本發明涉及一種基于精確自定位的核桃擠壓出裂紋系統及方法。
背景技術：
隨著核桃產量和市場需求不斷地增加，核桃深加工也成為科研和生產中日益凸顯的問題。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，形狀不規則，內有多個分隔，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。
核桃產品的經濟效益與核桃的整仁率息息相關。核桃本身含有豐富的油脂，如核桃在加工過程中表面出現破損，其內在的不飽和脂肪酸會從破損處外溢，隨即氧化，大大影響核桃品質和核桃本身的營養價值。所以，核桃仁完整率越高，經濟效益越高，高整仁率和高效率是當代核桃破殼取仁機競爭的焦點。隨著國內外學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。
目前市場上多數核桃破殼機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。前四種方法都是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。由于核桃大小各不相同，因此間隙的數值控制十分困難。同時，這些短時使核桃破裂露仁的工藝存在理論和實際上的欠缺。核桃短時破裂露仁的過程核桃所受到的能量變化很大，如果控制不好便會出現過度破殼、得到的核桃整仁率不高的情況。而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。
青島理工大學的李長河、李晶堯、王勝、張強發明了核桃剝殼取仁裝置，專利號：CN201210277037.X。發明公開了一種核桃剝殼取仁裝置，它包括機架，機架上設有機箱，機箱內設有壓緊粉碎裝置，在壓緊粉碎裝置的出料口設有攪拌裝置，攪拌裝置的出料口設有分選裝置，機箱下壁固定有動力裝置，動力裝置通過V帶分別與分選裝置和壓緊粉碎裝置連接，首先通過壓緊粉碎裝置使核桃破裂，在通過攪拌裝置的錘擊，和分離裝置的風力分離、絨帶粘附等作用，使核桃破殼并實現殼仁分離的自動化，采用高度調節裝置，使裝置可以適應處理不同品種的核桃，因而可以用于大批量的生產作業中，縮短勞動時間及節約勞動力，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，并使剝殼率和高路仁率有所提高，實現高效、低耗、低成本綠色清潔生產。
青島理工大學的劉明政、李長河、張彥彬發明了核桃剪切擠壓破殼柔性捶擊取仁裝備，專利號：CN201310634619.3。發明涉及一種自動化程度高，實現核桃破殼、保證核桃仁完整性及其殼仁分離的功能，使性能指標大幅提高，對處理不同尺寸的核桃實應性能強的核桃剪切擠壓破殼柔性捶擊取仁裝備。它包括：喂料斗；接收喂料斗送來物料的平帶剪切擠壓破殼裝置；柔性螺旋葉片錘擊系統，它接收平帶剪切擠壓破殼裝置送來的初步破殼的物料，并進行二次錘擊破殼；在柔性螺旋葉片錘擊系統下部設有核桃殼與核桃仁分離裝置；平帶剪切擠壓破殼裝置、核桃仁分離裝置與傳動系統連接，傳動系統與動力源一連接；柔性螺旋葉片錘擊系統與動力源二連接；上述各設備均安裝在機架上。
