一種具有智能控制功能的半夏清洗脫皮的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有智能控制功能的半夏清洗脫皮機(jī)，包括水平支架、以及共同安裝在該水平支架上的進(jìn)料單元、清洗脫皮單元、動(dòng)力單元、電控單元、水循環(huán)單元和出料單元，其中半夏由進(jìn)料單元進(jìn)入到清洗脫皮單元的罐體中，通過(guò)罐體內(nèi)層的螺旋葉片和刷絲對(duì)其執(zhí)行清洗和脫皮；電控單元中的質(zhì)量傳感器用于實(shí)時(shí)獲取已導(dǎo)入罐體的半夏質(zhì)量，定量加水器和定時(shí)器則基于該質(zhì)量傳感器的檢測(cè)信息，分別設(shè)定向罐體加入的所需水量和罐體旋轉(zhuǎn)時(shí)間。通過(guò)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)清洗資源的功效最大化，并防止半夏的破損，同時(shí)具備自動(dòng)化程度高、機(jī)構(gòu)緊湊、便于操控和后期拆卸維護(hù)方便等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種具有智能控制功能的半夏清洗脫皮機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)用機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，更具體地，涉及一種具有智能控制功能的半夏清洗脫皮機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]半夏作為一種經(jīng)濟(jì)性藥用植物，具有非常高的藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但它的清洗和風(fēng)干等操作是比較復(fù)雜和繁瑣的過(guò)程?，F(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了一些解決方案，例如，CN201776245U中公開了一種半夏藥材清洗機(jī)，其通過(guò)在洗滌筒的兩端分別設(shè)置進(jìn)料斗和出料斗，并在其內(nèi)部設(shè)置多個(gè)攪拌桿來(lái)執(zhí)行清洗；CN203209357U中公開了一種半夏清洗防堵塞裝置，其中通過(guò)將半夏裝在滾筒內(nèi)，并采用貼近該滾筒表面的淋洗管來(lái)使水淋入滾筒，從而執(zhí)行對(duì)半夏的清洗。
[0003]然而，進(jìn)一步的研究表明，上述設(shè)備僅適于對(duì)小批量的半夏執(zhí)行簡(jiǎn)單的清洗，當(dāng)需要清洗的半夏數(shù)量很大時(shí)，需要消耗巨大的人力物力，清洗過(guò)程中多個(gè)環(huán)節(jié)都需要人工干預(yù)，整體清洗效率偏低，而且不能實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)化和水資源的循環(huán)利用；特別是，由于沒(méi)有對(duì)待清洗的半夏量與需要加入的水量等參數(shù)進(jìn)行針對(duì)性研究，往往會(huì)造成清洗效果不夠好，清洗過(guò)程中半夏的損壞比較嚴(yán)重，進(jìn)而影響到藥材的質(zhì)量，此外清洗后的半夏風(fēng)干包裝需要很長(zhǎng)的時(shí)間周期。相應(yīng)地，本領(lǐng)域中亟需研究設(shè)計(jì)新型的自動(dòng)化相關(guān)設(shè)備，以便更好地執(zhí)行半夏清洗脫皮處理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種具有智能控制功能的半夏清洗脫皮機(jī)，其中通過(guò)對(duì)其整體構(gòu)造和工作控制過(guò)程、以及多個(gè)關(guān)鍵組件如電控單元、清洗脫皮單元和水循環(huán)單元等的具體結(jié)構(gòu)及設(shè)置方式進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，相應(yīng)能夠高效率、高質(zhì)量地執(zhí)行對(duì)半夏的全方位清洗脫皮，并實(shí)現(xiàn)水的合理利用，有效避免對(duì)半夏的損壞，同時(shí)具備自動(dòng)化程度高、機(jī)構(gòu)緊湊、便于操控和后期拆卸維護(hù)方便等特點(diǎn)，因而尤其適用于對(duì)半夏大批量的工業(yè)化清洗脫皮場(chǎng)合。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種半夏清洗脫皮機(jī)，該半夏清洗脫皮機(jī)包括水平支架、以及共同安裝在該水平支架上的進(jìn)料單元、清洗脫皮單元、動(dòng)力單元、電控單元、水循環(huán)單元和出料單元，其特征在于:
