CN107048427A - 一种核桃预破壳装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核桃预破壳装置，它解决了现有技术中核桃仁损坏大，机械作业程度低的问题，具有预破壳效率高、提升了核桃破壳取仁的整仁率的效果，其采用的方案如下：挤压破壳机构，该机构包括两个间隔设定空间的挤压件，一挤压件可相对另一挤压件旋转，或者两个挤压件各自均可实现旋转，挤压件表面设置凸起，以对两个挤压件之间的核桃进行挤压以使核桃壳破裂；一挤压件可偏离另一挤压件相对移动，挤压件与用于带动一个挤压件或者两个挤压件回到原位的回弹机构连接。
Description
技术领域
本发明涉及农产品领域，特别是涉及一种核桃预破壳装置。
背景技术
核桃，营养丰富，口味独特，并具有一定的药用价值，正日益受到人们的欢迎和喜爱。核桃是食用植物油工业的重要原料，利用核桃油可制造人造奶油、起酥油、色拉油、调和油等，也可用作工业原料。核桃除了经过简单加工就可以食用外，经过加工还可以制成各种食品和保健品。核桃加工副产品核桃壳和核桃饼粕等可以综合利用，加工增值，提高经济效益。但是随着核桃产量和市场需求不断地增加，核桃深加工也成为科研和生产中日益凸显的问题。核桃破壳取仁是深加工首要的前提。由于核桃壳主要由木素、纤维素和半纤维素组成，核桃果壳硬而厚，形状不规则，内有多个分隔，壳仁间隙小，这就给剥壳取仁增加了很大的难度。并且加工技术落后，没有成熟的核桃破壳机械，市场供应量需不应求。为保证破壳率及整仁率，许多核桃加工厂家依然采取手工破壳取仁的方式，即“手剥山核桃”法，工人使用柔性材料制成的锤子对在模子里的山核桃进行人工敲击，使核桃产生一定的裂纹，然后再用人手对核桃进行壳仁分离，生产质量虽然高但是效率低。
核桃产品的经济效益与核桃的整仁率息息相关。核桃本身含有丰富的油脂，如核桃在加工过程中表面出现破损，其内在的不饱和脂肪酸会从破损处外溢，随即氧化，大大影响核桃品质和核桃本身的营养价值。所以，核桃仁完整率越高，经济效益越高，高整仁率和高效率是当代核桃破壳取仁机竞争的焦点。随着国内外学者对机械化核桃破壳装置研究的加深，许多新型的核桃剥壳机出现。
目前市场上多数核桃破壳机是利用核桃的物理特性来对核桃进行破壳取仁，其中包括：碾搓法、撞击法、剪切法和挤压法以及超声波震碎法。前四种方法都是利用核桃壳与仁之间还有一定的间隙，通过机械装置刚性地施加压力对壳造成破碎的效果，只要施加力的行程小于壳仁之间的间隙，就会保护核桃仁不受伤害。由于核桃大小各不相同，因此间隙的数值控制十分困难。同时，这些短时使核桃破裂露仁的工艺存在理论和实际上的欠缺。核桃短时破裂露仁的过程核桃所受到的能量变化很大，如果控制不好便会出现过度破壳、得到的核桃整仁率不高的情况。而第五种物理方法超声波 震碎法是利用超声波将核桃的壳震碎从而达到壳仁分离的效果，这种方法不需要考虑核桃的大小形状以及分级还有定位问题。但是，由于方法的不成熟，很难保证把核桃壳震碎的同时不会对核桃仁造成一定的伤害。
上述四种核桃破壳方案都是直接对完整的核桃进行破壳取仁，而没有上述的预破壳处理，所谓预破壳处理：因为核桃外壳主要由木素、纤维素和半纤维素组成，但是不同种类的核桃外壳硬度也大不相同，有些核桃例如云南核桃，外壳比较脆薄，破壳比较容易；有些核桃例如新疆核桃，外壳就比较硬而厚，破壳就比较困难，并且在破壳的同时会产生很大的应力，损伤机械结构的同时对核桃仁也产生损伤。所以在破壳取仁前需要对核桃进行预破壳处理，让核桃外壳产生一定的均匀裂纹而不伤及内部的核桃仁，很大程度上减小了破壳取仁时的应力，有利于提高核桃破壳率和整仁率。
青岛理工大学的李长河、李晶尧、王胜、张强发明了核桃剥壳取仁装置，专利号：CN201210277037.X。发明公开了一种核桃剥壳取仁装置，它包括机架，机架上设有机箱，机箱内设有压紧粉碎装置，在压紧粉碎装置的出料口设有搅拌装置，搅拌装置的出料口设有分选装置，机箱下壁固定有动力装置，动力装置通过V带分别与分选装置和压紧粉碎装置连接，首先通过压紧粉碎装置使核桃破裂，在通过搅拌装置的锤击，和分离装置的风力分离、绒带粘附等作用，使核桃破壳并实现壳仁分离的自动化，采用高度调节装置，使装置可以适应处理不同品种的核桃，因而可以用于大批量的生产作业中，缩短劳动时间及节约劳动力，降低加工成本，较好的解决了核桃剥壳取仁难，依赖手工的问题，并使剥壳率和高路仁率有所提高，实现高效、低耗、低成本绿色清洁生产。
