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专利号: 2021102316206
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 将固体从固体中分离;分选
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于巴西果效应的核桃分级机,包括桶座、桶、振动电机、分级机构、转盘驱动机构和检测机构,其特征在于:所述的桶座通过下固定盘固定在底座上,底座固定在底架上;

所述的桶固定在桶座上;桶底端设有一体成型的端面板;两个振动电机的壳体均固定在底架上;所述的分级机构包括转盘、升降机构、转板、固定板、伸缩板、推拉式电磁铁和管道;所述管道的底端设有一体成型的圆环,圆环外径大于管道内径,且圆环相对管道的中心轴线偏心设置;端面板的中心孔孔径大于圆环外径,且端面板的中心孔有一半孔壁固定有圆弧形摩擦片;管道置于桶内,管道的中心孔、桶座的中心孔、下固定盘的中心孔和底座的中心孔对齐;所述的转盘与桶座外壁构成转动副,并位于桶下方;转盘由转盘驱动机构驱动;所述的升降机构置于转盘上,驱动两块转板同步升降;两块转板关于管道的中心轴线对称设置;每块转板远离管道的一侧固定有固定板;每块固定板的径向轨道与一块伸缩板构成滑动副,并通过弹簧连接;所述的伸缩板紧贴桶内壁;每块转板底端固定有推拉式电磁铁,每个推拉式电磁铁的伸缩杆上均固定有一个弯钩;管道的内壁顶部开设有两个凹槽,初始状态下,两个弯钩分别嵌入对应一个凹槽内,管道顶面与端面板顶面对齐,且沿圆周方向上,圆环与管道中心轴线较近的外侧壁与端面板中心孔孔壁上的圆弧形摩擦片对齐;所述的转板上开设有阵列排布的多个槽口;所述的检测机构由光电传感器和条形筛组成;n个条形筛沿桶周向均布固定在桶内壁,n≥2;每个条形筛顶部固定一个光电传感器;光电传感器的光轴位于对应条形筛的竖直筛槽内;各条形筛的竖直筛槽宽度不同;转盘驱动机构和升降机构均由控制器控制,光电传感器的信号输出端与控制器连接。

2.根据权利要求1所述一种基于巴西果效应的核桃分级机,其特征在于:所述的转盘驱动机构由链轮电机和链传动机构组成;所述的链传动机构包括主动链轮、从动链轮、双排链、轴承和上固定盘;所述的链轮电机由控制器控制;链轮电机的壳体与底架固定;链轮电机的输出轴竖直设置,并与主动链轮固定;从动链轮与主动链轮通过双排链连接,从动链轮通过轴承支承在桶座上;转盘通过上固定盘固定在从动链轮的顶面。

3.根据权利要求1所述一种基于巴西果效应的核桃分级机,其特征在于:所述的升降机构包括齿条导轨立柱、光杆导轨立柱、齿轮、齿轮安装轴、齿条、光杆、齿轮电机、联轴器、内桁架、外桁架和连接板;两根齿条导轨立柱和两根光杆导轨立柱沿周向均布固定在转盘上,且沿转盘周向,齿条导轨立柱和光杆导轨立柱交错布置;相邻齿条导轨立柱和光杆导轨立柱之间通过弧形连接件固定连接;每个齿条导轨立柱上均固定有一个齿条和一个齿轮电机;所述的齿轮电机由控制器控制;每个齿轮电机的输出轴与一根齿轮安装轴通过联轴器连接;所述的齿轮安装轴通过轴承支承在轴承座上;轴承座与齿条导轨立柱固定;每根齿轮安装轴上固定有一个齿轮;每个齿轮与对应一个齿条啮合;每个光杆导轨立柱与一根光杆构成沿竖直方向的滑动副;所述的内桁架和外桁架均位于桶上方;内桁架与外桁架固定,且内桁架两端与两个齿条顶端分别固定,外桁架两端与两根光杆顶端分别固定;两块转板均通过连接板与内桁架底面固定。