[0006]所述進(jìn)料單元包括整體連接在所述水平支架上的滑軌、沿著該滑軌往復(fù)移動(dòng)并在最高點(diǎn)處執(zhí)行翻轉(zhuǎn)以導(dǎo)入待清洗半夏的料斗，以及用于引導(dǎo)該料斗執(zhí)行往復(fù)移動(dòng)的滑輪系統(tǒng)；
[0007]所述清洗脫皮單元包括與所述水平支架呈傾角設(shè)置的罐體、分別設(shè)置在該罐體后端頂部和后端底部的進(jìn)料口和出料口，以及設(shè)置在該罐體前端且與罐體內(nèi)部相連通的水管；其中所述罐體被分為彼此間隔的內(nèi)外兩層，該內(nèi)層中沿著軸向方向設(shè)置有兩條螺旋葉片，這些螺旋葉片的表面上附有毛刷，并在所述內(nèi)層的內(nèi)壁上裝有刷絲；此外，在位于所述罐體前端底部的所述內(nèi)層設(shè)有分離孔，并在相應(yīng)位置的所述外層開有排污口 ；
[0008]所述動(dòng)力單元設(shè)置在所述罐體的前端，并包括用于使此罐體可沿著正向和反向旋轉(zhuǎn)的電機(jī)、與該電機(jī)的輸出端相連的取力器，以及聯(lián)接在該取力器和所述罐體之間的液壓系統(tǒng)和減速器；
[0009]所述電控單元包括設(shè)置在所述罐體內(nèi)部用于實(shí)時(shí)獲取已導(dǎo)入罐體的半夏質(zhì)量的質(zhì)量傳感器、與所述水管相連并基于該質(zhì)量傳感器的信息來(lái)向所述罐體加入所需水量的定量加水器，以及同樣基于所述質(zhì)量傳感器的信息來(lái)設(shè)定罐體旋轉(zhuǎn)時(shí)間的定時(shí)器；以此方式，在所設(shè)定的水量和旋轉(zhuǎn)時(shí)間工藝條件下，當(dāng)罐體正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，半夏沿著所述螺旋葉片向罐體前端運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行脫皮清洗的處理，清洗后的污水與半夏皮混合物則經(jīng)由所述分離孔分離進(jìn)入到罐體外層，然后經(jīng)由所述排污口排出；而當(dāng)罐體反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，完成清洗脫皮的半夏沿著所述螺旋葉片向罐體后端運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)由所述出料口卸出；
[0010]所述水循環(huán)單元包括設(shè)置在所述排污口下方的濾網(wǎng)、與所述水管相連并用于將經(jīng)該濾網(wǎng)過(guò)濾后的水再次注入至罐體中循環(huán)使用的抽水泵，以及用于將濾網(wǎng)過(guò)濾后的殘留物予以排出的閥門；
[0011]所述出料單元包括集料箱，它設(shè)置在所述出料口的下方，并用于將執(zhí)行清洗脫皮后的半夏予以收集和風(fēng)干處理。
[0012]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述清洗脫皮單元還包括上支撐架和下支撐架，其中該上支撐架優(yōu)選為上表面呈斜面的框架結(jié)構(gòu)，并通過(guò)樞軸塊與所述罐體后端底部的外層相連，該下支撐架呈水平框架結(jié)構(gòu)與上支撐架保持相連，并固定安裝在所述水平支架上。
[0013]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述罐體的中心線與所述水平支架之間呈13°?15°的夾角；此外,所述罐體外層由金屬薄板制成,罐體內(nèi)層由耐磨的鋼板制成,并且內(nèi)外兩層之間的間隔被設(shè)定為2cm?4cm。
[0014]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述螺旋葉片在罐體中以彼此180°交錯(cuò)的方式進(jìn)行設(shè)置，且其螺旋升角均被設(shè)定為25°?30°，由此將半夏沿罐體軸向和切向共同推動(dòng)使其產(chǎn)生復(fù)合運(yùn)動(dòng)，從而具有旋轉(zhuǎn)和卸料等多種工作性能；此外，附著在各個(gè)螺旋葉片表面上的毛刷由軟纖維材質(zhì)制成。
[0015]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述定量加水器按照以下公式來(lái)計(jì)算和設(shè)定向所述罐體加入的所需水量:
[0016]Vb (h) = kv X (Vn (h) -V0)
