一種基于仿生原理的螺旋回轉(zhuǎn)式玉米脫粒機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于仿生原理的螺旋回轉(zhuǎn)式玉米脫粒機(jī)，包括脫粒機(jī)構(gòu)、分離機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)架，脫粒機(jī)構(gòu)包括脫粒倉以及設(shè)于脫粒倉內(nèi)部的脫粒滾筒，脫粒滾筒外圓周表面繞設(shè)有螺旋葉片；分離機(jī)構(gòu)包括分離篩，分離篩設(shè)于脫粒倉內(nèi)且位于脫粒滾筒下方，分離篩上密布有若干篩孔；脫粒倉以及設(shè)于其內(nèi)部的脫粒滾筒和分離篩均傾斜放置；脫粒倉的內(nèi)表面、脫粒滾筒的外表面、螺旋葉片的兩側(cè)面和分離篩內(nèi)表面均密布有脫粒齒，以使所述的脫粒齒能夠在玉米果穗四周同時(shí)脫粒；本實(shí)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，同時(shí)不會(huì)破碎玉米芯。
【專利說明】
一種基于仿生原理的螺旋回轉(zhuǎn)式玉米脫粒機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，具體地說是涉及一種基于仿生原理的螺旋回轉(zhuǎn)式玉米脫粒機(jī)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]玉米是我國(guó)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(duì)我國(guó)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?cè)絹碓街匾曈衩资崭钪械恼?、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(chǎng)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(guó)大多采用打擊原理設(shè)計(jì)的玉米脫粒機(jī)來進(jìn)行玉米脫粒，但是打擊式原理的玉米脫粒機(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(huì)導(dǎo)致原料的巨大浪費(fèi)，影響脫粒的效果同時(shí)會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，玉米籽粒的破損也會(huì)影響玉米短期、長(zhǎng)期的儲(chǔ)藏，玉米脫粒過程中的機(jī)械損傷成為玉米脫粒的主要問題，因此，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(chǎng)需求顯得十分必要?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型主要是為解決上述存在的問題，提供一種螺旋回轉(zhuǎn)式玉米脫粒機(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(huì)對(duì)玉米芯造成破碎。
[0005]為解決上述存在的問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種螺旋回轉(zhuǎn)式玉米脫粒機(jī)，包括脫粒機(jī)構(gòu)、分離機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)架；
[0006]所述的脫粒機(jī)構(gòu)包括脫粒倉以及設(shè)于脫粒倉內(nèi)部的脫粒滾筒，脫粒滾筒外圓周表面繞設(shè)有螺旋葉片，脫粒滾筒的滾筒軸由設(shè)于脫粒倉外部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，脫粒倉設(shè)置在機(jī)架上，脫粒倉的上端設(shè)有入料口，脫粒倉的下端分別設(shè)有排芯口和出料口；
[0007]所述的分離機(jī)構(gòu)包括分離篩，分離篩設(shè)于脫粒倉內(nèi)且位于脫粒滾筒下方，分離篩上密布有若干篩孔；
[0008]所述的脫粒倉以及設(shè)于其內(nèi)部的脫粒滾筒和分離篩均傾斜放置；
