[發(fā)明專利]一種西蘭花切塊去芯機(jī)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811585816.X
• 申請(qǐng)日: 2018-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109676671B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳建能;武傳宇;黃建勛;杜小強(qiáng);景寒松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江德菲洛智能機(jī)械制造有限公司
• 主分類號(hào): B26D5/00
• 分類號(hào): B26D5/00;B26D5/06;B26D5/14
• 代理公司: 杭州之江專利事務(wù)所(普通合伙) 33216
• 代理人: 張費(fèi)微

本發(fā)明公開(kāi)了一種西蘭花切塊去芯機(jī)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：確定設(shè)計(jì)變量；根據(jù)具體設(shè)計(jì)要求確定取值范圍；建立西蘭花切塊去芯機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型、建立目標(biāo)函數(shù)、約束函數(shù)；根據(jù)設(shè)計(jì)變量、約束函數(shù)、切塊去芯機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型及目標(biāo)函數(shù)編制優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)程序并輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)行，采用有約束的優(yōu)化設(shè)計(jì)算法對(duì)各設(shè)計(jì)變量進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，直至達(dá)到期望的優(yōu)化值；輸出優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果及其運(yùn)動(dòng)仿真圖形。本發(fā)明能夠得到西蘭花切塊去芯機(jī)構(gòu)的最佳參數(shù),滿足西蘭花切塊的理想軌跡要求并且使得切塊過(guò)程中刀具的同步性得到提高，提高整機(jī)性能的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種西蘭花切塊去芯機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種西蘭花切塊去芯機(jī)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

鮮切西蘭花又稱切割西蘭花，是以新鮮西蘭花為原料，經(jīng)挑選、整理、去皮、去芯、切分、殺菌、包裝等一系列的處理，使產(chǎn)品仍然保持新鮮狀態(tài)，供消費(fèi)者、餐飲業(yè)直接烹飪。根據(jù)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的《2016-2022年中國(guó)其他鮮或冷藏的西蘭花行業(yè)進(jìn)出口態(tài)勢(shì)分析及對(duì)外貿(mào)易前景展望報(bào)告(07049020)》其中對(duì)西蘭花出口量統(tǒng)計(jì)顯示2009～2015年期間我國(guó)其他鮮或冷藏的西蘭花出口量由5.5萬(wàn)噸逐漸上升至12.95萬(wàn)噸，并且仍處上升趨勢(shì)。對(duì)于出口的西蘭花小塊要求為長(zhǎng)度為3～5cm，大小均勻，切口面積小。歐洲、美國(guó)以及日本等國(guó)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化切塊，但大多為單獨(dú)切塊、沒(méi)有去芯，切塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡為直上直下，導(dǎo)致切好的小花與剩余的大莖混合一起，需要人工分揀。美國(guó)Charlie公司研發(fā)一款氣動(dòng)西蘭花切塊機(jī)，刀具為半球形，工作時(shí)繞固定軸旋轉(zhuǎn)對(duì)西蘭花進(jìn)行切塊，軌跡為半球，而西蘭花的花苞形狀大多不是規(guī)則的半球狀，易導(dǎo)致西蘭花切塊不均，有大有小，需要人工二次切塊，效率不高。國(guó)內(nèi)對(duì)西蘭花的切塊裝置研究較少，西蘭花切塊一直由人工完成。綜上所述，現(xiàn)階段西蘭花切塊設(shè)備存在著切塊不均、需二次加工或需人工分揀的問(wèn)題，影響切塊的加工效率，需要對(duì)此作出改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的西蘭花切塊設(shè)備存在著切塊不均、需二次加工或需人工分揀、刀具運(yùn)動(dòng)不同步等缺陷，提供了一種新的西蘭花切塊去芯機(jī)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種西蘭花切塊去芯機(jī)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，所述西蘭花切塊去芯機(jī)構(gòu)包括曲柄AB、連桿BC、搖桿CD、氣缸EF、擺臂DI、三角桿FGH、拉桿HJ、拉桿HK、刀柄IJ、刀柄IK、刀具M(jìn)、刀具N，點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K為鉸鏈點(diǎn)，所述曲柄AB繞點(diǎn)A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述連桿BC做平面運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)所述搖桿CD與所述擺臂DI做平面內(nèi)繞點(diǎn)D的擺動(dòng)，所述擺臂DI與所述搖桿CD擺動(dòng)至切塊位置時(shí)，所述氣缸EF開(kāi)始動(dòng)作并推動(dòng)所述三角桿FGH做平面運(yùn)動(dòng)，所述三角桿FGH推動(dòng)所述拉桿HJ和所述拉桿HK向下運(yùn)動(dòng)，所述拉桿HJ、拉桿HK推動(dòng)所述刀柄IJ和刀柄IK做切塊運(yùn)動(dòng)，所述刀柄IJ上焊接有刀具M(jìn)，所述刀柄IK上焊接刀具N，進(jìn)行切塊運(yùn)動(dòng)，所述擺臂DI的擺動(dòng)與所述刀具M(jìn)、刀具N的切塊運(yùn)動(dòng)的合成，形成了所述刀具M(jìn)、刀具N的西蘭花切塊軌跡，所述搖桿CD擺動(dòng)至另一極限位置時(shí)，所述氣缸EF往回動(dòng)作，所述刀具M(jìn)、刀具N張開(kāi)，所述刀具M(jìn)、刀具N內(nèi)的西蘭花芯由于慣性會(huì)做拋體運(yùn)動(dòng)，拋擲至回收裝置，所述的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法包括如下步驟：

(a)確定設(shè)計(jì)變量：

取擺臂上一點(diǎn)G＇，點(diǎn)I與點(diǎn)G＇的連線IG＇的長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)變量X1(單位：mm)，取點(diǎn)G與點(diǎn)G＇的連線GG＇的長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)變量X2(單位：mm)，取桿HG的長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)變量X3(單位：mm)，取拉桿HJ的長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)變量X4(單位：mm)，取拉桿HK的長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)變量X5(單位：mm)；

(b)確定步驟(a)中X1、X2、X3、X4、X5的取值范圍；

(c)建立西蘭花切塊去芯機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，以點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系，將各桿表示為桿矢，并將各桿矢用指數(shù)形式的復(fù)數(shù)表示，

由封閉圖形ABCDA可寫(xiě)出機(jī)構(gòu)第一個(gè)封閉矢量方程：