一种仿生敲击臂式山核桃破壳机的制作方法

本发明涉及农产品加工设备技术领域，尤其涉及一种仿生敲击臂式山核桃破壳机。

背景技术：

山核桃是一种高经济价值作物，随着人们生活水平的提高，传统的人工加工山核桃的方式远远不能满足市场需求，山核桃破壳机成为了山核桃产业中必不可少的机械装置。山核桃破壳机可以大幅度提升山核桃生产效率，目前市场上主要的破壳机为枪管式破壳机，但在实际生产中发现，其破壳效果较差，破壳质量较低，往往需要多次重复破壳，影响生产。

技术实现要素：

基于上述背景技术存在的技术问题，本发明提出一种仿生敲击臂式山核桃破壳机。

本发明提出了一种仿生敲击臂式山核桃破壳机，包括：机架、破壳辊、喂料机构、破壳机构和驱动机构，其中：

破壳辊可转动的安装在机架上,破壳辊的环面上设有果臼槽；

喂料机构包括窝眼式喂料辊，窝眼式喂料辊位于破壳辊的斜上方并可转动的安装在机架上，且窝眼式喂料辊的轴心线平行于破壳辊的轴心线，窝眼式喂料辊与破壳辊之间设有用于将窝眼式喂料辊所排出的物料导入至果臼槽内的导料通道；所述导料通道倾斜固定在机架上，且导料通道靠近窝眼式喂料辊的一端与距水平面的高度大于破壳辊距水平面的高度；

破壳机构包括敲击臂和凸轮轴，敲击臂沿垂直于破壳辊轴心线的方向布置并可摆动的安装在机架上，且敲击臂的一端位于破壳辊的上方用于对位于其下方的果臼槽内的物料进行敲击；凸轮轴位于敲击臂远离破壳辊的一侧并可转动的安装在机架上，且凸轮轴的轴心线平行于破壳辊的轴心线；凸轮轴包括转轴和安装在该转轴上用于推动敲击臂摆动的凸轮，且每当凸轮转动一周，凸轮推动敲击臂进行两次敲击动作；

驱动机构用于驱动破壳辊、窝眼式喂料辊、以及凸轮轴转动。

优选地，凸轮上具有间隔布置的近端点和远端点，凸轮上其位于近端点、远端点之间具有弧形缺口，凸轮远端点与转轴间的间距大于其近端点与转轴间的间距。

优选地，凸轮上近端点和远端点之间的圆心角为90°。

优选地，敲击臂的下方且位于其摆动支撑点靠近破壳辊的一侧设有竖直安装在机架上的弹簧。

优选地，敲击臂上还安装有弹簧拉杆，弹簧拉杆远离敲击臂的一端与弹簧连接。

优选地，弹簧拉杆靠近破壳辊的一侧设有减震机构，减震机构包括减震棒和减震组件，减震棒沿平行于破壳辊的方向布置在敲击臂的下方并固定在机架上，且减震棒位于弹簧拉杆靠近破壳辊的一端；减震组件位于减震棒的上方并与其抵靠，减震组件包括分别布置在敲击臂上下端的上托板、下托板，以及连接上托板和下托板的螺栓。

优选地，敲击臂位于破壳辊靠近窝眼式喂料辊的一侧。

优选地，敲击臂包括支撑座、敲击杆、敲击锤和压杆滚子，支撑座位于敲击杆的两端之间并安装在机架上，敲击杆可转动的安装在支撑座上，敲击锤位于破壳辊的上方并安装在敲击杆上，压杆滚子位于敲击杆远离敲击锤的一侧并与敲击杆连接。

优选地，敲击杆包括第一杆件和第二杆件，第一杆件、第二杆件相对布置并在二者之间预留供导料通道穿过的间距，所述敲击锤和压杆滚子分别位于第一杆件、第二杆件之间并分别与二者连接。

