本發(fā)明涉及農業(yè)機械領域，尤其涉及果蔬片穿刺裝置，具體為一種具有仿生結構的果蔬片穿刺裝置。

背景技術：

果蔬切片后含水量高，不易貯存，損耗嚴重。因此常采用干燥的方法延長果蔬片的保存期，降低損耗。目前常用的干燥方法包括微波干燥、熱風干燥、真空冷凍干燥等，普遍存在著干燥時間長、能耗消耗大、加工成本高等實際問題，其主要原因是干燥產品的水分擴散速率緩慢。水分擴散速率與果蔬物性、干燥溫度、表面特性等因素有關。對于厚度一定的果蔬片而言，過高的干燥溫度易造成表面皺縮，影響生產品質，需要尋求改變果蔬片表面特性的方法。

自然界中，落葉灌木金葉女貞具有氣候適應性強、易繁殖、葉期長等特點；金葉女貞的葉脈運輸水、無機鹽和有機物，葉脈節(jié)點處氣孔分布密集，是植株與外界進行氣體和水分交換的主要通道，能有效控制水分蒸騰；中華蜜蜂蜜源采集力強、利用率較高、采蜜期長，是在我國廣泛分布的蜜蜂品種；中華蜜蜂尾針的幾何形狀具有優(yōu)秀的穿刺能力，可以輕易穿透動物或人類的組織和表皮。

技術實現要素：

本發(fā)明為了解決現有果蔬片干燥加工時存在干燥時間長且生產品質差的問題，提供了一種具有仿生結構的果蔬片穿刺裝置。

本發(fā)明是采用如下技術方案實現的：一種具有仿生結構的果蔬片穿刺裝置，包括下壓提升機構、穿刺壓頭組件、底座；下壓提升機構包括固定在底座上的支架，支架上端連接有端蓋，且支架內設置有與端蓋連接的圓柱狀套筒，圓柱狀套筒內設置有下端伸出其底端、上端伸出端蓋的頂桿，且圓柱狀套筒內的頂桿上設置有與其一體的導向套，頂桿上套有下端緊貼導向套下端面的彈簧，頂桿的頂端連接有把手；穿刺壓頭組件包括與頂桿下端連接的壓頭連接板，壓頭連接板的下端面連接有若干穿刺壓頭，且穿刺壓頭呈落葉灌木金葉女貞葉脈節(jié)點形式分布，每個穿刺壓頭的形狀為中華蜜蜂尾部刺針狀；底座上連接有位于其上方的分離擋板，且底座和分離擋板上均設置有與穿刺壓頭上下位置對應的導向通孔。

進行穿刺作業(yè)時，將穿刺片放置在底座與分離擋板之間，手握把手下壓帶動頂桿在套筒內下移，進行帶動壓頭連接板及穿刺壓頭下移，穿刺壓頭穿過分離擋板和底座的導向通孔，對待加工果蔬片沖孔；沖孔結束后，松開把手，在彈簧的作用下壓頭連接板及穿刺壓頭上移復位；已沖孔加工的果蔬片經分離擋板與穿刺壓頭分離，完成沖孔過程，克服了現有果蔬片干燥加工時存在干燥時間長且生產品質差的問題。

壓頭連接板的底面為正方形，邊長為6a(a為正數)mm；穿刺壓頭分布在以壓頭連接板底面中心為坐標原點建立的平面直角坐標系中，直角坐標系構成的第一象限內設置有四個穿刺壓頭，第一個穿刺壓頭的軸心在方程上，軸心坐標為(2a，1.5a)，第二個穿刺壓頭的軸心在方程上，軸心坐標為(2.5a，0.75a)，第一、二個穿刺壓頭的軸心坐標以直線y＝x對稱的坐標(1.5a，2a)和(0.75a，2.5a)為第三、四個穿刺壓頭的軸心坐標；第一象限內的穿刺壓頭的軸心坐標以x軸對稱，得到第四象限內穿刺壓頭的軸心坐標(2a，-1.5a)、(1.5a，-2a)、(2.5a，-0.75a)、(0.75a，-2.5a)；第一象限內穿刺壓頭的軸心坐標以y軸對稱，得到第二象限內穿刺壓頭的軸心坐標(-2a，1.5a)、(-1.5a，2a)、(-2a，-1.5a)、(-1.5a，-2a)；第四象限內穿刺壓頭的軸心坐標以y軸對稱，得到第三象限內穿刺壓頭的軸心坐標(-2.5a，0.75a)、(-0.75a，2.5a)、(-2.5a，-0.75a)、(-0.75a，-2.5a)；直角坐標系坐標軸上穿刺壓頭的軸心坐標為(-2a，0)、(-a，0)、(a，0)、(2a，0)、(0，-2a)、(0，-a)、(0，a)、(0，2a)、(0，0)。

