CN104885713A - 自适应全自动玉米脱粒机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应全自动玉米脱粒机。现在玉米脱粒机大多面向大需求的单位，且这些大型机械会使玉米芯残渣混入玉米成品中，而面向家庭的小型玉米脱粒机多为手动剥粒，费事费力。本发明包括送料机构、剥粒机构、进给机构和出芯机构；送料机构的电磁铁控制合页开合，进而控制送料口实现一个脱粒周期内只有一个玉米进入平板；进给机构利用装在齿轮齿条上的刀片插入玉米棒来实现夹持并直线进给；剥粒机构利用安装在滚筒上的自适应剥粒刀片实现剥削深度的自动调节和玉米棒的高效脱粒；利用单片机实现玉米脱粒机的全自动控制。本发明可适应不同大小玉米的全自动脱粒、工作可靠、性能稳定，可将玉米棒上的玉米100%脱粒。

Description

自适应全自动玉米脱粒机

技术领域

    本发明属于农业机械领域，具体涉及一种自适应全自动玉米脱粒机。

背景技术

玉米在我国粮食安全中起着非常重要的作用，它既是重要的饲料作物，也是食品、化工、燃料、医药等行业重要的原材料。玉米在中国的播种面积很大，分布也很广，是中国北方和西南山区以及其它干旱地区人民的主要粮食作物之一。据统计，中国2012年玉米产销量仅次于美国，2012年中国玉米产量为200000千吨，消费201000千吨。中国是全球第二大玉米生产国，同时也是全球第二大消费国。曾经局限于食物和饲料为主要消费的玉米如今有了巨大的变化，除了稳步增长的饲料消费外，这些年来玉米也加深了工业飞速发展。工业玉米消费属于玉米产业中的朝阳行业，是玉米总消费中增长最快的部分之一，玉米加工在食品、医药、化工等领域得到了很多应用，正处于高速成长期，未来需求前景看好。随着中国玉米加工业程度不断深化，产品链不断拓展和延伸，玉米深加工行业市场规模越来越大，潜力难以估量。在我国，玉米的需求量、播种量都非常大。

经过调查发现，现在市场上的玉米脱粒机大多面向工厂等大需求的单位，且这些大型机械会破坏玉米芯，并使玉米芯残渣混入玉米成品中，而面向家庭的小型玉米脱粒机多为手动剥粒，费事费力。现在市场上的玉米脱粒机价格都比较高，面向家庭的玉米脱粒机的生产销售还不完善。因此，一款面向食堂、餐厅、家庭等中小型市场的全自动玉米脱粒机正是市场所需求的。

发明内容

本发明的目的是针对现有家用玉米脱粒机的不足，提供一种自适应全自动玉米脱粒机，对已晒干的玉米棒进行自动高效地脱粒，实现全自动玉米剥粒与出芯，以满足市场需求，减少相关人力、物力的投入。

本发明包括送料机构、剥粒机构、进给机构和出芯机构；所述的进给机构包括第一齿轮、第一齿条、第一主轴、第一导轨、顶持刀片、第二齿轮、第二齿条、第二主轴、第二导轨、顶针、第二铝型材支架、第一电机、第二电机和平板；所述的平板设置在送料机构的正下方；所述第一电机的输出轴通过联轴器与第一主轴连接；第一齿轮与第一主轴过渡配合，并与第一齿条啮合；第一齿条与第一导轨构成滑动副，第一导轨固定于第一铝型材支架外端；所述的顶持刀片焊接在第一齿条的内端；所述第二电机的输出轴通过联轴器与第二主轴连接；第二齿轮与第二主轴过渡配合，并与第二齿条啮合；第二齿条与第二导轨构成滑动副，第二导轨固定于第二铝型材支架外端；所述的顶针焊接在第二齿条的内端，与顶持刀片相对设置；剥粒机构设置在第二铝型材支架内端。

