自动切菜机的结构设计

童慧芬，刘 伟，郑森伟，许艳华

（闽南理工学院，工业机器人测控与模具快速制造福建省高校重点实验室，福建 石狮362700）

自动切菜机的结构设计

童慧芬，刘 伟，郑森伟，许艳华

（闽南理工学院，工业机器人测控与模具快速制造福建省高校重点实验室，福建 石狮362700）

针对土豆、胡萝卜等根茎类蔬菜切片、切丝而提出的一种自动切菜机，首先介绍了自动切菜机的总体结构与工作原理，然后对切片/切丝系统、输送机构、压紧机构主要零部件进行选择与设计，不仅解放双手，而且操作简单，省时省力，为自动切菜机的设计提供了一种新思路。

自动切菜机；结构设计；根茎类蔬菜

根茎类蔬菜介于粮食和蔬菜之间，含有大量的矿物质，是人类生活中必不可少的食品之一。随着人们生活水平的不断提高，生活节奏加快，对食用方便、营养丰富、经过加工的精细蔬菜的需求越来越大。传统的食品加工机械模仿人工切割动作，利用刀片对蔬菜分别横向和纵向的切割。虽然这种加工方式比人工切割方式有较大的提高，但是在加工过程中还不能连续送料、切割；并且需要对蔬菜食品加持，影响了加工的效率和质量[1]。为了解决现有技术中存在的缺点，针对土豆、胡萝卜等根茎类蔬菜切片、切丝而提出的一种自动切菜机。

1 总体结构与工作原理

1.1 总体结构

自动切菜机主要由切片/切丝系统、输送机构、压紧机构三大系统组成，其原理图如图1所示。

图1 自动切菜机的结构示意图

主箱体切菜机内固定分隔板，分隔板的一侧设有传输带，传输带通过两个转轴与主箱体的内壁和分隔板转动连接，其中一个转轴的一端贯穿分隔板并固定连接有蜗轮，传输带另一端设有切刀，切刀和主箱体的内底部通过转杆转动连接，转杆下端固定套接有大圆锥齿轮；主箱体内顶部设有入料口，转杆靠近切刀的一端转动设有输料板，输料板和主箱体的内侧壁固定连接，主箱体的内壁设有与输料板位置对应的出料口，输料板贯穿出料口的内壁并向外延伸，双轴电机的右侧输出端固定连接蜗杆，左侧输出端固定连接小圆锥齿轮；主箱体的内顶部设有与传输带对应的通口，通口内滑动连接挤压板，挤压板固定连接连接杆，连接杆上固定连接支撑板，主箱体的顶部固定连接伺服电机，伺服电机的输出端固定连接圆锥齿轮，主箱体的顶部转动连接螺纹杆，螺纹杆上固定套接有与圆锥齿轮相啮合的圆锥齿轮，支撑板远离连接杆的一端螺纹套接在螺纹杆上。

1.2 工作原理

双轴电动机的其中一个输出端通过蜗轮蜗杆之间的啮合作用，经滚筒带动传输带转动，同时另一个输出端通过圆锥齿轮之间的啮合作用，带动转杆转动，从而使切刀转动，然后打开伺服电机，使伺服电机通过圆锥齿轮之间的啮合作用带动螺纹杆转动，从而使支撑板通过连接杆带动挤压板上下移动，然后将蔬菜从入料口的入料漏斗倒入，此时蔬菜通过传输带经过挤压板的挤压后，再经过切刀进行切割，然后通过输料板从出料口输出。该设计通过挤压和切割机构的共同作用下，可以充分的对蔬菜进行切割，弥补了传统切菜机存在的缺陷。

2 主要零部件选择与设计

2.1 切片/切丝系统

切菜机采用半月刀盘和半月调节盘结构，不需更换刀片，只需使用不同料斗，和板动倒顺开关即可进行切丝或切片工作。

2.2 输送机构

切菜机采用的输送机构是：由电动机带动，通过蜗轮蜗杆减速后经滚筒带动传输带转动，从而带动蔬菜的输送。由于带传动具有弹性和挠性，可以减小振动和缓解冲击，使传动平稳、噪音小；另外带传动还具有过载保护功能，当过载时，传输带与滚筒间将产生相对滑动，避免烧坏电机，起保护作用；结构简单、安装和维护方便[2]。综上所述，采用传输带传动。2.3压紧机构

切菜机切菜需要压紧机构将菜边抓实边输送，这样切菜机的刀片才能切断蔬菜。如果将菜抓得太紧，蔬菜易变形、溃烂，影响菜品质量；如果抓得不紧，刀片经过时，蔬菜容易脱落，造成连刀。由于蔬菜纤维含量、鲜嫩水分不同，压紧度也应不同，设置调整装置势在必行[3]。

压紧机构采用伺服电机，通过圆锥齿轮之间的啮合作用带动螺纹杆转动，从而使支撑板通过连接杆带动挤压板上下移动，为了使压紧力合适，可以调节螺纹杆的转动，同时弹簧和伸缩杆的反作用力，能压紧蔬菜且不易松动。

当在切蔬菜时，不仅切刀对蔬菜有切割的作用，而且压紧机构模拟人工切菜的动作，对蔬菜有一定的挤压力，损伤小，保证蔬菜的加工质量和水分。

3 结束语

采用该自动切菜机，不仅解放双手，充分对根茎类蔬菜进行切割，而且操作简单，对整个蔬菜的加工一次成型，比传统的二次加工成型机的效率大大地提高，省时省力，避免了菜刀对人手指伤害的风险，为自动切菜机的设计提供了一种新的思路，具有一定的推广价值。

[1]黄英飒.果蔬三维切丁机设计及成形机理研究[D].江苏：江苏大学，2011.

[2]秦大同，谢里阳.现代机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2010.

[3]杨志成，张景胜，黄春娥，等.可梳理式多功能自动切菜机的研究与设计[J].食品与机械，20145，30（3）：103-105.

Structure Design of Automatic Cutting Machine

TONG Hui-fen，LIU Wei，ZHENG Sen-wei，XU Yan-hua
（Minnan University of Science and Technology，Industrial Robot Measurement and Control and Mold Rapid Manufacturing of Key Laboratories in Fujian Province，Shishi Fujian 362700，China）

In this paper a kind of automatic machine was put forward for slicing and shredding root vegetables，such as potatoes，carrots and so on.Firstly it introduced the overall structure and working principle of automatic cutting machine，then the main parts of the slicing and shredding system，conveying mechanism and compaction mechanism were selected and designed，which can free hands，make operation simple and save time.It provided a new idea for the design of automatic cutting machine.

automatic cutting machine；design of structure；root vegetables；

TB482.2

A

1672-545X（2017）08-0231-02

2017-05-10

福建省中青年教师教育科研项目（JA14347），泉州市科技计划项目（2015Z130），福建省2015年高等学校创新创业教育改革项目（试点专业：机械设计制造及其自动化）资助

童慧芬（1983-），女，湖北天门人，硕士，讲师，主要从事机械设计制造技术方面的研究。