坚果激光破壳机的制作方法

技术领域：

本发明坚果激光破壳机，适用于农产品加工行业对硬壳类坚果进行破壳，脱壳的加工，促进坚果种植产业发展，坚果深加工行业扩大规模，提高产品质量，并带动机械加工行业、激光电子行业持续发展。

背景技术：
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目前，市场上的硬壳类坚果，比如榛子、板栗、核桃等，无论是欧洲发达国家采用的液氮冷冻加工破壳方式，高温烘烤加工破壳剥壳模式，还是国内采用机械式的剥壳方式，都存在着效率低，破损率高，或者成品有熟化现象，机械设备复杂等加工成本高，制约了各类坚果种植产业，加工行业的发展。加工行业对坚果类去壳的相关产品不少，但市场上经济适用的机械，一直是空白。

技术实现要素：
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本发明坚果激光破壳机，针对目前农产品市场上的硬壳类坚果，存在加工破壳效果不理想、效率低、破损率高、成品有熟化或者机械设备复杂等问题而设计。本机械运用机械加工行业比较成熟的激光切割技术，借用左轮枪械装弹原理进行装料，采用旋转坚果经过激光束的方法，激光灼烧坚果坚硬的外壳，达到高效，经济破壳的目的。

本发明坚果激光破壳机，外形如图1。

附图1说明：001料斗002电控箱003机架004搅笼步进电机盖005排烟孔006出料孔007万向轮008机器盖009搅笼轴承座。

本机械结构由以下十部分组成：1机架部分；2下料装置；3旋转料轮填料装置；4旋转料轮填料驱动装置；5旋转料轮旋转驱动装置；6坚果旋转装置；7送料装置；8激光装置；9排烟装置；10电控箱。

1机架部分，如图2。

附图2说明：001料斗003机架005排烟孔006出料孔007万向轮008机器盖016料斗安装座026、027维修提手030机架安装板。

具体实施方式：料斗001插入料斗安装座016后，用螺丝连接；机架安装板架030靠定位嵌入机架003上；机器盖008的下边框内侧与机架安装板架030的外边框贴合，起到定位安装的作用；机架安装板架030和机器盖008压在机架003的上表面；机架003底下安装4个万向轮，便于机器移动；维修提手026、027可以方便提起，便于维护维修。

2下料装置，如图3。

附图3说明：001料斗004搅笼步进电机盖008机器盖009、015搅笼轴承座010搅笼步进电机011搅笼012.013齿轮014步进电机架016料斗安装座。

具体实施方式：搅笼步进电机010、搅笼011等安装在机器盖008上，料斗001插入料斗安装座016内；搅笼步进电机010的转动，经齿轮012、013减速，带动搅笼011转动，将料斗001内的坚果搅动，使坚果在重力作用下，下落到进料筒内。

3旋转料轮填料装置，如图4。

附图4说明：025下料筒030机架安装板101旋转料轮102填料架103填料摇臂104填料驱动轴105回位弹簧106轴销107旋转料轮轴108下料口109、110挡料片111、112轴承座板113旋转料轮齿轮114进料筒115坚果。

具体实施方式：旋转料轮101通过旋转料轮轴107安装在固定轴承座111、112上；轮上有四个进料筒114，旋转料轮轴107的一端固定安装旋转料轮齿轮113，齿轮113转动，整个旋转料轮101一起转动；旋转料轮101转动的停止位置有四个，料轮的进料筒口位置分别与下料口108相对应；下料筒025安装在机器盖上，位于料斗安装座016的下方(见图3)；旋转料轮101的两端有挡料片109和110，防止坚果滑出；填料架102上安装有填料驱动轴104、回位弹簧105，填料摇臂103摆动，下料筒025内的坚果落入下料口108内，填料驱动摇臂103松开，弹簧回位，下料口108内的坚果115被填料驱动轴104推入进料筒114内。

4旋转料轮填料驱动装置，如图5。

附图5说明：102填料架103填料摇臂104填料驱动轴151垫高安装块153驱动安装版154步进电机架155填料步进电机156、157减速对伞齿轮158、159减速对齿轮160、161减速对齿轮162、163减速对伞齿轮164旋转驱动齿轮165、166对齿轮167、168减速对齿轮169间歇凸轮170进料凸轮171、172、173、174轴承座安装板175、176轴承座177进料凸轮轴178间歇凸轮轴179第一从动轴180第三从动轴181第二从动轴182第四从动轴。