[0017]Vn (h) = bo+bjh+bah2+...+bnhn
[0018]其中，Vb(h)表示當(dāng)待清洗的半夏質(zhì)量為m、在罐體中對(duì)應(yīng)的高度為h時(shí)，所需加入水的體積的多項(xiàng)式方程；Vn(h)表示待清洗的半夏水平放置在罐體內(nèi)且對(duì)應(yīng)高度為h時(shí)，所占用的罐體體積的表達(dá)式表示待清洗半夏自身的體積；kv為清洗用水量波動(dòng)系數(shù)且賦值為0.9?1.2 ；b0, bp b2、…、bn則分別是采用最小二乘法對(duì)所述多項(xiàng)式方程Vn(h)執(zhí)行擬合所獲得的多項(xiàng)式系數(shù)。
[0019]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述定時(shí)器按照以下公式來(lái)計(jì)算和設(shè)定罐體的旋轉(zhuǎn)時(shí)間:
[0020]tn(m) = ο0+ο^+ο2ηι2+...+cnmn
[0021]其中，tn(m)表示當(dāng)待清洗的半夏質(zhì)量為m時(shí)，完成清洗脫皮工作所需時(shí)間的多項(xiàng)式方程，C0, C1, C2,…、Cn分別是采用最小二乘法對(duì)所述多項(xiàng)式方程tn(m)執(zhí)行擬合所獲得的多項(xiàng)式系數(shù)。
[0022]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述電控單元還包括報(bào)警器，該報(bào)警器用于在所述質(zhì)量傳感器監(jiān)測(cè)到已導(dǎo)入的半夏質(zhì)量達(dá)到罐體最大容量時(shí)予以聲光報(bào)警，并使得所述料斗停止導(dǎo)入待清洗的半夏。
[0023]總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
[0024]1、通過(guò)對(duì)半夏清洗脫皮機(jī)的整體構(gòu)造進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，不僅可以高效率、高質(zhì)量地執(zhí)行清洗脫皮操作，而且可有效防止半夏破損；此外，整個(gè)處理過(guò)程中無(wú)需人工干預(yù)，可自動(dòng)分離半夏和清洗殘留物，并實(shí)現(xiàn)清洗水的循環(huán)使用；
[0025]2、通過(guò)對(duì)清洗脫皮單元和動(dòng)力單元的結(jié)構(gòu)及其設(shè)置方式的改進(jìn)，測(cè)試表明能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)半夏的全方位清洗，同時(shí)只需執(zhí)行螺旋葉片的正傳和反轉(zhuǎn)即可完成半夏的清洗去皮和收集處理，操作方便快捷，可專門用于實(shí)現(xiàn)大批量半夏的工業(yè)化處理；
[0026]3、本發(fā)明中針對(duì)待清洗的半夏質(zhì)量與需要加入的水量、清洗時(shí)間等關(guān)鍵工藝參數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行針對(duì)性研究，并構(gòu)造電控單元來(lái)執(zhí)行智能化工藝控制處理，相應(yīng)能夠進(jìn)一步提高清洗效果、并實(shí)現(xiàn)清洗資源的功效最大化。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是按照本發(fā)明所構(gòu)建的半夏清洗脫皮機(jī)的整個(gè)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的螺旋葉片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3是用于顯示本發(fā)明主要工藝序列的流程圖；
[0030]圖4是用于顯示按照本發(fā)明對(duì)供水體積和清洗時(shí)間等工藝參數(shù)進(jìn)行智能化控制的原理框圖；
[0031]在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來(lái)表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:
[0032]1-集料箱2-質(zhì)量傳感器3-水平支架4-進(jìn)料口 5-上支撐架6_罐體內(nèi)層7-刷絲8-罐體外層9-罐體10-取力器11-水閥12-定量加水器13-水管14-電機(jī)15-電控面板16-計(jì)時(shí)器17-定時(shí)器18-水泵19-分離孔20-排污口 21-濾網(wǎng)22-閥門23-下支撐架24-出料口 25-報(bào)警器28-料斗

