[0001] 本发明涉及一种用于剥除香榧的外壳的装置，特别涉及一种改进的香榧剥壳机，属于香榧食品加工领域。

[0002] 香榧是香榧树的果实，香榧树又名榧树、玉榧、野杉子，为红豆杉科，属常绿乔木，是世界上稀有的经济树种。香榧树主要生长在我国长江以南的浙江、安徽、福建、江苏、贵州、湖南、江西等省，其中以浙江的枫桥香榧等最负盛名。香榧是干果中的珍品，香榧的食用营养价值很高，含有丰富的蛋白质和多种微量元素。香榧还是名贵的中药材，香榧子性味甘平，入药具有杀虫、消积、润燥的功效，现代医学临床证实，香榧对驱除蛲虫效果显著，对治疗痔疮、小儿遗尿症也有一定的裨益。香榧的果仁外有坚硬的果壳，香榧的大小与枣子相当，外形如橄榄，两头尖，呈椭圆形，成熟的香榧的果仁为黄白色，富有油脂和特有的香味，其果壳为黄褐色或紫褐色，果壳的一头上有一双相对的形状类似眼睛的结构，被称为“西施眼”，是果壳比较薄弱的位置，食用时仅需利用拇指和食指对“西施眼”施加压力，便能够使得果壳裂开。

[0003] 现有的香榧剥壳方式，最常见的就是工人利用简单的压夹工具手动挤碎或敲碎香榧的外壳，以及由此衍生的多种小型的香榧剥壳器，这些剥壳工具基本都需要工人手动参与剥壳操作，工人的劳动强度高，剥壳操作费时费力，还存在因操作失误导致受伤的安全隐患。还有一些专门用于香榧剥壳的大型机器设备，这些设备能够实现大批量的剥壳操作，但是占用空间大，设备使用、维护成本高，不适宜应用在家庭等小批量操作场合，无法满足即剥即吃的需要，而且大批量剥壳操作容易导致果仁在剥壳操作时碎裂，影响产品的感观和食用体验，同时，大批量的剥壳操作还会出现香榧果仁在剥壳后，其表面仍粘连大量果壳碎片和黑色的果衣碎片等杂质的情况，从而仍然需要采用人工的清理的方式进行再次加工才能够获得比较理想的香榧果仁产品。为了改善以上问题，本领域技术人员有必要进行有针对性的改进设计。

[0037] 以下对照附图具体说明。

[0038] 如图1、2、3所示，本发明香榧剥壳机包括机箱体100，机箱体100内设有剥壳平台200，剥壳平台200的进料端与上料轨道300的一端连接，上料轨道300的另一端与机箱体100的上部上的进料口110连接，剥壳平台200的进料端的两侧设有相对设置的旋压剥壳机构
400，旋压剥壳机构400包括动力缸410、旋转压头420，旋转压头420与动力缸410的推杆传动连接，动力缸410用于驱动相对的旋转压头420夹压从上料轨道300输出至剥壳平台200上的香榧，旋转压头420用于压裂、旋剥香榧的外壳。

