发明内容
本发明的目的是提供一种玉米剥叶设备,其是集成了玉米剥叶各工序的自动化生产线。
为了实现上述目的,本发明的玉米剥叶设备,包括输送装置、均匀喂入装置和剥叶装置,果穗通过所述输送装置进入所述均匀喂入装置,而后进入所述剥叶装置进行剥叶,其中,所述输送装置包括设置于所述均匀喂入装置上方的横向果穗输送机构,其包括横向机架、横向输送带、设置于所述横向机架上的第一挡板和摆动设置于所述横向机架上的第二挡板,所述第二挡板具有第一位置和第二位置,所述均匀喂入装置包括第一进料口和第二进料口,所述第二挡板位于第一位置时,于所述横向输送带上输送的果穗由于所述第一挡板的阻挡落入所述第一进料口,所述第二挡板位于第二位置时,果穗由于所述第二挡板的阻挡落入所述第二进料口。
上述的玉米剥叶设备,其中,所述横向输送带沿其输送方向具有第一侧和第二侧,所述第一侧的高度高于所述第二侧的高度。
上述的玉米剥叶设备,其中,所述第一进料口和所述第二进料口均位于所述第二侧的正下方。
上述的玉米剥叶设备,其中,所述均匀喂入装置包括结构相同且并排设置的第一输送机构和第二输送机构,所述第一进料口设置于所述第一输送机构,所述第二进料口设置于所述第二输送机构。
上述的玉米剥叶设备,其中,所述均匀喂入装置还包括底架和振动导向机构,所述振动导向机构设置于所述第一输送机构和第二输送机构的下方以接收果穗,所述振动导向机构包括:
倾斜多通道导向滑槽,设置于所述剥叶装置的上方;以及
物料分散槽,包括槽体和连接在所述槽体上的振动电机,所述槽体连接在所述机架上并包括相对的第一端和第二端,所述倾斜多通道导向滑槽倾斜连接在所述第一端;
其中,在所述振动电机的振动作用下,果穗于槽体内振动前进,并通过所述倾斜多通道导向滑槽均匀顺向喂入所述剥叶装置。
上述的玉米剥叶设备,其中,所述第一输送机构还包括第一喂入输送带和第一出料口,果穗通过所述第一进料口进入所述第一喂入输送带,通过所述第一喂入输送带输送至所述第一出料口,并通过所述第一出料口进入所述槽体;所述第二输送机构还包括第二喂入输送带和第二出料口,果穗通过所述第二进料口进入所述第二喂入输送带,通过所述第二喂入输送带输送至所述第二出料口,并通过所述第二出料口进入所述槽体。
上述的玉米剥叶设备,其中,所述剥叶装置包括剥叶单元,所述剥叶单元包括剥叶辊,所述剥叶辊包括呈圆柱形的芯套和套设于所述芯套外部的橡胶辊部,所述橡胶辊部包括剥叶段,所述剥叶段具有多个剥叶棱和多个第一金属刀棱,所述剥叶棱沿圆柱螺旋线路径设置于所述芯套外部,所述第一金属刀棱设置于所述剥叶棱内。
上述的玉米剥叶设备,其中,所述橡胶辊部还包括排杂段,所述排杂段包括多个排杂棱和多个第二金属刀棱,所述排杂棱沿所述芯套的轴向设置,所述第二金属刀棱设置于所述排杂棱内。
上述的玉米剥叶设备,其中,所述剥叶单元包括两个所述剥叶辊,两个所述剥叶辊上的剥叶棱的螺旋方向相反,且两个所述剥叶辊相对转动设置并互相啮合,果穗于相对转动的一对剥叶辊上时,所述剥叶棱抓取苞叶并剥撕。
上述的玉米剥叶设备,其中,所述剥叶单元为多个,多个所述剥叶单元并排设置,每一剥叶单元中,两个所述剥叶辊高低设置,且较低的剥叶辊与相邻剥叶单元的较低的剥叶辊相邻。
上述的玉米剥叶设备,其中,还包括摆动板,所述摆动板具有一摆动轴线,所述摆动轴线平行于所述剥叶辊的轴线且位于相邻两个较低的剥叶辊的中部上方,所述摆动板绕所述摆动轴线自由往复摆动。
上述的玉米剥叶设备,其中,所述输送装置还包括将所述果穗输送至所述横向输送带的上料输送机构,所述上料输送机构包括上料刮板式爬坡输送器。
上述的玉米剥叶设备,其中,还包括回料输送装置,所述回料输送装置连接所述剥叶装置与所述横向输送带。
本发明的有益功效在于,采用本发明的玉米剥叶设备包括输送装置、喂入装置和剥叶装置,有效控制果穗流量,保证各工序正常有序进行。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述,以更进一步了解本发明的目的、方案及功效,但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
