一种核桃脱壳系统及方法
技术领域
本发明属于坚果脱壳技术领域，尤其涉及一种核桃脱壳系统及方法。
背景技术
现有核桃坚果脱壳机多采用无序挤压、敲击等方式进行核桃坚果外壳的破碎，没有考虑到核桃坚果果仁的形态和坚果壳的相关纹理和薄厚规则对核桃果仁破壳完整率的影响因素。加之核桃本身的个体差异，使机械利用率降低，部分破壳、挑选环节仍主要依靠人工进行。目前核桃脱壳机械具有破损率高、碎仁率高的弊端，使多数初级加工企业、合作社及种植大户仍以手工取仁为主，消耗大量人力、物力和财力。
发明内容
（一）发明目的
本发明的目的是提供一种核桃脱壳系统及方法以解决现有技术中核桃脱壳机械具有破损率高、碎仁率高的技术问题。
（二）技术方案
为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种核桃脱壳系统，包括：切割装置，所述切割装置用于将核桃两侧的缝合线分别进行四点切割，对核桃缝合线的结构产生破坏；打孔装置，所述打孔装置用于在核桃底孔进行环状切割，促进缝合线破坏的核桃外壳开裂；环切装置，所述环切装置用于将核桃外壳切出两个半圆形豁口，促进外壳开裂的核桃按缝合线垂直方向的纹路开裂，并使核桃壳仁分离。
进一步地，还包括：进料装置，所述进料装置上设有底座板，所述底座板上设有固定部，所述固定部用于固定核桃的位置；其中，所述固定部包括：主固定针，所述主固定针竖直设置在所述底座板上，用于插入核桃底孔固定核桃；两个次固定针，两个所述次固定针竖直设置在所述底座板上，分别位于所述主固定针的两侧，且与所述主固定针在同一直线上，用于固定核桃底孔两侧的缝合线；所述切割装置固定在所述进料装置上，所述切割装置分别在所述进料装置的两侧进行两点切割；所述主固定针与两个次固定针所在平面与所述进料装置的传送方向垂直，放置有核桃的底座板经过所述切割装置时，对核桃两侧的缝合线分别进行四点切割。
进一步地，还包括：加压装置，所述加压装置用于将核桃外壳进行加压破碎；分离装置，所述分离装置用于使经过切割、打孔、环切和加压后的核桃通过震荡壳仁分离。
进一步地，还包括：移动夹持装置，所述移动夹持装置用于夹持固定核桃并将核桃分别移动到所述切割装置、所述打孔装置和所述环切装置的位置。
进一步地，所述打孔装置包括：打孔钻；升降机，所述打孔钻固定在所述升降机上，所述移动夹持装置移动到所述打孔装置上方，所述升降机升起，并带动所述打孔钻对所述移动夹持装置夹持的核桃底孔进行环状切割。
进一步地，所述加压装置包括：液压机，所述液压机用于将环切后的核桃挤压破壳；伸缩部，所述液压机固定在所述伸缩部的移动杆上；针式阻击震荡器，所述针式阻击震荡器固定在所述伸缩部最短处的所述液压机正下方，用于促进核桃分心木与核桃仁的分离；
进一步地，所述加压装置还包括：斜面，所述针式阻击震荡器设置在所述斜面上，所述斜面用于使震荡后的核桃滚动到所述分离装置内。
进一步地，所述分离装置包括：外壳，所述外壳上设置有进料口；多个梯棱式斜面，多个所述梯棱式斜面设置在所述外壳内，所述最高一层梯棱式斜面的中心与所述进料口中心对应设置，所述梯棱式斜面承接进料口的核桃；鼓风机，所述鼓风机设置在所述外壳低于所述各层梯棱式斜面最低点的内壁上，用于使核桃壳仁分离。多个所述梯棱式斜面分层排列，低一层的所述梯棱式斜面的最高点低于上一层所述梯棱式斜面最低点，且低一层梯棱式斜面的最高点和上一层斜面的最低点在同一竖直水平线上相互参合，确保核桃在滚离第一所述梯棱式斜面后掉落至第二所述梯棱式斜面。
根据本发明的另一个方面，提供一种核桃脱壳方法，包括使用上述方案任一项所述的核桃脱壳系统。
进一步地，还包括：将核桃的底孔固定在所述主固定针上，核桃底孔两侧的缝合线固定在所述次固定针上；所述移动夹持装置固定住所述核桃，通过所述进料装置移动至所述切割装置将所述核桃两侧的缝合线进行切割；所述移动夹持装置将切割后的核桃移动到所述打孔装置正上方，通过所述打孔钻对切割后的核桃的底孔进行环状切割；所述移动夹持装置将打孔后的核桃移动到所述环切装置的位置，所述伸缩部伸长至所述环切装置的位置，通过所述液压机固定住打孔后的核桃，所述环切装置对打孔后的核桃进行环切；所述液压机夹紧环切后的核桃，并对环切后的核桃进行加压破碎，同时所述伸缩部收缩回最短处，加压破碎后的核桃掉落到所述针式阻击震荡器上；震荡后的核桃沿所述斜面滚动至所述分离装置的所述进料口，沿多个所述梯棱式斜面向下滚动，核桃仁滚动至多个所述鼓风机的水平位置，所述鼓风机将核桃的外壳吹至所述分离装置的另一侧。