青岛理工大学的刘明政、李长河、张彦彬发明了核桃剪切挤压破壳柔性捶击取仁装备，专利号：CN201310634619.3。发明涉及一种自动化程度高，实现核桃破壳、保证核桃仁完整性及其壳仁分离的功能，使性能指标大幅提高，对处理不同尺寸的核桃实应性能强的核桃剪切挤压破壳柔性捶击取仁装备。它包括：喂料斗；接收喂料斗送来物料的平带剪切挤压破壳装置；柔性螺旋叶片锤击***，它接收平带剪切挤压破壳装置送来的初步破壳的物料，并进行二次锤击破壳；在柔性螺旋叶片锤击***下部设有核桃壳与核桃仁分离装置；平带剪切挤压破壳装置、核桃仁分离装置与传动***连接，传动***与动力源一连接；柔性螺旋叶片锤击***与动力源二连接；上述各设备均安装在机架上。
这些破壳取仁机存在的整体不足是：没有核桃预破壳处理，核桃破壳不够完全，得到核桃仁的整仁率和手工剥壳还有一定的差距。目前核桃破壳相关机器过多的提高了破壳率和破壳速度，而忽略了核桃仁在挤压过程中所受到的损伤，导致核桃仁破碎率较高。
石超志发明了一种具有裂缝山核桃的加工方法，专利号：CN200510017286.5。该发明提供了一种具有裂缝山核桃的加工方法，包括以下步骤：提供干燥的山核桃；对干燥的山核桃表面进行磨光；再用水浸泡3～8小时；将浸泡的山核桃捞出控水，然后直接倒入炒制器物内翻炒，直致山核桃尖口处出现裂纹然后取出冷却；用刀具沿山核桃裂纹处下劈，使刀具进入裂缝1～1.5cm时，扩大裂缝，以不使山核桃分为两半为宜；在山核桃的裂缝处稍微挤压，合并裂缝，近似的恢复山核桃的原貌。本发明所制得的山核桃，保留了原有的面貌和风味，通过手掰即可非常容易地将山核桃外壳分为两瓣，食用果仁相当方便，老幼皆可食用，并且加工成本也比较低。另外，食用后的外壳表面光滑完整且富有艺术美感，可以制成手工艺品。
这种装置的缺点在于采用人工的方式对核桃进行预破壳处理，工序过于繁琐，效率低，而且由于对核桃进行了浸泡处理，一定程度上影响了口感。
陕西科技大学的郑甲红、赵奎鹏、闫茹、薛启程、李大军、余秦程、杨睿、王凡发明了一种四点挤压式核桃破壳设备，专利号：CN201521032546.1。包括机架、电机、挤压装置、传动装置、上料装置；电机位于机架底部的电机安装板上，电机通过连杆与传动装置的总摇杆下端相连，电机带动总摇杆摆动，推杆沿导轨做直线往复运动，推杆的另一端与挤压装置的摇杆连接，带动摇杆做摆动运动，上料装置固定在挤压装置的摇杆上，挤压装置带动上料板上料；核桃放入料斗内，摇杆左右摆动，当其向右摆到极限位置时，上料板的孔和料斗底部的孔相重合，核桃落入上料板的孔中，摇杆向左摆动，当挡料板的孔与核桃挤压孔重合，核桃落入挤压孔内，挤压完成后，挡料板打开使核桃掉入出料斗内；一次性从四个点进行挤压核桃，使核桃破壳更充分，具有破壳完整，效率高，操作方便的特点。
此装置的缺点是没有预破壳工序，对大小不同的核桃所产生的挤压力、挤压形变不同，可能会出现大核桃挤碎、小核桃未挤裂的情况。
肖泽文发明的一种核桃挤压破皮器，专利号：CN201520521910.4。公开了一种核桃挤压破皮器，包括两个对向设置的挤压端和位于两个所述挤压端中间的套管；所述 挤压端包括旋转把手和挤压螺栓，两者之间为固定连接；所述套管两端的内壁上分别设置有螺旋方向相反的内螺纹，所述挤压螺栓设置有与所述内螺纹相配合的外螺纹；所述挤压螺栓的端部设置有用于贴合核桃外壳的半球形凹槽；所述半球形凹槽的表面分布有若干个凸起。与现有技术相比，该实用新型操作简便，省时省力，能够最大程度上保证核桃果仁的完整性，节约了操作时间。
该装置虽然操作简便，省时省力，能够最大程度上保证核桃果仁的完整性，节约了操作时间，但是由于行程控制是固定的，还是存在大核桃挤碎、小核桃未挤裂的情况，而且同样没有对核桃进行预破壳处理，对于一些外壳比较坚硬的核桃，破壳的时候就比较费力。
综合以上因素，经过团队大量实验，以及核桃破壳的原理和工艺上的充分考虑，发现增加对核桃的预破壳工序，对核桃破壳技术的提升有重要意义，从上述有些发明装置中没有预破壳装置所暴露的缺点也可看出预破壳装置的重要性。而且可以考虑设计多种预破壳装置与现有的破壳取仁机械相协作，在提高核桃的破壳效率，提升核桃仁的整仁率的同时，让核桃本身的价值最大化，适应市场的需求。而且经过理论分析和大量的试验证明，在核桃破壳之前让核桃外壳产生多处均匀的裂缝，会使核桃的整仁率和破壳效率有很大提升。目前相关装置发展并不完善，核桃的预破壳装置也很少，而且还存在一定的欠缺，并不能真正地投入市场生产中，所以迫切需要一种完善的预破壳装置来解决所面临的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种核桃预破壳装置，该装置通过旋转的挤压件设置，两挤压件旋转，通过挤压件上设置的凸起对核桃进行挤压，有利于挤压时对核桃进行预破壳，以便于后期工序的取仁。
