[发明专利]一种利用椰青电容特征的椰子自动开孔设备及其工作方法

权利要求书

1.一种利用椰青电容特征的椰子自动开孔设备，其特征在于，包括：

用于将椰子抱紧的抱紧爪（1）；

用于驱动抱紧爪（1）抱紧或松开的抱紧电机（6）；

用于对椰子进行开孔的切刀（2）；

用于驱动切刀（2）进给运动的切刀进给装置（3）；

用于驱动切刀（2）旋转的切刀旋转驱动电机（9）；

用于在椰子开孔过程中利用椰青电容特征对开孔状态进行识别的工作状态识别单元；

用于根据工作状态识别单元的信号，控制椰子抱紧电机（6）、切刀进给装置（3）、切刀旋转驱动电机（9）工作的控制单元；

所述抱紧爪（1）钳住椰子的椰青纤维层外皮后，抱紧爪（1）作为电容的一个极板，切刀（2）作为电容的另一个极板，切刀（2）在切刀进给装置（3）的驱动下向下运动，逐渐形成以椰青固有材质为介电特征的电容；所述电容的电容值随着切割过程的进行而发生变化，即切刀（2）电极与椰青不同介质的触及过程反映出不同的电容数值。

2.如权利要求1所述的一种利用椰青电容特征的椰子自动开孔设备，其特征在于：在切刀（2）进给过程中，以椰青固有材质为介电特征的电容随着切刀（2）进给的进行实现电容值从大到小的变化：当切刀与椰青顶部有间隙时，电容数值无穷大；当切刀接触到椰青纤维层，电容数值为几百微法；当切刀接触到椰青黑皮层及木质硬壳层，电容数值为几十微法；当切刀触及椰青中较软的白色果肉层及椰汁时，电容值小于十微法。

3.如权利要求1或2所述的一种利用椰青电容特征的椰子自动开孔设备，其特征在于，所述工作状态识别单元包括：

用于检测抱紧爪（1）是否从上一个工作状态回复至预定的初始位置的抱紧爪张角位置限位开关（7）；

用于检测切刀（2）是否从上一个工作状态回复至预定的初始位置的切刀初始限位开关（8）；

用于将椰青外壳不同层次材料所体现的电容值转换成电信号，并发送给控制单元的电容传感器信号调理单元。

4.如权利要求3所述的一种利用椰青电容特征的椰子自动开孔设备，其特征在于：所电容传感器信号调理单元通过导线连接抱紧爪（1）和切刀（2）；所述电容传感器信号调理单元采用多谐振荡器方式，将椰青外壳不同层次材料所体现的电容值通过RC振荡转换成频率信号，送入控制单元测频，控制单元对该频率信号进行运算处理求出被测电容的值，电容值的变化情况反映出椰子的开孔状态和品相。

5.如权利要求4所述的一种利用椰青电容特征的椰子自动开孔设备的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：控制单元通过抱紧爪张角位置限位开关（7）检测抱紧爪（1）是否从上一个工作状态回复至预定的初始位置，若回复至初始位置，则控制单元通过抱紧电机（6）驱动抱紧爪（1）将椰子抱紧，完成电容一块极板的构成；

步骤2：抱紧爪（1）将椰子抱紧后，控制单元通过切刀初始限位开关判断切刀（2）是否从上一个工作状态回复至预定的初始位置，若回复至初始位置，则控制单元通过切刀进给装置（3）驱动切刀（2）由上往下运动，同时控制单元通过切刀旋转驱动电机（9）驱动切刀（2）同步旋转；

步骤3：在切刀（2）由上往下运动的过程中，控制单元通过电容传感器信号调理单元产生的电信号检测切刀（2）与椰青的接触状态，当检测到切刀（2）触及椰青中的白色果肉层时，控制单元通过控制切刀进给装置（3）将切刀（2）抬起、通过控制抱紧电机（6）将抱紧爪（1）松开。

6.如权利要求5所述的一种利用椰青电容特征的椰子自动开孔设备的工作方法，其特征在于：所述步骤3中，当控制单元检测到电容值从切刀为触及椰青的无穷大电容值变化成几百微法时，表示切刀（2）接触到椰青纤维层；当控制单元检测到电容值从几百微法减小到几十微法时，表示切刀（2）接触到椰青的黑皮层及木质硬壳层；当控制单元检测到电容值小于十微法时，表示切刀（2）触及椰青中的白色果肉层。