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,24-1、玉米粒出口,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。