CN113305026A - 一种多功能精细化粮食筛选设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种多功能精细化粮食筛选设备及其控制方法。该设备包括：机架，进料箱，振动喂料器，可调滑槽，滑道疏通装置，分选装置。其中，机架用于安装设备中各种功能组件；进料箱位于机架的顶部，进料箱用于接收待筛选的粮食，并对接收的粮食进行临时缓冲存储以及初步分流；振动喂料器包括振动驱动机构和振动槽，可调滑槽设置在振动喂料器下方，可调滑槽包括主滑槽、活动插板和升降驱动机构；分选装置用于对可调滑槽中落下的粮食进行检测，并在出现异物或坏粒时，将异物或坏粒去除，收集合格品。该型产品解决传统色选机设备体积大、通用性不足，无法进行大规模推广应用的缺陷。

Description

一种多功能精细化粮食筛选设备及其控制方法

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种多功能精细化粮食筛选设备及其控制方法。

背景技术

粮食是食品的原材料，在食品和粮食加工行业，对粮食加工处理的第一步是进行筛选除杂。粮食的晒学除杂主要使用的设备是色选机。随着食品加工行业对原料安全和精细化分级筛选要求的提高，基于图像识别技术的色选机筛粮需求量逐年增长。但传统的色选技术单一，控制水平较低，在实际使用过程中不能很好地适应用户加工需求的多样性，且粮食加工工作环境较差，机器操作复杂，导致了识别效率变低，维护使用不便捷；在实际工作环境中传统的色选机设备还需要耗费大量资源在使用、维护、培训等方面。这些都导致色选机只能应用在粮食加工企业等大型商用场景中，无法在广大农户或中小粮商中进行广泛地推广应用。

此外，传统的色选机还具有设备体积大，安装和使用成本较高，设备的通用性不足的缺陷。例如，传统的大豆色选机通常只应用于大豆的色选；而小麦色选机只能应用于小麦的色选。而在设备对粮食进行筛选前，为了调节粮食的流量和均匀度，传统的技术思路是改进排料段的通量，以及尽量延伸输送带的长度。这种技术方案会导致设备的体积难以缩小，同样限制了设备在小型化，多样化场景下的应用。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种多功能精细化粮食筛选设备及其控制方法，该型产品解决了传统色选机设备体积大、通用性不足，无法进行大规模推广应用的缺陷。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种多功能精细化粮食筛选设备，该多功能精细化粮食筛选设备包括：机架，进料箱，振动喂料器，可调滑槽，滑道疏通装置，分选装置。

其中，机架用于安装设备中各种功能组件；进料箱位于机架的顶部，进料箱用于接收待筛选的粮食，并对接收的粮食进行临时缓冲存储以及初步分流；进料箱包括箱体、螺旋下料器、调节挡板、第一驱动机构和第二驱动机构；螺旋下料器包括多根平行设置在箱体内的排料螺杆，排料螺杆中设有缠绕在杆身外周的螺旋线型的连续叶片；箱体上口为进料口；箱体的内腔中，沿中间向下的口径逐渐减小，箱体下部的出口呈长条形；调节挡板设置在箱体出口处，调节挡板用于调节箱体出口处的开度；第一驱动机构用于驱动螺旋下料器中的排料螺杆转动；第二驱动机构用于驱动调节挡板调整箱体出口的开度。

振动喂料器包括振动驱动机构和振动槽，振动喂料器中的振动槽安装在进料箱的出口下方，振动槽的侧面设置条形开口；振动驱动机构用于驱动振动槽振动，并使得振动槽内的粮食沿振动槽侧面的条形开口落下。

可调滑槽设置在振动喂料器下方，并与振动喂料器的条形开口相接；可调滑槽的宽度等于振动槽的条形开口宽度；可调滑槽包括主滑槽、活动插板和升降驱动机构；主滑槽从靠近振动喂料器的条形开口的一端倾斜向下固定安装在机架上；主滑槽内由多片相互平行的珊条分割成多条等间距的滑道；主滑槽的正面设置盖板，主滑槽的背面设置底板，底板表面设置多条相互平行的插槽，插槽沿主滑槽的滑道方向延伸，并分布在主滑槽中每条滑道的等分点位置；活动插板包括底板和垂直在底板上的多片长条形的隔板；活动插板中隔板的数量和间距与主滑槽中的插槽的数量和间距相匹配，使得活动插板可通过将隔板插入或移出主滑槽的方式，改变主滑槽中的滑道数量；升降驱动机构安装在活动插板的底板背面，升降驱动机构用于驱动活动插板插入到主滑槽内或从主滑槽内移出。

