一种核桃自动破壳、分离、取仁机及其使用方法与流程

本发明涉及核桃加工的技术领域，特别是涉及一种核桃自动破壳、分离、取仁机及其使用方法。

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。但是上述专利还存在以下问题：无法根据核桃种类控制撞击力度，也无法根据单个核桃的大小控制撞击间距，从而导致无法精确的对核桃进行破碎，使得易出现碎仁，整仁率不高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种核桃自动破壳、分离、取仁机及其使用方法，可根据核桃种类控制撞击力度，根据单个核桃的大小控制撞击间距，提高整仁率。

为实现上述目的，本发明提供一种核桃自动破壳、分离、取仁机，包括落果控制机构、破碎机构和机壳；落果控制机构用于向破碎机构输送核桃，包括管壁上设置有第一开槽的落果管；第一开槽的数量为两个，且相对设置；破碎机构包括撞击杆套筒、撞击杆、被撞块、第一连杆、第二连杆、具有阻尼的齿轮、底端设置有楔形块的齿条、第三连杆、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；撞击杆套筒通过套筒支撑架安装在机壳内，与落果管垂直且连通，第一端为开口端，第二端为封闭端；被撞块安装在机壳内的隔板上，位于撞击杆套筒的开口端外；第一连杆的第一端铰接在撞击杆套筒上的第一支撑杆上，第二端为挡板穿过第一开槽伸入落果管内；第二连杆的杆体铰接在撞击杆套筒上的第二支撑杆上，第一端为径向不完全齿轮，第二端为挡板穿过第一开槽伸入落果管内；第一连杆的挡板和第二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三支撑杆上，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；撞击杆套筒上设置有条形槽；条形槽的起始端位于楔形块的下方，向封闭端延伸；撞击杆滑动套设在撞击杆套筒内，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且能与楔形块撞击的连柄；第三连杆的第一端与连柄连接，第二端设有衔铁；滑块安装在机壳内，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，落果控制机构还包括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、第四连杆、第五连杆、第六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二开槽；第二开槽位于第一开槽的上方；第四连杆的第一端穿过设置在撞击杆套筒上的第四支撑杆，第二端为挡板穿过第二开槽伸入落果管内，阻止核桃落下；第四连杆能在第四支撑杆的转孔内水平滑动；第五连杆的第一端转动连接在圆盘上非圆心的点上，第二端通过第六连杆与第四连杆连接。

进一步地，破碎机构还包括复位组件；复位组件包括凸轮以及带动凸轮旋转的第三动力源；凸轮设置在第二连杆的上方，位于第二连杆与第二支撑杆的铰接点和第二连杆第一端之间。

进一步地，上述核桃自动破壳、分离、取仁机，还包括位于被撞块下方的振荡器。

进一步地，上述核桃自动破壳、分离、取仁机，还包括树杈型通风腔；树杈型通风腔安装在隔板和机壳壳壁之间的空间内，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；出壳口和出仁口位于机壳的壳壁上，且出壳口处设置有负压风机。

进一步地，传动组件包括第七连杆和通过转轴支撑架安装在机壳内的转轴；第七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，机壳的内壁上设置有两个平行的水平滑槽；滑块的两端插设在水平滑槽内。

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。

本发明还提供一种核桃自动破壳、分离、取仁机的使用方法，基于上述核桃自动破壳、分离、取仁机实施，包括下述步骤：

s1，根据待处理核桃种类所需的撞击力度在控制器中输入预设值，第一电源向电磁开关供电；

s2，单个核桃穿过落果管将第一连杆的挡板和第二连杆的挡板撞开后落入撞击杆套筒内，第二连杆旋转，与径向不完全齿轮啮合的齿轮转动，带动与齿轮啮合的齿条向上移动，调节楔形块的位置；

s3，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，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，直到撞击杆上的连柄与楔形块撞击，完成单个核桃的破壳。

进一步地，上述核桃自动破壳、分离、取仁机的使用方法，还包括在步骤s3之后的下述步骤：

s4，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，在风力作用下外壳被吸入出壳口，果仁沿着出仁口离开。