所述的剥粒机构包括滚筒、第三齿轮、第四齿轮、直流电机、第三铝型材支架、第一铰支座、第二铰支座、第一滑块、第二滑块、第一连杆、第二连杆、第一刀柄、第二刀柄、第一剥粒刀片和第二剥粒刀片；滚筒水平放置，并支承在UCP轴承座上；UCP轴承座固定于第三铝型材支架上；所述的滚筒开设有对称设置的两个玉米粒出口；所述的第四齿轮固定在直流电机的输出轴上；第三齿轮与滚筒尾部通过紧定螺钉连接，并与第四齿轮啮合；所述的第一铰支座和第二铰支座对称固定在滚筒外壁两侧；所述的第一连杆与第一铰支座铰接；第一滑块与第一连杆构成滑动副；第一刀柄与第一滑块铰接，并伸入滚筒内；第一剥粒刀片焊接在第一刀柄上；所述的第二连杆与第二铰支座铰接；第二滑块与第二连杆构成滑动副；第二刀柄与第二滑块铰接，并伸入滚筒内；第二剥粒刀片焊接在第二刀柄上，并与第一剥粒刀片对称设置；所述的第一连杆与第二连杆通过弹簧连接，弹簧预设拉力，压紧滚筒外壁。

所述的出芯机构包括弹簧和第二合页；所述的第二合页位于第二齿条下方；第二合页的一页固定于第二铝型材支架上；第二合页的两页通过弹簧连接。

所述的送料机构包括送料口、电磁铁和第一合页；所述的送料口固定在第一铝型材支架顶部；两个第一合页对称布置在送料口的出口两侧；所述第一合页的一页固定在送料口顶部，另一页自由设置并挡住送料口的出口；两块电磁铁固定在送料口的出口两侧，且分别与一个第一合页自由设置的一页接触；所述的电磁铁由单片机控制。

所述的平板固定在第一铝型材支架内端，第一电机固定在第一铝型材支架中部；所述的第二电机固定在第二铝型材支架中部，直流电机固定在第二铝型材支架内端。

所述的第二合页与第三齿轮外端面的轴向距离大于600mm。

所述连接第二合页两页的弹簧预设压力，第二合页的两页呈钝角。

本发明的有益效果：

本发明以齿条的移动结合刀片的旋转运动实现剥粒；通过弹簧和合页实现出芯，可以保证玉米芯不被破坏；同时刀柄利用弹簧弹性自适应性，可自动调节玉米粒脱粒深度，能够实现100%的脱净率，且适应各种不同直径的玉米；从送料、脱粒、玉米收集、玉米棒回收全程自动化，无需人工干预，效率高，操作方便。

附图说明

    图1为本发明的整体结构立体图；

图2为本发明中送料机构的结构立体图；

图3为本发明中安装在第一铝型材支架上的进给机构立体图；

图4为本发明中安装在第二铝型材支架上的进给机构立体图；

图5为本发明中剥粒机构的结构立体图；

图6为本发明中装配在滚筒上的零件示意图；

图7为本发明中装配在滚筒上的零件立体图；

图8为本发明中出芯机构的示意图；

图9为本发明的工作流程及控制时序框图。

图中：1、送料机构，2、剥粒机构，3、进给机构，4、出芯机构，5、送料口，6、电磁铁，7、第一合页，8、第一齿轮，9、第一齿条，10、第一主轴，11、第一导轨，12、顶持刀片，13、第一铝型材支架，14、第二齿轮，15、第二齿条，16、第二主轴，17、第二导轨，18、顶针，19、第二铝型材支架，20、第一电机，21、第二电机，23、平板，24、滚筒，25、UCP轴承座，26、第三齿轮，27、第四齿轮，28、直流电机，29、第三铝型材支架，31、第一铰支座，32、第二铰支座，33、第一滑块，34、第二滑块，35、第一连杆，36、第二连杆，37、第一刀柄，38、第二刀柄，39、第一刀片，40、第二刀片，41、第二合页，42、弹簧。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1、2、3和4所示，自适应全自动玉米脱粒机，包括第一铝型材支架13、送料机构1、剥粒机构2、进给机构3和出芯机构4。如图2所示，送料机构1包括送料口5、电磁铁6和第一合页7；送料口5固定在第一铝型材支架13顶部；两个第一合页7对称布置在送料口5的出口两侧；第一合页7的一页固定在送料口顶部，另一页自由设置并挡住送料口的出口；两块电磁铁6固定在送料口5的出口两侧，且分别与一个第一合页7自由设置的一页接触；电磁铁只要通电就会吸住第一合页7自由设置的一页，从而挡住玉米使其不从送料口中掉落，当电磁铁断电时，磁性消失，玉米因为重力的作用从送料口中落下。