具体实施方式：填料步进电机155的转动，经减速对伞齿轮156、157换向减速(减速比1∶1)，输出的动力分三路输出；一路经进料凸轮轴177，带动进料凸轮170转动，进料凸轮轴177转一圈，驱动进料凸轮170转一圈，带动填料摇臂103一次；一路经进料凸轮轴177，减速对齿轮158、159(减速比2∶1)，第一从动轴179，减速对齿轮160，161(减速比2∶1)，第二从动轴181，对齿轮165、166(减速比1∶1)，第三从动轴180，减速对齿轮167、168(减速比3∶1)，驱动间歇凸轮轴178，带动间歇凸轮169转动，驱动凸轮170转12圈，间歇凸轮169转一圈；最后一路经进料凸轮轴177，减速对齿轮158、159(减速比2∶1)，第一从动轴179，减速对齿轮160、161(减速比2∶1)，第二从动轴181，减速对伞齿轮162、163(减速比3∶1)，第四从动轴182，带动旋转驱动齿轮164转动；以上机件安装在驱动安装版153上，通过四个垫高安装块与上面的机架安装板030相连。进料凸轮170旋转带动填料摇臂103摆动时，坚果被推入进料筒114内(图4)；间歇凸轮169带动填料摇臂103摆动时，进料凸轮170旋转但不能带动填料摇臂103摆动，停止进料。

5旋转料轮旋转驱动装置，分解结构如图6，齿轮传递图7，整体图8。

附图6说明：101旋转料轮107旋转料轮轴111、112轴承座板113旋转料轮齿轮153驱动安装版155填料步进电机162、163减速对伞齿轮164旋转驱动齿轮174轴承座安装板175、176轴承座181第二从动轴182第四从动轴183拨盘轴184槽轮轴185拨盘齿轮186拨盘187槽轮齿轮188槽轮216旋转筒轴承座板。

具体实施方式：旋转料轮101通过旋转料轮轴107和旋转料轮齿轮113固定连接成一体，旋转料轮101和旋转料轮齿轮113一起旋转；旋转料轮轴107两端通过轴承安装在轴承座板111、112上；槽轮齿轮187、槽轮188用槽轮轴184连接一起，同步转动；拨盘齿轮185拨盘186用拨盘轴183连接一起，同步转动；拨盘轴183和槽轮轴184两端通过轴承安装在轴承座板111、216上；槽轮齿轮187和旋转料轮齿轮113啮合，拨盘186和槽轮188啮合，拨盘齿轮185和旋转驱动齿轮164啮合。

附图7说明：030机架安装板102填料驱动架103填料摇臂107旋转料轮轴113旋转料轮齿轮151垫高安装块153驱动安装版155填料步进电机164旋转驱动齿轮182第四从动轴183拨盘轴184槽轮轴185拨盘齿轮186拨盘187槽轮齿轮188槽轮。

具体实施方式：进料凸轮轴177，减速对齿轮158、159(减速比2∶1)，第一从动轴179，减速对齿轮160、161(减速比2∶1)，第二从动轴181，减速对伞齿轮162、163(减速比3∶1)，第四从动轴182，带动旋转驱动齿轮164转动(见图5)；旋转驱动齿轮164和拨盘齿轮185(速比1∶1)啮合，经拨盘轴183，同步带动拨盘186，拨盘186和槽轮188啮合(速比1∶1)，经槽轮轴184，同步带动槽轮齿轮187，槽轮齿轮187和旋转料轮齿轮113啮合(速比1∶1)，经旋转料轮轴107，同步带动旋转料轮101转动。驱动安装版153用4个垫高安装块151与上面的机架安装板030相连接。

附图8说明：026、027维修提手030机架安装板101旋转料轮102填料驱动架103填料摇臂107旋转料轮轴109、110挡料片111、112轴承座板113旋转料轮齿轮153驱动安装版155填料步进电机164旋转驱动齿轮169间歇凸轮170进料凸轮216旋转筒轴承座板。

