一种可控制核桃撞击力度的机构及核桃破壳装置的制作方法

本发明涉及核桃加工的技术领域，特别是涉及一种可控制核桃撞击力度的机构及核桃破壳装置。

背景技术

核桃是山区比较适宜种植的一种主要农作物，又称胡桃，羌桃，为胡桃科植物，核桃仁含有丰富的蛋白质、脂肪等营养素，并含有人体必需的钙、磷、铁等多种微量元素和矿物质，以及胡萝卜素、核黄素等多种维生素，对人体有益，是深受人们喜爱的坚果类食品之一。

随着核桃种植面积和产量的不断激增，核桃已成为具有地方特色的果品之一，但是核桃的深加工、核桃产品的开发程度还远远不够。目前核桃仁的获取基本是靠手工砸取，这种方法劳动强度大，生产率低，易把核桃仁打碎，且病菌感染指数较高，影响了核桃仁的品质及出仁率。为了改善手工砸取核桃仁存在的诸多问题，实现自动化破壳取仁，专利cn201610224334.6公开了一种带定位输送的核桃破壳装置及其使用方法，包括设于机架的至少一个核桃破壳模具和至少两根撞击杆，核桃破壳模具开有核桃定位孔，核桃破壳模具的侧壁开有至少两个与核桃定位孔相通的开孔，多根撞击杆在移动机构的带动下穿过与每根撞击杆对应的开孔撞击设置于核桃定位孔内的核桃，还包括设置于核桃定位孔两侧用于覆盖核桃定位孔的定位定量送料滑块，在核桃定位孔入口侧定位定量送料滑块的上方设有定位输送机构，定位输送机构内通道的形状与核桃最大横截面的形状相同；该专利通过定位输送机构与定位定量送料滑块的配合，实现核桃未进入核桃定位孔内时，在定位输送机构内通道进行储存，有效保证核桃定位孔内的撞击工作。上述专利实现了自动化破壳取仁，但是不同品种的核桃其外壳的硬度不同，使用撞击式核桃破壳装置来实现不同品种核桃破壳取仁时，需要调节撞击力度的大小，上述专利无法根据核桃品种控制撞击力度，从而导致无法精确的对核桃进行破碎，使得易出现外壳破碎不完全或核桃仁被撞碎的现象。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可控制核桃撞击力度的机构及核桃破壳装置，可根据核桃种类控制撞击力度，提高整仁率和破壳率。

为实现上述目的，本发明提供一种可控制核桃撞击力度的机构，包括撞击杆套筒、撞击杆、第一连杆、滑块、带动滑块水平往复滑动的传动组件、为传动组件提供动力的第一动力源和撞击力度控制电路；撞击杆套筒与输送单个核桃的落果控制机构连通，第一端为开口端，第二端为封闭端，所述撞击杆套筒上设置有向封闭端延伸的条形槽；撞击杆滑动套设在撞击杆套筒内，能从撞击杆套筒的开口端伸出，与撞击杆套筒的封闭端之间设置有撞击弹簧，杆体上设置有伸出条形槽的连柄；第一连杆的第一端与连柄连接，第二端设有衔铁；滑块上安装有与衔铁配合的电磁开关；撞击力度控制电路包括电子控制器、为电磁开关供电的第一电源、用于检测撞击弹簧压缩量的位移传感器以及为位移传感器供电的第二电源；电子控制器用于接收位移传感器反馈的检测值，并对比撞击力度的预设值和检测值，以判断是否断开第一电源和电磁开关之间的连接。

进一步地，撞击力度控制电路还包括整流电路、滤波电路和稳压电路；电子控制器为继电器；第一电源为直流电源；位移传感器为变极距式电容传感器；第二电源为交流电源；变极距式电容传感器的输出电流为交流电压信号，经过整流电路、滤波电路和稳压电路可得到能够被继电器检测到的直流电压信号。

具体地，变极距式电容传感器串联有电容传感器保护电阻；整流电路包括整流电桥；滤波电路包括滤波电容以及与滤波电容并联的滤波电路电阻；稳压电路包括稳压二极管、与稳压二极管并联的第一稳压电路电阻和与稳压二极管串联的第二稳压电路电阻；电磁开关串联有电磁开关保护电阻。

