CN111684934A - 一种自动高效玉米秸秆粉碎机 - Google Patents

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王震
杨洪涛
董翔
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Abstract

本发明提供了一种自动高效玉米秸秆粉碎机，由喂料机构、切割机构、控制系统等组成；喂料机构主要完成喂料的过程，配合铡刀完成玉米秸秆的切割；控制系统控制切割机构对输送带上的秸秆进行切断，从而将较长的秸秆切割成所需长度的秸秆段；设计以单片机或PLC为核心的控制系统，与步进电机及切割机构相互配合能较好的解决玉米秸秆粉碎过程中的问题，并实现秸秆粉碎机的自动化控制。通过调节相邻铡刀在导轨上的安装距离，可以满足用户对不同长度秸秆段的需求。本发明结构合理，操作简单，有效地提高了玉米秸秆的粉碎效率，降低农民工作强度，提高资源利用率，保护环境，符合可持续发展要求。

Description

一种自动高效玉米秸秆粉碎机
技术领域
本发明为一种自动高效玉米秸秆粉碎机，该机械应用于玉米秸秆粉碎还田作业，具体涉及一种农用玉米秸秆粉碎机，属于农业机械技术领域。
技术背景
秸秆，又称禾秆草，是指水稻、小麦、玉米等禾本科农作物成熟脱粒后剩余的茎叶部分，其中水稻的秸秆常被称为稻草，小麦的秸秆则称为麦秆。在工业化以前，农民对秸秆的利用五花八门，非常丰富，比如铺垫牲圈、喂养牲畜，堆沤肥还田，甚至用于制作简易房屋的屋顶等，很少被直接浪费掉；现在农村对秸秆的需求在减少，农作物收割后，这些秸秆直接置弃在地里很难腐烂，严重地影响土地的下期种植和耕作。为了更好地利用秸秆，能够破解这一难题较好的办法就是秸秆粉碎还田，减少浪费，间接减少投入，保护土地，改善土壤质量，提高农产品质量，实现可持续发展。
玉米秸秆粉碎机是指适用于玉米秸秆的粉碎机械。在玉米收割之后会产生大量的秸秆，有的农民为了处理这些秸秆，采取焚烧的方式，大量的秸秆被焚烧，不但影响了环境，也破坏了农业生态。目前法律明文规定不能焚烧，玉米秸秆粉碎机很好的解决秸秆无处存放的问题，已被广泛的应用于玉米秸秆的粉碎作业。玉米秸秆粉碎机包括叶片式、锤片式等。但是现有的秸秆粉碎机由于秸秆需要人主动投放到秸秆粉碎机的喂料斗内，强硬的将秸秆塞入喂料斗内部不仅增加了农民的工作强度，而且送料效果低，还容易造成粉碎机的阻塞，粉碎效果不理想且秸秆粉碎的效率低，需要对粉碎机的喂料、粉碎等方面存在的问题进行改进，提高玉米秸秆粉碎机的实用性。
发明内容
针对上述技术背景中目前玉米秸秆粉碎机存在的不足，本发明提供了一种自动高效玉米秸秆粉碎机，通过设计控制系统实现粉碎机的自动控制，控制步进电机实现喂料机构的准确喂料，并控制铡刀完成对玉米秸秆的切割，降低农民的劳动强度，同时多组铡刀的设计能够较好的提高玉米秸秆机的工作效率，提高玉米秸秆粉碎机的粉碎性能。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的。
一种自动高效玉米秸秆粉碎机，主要包括喂料机构(1)、切割机构(2)、控制箱(3)、光电传感器1(4)、光电传感器2(5)、接触式传感器3(6)；所述的喂料机构(1)主要包括步进电机(11)、输送带(12)、机架(13)、滚桶(14)、电机(15)、支座(16)等，步进电机(11)安装在机架(13)的一侧，驱动输送带(12)用以喂料，配合切割刀具(2)完成秸秆的切割工作；光电传感器1(4)用于控制步进电机(11)、电机(15)工作，当控制系统接收到光电传感器1(4)发出的检测信号后，步进电机(11)、电机(15)开始转动，电机(15)带动滚筒(14)转动、压紧输送带(12)上的秸秆并带动秸秆先前运输；当控制系统接收不到信号时，步进电机(11)、电机(15)则停止转动。控制步进电机(11)的转动步数，从而达到准确喂料的目的。