本发明提出了一种集成流程自动调控系统、动力自动控制系统、可调流量式振动顺向喂入系统、低损伤清杂与柔性剥苞叶系统等多项技术的机收制种玉米果穗剥叶成套设备,能一次完成果穗定量顺向喂入、低损伤排杂与剥叶、杂余分离输送等联合作业。流程自动调控系统是一种调控喂入、剥叶、排杂、分离等作业单元工作状态的技术,实现对玉米剥叶整体流程的控制。动力自动控制系统是一种控制喂入、剥叶、排杂、分离等作业单元动力的装置,实现各个单元独立开停操作。可调流量式振动顺向喂入系统是一种具有振动顺向功能的、可调节流量的均匀喂入技术,实现果穗的定量顺向喂入到剥皮辊上,减少因喂入过程不均导致的伤种损失。低损伤清杂与柔性剥苞叶系统是一种具有柔性排杂段的、无压送器的浮动辊式清杂剥叶装置,实现对果穗快速轻柔的剥叶而不伤玉米粒。
如图1和图2所示,本发明的玉米剥叶设备包括由上料输送机构100和横向果穗输送机构200组成的输送装置、均匀喂入装置300、剥叶装置400以及回料输送装置500。
果穗通过上料输送机构100由下而上进入上方设置的横向果穗输送机构200,通过横向果穗输送机构200输送至位于其下方的均匀喂入装置300,通过均匀喂入装置300均匀喂入位于其下方的剥叶装置400进行剥叶操作,而未剥净的果穗则可通过回料输送装置500输送至横向果穗输送机构200并重新进行剥叶。
上料输送机构100由上料刮板式爬坡输送器和入料斗组成,上料刮板式爬坡输送器由回转皮带和转辊组成,实现果穗喂入到横向果穗输送机构200上。
其中,如图3和图4所示,横向果穗输送机构200设置于均匀喂入装置300的上方,其包括横向机架210、横向输送带220、第一挡板230和第二挡板240。横向输送带220用于接收从上料输送机构100输送过来的果穗,并具有一输送方向W。第一挡板230设置于横向机架210上,第二挡板240摆动设置于横向机架210上。第一挡板230于输送方向W设置于第二挡板240的前方。
第二挡板240具有第一位置C(实线处)和第二位置D(虚线处),均匀喂入装置300包括第一进料口350和第二进料口360,第二挡板240位于第一位置C时,于横向输送带220上输送的果穗不会受到第二挡板240的阻挡而输送,直至碰到第一挡板230并由于第一挡板230的阻挡落入均匀喂入装置300的第一进料口350。第二挡板240摆动并位于第二位置D时,果穗由于受到第二挡板240的阻挡而落入均匀喂入装置300的第二进料口360。
其中,第一挡板230固定不动,当然根据需要可以对其角度进行调整。气缸250驱动第二挡板240摆动。
由图3和图4所示,横向果穗输送机构200的横向输送带220沿其输送方向W具有第一侧221和第二侧222,第一侧221的高度高于第二侧222的高度,即横向果穗输送机构200为倾斜放置,均匀喂入装置300的第一进料口350和第二进料口360均位于较低的第二侧222的正下方。当气缸250驱动第二挡板240摆动至第二位置D时,果穗受到第二挡板240的阻挡作用增大,快速向第二侧222的出穗口移动,并落入均匀喂入装置300的第二进料口360。当气缸250驱动第二挡板240摆动至第一位置C时,果穗受到第二挡板240的阻挡作用减小,向第二侧222的出穗口移动速度变慢,并最终由于第一挡板230的阻挡落入均匀喂入装置300的第一进料口350。
工作时,气缸250驱动第二挡板240每隔一定时间即摆动一次,进而实现控制果穗进入均匀喂入装置300的流量,使果穗从均匀喂入装置300的第一进料口350和第二进料口360均匀进入。
如图5和图6所示,本发明的均匀喂入装置300包括底架310、振动导向机构320和喂入输送机构330,振动导向机构320和喂入输送机构330分别连接在底架310上。
如图7和图8所示,振动导向机构320包括倾斜多通道导向滑槽321和物料分散槽322,其中,倾斜多通道导向滑槽321设置于剥叶装置400的上方,物料分散槽322包括槽体3221和连接在槽体3221上的振动电机3222,槽体3221连接在底架310上并包括相对的第一端A和第二端B,倾斜多通道导向滑槽321倾斜连接在槽体3221的第一端A。
装置工作时,振动电机3222的高频振动使槽体3221产生振动。在振动作用下,槽体3221内的玉米穗迅速分散开,并且由第二端B向第一端A阶跃前进,当前进至槽体3221的第一端A时,玉米穗在重力和振动作用下,顺向进入倾斜多通道导向滑槽321,并通过倾斜多通道导向滑槽321的滑道方向滑入对应的剥叶装置,实现了玉米穗的均匀顺向喂入,避免了剥叶时玉米果粒损伤以及苞叶剥不净的问题。