【具體實(shí)施方式】
[0033]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0034]圖1是按照本發(fā)明所構(gòu)建的半夏清洗脫皮機(jī)的整個(gè)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1中示范性所示地，該半夏清洗脫皮機(jī)主要包括水平支架3、以及共同安裝在該水平支架3上的進(jìn)料單元、清洗脫皮單元、動(dòng)力單元、電控單元、水循環(huán)單元和出料單元等，并通過(guò)對(duì)這些關(guān)鍵組件的結(jié)構(gòu)及其設(shè)置方式的研究設(shè)計(jì)，相應(yīng)克服現(xiàn)有設(shè)備中的清洗效率和自動(dòng)化程度不高、半夏易于破損等缺陷，同時(shí)實(shí)現(xiàn)清洗資源的功效最大化。
[0035]具體而言，所述進(jìn)料單元包括整體連接在水平支架3上的滑軌(圖1中顯示為右端也即罐體的外端處)、沿著該滑軌往復(fù)移動(dòng)并在最高點(diǎn)處執(zhí)行翻轉(zhuǎn)以導(dǎo)入待清洗半夏的料斗28，以及用于引導(dǎo)該料斗28執(zhí)行往復(fù)移動(dòng)的滑輪系統(tǒng)(圖中未顯示)。料斗28譬如為鏟斗狀，能容納一定的半夏量，并且在最高點(diǎn)翻轉(zhuǎn)時(shí)將半夏倒入罐體中，料斗運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)末端高度高于進(jìn)料口 4的高度。
[0036]所述清洗脫皮單元的主體是罐體9，該罐體9與水平支架3呈一定角度的傾角，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，被設(shè)定為其中心線與水平支架之間呈13°?15°的夾角，并且罐體的后端相對(duì)較高即相對(duì)于前端稍微翹起。在該罐體后端的頂部和底部，分別設(shè)置有進(jìn)料口 4和出料口 24，水管13設(shè)置在罐體前端譬如中央處，并與水源相連以便向罐體內(nèi)部提供清洗用水。對(duì)于上述罐體而言，處于清洗效果和操控便利性方面的考慮，它被分為彼此間隔的內(nèi)外兩層6、8，其中內(nèi)層6中沿著軸向方向設(shè)置有兩條螺旋葉片25，這些螺旋葉片的表面上還附有優(yōu)選由軟纖維制成的毛刷；內(nèi)層6的內(nèi)壁上則裝有譬如由尼龍材料制成的刷絲7 ;此夕卜，在位于罐體前端底部的內(nèi)層和外層上，層設(shè)有分離孔19，外層開有排污口 20。
[0037]參見(jiàn)圖2，顯示了按照本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的螺旋葉片的結(jié)構(gòu)。如圖2中所示，所述螺旋葉片在罐體中以彼此180°交錯(cuò)的方式進(jìn)行設(shè)置，且其螺旋升角優(yōu)選均被設(shè)定為25°?30°，由此將半夏沿罐體軸向和切向共同推動(dòng)使其產(chǎn)生復(fù)合運(yùn)動(dòng)，從而具有旋轉(zhuǎn)和卸料等多種工作性能；此外，附著在各個(gè)螺旋葉片表面上的毛刷由軟纖維材質(zhì)制成。
[0038]所述動(dòng)力單元設(shè)置在罐體9的前端，并包括用于使此罐體可沿著正向和反向旋轉(zhuǎn)的電機(jī)14、與該電機(jī)14的輸出端相連的取力器10，以及聯(lián)接在該取力器和罐體9之間的液壓系統(tǒng)和減速器；以此方式，取力器10取出的電機(jī)動(dòng)力，被轉(zhuǎn)化為液壓能(排量和壓力)，再經(jīng)馬達(dá)輸出為機(jī)械能(轉(zhuǎn)速和扭矩)，減速機(jī)將馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)速減速后，傳給罐體并按照以下描述的定時(shí)器所設(shè)定的旋轉(zhuǎn)時(shí)間來(lái)控制罐體正傳和反轉(zhuǎn)，進(jìn)而利用罐體中所配備的功能組件及清洗水的作用來(lái)共同執(zhí)行對(duì)半夏的清洗和脫皮處理。
[0039]所述水循環(huán)單元包括設(shè)置在排污口 20下方的濾網(wǎng)21、與水管13譬如以可控方式相連并用于將經(jīng)該濾網(wǎng)過(guò)濾后的水再次注入至罐體中循環(huán)使用的抽水泵18，以及用于將濾網(wǎng)過(guò)濾后的殘留物予以排出的閥門22 ;所述出料單元包括基料箱1，它設(shè)置在出料口 24的下方，并用于將執(zhí)行清洗脫皮后的半夏予以收集和風(fēng)干處理。
