本發(fā)明涉及核桃破殼取仁裝置，具體涉及自定位預(yù)破殼同向螺旋自分級柔性擠壓核桃破殼取仁裝置。

背景技術(shù)：

核桃，又稱胡桃、羌桃，與扁桃、腰果、榛子并稱為世界著名的“四大干果”，是胡桃科核桃屬多年生落葉喬木，中亞是其原產(chǎn)地。經(jīng)過不斷地探索和實踐，我國核桃栽培面積約130萬千米以上，其面積和產(chǎn)量均居世界首位。

核桃全身均寶:核桃仁，富含豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，還有多種人體需要的微量元素，不僅對人體有著很好的保健作用，同時也預(yù)防各種疾病；核桃殼，為胡桃科植物胡桃成熟果實的內(nèi)果皮，是很好的中藥材。本品性味苦、澀、平，入脾、肺、腎經(jīng)，有清熱解毒，收斂止血之功，適用于血崩，乳癰，疥癬；此外，核桃殼親水性好，抗油浸等優(yōu)點。因耐用性和彈性較好、并能和其它磨料混和使用，所以也是較理想的拋光研磨材料。在金屬清洗行業(yè)，核桃殼經(jīng)過處理后可以用作金屬的清洗和拋光材料。比如飛機引擎、電路板以及輪船和汽車的齒輪裝置都可以用處理后的核桃殼清洗。核桃殼被粉碎成極細的顆粒后具有一定的彈性、恢復(fù)力和巨大的承受力，所以適合作為研磨劑拋光研磨刀具和光整加工各種五金件，首飾、操作件等。分心木，又名胡桃衣、胡桃夾、胡桃隔，為胡桃科植物胡桃果核內(nèi)的木質(zhì)隔膜。中醫(yī)認(rèn)為，本品性味苦、澀、平，入脾、腎經(jīng)，有固腎澀精之功，也能預(yù)防很多疾病。種種好處，導(dǎo)致核桃越來越受到人們的追捧和喜愛，所以其生產(chǎn)量的增加幅度越來越大。

隨著核桃產(chǎn)量和市場需求不斷地增加，核桃深加工也成為科研和生產(chǎn)中日益凸顯的問題。核桃破殼取仁是深加工首要的前提。由于核桃殼主要由木素、纖維素和半纖維素組成，核桃果殼硬而厚，形狀不規(guī)則，內(nèi)有多個分隔，殼仁間隙小，這就給剝殼取仁增加了很大的難度。由于加工技術(shù)落后，沒有成熟的核桃破殼機械，為保證破殼率及整仁率，許多核桃加工廠家依然采取手工破殼取仁的方式，如“手剝山核桃”法，即使用柔性材料制成的錘子對在模子里的山核桃進行人工敲擊。并且，目前已有的破殼設(shè)備很難適合家庭使用，缺點主要是體積龐大，價格昂貴。

核桃產(chǎn)品的經(jīng)濟效益與核桃的整仁率息息相關(guān)，核桃仁完整率越高，經(jīng)濟效益越高，高整仁率和高效率是當(dāng)代核桃破殼取仁機競爭的焦點。隨著國內(nèi)外學(xué)者對機械化核桃破殼裝置研究的加深，許多新型的核桃剝殼機出現(xiàn)。這些破殼取仁機存在的整體不足是：漏剝或破殼不完全，破殼率低，損失率高，露仁率低。例如有些破取仁殼機的核桃破殼率低，核桃仁整仁率較高；而有些破殼取仁機過多地提高破殼率，而忽略了核桃仁受到的損害，導(dǎo)致核桃仁破碎率較高，同時這些核桃破殼取仁裝置對不同品種的核桃適應(yīng)能力差，當(dāng)核桃尺寸發(fā)生變化時，裝置的破殼效果下降。

現(xiàn)有技術(shù)中，實現(xiàn)核桃破殼取仁目前主要有物理和化學(xué)腐蝕兩種方式，其中化學(xué)腐蝕由于在實際操作中不好控制，核桃仁易受到腐蝕，同時也增加了核桃的預(yù)處理和后處理工序，處理不好還會造成對環(huán)境的污染.因此人們不愿接受這種方式。目前市場上最多的就是利用核桃的物理特性來對核桃進行破殼取仁，其中包括：碾搓法、撞擊法、剪切法和擠壓法以及超聲波震碎法。前四種方法均利用核桃殼與仁之間還有一定的間隙，通過機械裝置剛性地施加壓力對殼造成破碎的效果，只要施加力的行程小于殼仁之間的間隙，就會保護核桃仁不受傷害。但是由于核桃的種類不同，那么核桃的大小和形狀還有核桃殼的硬度就會不同，這就造成了核桃殼受力的行程不是固定不變的，所以上述前四種方法在破殼時就要考慮核桃的定位或者大小分級問題。第五種物理方法超聲波震碎法是利用超聲波將核桃的殼震碎從而達到殼仁分離的效果，這種方法不需要考慮核桃的大小形狀以及分級還有定位問題。但是，由于方法的不成熟，很難保證把核桃殼震碎的同時不會對核桃仁造成一定的傷害。

新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)明了一種氣動核桃破殼機，專利號為：201310144581.1。該發(fā)明由機架、傳動控制裝置、送料機構(gòu)、破殼裝置組成，機架上裝設(shè)有破殼裝置，由連裝在工作臺架各分隔板間的沖擊氣缸和抱緊氣缸組成，機架前下方裝設(shè)有傳動控制裝置，由電機，與電機軸同軸套裝的撥輪和控制凸輪，下軸上套裝的主動鏈輪和槽輪，上軸上套裝的并排前端鏈輪、從動鏈輪，機架后部裝設(shè)的并排后端鏈輪，下方機架上間隔裝設(shè)的夾持、抱緊和擊打三開關(guān)組成，主、從動鏈輪，前、后端鏈輪分別通過鏈條連動，在工作臺架后部裝設(shè)有料箱，該箱一壁開有狹槽，緊靠該槽下方裝設(shè)有送料機構(gòu)，其由并排鏈條、間隔連裝在鏈條上的轉(zhuǎn)輥、承托轉(zhuǎn)輥的滾動板及張緊鏈輪組成。

該裝置的缺點是整仁率不高，加工前需要對核桃進行定位，對核桃仁傷害大，加工工序繁多，對核桃仁造成二次傷害，制造成本高。

陜西省商洛市的黨才良發(fā)明了一種核桃破殼取仁機，專利號：201220548222.3，其破殼部分包含活塞套，活塞套內(nèi)部有活塞，活塞連接破殼彈簧的一端，所述破殼彈簧另一端連接破殼彈簧定位支柱，所述破殼彈簧定位支柱穿過活塞套上的定位孔，還包含垂直于活塞套軸線并和活塞連接的活塞銷，還包含安裝于活塞套上的垂直于活塞套軸線的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸一端安裝凸輪刀，另外一端為手柄，所述凸輪刀圍繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的運行曲線可推動活塞銷在活塞套上的限位孔中前后運動并使活塞和擋塊接觸；擋塊在活塞中軸線延長線上，所述擋塊固定安裝于活塞套上。工作時利用活塞運動撞擊核桃和擋塊，達到破殼目的。

該裝置的缺點在于持續(xù)往復(fù)撞擊對彈簧提出了很高的要求，另外，在高速撞擊下，核桃仁很容易受到損傷，整仁率會大大降低。

目前，除了手工取仁的方法之外，核桃破殼取仁有以下幾種方法：離心碰撞式破殼法、化學(xué)腐蝕法、真空破殼取仁法、超聲波破殼法、機械破殼法。第一種方法，離心后的核桃高速撞擊壁面使殼變形直至破裂，但是破殼后產(chǎn)生的碎仁較多，所以方法不理想；第二種方法，在實際操作中藥劑用量不易控制，核桃仁易受到腐蝕，處理不好還會造成對環(huán)境的污染，因此方法極少應(yīng)用；第三、四種方法，設(shè)備昂貴，破殼成本太高，且破殼效果不夠理想。第五種方法，設(shè)備簡單，成本低，破殼效果可通過改進部件結(jié)構(gòu)提升，因此該方法得到較多的探索研究和應(yīng)用。

國內(nèi)外對杏核、松子等堅果進行了大量的實驗，探究了堅果的力學(xué)性能以及影響破殼效果的因素，指出了含水率、加載方向等因素對堅果破殼力、變形量、破殼趨勢以及整仁率等有一定的影響。史建新、吳子岳等人結(jié)合有限元分析法通過大量試驗對核桃的破殼原理以及力學(xué)性能進行了研究，找出了破殼時的最佳施力位置和方式。袁巧霞等人通過對輥板式銀杏脫殼裝置的試驗研究得出間距過大或者過小都不利于脫殼。間距過大擠壓量達不到破殼所需的臨界壓縮量，脫殼率下降；間距過小，擠壓量過大，破仁率增加。李忠新等人受定間隙擠壓(橫向擠壓和縱向擠壓)試驗的啟發(fā)，建立了“錐籃式破殼模型”，研究了對核桃破殼最有效的施力方向和位置，并且提出了破殼機的結(jié)構(gòu)因素，如破殼間隙、破殼板的硬度、喂料速度對破殼效果的影響。合肥工業(yè)大學(xué)的宋率展運用薄殼理論和斷裂理論對內(nèi)力和位移進行分析指出兩對法向力更利于破殼，同時指出通過揉搓的方式對芡實進行破殼要將搓板設(shè)計成變形后與堅果相一致的形狀，即搓板要具有一定的柔性及硬度，并且搓板與芡實之間的摩擦系數(shù)應(yīng)該選取的適當(dāng)大一些以滿足脫殼的要求。