青島理工大學的李長河、邢旭東、馬正誠、張曉陽、楊帆、許好男、周亞博、韓一鳴發明了自動輸送定位的核桃破殼裝置及其使用方法，專利號：CN201610225509.5；發明公開了自動輸送定位的核桃破殼裝置及其使用方法，包括設于機架的至少一個核桃固定機構和至少兩根撞擊桿，核桃固定機構的上方設有核桃喂料斗，核桃破殼模具開有核桃定位孔，在核桃定位孔的兩側各設有用于覆蓋核桃定位孔的定位定量送料滑塊，核桃破殼模具的側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的帶動下穿過與每根撞擊桿對應的開孔撞擊設置于核桃定位孔內的核桃；本發明采用了攪拌裝置進行送料，結構精巧，效率高且故障率極低。本發明的喂料斗出料孔形狀、定位輸送機構內的通孔采用核桃定位截面形狀，使核桃在一系列的下落過程中均可保證定位的結果穩定不變，核桃姿態精確可控，實現了核桃喂料的自動化、可控化。
這些破殼取仁機存在的整體不足是：核桃破殼不夠完全，得到核桃仁的整仁率和手工剝殼還有一定的差距。目前核桃破殼相關機器過多的提高了破殼率和破殼速度，而忽略了核桃仁在擠壓過程中所受到的損傷，導致核桃仁破碎率較高。
石超志發明了一種具有裂縫山核桃的加工方法，專利號：CN200510017286.5。該發明提供了一種具有裂縫山核桃的加工方法，包括以下步驟：提供干燥的山核桃；對干燥的山核桃表面進行磨光；再用水浸泡3～8小時；將浸泡的山核桃撈出控水，然后直接倒入炒制器物內翻炒，直致山核桃尖口處出現裂紋然后取出冷卻；用刀具沿山核桃裂紋處下劈，使刀具進入裂縫1～1.5cm時，擴大裂縫，以不使山核桃分為兩半為宜；在山核桃的裂縫處稍微擠壓，合并裂縫，近似的恢復山核桃的原貌。本發明所制得的山核桃，保留了原有的面貌和風味，通過手掰即可非常容易地將山核桃外殼分為兩瓣，食用果仁相當方便，老幼皆可食用，并且加工成本也比較低。另外，食用后的外殼表面光滑完整且富有藝術美感，可以制成手工藝品。
這種裝置的缺點在于工序過于繁瑣，效率低，而且由于對核桃進行了浸泡處理，一定程度上影響了口感。
陜西科技大學的鄭甲紅、趙奎鵬、閆茹、薛啟程、李大軍、余秦程、楊睿、王凡發明了一種四點擠壓式核桃破殼設備，專利號：CN201521032546.1。包括機架、電機、擠壓裝置、傳動裝置、上料裝置；電機位于機架底部的電機安裝板上，電機通過連桿與傳動裝置的總搖桿下端相連，電機帶動總搖桿擺動，推桿沿導軌做直線往復運動，推桿的另一端與擠壓裝置的搖桿連接，帶動搖桿做擺動運動，上料裝置固定在擠壓裝置的搖桿上，擠壓裝置帶動上料板上料；核桃放入料斗內，搖桿左右擺動，當其向右擺到極限位置時，上料板的孔和料斗底部的孔相重合，核桃落入上料板的孔中，搖桿向左擺動，當擋料板的孔與核桃擠壓孔重合，核桃落入擠壓孔內，擠壓完成后，擋料板打開使核桃掉入出料斗內；一次性從四個點進行擠壓核桃，使核桃破殼更充分，具有破殼完整，效率高，操作方便的特點。
此裝置的缺點是對大小不同的核桃所產生的擠壓力、擠壓形變不同，可能會出現大核桃擠碎、小核桃未擠裂的情況。
