CN109457300B - 一种基于切叶蚁上颚仿生的香蕉纤维提取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于切叶蚁上颚仿生的香蕉纤维提取装置，包括机架，切割机构，以及位于切割机构前侧的压平机构，切割机构包括定刀轮，定刀轮表面设有定刀，定刀前端设有L形缺口，L形缺口交错分布大齿刃和小齿刃，压平机构包括两个呈上下平行排列的上压辊和下压辊，上压辊套接有上方块，下压辊套接有下方块，机架顶部螺栓连接支座，支座内设有上方块和下方块，本发明通过大齿和小齿刃之间形成V形切割刀口能够有效减少含杂率及缠绕堵塞，减少了含杂率，提高了最后实际制得的纤维制备率，增大定刀与纤维面的接触面积提高加工效率、减小定刀在加工时对香蕉纤维的破坏提高成品率减少堵塞。

Description

一种基于切叶蚁上颚仿生的香蕉纤维提取装置

技术领域

本发明涉及种植业机械技术领域，具体为一种基于切叶蚁上颚仿生的香蕉纤维提取装置。

背景技术

香蕉茎秆纤维是近年新兴的一种天然纤维，具有良好的吸湿性、透气性、生物兼容性等，利用香蕉茎秆纤维可以开发绿色生态服装和生产可降解包装材料等，在开发的产品在满足人们消费的同时，为农民增收找到了新路子。

香蕉茎秆纤维强度小、易断裂，且其用途要求含杂率较低，而现有刮麻机无法满足其提取工艺要求，主要原因是刮麻机的定刀为一平刃刀，平刃刀的打击强度大，力的作用点近乎在一条直线上，很容易造成茎秆纤维断裂形成碎纤维杂质，导致收集到的粗纤维含杂率高；同时，也容易导致在送入茎秆叶片时碎纤维在回收分离区发生缠绕，粗纤维无法正常卷入输出辊形成堵塞。

仿生学通过研究生物的结构、性状、原理、行为，为工程设计、设计优化及产品改进等许多方面提供了新思路、新原理。

切叶蚁(LeafcutterAnt)从树木和其它植物上切下叶子，将叶片用来种植真菌，它们用长出的真菌喂养幼虫，成虫主要是吸食切碎后叶片的汁液。切树叶是一项艰苦的工作。大部分切割工作由切叶蚁的上颚牙齿间的V形刃片完成，其刃片的锋利程度与人类制造的最锋利的剃刀不相上下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于切叶蚁上颚仿生的香蕉纤维提取装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于切叶蚁上颚仿生的香蕉纤维提取装置，包括机架，切割机构，以及位于切割机构前侧的压平机构，所述切割机构包括定刀轮，所述定刀轮表面设有定刀，所述定刀前端设有L形缺口，所述L形缺口交错分布大齿刃和小齿刃，并且相邻大齿刃和小齿刃之间形成V形切割刀口，所述压平机构包括两个呈上下平行排列的上压辊和下压辊，所述上压辊套接有上方块并且与其滑动配合，所述下压辊套接有下方块并且与其滑动配合，所述机架顶部螺栓连接支座，所述支座内设有支座通孔，所述支座通孔两侧设有与支座一体成型的卡槽，所述卡槽卡接有上方块和下方块，所述上方块和下方块之间设有调距组件。

优选的，所述机架后侧固定连接收料仓，并且机架顶部螺栓连接两组轴承座，所述定刀轮的轮轴两端分别轴承连接两组轴承座，并且定刀轮通过皮带传动连接电机，所述电机固定连接收料仓。

优选的，所述收料仓的进口端前侧设有导料板，所述导料板固定连接机架并且其中心位于定刀轮的正下方，导料板采用矩形平板结构，并且其表面与水平面呈四十五度到六十度的夹角。

优选的，所述定刀轮表面设有十二组矩形通孔，所述矩形通孔插设有定刀，定刀底端固定连接垫块，所述垫块上表面呈与定刀轮内径相等的弧形面，且其下表面为平面，垫块螺栓连接定刀轮。

优选的，所述定刀轮的轮轴固定连接两组挡料板，所述挡料板为圆形平板。

优选的，所述大齿刃和小齿刃均为三棱锥体，该三棱锥体中底面和一个侧面相互垂直，且该侧面与底面均与L形缺口固定连接，且该侧面顶点在底面的射影是该侧面与底面的共同棱边中心。