其中,如图5所示,槽体3221的第一端A和第二端B通过弹性件340连接在底架310上。
为了实现振动电机3222振动时带动玉米穗由槽体3221的第二端B向第一端A移动,振动电机3222可偏向槽体3221的第二端B设置,即振动电机3222的设置位置离槽体3221的第二端B要近一些,以使槽体3221的第二端B的振幅大于第一端A的振幅。但本发明并不以此为限,例如,也可采用将槽体3221略微倾斜设置,即使槽体3221的第一端A略低于第二端B,以使玉米穗振动时由槽体3221的第二端B向第一端A移动。
请结合图5和图8所示,倾斜多通道导向滑槽321包括多个滑道,每个玉米穗分别通过其中一个滑道滑落下来。滑道包括滑道入口3211和滑道出口3212,滑道入口3211连接于槽体3221的第一端A,滑道出口3212对应于剥叶装置。每个滑道均呈锥形,即滑道入口3211的尺寸大于滑道出口3212的尺寸,滑道出口3212的尺寸与玉米穗的直径最大处相对应,每个玉米穗通过滑道滑落时,顺向进入剥叶装置。
如图5和图9所示,喂入输送机构330设置于槽体3221的上方,由水平带式输送器构成,水平带式输送器由回转皮带和转辊组成。玉米穗通过喂入输送机构330输送至槽体3221的第二端B。
其中,喂入输送机构330包括并排设置的第一输送机构330a和第二输送机构330b,第一输送机构330a和第二输送机构330b的结构完全相同。其中,第一进料口350设置于第一输送机构330a,第二进料口360设置于第二输送机构330b。
以下以第一输送机构330a为例进行说明。
第一输送机构330a还包括第一喂入输送带332a和第一出料口333a,其中,第一出料口333a位于槽体3221的第二端B的上端。果穗通过第一进料口350进入第一喂入输送带332a,通过第一喂入输送带332a输送至第一出料口333a,并通过第一出料口333a进入槽体3221的第二端B。
同样地,第二输送机构330b还包括第二喂入输送带332b和第二出料口333b,其中,第二出料口333b位于槽体3221的第二端B的上端。果穗通过第二进料口360进入第二喂入输送带332b,通过第二喂入输送带332b输送至第二出料口333b,并通过第二出料口333b进入槽体3221的第二端B。
本发明通过第一挡板230、活动的第二挡板240以及第一输送机构330a和第二输送机构330b搭配,控制果穗进入均匀喂入装置300的流量,避免果穗过量堆积。
如图10所示,本发明的剥叶装置400包括剥叶单元410。剥叶单元410用于对果穗苞叶进行撕剥。剥叶单元410包括两个剥叶辊,两个剥叶辊上的剥叶棱的螺旋方向相反,且两个剥叶辊相对转动设置并互相啮合,果穗于相对转动的一对剥叶辊上时,相对转动的剥叶辊上的剥叶棱抓取苞叶,实现剥撕。
剥叶单元410一般为结构相同的多个,且多个剥叶单元410并排设置,多条工作线形成一工作面,共同作业。
其中,剥叶单元410的剥叶辊与水平面有一倾斜角度,工作时,果穗落于剥叶辊的高处,在重力作用下沿剥叶辊的轴线倾斜向下运动以通过剥叶辊进行剥叶。剥叶辊的倾斜角度会影响剥净率和破损率,角度过大会降低剥净率,角度过小会提高破损率,可根据果穗的大小以及喂料的数量和速度进行调节,一般该倾斜角度在5~9度为宜。
如图11和图12所示,图11所示为相邻两个剥叶单元的一实施例的立体结构图,每个剥叶单元410均包括两个高低设置且互相啮合的剥叶辊420a(420a’)、420b(420b’),且相邻两个剥叶单元410的两个较低的剥叶辊420b与420b’相邻设置。各剥叶辊的结构彼此是相同的。
剥叶辊420包括芯套421(参照图14和图16)和橡胶辊部,芯套421呈圆柱形,通过连接键等连接结构连接在剥叶滚轴430上,并通过剥叶滚轴430连接在剥叶装置400的机架上。橡胶辊部套设于芯套421的外部。橡胶辊部包括剥叶段422和清杂段423,一般排杂段423的轴向长度小于剥叶段422的轴向长度,如图11所示,本实施例中,剥叶辊420上具有一个排杂段423和四个剥叶段422,即剥叶段422的轴向长度是排杂段423的轴向长度的四倍。其中排杂段423位于剥叶辊的上方,即排杂段423距离水平面的高度高于剥叶段422距离水平面的高度。当果穗刚进入剥叶装置400时,首先落入排杂段423,通过排杂段423排出短茎杆和杂叶等,实现清杂。然后进入剥叶段422,通过剥叶段422剥除果穗苞叶。