一种核桃预破壳装置的具体方案如下：
一种核桃预破壳装置，包括：
挤压破壳机构，该机构包括两个间隔设定空间的挤压件，一挤压件可相对另一挤压件旋转，或者两个挤压件各自均可实现旋转，挤压件表面设置凸起，以对两个挤压件之间的核桃进行挤压以使核桃壳破裂；
一挤压件可偏离另一挤压件相对移动，挤压件与用于带动一个挤压件或者两个挤压件回到原位的回弹机构连接。
进一步地，所述挤压件的旋转方向相同，在装置内，通过挤压与剪切的双向作用力，使核桃壳尽可能的大量出现裂纹减小应力，而不是反向直接挤压，那样容易伤到核桃仁。
该预破壳装置中，挤压件通过其上的凸起对核桃壳进行破裂，挤压过程中挤压件偏离后，通过回弹机构带动挤压件回到原位，进行第二轮对核桃的挤压，该装置结构简单，核桃壳破裂速度快。
上述装置还包括前支撑板、后支撑板，前支撑板、后支撑板之间通过螺栓进行连接，前支撑板、后支撑板间隔设定距离设置，二者各自通过轴对所述挤压件进行支撑，挤压件设于前、后支撑板之间的空间，在前支撑板、后支撑板上均开有一弧形轨道以使其中一挤压件沿着弧形轨道移动，这样另一挤压件原位旋转，这样两个挤压件之间的空间增大，增大后便于核桃的进入。
所述回弹机构包括在其中一所述挤压件所在的轴上套设有一支撑架，支撑架一端与弹簧的一端连接，弹簧的另一端同固定于所述后支撑板的挡板连接，这样，在两挤压件之间的空间增大后，弹簧受压，在弹簧弹性力的带动作用下，挤压件逐渐回到原位，从而挤压核桃壳，此外，通过弹簧的设置，使得两个挤压件之间的间距是可调节的，由于核桃的大小不同，如果两个钉轮的间距一定，那么偏大的核桃就很可能伤到核桃仁，而偏小的核桃就有可能预破壳不完全。如果核桃偏大，那么在弹簧的作用下，钉轮的间距变大，同时阻碍落料的装置启动，防止核桃继续进入，保证核桃逐个落料；弹簧的弹性系数可调，对与不同种类的核桃，其核桃外壳的硬度也不相同，为了防止力度不够或者力度过大，对于不同种类的核桃，就需要调整弹簧的弹性系数，这样就能适合更多的核桃预破壳。
在所述挤压破壳机构的上方设置落料挡板，落料挡板同样固定与前、后支撑板之间，落料挡板相对于挤压破壳机构倾斜设置，以将核桃通过落料挡板进入挤压破壳机构的两挤压件之间的空间。
所述支撑架的另一端设置与所述支撑架垂直设置的挡料杆，一挤压件在移动时，弹簧受压，挡料杆旋转以阻挡另一核桃进入所述的挤压破壳机构内；
进一步地，挡料杆穿过所述后支撑板设置，为配合挤压件的运动，挡料杆运动轨迹同样为弧形，因此，在后支撑板上还开有弧形槽以使挡料杆的往复运动。
所述挤压件为锯齿轮或者钉轮，挤压件中部的尺寸小于两端的尺寸；挤压件为钉轮，即凸起为尖钉，尖钉镶嵌于挤压件表面，针对两个钉轮的中部，相对地，向下旋转的钉轮速度大于向上的钉轮，这样有利于当核桃被钉轮强力挤压剪切出现裂纹后，在重力的作用下进入下一工序。锯齿轮对核桃仁的损伤更小，而且受力点多，预破壳更加彻底，尤其对于一些脆皮核桃的预破壳效果更好。
进一步地，钉轮的侧面内凹成弧形形状，最好是与核桃壳面的形状一直，以便于对核桃的挤压，而避免对核桃内部核桃仁的破坏。
进一步地，支撑所述挤压件的轴通过链轮传动机构或皮带传送机构带动旋转，链轮传动机构或皮带传送机构设于后支撑板的外侧，带动轴的旋转，从而带动挤压件的旋转。
为了克服现有技术的不足，还发明还提供了一种核桃预破壳装置，使核桃壳受到冲击产生裂纹，削减了核桃在破壳取仁过程中产生的能量落差，使核桃破壳取仁过程对核桃仁的损伤降低，极大方便了接下来的核桃破壳取仁工作，提升了核桃破壳取仁的整仁率。
一种核桃预破壳装置，包括：
挤压破壳机构，该机构包括两个间隔设定空间的挤压件，一挤压件可相对另一挤压件摆动，或者两个挤压件各自均可实现摆动，通过挤压件的摆动以对两个挤压件之间的核桃进行挤压以使核桃壳破裂；
所述挤压件与用于带动一个挤压件或者两个挤压件回到原位的回弹机构连接。
还包括前支撑板、后支撑板，前支撑板、后支撑板间隔设定距离设置，二者各自通过轴对所述挤压件进行支撑；
进一步地，两挤压件的轴呈对角设置，轴可以是螺钉，一个挤压件的上端一侧通过螺钉铰接，另一个挤压件的下端的一侧通过螺钉与前、后支撑板铰接。
所述挤压件为U型块，两U型块中的开口相对设置；