本发明的有益效果是：

1.本发明提供的核桃自动破壳、分离、取仁机中，破碎机构可根据不同核桃品种硬度的不同来改变撞击力度的大小，以适用于不同品种核桃的破壳取仁，方便快捷，实用性广；同时可以精确的根据每个核桃大小来改变撞击间距，最大程度的保证了果径不同的核桃能够充分碎壳且不伤害果仁，提高整仁率，提高了经济效益；

2.上述核桃自动破壳、分离、取仁机进行工作时，只需人工将核桃放入进料斗内后并给予指令后，即可通过内部的机构和控制电路自动完成，自动化程度高，能够替代人工破壳取仁，解放了劳动力，同时减少了核桃仁病菌感染指数，保证了食品安全。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的核桃自动破壳、分离、取仁机的结构示意图；

图2为图1所示核桃自动破壳、分离、取仁机的主视图；

图3为图2所示核桃自动破壳、分离、取仁机的俯视图；

图4为图2所示核桃自动破壳、分离、取仁机的右视图；

图5为图4所示核桃自动破壳、分离、取仁机a-a面的剖视图；

图6为图2所示核桃自动破壳、分离、取仁机的后视图；

图7为图1所示核桃自动破壳、分离、取仁机中落果控制机构的结构示意图；

图8为图1所示核桃自动破壳、分离、取仁机中破碎机构一部分组件的结构示意图；

图9为图1所示核桃自动破壳、分离、取仁机中破碎机构另一部分组件的结构示意图；

图10为图1所示核桃自动破壳、分离、取仁机中齿条支撑架的结构示意图；

图11为图1所示核桃自动破壳、分离、取仁机中破碎机构撞击力度控制电路图。

图中：1-机壳；2.1-落果管；2.2-进料口；2.3-圆盘；2.4-第四连杆；2.5-第五连杆；2.6-第六连杆；3.1-撞击杆套筒；3.2-撞击杆；3.3-被撞块；3.4-第一连杆；3.5-第二连杆；3.6-齿轮；3.7-齿条；3.8-第三连杆；3.9-滑块；3.10-套筒支撑架；3.11-撞击弹簧；3.12-衔铁；3.13-凸轮；3.14-第七连杆；3.15-转轴支撑架；3.16-转轴；3.17-水平滑槽；3.18-齿条支撑架；4-振荡器；5-树杈型通风腔；5.1-碎果进口；5.2-出壳口；5.3-出仁口；6-负压风机；

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6所示，本实施例提供一种核桃自动破壳、分离、取仁机，包括落果控制机构、破碎机构和机壳1；落果控制机构用于向破碎机构输送核桃，包括管壁上设置有第一开槽的落果管2.1；第一开槽的数量为两个，且相对设置；破碎机构包括撞击杆套筒3.1、撞击杆3.2、被撞块3.3、第一连杆3.4、第二连杆3.5、具有阻尼的齿轮3.6、底端设置有楔形块的齿条3.7、第三连杆3.8、滑块3.9、带动滑块3.9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3.1通过套筒支撑架3.10安装在机壳1内，与落果管2.1垂直且连通，第一端为开口端，第二端为封闭端；被撞块3.3安装在机壳1内的隔板上，位于撞击杆套筒3.1的开口端外；第一连杆3.4的第一端铰接在撞击杆套筒3.1上的第一支撑杆上，第二端为挡板穿过第一开槽伸入落果管2.1内；第二连杆3.5的杆体铰接在撞击杆套筒3.1上的第二支撑杆上，第一端为径向不完全齿轮，第二端为挡板穿过第一开槽伸入落果管2.1内；第一连杆3.4的挡板和第二连杆3.5的挡板通过挡板弹簧与落果管2.1内壁连接，阻止核桃落入撞击杆套筒3.1内；齿轮3.6的圆心转动连接在撞击杆套筒3.1上的第三支撑杆上，且分别与径向不完全齿轮和齿条3.7啮合；齿条3.7通过齿条支撑架3.18设置在撞击杆套筒3.1的上方，且能在齿条支撑架3.18内竖直滑动；撞击杆套筒3.1上设置有条形槽；条形槽的起始端位于楔形块的下方，向封闭端延伸；撞击杆3.2滑动套设在撞击杆套筒3.1内，与撞击杆套筒3.1的封闭端之间设置有撞击弹簧3.11，杆体上设置有伸出条形槽的且能与楔形块撞击的连柄；第三连杆3.8的第一端与连柄连接，第二端设有衔铁3.12；滑块3.9安装在机壳1内，安装有与衔铁3.12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3.11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。

