鲜核桃去壳取仁一体机的结构设计

陈子健+吕相艳+高伦+董驭麒+李禹鹏+周林+李志

摘 要：核桃生食营养损失最少，尤其在采摘季节不经干燥的鲜核桃仁更是美味，吃鲜核桃仁在发达国家已普遍流行，但目前鲜核桃脱壳仍然主要采用手工的办法，效率低且卫生条件较差，针对于此，文章提出一种鲜核桃去壳取仁一体机，完成了总体和其各个组成单元的结构设计，并介绍了其工作原理。该设计将去壳取仁多道工序巧妙的结合在一台机器上，具有深远的意义，并为同类产品的设计提供了一定的參考。

关键词：鲜核桃去壳取仁；一体机；结构设计

中图分类号：TH122 文献标志码：A 文章编号：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

核桃在国外人称“大力士食品”、“营养丰富的坚果”、“益智果”；在国内享有“万岁子”、“长寿果”、“养人之宝”的美称。医学方面，有健脑益智延缓衰老等功能；养生美容方面，是人体理想的美容剂；药学方面，是中成药的重要成分。目前国内市场上销售的主要是干核桃，然而核桃生食营养损失最少，在收获季节不经干燥的鲜核桃仁更是美味。吃鲜核桃仁在发达国家已经比较普遍，但是目前市场上还没有一款有关鲜核桃去壳取仁的机械，因此本文提出一种鲜核桃去壳取仁机器的设计，这不仅保证了将鲜核桃仁的营养价值损失降到最低，而且尽可能保证鲜核桃仁完整性的情况下实现了壳与仁分离，同时也为同类产品的设计提供一定的参考。

1 鲜核桃去壳取仁一体机的组成

鲜核桃去壳取仁一体机主要由间歇送料单元1、传动定位单元2、切割单元3和分离单元4等四部分组成，具体三维结构如图1所示。

1.1 间歇送料单元的设计

为了使核桃逐个分离，均匀排列，并准确地输送到传动定位单元的定位孔中，设计了间歇送料单元，主要由储料箱1、拨叉机构2、带传动3、槽轮机构4、送料转块5等几部分组成，具体三维结构如图2所示。

1.2 传动定位单元的设计

为了使核桃准确的传送到切割位置，设计了传动定位单元，主要由不完全齿轮机构1，履带板传送机构2等两部分组成。不完全齿轮机构1的设计使核桃间歇性地被输送到准确的切割位置；履带板上的定位孔3的锥形十字凹槽结构保证了核桃切割姿态的稳定性和切割完整性。传动定位单元的具体三维结构如图3所示。

1.3 切割单元的设计

为了使核桃壳与仁分离，首先要完成对鲜核桃的切割任务，因此设计了切割单元，它主要由电动机1，带传动2，凸轮机构3，十字切割机构4等四部分组成，其具体三维结构如图4所示。

1.4 分离单元的设计

为了将切割单元切割后的鲜核桃壳与仁分离，设计了分离单元，它主要由五轴分离机构和孔径式筛分机构等两部分组成，其具体三维结构如图5所示。

1.4.1 五轴分离机构的设计

五轴分离机构具体三维结构如图5所示，主要由五轴同步齿形带传动1、刷状柔性传送带2和上挡板3等三部分组成。装置通过带传动将电机动力传递给五轴分离机构的主动轴，主动轴通过同步啮合型带与所有从动轴连接，实现五轴同步转动，同时五轴上的刷状柔性传送带和上挡板的柔性面相配合，实现壳与仁的分离。

1.4.2 孔径式筛分机构的设计

经过五轴分离机构分离后的鲜核桃壳与仁，被输送到孔径式筛分机构进行第二次分离。孔径式筛分机构具体三维结构如图5所示，主要由多级别孔径筛分板4、挡板5、隔离板6、收集槽7等四部分组成。倾斜的多级别孔径筛分板的设计实现了不同尺寸的壳与仁的分离。

2 鲜核桃去壳取仁一体机的工作原理

通过间歇送料单元的拨叉机构和槽轮机构、送料转块等将储料箱中的核桃逐个分离，依次送入履带板中的定位孔；通过不同方式将电机动力传递给不连续齿轮机构和凸轮机构，实现当鲜核桃到达指定切割位置时，传送停止，通过凸轮机构带动十字切割机构实现鲜核桃的切割；待切割完成后，履带板继续被不完去齿轮带动，并将切割完的鲜核桃传送至下一单元——分离单元，实现壳与仁的分离，同时完成下一组鲜核桃到指定切割位置的输送；在分离单元中，通过五轴同步齿形带传动、刷状柔性带与柔性挡板的相互作用实现壳与仁的一级分离；利用孔径尺寸区分原理，通过孔径式筛分机构，实现壳与仁的最终分离与收集。

3 结束语

本文针对核桃生食营养损失最少、在收获季节不经干燥取得的鲜核桃仁更是美味、并且目前市场上还没有一款有关鲜核桃去壳取仁的机械的现状，为解决鲜核桃手工脱壳效率低、卫生条件差等问题，设计了一种性价比较高的集多道工序为一体的鲜核桃壳与仁分离的机器，它主要包括间歇送料单元、传动定位单元、切割单元和分离单元等几部分的设计，并介绍了其工作原理。其突出优点在于实现了替代手工而高效率的完成鲜核桃壳与仁的分离，并为同类产品的设计提供一定的参考。

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