（三）有益效果
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明的核桃脱壳系统实现了核桃破壳前的定向切削，使核桃坚果破壳破碎时能按照既定的裂纹方向和规则破裂，能够适应不同大小和品种导致的破壳力度差异防止对核桃果仁的损伤。破壳后进行有效的分离，最大程度保障核桃仁整体及种皮的完整度。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的核桃脱壳系统结构示意图。
图2是根据本发明一实施方式的切割装置的结构示意图。
图3是根据本发明一实施方式的环切装置的结构示意图。
图4是根据本发明一实施方式的加压装置的结构示意图。
图5是根据本发明一实施方式的进料装置的结构示意图。
图6是根据本发明一实施方式的底座板的结构示意图。
图7是根据本发明一实施方式的移动夹持装置的结构示意图。
图8是根据本发明一实施方式的夹持脚的结构示意图。
图9是根据本发明一实施方式的分离装置的结构示意图。
附图标记：
1：切割装置；11：第一切割部；12：第二切割部；13：刀头；2：打孔装置；21：打孔钻；22：升降机；3：环切装置；31：第一环切部；32：第二切环切部；4：进料装置；41：底座板；411：固定部；4111：主固定针；4112：次固定针；5：加压装置；51：液压机；52：伸缩部；53：针式阻击震荡器；54：斜面；6：分离装置；61：外壳；611：进料口；62：梯棱式斜面；63：鼓风机；64：核桃仁收集处；65：核桃外壳收集处；7：移动夹持装置；71：夹持脚；711：夹持垫；712：弹簧；713：连接轴；714：撑张液压泵。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在附图中示出了根据本发明实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
图1是根据本发明一实施方式的核桃脱壳系统结构示意图。
图2是根据本发明一实施方式的切割装置的结构示意图。
图3是根据本发明一实施方式的环切装置的结构示意图。
如图1、2和3所示，在本发明一实施例一实施方式中，提供一种核桃脱壳系统，包括：切割装置1，切割装置1用于将核桃两侧的缝合线分别进行四点切割，对核桃缝合线的结构产生破坏；打孔装置2，打孔装置2用于在核桃底孔进行环状切割，促进缝合线破坏的核桃外壳开裂；环切装置3，环切装置3用于将核桃外壳切出两个半圆形豁口，促进核桃外壳开裂的核桃按缝合线垂直方向的纹路开裂，并使核桃壳仁分离。本发明的核桃脱壳系统实现了核桃破壳前的定向切削，使核桃坚果破壳破碎时能按照既定的裂纹方向和规则破裂，能够适应不同大小和品种导致的破壳力度差异防止对核桃果仁的损伤。破壳后进行有效的分离，最大程度保障核桃仁整体及种皮的完整度。
在核桃底孔进行环状切割可以在不伤及种仁的前提下，促进核桃外壳开裂。
在一可选实施例中，打孔装置2采用细小的空心钻头对核桃的底孔进行打孔，切割成圆形孔洞。
图5是根据本发明一实施方式的进料装置的结构示意图。
图6是根据本发明一实施方式的底座板的结构示意图。
如图5和6所示，在一可选实施例中，核桃脱壳系统还包括：进料装置4，进料装置4的上设有底座板41，底座板41上设有固定部411，固定部411用于固定核桃的位置。
在一可选实施例中，底座板41固定在进料装置4的传送带上。
在一可选实施例中，相邻的两个底座板41之间的间距为5-20cm。
在一可选实施例中，固定部411包括：主固定针4111，主固定针4111竖直设置在底座板41上，用于插入核桃底孔固定核桃；两个次固定针4112，两个次固定针4112竖直设置在底座板41上，分别位于主固定针4111的两侧，且与主固定针4111在同一直线上，用于固定核桃底孔两侧的缝合线；切割装置1固定在进料装置4上，切割装置1分别在进料装置4的两侧进行两点切割；主固定针4111与两个次固定针4112所在平面与进料装置4的传送方向垂直，放置有核桃的底座板41经过切割装置1时，对核桃两侧的缝合线分别进行四点切割。