该核桃自动破壳、分离、取仁机的使用方法，包括下述步骤：

s1，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；

s2，单个核桃穿过落果管2.1将第一连杆3.4的挡板和第二连杆3.5的挡板撞开后落入撞击杆套筒3.1内，第二连杆3.5旋转，与径向不完全齿轮啮合的齿轮3.6转动，带动与齿轮3.6啮合的齿条3.7向上移动，调节楔形块的位置，实现撞击间距的控制；

s3，第一动力源通过传动组件带动滑块3.9水平往复滑动，电磁开关u1吸附衔铁3.12，滑块3.9带动与第三连杆3.8连接的撞击杆3.2压缩撞击弹簧3.11，位移传感器检测撞击弹簧3.11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3.11复位，推动撞击杆3.2将撞击杆套筒3.1内的核桃撞向被撞块3.3，直到撞击杆3.2上的连柄与楔形块撞击，完成单个核桃的破壳。

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。齿轮3.6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，如图7所示，落果控制机构还包括设置在落果管2.1顶端的进料口2.2、转动设置在落果管2.1外壁上的圆盘2.3、第四连杆2.4、第五连杆2.5、第六连杆2.6以及带动圆盘2.3旋转的第二动力源；落果管2.1的管壁上设置有第二开槽；第二开槽位于第一开槽的上方；第四连杆2.4的第一端穿过设置在撞击杆套筒3.1上的第四支撑杆，第二端为挡板穿过第二开槽伸入落果管2.1内，阻止核桃落下；第四连杆2.4能在第四支撑杆的转孔内水平滑动；第五连杆2.5的第一端转动连接在圆盘2.3上非圆心的点上，第二端通过第六连杆2.6与第四连杆2.4连接。

该核桃自动破壳、分离、取仁机的使用方法，包括在步骤s1和s2之间的下述步骤：

多个核桃从进料口2.2进入落果管2.1，第二动力源按照预定的频率带动圆盘2.3转动，与第五连杆2.5通过第六连杆2.6连接的第四连杆2.4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一连杆3.4的挡板和第二连杆3.5的挡板上，实现单个核桃的分拣。

在上述步骤中，第二动力源按照预定的频率带动圆盘2.3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，撞击杆套筒3.1上，第四支撑杆位于第二支撑杆和第三支撑杆之间，设置有供第二连杆3.5穿过的贯通槽。

进一步地，进料口2.2为漏斗形进料口。

进一步地，如图8所示，破碎机构还包括复位组件；复位组件包括凸轮3.13以及带动凸轮3.13旋转的第三动力源；凸轮3.13设置在第二连杆3.5的上方，位于第二连杆3.5与第二支撑杆的铰接点和第二连杆3.5第一端之间。在一个核桃撞开第一连杆3.4的挡板和第二连杆3.5的挡板落入撞击杆套筒3.1内后，第一连杆3.4的挡板在挡板弹簧的弹力下复位，由于第二连杆3.5第一端的径向不完全齿轮和齿轮3.6的啮合，齿轮3.6具有阻尼，在不受外力作用下不会自行转动进行复位，第二连杆3.5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3.13旋转，对第二连杆3.5上翘的杆体（即第二连杆3.5与第二支撑杆的铰接点和第二连杆3.5第一端之间的杆体）施加向下的作用力，实现第二连杆3.5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2所示，上述核桃自动破壳、分离、取仁机，还包括位于被撞块3.3下方的振荡器4。被撞击杆3.2和被撞块3.3撞开的核桃落入振荡器4内，经过振荡实现外壳和果仁的分离。