进一步地，传动组件包括第二连杆和与第一动力源连接的转轴；第二连杆的第一端转动连接在转轴端面上非圆心的点上，第二端与滑块连接。

进一步地，上述可控制核桃撞击力度的机构，还包括转轴支撑架；转轴支撑架包括直杆、设置在直杆顶端的环形架以及外圈安装在环形架内的轴承；转轴的两端与轴承的内圈连接。

本发明还提供一种核桃破壳装置，包括设置在撞击杆套筒开口端外的被撞块和上述任一项所述的可控制核桃撞击力度的机构。

进一步地，上述核桃破壳装置，还包括落果控制机构；落果控制机构包括与撞击杆套筒垂直且连通的落果管、设置在落果管顶端的进料口、转动设置在落果管外壁上的圆盘、第三连杆、第四连杆、第五连杆以及带动圆盘旋转的第二动力源；落果管的管壁上设置有第一开槽；第三连杆的第一端穿过设置在撞击杆套筒上的第一支撑杆，第二端为挡板穿过第一开槽伸入落果管内，阻止核桃落下；第三连杆能在第一支撑杆的转孔内水平滑动；第四连杆的第一端转动连接在圆盘上非圆心的点上，第二端通过第五连杆与第三连杆连接。

进一步地，上述核桃破壳装置，还包括可控制核桃撞击间距的机构；可控制核桃撞击间距的机构包括第六连杆、第七连杆、具有阻尼的齿轮以及底端设置有楔形块的齿条；落果管的管壁上设置第二开槽；第二开槽位于第一开槽的下方，数量为两个，且相对设置；第六连杆的第一端铰接在撞击杆套筒上的第二支撑杆上，第二端为挡板穿过第二开槽伸入落果管内；第七连杆的杆体铰接在撞击杆套筒上的第三支撑杆上，第一端为径向不完全齿轮，第二端为挡板穿过第二开槽伸入落果管内；第六连杆的挡板和第七连杆的挡板通过挡板弹簧与落果管内壁连接，阻止核桃落入撞击杆套筒内；齿轮的圆心转动连接在撞击杆套筒上的第四支撑杆上，且分别与径向不完全齿轮和齿条啮合；齿条通过齿条支撑架设置在撞击杆套筒的上方，且能在齿条支撑架内竖直滑动，楔形块位于撞击杆套筒条形槽的起始端的上方。

进一步地，上述核桃破壳装置，还包括复位组件；复位组件包括凸轮以及带动凸轮旋转的第三动力源；凸轮设置在第七连杆的上方，位于第七连杆与第三支撑杆的铰接点和第七连杆第一端之间。

进一步地，上述核桃破壳装置，还包括振荡器和树杈型通风腔；振荡器位于被撞块下方；树杈型通风腔具有相互贯通的碎果进口、出壳口和出仁口；振荡器向碎果进口倾斜，且出口对准碎果进口；出壳口处设置有负压风机。

本发明的有益效果是：

1.本发明提供的可控制核桃撞击力度的机构可安装于撞击式核桃破壳机上，根据待处理核桃种类所需的撞击力度在控制器中输入预设值，第一电源向电磁开关供电，此时电磁开关产生磁性，第一动力源通过传动组件带动滑块水平往复滑动，电磁开关吸附衔铁，滑块带动与第一连杆连接的撞击杆压缩撞击弹簧，位移传感器检测撞击弹簧压缩量，并将检测值传递给电子控制器，电子控制器对比检测值和预设值，至检测值达到预设值，断开第一电源和电磁开关之间的连接，电磁开关磁性消失，撞击弹簧复位，推动撞击杆将撞击杆套筒内的核桃撞向被撞块，由上可知本发明提供的可控制核桃撞击力度的机构可根据进入撞击杆套筒单个核桃的种类控制撞击力度，以保证核桃壳刚好被撞碎并保证核桃仁的完整性，该机构方便快捷、实用性强，是核桃破壳取仁过程中重要的辅助机构；

