安裝及拆卸，網刀安裝支架302可以緊靠設置在切刀導軌309的外側，網刀307插在網刀安裝支架302的刀槽中。這樣當切成片狀的菜樣由推板203垂直推過網刀307后，即可完成譬如切絲或其他菜樣造型的操作。在一個優選實施例中，考慮到切刀308和網刀307作為切菜裝置中的關鍵功能部件，因此應當根據具體用途來選擇其制備材料及加工方法。例如，可以將所述網刀和切刀的刀片采用不銹鋼材料，并經鍛造后執行熱處理和機械加工的方式制成，刀體采用PC(聚碳酸酯)工程塑料，并由銑削的方式制成。這樣，能夠避免刀口的過度磨損，保證更長的工作周期，同時適用于按照本發明所構造的裝置及其切菜用途。如圖5中具體所示，支撐組件4主要包括上支撐板401、下支撐板407、底板408、以及設置在各個支撐板上的多個支撐座和軸承支座等結構。支撐組件4采用相互平行的上支撐板401和下支撐板407兩層結構以減小整個裝置體積，上下支撐板之間用網刀安裝支架302和支撐板支架411連接。為了完成相關功能元件的安裝，上支撐板401上布置有兩個橫向并列的支撐座409和410，用于安裝電機101。此外，上支撐板401上還布置有多個軸承支座即第一軸承支座402、第二軸承支座403、第三軸承支座404、第四軸承支座405和第五軸承支座406。第一軸承支座402包括兩個在縱向方向上相對置的軸承支座，用于安裝外槽輪安裝軸108 ;第二軸承支座403處于第一軸承支座的旁側，用于安裝聯接軸106 ;第三軸承支座404同樣包括兩個在縱向方向上相對置的軸承支座，用于安裝內槽輪安裝軸110。第四軸承支座405和第五軸承支座406在縱向方向上相對置，并用于安裝其上設置有第二齒輪303和曲柄305的軸304。下支撐板407上布置有第六軸承支座413，第六軸承支座包括兩個在縱向方向上相對置的軸承支座，用于安裝其上設置有第二同步帶輪208和推進齒輪206的軸207。在一個優選實施例中，在下支撐板407與底板408之間還可以設置有譬如為4個的緩沖橡膠墊412，由此能夠在工作時減少整個裝置的振動，并提高操作精度。下面將具體描述按照本發明的自動切菜裝置的工作流程首先，將待切割的菜樣放在推板203和切刀308之間的推進區域內，然后啟動電機101，并帶動撥桿103和內、外鎖止弧轉動。按照本發明以上描述的結構及其設置，當撥桿103上的一個圓銷102剛剛撥動內槽輪109運動時，撥桿103上的另一個圓銷102和外 槽輪107剛剛脫離接觸，此時內槽輪109轉動，外槽輪107停止運動；當撥桿103再轉過90度時，撥桿103上前一步撥動內槽輪109運動的圓銷102剛剛撥動外槽輪107運動，撥桿103上的另一個圓銷102和內槽輪109脫離接觸，此時外槽輪107轉動，內槽輪109停止運動；當撥桿103繼續轉過90度時，撥桿103上前一步撥動外槽輪107運動的圓銷102和外槽輪107剛剛脫離接觸，另一個圓銷102又剛剛撥動內槽輪109運動，此時內槽輪109轉動，外槽輪107停止運動，如此循環，由此將電機101的連續圓周運動分解為互斥的間歇圓周運動。也就是說，一個間歇圓周運動帶動推進組件完成菜樣進給動作，另外一個間歇圓周運動帶動刀具組件往復運動完成菜樣切片動作，并且兩個運動不會同時進行以致出現卡刀現象；當調整電機的驅動方向或速度時，這種互斥關系不會關閉，因而可以根據實際需要來實現高效率切菜，例如與工業傳動帶相結合。在外槽輪107旋轉90度的過程中，同步帶202將間歇圓周運動傳給推進齒輪206，推進齒輪206和齒條205配合運動由此將旋轉運動轉換成齒條205的直線運動，并通過推板203推動菜樣完成一次進給。在內槽輪109旋轉90度的過程中，曲柄機構相應帶動切刀308完成上下往復運動，從而對由推板203所推來的菜樣完成切片。如果要將菜樣切成絲狀，通過在網刀安裝支架302的刀槽中安裝網刀307，切成片狀的菜樣由推板203繼續垂直推過網刀307即可完成切絲。此外，通過采用不同的網刀307或是對其刀片相對位置進行改變，還能夠將菜樣切成各種不同的所需形狀。