新型紅棗去核裝置設計

彭龍 汪勝龍 鐘名焱 康永玲

摘要：生活中人們離不開紅棗，一種新型紅棗去核裝置設計，本文通過原理應用，機械結構、分料設計、去核機構，控制部分及分離設計等幾個方面展開論述，并對該裝置的創新性和可行性進行分析。

關鍵詞：紅棗;去核裝置;設計;分析

1新型紅棗去核裝置設計原理

一種新型紅棗去核裝置，電機的運轉，通過皮帶連接結構的轉化，帶動凸輪的運動，給紅棗去核裝置提供震動。

將紅棗提前裝入放料口，利用機體、使各個紅棗掉入下方的分料口，分料口下有緊貼分料口的部分，有伸縮桿電機帶動的擋板，此時擋板起控制大棗下落的功能，紅棗掉落后，進入各個分料口對應的裝料桶，到此，紅棗的分隔上料過程結束。上料后，電機帶動皮帶輪運動，皮帶輪安裝于傳動軸上，傳動軸上裝配有兩種凸輪，凸輪一控制裝配有裝料桶的裝料板上下運動，從而實現大棗的豎直擺正狀態，凸輪二控制去核板實現去核操作。去核完成后去核板及裝料板均下移，去核大棗被擋板下的鉤子鉤下，掉入收集處，實現大棗與棗核的分離及收集。

2新型紅棗去核裝置機構設計

2.1整體結構

此紅棗去核裝置主要由四部分組成：分料機構、去核機構、電控程序和分離機構。四部分的空間分布為：分料機構位于箱體的最上端，分料機構下部為去核機構箱體，內有去核機構，去核機構下部邊緣為電控箱，去核機構箱體下部為分料機構及箱體支架。四部分機構于空間上合理分配，通過電控程序帶動兩個電機實現整個機構的一體化自動去核操作。

2.2分料機構

分料機構有上端帶有一定傾角的四面圍板焊接組成上料口，上料口下部為分料口，分料口共有6行3列，行間距離為10mm，列間距離為5mm，分料口形狀為上端口寬為60mm，長為30mm，下端口長款均為30mm，每個口高度為60mm，設計的目的為滿足大棗的極限尺寸，同時多孔及形狀的設置是為了利用箱體的震動實現大棗從分料口實現自動分裝進入去核機構部分。分料口緊貼下端口部分有通過伸縮桿電機控制的擋板，擋板上開有形狀及排列與分料口下端一致的通孔，擋板擋住分料口下端口的一半面積，另一半露出處于下端口的一側，擋板通孔一側開有可供下文所述去核桿通過的方形孔，擋板靠近方形孔邊緣側焊接有去棗桿，具體如圖二，擋板兩側有滑板，可沿著上端箱體焊接形成的滑板槽移動。

2.3去核機構

去核機構最上端為裝料板，裝料板上有排列與分料口下端一致的圓柱桶，圓柱桶內有裝料桶（如圖四），以圓柱桶中心軸開有長為圓柱桶半徑，寬度滿足于可沿去棗桿上下移動寬度的通孔，此通孔同時貫穿于裝料桶。該裝置未工作時，去棗桿水平面處與圓柱桶上端面平齊，工作時，電機帶動裝配于中間傳動軸上兩個凸輪一運轉，凸輪一通過與裝料板上的擋片接觸，使裝料板上抬，從而使大棗與擋板相壓，因裝料桶邊緣有三根支桿，支桿兩側有輕質扭簧，三個支桿上（裝料桶內）有安裝并接觸于三根支桿上的擋片，當存在壓力時，迫使擋片向下移動，從而使三根支桿受相同大小壓力往中間靠攏，且只需下移3mm，即可實現三個支桿相中間靠攏30°，實現大棗的擺正。裝料桶及裝料板內中間軸部位開有可供去核桿運動的圓柱形通孔，位于裝桶通孔部位邊緣安裝有固定于裝料板上的輕質彈簧，其目的在于實現當裝料板上移時，使各個高度不同的大棗通過裝料桶彈簧的下移實現上端面平齊，從而有利于裝料桶實現大棗的擺正。去核原理為：所述去核桿材質選用易彎曲金屬薄片材質制成，上部有四片具有一定弧度的去核片，當去核片插如大棗時，因其弧形結構，從而可以利用棗肉的壓力實現緊貼棗核，直至去核桿到達擋板方形孔實現大棗的貫穿，因而減少了棗肉的浪費。去核后的大棗隨著裝料板下落，與去棗桿接觸時，去棗桿可阻止其下落，并從一側通孔掉入分離機構，去核完成。