肖澤文發明的一種核桃擠壓破皮器，專利號：CN201520521910.4。公開了一種核桃擠壓破皮器，包括兩個對向設置的擠壓端和位于兩個所述擠壓端中間的套管；所述擠壓端包括旋轉把手和擠壓螺栓，兩者之間為固定連接；所述套管兩端的內壁上分別設置有螺旋方向相反的內螺紋，所述擠壓螺栓設置有與所述內螺紋相配合的外螺紋；所述擠壓螺栓的端部設置有用于貼合核桃外殼的半球形凹槽；所述半球形凹槽的表面分布有若干個凸起。與現有技術相比，本實用新型操作簡便，省時省力，能夠最大程度上保證核桃果仁的完整性，節約了操作時間。
該裝置雖然操作簡便，省時省力，能夠最大程度上保證核桃果仁的完整性，節約了操作時間，但是由于行程控制是固定的，還是存在大核桃擠碎、小核桃未擠裂的情況。
綜合以上因素，經過團隊大量實驗，以及核桃破殼的原理和工藝上的充分考慮，發現增加一道特殊的擠裂工序，對核桃破殼技術的提升有重要意義。而且可以設計一種裝置與現有的機械相協作，在提高核桃的破殼效率，提升核桃仁的整仁率的同時，讓核桃本身的價值最大化。經過試驗證明和理論分析，在核桃破殼之前使核桃有幾塊小裂縫，會使核桃的整仁率和破殼效率有很大提升。而相關裝置發展并不完善，對核桃的擠壓出裂紋裝置很少，而且還存在一定的欠缺。
技術實現要素：
本發明為了解決上述問題，提出了一種基于精確自定位的核桃擠壓出裂紋系統及方法，本發明集核桃的自定位、精準擠壓、落料三大功能于一體，利用鉸鏈固定在軸上的多組擠壓凸輪輪流對多組V型塊的推進作用，使不同尺寸的核桃受到精確的擠壓形變從而產生裂紋，用來實現對核桃的定位與精確擠壓實現在不傷害核桃仁的前提下使核桃外殼產生裂紋。
為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：
一種基于精確自定位的核桃擠壓出裂紋系統，包括驅動機構、傳動機構和擠壓機構，所述驅動機構產生驅動力，推動傳動機構進行往復運動；
所述擠壓機構包括相向設置的落料塊和擠壓塊，所述落料塊和擠壓塊之間具有間隙，且該間隙逐漸減小，以對落下的核桃定位；所述傳送機構推動落料塊和擠壓塊，改變擠壓塊與落料塊之間的間隙大小，以擠壓落入擠壓塊與落料塊之間的核桃而產生裂紋。
所述驅動機構，包括驅動軸、從動軸和傳動帶，其中，所述驅動軸套裝于驅動輪內，所述從動軸套裝于從動輪內，所述驅動輪和從動輪通過傳動帶連接。
所述傳動機構，包括設置在驅動軸的若干個擠壓凸輪，和設置在從動軸上的落料凸輪，每個擠壓凸輪上設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，所述落料凸輪設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中心對稱設置有兩個轉軸，一個轉軸上套裝有若干個擠壓塊，另一轉軸上對應設置有落料塊，且擠壓推桿可推動擠壓塊一側，落料推桿可推動落料塊一側，使擠壓塊與落料塊發生相對運動，改變擠壓塊與落料塊之間的間隙大小，以擠壓落入擠壓塊與落料塊之間的核桃而產生裂紋。
所述擠壓滑軌和擠壓塊之間設置有彈性元件，彈性元件與驅動輪、從動輪相配合，帶動擠壓塊和落料塊往復運動。
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小于擠壓塊材料的摩擦角。
所述落料塊的外表面和擠壓塊的外表面之間形成V型嵌槽。
所述落料塊、擠壓塊的內槽的內接觸面采用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。
