一種波紋差速式低損傷玉米脫粒機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種波紋差速式低損傷玉米脫粒機(jī)，包括輸送機(jī)構(gòu)、脫粒機(jī)構(gòu)、分離機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)和機(jī)架；脫粒機(jī)構(gòu)包括錐形滾筒和用于驅(qū)動錐形滾筒轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，錐形滾筒豎直放置且其大口端與分料倉的出料端對應(yīng)設(shè)置，其小口端與排芯倉對應(yīng)設(shè)置，在錐形滾筒的內(nèi)表面交錯分布有多排波紋脫粒帶及離散齒；波紋脫粒帶為一由下底邊、兩側(cè)邊以及與兩側(cè)邊上端連接的圓弧圍成的封閉狀平面按S形軌跡延伸成的立體結(jié)構(gòu)；離散齒為由底端面、側(cè)曲面以及與側(cè)曲面上端連接的球面圍成的圓錐狀立體結(jié)構(gòu)。本實用新型能夠減小玉米脫粒過程中的機(jī)械損傷，提高脫凈率，且不會對玉米芯造成破碎。
【專利說明】
一種波紋差速式低損傷玉米脫粒機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，具體地說是涉及一種波紋差速式低損傷玉米脫粒機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]玉米是我國主要的農(nóng)作物之一，并且是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，此外，玉米還作為重要的飼料和工業(yè)原料，對我國的糧食生產(chǎn)和畜牧業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。近年來，玉米的產(chǎn)量逐漸提高，人們越來越重視玉米收割中的摘穗、剝皮、脫粒等環(huán)節(jié)，其中，玉米的脫粒則是收獲工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，當(dāng)前市場上出現(xiàn)的玉米收獲機(jī)僅具有摘穗、剝皮、秸桿粉碎等功能，玉米脫粒工序還需單獨(dú)靠脫粒機(jī)完成。
[0003]目前我國使用的玉米脫粒機(jī)大多采用打擊原理設(shè)計的，這種玉米脫粒機(jī)具有籽粒破碎率偏高、脫粒不干凈、含雜率高等缺陷，破碎率偏高會導(dǎo)致原料的巨大浪費(fèi)，影響脫粒的效果同時會造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，玉米籽粒的破損也會影響玉米短期、長期的儲藏，低損傷脫粒尤其是對于種子玉米的脫粒更加重要，遭受破損的玉米種子發(fā)芽率低、易生霉菌、生蟲、易破碎，不利于玉米種子的生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展。因此降低玉米脫粒過程中的機(jī)械損傷成為玉米脫粒的主要問題，需要研究脫凈率高、低損傷的新型玉米脫粒機(jī)，以適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)滿足市場需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種波紋差速式低損傷玉米脫粒機(jī)，該玉米脫粒機(jī)能夠減小玉米脫粒過程中的機(jī)械損傷，提高脫凈率，且不會對玉米芯造成破碎。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:一種波紋差速式低損傷玉米脫粒機(jī)，包括輸送機(jī)構(gòu)、脫粒機(jī)構(gòu)、分離機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)和機(jī)架；