4.根据权利要求1所述一种基于巴西果效应的核桃分级机,其特征在于:每块固定板的径向轨道与对应的伸缩板通过多根弹簧连接。

5.根据权利要求1所述一种基于巴西果效应的核桃分级机,其特征在于:所述的条形筛设有四个。

6.根据权利要求1至5中任一项所述一种基于巴西果效应的核桃分级机的分级方法,其特征在于:该方法具体如下:

步骤一、升降机构驱动两块转板同步向上运动到预设位置,从而带动管道上升至管道顶端端面与光电传感器的光轴出射点等高;然后,转盘驱动机构驱动转盘、升降机构、两块转板和管道一同正向旋转预设角度,使得管道上的圆环被桶底端端面板中心孔孔壁上的圆弧形摩擦片压紧固定;接着,推拉式电磁铁的伸缩杆推出放开管道,升降机构驱动两块转板同步上升至最高位置;最后,推拉式电磁铁的伸缩杆缩回,升降机构驱动两块转板同步向下运动至最低位置;

步骤二、转盘驱动机构驱动转盘、升降机构和两块转板一同反向旋转,并开启振动电机;核桃在振动电机振动以及转板旋转搅拌作用下,形成自下而上核桃尺寸从小至大的排布方式;且当与桶内壁接触的各层尺寸大小不同的核桃被伸缩板带到条形筛位置时,受条形筛和伸缩板共同作用发生自转,同时伸缩板受力朝向固定板方向收缩;此时,若各层尺寸大小不同的核桃遇到竖直筛槽宽度比自身尺寸大的条形筛,则被伸缩板推入该条形筛的竖直筛槽内,否则在伸缩板推动下越过该条形筛,而伸缩板越过条形筛后在弹簧作用下伸出重新紧贴桶内壁;

步骤三、步骤二中转盘反向旋转达到预设圈数后,转盘驱动机构停止提供动力,各检测机构的光电传感器将各自条形筛内的核桃高度信号传给控制器,控制器计算出各条形筛内最大尺寸核桃所在高度;且升降机构驱动两块转板同步上升至最高位置;然后,推拉式电磁铁的伸缩杆推出;接着,升降机构驱动两块转板同步下降至步骤一中的预设位置;再接着,推拉式电磁铁的伸缩杆缩回,两个推拉式电磁铁上的弯钩勾住管道;最后,转盘驱动机构驱动转盘、升降机构、两块转板和管道一同反向旋转步骤一中的预设角度,使得桶底端端面板中心孔孔壁上的圆弧形摩擦片不再压紧管道上的圆环;

步骤四、升降机构驱动两块转板同步向下运动,从而带动管道下降至管道顶面处于计算出的各条形筛内最大尺寸核桃所在高度中第二大高度位置处;

步骤五、转盘驱动机构驱动转盘、升降机构、两块转板和管道一同反向旋转,高于管道的核桃在两块转板的旋转以及自身重力作用下落入管道内,并依次经桶座、下固定盘和底座落出,完成一种尺寸核桃的分级;

步骤六、升降机构驱动两块转板同步向下运动,从而带动管道下降至管道顶面处于计算出的各条形筛内最大尺寸核桃所在高度中比当前高度小且最接近的高度位置处,然后重复步骤五;

步骤七、控制器判断当前高度是否等于计算出的各条形筛内最大尺寸核桃所在高度中的最小值,若否,则重复步骤六,接着,执行步骤八,若是,则执行步骤九;

步骤八、重复步骤七;

步骤九、升降机构驱动两块转板同步向下运动,从而带动管道下降至管道顶面处于计算出的各条形筛内最大尺寸核桃所在高度中最小高度位置处,然后重复步骤五;最后,转盘驱动机构停止提供动力,并关闭振动电机,结束分级工作。

7.根据权利要求6所述一种基于巴西果效应的核桃分级机的分级方法,其特征在于:步骤九中,转盘驱动机构停止提供动力之前,升降机构驱动两块转板同步向下运动,从而带动管道下降至执行步骤一之前的初始位置,转盘驱动机构驱动转盘、升降机构、两块转板和管道一同反向旋转,核桃碎渣在两块转板的旋转以及自身重力作用下落入管道内,并依次经桶座、下固定盘和底座落出,从而完成核桃碎渣清理。