优选地，果臼槽包括柱形腔和位于柱形腔下方的下锥形腔。

优选地，下锥形腔的内周面分布有若干下凹槽。

优选地，敲击锤靠近破壳辊的一端设有上锥形腔。

优选地，上锥形腔内周面分布有若干上凹槽。

优选地，上凹槽和下凹槽均为球形槽。

优选地，破壳辊的径向截面为正N边形，N为大于2的自然数，破壳辊任意一个面上均分别设有一排沿其长度方向间隔布置的果臼槽，任意一个果臼槽位于破壳辊长度向的一侧均分别设有竖直布置导料块，且当破壳辊转动时，其每转动一次，其转动角度为M/360°，M为破壳辊的边数。

优选地，沿破壳辊的长度方向，导料导通设有一排，且任意一个导料通道靠近破壳辊的一端均分别设有与导料块适配用于供导料块通过的切口。

优选地，喂料机构还包括喂料斗，喂料斗安装在机架上，喂料斗具有进料端和出料端，所述窝眼式喂料辊位于喂料斗的出料端，喂料斗内且位于其进料端与出料端之间设有将物料导向窝眼式喂料辊的导向通道，导向通道倾斜布置，且导向通道靠近窝眼式喂料辊一端与距水平面的距离小于其远离窝眼式喂料辊一端与水平面间的距离，导向通道具有若干用于对物料进行筛分的筛选槽。

优选地，喂料机构还包括第一限流板，第一限流板位于导向通道的斜上方靠近窝眼式喂料辊的一侧，且其与导向通道之间的间距可调。

优选地，喂料机构还包括第二限流板，第二限流板位于窝眼式喂料辊的上方，且其与窝眼式喂料辊之间的间距可调。

优选地，喂料机构还包括料渣引出料斗，料渣引出料斗位于导向通道的斜下方，且其一端与导向通道固定，其另一端与喂料斗的底面固定。

优选地，窝眼式喂料辊包括转动轴和安装在传动轴上的圆柱形基体，所述基体上设有沿其长度方向间隔布置的环形槽，且任意一个环形槽的底部均设有多个绕窝眼式喂料辊环面环形均布的窝眼。

优选地，驱动机构通过传动机构分别与破壳辊和凸轮轴传动连接。

优选地，传动机构包括传动链和传动轮。

优选地，破壳辊的一端安装有棘轮。

优选地，当破壳辊为正N边形时，棘轮的齿数与破壳辊的边数一致。

优选地，凸轮轴的一端偏心安装有与棘轮适配并用于拨动棘轮转动的棘爪，棘爪与棘轮同侧。

优选地，驱动机构安装在机架上，驱动机构包括电机和减速器。

优选地，破壳辊的下方设有用于破壳后的物料传送出去的落料板，落料板安装在机架上。

本发明中，机架用于对各部件进行支撑，破壳辊上设果臼槽，果臼槽用于放置物料(即核桃)；喂料机构用于向果臼槽输送物料；破壳机构模拟人工加工方式，用于对果臼槽内的物料进行敲打，使其破碎；驱动机构用于驱动喂料机构、破壳机构、以及破壳辊进行动作，使喂料机构不断向果臼槽内送料，使破壳机构不断的对果臼内的物料进行敲打，使破壳辊不断旋转，将破碎后的物料倾倒出气并将新的加入的物料转至破碎机构中的敲击臂的下方进行敲击。

与现有技术相比，本发明所提出的仿生敲击臂式山核桃破壳机，其喂料机构简单，通用性好，喂料稳定可靠，破壳机构模拟人工加工方式，破壳机构中的凸轮设置近端点和远端点，使其转动一周可以推动敲击臂进行两次敲击动作，破壳质量好，破壳效率高，且整机结构紧凑，工作协调有序，生产效率高，可广泛适用于规模化加工生产，可为山核桃产业的全程机械化提供有效支撑。