所述兩個轉軸的兩端通過軸承固定在對應的軸承座，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。
所述擠壓塊和落料塊呈V型或梯形。
基于上述核桃擠壓出裂紋系統的使用方法，核桃落入由擠壓塊和落料塊組成的間隙中，落下的核桃會自動落在在間隙的適合高度，以實現不同大小核桃的自定位；
待核桃固定在落料塊和擠壓塊之間后，擠壓凸輪隨即進入推程，推動擠壓塊，使擠壓塊運動與保持原位的落料塊配合產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，擠壓塊動作，使落料塊和擠壓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。
本發明的有益效果為：
(1)本發明可以實現對核桃的定位與精確擠壓實現在不傷害核桃仁的前提下使核桃外殼產生裂紋，裂紋的產生可以大大降低核桃殼進一步破碎時的所需的應力值，進而降低核桃殼仁分離時所需要的能量，有效防止由于破殼時能量過高而傷及核仁的情況，為下一步柔性破殼做充分的準備；
(2)本發明在有效減少人力物力，提高了生產效率的前提下，增加了預破殼工序，充分保證了核仁的完整性，另外，本發明在機構上進行優化，在簡化機構的同時提高了系統工作的穩定性，也降低了系統的總成本，生產效果可觀；
(3)本發明采用多工位差動運行，即在一個主軸上按照一定的偏移角依次安裝多個擠壓塊，使系統形成多個獨立的V型嵌槽擠壓工位，提高了系統的效率并增加凸輪主軸的剛度，延長機器壽命，同時利用了自鎖效應，在擠壓核桃時，核桃不會被彈出。避免了預破殼時核桃在裝置里活動，不能有效地出裂紋的問題；
(4)本發明擠壓塊和落料塊的接觸面采用U型面修形，目的一是確保核桃準確無誤的落入V型嵌槽中，目的二是確保核桃在擠壓的過程中實現水平方向自定位，使核桃變形精準獲得更好的受力狀態并產生裂紋，目的三是核桃在擠壓的過程中始終處于與擠壓壁線接觸的狀態，避免了點接觸時受力不均勻容易傷害核仁的缺點；
(5)本發明擠壓塊和落料塊的接觸面構成V型嵌槽，利用了核桃在嵌槽內自定位的功能特點，核桃在落料處落下時，能夠根據自身大小落在適合破裂的高度，有效區分了不同大小的核桃，縮減了核桃大小分級的工序，大大提高了破殼效率；
(6)本發明采用擠壓塊和落料塊的設計，擠壓塊移動與落料塊將核桃擠壓產生裂紋，落料塊移動使產生裂紋的核桃落下至核桃破殼裝置，利用了鉸鏈固定在軸上的多組擠壓凸輪對多組擠壓塊的推進作用，使不同尺寸的核桃受到恰好的擠壓形變從而產生裂紋，避免了出現大核桃擠碎損傷到核桃仁或小核桃擠不開的現象，提高了核桃預破殼效率；
(7)本裝置采用了凸輪和擠壓塊的采用多工位差動運行的設計，減小了系統擠壓時的能量不均衡，避免了能量驟變的問題，增強凸輪主軸的剛度，提高了擠壓破殼的效率，提升了裝置的穩定性。
附圖說明
圖1為高效核桃擠壓出裂紋裝置軸測圖；
圖2為本產品的側視圖；
圖3為本產品的側面剖視圖；
圖4為本裝置的安裝圖；
圖5為落料凸輪的示意圖；
圖6為擠壓凸輪的示意圖；
圖7為擠壓V型塊和落料V型塊示意圖；
圖8為本裝置理論計算示意圖；