在一可选实施例中，次固定针4112为两个。进行核桃坚果的定位入料和定向固定，为定向和定点切削做准备。具体实现方式是通过人工铺助定向定位入料，实现三针式底座板41对核桃缝合线软质纤维处插入固定，从而实现以果尖相对点为中心缝合线方向的定向固定。实现方法为通过定向定位固定实现果壳既定位置的四点、一孔、两环式切削。
图4是根据本发明一实施方式的加压装置的结构示意图。
如图4所示，在一可选实施例中，核桃脱壳系统还包括：加压装置5，加压装置5用于将核桃外壳进行加压破碎。
在一可选实施例中，核桃脱壳系统还包括：分离装置6，分离装置6用于使经过切割、打孔、环切和加压后的核桃通过震荡壳仁分离。
在一可选实施例中，切割装置1包括：第一切割部11和第二切割部12，第一切割部11和第二切割部12均设有两个刀头13，第一切割部11和第二切割部12的刀头13相对设置，用于将核桃两侧的缝合线分别进行四点切割。
在一可选实施例中，环切装置3包括第一环切部31和第二切环切部，第一环切部31和第二环切部32均设有一个刀头13，第一环切部31和第二环切部32的刀头13相对设置，用于将核桃外壳切出两个半圆形豁口。
在一可选实施例中，切割装置1固定在进料装置4上，第一切割部11和第二切割部12分别设置在进料装置4两侧，主固定针4111与多个次固定针4112所在平面与进料装置4的传送方向垂直，放置有核桃的底座板41经过切割装置1时，对核桃两侧的缝合线分别进行多点切割。进行核桃缝合线的定向定位准确切削。
图7是根据本发明一实施方式的移动夹持装置的结构示意图。
如图7所示，在一可选实施例中，核桃脱壳系统还可以包括：移动夹持装置7，移动夹持装置7用于夹持固定核桃并将核桃分别移动到切割装置1、打孔装置2和环切装置3的位置。核桃经过人工调整方向，放入进料装置4的固定部411，配合移动夹持装置7固定。在切割、打孔、环切和加压破碎过程中，使核桃只存在位移，自身没有方向上的变化。
在一可选实施例中，核桃在经过进料装置4两侧的切割装置1之前，移动夹持装置7将核桃固定住。
图8是根据本发明一实施方式的夹持脚的结构示意图。
如图8所示，在一可选实施例中，移动夹持装置7可以包括：夹持脚71，夹持脚71固定在移动夹持装置7，用于将核桃固定住。
在一可选实施例中，所述夹持脚71可以包括：夹持垫711，弹簧712，连接轴713和用于调节夹持松紧的撑张液压泵714。撑张液压泵714与弹簧712配合，经过连接轴能够自动调节移动夹持装置7的夹持力度。夹持垫711还能增加移动夹持装置7与核桃之间的摩擦力。
在一可选实施例中，打孔装置2可以包括：打孔钻21；升降机22，打孔钻21固定在升降机22上，移动夹持装置7移动到打孔装置2上方，升降机22升起，并带动打孔钻21对移动夹持装置7夹持的核桃底孔进行环状切割。
在一可选实施例中，环切装置3将核桃外壳切出环形豁口的平面与核桃两侧的缝合线所在的平面空间垂直且经过核桃底孔。
在一可选实施例中，加压装置5可以包括：液压机51，液压机51用于将环切后的核桃挤压破壳；伸缩部52，液压机51固定在伸缩部52上。
在一可选实施例中，加压装置5包括：液压机51，液压机51用于将环切后的核桃挤压破壳；伸缩部52，液压机51固定在伸缩部52上，针式阻击震荡器53固定在伸缩部52最短处的液压机51正下方。
在一可选实施例中，加压装置5还可以包括：伸缩部52，所述液压机51固定在所述伸缩部52的移动杆上；针式阻击震荡器53，所述针式阻击震荡器53固定在所述伸缩部52最短处的所述液压机51正下方，用于促进核桃分心木与核桃仁的分离；进行核桃坚果外壳的揉性破壳挤压，防止铁质等硬性挤压给核桃仁的震荡损伤。同时为配合分心木的取出，在破壳后自由跌落中心用针式阻击震荡器53阻击实现分心木的震荡，有利于核桃整仁和头路核桃仁的完整。
图9是根据本发明一实施方式的分离装置的结构示意图。