目前，國內(nèi)常見的機械剝殼加工設(shè)備按剝殼方法分類主要分為四類：擠壓法、撞擊法、剪切法和碾搓法。吳子岳研究的綿核桃剝殼機所采用的是雙齒盤—齒板式剝殼原理。綿核桃被喂入到剝殼裝置中后，圓形齒盤帶動綿核桃邊旋轉(zhuǎn)邊向間隙里擠入，一定間距的齒尖不斷地擠壓核桃殼表面，使得裂紋不斷擴展，最后核桃殼基本上完全破裂，碎殼和核桃仁通過最小間隙向下掉出來。張仲欣研究開發(fā)的對輥窩眼式核桃開口機主要由錐輥式分級裝置和對輥窩眼式開口裝置兩部分組成，分級裝置由一對大端對大端、小端對小端的錐形輥組成，兩輥間隙從大端到小端逐漸變大。對輥窩眼式開口裝置為一對直徑相同的圓柱形擠壓輥，其上帶窩眼，窩眼尺寸從大端到小端逐漸變大。兩對托輥分別相對滾動，經(jīng)分級后的核桃落入相應(yīng)的窩眼中后在兩輥的擠壓作用下破碎，然后通過出料滑板收集。王曉暄^[21]等人研制開發(fā)的離心式核桃二次破殼機利用撞擊法將核桃進行破碎。在托板的摩擦力和撥板的推動作用下，落在離心板上的核桃隨離心板一起旋轉(zhuǎn)，當(dāng)離心板達到一定的轉(zhuǎn)速后，核桃會以一定的速度脫離飛出，與撞擊桶發(fā)生碰撞完成破殼。通過調(diào)節(jié)離心板的轉(zhuǎn)速可以調(diào)整核桃撞擊力的大小，進而可以獲得較理想的破殼效果。張勇研發(fā)的核桃脫殼取整仁器由基座和頂蓋組成?；纳习氩渴莻€圓臺，圓臺頂面有個下凹的剝殼腔，其內(nèi)側(cè)邊緣帶有一圈鋸齒。工作時，將核桃放在剝殼腔的鋸齒上，用帶有橡膠墊的頂蓋將核桃壓住，啟動電機就可以將核桃殼鋸出一個缺口，鋸出4到6個缺口后即可將核桃殼剝開。柴金旺利用摩擦碾搓的原理研發(fā)的核桃脫殼機采用帶有齒槽的內(nèi)外磨對核桃進行破殼。外磨固定在機架上，內(nèi)磨在電機的帶動下轉(zhuǎn)動。核桃在內(nèi)外磨的間隙內(nèi)破裂脫殼。當(dāng)破碎到合適的粒度后，由擋板與內(nèi)磨下底之同的縫隙落到落料板上。該機不能自動適應(yīng)核桃的大小，又由于目前核桃品種多樣、大小不一，因此在實際應(yīng)用中存在一定的缺陷，破裂不同尺寸的核桃，需要更換尺寸不同的內(nèi)外徑。

但多數(shù)剝殼機存在的主要問題是：剝殼率低，許多剝殼機漏剝或破殼不完全，剝殼率80％，甚至更低；損失率高，高露仁率低。由于破殼不完全，部分碎核桃仁夾帶在碎殼中難以取出，有些剝殼機的果仁損失率高達20％，而高露仁率約60％；果仁完整性差，許多剝殼機一味追求剝殼率的提高，導(dǎo)致高的核桃仁破碎率；適應(yīng)性差，在核桃品種、大小規(guī)格、外殼形狀等因素出現(xiàn)變化時，剝殼機具剝殼性能就變差。絕大多數(shù)機械破殼設(shè)備的破殼間隙都是固定的，又由于核桃形狀尺寸不規(guī)則，將核桃批量放入，不符合間隙尺寸的核桃往往就得不到有效的破殼，核桃尺寸過大會造成核桃殼過度破碎，核桃仁受到損害，核桃尺寸過小導(dǎo)致得不到破殼，為此需要在破殼之前對核桃進行尺寸分級。目前以機械方式對核桃大小分級的設(shè)備主要有3種。1)滾杠式分級機，所有滾杠相對水平面平行，滾杠之間的間距由小變大。核桃在滾杠上滾動時，當(dāng)滾杠間距超過核桃直徑時，核桃便掉進下方相應(yīng)的分果槽中。2)雙輥式分級機，雙輥與水平面成一定傾斜角度，并且雙輥之間成一定角度，相對旋轉(zhuǎn)。由于雙輥間有夾角，雙輥之間的分級間距逐漸增加，在重力作用下核桃沿縫滾下，當(dāng)滾至雙輥間間距大于果徑之處時，核桃便從兩輥間落入分果槽中。3)滾筒式分級機，滾筒中具有若干層滾筒單元，每層滾筒單元上均勻布滿小孔，同一層滾筒內(nèi)的小孔孔徑相同，不同層滾筒的小孔孔徑不同，并且每層內(nèi)的孔徑由內(nèi)向外依次增大。滾筒勻速滾動，核桃從滾筒上部送入，沿滾筒外表輸送，核桃依次經(jīng)過不同層孔徑的滾筒，從小到大依次分級。

殼仁分離是核桃破殼取仁的難點之一。國內(nèi)理想的分離方法和分離設(shè)備出現(xiàn)的太少。雖然出現(xiàn)的方法和設(shè)備能實現(xiàn)殼仁分離，但設(shè)備成豐高，工藝復(fù)雜，分離率低。目前，利用機械法分離核桃殼和仁的裝置主要以下幾種：絨輥分離殼仁裝置。該裝置是由一對全長彼此接觸輥子組成，輥子外表面包著絨布，相對轉(zhuǎn)動并且相對于水平面傾斜。當(dāng)核桃殼仁混合物料從高端喂入后，表面光滑的核桃仁不易被絨毛粘附落入兩輥之間的凹槽并向下滑移直至從底端排出，粗糙的核桃殼被絨毛粘附，最終爬過絨輥落入排料斗，為了達到一定的分離效果，一般該裝置都有多對絨輥組成進行反復(fù)分離。由于核桃殼和仁的斷裂端口都有毛刺，都能夠被毛絨粘附因此該裝置分離效果不好。董遠德等人研發(fā)的核桃殼仁風(fēng)選機采用風(fēng)選式原理對核桃殼仁進行分離。試驗結(jié)果表明，風(fēng)量大小和風(fēng)腔長度對殼中含仁率有顯著影響，風(fēng)腔長度對仁中含殼率有極顯著的影響，喂入量對高路仁損失率有極顯著的影響。

青島理工大學(xué)李長河教授研究團隊在核桃破殼取仁分離工藝與裝備、核桃分級及核桃殼仁分離進行了深入系統(tǒng)的研究。設(shè)計研發(fā)的核桃剝殼取仁裝置，整體自動化，破殼率得到很大提升分離。劉明政，張彥彬?qū)颂覄儦と∪恃b置進行了改進，通過試驗表明核桃破殼率98％、核桃仁破碎率2.9％、核桃露仁率70％，進一步提高了核桃破殼率和降低了核桃仁破碎率，殼仁分離率也高達97％，分離效果理想。劉明政等人設(shè)計研究了回轉(zhuǎn)籠式和擺動式核桃分級篩，既能避免了核桃聚堆卡住，又能使尺寸符合相應(yīng)間隙的核桃充分落下，提高分級效率和分級精度。劉明政等人對核桃剝殼取仁裝置中的工作帶進行了改進設(shè)計，減少了核桃的破碎率，提高核桃仁的完整度，降低核桃仁的損失，又能有效增加帶內(nèi)側(cè)與托輥之間的摩擦，防止帶與托輥之間打滑，實現(xiàn)了同步帶的平穩(wěn)工作。馬正誠，邢旭東等人發(fā)明了核桃破殼裝置及其使用方法，該裝置包括設(shè)于機架的至少一個核桃固定機構(gòu)和至少兩根撞擊桿，核桃破殼模具開有核桃定位孔，核桃破殼模具的側(cè)壁開有至少兩個與核桃定位孔相通的開孔，多根撞擊桿在移動機構(gòu)的帶動下穿過與每根撞擊桿對應(yīng)的開孔撞擊設(shè)置于核桃定位孔內(nèi)的核桃，還包括設(shè)置于核桃定位孔兩側(cè)用于覆蓋核桃定位孔的定位定量送料滑塊；通過撞擊桿對核桃定位孔或者核桃定位槽內(nèi)的核桃進行撞擊，再配合滑塊的設(shè)置，撞擊速度快，取仁完整率高；本發(fā)明通過定位定量送料滑塊的定周期往復(fù)運動實現(xiàn)核桃的快速穩(wěn)定喂料，充分利用了機器處理核桃的效率，實現(xiàn)了核桃喂料的自動化、可控化，減少了人工成本，提高了加工效率。

