CN108525730B - 基于杨辉三角的颗粒流分流装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于杨辉三角的颗粒流分流装置，包括：喂料淌板；多排支撑龙门，多排支撑龙门之间相互平行，架设于喂料淌板上方；多个第一驱动机构，每个第一驱动机构与一个支撑龙门连接；多个分流棒机构，多个分流棒机构按照杨辉三角排列，设置于多排支撑龙门上；多个第二驱动机构，每个第二驱动机构与一个分流棒机构的连接架连接；多个第三驱动机构；多个旋转驱动机构；控制器；通过旋转驱动机构驱动分流棒转速和转向，对由进料口流向出料口的颗粒流撞击，改变颗粒的流向及速度，实现对颗粒流进行连续性地、非均匀地分流，即同一出口处的流量处处不同，以矫正胶辊磨损不同步的现象，防止一定时间段内胶辊同步磨损。

Description

基于杨辉三角的颗粒流分流装置

技术领域

本发明属于颗粒分流领域，更具体地，涉及一种基于杨辉三角的颗粒流分流装置。

背景技术

在生产或者加工颗粒状产品中，有时需要对其产品颗粒流进行连续性地、非均匀地分流，即同一出口处的流量处处不同；例如，在大米的生产过程中，砻谷机对稻米进行脱壳，常常会由于喂料淌板处稻米的下料不均匀、稻米流中含杂太多以及两胶辊辊轴线不平行等原因造成胶辊母线上处处磨损不同步而引起胶辊起槽、大小头等现象；据查证，胶辊起槽、大小头等磨损不均匀现象会很大程度上影响脱壳率以及生产效率；所以此时就需要一种可以对出口稻米流进行不均匀连续分流的装置，以矫正胶辊磨损不同步的现象，实现一定时间段内胶辊磨损同步。

目前经过检索，了解到市场上不具有此类颗粒撞击分流装置，该装置在实际生产活动中不可或缺，因此，提供一种能够在出口的连续不均匀分流的装置。

发明内容

本发明的目的为实现对颗粒流进行连续性地、非均匀地分流，即同一出口处的流量处处不同，以矫正胶辊磨损不同步的现象，实现一定时间段内胶辊磨损同步。

为了实现上述目的，本发明提出一种基于杨辉三角的颗粒流分流装置，包括：

喂料淌板，所述喂料淌板为簸箕形，其两侧设有挡板，一端设有进料口，另一端设有出料口；

多排支撑龙门，所述多排支撑龙门之间相互平行，架设于所述喂料淌板上方，所述支撑龙门包括两个竖直设置的第一支柱和第二支柱，以及水平设置于所述第一支柱和第二支柱上的横梁；

多个第一驱动机构，每个所述第一驱动机构与一个所述支撑龙门连接，用于驱动所述支撑龙门沿挡板的长度方向移动；

多个分流棒机构，所述多个分流棒机构按照杨辉三角排列，设置于所述多排支撑龙门上；

其中，所述分流棒机构包括连接架、箱体和分流棒，所述连接架设置于所述支撑龙门上，并能沿所述支撑龙门的横梁移动，所述箱体设置于所述连接架上，并能沿所述连接架的竖直方向移动，所述分流棒设置于所述箱体的下部；

多个第二驱动机构，每个所述第二驱动机构与一个所述分流棒机构的连接架连接，用于驱动所述分流棒机构沿所述支撑龙门的横梁移动；

多个第三驱动机构，每个所述第三驱动机构与一个所述分流棒机构的箱体连接，用于驱动所述分流棒沿所述连接架的竖直方向移动；

多个旋转驱动机构，每个所述旋转驱动机构设置于一个所述分流棒机构的箱体内，与所述分流棒的上部连接，用于驱动所述分流棒绕其轴线旋转；

控制器，所述控制器分别控制所述第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构和旋转驱动机构。

优选地，根据所述杨辉三角，靠近所述进料口的第一排所述支撑龙门上设置有一个所述分流棒机构，靠近所述出料口的第N排所述支撑龙门上设置有N个所述分流棒机构，形成正杨辉三角；或靠近所述进料口的第一排所述支撑龙门上设置有N个所述分流棒机构，靠近所述出料口的第N排所述支撑龙门上设置有一个所述分流棒机构，形成倒正杨辉三角。