2.本发明提供的核桃破壳装置，自动化程度更高，操作简单，大大提高了整仁率。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的可控制核桃撞击力度的机构的结构示意图；

图2为图1所示可控制核桃撞击力度的机构的主视图；

图3为图2所示可控制核桃撞击力度的机构的俯视图；

图4为图2所示可控制核桃撞击力度的机构的左视图；

图5为本发明实施例1提供的可控制核桃撞击力度机构的撞击力度控制电路图；

图6为本发明实施例2提供的核桃破壳装置的主视图；

图7为图6所示核桃破壳装置的俯视图；

图8为图6所示核桃破壳装置的右视图；

图9为图8所示核桃破壳装置a-a面的剖视图；

图10为图6所示核桃破壳装置的后视图；

图11为图6所示核桃破壳装置中落果控制机构的结构示意图；

图12为图6所示核桃破壳装置中齿条支撑架的结构示意图。

图中：1.1-撞击杆套筒；1.2-撞击杆；1.3-第一连杆；1.4-滑块；1.5-撞击弹簧；1.6-连柄；1.7-衔铁；1.8-第二连杆；1.9-转轴；1.10-转轴支撑架；1.11-水平滑槽；1.12-套筒支撑架；2-被撞块；3.1-落果管；3.2-进料口；3.3-圆盘；3.4-第三连杆；3.5-第四连杆；3.6-第五连杆；4.1-第六连杆；4.2-第七连杆；4.3-齿轮；4.4-齿条；4.5-齿条支撑架；5-凸轮；6-振荡器；7-树杈型通风腔；7.1-碎果进口；7.2-出壳口；7.3-出仁口；8-负压风机；9-机壳；

u1-电磁开关；k1-继电器；c1-变极距式电容传感器；c2-滤波电容；v1-交流电源；v2-直流电源；d1-整流电桥；d2-稳压二极管；r1-电容传感器保护电阻；r2-滤波电路电阻；r3-第一稳压电路电阻；r4-第二稳压电路电阻；r5-电磁开关保护电阻。

具体实施方式

实施例1

如图1至图4所示，本实施例提供一种可控制核桃撞击力度的机构，包括撞击杆套筒1.1、撞击杆1.2、第一连杆1.3、滑块1.4、带动滑块1.4水平往复滑动的传动组件、为传动组件提供动力的第一动力源和撞击力度控制电路；撞击杆套筒1.1与输送单个核桃的落果控制机构连通，第一端为开口端，第二端为封闭端，撞击杆套筒1.1上设置有向封闭端延伸的条形槽；撞击杆1.2滑动套设在撞击杆套筒1.1内，能从撞击杆套筒1.1的开口端伸出，与撞击杆套筒1.1的封闭端之间设置有撞击弹簧1.5，杆体上设置有伸出条形槽的连柄1.6；第一连杆1.3的第一端与连柄1.6连接，第二端设有衔铁1.7；滑块1.4上安装有与衔铁1.7配合的电磁开关u1；撞击力度控制电路包括电子控制器、为电磁开关u1供电的第一电源、用于检测撞击弹簧1.5压缩量的位移传感器以及为位移传感器供电的第二电源；电子控制器用于接收位移传感器反馈的检测值，并对比撞击力度的预设值和检测值，以判断是否断开第一电源和电磁开关u1之间的连接。

使用者根据待处理核桃种类所需的撞击力度在控制器中输入预设值，第一电源向电磁开关u1供电，此时电磁开关u1产生磁性，单个核桃落入撞击杆套筒1.1内，第一动力源通过传动组件带动滑块1.4水平往复滑动，电磁开关u1吸附衔铁1.7，滑块1.4带动与第一连杆1.3连接的撞击杆1.2压缩撞击弹簧1.5，位移传感器检测撞击弹簧1.5压缩量，并将检测值传递给电子控制器，电子控制器对比检测值和预设值，至检测值达到预设值，断开第一电源和电磁开关u1之间的连接，电磁开关u1磁性消失，撞击弹簧1.5复位，推动撞击杆1.2将撞击杆套筒1.1内的核桃撞向被撞块2，完成单个核桃的破壳。其中，待处理核桃种类所需撞击力度的确定为现有技术，在此不再赘述。由上可知本实施例提供的可控制核桃撞击力度的机构可根据进入撞击杆套筒1.1单个核桃的种类控制撞击力度，以保证核桃壳刚好被撞碎并保证核桃仁的完整性，该机构方便快捷、实用性强，是核桃破壳取仁过程中重要的辅助机构。