[0039] 上述方案采用设置在封闭的机箱体100内的上料轨道300与具有挤压、旋扭碎壳功能的旋压剥壳机构400相结合的剥壳方式，利用上料轨道将香榧逐个输送至剥壳平台上，具体是将香榧从机箱体100的进料口110放入，香榧沿上料轨道300运动至剥壳平台200，停留在剥壳平台200上的剥壳工位上，也即位于两侧相对的旋压剥壳机构400的行程的中间位置，再利用相对设置的旋压剥壳机构将香榧的外壳加压开裂后旋转扭碎外壳，具体是利用动力缸410同时推动相对的旋转压头420相向运动，直至夹紧施压至预定的压力状态，香榧的外壳在夹压作用下处于开裂的状态，此时夹紧香榧的两端的旋转压头420相向旋转，从而将压裂的香榧外壳扭碎剥离。基于逐个加工香榧的剥壳方式，本方案的机箱体100的尺寸相比需要同时加工大批量香榧的大型剥壳机大幅缩减，设备使用维护成本显著降低，非常适合应用在家庭等小批量剥壳操作的场合，能够满足即剥即吃的需要。由于采用了挤压与旋扭相结合的破碎外壳的方式，保证了果仁在剥壳操作过程中的完整性，避免挤压过度造成果仁碎裂，影响产品的感观和食用体验。本方案在机箱体100内自动完成香榧的剥壳操作，显著降低了工人的劳动强度，提高了剥壳效率，避免了剥壳操作产生的碎屑四处迸射，消除了剥壳操作中可能存在的安全隐患，显著改善了现有小型剥壳机带来的剥壳效率低，存在安全隐患，以及大型剥壳机带来的适用性欠佳，剥壳效果不理想等问题。因此，本方案相比现有同类产品具有剥壳效率高、效果好，适用性更好，使用、维护成本低，安全可靠等特点。

[0040] 为了实现上料轨道300的功能，促使香榧顺利的运动至剥壳平台200上的加工工位，本方案公开了具体的结构设置。如图2、3、4所示，本方案的上料轨道300包括向下倾斜的上料通道310，上料通道310的两侧设有竖起的挡料板320，上料通道310的上端与进料口110连通，上料通道310的下端与剥壳平台200的进料端连通，剥壳平台200的进料端的相对端的台面上设有挡料块210，从上料通道310向下滚落的香榧停留在剥壳平台200上。向下倾斜的上料通道310便于香榧依靠自身的重力运动至剥壳平台200上，挡料板320的设置能够避免香榧从上料通道310上一侧滚落，无法到达剥壳平台200，从而简化了传送设计，同时，剥壳平台200上的挡料块210能够阻止从上料通道310上滚下的香榧从剥壳平台200上滚落，保证香榧停留在加工工位的范围内，提高了剥壳操作的效率，避免未经剥壳的香榧混入香榧果仁内。

[0041] 基于以上方案，为了满足夹压旋剥的要求，保证运动至剥壳平台200上的香榧位于预定的加工工位范围内，避免夹取香榧失败，本方案还公开了一种限制香榧滚落位置的方式。如图2、4、5所示，本方案的上料通道310的下端的与剥壳平台200的进料端相背的一侧外设有推料机构500，推料机构500包括推料驱动缸510、推料杆520，推料杆520的推料端的端面呈内凹的弧面结构，上料通道310的下端端面上设有推料通孔311，通过推料通孔311的推料杆520的推料端将剥壳平台200上的香榧推至加工位置。具体是，当香榧从上料通道310滚落至剥壳平台200上后，启动推料驱动缸510，推料杆520通过推料通孔311将香榧推至预定的加工工位范围内，其中，推料杆520的推料端的端面的内凹的弧面结构能够与香榧的外形相契合，有利于限制香榧的无序运动，提高了将香榧推至预定位置的成功率。

[0042] 为了进一步稳定香榧在剥壳平台200上的位置，确保香榧停留的位置位于预定的加工工位范围内，本方案公开了具体的结构设计。如图3、4所示，本方案的剥壳平台200的台面上的夹压香榧的工位上设有香榧定位槽220，香榧定位槽220是与香榧的中部形状的平均尺寸匹配的局部椭球面结构。具体是，通过推料驱动缸510的推料杆520将香榧推入香榧定位槽220，由于香榧定位槽220的形状设计成香榧的中部形状的平均尺寸，因此能够定位绝大部分香榧，避免香榧的两端头旋转偏移，导致夹压失败。