进一步地，两U型块之间的空间呈V型形状，当核桃落下时，不同大小的核桃能够根据重力的作用下，落到适当的位置，然后两个挤压件再进行定轴旋转挤压，使核桃产生裂纹。
所述回弹机构包括与所述挤压件一侧连接的推杆，其中一推杆与间歇旋转机构连接；由于核桃从落料装置进入预破壳装置，存在一定的时间间隔，并不是一个瞬时的过程，所以我们根据实际情况采用了间歇旋转机构中的不完全齿轮，在转动的时候产 生一定时间的停动，以抵消核桃落下的时间差，使得核桃被挤压的时机更加精确，达到更加理想的效果。
两个挤压件的推杆同时运动，因为核桃的大小不尽相同，但是相同品种的核桃产生裂纹所需要的行程却所差无几，因此需要挤压件的运动在核桃大小不相同的时候仍然产生相同的行程。因此采用了两端挤压件同时运动的方案，因为两个挤压件定轴旋转的中心分别在下部和上部，所以两个挤压件共同运动时挤压件上下任意点的行程之和总相同。
进一步地，所述间歇旋转机构包括三个啮合的齿轮，分别为齿轮A、齿轮B和齿轮C，齿轮C与推杆连接，齿轮A为不完全齿轮；推杆与凸轮连接，凸轮与齿轮C固定，实现挤压件的偏心摆动，利用偏心轮旋转所产生的行程不同，再通过将挤压件进行定轴旋转运动，从而使鄂板运动挤压核桃，稳定性强。
进一步地，齿轮A的齿数ZA＝ZC-n；
其中，ZC为齿轮C的齿数，n为齿轮B每一圈比齿轮A超前的齿数。
而且在挤压件内部增加花纹，可以使核桃在适当位置进行羁押，不会出现打滑或者崩出或者滑落的情况。
在所述挤压破壳机构的顶部设置送料机构；
进一步地，所述送料机构为旋转轮，旋转轮的一侧开有弧形槽，横向切削出S状，使得进料时只进入一个核桃，该旋转轮的运动与挤压件的运动是相互配合的，三者的运动通过设于后支撑板外的链传动机构带动进行运动；
进一步地，在所述送料机构的两侧各设置一落料挡板，两落料挡板逐渐收缩设置。
在本发明另一实施例中，所述回弹机构包括设于挤压件一侧的弹簧，弹簧一端与挤压件固定，另一端与前支撑板固定；
所述挤压件与辊子固定，辊子与前支撑板、后支撑板固定带动挤压件的摆动，所述辊子一侧设置间歇旋转机构，间歇旋转机构可与辊子接触设置，该间歇旋转机构为凸轮，采用凸轮与弹簧的组合形式，在凸轮上增加了急回特性，使核桃挤压更加精确，更加科学合理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明装置结构简单，实用性强，零部件都可经过简单加工得到，结构简单，体积较小；各个零部件均可做到可控，对于加工处理核桃人工加工所占比重较大的现 状有很大的作用，使核桃加工产业向机械化发展。
2)本发明装置通过同向旋转的挤压件，挤压件可以是锯齿轮或者是钉轮，对核桃施加挤压与剪切的双向作用，使核桃壳尽可能的大量出现裂纹减小应力，同时，又避免了对核桃仁的破坏。
3)本发明装置中通过回弹装置的设置，便于挤压件的快速回位，同时，还提供了档料机构，保证了装置的连续化快速作业，机械化程度高。
4)本发明装置通过队核桃进行刚性挤压，使核桃壳受到冲击产生裂纹，削减了核桃在破壳取仁过程中产生的能量落差，极大方便了接下来的核桃破壳取仁工作，提升了核桃破壳取仁的整仁率。
5)本发明中通过挤压件呈V型方式布置，使得不同大小的核桃可根据重力作用，落到合适的位置，装置通用性高，再配合不完全齿轮的设置，抵消核桃落下的时间差，使得核桃被挤压的时机更加精确，达到更加理想的效果。
6)本发明针对摆动的挤压件，采用同时运动的方式，满足了不同大小核桃的运动，依然能产生相同的行程，装置适应范围得到了有效扩大。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为同向可调节双钉轮预破壳装置正向轴测图；
图2为同向可调节双钉轮预破壳装置***图；
图3为同向可调节双钉轮预破壳装置局部***图；
图4为同向可调节双钉轮预破壳装置局部刨面图；
图5为不完全齿轮式U型块预破壳装置轴测图；
图6为不完全齿轮式U型块预破壳装置刨面图；
图7为不完全齿轮式U型块预破壳装置***图；
图8为凸轮式U型块预破壳装置正轴测图；
图9为凸轮式U型块预破壳装置反轴测图；
图10为凸轮式U型块预破壳装置内部轴测图；
图11为凸轮式U型块预破壳装置内部正视图；
图12为凸轮式U型块预破壳装置***图；
图13为不完全齿轮组啮合正视图
图14为不完全齿轮啮合过程局部示意图；
图15为U型块挤压原理示意图；
图16为U型块结构示意图以及刨面图；
图17为凸轮结构原理图；
图18为凸轮挤压原理示意图；
图19为不完全齿轮式U型块预破壳装置局部示意图；