滑道疏通装置用于在可调滑槽中的滑道堵塞后，对堵塞的滑道进行疏通。

分选装置用于对可调滑槽中落下的粮食进行检测，并在出现异物或坏粒时，将异物或坏粒去除，收集合格品。

进一步地，进料箱内安装的螺旋下料器中，每根排料螺杆之间的间距可调；第一驱动机构中的动力源选择第一电机。

进一步地，调节挡板沿水平方向安装在进料箱底部的出口处，调节挡板通过水平移动的方式调节出口的开度；调节挡板沿移动方向的两侧设置轨道槽；第二驱动机构包括第二电机、齿轮和齿条；齿条安装在调节挡板上，齿条与调节挡板两侧的轨道槽的延伸方向平行；齿轮安装在第二电机的输出轴上；齿轮与齿条啮合传动。

进一步地，活动插板中隔板高度等于主滑槽中滑道的高度，隔板的宽度等于主滑槽中插槽的宽度；升降驱动机构驱动隔板插入到主滑槽内时，隔板顶部与主滑槽的盖板抵紧；升降驱动机构驱动隔板沿主滑槽移出时，隔板的顶部与主滑槽的底板齐平，隔板恰好封堵底板中的插槽。

进一步地，活动插板中的每片隔板的顶部还设置封堵板，封堵板与隔板垂直，隔板和封堵板的组合体的截面呈T字型；封堵板的宽度和长度与主滑槽中滑道的长度和宽度相匹配；活动插板插入到主滑槽内时，封堵板与主滑槽的盖板贴紧，活动插板从主滑槽移出时，封堵板密封滑道的底面。

进一步地，滑道疏通装置包括第一电磁阀和第一喷气嘴，第一电磁阀用于控制第一喷气嘴的气流通断；第一喷气嘴的数量为多个，分别设置在主滑槽中每个滑道的底部，第一喷气嘴喷出的气流方向沿滑道的底部向上。

进一步地，分选装置包括分选箱、图像识别机构和喷气分选机构；分选箱顶部设置条状的粮食入口，粮食入口与可调滑槽中滑道底部的出口相接；图像识别机构包括背景板、图像传感器，以及图像识别模块；图像传感器采集落入到分选箱内的粮食的图像，图像识别模块对图像传感器获取的图像进行分析，判断是否存在不合格的粮食；喷气分选机构包括第二电磁阀、第二喷气嘴，以及压缩机，第二喷气嘴的数量为多个，分别设置在分选箱中粮食落点的一侧；第二电磁阀用于控制第二喷气嘴的通断；所述第二喷气嘴根据图像识别模块的分析结果，通过喷出的气流将粮食入口落下的不合格的粮食吹出；第一喷气嘴和第二喷气嘴使用相同的压缩机产生气源。

进一步地，该粮食筛选设备还包括中央控制模块，第一电机、第二电机、振动驱动机构、升降驱动机构、图像识别模块和第一电磁阀、第二电磁阀均与中央控制模块电连接，中央控制模块接收图像识别模块的分析结果，并作出如下判断和决策：

(1)判断进入到分选箱内的粮食的粒径为大粒或小粒，当粮食粒径为大粒时，则通过升降驱动机构使得活动插板移出的主滑槽外，扩大滑道宽度；当粮食粒径为小粒时，则通过升降驱动机构将活动插板插入到主滑槽内；缩小滑道宽度；

(2)判断进入到分选箱内的粮食的分布是否均匀；当分布不均匀时，则通过第一电机、第二电机、振动驱动机构、升降驱动机构调节进料箱、振动喂料器和可调滑槽的运行模式，使得粮食进入分选箱时分布更加均匀；

(3)判断进入到分选箱内的粮食对应的可调滑槽的滑道是否出现堵塞，当出现堵塞时，则打开对应位置的第一喷气嘴的第一电磁阀，通过气流疏通相应的滑道；

(4)判断进入到分选箱内的粮食是否存在不合格品，当出现不合格品时，则打开对应位置的第二喷气嘴的第二电磁阀，通过气流将不合格品吹离到正常落点区域之外。

本发明还包括一种多功能精细化粮食筛选设备的控制方法，该控制方法应用于前述的多功能精细化粮食筛选设备中，用于对设备的运行过程进行控制；该控制方法包括如下步骤：

S1：设备开机，自动初始化并完成自检，判断是否存在设备故障：

(1)当存在设备故障时，则设备停止运行，并提醒操作人员关机检修；

(2)当设备不存在设备故障时，则设备按照初始化参数运行；

S2：进料系统开启，进料箱中的调节挡板打开，螺旋下料器和振动喂料器运转；

S3：图像识别模块基于图像传感器获取的图像，判断进入到分选箱内的粮食的粒径大小：

(1)当筛选的粮食为大粒径粮食时，则通过升降驱动机构使得活动插板移出的主滑槽外，扩大滑道宽度；

(2)当筛选的粮食为小粒径粮食时，则通过升降驱动机构将活动插板插入到主滑槽内；缩小滑道宽度；

S4：图像识别模块基于图像传感器获取的图像，判断进入到分选箱内的粮食的分布是否均匀；判断结果包括各滑道落料均匀、各滑道落料不均匀、以及局部滑道中无落料；中央控制模块基于上述判断结果做出如下决策：