[0043] 为了实现有效压裂香榧外壳的技术目的，根据香榧外壳的结构特点，本方案公开了一种具体的夹压旋钮结构。如图3、6所示，本方案的旋转压头420的压头端面上设有旋压槽421，旋压槽421是与香榧的两端形状的平均尺寸匹配的局部椭球面结构，旋压槽421的内槽面上设有沿周向排列的沿轴向延伸的旋压肋条422。香榧的两端头上，通常是在较大的一端端头上的相对的两侧上长有“西施眼”，这种结构是香榧外壳上的薄弱部位，实践证明，只要用手指施力夹压两侧的“西施眼”就能够使得外壳开裂。据此，上述方案将与香榧的两端压紧接触的面设计成带有旋压肋条422的局部椭球面结构，在两侧施压的过程中无需施加超过果仁承受限度的压力即可实现压裂外壳，此时再利用两侧的旋转压头420相向旋转产生的旋扭力能够较为轻松的扭碎外壳，实现在不破坏香榧果仁完整性的前提下的自动剥壳操作，从而显著改善了产品的外观感受和食用体验。

[0044] 当完成对香榧外壳的压裂、扭碎操作后，为了避免剥落的外壳碎片、果衣碎片与果仁混合或粘连，本方案还公开了一种初步的清理方式。如图2、3、7所示，本方案的剥壳平台200的上方的机箱体100内设有吹屑辊筒600，吹屑辊筒600的一端轴头与设在相对的机箱体
100的内侧上的吹屑电机610传动连接，吹屑辊筒600内的进气腔601通过吹屑辊筒600的另一端轴头与设在相对的机箱体100的内侧上的进气箱620连通，进气箱620与外部气源连通，吹屑辊筒600与剥壳平台200的台面相对的辊面上密布有吹屑孔602，吹屑孔602与进气腔
601连通。利用吹屑孔602向剥壳平台200上的香榧吹气，从而利用气流清除碎落的外壳碎片和果衣碎片，而且，此时还可以利用吹屑电机610驱动吹屑辊筒600小幅度的往复摇摆旋转，从而使得气流能够最大限度的清除散落的碎片和粘连在果仁上的碎片，提高剥壳操作的效果。

[0045] 为了进一步清除粘连在香榧果仁上的外壳碎片和果衣碎片，本方案在完成压裂、扭碎香榧外壳后还增设了清理香榧果仁的旋转清理机构700。如图2、3、8、9所示，本方案的剥壳平台200的下方的机箱体100内设有旋转清理机构700，旋转清理机构700包括筒状的机构外壳710，机构外壳710上设有外壳门，机构外壳710内设有共轴的旋转刷筒720，旋转刷筒720与设在机箱体100内一侧上的刷筒电机721传动连接，机构外壳710与设在机箱体100内另一侧上的外壳电机712传动连接，外壳电机712驱动机构外壳710沿与旋转刷筒720的旋转方向相反的方向旋转，机构外壳710的内侧上密布有硅胶凸起，旋转刷筒720配合机构外壳
710将经外壳门落入机构外壳710的香榧果仁上粘连的果壳碎片、果衣碎片刷除。其中，相向旋转的机构外壳710与旋转刷筒720显著提高了香榧果仁与旋转刷筒720上的毛刷的接触几率，使得毛刷、机构外壳710的内侧与香榧果仁的各部位进行高频的摩擦接触，从而获得了良好的清理效果，克服了中大型剥壳设备在同时进行大批量的剥壳操作时出现的香榧果仁剥壳后，其表面仍粘连大量果壳碎片和黑色的果衣碎片等杂质的情况，从而仍然需要采用人工的清理的方式进行再次加工才能够获得比较理想的香榧果仁产品的弊端，显著改善了剥壳效果和效率。