[0009]所述的脫粒倉的內(nèi)表面、脫粒滾筒的外表面、螺旋葉片的兩側(cè)面和分離篩內(nèi)表面均密布有脫粒齒，以使所述的脫粒齒能夠在玉米果穗四周同時(shí)脫粒；
[0010]所述脫粒齒包括上顎齒和基座，所述的基座分別固定在脫粒倉的內(nèi)表面、脫粒滾筒的外表面、螺旋葉片的兩側(cè)面和分離篩內(nèi)表面，所述的上顎齒為由側(cè)平面、弧形面以及底端面圍成的立體結(jié)構(gòu)，所述側(cè)平面的上端與弧形面的上端共同形成一個(gè)用于插入玉米果穗籽粒間的縫隙中的尖刺部;底端面與基座的上端面固定連接，所述上端面與所述側(cè)平面垂直設(shè)置。
[0011]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述上顎齒的弧形面包括五條等距橫截面輪廓曲線fl、f2、 f3、f4、f5,所述五條等距橫截面輪廓曲線€142434445分別是由參數(shù)方程以1)=14.38*6叉？(-((1+58.86)/5.181)~2)在1取值范圍為57.3~60.8內(nèi)得出的曲線段汀&)=17和1?(-((x+57.14)/4.733)~2)在x取值范圍為54.3~60.2內(nèi)得出的曲線段;《1)=8.21扣1?(-((叉+ 55.11)/2.438)~2) + 13.56*6叉口(-((叉+59.25)/4.013)~2)在叉取值范圍為54.3~61.4內(nèi)得出的曲線段；f(x)=3198*exp(-((x+58.83)/3.625)~2) -3184*exp(-((x+58.83)/3.617)" 2)在x取值范圍為54.6~62.6內(nèi)得出的曲線段汀&)=14.18和1?(-(&+58.1)/6.602)~2) 在x取值范圍為53.8?62.5內(nèi)得出的曲線段。
[0012]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述出料口下方安裝有出料料斗。
[0013]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述入料口上方連接有入料箱。[〇〇14]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述入料箱設(shè)置為上端寬下端窄的漏斗狀。
[0015]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述的脫粒倉以及設(shè)于其內(nèi)部的脫粒滾筒和分離篩與水平面的角度均設(shè)置為30 -60。
[0016]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述脫粒齒采用橡膠材料制成。
[0017]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)，滾筒軸一端安裝有帶輪，帶輪通過皮帶與電機(jī)上設(shè)有的主動(dòng)輪連接。
[0018]本實(shí)用新型所帶來的有益效果為:[〇〇19]1、本實(shí)用新型采用人裸手脫粒玉米的仿生原理，人手裹住玉米果穗四周通過回轉(zhuǎn)揉搓將籽粒脫下，脫粒倉、分離篩內(nèi)表面、滾筒表面和螺旋葉片組成了一個(gè)包裹玉米果穗的密閉空間，該密閉空間的四周分布有很多脫粒齒，在螺旋葉片和脫粒滾筒的旋轉(zhuǎn)作用下，玉米果穗在密閉空間內(nèi)受到脫粒齒力的作用反向轉(zhuǎn)動(dòng)，在回轉(zhuǎn)過程中籽粒與脫粒齒接觸從而達(dá)到柔性脫粒的目的，螺旋葉片不僅有脫粒的效果，而且起到了推送玉米果穗的作用，通過螺旋葉片的旋轉(zhuǎn)將玉米果穗從入口處推送到出口處，使玉米果穗在脫粒倉內(nèi)邊回轉(zhuǎn)邊推送邊脫粒，從而保證了脫粒機(jī)脫粒工作的持續(xù)進(jìn)行；
[0020]2、本實(shí)用新型的脫粒齒是根據(jù)鳥類喙部離散籽粒的“楔形離散”仿生理論設(shè)計(jì)的仿生脫粒裝置，形狀與鳥類喙部相似，采用橡膠材料制成，具有脫粒效果好、不損傷籽粒的優(yōu)點(diǎn)，脫粒齒安裝在脫粒倉的內(nèi)表面、脫粒滾筒的外表面、分離篩內(nèi)表面和螺旋葉片的兩側(cè)面，從而使脫粒齒能夠在玉米果穗四周同時(shí)脫粒；