穿刺壓頭是由壓頭本體和連接柄兩部分組成的，壓頭本體軸線所在的截面輪廓曲線方程為f(z)＝b·z^c+e，其中b的取值范圍為-15.16至42.09，c的取值范圍為-0.0731至0.2484，e的取值范圍為-42.09至15.16，z代表壓頭本體的長度，其取值范圍為1至15mm；連接柄為底面半徑為f(z)的最大值、長度為L的圓柱體，L的取值范圍是10至15mm。

穿刺壓頭是由304不銹鋼制成的。

本發(fā)明結構設計合理可靠，構建了果蔬片內部組織之間的水分運移通道，提高果蔬片的干燥效率，進而提高了產品的質量等級，而且操作過程方便快捷，提高提高了作業(yè)效率，具有結構簡單、加工方便且成本低的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖2為圖1的剖視示意圖；

圖3為圖1中壓頭連接板底面穿刺壓頭的分布示意圖；

圖4為圖1中穿刺壓頭的結構示意圖；

圖5為圖1中穿刺壓頭的壓頭本體的輪廓曲線圖；

圖6為圖1中穿刺壓頭的壓頭本體和連接柄的輪廓示意圖。

圖中：1-把手，2-端蓋，3-圓柱狀套筒，4-壓頭連接板，5-穿刺壓頭，6-分離擋板，7-導向套，8-支架，9-頂桿，10-彈簧，11-導向通孔，12-底座，13-壓頭本體，14-連接柄。

具體實施方式

實施例1

壓頭連接板4的底面為正方形，邊長為30mm；穿刺壓頭5分布在以壓頭連接板底面中心為坐標原點建立的平面直角坐標系中，直角坐標系構成的第一象限內設置有四個穿刺壓頭5，第一個穿刺壓頭5的軸心坐標為(10，7.5)，第二個穿刺壓頭5的軸心坐標為(12.5，3.75a)，第一、二個穿刺壓頭5的軸心坐標以直線y＝x對稱的坐標(7.5，10)和(3.75，12.5)為第三、四個穿刺壓頭5的軸心坐標；第一象限內的穿刺壓頭5的軸心坐標以x軸對稱，得到第四象限內穿刺壓頭5的軸心坐標(10，-7.5)、(7.5，-10)、(12.5，-3.75)、(3.75，-12.5)；第一象限內穿刺壓頭5的軸心坐標以y軸對稱，得到第二象限內穿刺壓頭5的軸心坐標(-10，7.5)、(-7.5，10)、(-10，-7.5)、(-7.5，-10)；第四象限內穿刺壓頭5的軸心坐標以y軸對稱，得到第三象限內穿刺壓頭5的軸心坐標(-12.5，3.75)、(-3.75，12.5)、(-12.5，-3.75)、(-3.75，-12.5)；直角坐標系坐標軸上穿刺壓頭5的軸心坐標為(-10，0)、(-5，0)、(5，0)、(10，0)、(0，-10)、(0，-5)、(0，5)、(0，10)、(0，0)。