劉明政等人發(fā)明的核桃剪切擠壓破殼柔性捶擊取仁裝備由三部分組成，剪切擠壓破殼系統(tǒng)、柔性葉片捶擊取仁系統(tǒng)及氣力螺旋葉片滾筒分離系統(tǒng)。在金屬托架及兩條具有速度差工作帶的作用下，對核桃產(chǎn)生剪切和擠壓的作用力，使核桃殼破碎，核桃仁露出，由于帶是柔性的，這樣會減輕對核桃仁的破壞，并且通過柔性葉片錘擊系統(tǒng)等作用，可以使嵌在核桃殼里的核桃仁進一步分離，由于葉片是由柔性材料制成的螺旋曲面，錘擊過程中即可減輕了對核桃仁的破壞又可起到對混合物料的輸送的作用，避免物料直接落下而核桃仁摔碎。分離系統(tǒng)可實現(xiàn)殼仁分離的自動化。采用高度調(diào)節(jié)裝置，使裝置可以適應(yīng)處理不同尺寸的核桃，因而可以用于大批量的生產(chǎn)作業(yè)中，縮短勞動時間及節(jié)約勞動力，降低加工成本，較好的解決了核桃剝殼取仁難，依賴手工的問題，并使破殼率和高露仁率有所提高。

張彥彬等人發(fā)明了氣力與柔性螺旋葉片耦合的核桃殼仁滾筒雙向分離裝備。從進料斗輸送核桃殼仁物料，核桃殼仁物料在進料斗中加速后以一定速度被送入螺旋葉片滾筒，核桃仁物料在風(fēng)力輸送作用下進入核桃殼仁分離區(qū)域，核桃殼物料大部分進入核桃殼輸送區(qū)域，少部分進入核桃殼仁分離區(qū)域。螺旋葉片滾筒內(nèi)壁上固定連接的變螺距螺旋輸送葉片機構(gòu)，螺旋方向為右旋，在螺旋葉片滾筒順時針方向旋轉(zhuǎn)時，螺旋葉片起到輸送核桃殼仁物料的作用，物料輸送方向是由出口方向輸送至進口方向。在核桃殼仁分離區(qū)域，核桃殼仁物料被螺旋葉片Ⅱ沿圓周輸送至高處，同時螺旋葉片Ⅱ?qū)颂覛と饰锪嫌邢蜻M口方向運輸?shù)淖饔茫贿_到一定高度后，核桃殼仁物料從空中拋下，具有向進口方向的初速度。在風(fēng)力輸送作用下，核桃仁受到較小的風(fēng)力落在核桃仁輸送區(qū)域；核桃殼受到較大的風(fēng)力被送入核桃殼輸送區(qū)域。在核桃仁輸送區(qū)域，核桃仁被小螺距的螺旋葉片Ⅲ輸送至螺旋葉片滾筒出口方向輸出，由于螺旋葉片Ⅲ的螺距小、摩擦系數(shù)小，在此區(qū)域形成了典型的螺旋輸送作用，核桃仁不受風(fēng)力影響，核桃仁被小螺距的螺旋葉片Ⅲ輸送至螺旋葉片滾筒出口方向輸出，落入核桃仁收集器。

綜上所述，現(xiàn)有的核桃破殼取仁技術(shù)方式很多，有自己的優(yōu)點，但也有很嚴(yán)重的缺點，有些裝置只是單一地追求了一方面的功能而造成其他方面效果不是很理想，從而不能保證核桃的整仁率還有破殼率以及破殼效率。那么，這樣的裝置就不能順應(yīng)市場的需求和發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自定位預(yù)破殼同向螺旋自分級柔性擠壓核桃破殼取仁裝置，解決核桃破殼時由于核桃大小和形狀不同引起的核桃分級以及定位難問題，同時提高整仁率、出仁率，降低核桃仁的損傷率，保證破殼的高效率和殼仁分離徹底性。

本發(fā)明的裝置利用不同大小的核桃落在V形塊中的高度不同來實現(xiàn)自定位功能，從而減少核桃分級工序，進而實現(xiàn)對核桃的精準(zhǔn)預(yù)破殼，即“破殼不傷仁”，利用產(chǎn)生的裂紋減小進一步桃破殼時的應(yīng)力；通過同向雙螺旋輥實現(xiàn)對核桃柔性剪切破殼，螺旋輥上的圓弧形凹槽使得核桃破殼時受力均勻，剝落徹底，保證核桃殼碎而不損傷仁，獲得較高的整仁率。通過改變雙螺旋輥之間的間隙，并利用螺旋槽對核桃的軸向力來實現(xiàn)核桃的自分級，減少核桃的分級工序；利用核桃殼、仁在同一柔性材料上摩擦力不同的的特點，采用壓輥摩擦帶對殼仁進行徹底地分離。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

自定位預(yù)破殼同向螺旋自分級柔性擠壓核桃破殼取仁裝置，包括固定于機架上的間歇性送料裝置、預(yù)破殼裝置、柔性破殼裝置和分離裝置，所述間歇性送料裝置為預(yù)破殼裝置間歇批量送料，所述預(yù)破殼裝置包括相互配合的擠壓部和落料部，第一往復(fù)運動機構(gòu)帶動擠壓部往復(fù)運動與落料部配合擠壓核桃以使其產(chǎn)生裂紋，第二往復(fù)運動機構(gòu)帶動落料部往復(fù)運動使擠壓后核桃掉落至柔性破殼裝置，所述柔性破殼裝置對核桃進行破殼，再通過分離裝置將破殼后的殼、仁分離存儲。

所述間歇性送料裝置包括落料擋板，所述落料擋板上方設(shè)置儲料斗，所述儲料斗與落料擋板均設(shè)置多個落料導(dǎo)向孔，所述落料擋板側(cè)部與第三往復(fù)運動機構(gòu)配合。第三往復(fù)運動機構(gòu)使落料擋板往復(fù)移動從而使儲料斗和落料擋板的落料導(dǎo)向孔重合時以落料，儲料斗和落料擋板的落料導(dǎo)向孔交錯時以間斷送料，從而實現(xiàn)間歇批量送料。

所述第三往復(fù)運動機構(gòu)可以為凸輪機構(gòu)，也可以為液壓元件或氣動元件，也可以為絲杠機構(gòu)等。

所述擠壓部為擠壓V形塊，所述落料部為落料V形塊，所述擠壓V形塊和落料V形塊相向設(shè)置，所述落料V形塊和擠壓V形塊之間具有間隙，且該間隙逐漸減小，以對落下的核桃定位。

所述第一往復(fù)運動機構(gòu)和第二往復(fù)運動機構(gòu)可以為凸輪機構(gòu)，也可以為液壓元件或氣動元件，也可以為絲杠機構(gòu)等。

所述第一往復(fù)運動機構(gòu)和第二往復(fù)運動機構(gòu)均與驅(qū)動機構(gòu)連接，所述驅(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動軸、從動軸和傳動帶，其中，所述驅(qū)動軸套裝于驅(qū)動輪內(nèi)，所述從動軸套裝于從動輪內(nèi)，所述驅(qū)動輪和從動輪通過傳動帶連接。

所述第一往復(fù)運動機構(gòu)包括設(shè)置在驅(qū)動軸的若干個擠壓凸輪，每個擠壓凸輪上設(shè)置有向外延伸的擠壓推桿，所述擠壓推桿穿過位置固定的擠壓滑軌；所述第二往復(fù)運動機構(gòu)包括設(shè)置在從動軸上的落料凸輪，所述落料凸輪設(shè)置有向外延伸的落料推桿，所述落料推桿穿過位置固定的落料滑軌。

所述傳動帶的中心線兩側(cè)中心對稱設(shè)置有兩個轉(zhuǎn)軸，一個轉(zhuǎn)軸上套裝有若干個擠壓V形塊，另一轉(zhuǎn)軸上對應(yīng)設(shè)置有落料V形塊，且擠壓推桿可推動擠壓V形塊一側(cè)，落料推桿可推動落料V形塊一側(cè)；使擠壓V形塊與落料V形塊發(fā)生相對運動，改變擠壓V形塊與落料V形塊之間的間隙大小，以擠壓落入擠壓V形塊與落料V形塊之間的核桃而產(chǎn)生裂紋，還可以在擠壓完成后，使擠壓V形塊與落料V形塊發(fā)生相對運動，進而使擠壓后的核桃落料至柔性破殼裝置。