[0021]3、本實(shí)用新型的分離篩在設(shè)計(jì)上也進(jìn)行了創(chuàng)新，分離篩的內(nèi)表面安裝了大量的脫粒齒，同時(shí)分離篩上又分布著許多篩孔，脫下的玉米籽粒能夠從篩孔落入出料料斗，完成分離工作，因此該分離篩同時(shí)具有脫粒和分離的功能；[〇〇22]4、本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)玉米的低損傷脫粒，根據(jù)人裸手脫粒的仿生原理設(shè)計(jì)的脫粒倉能有效地回轉(zhuǎn)脫粒，提高了脫凈率，同時(shí)不會(huì)破碎玉米芯，簡(jiǎn)化了清選分離過程，根據(jù) “楔形離散”仿生理論設(shè)計(jì)的脫粒齒能插入玉米籽粒間的縫隙中，有效地將籽粒分離下來， 不會(huì)造成籽粒的損傷，因此該玉米脫粒機(jī)具有破損率極低、脫凈率高、不碎芯、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、原理新穎的優(yōu)點(diǎn)?！靖綀D說明】[0〇23]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0024]圖2為脫粒滾筒的結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇25]圖3為分離篩的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為脫粒齒的結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇27]圖5為上顎齒的結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇28]圖中標(biāo)記:1、入料箱，2、脫粒倉，3、帶輪，4、脫粒滾筒，5、螺旋葉片，6、分離篩，7、出料料斗，8、電機(jī)，9、機(jī)架，10、排芯口，11、脫粒齒，1101、基座，11011、上端面，1102、上顎齒， 11021、側(cè)平面，11022、弧形面，11023、底端面，12、玉米果穗，13、篩孔?！揪唧w實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0030]如圖1至圖5所示，本實(shí)施例公開了一種螺旋回轉(zhuǎn)式玉米脫粒機(jī)，包括脫粒機(jī)構(gòu)、分離機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)架9,所述的脫粒機(jī)構(gòu)包括脫粒倉2以及設(shè)于脫粒倉2內(nèi)部的脫粒滾筒 4,脫粒滾筒4外圓周表面繞設(shè)有螺旋葉片5,脫粒滾筒4的滾筒軸由設(shè)于脫粒倉2外部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，脫粒倉2設(shè)置在機(jī)架9上，脫粒倉2的上端設(shè)有入料口，脫粒倉2的下端分別設(shè)有排芯口 10和出料口。[0031 ]所述的分離機(jī)構(gòu)包括分離篩6，分離篩6設(shè)于脫粒倉2內(nèi)且位于脫粒滾筒4下方，分離篩6上密布有若干篩孔13,脫下的玉米籽粒落在分離篩6上，并從篩孔13進(jìn)入出料料斗7。
[0032]所述的脫粒倉2以及設(shè)于其內(nèi)部的脫粒滾筒4和分離篩6均傾斜放置，目的是使脫下的玉米粒向脫粒倉的一端滑落進(jìn)入出料口；所述的脫粒倉2以及設(shè)于其內(nèi)部的脫粒滾筒4 和分離篩6與水平面的角度均設(shè)置為30 -60，該傾斜角度是經(jīng)過多次試驗(yàn)得出的，保證了玉米粒向脫粒倉一端的順利滑落。
[0033]所述的脫粒倉2的內(nèi)表面、脫粒滾筒4的外表面、螺旋葉片5的兩側(cè)面和分離篩6內(nèi)表面均密布有脫粒齒11，以使所述的脫粒齒11能夠在玉米果穗12四周同時(shí)脫粒，所述脫粒齒11采用橡膠材料制成，與以往的金屬制品制成的脫粒齒相比，能夠顯著減小對(duì)玉米果穗的損傷。[〇〇34]所述脫粒齒11包括上顎齒1102和基座1101，所述的基座1101分別固定在脫粒倉2 的內(nèi)表面、脫粒滾筒4的外表面、螺旋葉片5的兩側(cè)面和分離篩6內(nèi)表面，所述的上顎齒1102 為由側(cè)平面11021、弧形面11022以及底端面11023圍成的立體結(jié)構(gòu)，該立體結(jié)構(gòu)類似鳥類喙部的上顎結(jié)構(gòu)，所述側(cè)平面11021的上端與弧形面11022的上端共同形成一個(gè)用于插入玉米果穗12籽粒間的縫隙中的尖刺部，尖刺部插入到籽粒間的縫隙中從而使籽粒脫下;底端面 11023與基座1101的上端面11011固定連接，所述上端面11011與所述側(cè)平面11021垂直設(shè)置。