[0006]所述的輸送機(jī)構(gòu)包括喂料斗、輸送帶以及分料倉，輸送帶傾斜固設(shè)在機(jī)架上，喂料斗設(shè)置于輸送帶下端的上方，在輸送帶的頂端對應(yīng)設(shè)有用于承接物料的分料倉，分料倉的出料端與脫粒機(jī)構(gòu)的進(jìn)料口對應(yīng)設(shè)置，輸送帶下端連接有主動軸，該主動軸一端通過皮帶連接電機(jī)I輸出端，電機(jī)I水平設(shè)置在機(jī)架上；
[0007]所述的分離機(jī)構(gòu)包括出料倉和呈彎曲狀的排芯倉，排芯倉對應(yīng)設(shè)于脫粒機(jī)構(gòu)的排料口正下方，排芯倉的底面密布有若干用于篩選玉米籽粒的篩孔，出料倉位于排芯倉下方并將排芯倉的底面完全包裹；
[0008]所述的脫粒機(jī)構(gòu)包括錐形滾筒和用于驅(qū)動錐形滾筒轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，錐形滾筒豎直放置且其大口端與分料倉的出料端對應(yīng)設(shè)置，錐形滾筒的小口端與排芯倉對應(yīng)設(shè)置，在錐形滾筒的內(nèi)表面交錯分布有多排波紋脫粒帶及離散齒，每排波紋脫粒帶的設(shè)置方向和每排離散齒的設(shè)置方向均平行于錐形滾筒的中軸線；
[0009]所述的波紋脫粒帶為一由下底邊、兩側(cè)邊以及與兩側(cè)邊上端連接的圓弧圍成的封閉狀平面按S形軌跡延伸成的立體結(jié)構(gòu)；
[0010]所述的離散齒為由底端面、側(cè)曲面以及與側(cè)曲面上端連接的球面圍成的圓錐狀立體結(jié)構(gòu)。
[0011]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述錐形滾筒的上下兩端的外筒壁上均對應(yīng)套設(shè)有兩個主錐齒輪，每個主錐齒輪四周均嚙合有三個按120度夾角等角度排列的副錐齒輪，其中，每個副錐齒輪均對應(yīng)裝設(shè)于一豎直放置的支撐軸上，支撐軸的上下兩端分別通過軸承設(shè)置在機(jī)架上，其中一個支撐軸上安裝有皮帶輪，并通過皮帶連接至電機(jī)Π的輸出端，電機(jī)Π固設(shè)在機(jī)架上。
[0012]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述的波紋脫粒帶包括若干段波紋脫粒單元，波紋脫粒單元的輪廓曲線方程是由f (x)=0.08275x3-1.112x2+4.203χ-2.174在x取值范圍為2.16-6.80內(nèi)得出的曲線段。
[0013]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述分料倉從其入口端至出口端逐漸變窄且其下端呈豎直狀，以使輸送來的玉米果穗分開并使玉米果穗逐個軸向滑至出口。
[0014]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述的輸送帶與水平方向的夾角為50度。
[0015]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述的波紋脫粒帶和離散齒均采用橡膠材料制成。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0017]1、本發(fā)明采用波紋脫粒的脫粒方法，是基于仿生思維下的脫粒創(chuàng)新，觀察發(fā)現(xiàn)，玉米果穗上縱向兩列籽粒之間的縫隙走向近似鋸齒狀，但鋸齒的棱角會損傷籽粒，因此對玉米籽?？p隙的實際鋸齒狀尺寸進(jìn)行曲線擬合得到波紋的脫粒單元，該形狀不會對籽粒造成損傷，由若干脫粒單元組成的脫粒帶類似波紋，因此該脫粒方法稱為波紋脫粒，波紋脫粒的原理是波紋脫粒單元能夠插入兩列籽粒間的縫隙中，與籽粒縫隙嚙合的比較完整，籽粒的三角狀側(cè)面能夠緊貼在波紋脫粒單元的側(cè)曲面上，接觸面積較大，籽粒所承受的強(qiáng)度較小，因此對籽粒的損傷極小，波紋脫粒單元通過轉(zhuǎn)動對籽粒產(chǎn)生側(cè)向壓力，籽粒因此從果穗上脫下；
[0018]2、本發(fā)明采用先離散后脫粒的仿生原理，傳統(tǒng)的手工脫粒玉米籽粒是先用錐子沖掉一列籽粒，然后再用手握住玉米果穗轉(zhuǎn)動揉搓將籽粒脫下，將該脫?？偨Y(jié)為先離散后脫粒的原理，本發(fā)明中的離散齒能夠離散脫下少量籽粒，將玉米籽粒間力的傳遞打斷，便于波紋脫粒帶的脫粒；