附图说明

图1为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机的结构示意图；

图2为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机的侧视图；

图3为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述破壳辊的结构示意图；

图4为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述喂料机构的结构示意图；

图5为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述窝眼式喂料辊的结构示意图；

图6为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述凸轮轴的结构示意图；

图7为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述凸轮的结构示意图；

图8为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述敲击臂的结构示意图；

图9为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述敲击臂的三维效果图；

图10为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述敲击锤的结构示意图；

图11为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述减震组件的结构示意图；

图12为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述破壳机构的工作原理图。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1-12所示，图1为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机的结构示意图；图2为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机的侧视图；图3为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述破壳辊的结构示意图；图4为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述喂料机构的结构示意图；图5为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述窝眼式喂料辊的结构示意图；图6为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述凸轮轴的结构示意图；图7为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述凸轮的结构示意图；图8为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述敲击臂的结构示意图；图9为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述敲击臂的三维效果图；图10为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述敲击锤的结构示意图；图11为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述减震组件的结构示意图；图12为本发明提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机中所述破壳机构的工作原理图。

参照图1-12，本发明实施例提出的一种仿生敲击臂式山核桃破壳机，包括：机架1、破壳辊2、喂料机构、破壳机构和驱动机构，其中：

破壳辊2可转动的安装在机架1上,破壳辊2的径向截面为正六边形，破壳辊2任意一个面上均分别设有一排沿其长度方向间隔布置的果臼槽201，任意一个果臼槽201位于破壳辊2长度向的一侧均分别设有竖直布置导料块2011，导料块2011用于将导料通道4底端的山核桃勾入果臼槽201中。

喂料机构包括喂料斗10、窝眼式喂料辊3、第一限流板11、第二限流板12和料渣引出料斗13，喂料斗10安装在机架1上，喂料斗10具有进料端和出料端，窝眼式喂料辊3位于喂料斗10并可转动的安装在机架1上，且窝眼式喂料辊3的轴心线平行于破壳辊2的轴心线；喂料斗10内且位于其进料端与出料端之间设有将物料导向窝眼式喂料辊3的导向通道101，导向通道101倾斜布置，且导向通道101靠近窝眼式喂料辊3一端与距水平面的距离小于其远离窝眼式喂料辊3一端与水平面间的距离，导向通道101具有若干用于对物料进行筛分的筛选槽，用于将对核桃进行筛选，滤除杂质、以及不合格的核桃；第一限流板11位于导向通道101的斜上方靠近窝眼式喂料辊3的一侧，且其与导向通道101之间的间距可调，工作中，通过调节第一限流板11的上下位置可以控制山核桃进料的速率；第二限流板12位于窝眼式喂料辊3的上方，且其与窝眼式喂料辊3之间的间距可调，第二限流板12用以将窝眼中多余的山核桃挡住，保证每个窝眼每次一颗山核桃的充种过程，且通过调节第二限流板12的上下位置可以控制不同外径的山核桃都只能单个通过该处；料渣引出料斗13位于导向通道101的斜下方，且其一端与导向通道101固定，其另一端与喂料斗10的底面固定，工作中，导向通道101中滤除的料渣通过后料渣引出料斗13收集；窝眼式喂料辊3位于破壳辊2的斜上方并可转动的安装在机架1上，且窝眼式喂料辊3的轴心线平行于破壳辊2的轴心线，窝眼式喂料辊3与破壳辊2之间设有一排用于将窝眼式喂料辊3所排出的物料导入至果臼槽201内的导料通道4；所述导料通道4靠近破壳辊2的一端均分别设有与导料块2011适配用于供导料块2011通过的切口，导料通道4倾斜固定在机架1上，导料通道4靠近窝眼式喂料辊3的一端与距水平面的高度大于破壳辊2距水平面的高度；窝眼式喂料辊3包括转动轴和安装在传动轴上的圆柱形基体，所述基体上设有沿其长度方向间隔布置的环形槽，且任意一个环形槽的底部均设有多个绕窝眼式喂料辊3环面环形均布的窝眼；当窝眼式喂料辊3在旋转时，喂料斗10内的山核桃会因自重落到窝眼式喂料辊3中的窝眼中，随着窝眼式喂料辊3一起转动，并通过第二限流板12的限流作用，保证每个窝眼每次只有一颗山核桃传出，并最终进入导向通道4内，并由导向通道4输入至果臼槽201内。