所述的切割机构(2)主要包括铡刀(21)、支架(22)与导轨(23)，导轨(23)能穿过铡刀(21)上的安装孔，二者通过螺栓固定；所述的支架(22)固定安装在机架(13)上，与导轨(23)之间的配合是滑动联接；液压执行机构为铡刀(21)的切割工作提供动力，当步进电机(11)运送秸秆到达光电传感器2(6)时，光电传感器2(6)发出的信号，液压执行机构开始运动，带动导轨(23)运动完成秸秆的切割工作。操作人员还可以通过调节相邻铡刀(21)在导轨(23)上的安装距离，从而满足用户对不同长度秸秆段的需求。
所述的光电传感器1(4)安装在机架(13)上，检测运输皮带上玉米秸秆的有无，控制步进电机(11)与电机(15)工作；所述的光电传感器2(6)安装在机架(13)的末端，以检测玉米秸秆是否到达指定位置；所述的接触式传感器3(5)安装在支架(22)上，检测铡刀(21)切割完成后是否回到初始位置，以控制步进电机(11)与电机(15)工作。
本发明的有益效果：本发明基于控制器、传感器等设计，实现了玉米秸秆粉碎机的自动化操作；通过控制步进电机达到准确喂料的目的，可有效缓解劳动力不足、降低操作人员劳动强度、提高劳动生产率；通过设计多组铡刀，可一次多刀切割秸秆，还可通过调节相邻铡刀之间的安装距离获得用户需求的秸秆段长度，与传统玉米秸秆粉碎机相比，有效地提高了秸秆粉碎的效率并满足不同的需求。本发明结构简单，操作方便，经切割后的秸秆可用于还田，或制作养殖饲料，提高资源利用率，符合低碳环保、可持续发展的要求。
附图说明
图1是本发明装置的总体结构示意图。
图2是本发明装置的喂料机构结构示意图。
图3是本发明装置的切割机构结构示意图。
附图标记说明如下：
1-喂料机构，2-切割机构，3-控制箱，4-光电传感器1,5-接触式传感器3，6-光电传感器2，11-步进电机，12-输送带，13-机架，14-滚桶，15-电机，16-支座，21-铡刀，22-支架，23-导轨。
如图1所示，本发明所述的一种自动高效玉米秸秆粉碎机，包括喂料机构(1)、切割刀具(2)、控制箱(3)、光电传感器1(4)、光电传感器2(5)、接触式传感器(6)等，控制箱(3)固定安装在喂料机构(1)的机架(13)上；所述的光电传感器1(4)固定安装在机架(13)的内侧，检测输送带(12)上是否有秸秆；所述的光电传感器2(6)安装在机架(13)的输送末端，检测秸秆是否到达指定位置；所述的接触式传感器3(5)安装在支架(22)上，检测铡刀(21)切割完成后是否回到初始位置。
如图2所示，所述的喂料机构(1)包括步进电机(11)、输送带(12)、机架(13)、滚桶(14)与电机(15)，步进电机(11)固定安装在机架(13)的一侧，驱动输送带(12)向前运送秸秆，配合铡刀(21)完成对秸秆的切割；所述的滚桶(14)位于输送带(12)的上方且与输送带(12)间存在一定的距离，通过支座(22)固定安装在机架(13)上，滚筒(14)对输送带(12)上的秸秆有压紧、助推的作用；所述的电机(15)固定安装在支座(16)上，二者之间通过螺栓固定，电机(15)与滚筒(14)之间通过联轴器联接。
如图3所示，所述的切割机构(2)主要包括铡刀(21)、支架(22)与导轨(23)，铡刀(21)上的安装孔与导轨(23)之间为过盈配合，二者通过螺栓固定；所述的支架(22)固定安装在机架(13)上，与导轨(23)之间是滑动联接；液压执行机构为铡刀(21)的切割工作提供液压动力，当步进电机(11)运送秸秆到达光电传感器2(6)时，光电传感器2(6)发出的信号，控制器驱动液压执行机构运动，带动导轨(23)运动完成秸秆的切割工作；操作人员还可以通过调节相邻铡刀(21)在导轨(23)上的安装距离，以满足用户对不同长度秸秆段的需求。铡刀的优选数量是4个。
具体实施方式：
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