图20为不完全齿轮式U型块预破壳装置中偏心轮局部示意图；
图21为送料轮示意图；
图22为锯齿轮轴测图；
图23为锯齿轮***图；
图24为锯齿轮半刨面图；
图25为钉轮示意图；
图26为钉轮刨面图以及局部示意图。
其中：Ⅰ-1-轴A1，Ⅰ-2-右锯齿轮，Ⅰ-3-左锯齿轮，Ⅰ-4-轴A2，Ⅰ-5-挡料杆，Ⅰ-6-弹簧导向杆，Ⅰ-7-挡板，Ⅰ-8-弹簧，Ⅰ-9-链轮Ⅰ-1，Ⅰ-10-前支持板，Ⅰ-11-支撑架，Ⅰ-12-链A1，Ⅰ-13-链轮A2，Ⅰ-14-链轮A3，Ⅰ-15-链A2，Ⅰ-16-轴A3，Ⅰ-17-滚子组件，Ⅰ-18-锯齿组件，Ⅰ-19-后支持板，Ⅰ-20-落料挡板，Ⅰ-21-垫圈。
Ⅱ-1-链B1，Ⅱ-2-链轮B1，Ⅱ-3-轴B1，Ⅱ-4-链轮B2，Ⅱ-5-链轮B3，Ⅱ-6-送料轮，Ⅱ-7-机架B，Ⅱ-8-链轮B4，Ⅱ-9-轴B2，Ⅱ-10-轴B3，Ⅱ-11-右U型块，Ⅱ-12-推杆B1，Ⅱ-13-右偏心轮，Ⅱ-14-左U型块，Ⅱ-15-轴B7，Ⅱ-16-轴B4，Ⅱ-17-不完全齿轮，Ⅱ-18-轴B5，Ⅱ-19-小齿轮，Ⅱ-20-轴B6，Ⅱ-21-左偏心轮，Ⅱ-22-完全齿轮，Ⅱ-23-推杆B2，Ⅱ-24-链B2，Ⅱ-25-前落料挡板，Ⅱ-26-后落料挡板。
Ⅲ-1-链C1，Ⅲ-2-链轮C1，Ⅲ-3-轴C1，Ⅲ-4-机架C，Ⅲ-5-链C2，Ⅲ-6-轴C2，Ⅲ-7-链轮C2，Ⅲ-8-送料轮C，Ⅲ-9-链轮C3，Ⅲ-10-轴C3，Ⅲ-11-链轮C4，Ⅲ-12-右U型块C，Ⅲ-13-轴C4，Ⅲ-14-轴C5，Ⅲ-15-右弹簧，Ⅲ-16-右凸轮，Ⅲ-17-右滚子，Ⅲ-18-轴C6，Ⅲ-19-左弹簧，Ⅲ-20-左U型块C，Ⅲ-21-左凸轮，Ⅲ-22-左滚子，Ⅲ-23-轴C7，Ⅲ-24-前落料挡板，Ⅲ-25-后落料挡板。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种辅助无人机降落的精确定位及固定装置。
本申请的一种典型的实施方式中，提供一种同向可调节双锯齿轮预破壳装置，如图1、图2所示，左锯齿轮Ⅰ-3通过键连接固定在轴A2Ⅰ-4上，其上方是落料挡板Ⅰ-20，所述轴A2Ⅰ-4通过轴承固定在后支持板Ⅰ-19上。同样的，右锯齿轮Ⅰ-2也通过键连接固定在轴A1Ⅰ-1上，如图3，所述轴A1Ⅰ-1穿过后支持板Ⅰ-19上的弧形轨道并通过轴承固定在背侧的支撑架Ⅰ-11上，所述支撑架Ⅰ-11通过轴A3Ⅰ-16安装在后支持板Ⅰ-19上。所述左右两个锯齿轮的正上方是挡料杆Ⅰ-5，所述挡料杆Ⅰ-5穿过后支持板Ⅰ-19上的弧形轨道焊接在所述支撑架Ⅰ-11上。在安装时采用链传动，并且链A1Ⅰ-12在传动时处于低速松弛状态而且不影响预破壳效果，所以在外力的作用下，所述轴A1Ⅰ-1会沿着弧形轨道偏离所述轴A2Ⅰ-4，同时带动支撑架Ⅰ-11绕轴A3Ⅰ-16转动，接着带动焊接在其上的挡料杆Ⅰ-5沿着弧形轨道运动。
对于大部分核桃来说，核桃的径长差距在10mm以内，那么挤压件锯齿轮挤压时受外力偏离的距离最大就是10mm，所以轴A1Ⅰ-1的偏心距最大就是10mm，圆弧轨道曲率半径为100mm左右，那么最大偏移角度为5.5°左右，所以对链传动不会造成影响。
如图4所示，所述轴A1Ⅰ-1的斜下方与弹簧Ⅰ-8相连，所述弹簧Ⅰ-8内部有弹簧导向杆Ⅰ-6，所述弹簧导向杆Ⅰ-6直接穿插在挡板Ⅰ-7的孔上，并且可以小角度摆动，所述弹簧导向杆Ⅰ-6与所述弹簧Ⅰ-8之间通过垫圈Ⅰ-21间隔，所述挡板Ⅰ-7焊接在后支持板Ⅰ-19上。当所述轴A1Ⅰ-1偏离时，弹簧Ⅰ-8受力压缩，当外力消失后，所述轴A1Ⅰ-1以及挡料杆Ⅰ-5会在弹簧的作用下回归到初始位置。
所述挡料杆固定在所述从动轴上，当从动轴位置改变，挡料杆位置也随之改变，所述从动轴位置偏离越大，挡料杆挡住下料口的部分也越多，核桃继续下料的可能性也越小，发生堵塞的可能性也越小。
如图1所示，链轮Ⅰ-1Ⅰ-9通过键连接固定在所述轴A1Ⅰ-1上，链轮A2Ⅰ-13和链轮A3Ⅰ-14以同样的方式固定在轴A2Ⅰ-4上，链A2Ⅰ-15连接所述链轮A3Ⅰ-14和外接动力源，由外接动力源如电机带动链轮旋转；轴A4、轴A1的两端各自通过轴承固定在对应的轴承座上，轴承座固定在前、后支撑板上。
如图22和图23所示，锯齿轮挤压件包括多个滚子组件1-17组成。
