钳子是谁的专利？
ISSN 1557-4571
2010学术期刊公司
果蔬切丝去皮机的设计与开发
摘要:为了节省水果切丝和去皮的时间，在水果加工中需要水果粉碎机和去皮机。尤其是做沙拉或者装饰的时候(如果菜有装饰的话)，丝巾就显得尤为重要。在具体的装修过程中，需要合适的擦线器。这对于食品(加工)企业以最小的成本运营公司是非常重要的。手工剥皮浪费时间，并且可能需要几个工人来完成这项工作，从而增加了公司的运营成本。因此，在本研究项目中，设计了一种具有擦丝和剥皮功能的机械设备。这台新机器适合家庭使用。它体积小，重量轻，便于携带和存放。它的零件包括钳子、钢丝钳、剥皮刀片、移动手柄和一把末端切割刀。通过对所选水果进行机器自动切丝去皮和人工切丝去皮的实验，结果表明，机器可以切丝多种果蔬，与人工去皮相比，可以节省94%的时间。
关键词:水果切丝去皮机，切丝去皮，水果蔬菜。
序
水果或蔬菜的切丝对于获得优质的粉碎产品非常重要。在目前的市场上，有各种不同形状和大小的碎纸机，每个碎纸机都包含几个不同的刀片。选择合适尺寸的铲刀是机器特定用途的关键。根据Sharon和Christine E2在2000年发表的意见，圆孔越大，工作效果越好。然而，中情局2007年的报告认为，圆孔越小，最终产品越好。机器最好的一面是用来擦丝的，应该用来擦那些结实、坚硬、有质感的食物(原料)。目前市场上可用的丝巾的设计是箱形的丝巾，有四个面，大小不一，形状各异。平板丝巾是直接做炖锅或沙拉的好选择。表面上具有几排切割表面的平的或弯曲的金属丝擦拭器是众所周知的金属丝擦拭器。一般来说，这种工具的表面是有许多尖孔的金属层，或者它配有切割槽，可以将食物材料切成碎片(Better Homes and Gardens，2003)。市面上加工果蔬用的丝擦，一般都是手动的。
削水果就是把皮和果肉分开，果肉通常起保护作用。传统的方法是用一把锋利的刀，刀片在果肉和皮肤之间施力，然后把它们分开。不同的水果有不同的形状和大小，需要不同种类的机器来分别加工这些水果。因此，加工特定的水果需要使用特定的机器来最大限度地提高加工效率，例如剥橙子。削皮器会把壳剥掉(会有一些果肉)。众所周知，在削皮过程中，是用两个相对应的刀片来保证并循环移动，以保证水果切片的平均大小。用来削苹果、梨和其他水果的机器和设备很久以前就为人所知了。它们有不同的形状。现在，市场上出售的水果削皮机是用来剥果皮光滑的水果，如橙子和西瓜。
根据Martin的研究(2000)，一些削皮机配备了可移动的螺旋钳，它有一对用于夹紧水果或蔬菜的钳子，一个杯状的刀片在水果的轮廓上移动，以剥下果皮。Askari (2005)说，虽然大多数水果的果皮厚度大致相同，但也有一些果皮厚度不同，如橙子。外果皮和中果皮的厚度从花梗到其对应的极性花梗逐渐变化，这种厚度变化可达2-4毫米..