[0019]3、本發(fā)明的錐形脫粒滾筒是基于差速原理設(shè)計的，豎直進(jìn)入滾筒的玉米果穗與高速旋轉(zhuǎn)的滾筒之間形成明顯的差速，脫粒帶和離散齒分布于籽粒周圍，波紋脫粒帶與籽粒之間受到差速作用從而將籽粒脫下，滾筒的入口直徑比完整的玉米果穗稍大，只能容納單個玉米果穗豎直進(jìn)入，這種全新的滾筒脫粒類似人手握住玉米果穗轉(zhuǎn)動脫粒的過程，具有很好的低損傷脫粒效果，而出口直徑要小于玉米果穗直徑大于玉米芯的直徑，這種設(shè)計能夠保證只有脫凈的玉米芯可以從出口出來，有效地保證了脫粒率；
[0020]4、本發(fā)明的錐形滾筒在運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上具有創(chuàng)新性，設(shè)計了齒輪嚙合支撐式的無軸滾筒，通過主錐齒輪與副錐齒輪之間的相互嚙合將滾筒固定起來，副錐齒輪起到了支撐和傳動的作用，滾筒在錐齒輪的配合作用下可以穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)；
[0021]5、本發(fā)明能夠為實現(xiàn)玉米的低損傷脫粒提供解決方案，該玉米脫粒機(jī)具有破損率極低、脫凈率高、不斷芯、原理新穎的優(yōu)點(diǎn)，不僅適合普通玉米的脫粒也適合種子玉米的脫粒。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為脫粒機(jī)構(gòu)的主視圖。
[0024]圖3為脫粒機(jī)構(gòu)的俯視圖。
[0025]圖4為錐形滾筒的主視圖。
[0026]圖5為錐形滾筒的俯視圖。
[0027]圖6為滾筒內(nèi)表面的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0028]圖7為波紋脫粒單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖8為封閉狀平面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖9為擬合曲線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖10為離散齒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖中標(biāo)記:1、喂料斗，2、機(jī)架，3、輸送帶，4、擋板，5、分料倉，6、驅(qū)動裝置，601、主錐齒輪，602、副錐齒輪，7、錐形滾筒，701、波紋脫粒帶，7011、下底邊，7012、兩側(cè)邊，7013、圓弧，702、波紋脫粒單元，703、離散齒，7031、下底面，7032、側(cè)曲面，7033、球面，8、支撐軸，9、皮帶輪，10、排芯倉，11、底面，12、出料倉，13、電機(jī)I。
【具體實施方式】
[0033]如圖所示，一種波紋差速式低損傷玉米脫粒機(jī)，包括輸送機(jī)構(gòu)、脫粒機(jī)構(gòu)、分離機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)和機(jī)架2;
[0034]所述的輸送機(jī)構(gòu)包括喂料斗1、輸送帶3以及分料倉5，輸送帶3傾斜固設(shè)在機(jī)架2上，同時輸送帶表面設(shè)有等距的擋板4，擋板4用于輸送玉米果穗，喂料斗I設(shè)置于輸送帶3下端的上方，在輸送帶3的頂端對應(yīng)設(shè)有用于承接物料的分料倉5，分料倉5的出料端與脫粒機(jī)構(gòu)的進(jìn)料口對應(yīng)設(shè)置，輸送帶3下端連接有主動軸，該主動軸一端通過皮帶連接電機(jī)113輸出端，電機(jī)113水平設(shè)置在機(jī)架上；
[0035]所述的分離機(jī)構(gòu)包括出料倉12和呈彎曲狀的排芯倉10，排芯倉10對應(yīng)設(shè)于脫粒機(jī)構(gòu)的排料口正下方，排芯倉的底面11即是分離篩，分離篩上密布有若干用于篩選玉米籽粒的篩孔，出料倉12位于排芯倉10下方并將分離篩完全包裹。