优选地，所述挡板的一侧面设有沿所述挡板的长度方向设置的第一丝杠，另一侧面设有与所述丝杠对称并平行设置的导杆；所述第一支柱的侧面设有滑块，所述第一驱动机构设置于所述第二支柱的侧面，所述滑块与所述导轨连接，所述第一驱动机构与第一丝杠连接。

优选地，所述第一驱动机构包括设置于所述第一支柱上的第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端设有第一齿轮，所述第一丝杠上设第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮的轮毂内壁设有第一传动螺纹孔，所述第一传动螺纹孔与所述第一丝杠配合连接。

优选地，所述第二驱动机构设置于所述横梁上，沿所述横梁上设有多段第二丝杠，所述连接架上设有第二传动螺纹孔，所述连接架通过所述第二传动螺纹孔设置于所述第二丝杠上，所述第二传动螺纹孔与所述第二丝杠配合连接。

优选地，所述第二驱动机构包括设置于所述横梁上的第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端设有第一锥齿轮，所述第二丝杠的一端部设有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮的轴线与所述第二锥齿轮的轴线垂直，并相互啮合。

优选地，所述连接架的上部设有第三驱动机构，所述连接架的侧面设有竖直设置的榫条，所述箱体的侧面设有竖直设置的榫槽，所述榫条与所述榫槽配合连接，所述箱体上设有第三传动螺纹孔，所述第三传动螺纹孔的轴线竖直设置。

优选地，所述第三驱动机构包括第三驱动电机，所述第三驱动电机的输出端设有第三丝杠，所述第三丝杠与所述第三传动螺纹孔配合连接。

优选地，所述旋转驱动机构包括设置于所述箱体内的旋转驱动电机，所述箱体的下端设有输出轴孔，所述旋转驱动电机的输出轴穿过所述输出轴孔与所述分流棒的上部连接。

优选地，所述分流棒的下部圆周表面设有沿其轴线方向分布的分流齿，所述分流齿沿所述分流棒的下部圆周表面均匀分布。

本发明提供的有益效果在于：

1、多排支撑龙门平行架设置于喂料淌板上方，通过控制器，每排支撑龙门由一个第一驱动机构控制其沿挡板的长度方向移动；多个分流棒机构按照杨辉三角排列设置于多排支撑龙门上，每个第二驱动机构与一个分流棒机构的连接架连接，驱动分流棒机构沿支撑龙门的横梁移动，每个第三驱动机构与一个分流棒机构的箱体连接，驱动分流棒机构的箱体沿连接架的竖直方向移动，即为沿其轴线方向移动；每个旋转驱动机构设置于一个分流棒机构的箱体内，并与分流棒的上部连接，驱动分流棒绕其轴线旋转，实现对每个分流棒机构的三维空间方向的移动，颗粒流从喂料淌板的进料口流进，调整分流棒机构在喂料挡板上方的位置，以及分流棒插入颗粒流的深度，通过旋转驱动机构驱动分流棒旋转的转速和转向，对由进料口流向出料口的颗粒进行撞击，改变颗粒的流向及速度，实现对颗粒流连续性地、非均匀地分流，即同一出口处的流量处处不同，以矫正胶辊磨损不同步的现象，防止一定时间段内胶辊同步磨损。

2、在分流棒的下部圆周表面设有沿其轴线方向分布的分流齿，绕分流棒轴线旋转的分流齿与颗粒流接触，对颗粒流进行搅动，使得分流棒与颗粒流发生近似于弹性撞击的撞击效果，从而将分流棒沿其旋转的切线方向的动量传递给颗粒，有利于增大分流效果。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。其中，在示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本发明一个实施例中的基于杨辉三角的颗粒流分流装置的结构示意图。