[0040]所述電控單元包括設(shè)置在罐體9內(nèi)部用于實(shí)時(shí)獲取已導(dǎo)入罐體的半夏質(zhì)量的質(zhì)量傳感器2、與水管13相連并基于該質(zhì)量傳感器2的信息來(lái)向罐體9加入所需水量的定量加水器12，以及同樣基于質(zhì)量傳感器2的信息來(lái)設(shè)定罐體旋轉(zhuǎn)時(shí)間的定時(shí)器17等元件。
[0041]下面將具體描述按照本發(fā)明的半夏清洗脫皮機(jī)的工作流程。
[0042]參見(jiàn)圖3和圖4，首先啟動(dòng)電機(jī)，提升機(jī)料斗工作，通過(guò)滑輪使得裝有半夏的料斗28向上運(yùn)動(dòng)，料斗28運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)翻轉(zhuǎn)，將半夏經(jīng)由進(jìn)料口 4倒入罐體中，此時(shí)電控單元中的稱重模塊，譬如優(yōu)選設(shè)置在罐體內(nèi)層支撐點(diǎn)處的質(zhì)量傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)入到罐體中的半夏質(zhì)量數(shù)據(jù)，測(cè)得的信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換機(jī)轉(zhuǎn)化為半夏在罐體中的高度信號(hào)，然后通過(guò)本領(lǐng)域各種適當(dāng)?shù)奶幚矸绞綄⒏叨刃盘?hào)轉(zhuǎn)化為清洗半夏所需的水的體積；轉(zhuǎn)換后的信號(hào)再譬如通過(guò)PIC控制系統(tǒng)來(lái)控制供水模塊的水管工作。水管13通過(guò)定量加水器給罐體加入對(duì)應(yīng)體積的水，在水量達(dá)到一定量時(shí)定量加水器自動(dòng)關(guān)閉，停止加水，此時(shí)罐體中水量淹沒(méi)所有的半夏。
[0043]與此同時(shí)，同時(shí)電機(jī)的動(dòng)力通過(guò)取力器取出，并驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)的變量泵，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能傳給定量馬達(dá)，馬達(dá)再驅(qū)動(dòng)減速機(jī)，由減速機(jī)驅(qū)動(dòng)罐體，實(shí)現(xiàn)該裝置清洗模塊的工作。在此過(guò)程中，上述高度信號(hào)通過(guò)本領(lǐng)域各種適當(dāng)?shù)奶幚矸绞睫D(zhuǎn)化為裝置清洗半夏所需的時(shí)間，清洗模塊通過(guò)定時(shí)器設(shè)定清洗時(shí)間，相應(yīng)調(diào)節(jié)操縱桿使罐體正方向旋轉(zhuǎn)，此時(shí)罐體里層內(nèi)壁焊有的螺旋葉片也將隨罐體正向旋轉(zhuǎn)，通過(guò)葉片表面附有的軟纖維材質(zhì)的毛刷，可以對(duì)半夏進(jìn)行全方位的清洗脫皮。
[0044]在清洗過(guò)程中，污水和脫掉的皮會(huì)通過(guò)罐體內(nèi)層前部開有的分離孔進(jìn)入罐體外層的內(nèi)表面；清洗時(shí)間達(dá)到后，清洗模塊停止工作，清洗過(guò)程結(jié)束，此時(shí)打開罐體外層前部下端面的排污口，將污水和皮的混合物排入到水循環(huán)系統(tǒng)中，經(jīng)由過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾后，分離出的水通過(guò)抽水泵抽出，可在下一次清洗半夏時(shí)重新注入罐體中循環(huán)使用。而在污水排放完畢后，再次調(diào)節(jié)定時(shí)器使罐體反向旋轉(zhuǎn)，此時(shí)罐體里層內(nèi)壁焊有的螺旋葉片也將隨罐體反向旋轉(zhuǎn)，清洗脫皮后的半夏沿著螺旋葉片卸出，在出料口對(duì)其進(jìn)行收集，由此完成半夏的清洗、去皮和收集等多項(xiàng)工序。
[0045]考慮到在整個(gè)清洗過(guò)程中，加水量、清洗時(shí)間等關(guān)鍵工藝參數(shù)直接影響到最終的清洗效果以及清洗資源的合理利用程度，因此本發(fā)明中除了提出構(gòu)建電控單元對(duì)其執(zhí)行智能化控制之外，還對(duì)半夏清洗量與加水量、清洗時(shí)間之間的特定函數(shù)關(guān)系進(jìn)行了更進(jìn)一步的研究。然而應(yīng)當(dāng)理解的是，以下控制過(guò)程僅為本發(fā)明的最佳優(yōu)選實(shí)施方式，而非本發(fā)明唯一或排他性的限制。