[0036]所述的脫粒機(jī)構(gòu)包括錐形滾筒7和用于驅(qū)動錐形滾筒7轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置6，錐形滾筒7豎直放置且其大口端與分料倉5的出料端對應(yīng)設(shè)置，錐形滾筒7的小口端與排芯倉10對應(yīng)設(shè)置，在錐形滾筒7的內(nèi)表面交錯分布有多排波紋脫粒帶701及離散齒703，每排波紋脫粒帶的設(shè)置方向和每排離散齒的設(shè)置方向均平行于錐形滾筒7的中軸線；
[0037]所述的波紋脫粒帶701為一由下底邊7011、兩側(cè)邊7012以及與兩側(cè)邊7012上端連接的圓弧7013圍成的封閉狀平面按S形軌跡延伸成的立體結(jié)構(gòu)；封閉狀平面包括上底邊為Imm、下底邊為4mm、高為7.5mm的等腰梯形，等腰梯形的上底邊連接一半徑為0.5 Imm的圓弧；
[0038]所述的離散齒703為由下底面7031、側(cè)曲面7032以及與側(cè)曲面7032上端連接的球面7033圍成的圓錐狀立體結(jié)構(gòu)，離散齒包括上底面半徑為0.5mm、下底面半徑為2mm、高為7.5mm的錐臺，錐臺的上底面連接一半徑為0.51mm的圓球。
[0039]所述錐形滾筒7的上下兩端的外筒壁上均對應(yīng)套設(shè)有兩個主錐齒輪601，每個主錐齒輪601四周均嚙合有三個按120度夾角等角度排列的副錐齒輪602，其中，每個副錐齒輪602均對應(yīng)裝設(shè)于一豎直放置的支撐軸8上，支撐軸8的上下兩端分別通過軸承設(shè)置在機(jī)架2上，其中一個支撐軸8上安裝有皮帶輪9，并通過皮帶連接至電機(jī)Π的輸出端，電機(jī)Π固設(shè)在機(jī)架上。
[0040]根據(jù)玉米果穗上籽粒排列的縫隙規(guī)律仿生得到波紋脫粒帶701，玉米果穗上縱向兩列籽粒之間的縫隙走向近似鋸齒狀，通過實際測量得出籽?？p隙的鋸齒狀單元的尺寸，波紋脫粒帶701包括若干段波紋脫粒單元702，如圖9所示，選定波紋脫粒單元702的四個頂點(diǎn)a，b，c，d，對該四個頂點(diǎn)a，b，c，d進(jìn)行曲線擬合，該擬合曲線是由f x=0.08275x3_l.112x2+4.203x-2.174在X取值范圍為2.16?6.80內(nèi)得出的曲線段。
[0041 ]所述分料倉5從其入口端至出口端逐漸變窄且其下端呈豎直狀，能夠?qū)⑤斔蜕蟻淼挠衩坠敕珠_并使其逐個軸向滑至出口，然后豎直進(jìn)入錐形滾筒。
[0042]所述的輸送帶3與水平方向的夾角為50度。
[0043]所述的波紋脫粒帶701和離散齒703均采用橡膠材料制成，進(jìn)一步地減小對籽粒的損傷。
[0044]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述錐形滾筒的上底面直徑為70mm、下底面為直徑110mm、高為600mmo
[0045]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述的喂料斗設(shè)置為上端寬下端窄的三角漏斗狀，便于入料以及料斗中的玉米果穗無殘留地送入輸送帶。
[0046]其工作過程為:將大量玉米果穗倒入喂料斗，在擋板的作用下玉米果穗進(jìn)入輸送帶并隨輸送帶輸送至頂端，然后玉米果穗落入分料倉，玉米果穗順著分料倉內(nèi)壁滑動，逐漸調(diào)整姿態(tài)為軸向，分別向著兩個出口滑去，隨后玉米果穗豎直落入錐形滾筒，進(jìn)入了脫粒機(jī)構(gòu)，錐形滾筒受到錐齒輪驅(qū)動快速轉(zhuǎn)動，在離散齒和波紋脫粒帶的作用下逐步脫粒，脫凈的玉米芯和脫下的籽粒從錐形滾筒底端落出，進(jìn)入排芯倉，籽粒和玉米芯順著分離篩滑動，籽粒從篩孔落下進(jìn)入出料倉，隨后從出料口排出，玉米芯繼續(xù)滑動從排芯口排出。
