基本信息
- 项目名称：
- 多功能自动剥蒜机
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 大蒜是我们日常生活中不可缺少的主要调料品种之一。但是大蒜剥皮难问题却一直困扰着我们，特别是一些大蒜用量较大的食堂、食品配送中心、大蒜加工企业一般都会请专人来手工剥皮，这些工作不仅费时且效率低。基于以上因素考虑我们设计了这台多功能剥蒜机，它能同时满足大蒜分瓣、脱皮、切片、捣蒜泥等多项功能需要，并具有操作简单、安全可靠、工作效率高的特点，必将成为食堂、饭店、餐馆等场所的好帮手。
- 详细介绍：
- 本作品具有自动分瓣、剥皮、卸料、蒜皮收集、切蒜片、捣蒜泥等功能，产品结构紧凑和功能分布合理。本作品采用AVR单片机，分别控制5个电机：分瓣电机、剥皮电机、凸轮电机、切片电机、搅泥电机。有自动和手动两种模式，若选择自动，按下启动按钮后，首先分瓣电机启动，运转一段时间，使蒜瓣落入剥皮装置后，分瓣电机停止运转，等待2秒后，剥皮电机启动，运转一段时间后停止。接着电机带动凸轮转动，底盖板打开，蒜仁落下，底盖板碰到下方行程开关后，凸轮停转，待蒜仁全部落下后，凸轮转到初始位置，合上底盖板，当盖板碰到行程开关后，凸轮停转。在30秒之内，单片机检测切片或搅泥的指令信号（是否触到相应的开关）：若检测到切片指令，则切片电机工作，压板向下运动，碰到行程开关后，电机反转，压板向上运动，碰到行程开关后，流程结束；若检测到搅泥指令，则搅泥电机按设定的时间工作，时间到就结束，返回初始菜单；若没有检测到切片或搅泥指令，则流程结束。若采用手动模式，在程序运行前，先检测开关处于切片还是搅泥的位置。若为切片，按下启动按钮后，切片电机工作，运行同上；若为搅泥，按下启动按钮后，搅泥电机工作，运行同上。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 传统大蒜去皮方法是水泡，人工搓揉或用橡胶棒搅拌去皮，会大蒜的营养流失，影响口味，且受损率大、用水量大、不环保。市场上的一种小型剥蒜机存在剥皮效果差，功能单一、性价比低等缺点。另外，还有一种以硅橡胶为原料的手动剥蒜器，采用揉磋方式进行脱蒜皮，效果虽然比较好，价格也低，几元钱一个，但是剥蒜的量非常小，并且蒜汁在剥蒜器的内壁残余，导致摩擦力降低，剥皮效果变差。 创新特色 1．实现蒜头的自动分瓣功能 利用一对内啮合的橡胶轮偏心安装，使进入分瓣装置中的蒜头运动空间产生由大到小的变化，在内、外齿的转动挤压作用下实现蒜头的自动分瓣功能。 2．实现蒜瓣的自动剥皮功能 利用干扒原理，使蒜瓣在外圆筒内壁和叶片轮的相对旋转作用下通过摩擦转动实现剥皮。外圆筒内壁（具有波纹）和叶片轮都采用硅胶材料制成，具有很好的摩擦性。 3．实现蒜皮的自动收集功能 利用叶片轮在剥皮料筒内的高速转动所形成的气旋，使蒜皮在离心力的作用下从料筒顶部收料口飞出，通过网袋收集。 关键技术问题： 1．机架的设计 2．分瓣装置中橡胶轮及两轮偏心距的设计 3．剥皮叶片转速的设定 4．蒜皮自动收集装置的设计 5．蒜片的切削方式设计 6．捣蒜泥装置中下料机构的设计 主要指标： 1.分瓣率达到90%以上 2.剥皮率达到90%以上 3.蒜仁损伤率小于2% 4.蒜皮收集率90% 5.切蒜片达到100% 6.绞蒜泥达到100%
科学性、先进性