在外力源的带动下，所述链A2Ⅰ-15带动链轮A3Ⅰ-14转动，接着带动所述轴A2Ⅰ-4转动，同时背侧的左锯齿轮Ⅰ-3转动，接着通过链A1Ⅰ-12带动链轮Ⅰ-1Ⅰ-9转动，同样背侧的右锯齿轮Ⅰ-2转动。核桃没有下料时，所述轴A1Ⅰ-1以及挡料杆Ⅰ-5都在弧形轨道的初始位置，当核桃下料后，进行预破壳时，那么右锯齿轮Ⅰ-2会偏离左锯齿轮Ⅰ-3，弹簧Ⅰ-8受压缩，同时带动挡料杆Ⅰ-5运动，挡住下料口，防止核桃继续下落，以免发生堵塞。核桃预破壳后，进入下一工序，在弹簧的作用下，各部件回到初始位置，一个预破壳工作周期结束，周而复始。
实施例2
该实施例与实施例1的区别是：采用钉轮替换实施例1中的锯齿轮，钉轮侧面凹成与核桃外形相似的圆弧状，并且一周焊接有多个钢钉，钉尖也呈圆弧状，如图24和图25所示。
轴A2作为驱动轴，轴A1作为从动轴，轴A1、轴A2的另一侧装配两个大小不一样的链轮或者带轮。
其中在两钉轮中间位置转向向下的两钉轮小于转向向上的钉轮，在传送带或者传送链条的带动下，实现在两钉轮中间位置转向向下的钉轮转速大于向上旋转的钉轮，有利与预破壳处理的核桃在其自重的作用下进入下一工序。
实施例3：不完全齿轮式U型块预破壳装置
如图5、图6所示，本装置工作部分均匀地分布在一块钢板机架BⅡ-7的内侧，传动***部分分布在机架BⅡ-7的外侧。
如图6所示，送料轮Ⅱ-6通过轴B4Ⅱ-16安装在机架BⅡ-7的上部，所述送料轮Ⅱ-6的左侧是前落料挡板Ⅱ-25，右侧是后落料挡板Ⅱ-26，轴B4Ⅱ-16通过轴承固定在机架BⅡ-7上，送料轮Ⅱ-6在动力源的带动下绕轴B4Ⅱ-16旋转实现间歇送料。 送料轮Ⅱ-6的下部是挤压预破壳的U型块，其中左U型块Ⅱ-14的上端固定在轴B7Ⅱ-15上，所述轴B7Ⅱ-15通过轴承安装在机架BⅡ-7上，所述左U型块Ⅱ-14可通过外力绕轴B7Ⅱ-15旋转。
推杆B2Ⅱ-23的一端铰接在所述左U型块Ⅱ-14的下端，推杆B2Ⅱ-23另一端通过套圈与左偏心轮Ⅱ-21相连，所述左偏心轮Ⅱ-21与完全齿轮Ⅱ-22同时固定在通过轴承与机架BⅡ-7相连的轴B1Ⅱ-3，如图19和图20所示。所述完全齿轮Ⅱ-22的右上侧有小齿轮Ⅱ-19与其啮合，所述小齿轮Ⅱ-19固定在通过轴承与机架BⅡ-7相连的轴B6Ⅱ-20上。所述小齿轮Ⅱ-19的左上侧安装有驱动齿轮即不完全齿轮Ⅱ-17，所述不完全齿轮Ⅱ-17固定在通过轴承与机架相连的轴B1Ⅱ-3上。在驱动源的带动下，不完全齿轮Ⅱ-17与小齿轮Ⅱ-19以及完全齿轮Ⅱ-22啮合转动。右U型块Ⅱ-11的外形与所述左U型块Ⅱ-14完全一样，但安装结构相反，其下端固定在通过轴承与机架BⅡ-7相连的轴B3Ⅱ-10上，上端与推杆B1Ⅱ-12的一端铰接，所述推杆B1Ⅱ-12的另一端套接在固定在轴B2Ⅱ-9上的右偏心轮Ⅱ-13上，所述右U型块Ⅱ-11会在推杆B1Ⅱ-12的推动下绕所述轴B3Ⅱ-10摆动。
如图7所示，链轮B1Ⅱ-2、链轮B2Ⅱ-4通过键连接固定在所述的轴B1Ⅱ-3上，链轮B3Ⅱ-5通过键连接固定在所述轴B4Ⅱ-16上，链轮B4通过键连接固定在轴B2Ⅱ-9上。
如图5、图6所示，外力源带动链B1Ⅱ-1，接着带动固定在其上的所述链轮B1Ⅱ-2，然后带动所述链轮B2Ⅱ-4以及所述轴B1Ⅱ-3，并通过链B2Ⅱ-24将动力传到所述链轮B4Ⅱ-8以及链轮B3Ⅱ-5上，带动所述轴B4Ⅱ-16和轴B2Ⅱ-9转动。所述轴B2Ⅱ-9通过右偏心轮Ⅱ-13与推杆B1Ⅱ-12带动所述右U型块Ⅱ-11绕轴B3Ⅱ-10做摆动挤压运动。所述轴B4Ⅱ-16带动固定在其上的送料轮Ⅱ-6做旋转间歇送料运动。所述轴B1Ⅱ-3带动所述不完全齿轮Ⅱ-17转动，接着带动与其啮合的小齿轮Ⅱ-19，接着带动完全齿轮Ⅱ-22旋转，最后通过所述左偏心轮Ⅱ-21和推杆B2Ⅱ-23的作用带动所述左U型块Ⅱ-14绕轴B7Ⅱ-15做摆动挤压运动。
动力源启动后，所述送料轮Ⅱ-6一直旋转，间歇送料，左右U型块在推杆的作用下一直来回摆动挤压，当送料轮Ⅱ-6即将下料的前一刻，在不完全齿轮Ⅱ-17的作用下，左右U型块的上端间距最大下端最小并保持一定时间静止不动，当核桃下料后再相互靠近挤压，预破壳后并完成落料后，送料轮Ⅱ-6刚好又即将下料，此为一个预破 壳周期，往复循环。
不完全齿轮的设计：为实现装置的间歇运动需要设计不完全齿轮传动。初定齿轮排布如图13和图14所示，齿轮A为不完全齿轮是传递运动的主动轮，齿轮C连接执行机构实现对核桃的挤压，齿轮B用来改变齿轮A与齿轮B之间的旋转方向使齿轮A与齿轮C同向旋转。齿轮A转速为n0r/min，通过公式(1-1)得到核桃的掉落时间为