如图3和4所示，进给机构3包括第一齿轮8、第一齿条9、第一主轴10、第一导轨11、顶持刀片12、第二齿轮14、第二齿条15、第二主轴16、第二导轨17、顶针18、第二铝型材支架19、第一电机20、第二电机21和平板23；平板23设置在送料机构的送料口5正下方，且固定在第一铝型材支架13内端；第一电机20固定在第一铝型材支架13中部，其输出轴通过联轴器与第一主轴10连接；第一齿轮8与第一主轴10过渡配合，并与第一齿条9啮合；第一齿条9与第一导轨11构成滑动副，第一导轨11固定于第一铝型材支架13外端；顶持刀片12焊接在第一齿条9的内端；第二电机21固定在第二铝型材支架19中部，其输出轴通过联轴器与第二主轴16连接；第二齿轮14与第二主轴16过渡配合，并与第二齿条15啮合；第二齿条15与第二导轨17构成滑动副，第二导轨17固定于第二铝型材支架19外端；顶针18焊接在第二齿条的内端，与顶持刀片12相对设置；剥粒机构2设置在第二铝型材支架19内端，进给机构把玉米送入剥粒机构进行剥粒。

如图5、6和7所示，剥粒机构2包括滚筒24、UCP轴承座25、第三齿轮27、第四齿轮26、直流电机28、第三铝型材支架29、第一铰支座31、第二铰支座32、第一滑块33、第二滑块34、第一连杆35、第二连杆36、第一刀柄37、第二刀柄38、第一剥粒刀片39和第二剥粒刀片40；滚筒24水平放置，并支承在UCP轴承座25上；滚筒24开设有对称设置的两个玉米粒出口24-1；UCP轴承座25固定于第三铝型材支架29上；直流电机28固定在第二铝型材支架19内端；第四齿轮26固定在直流电机28的输出轴上；第三齿轮27与滚筒尾部通过紧定螺钉连接，并与第四齿轮26啮合，为滚筒转动提供动力；第一铰支座31和第二铰支座32对称固定在滚筒24外壁两侧；第一连杆35与第一铰支座31铰接；第一滑块33与第一连杆35构成滑动副；第一刀柄37与第一滑块33铰接，并伸入滚筒24内；第一剥粒刀片39焊接在第一刀柄37上，起到剥粒的作用；第二连杆36与第二铰支座32铰接；第二滑块34与第二连杆36构成滑动副；第二刀柄38与第二滑块34铰接，并伸入滚筒24内；第二剥粒刀片40焊接在第二刀柄38上，并与第一剥粒刀片39对称设置；第一连杆35与第二连杆36通过弹簧连接，弹簧预设拉力，压紧滚筒24外壁。

如图8所示，出芯机构4包括弹簧42和第二合页41；第二合页41位于第二齿条下方，且与第三齿轮27外端面的轴向距离大于600mm；第二合页41的一页固定于第二铝型材支架上；弹簧42预设压力，连接第二合页41的两页，使第二合页41的两页呈钝角；当玉米芯向第二铝型材支架外端运动时第二合页41会抵住玉米芯的根部，但第二齿条在第二铝型材支架上运动时第二合页41不会抵住第二齿条。

该自适应全自动玉米脱粒机的运动原理：

如图9所示，玉米棒通过送料口5倒入（送料口处设有电磁铁6，可控制一个剥削周期中只有一根玉米滚出送料口），下落滚出送料口后，进入到平板。此时，第一电机20在单片机的控制下启动，并带动第一齿轮、第一齿条运动，经顶持刀片的推动作用下，玉米棒前进直到插入顶针，则玉米棒牢牢固定在顶持刀片和顶针之间。此时，单片机控制第二电机启动，第二齿条与第一齿条同向运动，玉米棒在顶持刀片和顶针的牵引下进入滚筒中，直流电机28启动带动滚筒转动进行脱粒；第一、第二刀片在弹簧的自适应作用下，可上下调节到合适的位置进行脱粒；脱粒后，玉米粒从滚筒的玉米粒出口24-1掉入放置在第三铝型材支架29上的玉米粒收集桶内。完成脱粒后，直流电机28停转，脱粒后的玉米芯与顶持刀片脱离，并跟随顶针运动，直到被第二合页卡下进入放置在第二铝型材支架19底部的玉米芯收集桶内。玉米芯被卡下后，第二合页在弹簧压力下回复原位，单片机控制第一、第二电机，使两电机带动第一、第二齿条复位，一次剥粒过程完成，可进行下次剥粒；第二齿条复位时不会接触第二合页。