- 1、现有大蒜去皮方式分析 （1）传统式大蒜去皮法均采用人力将泡水后的大蒜用搓揉去除，此方式使大蒜营养成分流失，影响大蒜的口味。 （2）用水洗大蒜脱皮机经过水泡用橡胶棒搅碰，蒜的受损率很大，且用水量大，不环保。 （3）市场上的一种小型剥蒜机由于效果差，功能单一、性价比低等缺点，没有被市场接受。 （4）以硅橡胶为原料的手动剥蒜器，效果虽然比较好，价格也低，但是剥蒜的量非常小，由于蒜汁在剥蒜器的内壁残余，导致摩擦力降低，剥皮效果变差 2、本作品的先进性 （1）独一无二的分瓣装置： 通过查阅相关文献和市场调研，发现目前的一些剥蒜机都是人工事先将蒜头分瓣好后再放入剥皮机去皮，没有自动分瓣的装置。 （2）剥皮装置: 利用干扒原理，使蒜瓣在外圆筒内壁和叶片轮的相对旋转作用下通过摩擦转动实现剥皮。外圆筒内壁（具有波纹）和叶片轮都采用硅胶材料制成，并且硅胶都经过手工雕刻均匀的凹槽，具有很好的摩擦性，蒜粒在圆筒内高频率地碰撞，蒜仁和蒜皮的分离，损伤程度小。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年5月11日温州大学第四届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛获一等奖
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 有自动和手动两种模式，若选择自动，按下启动按钮后，首先分瓣电机启动，运转一段时间，使蒜瓣落入剥皮装置后，分瓣电机停止运转，等待2秒后，剥皮电机启动，运转一段时间后停止。接着电机带动凸轮转动，底盖板打开，蒜仁落下，底盖板碰到下方行程开关后，凸轮停转，待蒜仁全部落下后，凸轮转到初始位置，合上底盖板，当盖板碰到行程开关后，凸轮停转。在30秒之内，单片机检测切片或搅泥的指令信号（是否触到相应的开关）：若检测到切片指令，则切片电机工作，压板向下运动，碰到行程开关后，电机反转，压板向上运动，碰到行程开关后，流程结束；若检测到搅泥指令，则搅泥电机按设定的时间工作，时间到就结束，返回初始菜单；若没有检测到切片或搅泥指令，则流程结束。 若采用手动模式，在程序运行前，先检测开关处于切片还是搅泥的位置。启动相应程序。 设有暂停/继续的功能按键，若有需要可在任意时刻暂停工作，再次按下可继续执行下一步。同时设有急停开关，按下后整个系统断电，保护各元器件
同类课题研究水平概述
- 剥蒜机目前市场上主要有两种类型：全自动气脱剥蒜机和旋转式气脱剥蒜机。全自动气脱剥蒜机是利用大功率空压机气流的力度强力脱皮，脱皮率和大蒜质量跟购买的空压机有直接关系，使用380V电压，需要5.5或7.5KW的空压机配合使用，每小时耗电10度左右，脱皮率90-98%左右。碰伤率控制在5-8%之间。 旋转式气动剥蒜机是近2年发明的一种大蒜脱皮机械，分为半自动与全自动2种。它是利用电机旋转力学干扒原理结合聚离子复合脱皮材料，配2.2KW的空压机配合脱皮，使用220V电压，每小时耗电3度左右，脱皮率在90-98%之间，碰伤率控制在5-8%左右。两种类型的剥蒜机产能都在30-50千克/小时。 以上两种设备都利用了空气压缩机，带来的问题是耗电量大，成本高，而且使用时需要配备空气压缩机，噪音大、占地空间大。而且这两种设备都只进行了对大蒜的剥皮处理，对分瓣的过程还是得需要人工来完成，又加大了人的劳动力。 本作品的设计利用机电一体化技术很好的满足了大蒜分瓣、脱皮、切片、捣蒜泥等工艺要求，且操作简单，耗能低，效率高，安全可靠、体积大小适中，是大蒜加工方面很好的机械产品，是食堂、饭店、餐馆以及食品配送中心等场所的好帮手；同时本产品在结构设计和体积上的优势，存在很好的一个市场前景和需求量，具有很好的推广价值和实用价值。 另外，本作品通过AVR单片机来实现控制，共设有总电源、急停、暂停/继续、启动/模式、向下选择、回主菜单、时间设定、时间增、时间减九个按钮。其中分瓣装置的工作时间初始设为15秒，停顿大约5秒钟后，启动剥皮装置，其工作时间设为30秒钟，完成剥皮后打开底盖，蒜仁自动落入料斗中， 5秒钟后，底盖自动合上，等待下一操作指令。各工作环节的时间还可以根据需要，通过按键进行修改。 本作品每小时可完成15~20斤大蒜的分瓣、剥皮作业。产品分瓣率和剥皮率均达到90%以上，蒜皮的收集率达到85%以上，蒜仁损伤率小于2%，切片和捣蒜泥的效率也相当高。