具体实施方式：填料步进电机155转动12圈，驱动进料凸轮170转12圈，驱动间歇凸轮169转一圈，驱动旋转填料轮驱动齿轮164转一圈；进料凸轮170开始每转一圈，带动填料摇臂103摆动回位一次，送入填料筒114坚果115一个；当填料步进电机155转动到第九圈时，间歇凸轮169顶住填料摇臂103，填料摇臂103不能回位，进料凸轮170空转，停止填料；另一边旋转填料驱动齿轮164和拨盘齿轮185(速比1∶1)啮合，经拨盘轴183，同步带动拨盘186，拨盘186和槽轮188啮合(速比1∶1)，经槽轮轴184，同步带动槽轮齿轮187，槽轮齿轮187和旋转料轮齿轮113啮合(速比1∶1)，经旋转料轮轴107，同步带动旋转料轮101转动，当填料驱动步进电机155转动到第12圈结束时，旋转料轮101刚好转动了45度；间歇凸轮169转动到解除对填料摇臂103的束缚时，进料凸轮170开始带动填料摇臂103摆动，开始向填料筒114送入坚果，填料摇臂103摆动8次，打满一个填料筒；然后间歇凸轮169顶住填料摇臂103，进料凸轮170空转4次，填料摇臂103停摆，此时槽轮188旋转，经槽轮齿轮187带动旋转料轮齿轮113，旋转料轮101转动，更换下一个进料筒，如此循环工作。

6坚果旋转装置，如图9。

附图9说明：030机架安装板111轴承座板201旋转筒步进电机202步进电机架203联轴器205、206主动齿轮207、208从动齿轮209前旋转筒210后旋转筒211主动齿轮轴212，213旋转筒轴承座214，215，216，旋转筒轴承座板217出料筒218后旋转筒内套219前旋转筒内套301激光头。

具体实施方式：主动齿轮轴211上固定安装着尺寸相同的主动齿轮205、206，主动齿轮轴211通过联轴器203，与旋转筒步进电机201相连接；后旋转筒210两端通过轴承安装在旋转筒轴承板214、215上，中间固定安装从动齿轮208，从动齿轮208与主动齿轮206啮合；前旋转筒209两端通过轴承安装在旋转筒轴承板216、111上，中间固定安装从动齿轮207，从动齿轮207与主动齿轮205啮合；旋转筒步进电机201转动，经联轴器203，主动齿轮轴211，主动齿轮205、206，从动齿轮207、208，带动前旋转筒209和后旋转筒210，同步一起旋转；在前旋转筒209和后旋转筒210之间留有一定的间隙，便于激光头301的光束，从间隙中打到从旋转筒中经过的坚果上；后旋转筒内套218、前旋转筒内套219镶嵌在前、后旋转筒内壁间隙的两端；内套是用有弹性的橡胶做成，有较好的弹性，旋转筒内套的内壁型似刺猬的外衣，便于夹持大小不同的坚果，同旋转筒一起旋转。

7推料装置，如图10。

附图10说明：030机架安装板101旋转料轮112轴承板251推料步进电机252步进电机架253同步带254，255同步轮256推料滑台257，265光轴座258推料轴259，260滑台座261光轴262滑台丝杠263，266丝杠轴承座264推料轴承座267推料轴端。

具体实施方式：推料步进电机251转动，经同步轮254，同步带253，同步轮255，带动滑台丝杠262转动，推料滑台256移动；固定安装在滑台上的推料轴258，经过推料轴承座264，推动旋转料轮101内的坚果，经过前旋转筒209，向激光射入点通过；推料轴258的推料轴端267到达激光射入点停止并返回；旋转填料轮101和推料滑台256之间有互锁关联，旋转填料轮101转动时，推料滑台256不能移动，推料滑台256移动时，旋转填料轮101不能转动，通过感应开关，用plc来控制。

8激光装置，如图11。

附图11说明：030机架安装板112轴承座板115坚果201旋转筒步进电机205、206主动齿轮207、208从动齿轮209前旋转筒210后旋转筒218后旋转筒内套219前旋转筒内套258推料轴264推料轴承座267推料轴端301激光头302激光头调整架303激光反射片304激光发射管305、306管架307激光束。