所述擠壓滑軌和擠壓V形塊之間設(shè)置有彈性元件，彈性元件與驅(qū)動輪、從動輪相配合，帶動擠壓V形塊和落料V形塊往復(fù)運動。

所述若干個擠壓凸輪成一定角度錯開。

所述擠壓凸輪距離豎直方向的偏角為α，且90°-α小于擠壓V形塊材料的摩擦角。

所述落料V形塊的外表面和擠壓V形塊的外表面之間形成V型嵌槽。

所述落料V形塊、擠壓V形塊的內(nèi)槽的內(nèi)接觸面采用U型面。

所述落料凸輪和擠壓凸輪的尺寸與推程滿足落料凸輪運動時擠壓凸輪處于遠休。

所述兩個轉(zhuǎn)軸的兩端通過軸承固定在對應(yīng)的軸承座，兩個軸承座固定在機架上，所述擠壓滑軌和落料滑軌也固定于機架上。

所述驅(qū)動軸和從動軸通過支撐架固定于固定支架上，所述固定支架固定于機架上。

所述擠壓V形塊和落料V形塊呈V型或梯形。

所述柔性破殼裝置包括兩個并排設(shè)置且軸線不平行的螺旋輥，兩個螺旋輥直徑不同，且兩個螺旋輥的表面均設(shè)置有沿螺旋輥軸向延伸的凹槽，兩個螺旋輥同向轉(zhuǎn)動破殼，使得核桃在破殼過程中各個點受力均勻。

所述兩個螺旋輥的母線處凹槽保持對齊。

所述兩個螺旋輥之間具有間距，且該間距沿螺旋輥軸線方向逐漸增大，柔性破殼裝置的進料口設(shè)置于螺旋輥間距最小處，所述進料口與預(yù)破殼裝置之間通過集料斜槽連接。

所述螺旋輥的材料為硬質(zhì)橡膠。

所述兩個螺旋輥的導(dǎo)程一致。

所述兩個螺旋輥的凹槽的頭數(shù)之比為比為轉(zhuǎn)速之比的反比。

所述兩個螺旋輥的轉(zhuǎn)速相同、凹槽的螺距相同、頭數(shù)相同。

所述凹槽為弧形凹槽。

所述凹槽軸向長度大于核桃長徑，凹槽徑向長度與螺旋輥安裝間距相適配。

所述凹槽包括但不限于V型、拋物線形、高次方程曲線形或梯形凹槽。

所述兩個螺旋輥設(shè)置于固定支架上，通過帶輪帶動其旋轉(zhuǎn)。

所述分離裝置包括兩個平行設(shè)置且高度不同的震動套筒，所述震動套筒之間通過摩擦帶連接，所述摩擦帶中部配合設(shè)置壓輥，壓輥壓附于摩擦帶上，且壓輥轉(zhuǎn)向與摩擦帶轉(zhuǎn)向相反。

每個所述震動套筒端部均設(shè)置端面凸輪，所述端面凸輪外側(cè)設(shè)置與機架固定的限位銷，端面凸輪與限位銷的配合使得震動套筒轉(zhuǎn)動中發(fā)生橫向運動，進而使得摩擦帶發(fā)生抖動，從而使殼仁混合物在摩擦帶上分布均勻，有利于殼仁分離徹底。

每個所述震動套筒均設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸上，所述壓輥設(shè)置于轉(zhuǎn)動軸上，旋轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)動軸端部均設(shè)置鏈輪，鏈輪之間通過鏈條連接。

預(yù)破殼裝置的工作原理為：

核桃落入由擠壓V形塊和落料V形塊組成的間隙中，落下的核桃會自動落在在間隙的適合高度，以實現(xiàn)不同大小核桃的自定位；

待核桃固定在落料V形塊和擠壓V形塊之間后，擠壓凸輪隨即進入推程，推動擠壓V形塊，使擠壓V形塊運動與保持原位的落料V形塊配合產(chǎn)生擠壓力來對核桃進行擠壓，通過控制擠壓凸輪的推程來確保擠壓核桃的程度使核桃產(chǎn)生裂紋而不使其破裂；

核桃擠壓完成后擠壓凸輪隨即進入回程，擠壓V形塊動作，使落料V形塊和擠壓V形塊之間打開一道縫隙，使核桃從此處縫隙落出，落料凸輪隨即進入遠休且擠壓凸輪處于近休階段，重新組成間隙等待第二批核桃的進入。

柔性破殼裝置的工作原理為：

核桃落到兩螺旋輥之上，由于螺旋的軸向輸送作用，核桃沿螺旋輥母線向前滾動，核桃在直徑大的螺旋輥一側(cè)受到向下的壓力作用，當(dāng)核桃所處空間與核桃本身大小合適時，核桃在直徑大的螺旋輥一側(cè)所受的壓力將核桃壓入螺旋凹槽，在核桃周圍剪切力的破殼及剝落作用下，核桃殼從核仁表面脫落，核仁在重力作用下通過兩螺旋輥對口的凹槽落下，實現(xiàn)剝殼取仁。

分離裝置的工作原理為：

破殼后的核桃殼、仁混合物落到摩擦帶上，由于端面凸輪與限位銷的配合，使得震動套筒轉(zhuǎn)動中發(fā)生橫向運動，進而使得摩擦帶發(fā)生抖動，使殼、仁混合物在摩擦帶上分布均勻；由于殼、仁與摩擦帶的摩擦力不同，在摩擦帶傳動過程中，核桃殼被帶到上方，核桃仁由于摩擦力較小自然滑落到下方，二者各自進入集料倉，實現(xiàn)殼仁分離。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明由多個系統(tǒng)集成，結(jié)構(gòu)緊湊，不僅降低了機器制造成本，還縮減了機器運行的占地面積，有利于機械的小型、高效化。結(jié)構(gòu)設(shè)計可實現(xiàn)拼接組合等多種連接配合工作，能夠滿足各種生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)場所的需要，同時也適用于家庭，應(yīng)用更加廣泛。

本發(fā)明的間歇性送料裝置可以為后續(xù)裝置間歇批量送料；預(yù)破殼裝置與間歇性送料裝置連接并安裝在其下部，實現(xiàn)預(yù)破殼工序與間歇批量送料工序相配合，同時完成預(yù)破殼的核桃外殼會減少一部分應(yīng)力，提高后續(xù)破殼的整仁率和效率；柔性破殼裝置安裝在預(yù)破殼裝置的下方，并通過集料斜槽連接，集料斜槽底端導(dǎo)向柔性破殼裝置的進料口，完成已經(jīng)預(yù)破殼核桃的進料；分離裝置在柔性破殼裝置的下方，直接收集完成破殼的殼仁混合物并實現(xiàn)徹底地分離。

本發(fā)明的自定位預(yù)破殼系統(tǒng)，減小核桃破殼時的應(yīng)力。不同尺寸和形狀的核桃可以自動批量落在V形塊不同高度的位置，減少對核桃大小分級還有定位的工序，提高了整體裝置的破殼效率。

自定位預(yù)破殼系統(tǒng)的V形塊嵌槽擠壓設(shè)計，V形塊分為擠壓V形塊和落料V形塊，利用鉸鏈固定在軸上的多組擠壓凸輪對多組V形塊的推進作用，使不同尺寸的核桃受到精準(zhǔn)距離的擠壓形變從而產(chǎn)生裂紋，避免了出現(xiàn)大核桃擠碎，損傷到核桃仁或小核桃擠不開的現(xiàn)象，提高了核桃預(yù)破殼效率及仁的完整率。V形塊采用嵌槽擠壓利用了自鎖效應(yīng)，防止預(yù)破殼時核桃向后運動，不能有效地出裂紋。該裝置利用多工位差動運行，提高了擠壓效率，減小了系統(tǒng)擠壓時的能量不均衡，提升了裝置整體運動的穩(wěn)定性。

本發(fā)明采用同向雙螺旋輥柔性剪切破殼裝置，分析核桃受力情況，通過大量實踐和理論計算，采用圓弧形凹槽螺旋輥，使核桃破殼時受力面積大，受力均勻，破殼效率高，破殼徹底，整仁率高，螺旋輥采用橡膠制作，增大剪切力，減少破殼時對核桃仁的損傷。雙輥同向差速運轉(zhuǎn)，間距逐漸增大，利用軸向力實現(xiàn)自分級破殼，減少了核桃破殼分級流程，簡化了繁瑣的機械結(jié)構(gòu)，提升了裝置的破殼效率。通過對雙輥的間隙調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)對不同品種的核桃進行擠壓破殼，提高了機器的適應(yīng)性。

本發(fā)明采用一種依靠殼仁摩擦系數(shù)不同而設(shè)計的壓輥摩擦帶殼仁分離系統(tǒng)，該系統(tǒng)簡單可靠，提高了殼仁分離的效率。當(dāng)殼仁混合物在在雙螺旋破殼裝置落下后，落在分離裝置的摩擦帶上，摩擦帶在端面凸輪的作用下左右抖動，利用殼仁在摩擦帶上的所受摩擦力不同，核桃殼合力向上隨摩擦帶上升進入廢料收集裝置，核桃仁合力向下而自然順著摩擦帶落到底部聚集，并在壓輥旋轉(zhuǎn)的作用下落到核桃仁收集裝置中。該裝置有效避免了傳統(tǒng)分離方式對核桃仁帶來的二次傷害，有效提升了核桃仁的整仁率，并且有利于核桃仁的進一步深加工。