实际停留时间通常t2远大于t1。通过公式1-2可得停歇时齿轮A转过的角度所有齿轮模数取m，考虑到安装尺寸的限制取齿轮A的齿数为ZA0，通过公式(1-1)可得齿轮A缺失的齿数为ZA1：
由公式(1-2)得不完全齿轮A的齿数为ZA2：
ZA2＝ZA0-ZA1 (1-2)
齿轮C的齿数应该与不完全齿轮A的齿数相同即：
Zc＝ZA2 (1-3)
与不完全实际工作时齿轮之间啮合的过程如图14所示，在第一次不完全齿轮A脱离齿轮B之前不完全齿轮A将带动齿轮B的c齿运动，并从c齿脱离，当第第二次两齿轮啮合时将从齿轮B的f齿开始啮。所以造成齿轮B每一圈比不完全齿轮A超前n齿，使不完全齿轮A与齿轮B不能实现同步转动，所以应减少不完全齿轮A相应的超前齿数即最终由公式(1-4)求得不完全齿轮A的最终齿数:
ZA＝ZA2-n (1-4)
实施例4：凸轮式U型块预破壳装置
如图8、图9、图11所示，左U型块CⅢ-20的上部通过轴C6Ⅲ-18和轴套铰接安装于机架CⅢ-4上，右U型块CⅢ-12的下部通过轴C4Ⅲ-13和轴套铰接安装于机架CⅢ-4上。即左U型块CⅢ-20可以绕轴C6Ⅲ-18定轴旋转，右U型块CⅢ-12可绕轴C4Ⅲ-13做定轴旋转运动。左U型块CⅢ-20和右U型块CⅢ-12呈V 字型安装。左U型块CⅢ-20的下部铰接安装着左辊子Ⅲ-22，右U型块CⅢ-12的上部铰接安装着右辊子Ⅲ-17。左凸轮Ⅲ-21与轴C1Ⅲ-3过盈配合安装，左凸轮Ⅲ-21安装在左U型块CⅢ-20左侧，与左辊子Ⅲ-22相接触。右凸轮Ⅲ-16与轴C3Ⅲ-10过盈配合，右凸轮Ⅲ-16与右辊子Ⅲ-17相接触安装在机架CⅢ-4上。
为了保证左凸轮Ⅲ-21始终与左辊子Ⅲ-22相接触，右凸轮Ⅲ-16始终与右辊子Ⅲ-17相接触，左U型块CⅢ-20左侧和右U型块CⅢ-12右侧分别焊接固连着轴C7Ⅲ-23和轴C5Ⅲ-14。左弹簧Ⅲ-19一端连在轴C7Ⅲ-23上，另一端连接在左U型块CⅢ-20上；右弹簧Ⅲ-15一端连接在轴C5Ⅲ-14上，另一端连接在右U型块CⅢ-12上。送料轮CⅢ-8与轴C2Ⅲ-6过盈配合，轴C2Ⅲ-6通过轴承固定在机架CⅢ-4上。送料轮CⅢ-8位于左U型块CⅢ-20和右U型块CⅢ-12上部，使核桃刚好可以落入挤压装置，其左侧为前落料挡板Ⅲ-24，右侧为后落料挡板Ⅲ-25。
轴C3Ⅲ-10在机架的另一侧套装着链轮C3Ⅲ-9，轴C2Ⅲ-6在机架CⅢ-4的另一侧套装着链轮C2Ⅲ-7。轴C1Ⅲ-3在机架CⅢ-4的另一侧套装着链轮C4Ⅲ-11和链轮C1Ⅲ-2。链轮C4Ⅲ-11、链轮C2Ⅲ-7、链轮C3Ⅲ-9由链C2Ⅲ-5链接。链轮C1Ⅲ-2与电动机通过链C1Ⅲ-1相连接。
如图8所示，电动机旋转通过链C1Ⅲ-1将动力传送至链轮链轮C4Ⅲ-11。由于链轮C4Ⅲ-11、链轮C2Ⅲ-5、链轮C3Ⅲ-9由链C2Ⅲ-5链接，所以送料轮CⅢ-8-、左凸轮Ⅲ-21、右凸轮Ⅲ-16也会做旋转运动。
如图21所示，送料轮CⅢ-8与左凸轮Ⅲ-21、右凸轮Ⅲ-16初始位置相互固定。核桃由图示送料轮CⅢ-8上方落入，送料轮CⅢ-8绕轴C2Ⅲ-6旋转，当旋转一定角度时，核桃进入送料轮CⅢ-8的S型凹槽中，然后继续旋转，当核桃即将落入挤压装置时，凸轮运动恰好使左U型块IIIⅢ-20和右U型块IIIⅢ-12的上开口最大，下开口最小，如图18所示。
具体凸轮的设计和运动分析如下：如图15所示，采用两U型块组成V型嵌槽，通过凸轮实现两板之间的相互挤压进而使核桃产生裂纹，两U型块配合运动，运动方向相反且运动轨迹相同所以采用相同的凸轮带动两U型块运动。通过对不同大小和不同品种的核桃进行大量的挤压实验我们得到最好的挤压变形量在amm左右，会使核桃产生均匀的裂纹且不会伤害到里面的果仁，微小差别不会对裂纹造成太大的影响。所以凸轮的推程h＝amm。由于凸轮要与其它机构配合所以限制了凸轮的几圆直径为bmm 即ro＝bmm。为确保装置的加工效率初定凸轮转速为n0r/min。V型嵌槽的挤压过程如图20所示分为三个阶段，分别为喂料阶段、挤压阶段、卸料阶段。喂料阶段需要V型嵌槽保持一定的夹角等待核桃的落入，停留时间于核桃下落的时间相同，通过测量机构得到核桃的下落距离为ho，通过公式(1-5)可得核桃的下落时间：
实际停留时间通常t2远大于t1通过公式(1-2)可得凸轮第一次远休的休止角为δ1
第二阶段挤压阶段凸轮带动V型嵌槽实现对核桃的快速挤压出裂纹，凸轮的推程h＝amm。挤压裂纹产生后进入第三阶段卸料阶段要求凸轮满足急会特性，所以回程运动角不宜过大初定为δ2。
综合考虑以上几点要求最终设计凸轮的具体参数如图17所示采用的凸轮类型为滚子摆动推杆圆柱凸轮。