[0047]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種波紋差速式低損傷玉米脫粒機(jī)，包括輸送機(jī)構(gòu)、脫粒機(jī)構(gòu)、分離機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)和機(jī)架(2); 所述的輸送機(jī)構(gòu)包括喂料斗(I)、輸送帶(3)以及分料倉(5)，輸送帶(3)傾斜固設(shè)在機(jī)架(2)上，喂料斗(I)設(shè)置于輸送帶(3)下端的上方，在輸送帶(3)的頂端對應(yīng)設(shè)有用于承接物料的分料倉(5)，分料倉(5)的出料端與脫粒機(jī)構(gòu)的進(jìn)料口對應(yīng)設(shè)置，輸送帶(3)下端連接有主動軸，該主動軸一端通過皮帶連接電機(jī)I (13)輸出端，電機(jī)I (13)水平設(shè)置在機(jī)架上； 所述的分離機(jī)構(gòu)包括出料倉(12)和呈彎曲狀的排芯倉(10)，排芯倉(10)對應(yīng)設(shè)于脫粒機(jī)構(gòu)的排料口正下方，排芯倉的底面(11)密布有若干用于篩選玉米籽粒的篩孔，出料倉(12)位于排芯倉(10)下方并將排芯倉(10)的底面完全包裹，其特征在于: 所述的脫粒機(jī)構(gòu)包括錐形滾筒(7)和用于驅(qū)動錐形滾筒(7)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置(6)，錐形滾筒(7)豎直放置且其大口端與分料倉(5)的出料端對應(yīng)設(shè)置，錐形滾筒(7)的小口端與排芯倉(10)對應(yīng)設(shè)置，在錐形滾筒(7)的內(nèi)表面交錯分布有多排波紋脫粒帶(701)及離散齒(703)，每排波紋脫粒帶的設(shè)置方向和每排離散齒的設(shè)置方向均平行于錐形滾筒(7)的中軸線； 所述的波紋脫粒帶(701)為一由下底邊(7011)、兩側(cè)邊(7012)以及與兩側(cè)邊(7012)上端連接的圓弧(7013)圍成的封閉狀平面按S形軌跡延伸成的立體結(jié)構(gòu)； 所述的離散齒(703)為由底端面(7031)、側(cè)曲面(7032)以及與側(cè)曲面(7032)上端連接的球面(7033 )圍成的圓錐狀立體結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波紋差速式低損傷玉米脫粒機(jī)，其特征在于: 所述錐形滾筒(7)的上下兩端的外筒壁上均對應(yīng)套設(shè)有兩個主錐齒輪(601)，每個主錐齒輪(601)四周均嚙合有三個按120度夾角等角度排列的副錐齒輪(602)，其中，每個副錐齒輪(602)均對應(yīng)裝設(shè)于一豎直放置的支撐軸(8)上，支撐軸(8)的上下兩端分別通過軸承設(shè)置在機(jī)架(2)上，其中一個支撐軸(8)上安裝有皮帶輪(9)，并通過皮帶連接至電機(jī)Π的輸出端，電機(jī)Π固設(shè)在機(jī)架上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種波紋差速式低損傷玉米脫粒機(jī)，其特征在于:所述的波紋脫粒帶(701)包括若干段波紋脫粒單元(702)，波紋脫粒單元(702)的輪廓曲線方程是由《1)=0.08275叉3-1.112叉2+4.203叉-2.174在1取值范圍為2.16~6.80內(nèi)得出的曲線段。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種波紋差速式低損傷玉米脫粒機(jī)，其特征在于:所述分料倉(5)從其入口端至出口端逐漸變窄且其下端呈豎直狀，以使輸送來的玉米果穗(14)分開并使玉米果穗逐個軸向滑至出口。5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的一種波紋差速式低損傷玉米脫粒機(jī)，其特征在于:所述的輸送帶(3)與水平方向的夾角為50度。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種波紋差速式低損傷玉米脫粒機(jī)，其特征在于:所述的波紋脫粒帶(701)和離散齒(703)均采用橡膠材料制成。
【文檔編號】A01F11/06GK205623295SQ201620430837
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】李心平, 熊師, 于亞飛, 吳康, 馬磊
【申請人】河南科技大學(xué)