图2示出了本发明一个实施例中的基于杨辉三角的颗粒流分流装置的俯视图。

图3示出了本发明一个实施例中的基于杨辉三角的颗粒流分流装置的前视图。

图4示出了本发明一个实施例中的具有单个分流机构的基于杨辉三角的颗粒流分流装置的结构示意图。

图5示出了本发明一个实施例中的基于杨辉三角的颗粒流分流装置的局部结构示意图。

图6a示出了本发明一个实施例中的单个分流机构的局部放大图。

图6b示出了本发明一个实施例中的单个支撑龙门的局部放大图。

图7a示出了本发明一个实施例中的单个分流棒机构的轴侧结构示意图。

图7b示出了本发明一个实施例中的单个分流棒机构的局部放大图。

图8示出了本发明一个实施例中的单个分流棒机构的俯视结构示意图。

图9示出了本发明一个实施例中的第一驱动机构的结构示意图。

图10示出了本发明一个实施例中的第二齿轮的结构示意图。

图11示出了本发明一个实施例中的单个理想颗粒与分料棒碰撞理论受力分析图。

图12示出了本发明一个实施例中的颗粒流的分流流线示意图。

图13示出了本发明一个实施例中的颗粒流的分流比例示意图。

附图标记说明：

1、挡板；2、喂料淌板；3、颗粒流；11、支撑龙门；111、滑块；12、分流棒机构；1201、第二驱动电机；12011、第二驱动电机支架；1202、第一锥齿轮；1203、第二锥齿轮；1204、第二丝杠；1205、第二丝杠支架；1206、连接架；12061、第二传动螺纹孔；12062、榫槽；12063、榫条；1207、第三驱动电机；1208、第三丝杠；1209、箱体；12091、第三传动螺纹孔滑块；12092、输出轴孔；12093、安装槽；1210、联轴器；1211、分流杆；12111、分流齿；1212、旋转进电机；13、第一丝杆支架；14、第一丝杆；15、第一驱动机构；151、第一驱动电机；152、第一齿轮；153、齿轮固定板；154、第二齿轮；1541、第一传动螺纹孔；16、导杆；31、颗粒流流线。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明，而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明的实施例提供一种基于杨辉三角的颗粒流分流装置，包括：

喂料淌板，喂料淌板为簸箕形，其两侧设有挡板，一端设有进料口，另一端设有出料口；多排支撑龙门，多排支撑龙门之间相互平行，架设于喂料淌板上方，支撑龙门包括两个竖直设置的第一支柱和第二支柱，以及水平设置于第一支柱和第二支柱上的横梁；多个第一驱动机构，每个第一驱动机构与一个支撑龙门连接，用于驱动支撑龙门沿挡板的长度方向移动；多个分流棒机构，多个分流棒机构按照杨辉三角排列，设置于多排支撑龙门上；其中，分流棒机构包括连接架、箱体和分流棒，连接架设置于支撑龙门上，并能沿支撑龙门的横梁移动，箱体设置于连接架上，并能沿连接架的竖直方向移动，分流棒设置于箱体的下部；多个第二驱动机构，每个第二驱动机构与一个分流棒机构的连接架连接，用于驱动分流棒机构沿支撑龙门的横梁移动；多个第三驱动机构，每个第三驱动机构与一个分流棒机构的箱体连接，用于驱动分流棒沿连接架的竖直方向移动；多个旋转驱动机构，每个旋转驱动机构设置于一个分流棒机构的箱体内，与分流棒的上部连接，用于驱动分流棒绕其轴线旋转；控制器，控制器分别控制第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构和旋转驱动机构。

具体地，控制器为单片机。按照颗粒分流的结果要求，人工操纵单片机控制支撑龙门上第一驱动电机的转动，调整好各排分流棒电机在第一丝杠上的相对距离；同时控制多个分流棒电机按照杨辉三角排列，包括通过控制第二驱动电机和第三驱动电机转动，从而控制分流棒在横梁上的位置及插入颗粒流的深度，设置好每个分流棒的空间位置后，人工操作单片机控制每个分流棒电机的旋转驱动电机，调节分流棒的转向和转速，将流入喂料淌板的颗粒流向分流棒转动的方向甩去，改变颗粒流的流动方向。

通过改变分流棒的空间分布位置及转向和转速，实现颗粒分流。颗粒流从喂料淌板的进料口流进，调整分流棒机构在喂料挡板上方的位置，以及分流棒插入颗粒流的深度，通过旋转驱动机构驱动分流棒旋转的转速和转向，对由进料口流向出料口的颗粒进行撞击，改变颗粒的流向及速度，实现对颗粒流连续性地、非均匀地分流，即同一出口处的流量处处不同，以矫正胶辊磨损不同步的现象，防止一定时间段内胶辊同步磨损。

作为优选方案，根据杨辉三角，靠近进料口的第一排支撑龙门上设置有一个分流棒机构；靠近出料口的第N排支撑龙门上设置有N个分流棒机构；或靠近所述进料口的第一排所述支撑龙门上设置有N个所述分流棒机构，靠近所述出料口的第N排所述支撑龙门上设置有一个所述分流棒机构，形成倒正杨辉三角。