2.4控制部分

電控程序由電控箱實現，其實現的具體功能：使控制凸輪運動的電機轉速為0.5r/s，控制伸縮桿電機的一個運動周期為，0.25s帶動擋板縮，0.25s伸，其速度為為60mm/s，后停歇1.5s，即其周期為2秒。各機構的距離為：裝料桶的支架頂端距離擋板4.5cm，距離裝料桶上端平面0.5cm。凸輪一為特制凸輪，為了滿足運功過程中裝置所需震動，凸輪的一半均為基圓，另一半起始位置推程直接高出基圓1cm，并在運動90°的角度內推程位移均勻增加至4cm，并保持以此距離為行程至90°，后忽略回程，直接變為基圓半徑，同時在凸輪退程行程的起始位置加半徑為5cm的圓角（具體形狀為圖三）。凸輪二為直桿狀，頭部為圓弧形，可使對應弧形擋條抬升6cm。其中，凸輪二端頭朝右，同時下傾30°，凸輪一水平部分向上與水平面平行。

去核時，電控箱控制各個電機轉動，前0.5s內，伸縮桿電機完成縮伸操作使大棗掉入裝料桶，與此同時凸輪一使裝料板抬升1cm，實現了大棗的分裝操作，凸輪二轉動90°（電機以同轉速帶動凸輪一、二轉動，因此兩凸輪角速度相同）。后1.5秒內，伸縮桿停止運動，凸輪一繼續轉動180°，使裝料板向上抬升2cm從而實現大棗與擋板相壓（注意：根據之前的描述，假設大棗高度4cm，則大棗頂端距離擋板從開始裝料時應為1cm，當后續擋板抬升2cm時，大棗被擋板下壓1cm，因而有足夠大的力實現大棗的擺正及18個大棗上端面保持水平）。在1.5s的過程中，凸輪二只需轉動60°即可開始去核操作，易知當凸輪二開始抬升去核板實現去核操作時，已實現大棗的擺正工作。此后，通過去核板及裝料板的瞬間下落，大棗即被鉤子側鉤如通孔，實現后續大棗棗核分離操作。

2.5分離機構

當大棗完成去核操作后，大棗掉入分離塞，分離塞塞空大小為長3cm，寬2cm，長寬間隔均為2mm。大棗掉入時，棗核從分離塞掉入導流槽，掉出裝置外，大棗直接從分離塞上表面掉入收集裝置。機構裝置圖如圖四。

3裝置的先進性分析和可行性分析

對比于有關棗核去除的可參考文獻：，該去核裝置可實現上料后自動分料操作，去核過程中不需要人工的干預，去核實現了自動化操作，去核效率高，2s內即可完成18個大棗的去核操作，各機構通過計算機模擬運行及驗算操作，均具有一定可行性。去核板及裝料版通過兩頭的方形通孔安插于殼體內焊接的支桿上。該裝置從上料、分裝、去核到分離均在裝置內依靠電機的帶動及電控箱的控制實現，可從箱體外直接獲得去核后的無核果肉，同時去核桿的設計可保證果肉的完整性，保證了大棗的價值。各機構的尺寸滿足于大棗的極限尺寸設計，在去核過程中不會出現因大棗過大而出現卡死等情況，箱體底端由支架固定，保證裝置在運動過程中的穩定性。上料部分的設計中，四塊擋板可使大棗依靠自身重力下落，當其于分料口上端時，因各口間相隔尺寸較小，因而停留于分料口的可能性較小，即使停留于分料口，也可依靠裝置的震動實現下落，且分料口上端能適應于兩個大棗的直徑，從而裝料桶工作過程中出現“桶內無棗”的可能性較小。

4總結

新型紅棗去核裝置，幫助人們快速剝離棗核。紅棗是一種營養價值比較高的食物，人們平時適當的吃一些對身體的調養是非常好的。在吃紅棗的時候，容易被棗核扎到嗓子，去核的方法也比較簡單，可以直接棗核摳出來。如果想要紅棗來泡水喝，可以選擇自動去核裝置，去除棗核效率高，不損失營養。

基金項目：本文是2020年遼寧科技大學大學生創新創業訓練計劃項目的階段性成果，項目編號：202010146371。