优选的，所述调距组件包括上斜铁、下斜铁、转柄螺栓和弹性元件，所述上斜铁和下斜铁分别抵接上方块和下方块，并且上斜铁和下斜铁的倾斜面相抵接，所述支座螺纹连接转柄螺栓，所述转柄螺栓伸入卡槽后抵接上斜铁，所述弹性元件的一端固定连接上方块，且其另一端固定连接支座通孔，弹性元件为圆柱形螺旋弹簧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过大齿和小齿刃之间形成V形切割刀口能够有效减少含杂率及缠绕堵塞，减少了含杂率，提高了最后实际制得的纤维制备率，增大定刀与纤维面的接触面积提高加工效率、减小定刀在加工时对香蕉纤维的破坏提高成品率减少堵塞；

2.本发明结构简明，占地面积小，便于移动，可在在蕉园就地加工，减少香蕉茎秆运输，经济效益好；

3.本发明通过转动转柄螺栓，使得上斜铁与下斜铁发生相对移动，从而快速改变上压辊和下压辊的间距，从而可以适应不同厚度的香蕉茎秆，同时在弹性元件的挤压限制下，对上压辊产生向下的作用力，保证香蕉茎秆平整无翘起，加工效果好。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中切割机构结构示意图；

图3为本发明中定刀结构示意图；

图4为本发明中压平机构结构示意图。

图中：1机架、2定刀轮、3定刀、4L形缺口、5大齿刃、6小齿刃、7调距组件、701上斜铁、702下斜铁、703转柄螺栓、704弹性元件、8支座、9支座通孔、10卡槽、11上压辊、12下压辊、13上方块、14下方块、15轴承座、16电机、17收料仓、18导料板、19垫块、20挡料板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：一种基于切叶蚁上颚仿生的香蕉纤维提取装置，包括机架1，切割机构，以及位于切割机构前侧的压平机构，切割机构包括定刀轮2。在本实施例中，机架1后侧固定连接收料仓17，并且机架1顶部螺栓连接两组轴承座15，定刀轮2的轮轴两端分别轴承连接两组轴承座15，并且定刀轮2通过皮带传动连接电机16，电机16固定连接收料仓17。收料仓17的进口端前侧设有导料板18，导料板18固定连接机架1并且其中心位于定刀轮2的正下方，导料板18采用矩形平板结构，并且其表面与水平面呈四十五度到六十度的夹角。如图所示，机架1顶部还固定连接保护罩，该保护罩以罩设的发生设置在定刀轮2的正上方，用于保护定刀轮2，以及避免在加工时杂物产生飞溅。

定刀轮2表面设有定刀3，定刀前端设有L形缺口4，L形缺口4交错分布大齿刃5和小齿刃6，并且相邻大齿刃5和小齿刃6之间形成V形切割刀口。

在本实施例中，如图2至图3所示，定刀轮2表面设有十二组矩形通孔，矩形通孔插设有定刀3，定刀3底端固定连接垫块19，垫块19上表面呈与定刀轮2内径相等的弧形面，且其下表面为平面，垫块19螺栓连接定刀轮2。定刀轮2的轮轴固定连接两组挡料板20，挡料板20为圆形平板。

大齿刃5和小齿刃6均为三棱锥体，该三棱锥体中底面和一个侧面相互垂直，且该侧面与底面均与L形缺口4固定连接，且该侧面顶点在底面的射影是该侧面与底面的共同棱边中心。在定刀轮2在电机16带动下进行旋转时，大齿刃5和小齿刃6首先接触香蕉茎秆，大齿刃5和小齿刃6的尖端可以垂直切割香蕉茎秆，L形缺口4的侧边为平板结构，正式L形缺口4的限制，香蕉茎秆不会被大齿刃5和小齿刃6所切断，茎秆纤维不容易发生断裂形成碎纤维杂质，收料仓17收集到的粗纤维含杂率较低，同时，茎秆叶片时碎纤维不容易缠绕在定刀3上。

压平机构包括两个呈上下平行排列的上压辊11和下压辊12，上压辊11套接有上方块13并且与其滑动配合，下压辊12套接有下方块14并且与其滑动配合，机架1顶部螺栓连接支座8，支座8内设有支座通孔9，支座通孔9两侧设有与支座8一体成型的卡槽10，卡槽10卡接有上方块13和下方块14，上方块13和下方块14之间设有调距组件7。

在本实施例中，如图4所示，调距组件7包括上斜铁701、下斜铁702、转柄螺栓703和弹性元件704，上斜铁701和下斜铁702分别抵接上方块13和下方块14，并且上斜铁701和下斜铁702的倾斜面相抵接，支座8螺纹连接转柄螺栓703，转柄螺栓703伸入卡槽10后抵接上斜铁701，弹性元件704的一端固定连接上方块13，且其另一端固定连接支座通孔9，弹性元件704为圆柱形螺旋弹簧。