附圖說明

圖1為自定位預(yù)破殼同向雙螺旋自分級柔性擠壓核桃破殼取仁裝置示意圖；

圖2為自定位預(yù)破殼同向雙螺旋自分級柔性擠壓核桃破殼取仁裝置右視圖；

圖3為間歇性送料裝置俯視圖；

圖4為間歇性送料裝置示意圖；

圖4(a)為間歇性送料裝置局部示意圖；

圖5為V形塊自定位預(yù)破殼裝置示意圖；

圖6為V形塊自定位預(yù)破殼裝置側(cè)視圖；

圖7為V形塊自定位預(yù)破殼裝置局部剖視圖；

圖8為同向雙螺旋輥自分級柔性破殼裝置俯視圖；

圖9為同向雙螺旋輥自分級柔性破殼裝置示意圖；

圖10為壓輥摩擦帶分離裝置示意圖；

圖11為壓輥摩擦帶分離裝置局部剖視圖；

圖12為本發(fā)明的第一種方案的兩螺旋輥的結(jié)構(gòu)圖；

圖13為本發(fā)明的第二種方案的兩螺旋輥的結(jié)構(gòu)圖；

圖14為本發(fā)明的第三種方案的兩螺旋輥的結(jié)構(gòu)圖；

圖15為本發(fā)明的第四種方案的兩螺旋輥的結(jié)構(gòu)圖；

圖16為本發(fā)明的核桃在兩螺旋輥之間的受力分析圖；

圖17為本發(fā)明的核桃在兩螺旋輥第一種槽型之間的受力分析圖；

圖18為本發(fā)明的核桃在兩螺旋輥第二種槽型之間的受力分析圖；

圖19為本發(fā)明的核桃在兩螺旋輥第三種槽型之間的受力分析圖；

圖20為本發(fā)明的V形塊自定位預(yù)破殼裝置的預(yù)破殼原理圖；

圖中，Ⅰ-間歇性送料裝置、Ⅱ-V形塊自定位預(yù)破殼裝置、Ⅲ-同向雙螺旋輥自分級柔性破殼裝置、Ⅳ-壓輥摩擦帶分離裝置，Ⅰ-1儲料斗，Ⅰ-2落料擋板，Ⅰ-3端面凸輪，Ⅰ-4帶輪Ⅰ，Ⅰ-5軸Ⅰ，Ⅰ-6滾針軸承，Ⅰ-7落料導(dǎo)向孔，Ⅰ-8彈簧Ⅰ，

Ⅱ-1帶輪Ⅱ，Ⅱ-2軸Ⅱ，Ⅱ-3固定架，Ⅱ-4滑動推桿，Ⅱ-5帶Ⅰ，Ⅱ-6落料V形塊，Ⅱ-7擠壓V形塊，Ⅱ-8擠壓凸輪，Ⅱ-9落料凸輪，Ⅱ-10軸Ⅲ，Ⅱ-11帶輪Ⅲ，Ⅱ-12彈簧Ⅱ，Ⅱ-13軸Ⅳ，Ⅱ-14軸Ⅴ，Ⅱ-15穩(wěn)固支承架Ⅰ，Ⅱ-16穩(wěn)固支承架Ⅱ，Ⅱ-17軸承座，Ⅱ-18轉(zhuǎn)軸支撐架Ⅰ，Ⅱ-19轉(zhuǎn)軸支承架Ⅱ，Ⅱ-20集料斜槽，

Ⅲ-1大螺旋輥，Ⅲ-2小螺旋輥，Ⅲ-3帶輪Ⅶ，Ⅲ-4帶輪Ⅷ，Ⅲ-5帶輪Ⅸ，Ⅲ-6帶輪Ⅹ，Ⅲ-7帶輪ⅩⅠ，Ⅲ-8軸Ⅵ，Ⅲ-9軸Ⅶ，Ⅲ-10軸承座，

Ⅳ-1摩擦帶，Ⅳ-2震動套筒1，Ⅳ-3鏈Ⅰ，Ⅳ-4鏈輪Ⅰ，Ⅳ-5帶輪Ⅳ，Ⅳ-6軸Ⅵ，Ⅳ-7壓輥，Ⅳ-8鏈輪Ⅱ，Ⅳ-9軸Ⅶ，Ⅳ-10軸Ⅷ，Ⅳ-11鏈輪Ⅱ，Ⅳ-12震動套筒2，Ⅳ-13機架，Ⅳ-14限位銷，F(xiàn)_a為軸向力，F(xiàn)_d為徑向力，F(xiàn)_s為剪切力。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

如圖1所示，為本發(fā)明裝置的等軸測圖，從圖中可以看出本發(fā)明總體包括四大部分，自上而下分別為間歇性送料裝置Ⅰ、V形塊自定位預(yù)破殼裝置Ⅱ、同向雙螺旋輥自分級柔性破殼裝置Ⅲ、壓輥摩擦帶分離裝置Ⅳ。

如圖2所示，為本發(fā)明裝置的左視圖，從圖中可以更清晰的看到本發(fā)明各個部分的上下排布情況以及各個裝置之間的傳動情況。間歇性送料裝置Ⅰ安裝在整體裝置的上部，間歇批量送料；V形塊自定位預(yù)破殼裝置Ⅱ與間歇性送料裝置Ⅰ連接并安裝在其下部，實現(xiàn)預(yù)破殼工序與間歇批量送料工序相配合，同時完成預(yù)破殼的核桃外殼會減少一部分應(yīng)力，提高后續(xù)破殼的整仁率和效率；同向雙螺旋輥自分級柔性破殼裝置Ⅲ安裝在V形塊自定位預(yù)破殼裝置Ⅱ的下方，并通過集料斜槽連接，集料斜槽底端導(dǎo)向同向雙螺旋輥自分級柔性破殼裝置Ⅲ的進料口，完成已經(jīng)預(yù)破殼核桃的進料；壓輥摩擦帶分離裝置Ⅳ在同向雙螺旋輥自分級柔性破殼裝置Ⅲ的下方，直接收集完成破殼的殼仁混合物并實現(xiàn)徹底地分離。

如圖3和圖4所示，是本發(fā)明的間歇性送料裝置Ⅰ示意圖。由圖4可看出，通過螺栓固定在機架Ⅳ-13上的儲料斗Ⅰ-1底部和落料擋板Ⅰ-2通過滑軌相連接，落料擋板Ⅰ-2可沿滑軌在儲料斗Ⅰ-1底部線性滑動，儲料斗Ⅰ-1和落料擋板Ⅰ-2上開有大小相同、間距相等、呈線性分布的落料導(dǎo)向孔Ⅰ-7，落料導(dǎo)向孔Ⅰ-7直徑比核桃直徑稍大。端面凸輪Ⅰ-3在落料擋板Ⅰ-2一側(cè)并與落料擋板Ⅰ-2緊密接觸，落料擋板Ⅰ-2另一側(cè)與連接在機架上的彈簧Ⅰ Ⅰ-8相連，用于配合凸輪實現(xiàn)落料擋板回程。端面凸輪Ⅰ-3所在的軸Ⅰ-5通過滾針軸承Ⅰ-6固定機架Ⅳ-13上，然后動力通過帶輪Ⅰ Ⅰ-4傳入軸Ⅰ Ⅰ-5帶動端面凸輪Ⅰ-3轉(zhuǎn)動，進一步端面凸輪Ⅰ-3帶動落料擋板Ⅰ-2滑動。此外，通過圖3可知，通過端面凸輪Ⅰ-3與彈簧Ⅰ Ⅰ-8的配合運動實現(xiàn)落料擋板Ⅰ-2左右滑動，由此實現(xiàn)落料擋板Ⅰ-2與儲料斗Ⅰ-1底部的落料導(dǎo)向孔Ⅰ-7重合和錯開，重合則核桃通過儲料斗Ⅰ-1底部的落料導(dǎo)向孔Ⅰ-7落入下一工序，每個落料導(dǎo)向孔一次只落一個；當(dāng)兩者的落料導(dǎo)向孔錯開，由于核桃大小原因?qū)⒉荒芟侣?，核桃停止落料，實現(xiàn)核桃間歇批量進料與下一工序配合工作。