进行秸秆粉碎作业时，当秸秆放置到输送带(12)上后，通过光电传感器1(4)的检测向控制器发出信号，控制器接收信号后驱动步进电机(11)与电机(15)转动，步进电机(11)向前转动运送秸秆，电机(15)带动滚筒(14)转动并压紧输送带(12)上的秸秆；当秸秆到达指定位置后，光电传感器2(6)能检测到秸秆并向控制器发出信号，步进电机(11)与电机(15)暂停转动，与此同时，控制器驱动液压执行机构运动带动铡刀(21)切割秸秆，秸秆被铡刀(21)切割成较为规整的秸秆段，铡刀(21)切割完成后回到初始位置；当接触式传感器3(5)检测到铡刀(21)回到初始位置时刻向控制器发出信号，控制器接收到信号后步进电机(11)与电机(15)又开始转动。切割后的秸秆段从输送带(12)的前端落下，并且不断重复以上过程完成秸秆的切断工作；当光电传感器1(4)和光电传感器2(6)都检测不到信号时，总电源断电、粉碎机停止工作。控制器通过控制步进电机(11)的转动步数来控制秸秆的进给长度，以实现准确喂料；同时，操作人员可以通过调节相邻铡刀(21)在导轨(23)上的安装距离，以满足用户对不同长度秸秆段的需求。本发明结构简单，操作方便，实用性强，有效地降低了操作人员的劳动强度。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种自动高效玉米秸秆粉碎机，其特征在于：包括喂料机构(1)、切割机构(2)、控制箱(3)、光电传感器1(4)、接触式传感器3(5)与光电传感器2(6)等；所述的喂料机构(1)主要包括步进电机(11)、输送带(12)、机架(13)、滚桶(14)、电机(15)与支座(16)，所述的步进电机(11)固定安装在机架(13)的一侧，以将输送带(12)上的玉米秸秆向切割刀具(2)传送，直至步进电机(11)停止转动；对步进电机(11)的转动步数进行控制，可以实现准确喂料；所述的滚桶(14)位于输送带(12)的上方且与输送带(12)间存在一定的距离，通过支座(16)固定安装在机架(13)上，滚筒(14)对输送带(12)上的秸秆有压紧、助推的作用；所述的电机(15)固定安装在支座(16)上，二者之间通过螺栓固定，电机(15)与滚筒(14)之间通过联轴器联接。
2.根据权利要求1所述的一种自动高效玉米秸秆粉碎机，其特征在于：所述的切割机构(2)主要包括铡刀(21)、支架(22)与导轨(23)，导轨(23)能穿过铡刀(21)上的安装孔，二者通过螺栓固定；所述的支架(22)固定安装在机架(13)上，与导轨(23)之间的配合是滑动联接；所述的铡刀(21)切割的工作动力由液压执行机构提供，当步进电机(11)将秸秆运送到达光电传感器2(5)的位置时，光电传感器2(6)向控制器发出检测信号，液压执行机构开始运动，带动导轨(23)运动完成秸秆的切割工作。操作人员还可以通过调节相邻铡刀(21)在导轨(23)上的安装距离，从而满足用户对不同长度秸秆段的需求。
3.根据权利要求1所述的一种自动高效玉米秸秆粉碎机，其特征在于：所述的支架(22)焊接在机架(13)上，与导轨(23)之间的配合是滑动联接。
4.根据权利要求1所述的一种自动高效玉米秸秆粉碎机，其特征在于：所述的光电传感器1(4)安装在机架(13)上，检测运输皮带上有无玉米秸秆，并控制步进电机(11)与电机(15)工作；所述的光电传感器2(6)安装在机架(13)的末端，检测玉米秸秆是否到达指定位置，控制步进电机(11)与铡刀(21)的工作；所述的接触式传感器3(5)安装在支架(22)上，检测铡刀(21)切割完成后是否回到了初始位置，控制步进电机(11)与电机(15)工作。
5.根据权利要求1所述的一种自动高效玉米秸秆粉碎机，其特征在于：所述的控制系统的控制器可以选用单片机或者PLC。
6.根据权利要求1所述的一种自动高效玉米秸秆粉碎机，其特征在于：所述的光电传感器1(4)检测到输送带(12)上有玉米秸秆时就向控制器发出信号，控制器接收到信号后控制器驱动步进电机(11)与电机(15)转动，步进电机(11)向前转动运输玉米秸秆，电机(15)带动滚筒(14)转动压紧输送带(12)上的秸秆；当秸秆被送达指定位置后，光电传感器2(6)检测到秸秆后并向控制器发出信号，步进电机(11)与电机(15)暂停转动，与此同时，液压执行机构开始运动并带动铡刀(21)切割秸秆，铡刀(21)完成秸秆切割后回到初始位置；当接触式传感器3(5)检测到铡刀(21)回到初始位置时就向控制器发出信号，控制器又控制步进电机(11)与电机(15)重新开始转动，并且不断重复以上过程完成秸秆的切断工作。
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