[0046]照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，質(zhì)量傳感器被布置在罐體內(nèi)部并測(cè)量進(jìn)入罐體內(nèi)半夏的質(zhì)量；定量加水器是一種可以監(jiān)測(cè)流過(guò)水量大小并且在流過(guò)達(dá)到相應(yīng)檔位的水量時(shí)自行關(guān)閉的加水裝置，與水管連接；定時(shí)器譬如布置在電控面板內(nèi)部，對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)間進(jìn)行控制，從而達(dá)到對(duì)清洗半夏的時(shí)間進(jìn)行精確控制；報(bào)警器能在質(zhì)量傳感器檢測(cè)到半夏質(zhì)量達(dá)到罐體最大容量值時(shí)報(bào)警，此時(shí)輸送系統(tǒng)停止運(yùn)輸半夏；控制器接收來(lái)自所述質(zhì)量傳感器的信號(hào)，并且在清洗過(guò)程之前對(duì)定量加水器和定時(shí)器的開-關(guān)進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)清洗時(shí)間和加入水的體積與半夏質(zhì)量之間成對(duì)應(yīng)函數(shù)關(guān)系。
[0047]按上述方案，具體智能化控制步驟依次為:
[0048]首先將待清洗半夏通過(guò)傳送帶輸送至罐體內(nèi)，同時(shí)通過(guò)質(zhì)量傳感器將信號(hào)傳遞給控制器，測(cè)得半夏的質(zhì)量為IV已知半夏的密度P，根據(jù)質(zhì)量、密度和體積之間的關(guān)系式可知進(jìn)入罐體內(nèi)半夏的體積Vtl,即:
[0049]K)= ~⑴
[0050]接著，可以取罐體的最低點(diǎn)為零點(diǎn)，此時(shí)進(jìn)入罐體內(nèi)半夏的高度為tv由于不同質(zhì)量的半夏進(jìn)入罐體的高度不同，可以預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同質(zhì)量的半夏所對(duì)應(yīng)的不同罐體高度，然后優(yōu)選采用最小二乘法擬合原理對(duì)其執(zhí)行多項(xiàng)式擬合，從而計(jì)算出下式所示的多項(xiàng)式系數(shù)，由此確定高度與質(zhì)量之間的函數(shù)關(guān)系式，并且經(jīng)較多的實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明能夠很好地反映出真實(shí)的質(zhì)量-高度關(guān)系，其線性方程譬如被擬合為:
[0051]hn(m) = ao+a^+aam2+...+anmn (2)
[0052]此時(shí)可利用控制器對(duì)獲取到的信息進(jìn)行處理，并根據(jù)式(2)可知在清洗質(zhì)量為m時(shí)對(duì)應(yīng)高度hn，接著，同樣可以預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同高度的半夏各自所占用的罐體體積，即得到Oi1, VQi1))、(h2，V(h2))、…，Ov V(hn))多組數(shù)據(jù)，然后優(yōu)選采用最小二乘法擬合原理對(duì)其執(zhí)行多項(xiàng)式擬合，從而計(jì)算出下式所示的多項(xiàng)式系數(shù)，進(jìn)而確定高度與所占體積之間的函數(shù)表達(dá)式，則罐體體積與高度之間的關(guān)系為:
[0053]Vn(h) = bQ+b^+b#2+…+bnhn (3)
[0054]根據(jù)式(3)，可得到清洗質(zhì)量為m、高度為hn時(shí)，罐體被占用的體積，從而得到在清洗不同質(zhì)量半夏時(shí)，加入不同體積的水vb，SP:
[0055]Vb (h) = (Vn (h) -V0) kv,
[0056]其中，Vb(h)表示當(dāng)待清洗的半夏質(zhì)量為m、在罐體中對(duì)應(yīng)的高度為h時(shí)，所需加入水的體積的函數(shù)表達(dá)式；Vn(h)表示待清洗的半夏水平放置在罐體內(nèi)且對(duì)應(yīng)高度為h時(shí)，所占用的罐體體積的表達(dá)式，由于半夏水平放置時(shí)，半夏與半夏之間有間隙，其所占體積將大于半夏自身的體積表示待清洗半夏自身的體積。
[0057]接著，控制器接收信號(hào)，控制定量加水器對(duì)罐體進(jìn)行加水；