如圖5所示，為端面凸輪Ⅰ-3推動落料擋板Ⅰ-2運動的詳細放大圖，可以更清楚地知道端面凸輪Ⅰ-3推動落料擋板Ⅰ-2運動的工作原理。

如圖6所示，為V形塊自定位預(yù)破殼裝置Ⅱ。

本實施例以落料V形塊和擠壓V形塊為V形塊為例進行說明，但是，其也可以為落料板和擠壓板，或梯形等其他形狀，均可經(jīng)過簡單變形便可以實現(xiàn)，屬于本發(fā)明的保護范圍。該V形塊自定位預(yù)破殼裝置主要由擠壓凸輪Ⅱ-8和落料凸輪Ⅱ-9以及相對應(yīng)的擠壓V形塊Ⅱ-7和落料V形塊Ⅱ-6等部分組成實現(xiàn)預(yù)破殼功能。多組擠壓V形塊Ⅱ-7通過鉸鏈均勻連接在支承軸Ⅳ Ⅱ-13上，支承軸Ⅳ Ⅱ-13在擠壓V形塊Ⅱ-7的下端；相同組數(shù)的落料V形塊Ⅱ-6也是通過鉸鏈均勻地連接在另一個支承軸Ⅴ Ⅱ-14上，支承軸Ⅴ Ⅱ-14在落料V形塊Ⅱ-6的上端，支承軸Ⅴ Ⅱ-14與軸Ⅲ Ⅱ-10均用螺栓固定在機架Ⅳ-13上。擠壓凸輪Ⅱ-8和落料凸輪Ⅱ-9均通過滑動推桿Ⅱ-4與擠壓V形塊Ⅱ-7和落料V形塊Ⅱ-6相連，通過滑動推桿Ⅱ-4傳遞壓力，滑動推桿Ⅱ-4在固定架Ⅱ-3的滑軌中，固定架Ⅱ-3通過螺栓或者螺釘與機架Ⅳ-13固定。多組擠壓凸輪Ⅱ-8相對應(yīng)地安裝在另一根旋轉(zhuǎn)軸Ⅲ Ⅱ-10上，為避免擠壓凸輪Ⅱ-8工作時受到很大的沖擊載荷，多組擠壓凸輪Ⅱ-8錯開一定角度地安裝，保證機器工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性，同時考慮到旋轉(zhuǎn)軸Ⅲ Ⅱ-10的強度問題，在其上方加上穩(wěn)固支承架Ⅱ Ⅱ-16，保證軸Ⅲ Ⅱ-10的強度。旋轉(zhuǎn)軸Ⅲ Ⅱ-10在擠壓V形塊Ⅱ-7的上方并且與落料V形塊Ⅱ-6上端的支承軸Ⅴ Ⅱ-14在同一水平面上；落料凸輪Ⅱ-9只需一個并且安裝在另一根旋轉(zhuǎn)軸Ⅱ Ⅱ-2上，所述旋轉(zhuǎn)軸Ⅱ Ⅱ-2在落料V形塊Ⅱ-6的下方并且與擠壓V形塊Ⅱ-7的支承軸Ⅳ Ⅱ-13在同一水平面上，同時也為了保證強度問題，加上穩(wěn)固支承架Ⅰ Ⅱ-15。兩根旋轉(zhuǎn)軸Ⅱ Ⅱ-2、軸Ⅲ Ⅱ-10通過軸承座Ⅱ-17與機架Ⅳ-13相連，兩根旋轉(zhuǎn)軸Ⅱ Ⅱ-2、軸Ⅲ Ⅱ-10的同一端有皮帶輪Ⅱ Ⅱ-1、帶輪Ⅲ Ⅱ-11，通過皮帶Ⅰ Ⅱ-5帶動兩根旋轉(zhuǎn)軸Ⅱ-2、軸Ⅲ Ⅱ-10的旋轉(zhuǎn)，進一步地帶動多組擠壓凸輪Ⅱ-8與落料凸輪Ⅱ-9的旋轉(zhuǎn)。然后帶動推動滑桿Ⅱ-4往前運動，隨之帶動擠壓V形塊Ⅱ-7與落料V形塊Ⅱ-6運動。

如圖7所示，為圖6軸向中間的剖視圖，可以更加清楚地了解預(yù)破殼工序的詳細過程。核桃落入兩組擠壓V形塊Ⅱ-7、落料V形塊Ⅱ-6中，擠壓凸輪Ⅱ-8帶動擠壓V形塊Ⅱ-7進行預(yù)破殼擠壓運動，此時落料凸輪Ⅱ-9處于遠休狀態(tài)，落料口關(guān)閉，由于擠壓凸輪Ⅱ-8錯位安裝，所以預(yù)破殼擠壓工序逐步完成，前一個擠壓凸輪Ⅱ-8擠壓完成后保持遠休狀態(tài)，所有擠壓完成后全部進入回程狀態(tài)，由于擠壓V形塊Ⅱ-7通過彈簧Ⅱ Ⅱ-12與固定架Ⅱ-3相連，隨之彈簧Ⅱ Ⅱ-12帶動擠壓V形塊Ⅱ-7復(fù)位；擠壓完成后，與此同時落料凸輪Ⅱ-9進入回程狀態(tài)，進一步落料V形塊Ⅱ-6在其自重的作用下打開落料口，完成預(yù)破殼的核桃進入下一工序。

核桃完成預(yù)破殼后通過集料斜槽Ⅱ-20導(dǎo)向到所述Ⅲ同向雙螺旋輥自分級柔性破殼裝置的進料口，集料斜槽Ⅱ-20通過螺釘固定在V形塊自定位預(yù)破殼裝置Ⅱ下方并且在下一破殼工序上方的機架Ⅳ-13上。

如圖20所示，為Ⅱ V形塊自定位預(yù)破殼裝置的預(yù)破殼原理圖；

V形塊自定位預(yù)破殼裝置擠壓機理：

首先把機器上的擠壓V形塊機構(gòu)簡化成如圖20所示的等效機構(gòu)：B Ⅰ板為可移動擠壓版，初始安裝位置距離豎直方向的偏角為α(為保證核桃落入后實現(xiàn)自鎖故90°-α小于接觸材料的摩擦角)，B Ⅱ板為固定擠壓板，B Ⅰ底部鉸鏈連接處C點距B Ⅱ的距離為a，a的大小根據(jù)核桃的最小直徑確定，a小于等于最小直徑。

機構(gòu)開始工作時首先凸輪推動B Ⅰ使其旋轉(zhuǎn)一定的角度β達到如圖虛線部分。此時B Ⅰ板上每一個長度T_i對對應(yīng)的點都會走過一段很小的弧長，由于考慮到B Ⅰ偏轉(zhuǎn)的角度極小，故在此采用去彎取直的原理把走過的弧線近似的看成直線L_i。由公式(1)得：

L_i＝T_itanβ 式(1)；

所以BⅠ板上不同的長度T_i對應(yīng)不同的直線行程L_i，由公式(1)得：

ΔL_i＝ΔT_itanβ 式(2)；

由此得到不同長度下兩板間的水平位移a_i為：

a_i＝a+L_itan(α-β) 式(3)；

水平位移變化量Δa_i為：

Δa_i＝ΔL_itan(α-β) 式(4)；

ΔL_i和Δa_i分別為影響核桃產(chǎn)生裂紋的重要參數(shù)，我們通過統(tǒng)計分析得出核桃殼與核桃仁之間的距離一般在k左右往復(fù)波動。通過控制起始安裝角度α和擠壓轉(zhuǎn)角β使在不同長度T_i下的Δa_i在k左右往復(fù)波動，保證不同大小的核桃即使下落高度不同，引起的擠壓行程差不會對ΔL_i造成很大的影響，也就是不會超出殼仁間隙，這樣就實現(xiàn)最優(yōu)的擠壓裂紋效果，不會損傷到核桃仁。

如圖8所示，為Ⅲ同向雙螺旋輥自分級柔性破殼裝置。主要由兩個大小不同轉(zhuǎn)向相同的大螺旋輥Ⅲ-1、小螺旋輥Ⅲ-2組成，其中在兩個螺旋輥的配合處大螺旋輥Ⅲ-1轉(zhuǎn)向向下，小螺旋輥Ⅲ-2轉(zhuǎn)向向上；大螺旋輥Ⅲ-1、小螺旋輥Ⅲ-2通過兩個旋轉(zhuǎn)軸(軸Ⅵ Ⅲ-8、軸Ⅶ Ⅲ-9)以及四個軸承座Ⅲ-10固定在機架Ⅳ-13上。大螺旋輥Ⅲ-1、小螺旋輥Ⅲ-2采用變間隙安裝，使二者軸線成一定夾角，由小到大的間隙范圍根據(jù)調(diào)查不同種類核桃的大小范圍確定，保證大小不同的核桃都能實現(xiàn)有效破殼，該裝置的進料口在間隙偏小的一端。兩個旋轉(zhuǎn)軸(軸Ⅵ Ⅲ-8、軸Ⅶ Ⅲ-9)的同一端安裝有相同參數(shù)的帶輪，軸Ⅵ Ⅲ-8一端安裝帶輪Ⅶ Ⅲ-3、帶輪Ⅷ Ⅲ-4，軸Ⅶ Ⅲ-9一端安裝帶輪Ⅸ Ⅲ-5、帶輪Ⅹ Ⅲ-6、帶輪Ⅹ Ⅰ Ⅲ-7，通過皮帶帶動其旋轉(zhuǎn)，進一步地帶動大螺旋輥Ⅲ-1、小螺旋輥Ⅲ-2轉(zhuǎn)動。

如圖9所示，大螺旋輥Ⅲ-1、小螺旋輥Ⅲ-2上都開有螺旋凹槽，螺旋凹槽在螺旋輥轉(zhuǎn)動時必須得時刻嚙合在一起，這樣保證了核桃能順利進入凹槽并實現(xiàn)破殼。螺旋凹槽的槽型根據(jù)核桃的外形還有大量實踐證明選取與核桃外形相似的圓弧形破殼效果最理想，核桃的整仁率和破殼效率最高。同時對槽型邊緣進行修圓，更有利于核桃進入螺旋凹槽。