进一步地，如图2和图3所示，上述核桃自动破壳、分离、取仁机，还包括树杈型通风腔5；树杈型通风腔5安装在隔板和机壳1壳壁之间的空间内，具有相互贯通的碎果进口5.1、出壳口5.2和出仁口5.3；振荡器4向碎果进口5.1倾斜，且出口对准碎果进口5.1；如图4和图6所示，出壳口5.2和出仁口5.3位于机壳1的壳壁上，且出壳口5.2处设置有负压风机6。经过振荡分离的外壳和果仁，顺着碎果进口5.1送入树杈型通风腔5，在负压风机6的风力作用下外壳被吸入出壳口5.2，果仁沿着出仁口5.3离开，完成核桃的分离和取仁。

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9所示，传动组件包括第七连杆3.14和通过转轴支撑架3.15安装在机壳1内的转轴3.16；第七连杆3.14的第一端转动连接在转轴3.16端面上非圆心的点上，第二端与滑块3.9连接。第一动力源带动转轴3.16转动，转轴3.16、第七连杆3.14和滑块3.9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9所示，机壳1的内壁上设置有两个平行的水平滑槽3.17；滑块3.9的两端插设在水平滑槽3.17内，通过水平滑槽3.17限制滑块3.9的滑动。

进一步地，如图3所示，第三连杆3.8为l形杆。

进一步地，如图3所示，被撞块3.3朝向撞击杆套筒3.1开口端的侧面具有v形槽，以便将核桃夹紧。

进一步地，如图3所示，撞击杆套筒3.1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3.1的封闭端，以便安装撞击弹簧3.11，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9所示，转轴支撑架3.15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3.16的两端与轴承的内圈连接。

进一步地，如图10所示，齿条支撑架3.18为侧向设置的t形架，安装于机壳1内，设有容纳齿条3.7的滑槽。

进一步地，如图11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。

在本实施例中，具体地，如图11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、第一稳压电路电阻r3和第二稳压电路电阻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3.12，压缩撞击弹簧3.11；

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3.11压缩量；

③随着撞击弹簧3.11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3.11。

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2

本实施例提供一种核桃自动破壳、分离、取仁机的使用方法，基于实施例1所述的核桃自动破壳、分离、取仁机实施，包括下述步骤：

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

s2，单个核桃穿过落果管2.1将第一连杆3.4的挡板和第二连杆3.5的挡板撞开后落入撞击杆套筒3.1内，第二连杆3.5旋转，与径向不完全齿轮啮合的齿轮3.6转动，带动与齿轮3.6啮合的齿条3.7向上移动，调节楔形块的位置；

s3，第一动力源通过传动组件带动滑块3.9水平往复滑动，电磁开关u1吸附衔铁3.12，撞击杆3.2压缩撞击弹簧3.11，位移传感器检测撞击弹簧3.11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3.11复位，推动撞击杆3.2将撞击杆套筒3.1内的核桃撞向被撞块3.3，直到撞击杆3.2上的连柄与楔形块撞击，完成单个核桃的破壳。

进一步地，上述核桃自动破壳、分离、取仁机的使用方法，还包括在步骤s1和s2之间的下述步骤：

多个核桃从进料口2.2进入落果管2.1，第二动力源按照预定的频率带动圆盘2.3转动，与第五连杆2.5通过第六连杆2.6连接的第四连杆2.4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一连杆3.4的挡板和第二连杆3.5的挡板上，实现单个核桃的分拣。

进一步地，上述核桃自动破壳、分离、取仁机的使用方法，还包括在步骤s3之后的下述步骤：

s4，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5，在风力作用下外壳被吸入出壳口5.2，果仁沿着出仁口5.3离开。

进一步地，上述核桃自动破壳、分离、取仁机的使用方法，还包括第二连杆3.5的复位：

凸轮3.13旋转，对第二连杆3.5上翘的杆体（即第二连杆3.5与第二支撑杆的铰接点和第二连杆3.5第一端之间的杆体）施加向下的作用力，实现第二连杆3.5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。