进一步地，如图5所示，撞击力度控制电路还包括整流电路、滤波电路和稳压电路；电子控制器为继电器k1；第一电源为直流电源v2；位移传感器为变极距式电容传感器c1；第二电源为交流电源v1；变极距式电容传感器c1的输出电流为交流电压信号，经过整流电路、滤波电路和稳压电路可得到能够被继电器k1检测到的直流电压信号。

具体地，如图5所示，变极距式电容传感器c1串联有电容传感器保护电阻r1；整流电路包括整流电桥d1；滤波电路包括滤波电容c2以及与滤波电容c2并联的滤波电路电阻r2；稳压电路包括稳压二极管d2、与稳压二极管d2并联的第一稳压电路电阻r3和与稳压二极管d2串联的第二稳压电路电阻r4；电磁开关u1串联有电磁开关保护电阻r5。

撞击力度控制电路工作过程：

①撞击力度控制电路开始工作时，直流电路导通，直流电源v2与电磁开关u1连通，电磁开关u1闭合产生磁场吸附衔铁1.7，压缩撞击弹簧1.5；

②交流电源v1为变极距式电容传感器c1供电，检测撞击弹簧1.5压缩量；

③随着撞击弹簧1.5的被压缩，变极距式电容传感器c1的两片极板距离改变，据电容传感器公式c=（ε*s）/δ和电容公式c=q/u可知，随着极板距离变小，电容变大，电压变小；

④变极距式电容传感器c1输出电压信号，此时是交流电压信号，经过桥式整流电路，滤波电路和稳压电路可得直流电压信号；

⑤该直流电压信号被继电器k1测得；

⑥当直流电压信号小于继电器k1所设定的下限值时，继电器k1开关断开，使得直流电路断开，直流电源v2与电磁开关u1断开，释放撞击弹簧1.5。

传动组件可以是曲柄滑块机构、齿轮齿条结构或推杆凸轮机构。在本实施例中，如图1至图4所示，传动组件包括第二连杆1.8和与第一动力源连接的转轴1.9；第二连杆1.8的第一端转动连接在转轴1.9端面上非圆心的点上，第二端与滑块1.4连接。第一动力源带动转轴1.9转动，转轴1.9、第二连杆1.8和滑块1.4组成曲柄滑块机构，将转动转化为水平往复运动。

进一步地，如图1至图4所示，上述可控制核桃撞击力度的机构，还包括转轴支撑架1.10；转轴支撑架1.10包括直杆、设置在直杆顶端的环形架以及外圈安装在环形架内的轴承；转轴1.9的两端与轴承的内圈连接。

进一步地，如图4所示，滑块1.4的两端插设在两个平行设置的水平滑槽1.11内。通过水平滑槽1.11限制滑块1.4的滑动。

进一步地，如图3所示，撞击杆套筒1.1靠近封闭端的杆体上设置有半圆形开槽，半圆形开槽延伸至撞击杆套筒1.1的封闭端，以便安装撞击弹簧1.5，条形槽的终止端位于半圆形开槽的起始端上。

进一步地，如图1和图2所示，上述可控制核桃撞击力度的机构还包括安装撞击杆套筒1.1的套筒支撑架1.12。

实施例2

如图6至图10所示，本实施例提供一种核桃破壳装置，包括设置在撞击杆套筒1.1开口端外的被撞块2和实施例1所述的可控制核桃撞击力度的机构。撞击杆1.2推动核桃撞击在被撞块2上，将核桃外壳撞碎。