破壳机构包括敲击臂5和凸轮轴6，敲击臂5位于破壳辊2靠近窝眼式喂料辊3的一侧，并且，敲击臂5沿垂直于破壳辊2轴心线的方向布置并可摆动的安装在机架1上，敲击臂5包括支撑座501、敲击杆502、敲击锤503和压杆滚子504，支撑座501位于敲击杆502的两端之间并安装在机架1上，敲击杆502可转动的安装在支撑座501上，敲击锤503位于破壳辊2的上方并安装在敲击杆502上，压杆滚子504位于敲击杆502远离敲击锤503的一侧并与敲击杆502连接；凸轮轴6位于破壳辊2的一侧，且凸轮轴6的轴心线平行于破壳辊2的轴心线，凸轮轴6包括转轴和安装在该转轴上的凸轮，凸轮上具有间隔布置的近端点601和远端点602，凸轮上其位于近端点601、远端点602之间具有弧形缺口，且凸轮远端点602与转轴间的间距大于其近端点601与转轴间的间距；工作时，凸轮每转动一周，凸轮上的远端点602、近端点601依次间隔推动敲击杆502摆动，从而带动敲击锤503对破壳辊2上果臼槽201内的山核桃进行两次敲击，并使得第一次敲击的力度大于第二次敲击的力度，从而保障破壳后，壳内果仁的完整性。

驱动机构用于驱动破壳辊2、窝眼式喂料辊3、以及凸轮轴6转动，使喂料机构不断向果臼槽201内送料，使破壳机构不断的对果臼内的物料进行敲打，使破壳辊2不断旋转，并使其每转动一次，其转动角度为60°，从而将破碎后的物料倾倒出气并将新的加入的物料转至破碎机构中的敲击臂5的下方进行敲击。

本实施例中，凸轮上近端点601和远端点602之间的圆心角为90°，即在1/4的凸轮轴6转动周期内完成两次敲击动作，以加强破壳效果。

本实施例中，敲击臂5的下方且位于其摆动支撑点靠近破壳辊2的一侧设有竖直安装在机架1上的弹簧7，敲击臂5上还安装有弹簧拉杆8，弹簧拉杆8远离敲击臂5的一端与弹簧7连接，用以增加破壳敲击力。

本实施例中，弹簧拉杆8靠近破壳辊2的一侧还设有减震机构9，减震机构9包括减震棒901和减震组件902，减震棒901沿平行于破壳辊2的方向布置在敲击臂5的下方并固定在机架1上，且减震棒901位于弹簧拉杆8靠近破壳辊2的一端；减震组件902位于减震棒901的上方并与其抵靠，减震组件902包括分别布置在敲击臂5上下端的上托板、下托板，以及连接上托板和下托板的螺栓，可通过螺栓调节减上托板、下托板之间的间距，从而调整敲击臂5在二者之间的活动活动范围，从而实现对敲击臂5的减震效果。

本实施例中，果臼槽201包括柱形腔和位于柱形腔下方的下锥形腔，下锥形腔的内周面分布有若干下凹槽，下凹槽为球形槽。敲击锤503靠近破壳辊2的一端设有上锥形腔，上锥形腔内周面分布有若干上凹槽，上凹槽为球形槽。工作中，当敲击锤503对果臼槽201内的山核桃进行敲打时，敲击锤503中的上锥形腔和果臼槽201中下锥形腔相互配合形成对山核桃的包覆，而上锥形腔和下锥形腔中的上凹槽和下凹槽间的的突出点可以从多个方向对山核桃进行挤压，使得山核桃破壳更加均匀，而山核桃仁保持完整，为后续的分选加工过程提供便利。

本实施例中，敲击杆502包括第一杆件和第二杆件，第一杆件、第二杆件相对布置并在二者之间预留供导料通道4穿过的间距，所述敲击锤503和压杆滚子504分别位于第一杆件、第二杆件之间并分别与二者连接，该结构的设置，使得整体结构更加紧凑。