具体地，分流棒机构在多排支撑龙门上按照正杨辉三角排列，颗粒流从进料口进入，靠近进料口的第一排支撑龙门上的一个分流棒机构为杨辉三角的顶点，对喂料淌板中间部分的颗粒流进行初步分流，其下方的第二排支撑龙门设有两个分流棒机构，对颗粒流进一步分流，支撑龙门上的分流棒机构按杨辉三角排列，进而将颗粒流更大程度范围的分流。

具体地，分流棒机构在多排支撑龙门上也可按照倒杨辉三角排列，实现将颗粒流更小程度范围的分流。

作为优选方案，挡板的一侧面设有沿挡板的长度方向设置的第一丝杠，另一侧面设有与丝杠对称并平行设置的导杆；第一支柱的侧面设有滑块，第一驱动机构设置于第二支柱的侧面，滑块与导轨连接，第一驱动机构与第一丝杠连接。

支撑龙门的第一支柱的侧面设有滑块，滑块能够沿导杆移动，导杆通过导杆支架固定于挡板的左外侧面，第一驱动机构设置于支撑龙门的第二支柱上，第一丝杠通过丝杠导轨支架固定于挡板的右外侧面。

作为优选方案，第一驱动机构包括设置于第一支柱上的第一驱动电机，第一驱动电机的输出端设有第一齿轮，第一丝杠上设第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮的轮毂内壁设有第一传动螺纹孔，第一传动螺纹孔与第一丝杠配合连接。

第一驱动电机固定于支撑龙门的第二支柱侧面上，其输出轴设有第一齿轮，对第一齿轮位置对应的第一丝杠上设有第二齿轮，第二齿轮的轮毂上设有第一传动螺纹孔与第一丝杠配合形成螺纹副，通过第二支撑架侧面固定连接的齿轮固定板上的两夹板对第一齿轮和第二齿轮对其并夹持定，第一驱动电机驱动第一齿轮和第二齿轮啮合传动，使得支撑龙门能够沿第一丝杠的轴线方向直线移动，从而调节支撑龙门上分流棒机构相对于喂料淌板上沿第一丝杠上的直线位置。

作为优选方案，第二驱动机构设置于横梁上，沿横梁上设有多段第二丝杠，连接架上设有第二传动螺纹孔，连接架通过第二传动螺纹孔设置于第二丝杠上，第二传动螺纹孔与第二丝杠配合连接。

作为优选方案，第二驱动机构包括设置于横梁上的第二驱动电机，第二驱动电机的输出端设有第一锥齿轮，第二丝杠的一端部设有第二锥齿轮，第一锥齿轮的轴线与第二锥齿轮的轴线垂直，并相互啮合。

第二驱动机构包括设置于横梁上的第二驱动电机，第二驱动电机的输出端设有第一锥齿轮，第二丝杠的一端部设有第二锥齿轮，第一锥齿轮的轴线与第二锥齿轮的轴线垂直且相互啮合。

支撑龙门的横梁上设置有多个第二驱动电机支架和第二丝杠支架，，每个第二驱动电机通过固定电机支架固定于横梁上，第二丝杠通过第二丝杠支撑和第二驱动电机支架上同轴的两个轴孔配合安装，实现第二丝杠的径向固定。第二驱动电机的输出端设有第一锥齿轮，第二丝杠的一端部设有第二锥齿轮，第一锥齿轮的轴线与第二锥齿轮的轴线垂直且相互啮合，通过在连接架上设第二传动螺纹孔，第二传动螺纹孔设置于第二丝杠上，第二传动螺纹孔与第二丝杠配合连接，实现第二驱动电机转动带动连接架沿第二丝杠方向的水平移动。

作为优选方案，连接架的上部设有第三驱动机构，连接架的侧面设有竖直设置的榫条，箱体的侧面设有竖直设置的榫槽，榫条与榫槽配合连接，箱体上设有第三传动螺纹孔，第三传动螺纹孔的轴线竖直设置。