[0058]最后，完成加水后，控制器會(huì)對(duì)定時(shí)器進(jìn)行控制，智能計(jì)算出針對(duì)清洗不同質(zhì)量的半夏所需清洗的時(shí)間，其具體過(guò)程例如為:通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得待清洗的半夏質(zhì)量m不同時(shí)清洗所皮所需的時(shí)間t (m),得到Oii1, t (Hi1)), (m2, t (m2)),..., (mn, t (mn))多組數(shù)據(jù),給予這些數(shù)據(jù)并優(yōu)選采用最小二乘法原理對(duì)其進(jìn)行多項(xiàng)式擬合計(jì)算出多項(xiàng)式系數(shù)，從而得到相關(guān)函數(shù)表達(dá)式如下:
[0059]tn(m) = Cd+C^m+C^m2+...+cnmn (4)
[0060]此外，本發(fā)明以多項(xiàng)式擬合作為優(yōu)選方式進(jìn)行說(shuō)明，在實(shí)際處理過(guò)程中還可以綜合運(yùn)用對(duì)數(shù)方程和指數(shù)方程等進(jìn)行擬合處理，并選取擬合效果相對(duì)最佳的用于獲取各個(gè)函數(shù)表達(dá)式。
[0061]綜上，對(duì)于按照本發(fā)明的半夏清洗脫皮機(jī)，在整個(gè)清洗過(guò)程中，定量加水器可根據(jù)半夏清洗質(zhì)量的不同給罐體注入特定體積的水，實(shí)現(xiàn)了水資源的合理利用，并且在確保清洗質(zhì)量的同時(shí)有效防止半夏的破損；此外，整個(gè)清洗過(guò)程只需通過(guò)控制面板即可實(shí)現(xiàn)，該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了半夏清洗和脫皮的智能化，通過(guò)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)螺旋葉片的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)就能完成半夏的清洗去皮和收集，操作方便、快捷，因而尤其適用于對(duì)大批量半夏的工業(yè)化處理應(yīng)用場(chǎng)合，其清洗效率高，效果好，并且裝置拆卸清洗方便。
[0062]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有智能控制功能的半夏清洗脫皮機(jī)，該半夏清洗脫皮機(jī)包括水平支架(3)、以及共同安裝在該水平支架(3)上的進(jìn)料單元、清洗脫皮單元、動(dòng)力單元、電控單元、水循環(huán)單元和出料單元，其特征在于: 所述進(jìn)料單元包括整體連接在所述水平支架(3)上的滑軌、沿著該滑軌往復(fù)移動(dòng)并在最高點(diǎn)處執(zhí)行翻轉(zhuǎn)以導(dǎo)入待清洗半夏的料斗(28)，以及用于引導(dǎo)該料斗(28)執(zhí)行往復(fù)移動(dòng)的滑輪系統(tǒng)； 所述清洗脫皮單元包括與所述水平支架(3)呈傾角設(shè)置的罐體(9)、分別設(shè)置在該罐體后端頂部和后端底部的進(jìn)料口(4)和出料口(24)，以及設(shè)置在該罐體前端且與罐體內(nèi)部相連通的水管(13);其中所述罐體(9)被分為彼此間隔的內(nèi)外兩層，該內(nèi)層中沿著軸向方向設(shè)置有兩條螺旋葉片(25)，這些螺旋葉片的表面上附有毛刷，并在所述內(nèi)層的內(nèi)壁上裝有刷絲(7);此外，在位于所述罐體前端底部的所述內(nèi)層設(shè)有分離孔(19)，并在相應(yīng)位置的所述外層開有排污口(20)； 所述動(dòng)力單元設(shè)置在所述罐體(9)的前端，并包括用于使此罐體可沿著正向和反向旋轉(zhuǎn)的電機(jī)(14)、與該電機(jī)(14)的輸出端相連的取力器(10)，以及聯(lián)接在該取力器(10)和所述罐體(9)之間的液壓系統(tǒng)和減速器； 所述電控單元包括設(shè)置在所述罐體(9)內(nèi)部用于實(shí)時(shí)獲取已導(dǎo)入罐體的半夏質(zhì)量的質(zhì)量傳感器(2)、與所述水管(13)相連并基于該質(zhì)量傳感器(2)的信息來(lái)向所述罐體(9)加入所需水量的定量加水器(12)，以及同樣基于所述質(zhì)量傳感器(2)的信息來(lái)設(shè)定罐體旋轉(zhuǎn)時(shí)間的定時(shí)器(17);以此方式，在所設(shè)定的水量和旋轉(zhuǎn)時(shí)間工藝條件下，當(dāng)罐體正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，半夏沿著所述螺旋葉片(25)向罐體前端運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行脫皮清洗的處理，清洗后的污水與半夏皮混合物則經(jīng)由所述分離孔(19)分離進(jìn)入到罐體外層，然后經(jīng)由所述排污口(20)排出；而當(dāng)罐體反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，完成清洗脫皮的半夏沿著所述螺旋葉片(25)向罐體后端運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)由所述出料口(24)卸出； 