新型红枣去核装置设计

彭龙 汪胜龙 钟名焱 康永玲

摘要：生活中人们离不开红枣，一种新型红枣去核装置设计，本文通过原理应用，机械结构、分料设计、去核机构，控制部分及分离设计等几个方面展开论述，并对该装置的创新性和可行性进行分析。

关键词：红枣;去核装置;设计;分析

1新型红枣去核装置设计原理

一种新型红枣去核装置，电机的运转，通过皮带连接结构的转化，带动凸轮的运动，给红枣去核装置提供震动。

将红枣提前装入放料口，利用机体、使各个红枣掉入下方的分料口，分料口下有紧贴分料口的部分，有伸缩杆电机带动的挡板，此时挡板起控制大枣下落的功能，红枣掉落后，进入各个分料口对应的装料桶，到此，红枣的分隔上料过程结束。上料后，电机带动皮带轮运动，皮带轮安装于传动轴上，传动轴上装配有两种凸轮，凸轮一控制装配有装料桶的装料板上下运动，从而实现大枣的竖直摆正状态，凸轮二控制去核板实现去核操作。去核完成后去核板及装料板均下移，去核大枣被挡板下的钩子钩下，掉入收集处，实现大枣与枣核的分离及收集。

2新型红枣去核装置机构设计

2.1整体结构

此红枣去核装置主要由四部分组成：分料机构、去核机构、电控程序和分离机构。四部分的空间分布为：分料机构位于箱体的最上端，分料机构下部为去核机构箱体，内有去核机构，去核机构下部边缘为电控箱，去核机构箱体下部为分料机构及箱体支架。四部分机构于空间上合理分配，通过电控程序带动两个电机实现整个机构的一体化自动去核操作。

2.2分料机构

分料机构有上端带有一定倾角的四面围板焊接组成上料口，上料口下部为分料口，分料口共有6行3列，行间距离为10mm，列间距离为5mm，分料口形状为上端口宽为60mm，长为30mm，下端口长款均为30mm，每个口高度为60mm，设计的目的为满足大枣的极限尺寸，同时多孔及形状的设置是为了利用箱体的震动实现大枣从分料口实现自动分装进入去核机构部分。分料口紧贴下端口部分有通过伸缩杆电机控制的挡板，挡板上开有形状及排列与分料口下端一致的通孔，挡板挡住分料口下端口的一半面积，另一半露出处于下端口的一侧，挡板通孔一侧开有可供下文所述去核杆通过的方形孔，挡板靠近方形孔边缘侧焊接有去枣杆，具体如图二，挡板两侧有滑板，可沿着上端箱体焊接形成的滑板槽移动。

2.3去核机构

去核机构最上端为装料板，装料板上有排列与分料口下端一致的圆柱桶，圆柱桶内有装料桶（如图四），以圆柱桶中心轴开有长为圆柱桶半径，宽度满足于可沿去枣杆上下移动宽度的通孔，此通孔同时贯穿于装料桶。該装置未工作时，去枣杆水平面处与圆柱桶上端面平齐，工作时，电机带动装配于中间传动轴上两个凸轮一运转，凸轮一通过与装料板上的挡片接触，使装料板上抬，从而使大枣与挡板相压，因装料桶边缘有三根支杆，支杆两侧有轻质扭簧，三个支杆上（装料桶内）有安装并接触于三根支杆上的挡片，当存在压力时，迫使挡片向下移动，从而使三根支杆受相同大小压力往中间靠拢，且只需下移3mm，即可实现三个支杆相中间靠拢30°，实现大枣的摆正。装料桶及装料板内中间轴部位开有可供去核杆运动的圆柱形通孔，位于装桶通孔部位边缘安装有固定于装料板上的轻质弹簧，其目的在于实现当装料板上移时，使各个高度不同的大枣通过装料桶弹簧的下移实现上端面平齐，从而有利于装料桶实现大枣的摆正。去核原理为：所述去核杆材质选用易弯曲金属薄片材质制成，上部有四片具有一定弧度的去核片，当去核片插如大枣时，因其弧形结构，从而可以利用枣肉的压力实现紧贴枣核，直至去核杆到达挡板方形孔实现大枣的贯穿，因而减少了枣肉的浪费。去核后的大枣随着装料板下落，与去枣杆接触时，去枣杆可阻止其下落，并从一侧通孔掉入分离机构，去核完成。