曾经有过很多机械化剥皮的设计，主要是用机床加工水果:把水果放在夹板中间，用一个或多个固定的或旋转的工具给水果剥皮，就像手工剥皮一样，把皮分开。类似的机器发明在工业应用上还有很多，适合削柑橘类水果，比如橙子。有些发明适合削菠萝、甜瓜、芒果。还有一些发明不仅适用于削某一种水果，也适用于削多种水果。
就中小型削皮机而言，水果或蔬菜的两端卡在旋转支点和底座之间，由电机来回拉动。支架臂上的旋转叶片也由同一台发动机驱动。而且刀片在水果或蔬菜的表面来回移动，使刀片接触水果或蔬菜的表面(为了去皮)。这种削皮器在削皮和粉碎时无法将水果或蔬菜的两端都削掉，用户需要用小刀手动将其削掉，从而增加了劳动量。安装一对用于水果或蔬菜的端切刀片更实用。去皮后，不需要单独取下去皮的蔬菜或水果进行端切。此外，这种类型的削皮机不包含任何特殊结构的电线擦拭装置。火龙果，一种奇异的水果，越来越受欢迎。这种水果的果皮有鳞片状的结构，市面上的剥皮机不太容易剥下来。由于这种水果吸引了许多消费者的注意，这种水果的加工和这种水果饮料的生产正在流行起来。所以需要合适的削皮器来保证火龙果的去皮。
这项科研的目标是研制一种适合家庭使用的切丝削皮机，体积小，重量轻，便于携带和存放。同时，也是为了开发一种便宜但影响深远的机械设备，用于中小型水果或蔬菜的系统化加工。
材料和方法
这个R&D设计始于2008年，完成于2009年。
设计方法和原则
这台机器是为切水果或蔬菜而设计的。它体积小，重量轻，便于携带和存放，适合家庭使用。
设计构思
本发明涉及一种水果或蔬菜切丝去皮机，是一种多功能机器，可以将水果或蔬菜切丝、去皮、切割。这三种功能的结合使其有别于市面上的其他碎纸机或削皮机。不管瓜果的皮有无鳞片，也不管瓜果的形状是球形还是椭圆形，这种机器都能把皮剥掉，而且不用手工工具，省时省力。
特殊的机器部件被设计用来切碎水果或蔬菜，或者同时切碎水果和蔬菜。它们可以用来制作切碎或丝状的水果和蔬菜，如切碎的胡萝卜和木瓜，这对制作沙拉和食物装饰非常有用。这种机器除了具有切丝、削皮的功能外，价格低廉，用途广泛，用于中小型水果或蔬菜的系统加工。
集擦拭、剥皮、切割三种功能于一体，有利于减少加工时间。将这些处理过程合并成一个处理过程的目的是降低操作成本。
概念选择过程
表1解释了结合三种功能的具体设计方法。
机械设备发展与可操作性研究
在该机的研发中，需要确立两个重要的研究步骤。一个是机械设备的制造与组装，一个是组装机器的运筹学。
设备组装
机器的前视图如图1所示，其组件包括一个三叉戟、一个推杆、一个刮线器、一个削皮器、一个手柄和一个终端切割器。这些主要部件的详细设计说明见表1。整机采用不锈钢材质(SUS316)。下面简单介绍一下它的结构:
表1:联合工艺的详细设计说明
所需工艺部件的功能
擦丝机给瓜果擦丝。
削皮器给瓜果削皮。
用切割端的切割刀将磨皮后的瓜果切开。
图1:机器前视图(正视图)1:推杆2:三叉戟3:削皮器4:削皮器5:端刀6:开关7:安全罩8:手臂。
三脚架:三脚架放置在机身内，三脚架支撑着待削皮的水果，然后让水果在三脚架上旋转。
推杆:推杆与三脚架位于同一轴柱上，位于另一轴柱与三脚架相对的一端。推杆可以通过螺母调节器上下移动。推杆将水果推近三脚架，保证水果在三脚架上正常转动。
擦丝器:擦丝器安装在可移动的杆上，其作用之一是将水果或蔬菜，或水果蔬菜擦成丝，用于食物装饰。
削皮刀:削皮刀安装在手臂上，它的作用是给水果和蔬菜削皮。
手臂:手臂位于滑动柱上，平行于水果旋转轴移动。手臂的一端装有削皮刀，用来削瓜果皮。利用弹性机构作用在手臂上，使手臂轻轻挨着水果，削皮器靠近水果。该臂确保削皮器在水果的外轮廓上移动，因此水果的皮可以被完全剥离。