圖9為固定支架剖視圖；
圖10為推程示意圖；
圖11為落料凸輪的推程示意圖。
其中：Ⅱ-1-帶輪Ⅱ,Ⅱ-2-軸Ⅱ,Ⅱ-3-凸輪滑軌,Ⅱ-4-滑動推桿,Ⅱ-5-V帶,Ⅱ-6-落料V型塊,Ⅱ-7-擠壓V型塊,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-固定支架Ⅰ,Ⅱ-16-固定支架Ⅱ，Ⅱ-17-滾珠軸承,Ⅱ-18-轉軸支撐架Ⅰ,Ⅱ-19-轉軸支撐架Ⅱ,Ⅱ-20-軸承座,Ⅱ-21-機架。
具體實施方式：
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。
本實施例以落料塊和擠壓塊為V型塊為例進行說明，但是，其也可以為落料板和擠壓板，或梯形等其他形狀，均可經過簡單變形便可以實現，屬于本發明的保護范圍,不局限于本發明圖示形狀；同理，實施例中的落料V型塊和擠壓B型塊中開有用于水平方向防止核桃滑落及擠壓時均勻施力的槽，槽形不局限于本實施例所指槽形。
如圖1、圖2所示，多個擠壓凸輪Ⅱ-8分別成一定角度錯開，通過鍵連接固連在軸Ⅲ Ⅱ-10上，軸Ⅲ Ⅱ-10與滾珠軸承Ⅱ-17固連，滾珠軸承Ⅱ-17安裝在對應的轉軸支撐架Ⅰ Ⅱ-18上，轉軸支撐架Ⅰ Ⅱ-18焊接安裝在固定支架Ⅱ Ⅱ-16上。擠壓凸輪Ⅱ-8通過滑動推桿Ⅱ-4推動擠壓V型塊Ⅱ-7運動?；瑒油茥UⅡ-4在凸輪滑軌Ⅱ-3上穿過凸輪滑軌Ⅱ-3。擠壓V型塊Ⅱ-7鉸接在軸IV Ⅱ-13上，軸IV Ⅱ-13的兩端通過軸承固定在對應的軸承座Ⅱ-20上，軸承座Ⅱ-20通過螺釘固連在機架Ⅱ-21上。擠壓V型塊Ⅱ-7中部有彈簧Ⅱ Ⅱ-12連接，彈簧Ⅱ Ⅱ-12另一端安裝在凸輪滑軌Ⅱ-3上。落料凸輪Ⅱ-9通過鍵連接固連在軸Ⅱ Ⅱ-2上，軸Ⅱ Ⅱ-2通過滾珠軸承Ⅱ-17連接到轉軸支撐架Ⅱ Ⅱ-19上，轉軸支撐架Ⅱ Ⅱ-19焊接固連在固定支架Ⅰ Ⅱ-15上。而落料V型塊Ⅱ-6通過鉸接安裝在軸Ⅴ Ⅱ-14上。落料V型塊Ⅱ-6由落料凸輪Ⅱ-9通過滑動推桿Ⅱ-4驅動，滑動推桿Ⅱ-4在凸輪滑軌Ⅱ-3上穿過凸輪滑軌Ⅱ-3。電動機通過驅動軸Ⅲ Ⅱ-10轉動，軸Ⅲ Ⅱ-10帶動V帶I Ⅱ-5轉動，從而帶動軸Ⅱ Ⅱ-2的旋轉運動，使落料凸輪Ⅱ-9和擠壓凸輪Ⅱ-8運轉。
如圖2所示，所述軸Ⅳ Ⅱ-13與軸Ⅴ Ⅱ-14左右上下各錯開一定距離。擠壓凸輪Ⅱ-8以每個偏轉一定角度的方式依次安裝在軸Ⅳ Ⅱ-13上，落料凸輪Ⅱ-9獨立安裝在軸Ⅴ Ⅱ-14中間。在電機的帶動下軸Ⅳ Ⅱ-13與軸Ⅴ Ⅱ-14同向等轉速轉動，實現每個工位以一定的時間差完成對核桃的裂紋處理并同時進落料實現循環操作。
如圖3所示，落料V型塊Ⅱ-6的內槽和擠壓V型塊Ⅱ-7的內槽的內接觸面采用U型面修形設計，確保核桃準確無誤的落入V型嵌槽中，確保核桃在擠壓的過程中實現水平方向自定位，使核桃變形精準獲得更好的受力狀態并產生裂紋。
如圖4所示，軸Ⅳ Ⅱ-13和軸Ⅴ Ⅱ-14的兩端通過軸承固定在對應的軸承座Ⅱ-20上，軸承座Ⅱ-20通過螺釘固連在機架Ⅱ-21上。凸輪滑軌Ⅱ-3焊接固定在機架Ⅱ-21上。轉軸支撐架Ⅰ Ⅱ-18和轉軸支撐架Ⅱ Ⅱ-19也焊接固定在機架上。