进一步地，如图7所示，被撞块2朝向撞击杆套筒1.1开口端的侧面具有v形槽，以便将核桃夹紧。

进一步地，如图11所示，上述核桃破壳装置，还包括落果控制机构；落果控制机构包括与撞击杆套筒1.1垂直且连通的落果管3.1、设置在落果管3.1顶端的进料口3.2、转动设置在落果管3.1外壁上的圆盘3.3、第三连杆3.4、第四连杆3.5、第五连杆3.6以及带动圆盘3.3旋转的第二动力源；落果管3.1的管壁上设置有第一开槽；第三连杆3.4的第一端穿过设置在撞击杆套筒1.1上的第一支撑杆，第二端为挡板穿过第一开槽伸入落果管3.1内，阻止核桃落下；第三连杆3.4能在第一支撑杆的转孔内水平滑动；第四连杆3.5的第一端转动连接在圆盘3.3上非圆心的点上，第二端通过第五连杆3.6与第三连杆3.4连接。

多个核桃从进料口3.2进入落果管3.1，第二动力源按照预定的频率带动圆盘3.3转动，与第四连杆3.5通过第五连杆3.6连接的第三连杆3.4作固定频率的往复运动，使得单个核桃以固定的频率下落，实现单个核桃的分拣。其中，第二动力源按照预定的频率带动圆盘3.3转动所需的控制电路以及控制元器件可通过现有手段实现。

进一步地，进料口3.2为漏斗形进料口。

进一步地，如图6所示，上述核桃破壳装置，还包括可控制核桃撞击间距的机构；可控制核桃撞击间距的机构包括第六连杆4.1、第七连杆4.2、具有阻尼的齿轮4.3以及底端设置有楔形块的齿条4.4；落果管3.1的管壁上设置第二开槽；第二开槽位于第一开槽的下方，数量为两个，且相对设置；第六连杆4.1的第一端铰接在撞击杆套筒1.1上的第二支撑杆上，第二端为挡板穿过第二开槽伸入落果管3.1内；第七连杆4.2的杆体铰接在撞击杆套筒1.1上的第三支撑杆上，第一端为径向不完全齿轮，第二端为挡板穿过第二开槽伸入落果管3.1内；第六连杆4.1的挡板和第七连杆4.2的挡板通过挡板弹簧与落果管3.1内壁连接，阻止核桃落入撞击杆套筒1.1内；齿轮4.3的圆心转动连接在撞击杆套筒1.1上的第四支撑杆上，且分别与径向不完全齿轮和齿条4.4啮合；齿条4.4通过齿条支撑架4.5设置在撞击杆套筒1.1的上方，且能在齿条支撑架4.5内竖直滑动，楔形块位于撞击杆套筒1.1条形槽的起始端的上方。

从第三连杆3.4的挡板穿过的单个核桃继续下落，将第六连杆4.1的挡板和第七连杆4.2的挡板撞开后落入撞击杆套筒1.1内，第七连杆4.2旋转，与径向不完全齿轮啮合的齿轮4.3转动，带动与齿轮4.3啮合的齿条4.4向上移动，调节楔形块的位置，电磁开关u1磁性消失后，撞击弹簧1.5复位，推动撞击杆1.2将撞击杆套筒1.1内的核桃撞向被撞块2，直到撞击杆1.2上的连柄1.6与楔形块撞击，实现撞击间距的控制。其中，齿轮4.3具有阻尼，以保证楔形块位置调节完成后固定不变。

进一步地，撞击杆套筒1.1上，第一支撑杆位于第三支撑杆和第四支撑杆之间，设置有供第七连杆4.2穿过的贯通槽。

进一步地，如图6所示，上述核桃破壳装置，还包括复位组件；复位组件包括凸轮5以及带动凸轮5旋转的第三动力源；凸轮5设置在第七连杆4.2的上方，位于第七连杆4.2与第三支撑杆的铰接点和第七连杆4.2第一端之间。

在一个核桃撞开第六连杆4.1的挡板和第七连杆4.2的挡板落入撞击杆套筒1.1内后，第六连杆4.1的挡板在挡板弹簧的弹力下复位，由于第七连杆4.2第一端的径向不完全齿轮和齿轮4.3的啮合，齿轮4.3具有阻尼，在不受外力作用下不会自行转动进行复位，第七连杆4.2的挡板难以在挡板弹簧的弹力下复位，此时第三动力源带动凸轮5旋转，对第七连杆4.2上翘的杆体（即第七连杆4.2与第三支撑杆的铰接点和第七连杆4.2第一端之间的杆体）施加向下的作用力，实现第七连杆4.2的复位，以便下一个核桃通过时再次调节撞击间距。

