[0005] 本发明的目的在于提供一种仿形式大蒜切根机及其切根方法。
[0006] 本发明一种仿形式大蒜切根机，包括机架、传输机构、仿形切根装置和间歇式联合驱动机构。所述的传输机构包括顶部输送轴、底部输送轴、链传动组件和放料件。两根顶部输送轴分别支承在机架的两端。两根底部输送轴均支承在机架上，且均低于顶部输送轴。所述的链传动组件包括传输链轮和传输链条。四个传输链轮与两根顶部输送轴、两根底部输送轴分别固定。四个传输链轮通过传输链条连接。链传动组件共有两个。两个链传动组件间隔设置。放料件上设置有依次排列的m个料杯，1≤m≤8。放料件共有n个。n个放料件沿传输链条的长度方向均布。
[0007] 所述的仿形切根装置包括仿形切根支架、仿形机构和切根机构。所述的仿形切根支架固定在机架出料端的顶部。所述的仿形机构包括解锁转轴、解锁凸轮、解锁推杆、解锁滑条、解锁拉簧和单蒜仿形组件。两根解锁滑条均与仿形切根支架构成滑动副。四个解锁拉簧的一端与两根解锁滑条的两端分别固定，另一端均与仿形切根支架固定。四个解锁拉簧均位于两根解锁滑条之间。
[0008] 所述的解锁转轴支承在机架上，且位于两根解锁滑条之间。解锁转轴的两端均固定有解锁凸轮。其中两根解锁推杆的相对端均抵住其中一个解锁凸轮，相背端与两根解锁滑条的一端分别固定。另两根解锁推杆的相对端均抵住另一个解锁凸轮，相背端与两根解锁滑条的另一端分别固定。
[0009] 所述的单蒜仿形组件包括仿形架、仿形轮、棘齿罩、仿形压簧、棘齿块、棘齿条和定位拉杆。两根定位拉杆均与仿形切根支架构成滑动副。两根定位拉杆的相背侧均固定有棘齿条。两个棘齿罩与两根解锁滑条分别固定。两个棘齿块与两个棘齿罩分别构成滑动副。棘齿块与对应的棘齿罩之间设置有仿形压簧。两个棘齿块分别抵住两根棘齿条。所述仿形架的两端与两根定位拉杆的底端分别固定。仿形架共有两个。两个仿形架间隔设置。两根定位拉杆中靠近机架送料端的那根定位拉杆的底端支承有仿形轮。单蒜仿形组件共有m个。m个单蒜仿形组件内的仿形轮与放料件内的m个料杯分别对齐。
[0010] 所述的切根机构包括切根转轴和单蒜切根组件。切根转轴支承在仿形切根支架上。所述的单蒜切根组件包括切根凸轮、凸轮推杆、导向轴套、切根拉簧、限位块、第一圆弧刀片、第二圆弧刀片、连杆、滑块、切刀架、切根压簧、垫片、第一连接架和第二连接架。所述的切根凸轮固定在切根转轴。所述的导向轴套与仿形切根支架固定。凸轮推杆与导向轴套构成沿竖直方向滑动的滑动副。凸轮推杆的顶端抵住切根凸轮。垫片位于导向轴套的下方，且与凸轮推杆固定。切根拉簧的两端与导向轴套、垫片分别固定。滑块位于垫片的下方，且与凸轮推杆构成滑动副。滑块与垫片之间设置有切根压簧。切刀架与滑块构成滑动副。切刀架的两侧均固定有限位块。两个限位块分别位于两个仿形架的正上方。
[0011] 所述切刀架的底部固定有铰接轴。所述的第一圆弧刀片及第二圆弧刀片均与铰接轴铰接。第一连接架、第二连接架的内端与第一圆弧刀片、第二圆弧刀片分别固定。两根连杆的一端均与滑块铰接，另一端与第一连接架、第二连接架的外端分别铰接。单蒜切根组件共有m个。m个单蒜切根组件分别位于m个单蒜仿形组件内的两根定位拉杆之间。所述的其中一根顶部输送轴、解锁转轴及切根转轴均由间歇式联合驱动机构驱动。
[0012] 进一步地，本发明一种仿形式大蒜切根机还包括废料滑道。倾斜设置的废料滑道固定在机架上。废料滑道位于仿形切根支架的正下方。废料滑道低于顶部输送轴上传输链轮的最高点。废料滑道底端的正下方设置有废料收集箱。机架的出料端外侧设置有蒜瓣收集箱。