具体地，箱体的侧面设有竖直设置的通长榫槽，连接架的内侧面设有竖直设置的通长榫条，榫槽和榫条配合，通过第三驱动机构使箱体沿榫槽在连接架的竖直方向移动，调节分流棒插入颗粒流的深度，同时，当不使用分流棒时，将箱体升至榫条的顶部，分流棒也被提升，增加颗粒流运动的空间，防止分流棒对颗粒流运动的干涉。

作为优选方案，第三驱动机构包括第三驱动电机，第三驱动电机的输出端设有第三丝杠，第三丝杠与第三传动螺纹孔配合连接。

具体地，第三驱动电机设置于连接架的上部，其输出轴竖直设置，第三驱动电机的输出端通过联轴器与第三丝杠连接，第三传动螺纹设置于箱体侧面固定的第三传动螺纹孔滑块上，第三丝杠与第三传动螺纹孔配合连接，第三驱动电机驱动第三丝杠旋转，第三传动螺纹滑块带动箱体沿榫条移动，实现分流棒沿的竖直方向的升降移动。

作为优选方案，旋转驱动机构包括设置于箱体内的旋转驱动电机，箱体的下端设有输出轴孔，旋转驱动电机的输出轴穿过输出轴孔与分流棒的上部连接。

旋转驱动电机通过箱体内的安装槽固定于箱体内，其安装槽的上部留有旋转驱动电机的走线空间，旋转驱动电机的输出轴通过箱体下端的输出轴孔伸出，并与分流棒的上部连接，带动分流棒绕其轴线转动。

作为优选方案，分流棒的下部圆周表面设有沿其轴线方向分布的分流齿，分流齿沿分流棒的下部圆周表面均匀分布。

分流棒侧面设置的分流齿，分流齿的截面形状类似于齿轮，以便搅动颗粒流，使得分流棒与颗粒流发生近似于弹性碰撞的撞击效果，从而颗粒沿其旋转的切线方向运动，增大分流效果。

实施例1

图1示出了本发明一个实施例中的基于杨辉三角的颗粒流分流装置的结构示意图，图2示出了本发明一个实施例中的基于杨辉三角的颗粒流分流装置的俯视图，图3示出了本发明一个实施例中的基于杨辉三角的颗粒流分流装置的前视图，图4示出了本发明一个实施例中的具有单个分流机构的基于杨辉三角的颗粒流分流装置的结构示意图，图5示出了本发明一个实施例中的基于杨辉三角的颗粒流分流装置的局部结构示意图，图6a示出了本发明一个实施例中的单个分流机构的局部放大图，图6b示出了本发明一个实施例中的单个支撑龙门的局部放大图，图7a示出了本发明一个实施例中的单个分流棒机构的轴侧结构示意图，图7b示出了本发明一个实施例中的单个分流棒机构的局部放大图，图8示出了本发明一个实施例中的单个分流棒机构的俯视结构示意图，图9示出了本发明一个实施例中的第一驱动机构的结构示意图，图10示出了本发明一个实施例中的第二齿轮的结构示意图。

如图1至10所示，实施例提供一种基于杨辉三角的颗粒流分流装置，包括：

喂料淌板2，喂料淌板2为簸箕形，其两侧设有挡板1，一端设有进料口，另一端设有出料口；四排支撑龙门11，四排支撑龙门11之间相互平行，架设于喂料淌板2上方，支撑龙门11包括两个竖直设置的第一支柱和第二支柱，以及水平设置于第一支柱和第二支柱上的横梁；四个第一驱动机构15，每个第一驱动机构15与一个支撑龙门11连接，用于驱动支撑龙门11沿挡板1的长度水平方向移动；十个分流棒机构12，十个分流棒机构12按照杨辉三角排列，设置于四排支撑龙门上；其中，分流棒机构12包括连接架1206、箱体1209和分流棒1211，连接架1206设置于支撑龙门11上，并能沿支撑龙门11的横梁移动，箱体1209设置于连接架1206上，并能沿连接架1206的竖直方向移动，分流棒1211设置于箱体1209下部；十个第二驱动机构，每个第二驱动机构与一个分流棒机构12的连接架1206连接，用于驱动分流棒机构12沿支撑龙门11的横梁方向移动；十个第三驱动机构，每个第三驱动机构与一个分流棒机构的箱体1209连接，用于驱动分流棒1211沿其轴线方向移动；十个旋转驱动机构，每个旋转驱动机构设置于一个分流棒机构12的箱体1209内，与分流棒1211的上部连接，用于驱动分流棒1211绕其轴线旋转；控制器，控制器分别控制第一驱动机构15、第二驱动机构、第三驱动机构和旋转驱动机构。