[0046] 基于以上方案，为了将刷落的外壳碎片、果衣碎片与果仁分离，实现分隔输出，本方案还公开了一种能够调节敞口大小的外壳门。如图8、9、10所示，本方案的机构外壳710是圆筒状结构，外壳门包括内嵌式的推拉门板810，推拉门板810设在机构外壳710上的门框一侧的端面上的延伸槽711内，推拉门板810的外侧上设有沿周向延伸的传动齿排，传动齿排通过传动齿轮820与主动齿轮830传动连接，主动齿轮830设在机构外壳710的外侧上的门板电机840的输出轴上，推拉门板810的内侧与延伸槽711的内侧壁间设有多个中介辊针801，所述推拉门板810通过中介辊针801与延伸槽711形成滚动伸缩连接。通过控制门板电机840不仅能够控制推拉门板810的启闭状态，还能够控制推拉门板810开启的程度，从而分别满足进料、排屑、排果的要求。同时，中介辊针801的引入使得推拉门板810的运动顺畅性得到保证，减轻了门板电机840的负担，提高了动作的灵敏性以及操作的自动化程度。

[0047] 为了便于操作人员及时掌握机箱体100内主要机构的运行情况，分别收集剥壳操作产生的外壳碎片、果衣碎片与香榧果仁，本方案公开了相应的结构设置。如图1、2、3所示，本方案的机箱体100的上部设有观察窗120，机箱体100的下部设有倒锥台状的集屑斗140，从外壳门排出的果壳、果衣落入集屑斗140，集屑斗140与旋转清理机构700的机构外壳710间的机箱体100的一侧上开设有出料口150，伸入出料口150的收果盘160承接从外壳门排出的香榧果仁。观察窗120便于操作人员实时观察机箱体100内主要机构的运行情况，同时，可以通过控制外壳门开启的大小来实现分别输出外壳碎片、果衣碎片与香榧果仁，输出的外壳碎片、果衣碎片落入集屑斗140，而输出的香榧果仁则落入收果盘160。

[0048] 基于以上方案，为了提高机器的自动化智能控制水平，本方案还公开了剥壳操作的控制系统及其控制方法。如图1所示，本方案的机箱体100上还设有控制面板130，控制面板130包括显示屏、多个操控按键、控制电路，显示屏、操控按键与控制电路电连接，控制电路包括中央处理单元、动力缸控制模块、旋转压头控制模块、门板电机控制模块、外壳电机控制模块、刷筒电机控制模块。

[0049] 中央处理单元通过动力缸控制模块控制相对的旋转压头420夹紧剥壳平台200上的香榧，中央处理单元根据设在旋转压头420上的夹紧压力传感器反馈的夹紧压力信号通过动力缸控制模块控制相对的旋转压头420挤压香榧外壳，当反馈的夹紧压力参数达到预定的阈值上限时，香榧外壳产生破裂，中央处理单元通过旋转压头控制模块控制相对的旋转压头420相向旋转来破碎香榧外壳。

[0050] 中央处理单元通过门板电机控制模块控制门板电机840将推拉门板810完全开启，中央处理单元通过动力缸控制模块控制一侧的动力缸410驱动旋转压头420将外壳破碎的香榧推落入下方的机构外壳710上的外壳门，中央处理单元通过门板电机控制模块控制门板电机840将推拉门板810不完全开启，使得开启的缝隙宽度小于香榧果仁的最小粒径，中央处理单元通过外壳电机控制模块、刷筒电机控制模块控制机构外壳710与旋转刷筒720相向旋转，从香榧果仁上刷落的果壳碎片、果衣碎片从不完全开启的外壳门的缝隙排出，中央处理单元通过门板电机控制模块控制门板电机840将推拉门板810完全开启，香榧果仁从完全开启的外壳门排出。

[0051] 上述方案实现了夹压裂壳、旋钮碎壳、果仁清理操作的全自动智能化控制，显著提高了剥壳操作的效率，改善了剥壳效果。

[0052] 本方案公开的结构、机构、零部件、系统、电路等除有特别说明外，均可以采用本领域公知的通用、惯用的方案实现。本方案香榧剥壳机并不限于具体实施方式中公开的内容，实施例中出现的技术方案可以基于本领域技术人员的理解而延伸，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。