[0013] 进一步地，所述解锁凸轮的工作轮廓包括第一工作段和第二工作段。第一工作段的两端与第二工作段的两端分别连接。第一工作段与第二工作段关于解锁凸轮的中心轴线中心对称。解锁凸轮的行程大于仿形压簧的初始压缩量与棘齿块上棘齿的全齿高之和。解锁凸轮转动一个推出行程对应的圆心角大于或等于80°。所述切根凸轮的工作轮廓为轴对称图形，且包括第一圆弧段、第二圆弧段和过渡弧度。第一圆弧段的两端与第二圆弧段的两端分别通过过渡弧度连接。第一圆弧段及第二圆弧段的圆心均在切根转轴的轴线上。第一圆弧段的直径大于第二圆弧段的直径。第二圆弧段对应圆心角的一半与过渡弧度之和小于或等于120°。
[0014] 进一步地，所述第一圆弧刀片、第二圆弧刀片的圆心轴线以及铰接轴轴线交于同一点。第一圆弧刀片的半径小于第二圆弧刀片的半径。
[0015] 进一步地，所述铰接轴轴线与仿形轮轴线的水平距离小于相邻两个放料件的中心距。
[0016] 进一步地，所述铰接轴轴线到限位块底面的距离为a，第二圆弧刀片的中部到铰接轴轴线的距离为b。仿形轮到仿形架上限位面的距离为c。铰接轴轴线高于限位块底面的情况下，则b-a-c＝3mm。铰接轴轴线低于限位块底面的情况下，则b+a-c＝3mm。
[0017] 进一步地，所述的间歇式联合驱动机构包括主动轴、从动轴、第一不完全齿轮、第二不完全齿轮、第一完全齿轮、第二完全齿轮、驱动电机、切根链轮、切根链条、第一同步轮、第二同步轮和同步带。所述的主动轴及从动轴均支承在机架上。所述的主动轴由驱动电机驱动。所述的第一不完全齿轮及第二不完全齿轮均固定在主动轴上。第一完全齿轮、第二完全齿轮与其中一根顶部输送轴、从动轴分别固定。第一不完全齿轮与第一完全齿轮啮合。第二不完全齿轮与第二完全齿轮啮合。两个切根链轮与从动轴、切根转轴分别固定，并通过切根链条连接。第一同步轮、第二同步轮与切根转轴、解锁转轴分别固定。第一同步轮与第二同步轮通过同步带连接。
[0018] 进一步地，所述的第一不完全齿轮及第二不完全齿轮上均固定有限位凸弧板。第一完全齿轮、第二完全齿轮上均固定有限位凹弧板。
[0019] 进一步地，第一不完全齿轮的有齿部分对应的圆心角为θ1，第二不完全齿轮的有齿部分对应的圆心角为θ2。θ1+θ2≤360°。第一不完全齿轮的有齿部分与第二不完全齿轮的有齿部分错开。第一不完全齿轮与第一完全齿轮的传动比为i1。从动轴与切根转轴的传动比为i2。i1·i2＝θ1：360°；第一同步轮的直径为第二同步轮直径的二分之一。相邻两个放料件的中心距为l。l＝π·d·θ2/360°，d为固定有第一完全齿轮的那根顶部输送轴上链轮的分度圆直径。第一不完全齿轮的有齿部分与第一完全齿轮分离的状态下，其中一个放料件内的m个料杯分别位于m个单蒜切根组件的正下方。
[0020] 该仿形式大蒜切根机的切根方法如下：
[0021] 操作人员持续将被切根大蒜以根部朝下的状态放入各放料件的料杯内。驱动电机转动，进而带动第一不完全齿轮及第二不完全齿轮转动。第一完全齿轮随第一不完全齿轮转动，机架送料端的放料件随传输链条向仿形切根装置移动。第二完全齿轮保持静止。
[0022] 一个放料件内的m个料杯分别通过m个单蒜仿形组件内仿形轮的正下方的过程中，各仿形轮均沿着对应料杯内的大蒜滚动，进而带动单蒜仿形组件整体向上移动，直到各仿形轮越过对应料杯内的大蒜的最高点后，各单蒜仿形组件保持静止。
