CN109757222A - 一种智能可控磁流变弹性体花生摘果设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及本一种智能可控磁流变弹性体花生摘果设备，包括安装于机架上的摘果滚筒，所述摘果滚筒内固定安装有一对平行安装轴；所述平行安装轴上分别活动安装有一级摘果辊、二级摘果辊；所述一级、二级摘果辊外壁沿摘果辊周向等间隔分布若干长、短磁流变弹体弹齿组；所述一级、二级摘果辊外壁套设表面开有弹齿孔的摘果辊钢套，且所述长、短磁流变弹体弹齿组分别穿过弹齿孔。本发明将磁流变弹性体设计成花生摘果弹齿,在花生摘果过程中利用磁流变弹性体的特性，利用电磁铁磁场大小改变磁流变弹性体形态与刚性，使摘果辊在360°回转过程中每一阶段的刚性与硬度发生变化，从而现实机械化花生摘果效率最大化、减小摘果破损率。

Description

一种智能可控磁流变弹性体花生摘果设备

技术领域

本发明涉及一种智能可控磁流变弹性体花生摘果设备，属于农业机械领域。

背景技术

目前，农业生产用的花生摘果辊由螺旋纹杆固定间隔焊接弓齿或弹齿等不同形式构成，但摘果原理大致相似，是由摘果辊带动喂入的花生秧果做圆周运动，由离心力半花生荚果甩出外侧，并使花生秧果与凹板筛之间产生冲击，摩擦，拉拽，搓揉等方式将花生荚果与秧柄分离实现花生摘果。首先，这种机械原理的摘果方式在摘果过程中由于摘果辊的弹齿与花生荚果撞击将花生荚果外壳损坏，增加花生摘果的破损率，使收获的花生不易贮藏，直接或间接的影响花生生产率及经济价值，降低收益。其次，在摘果过程中如果采用减小摘果辊转速来减少花生荚果与弹齿撞击力降低破损率，则会出现摘果不净，直接影响花生的摘果效率，从而增加了劳动工作时间及成本。然后，原有摘果辊在摘果作业过程中，摘果辊在回转作业过程中夹带秧蔓形成多次回转现象无法进入下级滚筒或会出现缠秧现象，使摘果滚筒堵塞，减小花生秧果喂入量及摘果效率。

磁流变弹性体（Magnetorheological elastomer,MRE）是一种新型的磁流变材料是将磁流变液中的液态母体用弹性体材料代替，制备成磁性粒子分散弹性体中的复合材料。磁流变弹性体在外加磁场作用下，材料中的磁性颗粒间产生磁偶极矩并在此作用下沿磁场方向取向形成链状结构，从而使碰流变弹性体的流变性能，力学性能等发生变化。利用这种特性应用在阻尼器，减振器及控制元件等领域。

如果能够将磁流变弹性体的上述力学特性应用到摘果设备中，来降低果实损伤、实现机械化花生摘果的果实完整率、效率最大化，将会是该设备领域的一大技术革新。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种结构设计新颖、摘果弹齿刚柔并济、不缠秧的磁流变弹性体花生摘果辊。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种智能可控磁流变弹性体花生摘果设备，包括安装于机架上的摘果滚筒，所述摘果滚筒内固定安装有一对平行安装轴；所述平行安装轴上分别活动安装有一级摘果辊、二级摘果辊；所述一级、二级摘果辊外壁沿摘果辊周向等间隔分布若干长、短磁流变弹体弹齿组；

所述平行安装轴位于一级摘果辊、二级摘果辊内部的安装轴段上沿周向分别间隔安装有相邻磁极相反的电磁铁组；位于所述一级摘果辊和二级摘果辊下方的摘果滚筒上分别固定安装有一级弧形凹板筛和二级弧形凹板筛，所述一级弧形凹板筛的出口端和二级凹板筛的进口端衔接固定；所述一级弧形凹板筛的出口端位于一级摘果辊内相邻两个电磁铁的对称轴线上；所述二级凹板筛的进口端位于二级摘果辊内其中一个电磁铁两极中心与安装轴直径连接线的延长线上。