如图9所示，在一可选实施例中，分离装置6可以包括：外壳61，外壳61上设置有进料口611；多个梯棱式斜面62，多个梯棱式斜面62设置在外壳61内，最高一层梯棱式斜面62的中心与进料口611中心对应设置，梯棱式斜面62承接进料口611的核桃；鼓风机63，鼓风机63设置在外壳61低于各层梯棱式斜面62最低点的内壁上，用于使核桃壳仁分离。利用梯棱式斜面62位移震动及分批风选运输线，实现核桃外壳破碎后壳、仁的分离。在挤压工序末端、壳仁传输线中根据需求安装3—4个送风吹风装置实现将核桃外壳的及时吹选，全运输线采用柔性材质运输，最大程度保障核桃仁整体及种皮的完整度。
在一可选实施例中，外壳结构被破坏的核桃经过分离装置6，核桃仁根据惯性和重力作用，掉落至鼓风机63下方的核桃仁收集处64，而核桃外壳比核桃仁轻，被鼓风机63吹至远离鼓风机63一侧的核桃外壳收集处65。将核桃壳、仁分开收集，节省了筛分的步骤，还可以根据需要对核桃外壳进行进一步利用。
在一可选实施例中，多个梯棱式斜面62分层排列，低一层的梯棱式斜面62的最高点低于上一层梯棱式斜面62最低点，且低一层梯棱式斜面62的最高点和上一层斜面54的最低点在同一竖直水平线上相互参合，确保核桃在滚离第一梯棱式斜面62后掉落至第二梯棱式斜面62。
系统中各个夹持、切削环节尽力实现操作力量的弹性控制，实现切削、挤压等力量的调节和操控，为不同批次核桃坚果的不同切削力量需求配置科学方案。在切割装置1和环切装置3的刀头13通过弹性部件（如弹簧）连接，移动夹持装置7的夹持板与移动夹持装置7通过弹性部件（如弹簧）连接。
该系统实现了核桃破壳前的定向切削，使核桃坚果破壳破碎时能按照既定的裂纹方向和规则破裂。在切削和抓压环节均采用弹性力量可控制装置，能够适应不同大小和品种导致的破壳力度差异防止对核桃果仁的损伤。破壳后自由跌落实现对分心木连接底壳的针式阻击震荡器53，促进分心木的有效分离。同时采用梯棱式斜面62震动分选运输线，在壳仁传输中实现柔质运输和多次及时吹选，最大程度保障核桃仁整体及种皮的完整度。
为方便检测和维护，系统机身正面适当位置留有观察口。开放式破壳出料口，便于检测各生产线状态。机身背面设有电控操作面板，便于读取相关数值和进行相应操控。系统机身下方机械固定座也实现可拆装，方便检修。系统机壳上适合位置安装吸尘机。出料口下方可伸入自制接料盒方便随时观测各工位运行质量和效果。
在本发明另一实施例一实施方式中，提供一种核桃脱壳方法，包括使用上述方案任一项的所述核桃脱壳系统。
在一可选实施例中，核桃脱壳方法包括：将核桃的底孔固定在主固定针4111上，核桃两侧的缝合线固定在次固定针4112上；
在一可选实施例中，核桃脱壳方法还可以包括：移动夹持装置7固定住核桃，通过进料装置4移动至切割装置1将核桃两侧的缝合线进行切割；
在一可选实施例中，核桃脱壳方法还可以包括：移动夹持装置7将切割后的核桃移动到打孔装置2正上方，通过打孔钻21对切割后的核桃的底孔进行环状切割；
在一可选实施例中，核桃脱壳方法还可以包括：移动夹持装置7将打孔后的核桃移动到环切装置3的位置，伸缩部52伸长至环切装置3的位置，通过液压机51固定住打孔后的核桃，环切装置3对打孔后的核桃进行环切；
在一可选实施例中，核桃脱壳方法还可以包括：液压机51夹紧环切后的核桃并对环切后的核桃进行加压破碎，同时伸缩部52收缩回最短处，加压破碎后的核桃掉落到针式阻击震荡器53上；
在一可选实施例中，核桃脱壳方法还可以包括：震荡后的核桃沿斜面54滚动至分离装置6的进料口611，沿梯棱式斜面62向下滚动，核桃仁滚动至鼓风机63的水平位置，鼓风机63将核桃的外壳吹至分离装置6的另一侧。
本发明旨在保护一种核桃脱壳系统，包括：切割装置1，切割装置1用于将核桃两侧的缝合线分别进行四点切割，对核桃缝合线的结构产生破坏；打孔装置2，打孔装置2用于在核桃底孔进行环状切割，促进缝合线破坏的核桃外壳开裂；环切装置3，环切装置3用于将核桃外壳切出两个半圆形豁口，促进核桃外壳开裂的核桃按缝合线垂直方向的纹路开裂，并使核桃壳仁分离。本发明的核桃脱壳系统实现了核桃破壳前的定向切削，使核桃坚果破壳破碎时能按照既定的裂纹方向和规则破裂，能够适应不同大小和品种导致的破壳力度差异防止对核桃果仁的损伤。破壳后进行有效的分离，最大程度保障核桃仁整体及种皮的完整度。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