2.4控制部分

电控程序由电控箱实现，其实现的具体功能：使控制凸轮运动的电机转速为0.5r/s，控制伸缩杆电机的一个运动周期为，0.25s带动挡板缩，0.25s伸，其速度为为60mm/s，后停歇1.5s，即其周期为2秒。各机构的距离为：装料桶的支架顶端距离挡板4.5cm，距离装料桶上端平面0.5cm。凸轮一为特制凸轮，为了满足运功过程中装置所需震动，凸轮的一半均为基圆，另一半起始位置推程直接高出基圆1cm，并在运动90°的角度内推程位移均匀增加至4cm，并保持以此距离为行程至90°，后忽略回程，直接变为基圆半径，同时在凸轮退程行程的起始位置加半径为5cm的圆角（具体形状为图三）。凸轮二为直杆状，头部为圆弧形，可使对应弧形挡条抬升6cm。其中，凸轮二端头朝右，同时下倾30°，凸轮一水平部分向上与水平面平行。

去核时，电控箱控制各个电机转动，前0.5s内，伸缩杆电机完成缩伸操作使大枣掉入装料桶，与此同时凸轮一使装料板抬升1cm，实现了大枣的分装操作，凸轮二转动90°（电机以同转速带动凸轮一、二转动，因此两凸轮角速度相同）。后1.5秒内，伸缩杆停止运动，凸轮一继续转动180°，使装料板向上抬升2cm从而实现大枣与挡板相压（注意：根据之前的描述，假设大枣高度4cm，则大枣顶端距离挡板从开始装料时应为1cm，当后续挡板抬升2cm时，大枣被挡板下压1cm，因而有足够大的力实现大枣的摆正及18个大枣上端面保持水平）。在1.5s的过程中，凸轮二只需转动60°即可开始去核操作，易知当凸轮二开始抬升去核板实现去核操作时，已实现大枣的摆正工作。此后，通过去核板及装料板的瞬间下落，大枣即被钩子侧钩如通孔，实现后续大枣枣核分离操作。

2.5分离机构

当大枣完成去核操作后，大枣掉入分离塞，分离塞塞空大小为长3cm，宽2cm，长宽间隔均为2mm。大枣掉入时，枣核从分离塞掉入导流槽，掉出装置外，大枣直接从分离塞上表面掉入收集装置。机构装置图如图四。

3装置的先进性分析和可行性分析

对比于有关枣核去除的可参考文献：，该去核装置可实现上料后自动分料操作，去核过程中不需要人工的干预，去核实现了自动化操作，去核效率高，2s内即可完成18个大枣的去核操作，各机构通过计算机模拟运行及验算操作，均具有一定可行性。去核板及装料版通过两头的方形通孔安插于壳体内焊接的支杆上。该装置从上料、分装、去核到分离均在装置内依靠电机的带动及电控箱的控制实现，可从箱体外直接获得去核后的无核果肉，同时去核杆的设计可保证果肉的完整性，保证了大枣的价值。各机构的尺寸满足于大枣的极限尺寸设计，在去核过程中不会出现因大枣过大而出现卡死等情况，箱体底端由支架固定，保证装置在运动过程中的稳定性。上料部分的设计中，四块挡板可使大枣依靠自身重力下落，当其于分料口上端时，因各口间相隔尺寸较小，因而停留于分料口的可能性较小，即使停留于分料口，也可依靠装置的震动实现下落，且分料口上端能适应于两个大枣的直径，从而装料桶工作过程中出现“桶内无枣”的可能性较小。

4总结

新型红枣去核装置，帮助人们快速剥离枣核。红枣是一种营养价值比较高的食物，人们平时适当的吃一些对身体的调养是非常好的。在吃红枣的时候，容易被枣核扎到嗓子，去核的方法也比较简单，可以直接枣核抠出来。如果想要红枣来泡水喝，可以选择自动去核装置，去除枣核效率高，不损失营养。

基金项目：本文是2020年辽宁科技大学大学生创新创业训练计划项目的阶段性成果，项目编号：202010146371。