如图13和图14以及图17和图18所示,剥叶段422具有多个剥叶棱4221和多个第一金属刀棱4222,剥叶棱4221沿圆柱螺旋线路径设置于芯套421外部,第一金属刀棱4222设置于剥叶棱4221内。其中,第一金属刀棱4222可焊接在芯套421外部,剥叶辊420上的螺旋状的剥叶棱4221于芯套421的径向上的高度与第一金属刀棱4222于芯套421的径向上的高度一致,即剥叶棱4221所在的橡胶辊部与芯套421装配后,第一金属刀棱4222被胶辊完全覆盖,不会因露出而损伤果穗果粒。同时,第一金属刀棱4222也起到使剥叶段422所在的橡胶辊部与芯套421固定的作用。
排杂段423的结构与剥叶段422的结构相似,区别仅在于两者橡胶凸出棱形状不同。如图15和图16以及图17和图18所示,排杂段423具有多个排杂棱4231和多个第二金属刀棱4232,剥叶棱4231沿芯套421的轴向设置于芯套421的外部,第二金属刀棱4232设置于排杂棱4231内。其中,第二金属刀棱4232焊接在芯套421外部,剥叶辊420上的直线状的排杂棱4231于芯套421的径向上的高度与第二金属刀棱4232于芯套421的径向上的高度一致,即排杂棱4231所在的橡胶辊部与芯套421装配后,第二金属刀棱4232被胶辊完全覆盖,不会因露出而损伤果穗果粒。同时,第二金属刀棱4232同样起到使排杂段423所在的橡胶辊部与芯套421固定的作用。
如图17和图18所示,多个第一金属刀棱4222、第二金属刀棱4232沿芯套421的轴向设置,且交错设置于芯套421的外部。
本实施例中,剥叶辊420的剥叶段422所在的橡胶辊部以及芯套和排杂段423所在的橡胶辊部以及芯套分开制成,并制成相同长度,根据需要的长度依次套装在剥叶滚轴430上,方便更换。实际应用时,也可将其制成一整条剥叶辊,本发明不以此为限。
如图11和图12所示,本发明的剥叶装置400还包括摆动板440,摆动板440具有一摆动轴线P,摆动轴线P平行于剥叶单元410的剥叶辊的轴线且位于相邻两个剥叶单元410的较低的剥叶辊420b、420b’的中部上方,即摆动板440平行于剥叶辊设置,且设置于相邻两个剥叶单元410的两个较低的剥叶辊420b、420b’之间,摆动板440可绕摆动轴线P自由往复摆动。摆动板440沿摆动轴线P的长度与剥叶单元410的剥叶辊的轴向长度一致。
摆动板440是长条形结构,如图12所示,当左侧剥叶单元的剥叶辊420a、420b上果穗较多时,摆动板440的左侧受到的果穗挤压作用增强,摆动板440绕摆动轴线P向右摆动;当右侧剥叶单元的剥叶辊420a’、420b’上果穗较多时,摆动板440的右侧受到的果穗挤压作用增强,摆动板440绕摆动轴线P向左摆动,即工作时做往复摆动。
本发明工作时,果穗从高端落入,沿着轴线方向向下滑动,剥叶辊420高速旋转,在剥叶辊420的排杂段423和剥叶段422的直棱和螺旋棱以及刀棱的夹持作用下,果穗的苞叶被不断撕剥掉落。由于摆动板440的作用,果穗可以随时被调整理顺方向,保持与胶辊的轴向一致。
如图1和图2所示,回料输送装置500连接剥叶装置400与横向果穗输送机构200,其由回料刮板式爬坡输送器和回料水平输送器组成,回料刮板式爬坡输送器由回转皮带和转辊组成,实现将低剥净率果穗送入到横向果穗输送机构200的横向输送带220上。
本发明的玉米剥叶设备的五个子装置:上料输送机构100、横向果穗输送机构200、均匀喂入装置300、剥叶装置400以及回料输送装置500,均由单独电机提供动力,并通过电控系统控制电机的开启与关闭,并检测各电机的频率、功率消耗等参数。
工作时,当剥叶装置400的生产负荷过大超过额定值时,自动调节横向果穗输送机构200与均匀喂入装置300的生产率,降低喂入量。待剥叶装置400的生产负荷恢复额定值平稳后,再调回横向果穗输送机构200与均匀喂入装置300的额定生产率。在剥叶装置400出现堵塞卡住等故障时可发出故障停机报警,并自动切断上游各单元环节作业。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。