根据杨辉三角，靠近进料口的第一排支撑龙门11上设置有一个分流棒机构12；靠近出料口的第四排支撑龙门11上设置有四个分流棒机构12，形成正杨辉三角。

第二排支撑龙门11上设置有两个流棒机构12，第三排支撑龙门11上设置有三个流棒机构12。

挡板1的一侧面设有沿挡板1的长度方向水平设置的第一丝杠13，另一侧面设有与第一丝杠13对称平行设置的导杆16；第一支柱的侧面设有滑块111，第一驱动机构15设置于第二支柱的侧面，滑块111与导轨连接，第一驱动机构15与第一丝杠13连接，导杆16通过导杆支架固13定于挡板1的左外侧面，第一丝杠13通过丝杠导轨支架13固定于挡板1的右外侧面。

第一驱动机构15包括设置于支撑龙门11上的第一驱动电机151，第一驱动电机151的输出端设有第一齿轮152，对第一齿轮152位置对应的第一丝杠12上设第二齿轮154，第一齿轮152与第二齿轮154啮合，第二齿轮154的轮毂上设有第一传动螺纹孔1541，第一传动螺纹孔1541与第一丝杠13配合连接。

通过第二支撑架侧面固定连接的齿轮固定板153上的两夹板对第一齿轮152和第二齿轮154对齐并夹持定，第一驱动电机151驱动第一齿轮152和第二齿轮154啮合传动，使得支撑龙门11能够沿第一丝杠13的轴线方向直线移动，从而调节支撑龙门11上分流棒机构12相对于喂料淌板2上沿第一丝杠13的位置。

第二驱动机构设置于横梁上，沿横梁上设有多段第二丝杠1204，连接架1206上设有第二传动螺纹孔12061，连接架1206通过第二传动螺纹孔12061设置于第二丝杠1204上，第二传动螺纹孔12061与第二丝杠1204配合连接。

第二驱动机构包括设置于横梁上的第二驱动电机1201，第二驱动电机1201的输出端设有第一锥齿轮1202，第二丝杠1204的一端部设有第二锥齿轮1203，第一锥齿轮1202的轴线与第二锥齿轮1203的轴线垂直且相互啮合。

支撑龙门11的横梁上设置有多个第二驱动电机支架12011和第二丝杠支架1205，每个第二驱动电机1201通过第二驱动电机支架12011固定于横梁上，第二丝杠1204通过第二丝杠支架1205和第二驱动电机支架12011上同轴的两个轴孔配合安装，实现第二丝杠1204的径向固定。通过在连接架1206上设第二传动螺纹孔12061，第二传动螺纹孔12061设置于第二丝杠1204上，第二传动螺纹孔12061与第二丝杠1204配合连接，实现第二驱动电机1201转动，带动连接1206沿第二丝杠1204方向的水平移动。

连接架1206的上部设有第三驱动机构，连接架1206的侧面设有竖直设置的榫条12063，箱体1209的侧面设有竖直设置的榫槽12062，榫条12与榫槽12062配合连接，箱体1209上设有第三传动螺纹孔，第三传动螺纹孔的轴线竖直设置。

第三驱动机构包括设置于连接架1206的上部的第三驱动电机1207，第三驱动电机1207的输出端设有第三丝杠1208，第三丝杠1208与第三传动螺纹孔配合连接。

第三驱动电机1207的输出端通过联轴器1210与第三丝杠1208连接，，第三传动螺纹设置于箱体侧面的第三传动螺纹孔滑块12091上，第三丝杠1208与第三传动螺纹孔配合连接，第三驱动电机驱动第三丝杠1208旋转，第三传动螺纹滑块12091带动箱体1209沿榫条12091滑动，实现分流棒1211沿的竖直方向的升降移动。

旋转驱动机构包括设置于箱体1209内的旋转驱动电机1212，箱体1209的下端设有输出轴孔12092，旋转驱动电机1212的输出轴穿过输出轴孔12092与分流棒1211的上部连接。

旋转驱动电机1212通过箱体1209内的安装槽12093固定于箱体内，其安装槽12094的上部留有旋转驱动电机1212的走线空间，旋转驱动电机1212的输出轴通过箱体下端的输出轴孔伸出，并与分流棒1211的上部连接，带动分流棒绕其轴线转动。