挤压装置行程及安装位置的设计：首先把V型嵌槽简化成如图14所示的等效机构：左右U型块简化为两斜板，用图中箭头代替凸轮运动过程。初定两U型块的长度为L，c点为任意点距离铰链处b点的距离为L1，右侧U型块与水平面的初始安装角度为β，左侧U型块对称安装组成V型嵌槽，从而保证不同大小的核桃可以自动定位在不同的高度上。装置工作时，左右两边U型块在凸轮的带动下偏转相同角度α，由于转角α很小所以由公式(1-7)可得U型块最远端同时偏移相同距离：
a＝αL (1-7)
由公式(1-8)可得c点偏移的距离:
ac＝(L-L1)α+L1α＝Lα＝a (1-8)
综上所诉该装置保证了不同大小的核桃在自定位的基础上可以受到相同的挤压变形量a，在安装过程中调节a的大小使其与先前实验求得的最佳裂纹量相同。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种核桃预破壳装置，其特征在于，包括：
挤压破壳机构，该机构包括两个间隔设定空间的挤压件，一挤压件可相对另一挤压件旋转，或者两个挤压件各自均可实现旋转，挤压件表面设置凸起，以对两个挤压件之间的核桃进行挤压以使核桃壳破裂；
一挤压件可偏离另一挤压件相对移动，挤压件与用于带动一个挤压件或者两个挤压件回到原位的回弹机构连接。
2.根据权利要求1所述的一种核桃预破壳装置，其特征在于，还包括前支撑板、后支撑板，前支撑板、后支撑板间隔设定距离设置，二者各自通过轴对所述挤压件进行支撑，在前支撑板、后支撑板上均开有一弧形轨道以使其中一挤压件沿着弧形轨道移动；
进一步地，所述回弹机构包括在其中一所述挤压件所在的轴上套设有一支撑架，支撑架一端与弹簧的一端连接，弹簧的另一端同固定于所述后支撑板的挡板连接。
3.根据权利要求1所述的一种核桃预破壳装置，其特征在于，在所述挤压破壳机构的上方设置落料挡板，落料挡板相对于挤压破壳机构倾斜设置，以将核桃通过落料挡板进入挤压破壳机构的两挤压件之间的空间；
进一步地，所述挤压件的旋转方向相同。
4.根据权利要求2所述的一种核桃预破壳装置，其特征在于，所述支撑架的另一端设置与所述支撑架垂直设置的挡料杆，一挤压件在移动时，弹簧受压，挡料杆旋转以阻挡另一核桃进入所述的挤压破壳机构内；
进一步地，挡料杆穿过所述后支撑板设置。
5.根据权利要求2所述的一种核桃预破壳装置，其特征在于，所述挤压件为锯齿轮或者钉轮；
进一步地，钉轮的侧面内凹成弧形形状；
进一步地，支撑所述挤压件的轴通过链轮传动机构或皮带传送机构带动旋转。
6.一种核桃预破壳装置，其特征在于，包括：
挤压破壳机构，该机构包括两个间隔设定空间的挤压件，一挤压件可相对另一挤压件摆动，或者两个挤压件各自均可实现摆动，通过挤压件的摆动以对两个挤压件之间的核桃进行挤压以使核桃壳破裂；
所述挤压件与用于带动一个挤压件或者两个挤压件回到原位的回弹机构连接。
7.根据权利要求6所述的一种核桃预破壳装置，其特征在于，还包括前支撑板、后支撑板，前支撑板、后支撑板间隔设定距离设置，二者各自通过轴对所述挤压件进行支撑；
进一步地，两挤压件的轴呈对角设置；
所述挤压件为U型块，两U型块中的开口相对设置；
进一步地，两U型块之间的空间呈V型形状。
8.根据权利要求6所述的一种核桃预破壳装置，其特征在于，所述回弹机构包括与所述挤压件一侧连接的推杆，其中一推杆与间歇旋转机构连接；
进一步地，所述间歇旋转机构包括三个啮合的齿轮，分别为齿轮A、齿轮B和齿轮C，齿轮C与推杆连接，齿轮A为不完全齿轮；
进一步地，齿轮A的齿数ZA＝ZC-n；
其中，ZC为齿轮C的齿数，n为齿轮B每一圈比齿轮A超前的齿数。
9.根据权利要求6所述的一种核桃预破壳装置，其特征在于，在所述挤压破壳机构的顶部设置送料机构；
进一步地，所述送料机构为旋转轮，旋转轮的一侧开有弧形槽；
进一步地，在所述送料机构的两侧各设置一落料挡板，两落料挡板逐渐收缩设置。
10.根据权利要求7所述的一种核桃预破壳装置，其特征在于，所述回弹机构包括设于挤压件一侧的弹簧，弹簧一端与挤压件固定，另一端与前支撑板固定；
所述挤压件与辊子固定，辊子与前支撑板、后支撑板固定带动挤压件的摆动，所述辊子一侧设置间歇旋转机构，间歇旋转机构可与辊子接触设置。
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Cited By (9)
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