本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種自動切菜裝置，該裝置由雙槽輪動力組件(I)、推進組件(2)、刀具組件(3)和支撐組件(4)共同組成，其特征在于 所述雙槽輪動力組件(I)設置在支撐組件(4)的上側，包括電機(101)、與電機(101)的輸出軸相連的聯接軸(106)、從內到外依次安裝在該聯接軸(106)上的內鎖止弧(104)、撥桿(103)和外鎖止弧(105)，以及對稱設置在所述撥桿(103)內外兩側由其撥動并分別與所述內、外鎖止弧配合運動的內槽輪(109)和外槽輪(107)，其中內槽輪(109)和內鎖止弧(104)各自中心之間的連線與外槽輪(107)和外鎖止弧(105)各自中心之間的連線構成90度的夾角； 所述推進組件(2)設置在支撐組件(4)的下側，包括與所述外槽輪(107)同軸安裝的第一同步帶輪(201)、與第一同步帶輪(201)配合使用的第二同步帶輪(208)及其同步帶(202),與第二同步帶輪(208)同軸安裝的推進齒輪(206)，與所述推進齒輪(206)相嚙合的齒條(205)，以及固定連接在所述齒條(205) —端的推板(203)； 所述刀具組件(3)設置在支撐組件(4)上并位于推進組件(2)的下游側，包括與所述內槽輪(109)同軸安裝的的第一齒輪(301 )、與第一齒輪(301)相嚙合的第二齒輪(303)、與所述第二齒輪(303)同軸安裝的曲柄(305)、一端與所述曲柄(305)的自由端相連而另外一端連接于切刀連接軸(311)的連桿(306)，以及上端安裝所述切刀連接軸(311)，下端安裝有切刀(308)的切刀安裝支架(310)，其中第一齒輪(301)與第二齒輪(303)之間的齒輪傳動比為1:4。
2.如權利要求I所述的自動切菜裝置，其特征在于，所述刀具組件(3)還包括網刀(307)，該網刀(307)設置在所述切刀(308)的下游側，用于對由切刀切成片狀的菜樣進一步執行網格化切割。
3.如權利要求2所述的自動切菜裝置，其特征在于，所述網刀(307)由網刀手柄(3071)、網刀框架(3072)和多個網刀刀片(3073)共同組成，并通過改變不同刀片間的相對位置來獲得不同的網格化切割效果。
4.如權利要求2或3所述的自動切菜裝置，其特征在于，所述網刀(307)和切刀(308)的刀片為不銹鋼材料，刀體為PC工程塑料。
5.如權利要求1-4任意一項所述的自動切菜裝置，其特征在于，所述推板(203)的一側與所述齒條(205)固定相連，另外一側設置有用于供推板(203)滑動的直線導軌(204)。
6.如權利要求1-5任意一項所述的自動切菜裝置，其特征在于，第一同步帶輪(201)與第二同步帶輪(208)兩者之間的傳動比為5: f 30:1。
7.如權利要求1-6任意一項所述的自動切菜裝置，其特征在于，所述支撐組件(4)包括底板(408)和處于底板(408)上并由上、下支撐板所構成的雙層平行結構，其中上支撐板(401)上布置有用于安裝所述電機(101)的支撐座(409，410 )、用于安裝其上設置有所述外槽輪(107)的軸(108)的第一軸承支座(402)，用于安裝所述聯接軸(106)的第二軸承支座(403)、用于安裝其上設置有所述內槽輪(109)的軸(I 10)的第三軸承支座(404)、用于共同安裝其上設置有所述第二齒輪(303)和曲柄(305)的軸(304)的第四和第五軸承支座(405，406);下支撐板(407)上布置有第六軸承支座(413)，該第六軸承支座用于安裝其上設置有所述第二同步帶輪(208)和推進齒輪(206)的軸(207)。
8.如權利要求7所述的自動切菜裝置，其特征在于，在所述下支撐板(407)與底板(408 )之間設置 有緩沖橡膠墊(412)。
全文摘要
本發明公開了一種自動切菜裝置，該裝置由雙槽輪動力組件、推進組件、刀具組件和支撐組件共同組成，其中雙槽輪動力組件包括電機、與電機輸出軸相連的聯接軸、從內到外依次安裝在聯接軸上的內鎖止弧、撥桿和外鎖止弧，以及對稱設置在內外兩側交錯運動的內、外槽輪；推進組件包括與外槽輪同步運動的同步帶輪及其同步帶、隨同同步帶輪轉動的推進齒輪、與推進齒輪相嚙合的齒條，以及固定連接于齒條的推板；刀具組件包括與內槽輪同步運動的嚙合齒輪結構、隨同嚙合齒輪運動的曲柄聯動機構，以及根據曲柄聯動機構相應執行升降的切刀。通過本發明，能夠方便、高效率地實現菜樣推進和切刀驅動過程及其相互配合，同時具備結構緊湊、制造成本低等優點。
文檔編號B26D5/14GK102825620SQ201210312490
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月29日 優先權日2012年8月29日
發明者尹周平, 朱欽淼, 程小明, 文洲, 王本正, 朱曉輝, 李文琪, 吳昊, 尹鵬 申請人:華中科技大學