如圖5所示，擠壓凸輪的設計。凸輪轉速n0r/min，基圓直徑d0，推程h0。為了配合落料凸輪同時完成工作，所以落料凸輪運動時擠壓凸輪一定要處于遠休。運動規律采用的是二次多項式運動規律，推程運動角為δ0，近休止角為δ01，回程運動角為δ0'，遠休止角為δ02。
如圖6所示，落料凸輪的設計。凸輪轉速n1r/min，基圓直徑d1，推程h1?？紤]到六個凸輪每個凸輪偏置τ1，總共5τ1。推程運動角為δ1，近休止角為δ11，回程運動角為δ1'，遠休止角為δ12。
如圖7所示，多個擠壓V型塊Ⅱ-7依次套在軸Ⅳ Ⅱ-13上，與落料V型塊Ⅱ-6分別形成多個獨立運動的加工工位。多個擠壓V型塊Ⅱ-7和落料V型塊Ⅱ-6組成多個V型擠壓單元，每個單元都相互獨立，可以使多個核桃進行擠壓產生裂紋，提升了工作效率。
如圖8所示，可以很直觀的看出擠壓V型塊和滑動推桿的運動關系。擠壓裝置行程及安裝位置的設計：首先把機器上的擠壓V型塊機構簡化成如圖8所示的等效機構：BⅠ板為可移動擠壓板，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的大小根據核桃的最小直徑確定，a小于等于最小直徑。
機構開始工作時首先凸輪推動B Ⅰ使其旋轉一定的角度β達到如圖虛線部分。此時B Ⅰ板上每一個長度Ti對對應的點都會走過一段很小的弧長，由于考慮到B Ⅰ偏轉的角度極小，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Li。由公式1-1得：
Li＝Titanβ1-1
所以BⅠ板上不同的長度Ti對應不同的直線行程Li，由公式1-1得：
ΔLi＝ΔTitanβ1-2
由此得到不同長度下兩板間的水平位移ai為：
ai＝a+Litan(α-β)1-3
水平位移變化量Δai為：
Δai＝ΔLitan(α-β)1-4
ΔLi和Δai分別為影響核桃產生裂紋的重要參數，我們通過統計分析得出核桃殼與核桃仁之間的距離一般在k左右來回波動。通過控制起始安裝角度α和擠壓轉角β使在不同長度Ti下的Δai在k左右來回波動，實現最好的擠壓裂紋效果。
下面詳細介紹具體設計過程及應注意的問題：擠壓凸輪的設計?？紤]到機體結構的要求，擠壓凸輪轉速n0r/min，基圓直徑d0?？紤]到核桃殼和核桃仁的間隙，通過查閱資料和自己統計得出在mmin～mmax的間隙，考慮到核桃皮具有一定的彈性，小變形下不一定長生裂紋，所以取最大值mmax兩邊對稱總共間隙值為2mmax，又因為凸輪作用到夾合裝置的遠端已得到最大的力臂，假設核桃的直徑為dmin～dmax即ai為dmin～dmax經計算求出兩端位移差約等于Δd即Δai為Δd，所以為保證落在中部和底部的核桃都能得到充分的擠壓產生裂紋，所以確定擠壓凸輪推程h0為2mmax+Δd＝h0?？紤]到六個凸輪每個凸輪偏置τ1，總共5τ1，而且要留出核桃下落的時間，假設核桃下落hl，所用的時間為tl，凸輪轉過的角度ρ＝2πn0tl，所以近休止角δ01為5τ1+ρ+δ1+δ1'+δ11＝δ01度。運動規律采用二次多項式運動規律即：
推桿等加速推程段：
s＝2hδ2/δ02 1-5
推桿等減速推程段：
s＝h－2h(δ0－δ)2/δ02 1-6
其它參數：推程運動角為δ0，遠休止角為δ02，回程運動角為δ’0，近休止角為δ01。推程如圖10所示。