由于預(yù)破殼后的核桃大小仍有不同，故在對核桃進行進一步破殼時還需進行自分級處理，經(jīng)過預(yù)破殼的大小不同核桃從同向雙螺旋輥自分級柔性破殼裝置Ⅲ的進料口進入，偏大的核桃由于螺旋凹槽小不能進入破殼，會在螺旋凹槽對其的軸向力作用下往前運動，兩輥之間的間隙越來越大，直到間隙足夠大，核桃進入螺旋凹槽內(nèi)，與此同時，核桃將受到大螺旋輥Ⅲ-1向下的剪切力和小螺旋輥Ⅲ-2向上的剪切力，實現(xiàn)對核桃的剝殼，殼仁混合物隨之向下落到下一工序。

如圖10所示，為壓輥摩擦帶分離裝置Ⅳ的軸測圖。該裝置主要是通過摩擦帶Ⅳ-1與壓輥Ⅳ-7配合來實現(xiàn)殼仁分離的，摩擦帶Ⅳ-1兩端套在震動套筒Ⅱ Ⅳ-12、震動套筒Ⅰ Ⅳ-2上，震動套筒Ⅱ Ⅳ-12、震動套筒Ⅰ Ⅳ-2安裝在兩個帶有滑鍵的旋轉(zhuǎn)軸Ⅵ Ⅳ-6、軸Ⅷ Ⅳ-10上并且震動套筒Ⅱ Ⅳ-12、震動套筒Ⅰ Ⅳ-2的兩端加工成端面凸輪，端面凸輪外側(cè)有與機架Ⅳ-13固定的限位銷Ⅳ-14，旋轉(zhuǎn)軸Ⅵ Ⅳ-6、軸Ⅷ Ⅳ-10通過軸承座安裝在機架Ⅳ-13上并且成一定斜度安裝，使得摩擦帶向上傾斜成一定角度，為保證兩個震動套筒同步震動，旋轉(zhuǎn)軸Ⅵ Ⅳ-6、軸Ⅷ Ⅳ-10在同一端有鏈輪Ⅰ Ⅳ-4、鏈輪Ⅱ Ⅳ-11，通過鏈Ⅰ Ⅳ-3帶動。旋轉(zhuǎn)軸Ⅵ Ⅳ-6上安裝帶輪Ⅳ IV-5，可通過帶輪Ⅳ IV-5與電機裝置連接，帶動其轉(zhuǎn)動。

壓輥Ⅳ-7安裝在摩擦帶Ⅳ-1中間靠下位置并壓附于摩擦帶Ⅳ-1上使后一段摩擦帶Ⅳ-1成水平角度，壓輥Ⅳ-7安裝在軸Ⅶ Ⅳ-9上并通過軸承座安裝在機架Ⅳ-13上，一端帶有鏈輪Ⅱ Ⅳ-8，通過鏈Ⅰ Ⅳ-3帶動旋轉(zhuǎn)，壓輥Ⅳ-7轉(zhuǎn)向與摩擦帶Ⅳ-1相反，從而有利于將底部積累的核桃仁帶到仁收集裝置并防止核桃殼進入。

分離裝置由電動機帶動鏈Ⅰ Ⅳ-3轉(zhuǎn)動，進一步地帶動鏈輪Ⅱ Ⅳ-8、鏈輪Ⅰ Ⅳ-4、鏈輪Ⅱ Ⅳ-11轉(zhuǎn)動，進一步地帶動震動套筒Ⅱ Ⅳ-12、震動套筒Ⅰ Ⅳ-2轉(zhuǎn)動，震動套筒Ⅱ Ⅳ-12、震動套筒Ⅰ Ⅳ-2的端面凸輪由于限位銷Ⅳ-14的作用會驅(qū)使震動套筒Ⅱ Ⅳ-12、震動套筒Ⅰ Ⅳ-2橫向運動，在滑鍵的導(dǎo)向作用下左右抖動，進一步地帶動摩擦帶Ⅳ-1左右抖動，從而使殼仁混合物在摩擦帶Ⅳ-1上分布均勻，有利于殼仁分離徹底。

下面以一種實施例為例來介紹本發(fā)明。首先將未剝殼的核桃放入儲料斗Ⅰ-1。落料擋板Ⅰ-2和儲料斗Ⅰ-1底部均開有大小相同、間距相等、呈線性分布的圓孔，圓孔直徑比核桃直徑稍大。落料擋板Ⅰ-2在一側(cè)端面凸輪Ⅰ-3的推動下可沿滑軌在儲料斗Ⅰ-1底部左右滑動，隨著落料擋板Ⅰ-2的滑動，落料擋板Ⅰ-2與儲料斗Ⅰ-1底部的圓孔周期性地重合，每次重合時喂料一次。

核桃經(jīng)過儲料斗Ⅰ-1底部的落料口落下后進入到V形塊自定位預(yù)破殼裝置，V形塊自定位預(yù)破殼裝置中的落料V形塊Ⅱ-6和擠壓V形塊Ⅱ-7相互獨立放置，擠壓V形塊Ⅱ-7鉸接軸在下，落料V形塊Ⅱ-6鉸接軸在上，二者中間空隙呈“V字形”同時落料凸輪Ⅱ-9、擠壓凸輪Ⅱ-8均位于休止階段，等待核桃喂入。由于核桃自身直徑和掉落角度有所差異，核桃自落料口落入V形塊自定位預(yù)破殼裝置中的“V字形”空隙中所在的擠壓位置也會有所不同，具體表現(xiàn)為直徑稍大的核桃在“V字形”空隙的靠上位置，直徑稍小的核桃在“V字形”空隙的靠下位置，這樣就實現(xiàn)了“自定位”的目的，保證核桃外殼與擠壓裝置時刻緊密貼合。核桃進入“V字形”空隙后，落料凸輪Ⅱ-9位于遠休止區(qū)，擠壓凸輪Ⅱ-8進入推程階段，推動擠壓V形塊Ⅱ-7向中間合攏，核桃殼在“V字形”空隙中承受壓力并產(chǎn)生裂紋，此時可控制擠壓凸輪Ⅱ-8的推程參數(shù)，使得擠壓V形塊Ⅱ-8的推程距離與核桃殼與核桃仁之間間隙距離相等，以此來達到“破殼不傷仁”的目的。擠壓凸輪Ⅱ-8推程結(jié)束后，擠壓V形塊Ⅱ-7達到最大合攏距離，此時進入遠休止區(qū)，破殼階段結(jié)束。此外，由于破殼階段擠壓凸輪Ⅱ-8推程運動短時間內(nèi)受力情況變化較大，故使得每個擠壓凸輪都與前者相對錯開5度，以減少整體運動的能量不均衡性。為提高運動時的結(jié)構(gòu)剛度，凸輪軸通過轉(zhuǎn)軸支撐架Ⅰ Ⅱ-18和轉(zhuǎn)軸支承架Ⅱ Ⅱ-19與穩(wěn)固支架Ⅰ Ⅱ-15和穩(wěn)固支架Ⅱ Ⅱ-16進而與機架相固定。擠壓破殼階段結(jié)束后，擠壓凸輪Ⅱ-8進入遠休止階段，落料凸輪Ⅱ-9進入回程階段，在彈簧Ⅱ-12的牽引下，落料V形塊Ⅱ-6打開，初步產(chǎn)生裂紋的核桃落下，完成預(yù)破殼過程。

經(jīng)過初步的預(yù)破殼后核桃表面產(chǎn)生裂紋，由于核桃殼為圓球形結(jié)構(gòu)，加之質(zhì)地硬而脆，故在初步破碎時需要消耗大量的能量，但由于裂紋的存在，使得核桃殼在進一步破碎時所需的能量大大降低。

經(jīng)過V形塊自定位預(yù)破殼裝置對核桃進行預(yù)破殼后，表面產(chǎn)生裂紋的核桃落入集料斜槽，集料斜槽兩側(cè)帶有護板，中間為斜坡，呈長條狀的簸箕形，擠壓出裂紋的核桃自上而下落入收集裝置中，沿斜坡滑落到一側(cè)，落到同向雙螺旋輥自分級柔性破殼裝置的進料口中，進行二次破碎。

同向雙螺旋輥自分級柔性破殼裝置的關(guān)鍵部件為大螺旋輥Ⅲ-1和小螺旋輥Ⅲ-2，二者軸線錯開一定角度，螺旋輥表面開有與核桃直徑相當(dāng)?shù)穆菁y槽，螺紋旋向相同且同向轉(zhuǎn)動。本裝置對于不同的設(shè)計參數(shù)具有不同的破殼效果，具體理論分析已經(jīng)給出，此處不再贅述，下面以一種實施例為例說明具體工作過程。