[0035]根據(jù)雞喙上頌骨橫切點(diǎn)云圖進(jìn)行曲線擬合，擬合方程由雞喙前端向后依次包括五條等距橫截面輪廓曲線〇42434445，所述五條等距橫截面輪廓曲線€142434445分別是由參數(shù)方程以1)=14.38和1?(-((1+58.86)/5.181廣2)在1取值范圍為57.3~60.8內(nèi)得出的曲線段4&)=17*61?(-(&+57.14)/4.733)~2)在1取值范圍為54.3~60.2內(nèi)得出的曲線段；f(x)=8.21*exp(-((x+55.11)/2.438)~2) + 13.56*exp(-((x+59.25)/4.013)~2)在 x 取值范圍為54.3?61.4內(nèi)得出的曲線段汀(1)=3198扣1口(-((1+58.83)/3.625)~2)-3184* exp(-((x+58.83)/3.617r2)在x取值范圍為54.6~62.6內(nèi)得出的曲線段;以叉)=14.18*6叉？ (_((計(jì)58.1)/6.602)~2)在1取值范圍為53.8~62.5內(nèi)得出的曲線段。對(duì)擬合方程進(jìn)行分析可知，雞喙上頌骨橫面兩側(cè)彎曲小，中部彎曲大，其結(jié)構(gòu)上端彎曲且窄，下端平整且寬;上頌骨上端沿縱向的彎曲變化是:前后兩端急劇彎曲，中部彎曲相對(duì)平整。這種結(jié)構(gòu)特征有利于破壞玉米果穗籽粒間組砌規(guī)律進(jìn)而脫粒玉米籽粒。
[0036] 所述基座1101的一端呈圓弧狀，另一端呈平面狀，呈圓弧狀的一端向呈平面狀的一端逐漸變寬且厚度逐漸增加。[〇〇37]所述出料口下方安裝有出料料斗7，所述入料口上方連接有入料箱1，入料箱1設(shè)置為上端寬下端窄的漏斗狀，其滑入面呈傾斜狀，便于玉米果穗的有序順利的滑落。[〇〇38]所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)8,滾筒軸一端安裝有帶輪3,帶輪3通過皮帶與電機(jī)8上設(shè)有的主動(dòng)輪連接。[〇〇39]其工作過程為:玉米果穗12從進(jìn)料料斗1喂入，進(jìn)入脫粒倉后，在螺旋葉片5的旋轉(zhuǎn)推送作用下從脫粒倉底端向出料料斗7運(yùn)動(dòng)，在由脫粒倉蓋2、分離篩6、脫粒滾筒4和螺旋葉片5組成的密閉空間內(nèi)，由于螺旋葉片5和脫粒滾筒4的旋轉(zhuǎn)作用，玉米果穗12在密閉空間內(nèi)受到脫粒齒11力的作用反向轉(zhuǎn)動(dòng)，在回轉(zhuǎn)過程中籽粒與脫粒齒11接觸，脫粒齒11插入到籽粒間的縫隙中從而使籽粒脫下，脫下的籽粒落在分離篩6上，并從篩孔13進(jìn)入出料料斗7,從出料口排出，脫去籽粒的玉米芯直徑較小，在密閉空間內(nèi)相對(duì)自由，不再受到較大的擠搓作用，所以玉米芯不會(huì)損壞，只是順著螺旋葉片5的轉(zhuǎn)動(dòng)被推送到排芯口 10,然后從排芯口 10 排出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于仿生原理的螺旋回轉(zhuǎn)式玉米脫粒機(jī)，包括脫粒機(jī)構(gòu)、分離機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和 機(jī)架(9)，所述的脫粒機(jī)構(gòu)包括脫粒倉(2)以及設(shè)于脫粒倉(2)內(nèi)部的脫粒滾筒(4)，脫粒滾筒(4) 外圓周表面繞設(shè)有螺旋葉片(5)，脫粒滾筒(4)的滾筒軸由設(shè)于脫粒倉(2)外部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，脫粒倉(2)設(shè)置在機(jī)架(9)上，脫粒倉(2)的上端設(shè)有入料口，脫粒倉(2)的下端 分別設(shè)有排芯口( 1 〇 )和出料口；所述的分離機(jī)構(gòu)包括分離篩(6)，分離篩(6)設(shè)于脫粒倉(2)內(nèi)且位于脫粒滾筒(4)下 