落料凸輪的設計。凸輪轉速n1，基圓直徑d1，推程h1。遠休止角δ12的設計：遠休止角為δ12配合凸輪3同時完成工作，所以凸輪3運動時凸輪4一定要處于遠休。同上采用二次多項式運動規律。其它參數：推程運動角δ1為δ1，近休止角為δ11，回程運動角為δ1'。推程如圖11所示。
首先整個裝置的動力來源是電動機，電動機通過驅動軸Ⅲ Ⅱ-10轉動，軸Ⅲ Ⅱ-10帶動V帶I Ⅱ-5轉動，從而帶動軸Ⅱ Ⅱ-2的旋轉運動，使落料凸輪Ⅱ-9和擠壓凸輪Ⅱ-8運轉。
下面以凸輪的狀態分析V型核桃擠壓出裂紋裝置一個周期的工作原理。選取一個擠壓工作單元為例介紹一下本方案的具體實施過程，其他單元的工作原理與此相同。由于六個擠壓凸輪Ⅱ-8同時運動會出現能量驟變的狀況，而這種狀況會給裝置帶來一定的危害，因而設計多個擠壓凸輪Ⅱ-8在安裝的時候相差一定角度，所以每個擠壓凸輪Ⅱ-8工作原理相同，只是工作的開始、結束時間不同。
第一階段：擠壓V型塊Ⅱ-7與落料V型塊Ⅱ-6組成V型嵌槽，由于擠壓V型塊Ⅱ-7和落料V型塊Ⅱ-6都有軸Ⅳ Ⅱ-13和軸Ⅴ Ⅱ-14鉸接，所以，擠壓V型塊Ⅱ-7和落料V型塊Ⅱ-6會以軸Ⅳ Ⅱ-13和軸Ⅴ Ⅱ-14為中心轉動。核桃從V型嵌槽的上方自由落入到嵌槽之中，不同大小的核桃會在重力的作用下自動落在適合擠裂的高度，由此實現不同大小核桃在V型嵌槽上的自定位。此時擠壓凸輪Ⅱ-8和落料凸輪Ⅱ-9分別處在各自的近休階段和遠休階段，所以核桃可以得到有效的固定。
第二階段：核桃固定在V型嵌槽上之后，擠壓凸輪Ⅱ-8進入推程階段，帶動滑動推桿Ⅱ-4向核桃所在位置推進，使擠壓V型塊Ⅱ-7以軸Ⅳ Ⅱ-13為中心，向核桃所在位置擺動，而此時落料凸輪Ⅱ-9仍處于遠休階段，因此，核桃受到擠壓V型塊Ⅱ-7所給的擠壓力，核桃受到充分擠壓而產生變形，當形變剛好超過了彈性變形階段時，核桃將會產生裂紋。
第三階段：核桃擠壓過后產生裂紋，落料凸輪Ⅱ-9進入回程階段，使落料V型塊Ⅱ-6以軸Ⅴ Ⅱ-14為中心下擺，滑動推桿Ⅱ-4也因此向核桃所在方向的反向移動，此時擠壓凸輪Ⅱ-8進入回程階段，在彈簧Ⅱ Ⅱ-12的作用下使擠壓V型塊Ⅱ-7回位，滑動推桿Ⅱ-4也隨之回歸原位，因此，此時落料V型塊Ⅱ-6和擠壓V型塊Ⅱ-7之間的間隙距離達到最大值，從而使被剛擠裂的核桃在重力的作用下從此間隙出落下，即擠壓凸輪Ⅱ-8和落料凸輪Ⅱ-9的配合作用實現落料。
第四階段：被擠裂的核桃從間隙落出后，即落料完成后，擠壓凸輪Ⅱ-8進入近休階段的同時落料凸輪Ⅱ-9進入遠休階段，在擠壓V型塊Ⅱ-7和落料V型塊Ⅱ-6相對靜止，回歸第一階段之前的初始狀態，等待第二批核桃的落入并進行擠裂、落料等一系列工序。
由此，一個周期的四個階段已經完成，本系統周期循環狀態開始。系統進入這種循環后，在穩定中高效的對核桃進行擠壓，產生裂紋。
多個工位工作原理相同，每個工位相差α°，則n個工位總偏差為(n-1)α°，所以落料凸輪Ⅱ-9的遠休相應的留出(n-1)α°的空余，以實現系統在差動運行下的穩定性。多工位差動運行，提高效率，增強軸Ⅲ Ⅱ-10的剛度，提高了系統的壽命，提升了裝置的穩定性。
上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。