經(jīng)過預(yù)破殼產(chǎn)生裂紋的核桃落到螺旋輥一側(cè)，在螺旋輥運動過程中，核桃受力和螺旋破殼機理如下：

下面從數(shù)學(xué)理論計算上分析螺旋破殼原理：

首先從制造成本和整體裝置體積大小考慮，確定兩個螺旋輥的尺寸，由于兩螺旋輥轉(zhuǎn)向相同，則對核桃的作用力一個向上一個向下，根據(jù)實踐證明，只有向下的作用力偏大才能使核桃更容易進入破殼，所以螺旋輥必須一大一小有線速度差且大螺旋輥對核桃的作用力向下。為了裝配方便，大螺旋輥與小螺旋輥的長度一樣都為大螺旋輥的半徑為轉(zhuǎn)速為n₂，小螺旋輥的半徑為轉(zhuǎn)速為n₂，兩個螺旋輥的材料均硬質(zhì)橡膠，實現(xiàn)柔性破殼的同時保證使用年限。

根據(jù)螺旋破殼的原理可知，核桃只有完全落入螺旋凹槽才能實現(xiàn)將核桃殼擠碎而不影響到核桃仁，所以設(shè)計螺旋凹槽時必須保證螺旋輥旋轉(zhuǎn)時兩者的凹槽時刻嚙合。為了提高核桃破殼效率，只有增加嚙合凹槽的數(shù)量，因此需增加螺旋凹槽的頭數(shù)N，如果頭數(shù)過多，螺旋凹槽壁厚會過小，導(dǎo)致強度不夠，所以需要找到頭數(shù)N的最優(yōu)值，既保證了破殼效率又滿足了壁厚強度。對單個螺旋輥分析如下：

螺旋凹槽的螺旋角為α，螺距為ρ，導(dǎo)程為K，半徑為R其中：

tanα＝NK/2πr 式(5)；

兩螺旋槽時刻嚙合的條件：

由式(5)和式(6)知，如果螺旋輥半徑確定，螺旋角只與螺距有關(guān)；由式(7)和式(8)可知，兩個螺旋輥導(dǎo)程必須一樣，同時保證頭數(shù)比為轉(zhuǎn)速的反比。

如圖12所示，第一種實施方案：

此方案中螺旋輥直徑相同，轉(zhuǎn)速相同，螺距不同但是頭數(shù)相同，由式(6)可知導(dǎo)程不同，不符合嚙合條件，由電腦模擬的簡圖也能看出螺旋槽沒有完全嚙合，并且線速度也相同沒有線速度差，破殼效果最不理想。

如圖13所示，第二種實施方案：

此方案中兩螺旋輥直徑相同，轉(zhuǎn)速相同，螺距相同，頭數(shù)也相同，由式(6)可知，導(dǎo)程一樣，也滿足嚙合條件，但是螺旋輥的線速度相同，沒有線速度差，根據(jù)實驗效果也得出破殼效果不理想。

如圖14所示，第三種實施方案：

此方案中兩螺旋輥直徑不同，轉(zhuǎn)速不同，螺距不同但是頭數(shù)相同，由式(6)可知，導(dǎo)程不同，不符合嚙合條件，這種方案很明顯不能滿足螺旋凹槽時刻嚙合條件，破殼效率低。

如圖15所示，第四種實施方案：

此方案螺旋輥直徑不同，轉(zhuǎn)速相同，有線速度差；螺距相同并且頭數(shù)一樣，根據(jù)式(6)可知滿足螺旋凹槽嚙合條件，根據(jù)實踐結(jié)果也證明此方案效果最理想。

還有一種比較特殊的方案：

此方案是根據(jù)理論計算公式得出的方案，可以根據(jù)設(shè)計需求，改變螺旋輥的直徑、螺距、頭數(shù)、或者轉(zhuǎn)速，從而保證在其他情況下也能實現(xiàn)螺旋輥的功能。

核桃外殼大小主要分為三個徑長：長徑d_長、中徑d_中、短徑d_短，其余部分近似球形，理想認(rèn)為核桃殼與仁之間的間隙等距為λ。根據(jù)大量實驗驗證大部分核桃在落入螺旋輥凹槽時，長徑與螺旋軸軸向平行，短徑兩端與兩螺旋輥凹槽接觸。為了能達到較好的破殼效果，凹槽軸向長度ψ需稍大于核桃長徑d_長，徑向長度φ可以根據(jù)螺旋輥安裝間隙τ改變，為了保證破殼力度，需滿足：

d_短-2λ≤2×φ+τ≤d_短 (式9)

這就保證破殼的同時不傷到核桃仁。

如圖16所示，當(dāng)核桃落在兩個螺旋輥中間時，核桃會在槽型的作用下受到三個力作用，分別是軸向力F_a，剪切力F_s，徑向力F_d。其中軸向力起自分級作用:偏大的核桃由于軸向力作用，核桃會一直延軸向前進，兩軸間隙越來越大，直到槽型的大小與核桃相近，核桃進入螺旋槽；剪切力與徑向力起破殼作用：核桃進入螺旋槽后，受到大小輥上下相反方向的剪切力和徑向擠壓力作用，外殼破碎。

接下來分析螺旋凹槽的槽型，不同的槽型在破殼時會對核桃外殼產(chǎn)生不同的作用力，合適的槽型會產(chǎn)生更好的破殼效果。

第一種槽型：V型凹槽，由于V型槽的自定位特點，核桃與V型凹槽之間的接觸是點接觸。因此，V型凹槽對核桃的力集中在四個點上。核桃受力處單位面積所受的力非常大，能量集中在整個核桃的四個點上。因而容易導(dǎo)致只有核桃殼破裂不完整并且損傷到核桃仁，而且V型槽易將剛被擠碎的核桃殼卡在槽內(nèi)，影響其他核桃的破殼過程。因此這種V型凹槽設(shè)計不合理。

受力分析圖如圖17所示：

核桃受兩個圖示輥子接觸點的反力F₃、F₄，還有輥子的反力F₁、F₂，受到輥子所給的垂直向上的切向力F₇、F₈，受到另一輥子所給的向下的切向力F₅、F₆。

第二種槽型：梯形凹槽，梯形槽保留了V型槽的自定位特點，核桃與梯形凹槽之間的接觸仍然是點接觸。因此梯形凹槽對核桃的力集中在四個點上，核桃受力處單位面積所受的力非常大，能量集中在四個點上。核桃殼破碎不完整的問題沒有得到解決。由于梯形凹槽沒有了V型凹槽的窄小部分，避免了核桃殼卡在凹槽內(nèi)的問題。但是受力仍為點接觸，受力集中、能量集中的問題還未解決，存在一定的缺陷。因此梯形凹槽仍然不合理。

受力分析圖如圖18所示：

核桃受兩個圖示輥子接觸點的反力F₃、F₄，還有輥子的反力F₁、F₂，受到輥子所給的垂直向上的切向力F₇、F₈，受到另一輥子所給的向下的切向力F₅、F₆。

第三種槽型：弧形凹槽，由于核桃本身是一個類橢圓體，所以核桃與弧形凹槽之間會呈線接觸，受力相比點接觸更加均勻。避免了能量集中的問題，使核桃殼破碎的更加完全，而且核桃殼不易卡在凹槽內(nèi)。因此這種弧形凹槽是一種比較理想的核桃破殼擠壓的凹槽類型。

受力分析圖如圖19所示：

核桃與弧形凹槽呈線接觸，所以其受力并不是單獨的集中力，而是分布力。

核桃在弧形凹槽內(nèi)，受到四種分布力，一種是圖示螺旋輥所產(chǎn)生的向上的剪切力q₇、q₈，一種是另一螺旋輥所產(chǎn)生的向下的剪切力q₅、q₆。還有兩個螺旋輥分別給核桃的分布擠壓力q₁、q₂、q₃、q₄。

螺旋輥凹槽槽型實際上并不是只有這三種，例如還有拋物線形，或者高次方程曲線形，但是根據(jù)我們的大量實驗證明，只有槽型接近核桃外殼形狀才能提高破殼整仁率和效率，但是核桃外殼的形狀不是固定不變的，所以我們只能選擇與大部分核桃外殼相近的圓弧形作為最優(yōu)方案。

經(jīng)過同向雙螺旋輥自分級柔性破殼裝置進一步破殼后，得到的殼仁混合物落入壓輥摩擦帶分離裝置中，由于核桃殼存在尖銳的棱角，而核桃仁表面較光滑，故二者在同一柔性材料上的摩擦系數(shù)必不相同。摩擦帶Ⅳ-1向上移動時由于摩擦力的存在，二者均會被在摩擦力的作用下向上移動。在震動套筒Ⅰ Ⅳ-2和震動套筒Ⅱ Ⅳ-12帶動摩擦帶Ⅳ-1使殼仁混合物向上移動的同時，由于滑鍵的存在，震動套筒Ⅰ Ⅳ-2和震動套筒Ⅱ Ⅳ-12兩側(cè)的端面交替推動兩個震動套筒左右滑動，具體運動狀態(tài)為摩擦帶Ⅳ-1在向上傳動的同時不斷左右擺動。其上的殼仁混合物也跟隨其不斷左右振動。由于摩擦力的不同，核桃殼被帶到上方，核桃仁由于摩擦力較小自然滑落到下方，二者各自進入集料倉，達到殼仁分離的目的。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。