方，分離篩(6)上密布有若干篩孔(13);所述的脫粒倉(2)以及設(shè)于其內(nèi)部的脫粒滾筒(4)和分離篩(6)均傾斜放置;其特征在 于:所述的脫粒倉(2)的內(nèi)表面、脫粒滾筒(4)的外表面、螺旋葉片(5)的兩側(cè)面和分離篩 (6)內(nèi)表面均密布有脫粒齒(11)，以使所述的脫粒齒(11)能夠在玉米果穗(12)四周同時(shí)脫 粒；所述脫粒齒(11)包括上顎齒(1102)和基座(1101)，所述的基座(1101)分別固定在脫粒 倉(2)的內(nèi)表面、脫粒滾筒(4)的外表面、螺旋葉片(5)的兩側(cè)面和分離篩(6)內(nèi)表面，所述的 上顎齒(1102)為由側(cè)平面(11021)、弧形面(11022)以及底端面(11023)圍成的立體結(jié)構(gòu)，所 述側(cè)平面(11021)的上端與弧形面(11022)的上端共同形成一個(gè)用于插入玉米果穗(12)籽 粒間的縫隙中的尖刺部;底端面(11023)與基座(1101)的上端面(11011)固定連接，所述上 端面(11011)與所述側(cè)平面(11021)垂直設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于仿生原理的螺旋回轉(zhuǎn)式玉米脫粒機(jī)，其特征在于:所 述上顎齒(1102)的弧形面(11022)包括五條等距橫截面輪廓曲線0 42434445，所述五 條等距橫截面輪廓曲線€1汀243汀445分別是由參數(shù)方程《1)=14.38扣1?(-(&+58.86)/ 5.181)~2)在1取值范圍為57.3~60.8內(nèi)得出的曲線段4&)=17扣1?(-((1+57.14)/4.733)~ 2)在1取值范圍為54.3?60.2內(nèi)得出的曲線段4&)=8.21和1?(-(&+55.11)/2.438)~2) + 13.56和1?(-((1+59.25)/4.013)~2)在1取值范圍為54.3~61.4內(nèi)得出的曲線段4(叉)= 3198*exp(-((x+58.83)/3? 625)~2) -3184*exp(-((x+58.83)/3.617)~2)在x取值范圍為 54.6~62.6內(nèi)得出的曲線段4&)=14.18扣1口(-((1+58.1)/6.602)~2)在1取值范圍為53.8 ?62.5內(nèi)得出的曲線段。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于仿生原理的螺旋回轉(zhuǎn)式玉米脫粒機(jī)，其特征在 于:所述出料口下方安裝有出料料斗(7)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于仿生原理的螺旋回轉(zhuǎn)式玉米脫粒機(jī)，其特征在 于:所述入料口上方連接有入料箱(1)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于仿生原理的螺旋回轉(zhuǎn)式玉米脫粒機(jī)，其特征在于:所 述入料箱(1)設(shè)置為上端寬下端窄的漏斗狀。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于仿生原理的螺旋回轉(zhuǎn)式玉米脫粒機(jī)，其特征在于:所 述的脫粒倉(2)以及設(shè)于其內(nèi)部的脫粒滾筒(4)和分離篩(6)與水平面的角度均設(shè)置為30 -60 〇7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于仿生原理的螺旋回轉(zhuǎn)式玉米脫粒機(jī)，其特征在于:所 述脫粒齒(11)采用橡膠材料制成。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于仿生原理的螺旋回轉(zhuǎn)式玉米脫粒機(jī)，其特征在于:所 述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)(8)，滾筒軸一端安裝有帶輪(3)，帶輪(3)通過皮帶與電機(jī)上設(shè)有的主 動(dòng)輪連接。
【文檔編號(hào)】A01F11/06GK205623293SQ201620326024
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月19日
【發(fā)明人】李心平, 熊師, 于亞飛, 吳康, 馬磊
【申請(qǐng)人】河南科技大學(xué)