进一步地，如图6和图7所示，上述核桃破壳装置，还包括振荡器6和树杈型通风腔7；振荡器6位于被撞块2下方；树杈型通风腔7具有相互贯通的碎果进口7.1、出壳口7.2和出仁口7.3；振荡器6向碎果进口7.1倾斜，且出口对准碎果进口7.1；出壳口7.2处设置有负压风机8。

被撞击杆1.2和被撞块2撞开的核桃落入振荡器6内，经过振荡实现外壳和果仁的分离。经过振荡分离的外壳和果仁，顺着碎果进口7.1送入树杈型通风腔7，在负压风机8的风力作用下外壳被吸入出壳口7.2，果仁沿着出仁口7.3离开，完成核桃的分离和取仁。

进一步地，上述核桃破壳装置，还包括机壳9；转轴支撑架1.10和套筒支撑架1.12均设置在机壳9的底板上；水平滑槽1.11安装在机壳9的内壁上；被撞块2安装在机壳9内的隔板内；树杈型通风腔7安装在隔板和机壳9壳壁之间的空间内。

进一步地，如图12所示，齿条支撑架4.5为侧向设置的t形架，安装于机壳9内，设有容纳齿条4.4的滑槽。

进一步地，如图7所示，第一连杆1.3为l形杆。

进一步地，第一动力源、第二动力源和第三动力源均为电机。

实施例3

本实施例提供一种核桃破壳装置的使用方法，以实施例2所述核桃破壳装置为基础实施，包括下述步骤：

s1，根据待处理核桃种类所需的撞击力度在电子控制器中输入预设值，第一电源向电磁开关u1供电，此时电磁开关u1产生磁性；

s2，多个核桃从进料口3.2进入落果管3.1，第二动力源按照预定的频率带动圆盘3.3转动，与第四连杆3.5通过第五连杆3.6连接的第三连杆3.4作固定频率的往复运动，使得单个核桃以固定的频率落到第六连杆4.1的挡板和第七连杆4.2的挡板上，实现单个核桃的分拣；

s3，单个核桃穿过落果管3.1将第六连杆4.1的挡板和第七连杆4.2的挡板撞开后落入撞击杆套筒1.1内，第七连杆4.2旋转，与径向不完全齿轮啮合的齿轮4.3转动，带动与齿轮4.3啮合的齿条4.4向上移动，调节楔形块的位置；

s4，第一动力源通过往复运动组件带动滑块1.4水平往复滑动，电磁开关u1吸附衔铁1.7，滑块1.4带动与第一连杆1.3连接的撞击杆1.2压缩撞击弹簧1.5，位移传感器检测撞击弹簧1.5压缩量，并将检测值传递给电子控制器，电子控制器对比检测值和预设值，至检测值达到预设值，断开第一电源和电磁开关u1之间的连接，电磁开关u1磁性消失，撞击弹簧1.5复位，推动撞击杆1.2将撞击杆套筒1.1内的核桃撞向被撞块2，直到撞击杆1.2上的连柄1.6与楔形块撞击，完成单个核桃的破壳；

s5，经过破壳的核桃为外壳破碎的碎果，碎果经过振荡实现外壳和果仁的分离，送入树杈型通风腔7，在风力作用下外壳被吸入出壳口7.2，果仁沿着出仁口7.3离开。

在步骤s1中，待处理核桃种类所需撞击力度的确定为现有技术，在此不再赘述。在步骤s2中，第二动力源按照预定的频率带动圆盘3.3转动所需的控制电路以及控制元器件可通过现有手段实现。

进一步地，上述核桃破壳装置的使用方法，还包括第七连杆4.2的复位：

凸轮5旋转，对第七连杆4.2上翘的杆体（即第七连杆4.2与第三支撑杆的铰接点和第七连杆4.2第一端之间的杆体）施加向下的作用力，实现第七连杆4.2的复位。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。