分流棒1211的下部圆周表面设有沿其轴线方向分布的分流齿12111，分流齿12111沿分流棒1211的下部圆周表面均匀分布。

分流棒1211侧面设置的分流齿12111，分流齿12111的截面形状类似于齿轮，以便搅动颗粒流，使得分流棒1211与颗粒流发生近似于弹性碰撞的撞击效果，从而颗粒沿其旋转的切线方向运动，增大分流效果。

实施例2

图11示出了本发明一个实施例中的单个理想颗粒与分料棒碰撞理论受力分析图，图12示出了本发明一个实施例中的颗粒流的分流流线示意图，图13示出了本发明一个实施例中的颗粒流的分流比例示意图。

如图11至13所示，分流杆1211在主步进电机的带动下转动，其转速大小为n，假设颗粒为理想颗粒(即形状为标准球形，大小忽略，质量m忽略不计)，假设颗粒一n1从分流杆1211截面圆心处铅垂线方向垂直下落，其自由下落速度Vg1，当颗粒一n1下落到颗粒一n1’位置时假设分流杆1211上某一个分流侧齿12111刚好转动到图七所示位置，这时分流侧齿12111与颗粒一n1’撞击，分流侧齿12111对颗粒一n1’撞击产生作用力Fn，按图11中的平面坐标分析，Fn分力方向在n1’为原点的平面坐标系中为从n1’方向指向第一象限(即图11示方向)，具体方向角度与分流侧齿12111的压力角α大小有关；之后颗粒一n1’大致沿X轴方向飞出到达颗粒一n1”处位置，其速度大小为V1；将分流侧齿12111与颗粒一n1’撞击看成弹性碰撞，依据动量定理与动能定理分析V1在X轴正向分速度V1x的大小，由于在颗粒一n1’处于分流侧齿12111发生碰撞，颗粒一n1’处速度为Vg，在X轴方向分速度为0，所以在X轴方向上该碰撞可以看成“一动碰一静”的弹性碰撞；根据动量守恒定律、动能守恒定律得：

m1V1＝m1V1＇+m2V2＇ ①

设：分流杆在电机驱动下转动时的质量m，分流杆撞击点处线速度V＝nR，颗粒一质量m1，

由①mV＝mV＇+m1V1x ③

由②

由③m(V-V')＝m1V1x' ⑤

由④m(V²-V'²)＝m1V1x'² ⑥

由⑥/⑤V+V'＝V1x'⑦

联立③、⑦解得

由于分流杆1211在碰撞时有主步进电机驱动转动，所以其撞前速度V与撞后速度V’大小基本不变，所以可得分流杆1211质量m可视为无穷大∞，颗粒质量m1为无穷小0，所以带入⑧、⑨公式中可得V1x’＝2V，由于在撞击中会存在一些能量损耗，所以可得V1x’大小的范围为V1x’＝V～2V，颗粒一最后向右飞出与颗粒二撞击，将部分动量传递给颗粒二n2，颗粒二n2原有速度Vg2经过撞击后变为V2，颗粒二n2下落不会与分流杆1211相撞，其分布于分流影响区，理论上分析可得这种分流是可行的，同时改变分流杆1211插入深度h，可以改变分流杆1211在分流区域(分流区域宽度L1≈2R)的分流比例h/H；经过上述公式推导影响分流效果的主要因素有：分流杆整体半径R、分流杆转速n、分流侧齿12111齿数Z、分流深度h(即分流杆1211插入颗粒流中的深度)和分流杆1211的整体空间分布位置；分流杆整体半径R越大，分流区宽度L1则会越大，分流效果越明显；分流杆转速n越大，则颗粒与分流杆碰撞后飞出的速度越快，相应的分流影响区宽度L2越大；分流侧齿12111齿数Z越多，分流杆1211与分流区处的颗粒发生撞击的频率越大，分流效果越明显；分流深度h越深，分流比例h/H越大，分流区的分流效果越明显。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (8)

1.一种基于杨辉三角的颗粒流分流装置，其特征在于，包括：

喂料淌板，所述喂料淌板为簸箕形，其两侧设有挡板，一端设有进料口，另一端设有出料口；

多排支撑龙门，所述多排支撑龙门之间相互平行，架设于所述喂料淌板上方，所述支撑龙门包括两个竖直设置的第一支柱和第二支柱，以及水平设置于所述第一支柱和第二支柱上的横梁；