所述水循環(huán)單元包括設(shè)置在所述排污口(20)下方的濾網(wǎng)(21)、與所述水管(13)相連并用于將經(jīng)該濾網(wǎng)過(guò)濾后的水再次注入至罐體中循環(huán)使用的抽水泵(18)，以及用于將濾網(wǎng)過(guò)濾后的殘留物予以排出的閥門(22)； 所述出料單元包括集料箱(1)，它設(shè)置在所述出料口(24)的下方，并用于將執(zhí)行清洗脫皮后的半夏予以收集和風(fēng)干處理。
2.如權(quán)利要求1所述的半夏清洗脫皮機(jī)，其特征在于，所述清洗脫皮單元還包括上支撐架(5)和下支撐架(23)，其中該上支撐架(5)優(yōu)選為上表面呈斜面的框架結(jié)構(gòu)，并通過(guò)樞軸塊與所述罐體(9)后端底部的外層相連，該下支撐架(23)呈水平框架結(jié)構(gòu)與上支撐架保持相連，并固定安裝在所述水平支架(3)上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的半夏清洗脫皮機(jī)，其特征在于，所述罐體(9)的中心線與所述水平支架之間呈13°?15°的夾角；此外，所述罐體外層由金屬薄板制成，罐體內(nèi)層由耐磨的鋼板制成，并且內(nèi)外兩層之間的間隔被設(shè)定為2cm?4cm。
4.如權(quán)利要求1或2所述的半夏清洗脫皮機(jī)，其特征在于，所述螺旋葉片(25)在罐體中以彼此180°交錯(cuò)的方式進(jìn)行設(shè)置，且其螺旋升角均被設(shè)定為25°?30°，由此將半夏沿著罐體軸向和切向共同推動(dòng)使其產(chǎn)生復(fù)合運(yùn)動(dòng)；此外，附著在各個(gè)螺旋葉片表面上的毛刷由軟纖維材質(zhì)制成。
5.如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的半夏清洗脫皮機(jī)，其特征在于，所述定量加水器(12)按照以下公式來(lái)計(jì)算和設(shè)定向所述罐體(9)加入的所需水量:
Vb(h) = kvX (Vn(h)-V0)
Vn (h) = bo+bjh+bah2+...+bnhn 其中，Vb (h)表示當(dāng)待清洗的半夏質(zhì)量為m、在罐體中對(duì)應(yīng)的高度為h時(shí)，所需加入水的體積的多項(xiàng)式方程；Vn(h)表示待清洗的半夏水平放置在罐體內(nèi)且對(duì)應(yīng)高度為h時(shí)，所占用的罐體體積的表達(dá)式表示待清洗半夏自身的體積；kv為清洗用水量波動(dòng)系數(shù)且賦值為0.9?1.2 ；b0, bp b2.....bn則分別是采用最小二乘法對(duì)所述多項(xiàng)式方程Vn (h)執(zhí)行擬合所獲得的多項(xiàng)式系數(shù)。
6.如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的半夏清洗脫皮機(jī)，其特征在于，所述定時(shí)器(17)按照以下公式來(lái)計(jì)算和設(shè)定罐體的旋轉(zhuǎn)時(shí)間:
tn(m) = ο0+ο^+ο2ηι2+...+cnmn 其中，tn(m)表示當(dāng)待清洗的半夏質(zhì)量為m時(shí)，完成清洗脫皮工作所需時(shí)間的多項(xiàng)式方程，C0, C1^C2.....Cn分別是采用最小二乘法對(duì)所述多項(xiàng)式方程tn(m)執(zhí)行擬合所獲得的多項(xiàng)式系數(shù)。
7.如權(quán)利要求1或2所述的半夏清洗脫皮機(jī)，其特征在于，所述電控單元還包括報(bào)警器(25)，該報(bào)警器用于在所述質(zhì)量傳感器(2)監(jiān)測(cè)到已導(dǎo)入的半夏質(zhì)量達(dá)到罐體最大容量時(shí)予以聲光報(bào)警，并使得所述料斗(28)停止導(dǎo)入待清洗的半夏。
【文檔編號(hào)】A23N7/00GK104305483SQ201410589268
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】江志剛, 江亞, 張璋, 張華 , 鄢威, 張旭剛 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)