鮮核桃去殼取仁一體機的結構設計

陳子健+呂相艷+高倫+董馭麒+李禹鵬+周林+李志

摘 要：核桃生食營養損失最少，尤其在采摘季節不經干燥的鮮核桃仁更是美味，吃鮮核桃仁在發達國家已普遍流行，但目前鮮核桃脫殼仍然主要采用手工的辦法，效率低且衛生條件較差，針對于此，文章提出一種鮮核桃去殼取仁一體機，完成了總體和其各個組成單元的結構設計，并介紹了其工作原理。該設計將去殼取仁多道工序巧妙的結合在一臺機器上，具有深遠的意義，并為同類產品的設計提供了一定的參考。

關鍵詞：鮮核桃去殼取仁；一體機；結構設計

中圖分類號：TH122 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）07-0037-02

Abstract： The walnut has the least loss of nutrition when eaten raw， especially the fresh walnut， whose kernel tastes more delicious without drying in the picking season. Eating fresh walnut kernels has been widely popular in developed countries， but at present， the skinning of fresh walnuts is still mainly through the manual method， so the efficiency is low and the sanitary condition is poor. In view of this situation， this paper puts forward a kind of integrated machine of fresh walnut hulling and kernel extraction， completes the structure design of the whole and each of its components， and introduces its working principle. This design is significant in that it makes an ingenious combination of all processes of shelling and kernel extraction into one machine， and provides a reference for the design of products of the same kind.

Keywords： fresh walnut shelling for kernel； all-in-one machine； structure design

引言

核桃在國外人稱“大力士食品”、“營養豐富的堅果”、“益智果”；在國內享有“萬歲子”、“長壽果”、“養人之寶”的美稱。醫學方面，有健腦益智延緩衰老等功能；養生美容方面，是人體理想的美容劑；藥學方面，是中成藥的重要成分。目前國內市場上銷售的主要是干核桃，然而核桃生食營養損失最少，在收獲季節不經干燥的鮮核桃仁更是美味。吃鮮核桃仁在發達國家已經比較普遍，但是目前市場上還沒有一款有關鮮核桃去殼取仁的機械，因此本文提出一種鮮核桃去殼取仁機器的設計，這不僅保證了將鮮核桃仁的營養價值損失降到最低，而且盡可能保證鮮核桃仁完整性的情況下實現了殼與仁分離，同時也為同類產品的設計提供一定的參考。

1 鮮核桃去殼取仁一體機的組成

鮮核桃去殼取仁一體機主要由間歇送料單元1、傳動定位單元2、切割單元3和分離單元4等四部分組成，具體三維結構如圖1所示。

1.1 間歇送料單元的設計

為了使核桃逐個分離，均勻排列，并準確地輸送到傳動定位單元的定位孔中，設計了間歇送料單元，主要由儲料箱1、撥叉機構2、帶傳動3、槽輪機構4、送料轉塊5等幾部分組成，具體三維結構如圖2所示。

1.2 傳動定位單元的設計

為了使核桃準確的傳送到切割位置，設計了傳動定位單元，主要由不完全齒輪機構1，履帶板傳送機構2等兩部分組成。不完全齒輪機構1的設計使核桃間歇性地被輸送到準確的切割位置；履帶板上的定位孔3的錐形十字凹槽結構保證了核桃切割姿態的穩定性和切割完整性。傳動定位單元的具體三維結構如圖3所示。

1.3 切割單元的設計

為了使核桃殼與仁分離，首先要完成對鮮核桃的切割任務，因此設計了切割單元，它主要由電動機1，帶傳動2，凸輪機構3，十字切割機構4等四部分組成，其具體三維結構如圖4所示。

1.4 分離單元的設計

為了將切割單元切割后的鮮核桃殼與仁分離，設計了分離單元，它主要由五軸分離機構和孔徑式篩分機構等兩部分組成，其具體三維結構如圖5所示。

1.4.1 五軸分離機構的設計

五軸分離機構具體三維結構如圖5所示，主要由五軸同步齒形帶傳動1、刷狀柔性傳送帶2和上擋板3等三部分組成。裝置通過帶傳動將電機動力傳遞給五軸分離機構的主動軸，主動軸通過同步嚙合型帶與所有從動軸連接，實現五軸同步轉動，同時五軸上的刷狀柔性傳送帶和上擋板的柔性面相配合，實現殼與仁的分離。

1.4.2 孔徑式篩分機構的設計

經過五軸分離機構分離后的鮮核桃殼與仁，被輸送到孔徑式篩分機構進行第二次分離。孔徑式篩分機構具體三維結構如圖5所示，主要由多級別孔徑篩分板4、擋板5、隔離板6、收集槽7等四部分組成。傾斜的多級別孔徑篩分板的設計實現了不同尺寸的殼與仁的分離。

2 鮮核桃去殼取仁一體機的工作原理

通過間歇送料單元的撥叉機構和槽輪機構、送料轉塊等將儲料箱中的核桃逐個分離，依次送入履帶板中的定位孔；通過不同方式將電機動力傳遞給不連續齒輪機構和凸輪機構，實現當鮮核桃到達指定切割位置時，傳送停止，通過凸輪機構帶動十字切割機構實現鮮核桃的切割；待切割完成后，履帶板繼續被不完去齒輪帶動，并將切割完的鮮核桃傳送至下一單元——分離單元，實現殼與仁的分離，同時完成下一組鮮核桃到指定切割位置的輸送；在分離單元中，通過五軸同步齒形帶傳動、刷狀柔性帶與柔性擋板的相互作用實現殼與仁的一級分離；利用孔徑尺寸區分原理，通過孔徑式篩分機構，實現殼與仁的最終分離與收集。

3 結束語

本文針對核桃生食營養損失最少、在收獲季節不經干燥取得的鮮核桃仁更是美味、并且目前市場上還沒有一款有關鮮核桃去殼取仁的機械的現狀，為解決鮮核桃手工脫殼效率低、衛生條件差等問題，設計了一種性價比較高的集多道工序為一體的鮮核桃殼與仁分離的機器，它主要包括間歇送料單元、傳動定位單元、切割單元和分離單元等幾部分的設計，并介紹了其工作原理。其突出優點在于實現了替代手工而高效率的完成鮮核桃殼與仁的分離，并為同類產品的設計提供一定的參考。

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