Claims (5)

1. 自适应全自动玉米脱粒机，包括送料机构、剥粒机构、进给机构和出芯机构，其特征在于：

所述的进给机构包括第一齿轮、第一齿条、第一主轴、第一导轨、顶持刀片、第二齿轮、第二齿条、第二主轴、第二导轨、顶针、第二铝型材支架、第一电机、第二电机和平板；所述的平板设置在送料机构的正下方；所述第一电机的输出轴通过联轴器与第一主轴连接；第一齿轮与第一主轴过渡配合，并与第一齿条啮合；第一齿条与第一导轨构成滑动副，第一导轨固定于第一铝型材支架外端；所述的顶持刀片焊接在第一齿条的内端；所述第二电机的输出轴通过联轴器与第二主轴连接；第二齿轮与第二主轴过渡配合，并与第二齿条啮合；第二齿条与第二导轨构成滑动副，第二导轨固定于第二铝型材支架外端；所述的顶针焊接在第二齿条的内端，与顶持刀片相对设置；剥粒机构设置在第二铝型材支架内端；

所述的剥粒机构包括滚筒、第三齿轮、第四齿轮、直流电机、第三铝型材支架、第一铰支座、第二铰支座、第一滑块、第二滑块、第一连杆、第二连杆、第一刀柄、第二刀柄、第一剥粒刀片和第二剥粒刀片；滚筒水平放置，并支承在UCP轴承座上；UCP轴承座固定于第三铝型材支架上；所述的滚筒开设有对称设置的两个玉米粒出口；所述的第四齿轮固定在直流电机的输出轴上；第三齿轮与滚筒尾部通过紧定螺钉连接，并与第四齿轮啮合；所述的第一铰支座和第二铰支座对称固定在滚筒外壁两侧；所述的第一连杆与第一铰支座铰接；第一滑块与第一连杆构成滑动副；第一刀柄与第一滑块铰接，并伸入滚筒内；第一剥粒刀片焊接在第一刀柄上；所述的第二连杆与第二铰支座铰接；第二滑块与第二连杆构成滑动副；第二刀柄与第二滑块铰接，并伸入滚筒内；第二剥粒刀片焊接在第二刀柄上，并与第一剥粒刀片对称设置；所述的第一连杆与第二连杆通过弹簧连接，弹簧预设拉力，压紧滚筒外壁；

所述的出芯机构包括弹簧和第二合页；所述的第二合页位于第二齿条下方；第二合页的一页固定于第二铝型材支架上；第二合页的两页通过弹簧连接。

2.根据权利要求1所述的自适应全自动玉米脱粒机，其特征在于：所述的送料机构包括送料口、电磁铁和第一合页；所述的送料口固定在第一铝型材支架顶部；两个第一合页对称布置在送料口的出口两侧；所述第一合页的一页固定在送料口顶部，另一页自由设置并挡住送料口的出口；两块电磁铁固定在送料口的出口两侧，且分别与一个第一合页自由设置的一页接触；所述的电磁铁由单片机控制。

3.根据权利要求1所述的自适应全自动玉米脱粒机，其特征在于：所述的平板固定在第一铝型材支架内端，第一电机固定在第一铝型材支架中部；所述的第二电机固定在第二铝型材支架中部，直流电机固定在第二铝型材支架内端。

4.根据权利要求1所述的自适应全自动玉米脱粒机，其特征在于：所述的第二合页与第三齿轮外端面的轴向距离大于600mm。

5.根据权利要求1所述的自适应全自动玉米脱粒机，其特征在于：所述连接第二合页两页的弹簧预设压力，第二合页的两页呈钝角。