本发明进一步限定的技术方案是：所述一级、二级电磁铁块分别含有四个，且分别通过固定支架安装于相应的安装轴上。

进一步的，所述固定支架通过张紧轴套固定安装于相应的安装轴上。

进一步的，所述一级、二级摘果辊外壁套设表面开有弹齿孔的摘果辊钢套，且所述长、短磁流变弹体弹齿组分别穿过弹齿孔。

进一步的，所述摘果辊钢套的一端部向外折弯并沿径向延伸，其延伸部与摘果辊的侧端盖通过紧固件固定连接。

进一步的，所述侧端盖套设在安装轴上，所述侧端盖上分别固定安装有齿轮；所述齿轮和动力传动机构连接。

本发明的原理是：动力传动机构通过两侧齿轮将动力传动给一级、二级摘果辊同时做逆时针回转运动。一级、二级摘果辊内部通过张紧轴套将固定支架固定在固定轴，电磁铁固定在支架上。本实施例中电磁铁的安置方式使物料喂入一级摘果滚筒进入二级滚筒时，两摘果滚筒衔接处的电磁场强度为一级摘果衔接处较弱，二级摘果衔接处较强。

本发明的有益效果是：本发明将磁流变弹性体设计成花生摘果弹齿,在花生摘果过程中利用磁流变弹性体的特性，利用电磁铁磁场大小改变磁流变弹性体形态与刚性，使摘果辊在360°回转过程中每一阶段的刚性与硬度发生变化，从而现实机械化花生摘果效率最大化、减小摘果破损率。在切流多级摘果辊衔接过程中，减小一级摘果辊MRE弹齿的刚性来减弱带动花生秧果的能力，增加二级摘果辊MRE弹齿的刚性增大带动花生秧果的能力，使秧果顺利进入下一级，从而防止秧果在同一辊内多次回转，减小缠秧现象，防止摘果滚筒堵塞。

附图说明

图1为本发明实施例1的整体结构示意图。

图2为本发明实施例1的结构主视图。

图3为本发明实施例1的MRE弹齿摘果辊结构视图。

图4为本发明实施例1的摘果辊钢套结构示意图。

图5为本发明实施例1的电磁铁电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

实施例1

本实施例提供的一种智能可控磁流变弹性体花生摘果设备，如图1-4所示：至少包括安装于机架上的摘果滚筒，图中未示。摘果滚筒内固定安装有一对平行安装轴1-1,1-2；平行安装轴上分别活动安装有一级摘果辊2-1、二级摘果辊2-2；一级、二级摘果辊外壁沿摘果辊周向等间隔分布若干长、短磁流变弹体弹齿组3；一级摘果辊和二级摘果辊均是磁流变弹体材料制成；一级、二级摘果辊外壁套设表面开有弹齿孔4的摘果辊钢套5，且所述长、短磁流变弹体弹齿组分别穿过弹齿孔。

平行安装轴位于一级摘果辊、二级摘果辊内部的安装轴段上沿周向分别等间隔安装有四个电磁铁6；且相邻两个电磁铁的磁极相反；电磁铁安装在固定支架7上；固定支架7通过张紧轴套8固定安装于相应的安装轴上。

位于一级摘果辊和二级摘果辊下方的摘果滚筒上分别固定安装有一级弧形凹板筛2-3和二级弧形凹板筛2-4，一级弧形凹板筛的出口端2-3-1和二级凹板筛的进口端2-4-1衔接固定。一级弧形，凹板筛的出口端2-3-1位于一级摘果辊内相邻两个电磁铁6-1、6-2的对称轴线上；二级凹板筛的进口端2-4-1位于二级摘果辊内其中一个电磁铁两极中心与安装轴直径连接线的延长线上。