本实施例中，驱动机构通过传动链和传动轮分别与破壳辊2和凸轮轴6传动连接，且破壳辊2的一端安装有棘轮，棘轮的齿数与破壳辊2的边数一致，为六齿棘轮；凸轮轴6的一端偏心安装有与棘轮适配并用于拨动棘轮转动的棘爪，棘爪与棘轮同侧；工作中，凸轮轴6转动带动偏心安装在凸轮轴上的棘爪进入推送行程，推动棘轮转过一个工位角即60°，从而使破壳辊2旋转一个工位角，更换一组新的工位。

本实施例中，破壳辊2的下方设有用于破壳后的物料传送出去的落料板14，落料板14安装在机架1上。驱动机构安装在机架1上，驱动机构包括电机和减速器。

本发明中，机架1用于对各部件进行支撑，破壳辊2上设果臼槽201，果臼槽201用于放置物料即核桃；喂料机构用于向果臼槽201输送物料；破壳机构模拟人工加工方式，用于对果臼槽201内的物料进行敲打，使其破碎；驱动机构用于驱动喂料机构、破壳机构、以及破壳辊2进行动作，使喂料机构不断向果臼槽201内送料，使破壳机构不断的对果臼内的物料进行敲打，使破壳辊2不断旋转，将破碎后的物料倾倒出气并将新的加入的物料转至破碎机构中的敲击臂5的下方进行敲击；其具体工作过程如下：

由人工将待加工的山核桃倒入喂料斗10中，山核桃沿着喂料斗10的进口端向下滑动，当山核桃经导向通道101上的筛选槽时，将其中的料渣、碎籽以及不符合要求的小籽滤除。而后，山核桃在导向通道101靠近窝眼式喂料辊3的一侧堆积。山核桃在自重的作用下挤入窝眼式喂料辊3上的窝眼中，随窝眼式喂料辊3一起转动，当窝眼式喂料辊3上窝眼经过第二限流板12时，窝眼中多余的山核桃被挡下，最后山核桃落入导料通道4中，顺着导料通道4内壁向下端滑落，最后在导料通道4底部停止，当破壳辊2转动更换工位时，果臼槽201一旁的导料块2011将导料通道4底部的山核桃勾出到果臼槽201中并转至敲击锤503的下方进行敲击破壳作业。在破壳作业时，当凸轮轴6转动时，压杆滚子504与凸轮的轮廓曲面接触，当压杆滚子504子随着凸轮曲线转过凸轮的远端点602时，压杆滚子504与凸轮第一次分离，仿生敲击臂5失去凸轮的压力，在敲击锤503自身重力与弹簧7拉力下，向下敲击，对位于破壳辊2上的山核桃进行敲击破壳，完成一次重敲击，将山核桃的外壳破开。

随着凸轮轴6继续转动，凸轮再次与压杆滚子504接触，继续带动敲击锤向上抬起，当压杆滚子504随着凸轮曲线转过凸轮的近端点601时，压杆滚子504再次与凸轮分离，敲击锤503再次进行向下敲击，完成一次轻敲击，使山核桃仁与果壳内隔松开分离。两次敲击使得山核桃的破壳效果更加理想，破壳率高，伤仁率低，且破壳后的果仁与果壳分离均匀，利于后续的分选加工。当凸轮轴6再次转动后，偏心安装在凸轮轴6一侧的棘爪进入推送行程，推动棘轮转过一个工位角，更换一组新的工位，于此同时，果臼槽201上的导料块2011将导料通道4底端的山核桃勾出，等待下一次破壳作业，而上一工位中完成破壳的山核桃在自重的作用下顺着落料板14出料，至此，完成一次完整的工作循环。

由上可知，本发明所提出的仿生敲击臂5式山核桃破壳机，其喂料机构简单，通用性好，喂料稳定可靠，破壳机构模拟人工加工方式，破壳机构中的凸轮设置近端点601和远端点602，使其转动一周可以推动敲击臂5进行两次敲击动作，破壳质量好，破壳效率高，且整机结构紧凑，工作协调有序，生产效率高，可广泛适用于规模化加工生产，可为山核桃产业的全程机械化提供有效支撑。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。