多个第一驱动机构，每个所述第一驱动机构与一个所述支撑龙门连接，用于驱动所述支撑龙门沿挡板的长度方向移动；

多个分流棒机构，所述多个分流棒机构按照杨辉三角排列，设置于所述多排支撑龙门上；

其中，所述分流棒机构包括连接架、箱体和分流棒，所述连接架设置于所述支撑龙门上，并能沿所述支撑龙门的横梁移动，所述箱体设置于所述连接架上，并能沿所述连接架的竖直方向移动，所述分流棒设置于所述箱体的下部；

多个第二驱动机构，每个所述第二驱动机构与一个所述分流棒机构的连接架连接，用于驱动所述分流棒机构沿所述支撑龙门的横梁移动；

多个第三驱动机构，每个所述第三驱动机构与一个所述分流棒机构的箱体连接，用于驱动所述分流棒沿所述连接架的竖直方向移动；

多个旋转驱动机构，每个所述旋转驱动机构设置于一个所述分流棒机构的箱体内，与所述分流棒的上部连接，用于驱动所述分流棒绕其轴线旋转；

控制器，所述控制器分别控制所述第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构和旋转驱动机构；

根据所述杨辉三角，靠近所述进料口的第一排所述支撑龙门上设置有一个所述分流棒机构，靠近所述出料口的第N排所述支撑龙门上设置有N个所述分流棒机构，形成正杨辉三角；或靠近所述进料口的第一排所述支撑龙门上设置有N个所述分流棒机构，靠近所述出料口的第N排所述支撑龙门上设置有一个所述分流棒机构，形成倒正杨辉三角；

所述挡板的一侧面设有沿所述挡板的长度方向设置的第一丝杠，另一侧面设有与所述丝杠对称并平行设置的导杆；所述第一支柱的侧面设有滑块，所述第一驱动机构设置于所述第二支柱的侧面，所述滑块与所述导杆连接，所述第一驱动机构与第一丝杠连接。

2.根据权利要求1所述的基于杨辉三角的颗粒流分流装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括设置于所述第一支柱上的第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端设有第一齿轮，所述第一丝杠上设第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮的轮毂内壁设有第一传动螺纹孔，所述第一传动螺纹孔与所述第一丝杠配合连接。

3.根据权利要求1所述的基于杨辉三角的颗粒流分流装置，其特征在于，所述第二驱动机构设置于所述横梁上，沿所述横梁上设有多段第二丝杠，所述连接架上设有第二传动螺纹孔，所述连接架通过所述第二传动螺纹孔设置于所述第二丝杠上，所述第二传动螺纹孔与所述第二丝杠配合连接。

4.根据权利要求3所述的基于杨辉三角的颗粒流分流装置，其特征在于，所述第二驱动机构包括设置于所述横梁上的第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端设有第一锥齿轮，所述第二丝杠的一端部设有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮的轴线与所述第二锥齿轮的轴线垂直，并相互啮合。

5.根据权利要求1所述的基于杨辉三角的颗粒流分流装置，其特征在于，所述连接架的上部设有第三驱动机构，所述连接架的侧面设有竖直设置的榫条，所述箱体的侧面设有竖直设置的榫槽，所述榫条与所述榫槽配合连接，所述箱体上设有第三传动螺纹孔，所述第三传动螺纹孔的轴线竖直设置。

6.根据权利要求5所述的基于杨辉三角的颗粒流分流装置，其特征在于，所述第三驱动机构包括第三驱动电机，所述第三驱动电机的输出端设有第三丝杠，所述第三丝杠与所述第三传动螺纹孔配合连接。

7.根据权利要求1所述的基于杨辉三角的颗粒流分流装置，其特征在于，所述旋转驱动机构包括设置于所述箱体内的旋转驱动电机，所述箱体的下端设有输出轴孔，所述旋转驱动电机的输出轴穿过所述输出轴孔与所述分流棒的上部连接。

8.根据权利要求7所述的基于杨辉三角的颗粒流分流装置，其特征在于，所述分流棒的下部圆周表面设有沿其轴线方向分布的分流齿，所述分流齿沿所述分流棒的下部圆周表面均匀分布。