[0023] 当其中一个放料件内的m个料杯分别到达m个单蒜切根组件的正下方时，第一不完全齿轮的有齿部分与第一完全齿轮分离，第一完全齿轮保持静止，传输链条停止运动。之后，第二不完全齿轮的有齿部分与第二完全齿轮开始接触。第二完全齿轮随第二不完全齿轮转动。第二完全齿轮带动切根转轴上的切根凸轮同步转动。切根凸轮推动单蒜切根组件向下滑动至单蒜切根组件内的限位块与对应单蒜仿形组件内仿形架上的限位面接触。之后，切根凸轮继续转动，切刀架在限位块的阻挡下停止运动，滑块继续向下滑动，进而驱动第一圆弧刀片和第二圆弧刀片相向转动，切除对应被切根大蒜的根部。
[0024] 切根凸轮转动的同时，解锁转轴也转动，两根解锁滑条相背滑动，进而使得棘齿块逐渐松开棘齿条。第一圆弧刀片与第二圆弧刀片闭合完成切根后，棘齿块完全松开对应的棘齿条。单蒜仿形组件在重力的作用下复位至最低处。
[0025] 第二不完全齿轮的有齿部分与第二完全齿轮分离时，切根转轴完成360°的转动，解锁转轴完成180°的转动。
[0026] 本发明具有的有益效果是：
[0027] 1、本发明通过仿形机构对大蒜蒜体的高度进行仿形得出蒜体高度并以此高度调整咬合切刀的高度再进行切根动作。当大蒜经过仿形轮下方时大蒜与仿形轮接触仿形轮受到向上的推力带动仿形架上升仿形架上升到最高点时棘齿啮合锁定限制仿形架的下降当大蒜运行到切刀下方时切根机构开始下降切根机构下降到一定高度时切刀架下的限位块碰到被锁定的仿形架此时切根机构高度被锁定以此调节切根机构的整体高度应对不同高度的蒜体达到同样切割深度的效果。
[0028] 2、本发明采用纯机械结构进行仿形没有传感器等电子机构无需进行软件控制仿形成本低。大蒜经过仿形轮后仿形机构整体上升采用棘齿、弹簧对仿形架的高度进行锁定当大蒜到达切刀下方时凸轮转动推杆下降带动整体切根机构下降切刀架下降到一定高度后被仿形架限制完成仿形步骤。
[0029] 3、本发明把仿形机构和切根机构巧妙的结合到一起使仿形切割部分的机械结构紧凑所占空间小。采用凸轮推杆外套弹簧的形式连接滑块带动切刀和切刀架在切刀架下方设计限位块使得切刀架在下降过程中会被仿形架阻碍运动以此结合仿形机构和切根机构。
[0030] 4、本发明采用连接板连接各棘齿块通过凸轮推杆机构推动两端的连接板带动m个加工通道的2m个解锁块向外运动实现m个通道仿形架同时解锁复位。
[0031] 5、本发明切根机构通过两个圆弧形刀片的相对转动咬合来实现切根；圆弧形刀片在相对转动咬合过程中对大蒜产生一个向下的力压在切根时起到了固定大蒜的作用。
[0032] 6、本发明采用了多通道送料设计紧凑的仿形切根部分使其可以在有限的宽度内并联放置m个达到m通道同时切根加工允许2个人在机器的两侧同时上料每个人向0.5m个料杯中放入大蒜降低工人的劳动量的同时又提高生产效率使切根机更具推广价值。
[0033] 7、本发明采用链棍输送机在链棍间设有料杯。切根机构下降切根后凸轮持续转动进入回程部分弹簧拉动切刀架向上回收切刀张开切刀上的大蒜根盘掉落根盘穿过链棍落到根盘收集槽上滑入废料收集箱中实现根盘的自动收集。
[0034] 8、本发明原动机到凸轮轴、原动机到输送链主动轮的传动皆采用不完全齿轮传动通过此机械结构精确的控制送料、仿形、切根、仿形复位等各间歇运动的相互启停转换从而持续精准地对大蒜进行切根加工。