具体实施方式：旋转筒步进电机201的转动，经主动齿轮205、206，从动齿轮207、208，前后旋转筒210、209，前后旋转筒内套218、219夹持的坚果115，在推料轴258的推动下，旋转的坚果经过前后旋转筒210、209的中间间隙位置；激光发射管304发射的激光经激光反射片303反射变角度，经激光头301聚焦后，激光束射到前后旋转筒209、210的中间间隙位置(坚果经过处)。

9排烟装置，如图12。

附图12说明：005排烟口030机架安装板115坚果215、216旋转筒轴承座板218后旋转筒内套219前旋转筒内套301激光头303激光反射片304激光发射管307激光束351排烟盒352风扇353风扇安装座354挡光板。

具体实施方式：风扇安装座353安装在前旋转筒209、后旋转筒210的中间位置，固定安装在旋转筒轴承座板215、216上；激光头301聚焦的光束，射到旋转经过的坚果上，对坚果的坚硬表皮进行灼烧，产生的烟雾，由安装在其上面的风扇352抽吸，经排烟盒351的排烟口005排出。

10电控箱，如图13。

附图13说明：050箱外壳052启动键053停止键054显示屏055启动指示灯056停止指示灯057电源指示灯058缺料报警指示灯059激光工作指示灯060报警蜂鸣器。

具体实施方式：本机器采用plc自动编程控制，被控电气包括：搅笼步进电机010，填料步进电机155，推料步进电机251，旋转筒步进电机201，激光发射管304，风扇352；设有缺料报警指示灯058，激光工作指示灯059，报警蜂鸣器060；软件调整激光功率，调整旋转筒步进电机201的转速，调整推料步进电机251的转速(控制推料速度)，来调整激光切口的深浅。

本机器工作全过程；料斗001内的坚果，经搅笼011的搅动，下落到进料筒025内，并成纵向排列装满下料筒025；进料凸轮170转动，带动填料摇臂103摆动，带动填料驱动轴104上的填料驱动弹簧105压缩，进料筒025内的坚果下落一个到下料口108的底部。

进料凸轮170转过最高点后，填料摇臂103回位，在填料驱动弹簧105反弹力的作用下，填料驱动轴104将下料口108底部的一个坚果，打入填料筒114内，如此工作，打入8个坚果后，填料筒114被装满。

此后，间歇凸轮169和旋转驱动齿轮164同时转动到位：间歇凸轮169转动到凸台位置，间歇凸轮169顶住填料摇臂103，填料驱动摇臂103不能回位，填料停止；旋转驱动齿轮164和拨盘齿轮185啮合，经拨盘轴183，同步带动拨盘186，拨盘186和槽轮188啮合，经槽轮轴184，同步带动槽轮齿轮187，槽轮齿轮187和旋转料轮齿轮113啮合，经旋转料轮轴107，同步带动旋转料轮101转动，旋转料轮101开始转动，转动45度后，拨盘186和槽轮188分离，旋转料轮101停止转动。

下料口108与下一个填料筒114口对齐，间歇凸轮169转过凸台位置，填料摇臂103不被间歇凸轮169顶住，又可回位工作，将坚果打入填料筒114内。当旋转料轮101的填料筒114口与推料轴258轴向对齐时，旋转料轮101处于停转状态，推料步进电机251工作，推料滑台256带动推料轴258，将推料轴258前端填料筒114内的坚果向前推移。

被推料轴258推动的坚果，穿过由旋转筒驱动步进电机201带动的前旋转筒209时，坚果开始与前旋转筒209同步旋转；当推料轴258推动旋转的坚果经过激光束时，激光射到坚果上，对坚果的坚硬表皮进行灼烧，在坚果表皮产生螺纹状的烧痕开裂；产生的烟雾，由风扇352抽吸，经排烟盒351从排烟口005排出。推料轴258到达激光射入孔位置，马上返回，准备下一次推料。被推料轴258推动的坚果，穿过不旋转的前旋转筒209和后旋转筒210时，只对坚果进行开口。