通过转动转柄螺栓703，转柄螺栓703和支座8之间的螺纹配合可以使得其推动上斜铁701，上斜铁701与下斜铁702发生相对移动，由于下斜铁702和下方块14在支座通孔9底端内壁的限制下保持不动，使得上斜铁701上移并推动上方块13向上移动，从而改变上压辊11和下压辊12的间距，从而可以适应不同厚度的香蕉茎秆。同时在弹性元件704的挤压限制下，对上压辊11产生向下的作用力，使得上压辊11对香蕉茎秆产生挤压，保证香蕉茎秆平整无翘起，加工效果好。

工作原理：首先启动电机16，待定刀轮2转速稳定后，人手紧握片状香蕉茎秆的一端，使其另一端沿上压辊11和下压辊12进入定刀轮2下方，香蕉茎秆一端开始逐渐均匀地被在定刀轮2上定刀3垂直切割，从而使茎秆组织被破坏而变得松软，纤维与碎渣粘连在一起下垂，从而离开定刀轮2。当喂入到茎秆长度一半左右时往回拉出，这时定刀3贴纤维沿纤维方向麻渣和少数未被破坏的表皮剥离纤维，达到提取纤维的目的。大齿刃5和小齿刃6之间形成V形切割刀口能够有效减少含杂率及缠绕堵塞，减少了含杂率，提高了最后实际制得的纤维制备率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于切叶蚁上颚仿生的香蕉纤维提取装置，包括机架(1)，切割机构，以及位于切割机构前侧的压平机构，其特征在于：所述切割机构包括定刀轮(2)，所述定刀轮(2)表面设有定刀(3)，所述定刀前端设有L形缺口(4)，所述L形缺口(4)交错分布大齿刃(5)和小齿刃(6)，并且相邻大齿刃(5)和小齿刃(6)之间形成V形切割刀口，所述压平机构包括两个呈上下平行排列的上压辊(11)和下压辊(12)，所述上压辊(11)套接有上方块(13)并且与其滑动配合，所述下压辊(12)套接有下方块(14)并且与其滑动配合，所述机架(1)顶部螺栓连接支座(8)，所述支座(8)内设有支座通孔(9)，所述支座通孔(9)两侧设有与支座(8)一体成型的卡槽(10)，所述卡槽(10)卡接有上方块(13)和下方块(14)，所述上方块(13)和下方块(14)之间设有调距组件(7)。

2.根据权利要求1所述的一种基于切叶蚁上颚仿生的香蕉纤维提取装置，其特征在于：所述机架(1)后侧固定连接收料仓(17)，并且机架(1)顶部螺栓连接两组轴承座(15)，所述定刀轮(2)的轮轴两端分别轴承连接两组轴承座(15)，并且定刀轮(2)通过皮带传动连接电机(16)，所述电机(16)固定连接收料仓(17)。

3.根据权利要求2所述的一种基于切叶蚁上颚仿生的香蕉纤维提取装置，其特征在于：所述收料仓(17)的进口端前侧设有导料板(18)，所述导料板(18)固定连接机架(1)并且其中心位于定刀轮(2)的正下方，导料板(18)采用矩形平板结构，并且其表面与水平面呈四十五度到六十度的夹角。

4.根据权利要求1所述的一种基于切叶蚁上颚仿生的香蕉纤维提取装置，其特征在于：所述定刀轮(2)表面设有十二组矩形通孔，所述矩形通孔插设有定刀(3)，定刀(3)底端固定连接垫块(19)，所述垫块(19)上表面呈与定刀轮(2)内径相等的弧形面，且其下表面为平面，垫块(19)螺栓连接定刀轮(2)。

5.根据权利要求1所述的一种基于切叶蚁上颚仿生的香蕉纤维提取装置，其特征在于：所述定刀轮(2)的轮轴固定连接两组挡料板(20)，所述挡料板(20)为圆形平板。

6.根据权利要求1所述的一种基于切叶蚁上颚仿生的香蕉纤维提取装置，其特征在于：所述大齿刃(5)和小齿刃(6)均为三棱锥体，该三棱锥体中底面和一个侧面相互垂直，且该侧面与底面均与L形缺口(4)固定连接，且该侧面顶点在底面的射影是该侧面与底面的共同棱边中心。

7.根据权利要求1所述的一种基于切叶蚁上颚仿生的香蕉纤维提取装置，其特征在于：所述调距组件(7)包括上斜铁(701)、下斜铁(702)、转柄螺栓(703)和弹性元件(704)，所述上斜铁(701)和下斜铁(702)分别抵接上方块(13)和下方块(14)，并且上斜铁(701)和下斜铁(702)的倾斜面相抵接，所述支座(8)螺纹连接转柄螺栓(703)，所述转柄螺栓(703)伸入卡槽(10)后抵接上斜铁(701)，所述弹性元件(704)的一端固定连接上方块(13)，且其另一端固定连接支座通孔(9)，弹性元件(704)为圆柱形螺旋弹簧。

Images