所述摘果辊钢套的一端部向外折弯并沿径向延伸，其延伸部5-1与摘果辊的侧端盖5-2通过紧固件固定连接。

所述侧端盖套设在安装轴上，所述侧端盖上分别固定安装有齿轮9；所述齿轮和动力传动机构连接。

如图5所示：电磁铁通过电流大小控制磁场强度大小来控制摘果辊弹齿的刚度及软硬度配合完成花生摘果过程。

在摘果过程中，每个摘果辊内部的电磁铁装置固定不动，一级、二级MRE摘果辊通过动力传动做回转运动。花生秧果通过一级摘果弹齿逆时针回转划带进入一级滚筒后，与一级凹板筛通过摩擦，撞击，搓揉等现象进行一级摘果。在通过有效摘果区域A后由二级摘果弹齿逆时针回转将花生划带进入二级滚筒进行二次摘果。在一级摘果辊回转摘果过程中，电磁场强度由弱变强再到小弱，这使MRE摘果弹齿的软硬度由软到硬再到软，这样既保证的喂入物料刚进入摘果时，荚果被较软弹齿打击不被受损，同时MRE摘果弹齿的软硬度由软到硬过程中，在摘果有效区有效的摘果，而MRE摘果弹齿的软硬度由硬再到软的过程中，也使秧果经过一级摘果后减小的回草及缠秧现象产生。

在二级滚筒的摘果辊摘果过程中，电磁场强度由强变弱再到小强使MRE摘果弹齿的软硬度由硬到软再到硬。由于花生秧果从一级滚筒划带进入二级滚筒时，一级辊弹齿软硬度较弱，降低划带秧果的能力，而在进入二级滚筒时，二级辊弹齿的软硬度较硬，增加划带秧果能力。这样保证了花生秧果顺利由第一级进入第二级滚筒的有效摘果区域B进程二级花生摘果作业。同时也防止的秧果在一级滚筒多次回转，无法排出造成堵塞。二级辊弹齿的软硬度变硬后，增加了弹齿将摘果后的秧茎排出的能力。本实施例通过对电磁铁的电流控制从而对摘果弹齿软硬度与刚度的控制，在全程摘果过程中达到摘果效率最大化，同时也降低了花生荚果的破碎率。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能可控磁流变弹性体花生摘果设备，包括安装于机架上的摘果滚筒，其特征在于：所述摘果滚筒内固定安装有一对平行安装轴；所述平行安装轴上分别活动安装有一级摘果辊、二级摘果辊；所述一级、二级摘果辊外壁沿摘果辊周向等间隔分布若干长、短磁流变弹体弹齿组；

所述平行安装轴位于一级摘果辊、二级摘果辊内部的安装轴段上沿周向分别间隔安装有相邻磁极相反的电磁铁组；位于所述一级摘果辊和二级摘果辊下方的摘果滚筒上分别固定安装有一级弧形凹板筛和二级弧形凹板筛，所述一级弧形凹板筛的出口端和二级凹板筛的进口端衔接固定；所述一级弧形凹板筛的出口端位于一级摘果辊内相邻两个电磁铁的对称轴线上；所述二级凹板筛的进口端位于二级摘果辊内其中一个电磁铁两极中心与安装轴直径连接线的延长线上。

2.根据权利要求1所述的智能可控磁流变弹性体花生摘果设备，其特征在于：所述一级、二级电磁铁块分别含有四个，且分别通过固定支架安装于相应的安装轴上。

3.根据权利要求2所述的智能可控磁流变弹性体花生摘果设备，其特征在于：所述固定支架通过张紧轴套固定安装于相应的安装轴上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的智能可控磁流变弹性体花生摘果设备，其特征在于：所述一级、二级摘果辊外壁套设表面开有弹齿孔的摘果辊钢套，且所述长、短磁流变弹体弹齿组分别穿过弹齿孔。

5.根据权利要求4所述的智能可控磁流变弹性体花生摘果设备，其特征在于：所述摘果辊钢套的一端部向外折弯并沿径向延伸，其延伸部与摘果辊的侧端盖通过紧固件固定连接。

6.根据权利要求5所述的智能可控磁流变弹性体花生摘果设备，其特征在于：所述侧端盖套设在安装轴上，所述侧端盖上分别固定安装有齿轮；所述齿轮和动力传动机构连接。