端刀:端刀安装在另一个操作杆上，其作用是切断水果的末端。
动力装置:该机器使用电机动力。
运筹学
水果放在三脚架中心，推杆紧靠水果上端中心点，保护水果。然后，打开开关，启动机器。向左旋转开关按钮，启动刮丝器；向右转动开关按钮，启动削皮器。一旦机器启动，下夹持器将转向水果，同时，刮丝器或削皮器将开始平行于水果的垂直轴移动，以确保刀片与水果皮接触。
水果或蔬菜的切丝是通过使用表面有孔的切丝机来完成的，而削皮是通过结合手臂和削皮器的功能来完成的，必须在水果的整个轮廓上完成。水果或蔬菜成功去皮或切丝后，水果的两端将被移动端切割刀片切断。为了完成这个过程，丝绸擦拭器应该与旋转的水果或蔬菜的表面接触。
实验测试
水果和蔬菜
你可以在马来西亚雪兰莪州的当地市场买到许多水果，如木瓜、苹果、橙子、梨、柠檬、红色或白色的火龙果，以及许多蔬菜，如黄瓜、土豆和胡萝卜。将这些果蔬切丝去皮(实验检测)，并对削皮器(本文仅削皮刀片)的功效进行评价。
样本量
样品根据其高度(单位:cm)和直径(单位:cm)确定。
剥离时间试验
用这台机器对所选的果蔬进行去皮，测试每个样品所需的去皮时间。同时也用小刀进行手工剥皮，为了比较两种剥皮方式所需的时间。所有耗时指标都是三次测试的平均时间。
机器测试
这台水果机经历了擦、削、切的测试过程。
结果和讨论
擦拭丝绸
这是一种可以自动切丝水果或蔬菜的机器，不管这种水果的果皮有没有鳞片。图3和4a-c显示了一些可以用这种机器切碎的水果和蔬菜，如木瓜、胡萝卜和黄瓜。
图3:黄瓜切丝
图4:切丝:(a)黄瓜切丝(b)胡萝卜切丝(c)木瓜切丝。
图5:去皮后的结果:(a)木瓜(b)木瓜果肉(c)木瓜皮。
从图3可以看出，这台机器可以成功的将黄瓜做成片状或丝状产品。擦拭时间因原材料的形状和尺寸而异。如果原料直径在四至十厘米之间，擦拭时间为三到八秒(视原料高度而定)。擦拭过程可以根据需要继续进行。
剥皮削皮很费时间。
这是一种可以自动给水果或蔬菜削皮的机器，不管水果是圆形(球排)还是椭圆形。很多水果蔬菜都可以用这个机器去皮，比如木瓜。芒果和土豆。图5a-c是剥离的一些例子。
测试结果显示，该机比人工去皮可节省94%的去皮时间(见图6)。这对水果和蔬菜的加工非常有用。当然，脱皮时间也取决于皮质的大小和质地。体积小的水果去皮速度比体积大的水果快。比如土豆比橘子去皮快，因为土豆比较小，如表2所示。水果和蔬菜的手工去皮比机器去皮慢。所以，苹果、柠檬、土豆用这种机器比92%以下的可以节省更多的去皮时间，这可能是因为皮的硬度不同。与果皮明显较软的火龙果相比，这种新机器在削苹果等硬皮水果时效率更高。
机器特性
目前果蔬去皮切丝机的设计和发明是两个独立的机器。表3显示了美国专利申请办公室公开的一些丝绸擦拭器和剥皮机，表4描述了与这种新设计的机器进行比较时的一些类似的科技特征。2008年，这项新设计在马来西亚申请了专利。说明这种新的机器设计集擦丝器、削皮器、切割机的功能于一身，目前市场上还没有这种机器。这台新机器使水果或蔬菜的削皮变得高效。比如水果去皮后立即切丝，两个过程在同一个机器里完成。表4还清楚地显示了两种机器之间的差异，这种新的钢丝刮削和剥皮机简化了它的许多优点。
结论
设计并组装了一种新型果蔬切丝去皮机。经测试，该装置具有将苹果、橙子、黄瓜、木瓜、土豆等中小型果蔬切丝去皮的效果。有了这种机器，水果或蔬菜可以成功地自动切成丝或片，并且还发现所选的水果和蔬菜可以令人满意地去皮。但还有几个方面需要改进，如在切割程序中加入灵敏的检测仪器，进一步的修改和改进将使其在商业操作中发挥新的潜力，作为通用的刮丝剥皮机，促进工序的改进。由于体积小，重量轻，这种新机器也适用于家庭使用和食品供应行业，如酒店。
正式表示感谢
参考