穿刺壓頭5是由壓頭本體13和連接柄14兩部分組成的，壓頭本體13軸線所在的截面輪廓曲線方程為f(z)＝13.69z^0.08763-13.69，其中b的取值為13.69，c的取值為0.08763，e的取值為-13.69，z代表壓頭本體13的長度，其取值范圍為1至1.63mm；連接柄14為底面半徑為f(1.63)＝0.5989mm、長度為L的圓柱體，L的取值是10mm。適用于蘋果、棗、胡蘿卜等果蔬片的穿刺沖孔。

實施例2

壓頭連接板4的底面為正方形，邊長為60mm；穿刺壓頭5分布在以壓頭連接板底面中心為坐標原點建立的平面直角坐標系中，直角坐標系構成的第一象限內設置有四個穿刺壓頭5，第一個穿刺壓頭5的軸心坐標為(20，15)，第二個穿刺壓頭5的軸心坐標為(25，7.5)，第一、二個穿刺壓頭5的軸心坐標以直線y＝x對稱的坐標(15，20)和(7.5，25)為第三、四個穿刺壓頭5的軸心坐標；第一象限內的穿刺壓頭5的軸心坐標以x軸對稱，得到第四象限內穿刺壓頭5的軸心坐標(20，-15)、(15，-20)、(25，-7.5)、(7.5，-25)；第一象限內穿刺壓頭5的軸心坐標以y軸對稱，得到第二象限內穿刺壓頭5的軸心坐標(-20，15)、(-15，20)、(-20，-15)、(-15，-20)；第四象限內穿刺壓頭5的軸心坐標以y軸對稱，得到第三象限內穿刺壓頭5的軸心坐標(-25，7.5)、(-7.5，25)、(-25，-7.5)、(-7.5，-25)；直角坐標系坐標軸上穿刺壓頭5的軸心坐標為(-20，0)、(-10，0)、(10，0)、(20，0)、(0，-20)、(0，-10)、(0，10)、(0，20)、(0，0)。

穿刺壓頭5是由壓頭本體13和連接柄14兩部分組成的，壓頭本體13軸線所在的截面輪廓曲線方程為f(z)＝25.02z^0.06-25.02，其中b的取值為25.02，c的取值為0.06，e的取值為-25.02，z代表壓頭本體的長度，其取值范圍為1至2.25mm；連接柄(14)為底面半徑為f(2.25)＝1.2475mm、長度為L的圓柱體，L的取值范圍是15mm。

實施例3

壓頭連接板4的底面為正方形，邊長為48mm；穿刺壓頭5分布在以壓頭連接板底面中心為坐標原點建立的平面直角坐標系中，直角坐標系構成的第一象限內設置有四個穿刺壓頭5，第一個穿刺壓頭5的軸心坐標為(16，12)，第二個穿刺壓頭5的軸心坐標為(20，6)，第一、二個穿刺壓頭5的軸心坐標以直線y＝x對稱的坐標(12，16)和(6，20)為第三、四個穿刺壓頭5的軸心坐標；第一象限內的穿刺壓頭5的軸心坐標以x軸對稱，得到第四象限內穿刺壓頭5的軸心坐標(16，-12)、(12，-16)、(20，-6)、(6，-20)；第一象限內穿刺壓頭5的軸心坐標以y軸對稱，得到第二象限內穿刺壓頭5的軸心坐標(-16，12)、(-12，16)、(-16，-12)、(-12，-16)；第四象限內穿刺壓頭5的軸心坐標以y軸對稱，得到第三象限內穿刺壓頭5的軸心坐標(-20，6)、(-6，20)、(-20，-6)、(-6，-20)；直角坐標系坐標軸上穿刺壓頭5的軸心坐標為(-16，0)、(-8，0)、(8，0)、(16，0)、(0，-16)、(0，-8)、(0，8)、(0，16)、(0，0)。

穿刺壓頭5是由壓頭本體13和連接柄14兩部分組成的，壓頭本體13軸線所在的截面輪廓曲線方程為f(z)＝11.58z^0.086-11.58，其中b的取值為11.58，c的取值為0.086，e的取值為-11.58，z代表壓頭本體13的長度，其取值范圍為1至2.62mm；連接柄(14)為底面半徑為f(2.62)＝1mm、長度為L的圓柱體，L的取值范圍是12mm。