(1)当各滑道落料均匀时，则不对流量调节系统做出调整，同时进入粮食分选过程的步骤；

(2)当各滑道落料不均匀时，则通过流量调节系统对设备运行参数做出调整，并对调整后的落料情况重新进行判断；

(3)当局部滑道中无落料时，则判断无落料的当前滑道存在堵塞，通过滑道疏通装置完成相应滑道的疏通；

S5：图像识别模块基图像传感器获得图像，判断沿各滑道落入到分选箱内的粮食是否存在不合格品：

(1)当存在不合格品时，则通过喷气分选机构将不合格品吹离到粮食的自然落点之外；

(2)当不存在不合格品时，则在分选箱下方的粮食落点处，对合格的粮食进行收集。

进一步地，步骤S3中，各滑道落料不均匀的判断结果分为两种，即落料过密和落料过稀；基于上述判断结果，流量调节系统做出的决策如下：

(1)当判断落料过密时，则依次调节挡板减小进料箱出口的开度；降低振动喂料器的振动频率和幅度；减小可调滑槽中的滑道宽度；

(2)当判断落料过稀时，则依次通过调节挡板增大进料箱出口的开度；提高振动喂料器的振动频率和幅度；增大可调滑槽中的滑道宽度。

本发明提供的一种多功能精细化粮食筛选设备，具有如下的有益效果：

1、该型粮食筛选设备中通过新型可调滑槽的设计，使得筛选设备可以对不同粒径的多种粮食进行筛选，避免出现因粮食粒径不同而导致滑道堵塞的故障。这提高了设备的通用性，有利于对设备进行推广应用。

2、该型设备中的进料箱可以对排料的流量进行控制，同时结合振动喂料器和可调滑槽使得粮食的分布根据均匀，并能缓慢匀速地进入到后段的分选装置中，从而有利于对粮食进行高效筛选。上述的流量调节系统的体积小，且呈纵向分布，因此使得筛选设备得以小型化，降低了设备成本，具有更高的实用价值，更有利于向农户或小型粮食收购商进行推广。

3、该型设备的自动化程度高，设备可以自动对粮食的粒径进行识别，从而调整工作模式；可以对设备运行出现的堵塞等故障进行自动处理；并根据设备运行过程中滑道内的粮食的均匀度自动调整设备的运行参数，这些都大大降低了设备操作人员的工作难度，提高了设备的可操作性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例1中多功能精细化粮食筛选设备载左前方视角下的整体结构示意图；

图2为本发明实施例1中多功能精细化粮食筛选设备载左后方视角下的整体结构示意图；

图3为本发明实施例1中可调滑槽的结构示意图；

图4为本发明实施例1中可调滑槽中滑道局部的结构放大示意图；

图5为本发明实施例1中可调滑槽沿滑道剖面的结构示意图；

图6为本发明实施例1中进料箱的结构示意图；

图7为本发明实施例2中多功能精细化粮食筛选设备控制部分的模块连接示意图；

图8为本发明实施例3中可调滑槽沿滑道剖面的结构示意图；

图9为本发明实施例3中进料箱的结构示意图；

图10为本发明实施例4中多功能精细化粮食筛选设备的控制方法的流程图；

图11为本发明实施例4中流量调节系统的控制流图；

图中标记为：

1、机架；2、进料箱；3、振动喂料器；4、可调滑槽；5、滑道疏通装置；6、分选装置；21、调节挡板；22、排料螺杆；23、第一电机；24、第二电机；25、轨道槽；31、振动槽；32、振动电机；41、主滑槽、42、活动插板；43、盖板；44、升降驱动机构；51、第一电磁阀；61、第二电磁阀；62、图像传感器；63、图像识别模块；100、中央控制模块；411、珊条；421、隔板；422、封堵板；440、电动缸。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种多功能精细化粮食筛选设备，该多功能精细化粮食筛选设备包括：机架1，进料箱2，振动喂料器3，可调滑槽4，滑道疏通装置5，分选装置6。

其中，机架1用于安装设备中各种功能组件；进料箱2位于机架1的顶部，进料箱2用于接收待筛选的粮食，并对接收的粮食进行临时缓冲存储以及初步分流；进料箱2包括箱体、螺旋下料器、调节挡板21、第一驱动机构和第二驱动机构；螺旋下料器包括多根平行设置在箱体内的排料螺杆22，排料螺杆22中设有缠绕在杆身外周的螺旋线型的连续叶片；箱体上口为进料口；箱体的内腔中，沿中间向下的口径逐渐减小，箱体下部的出口呈长条形；调节挡板21设置在箱体出口处，调节挡板21用于调节箱体出口处的开度；第一驱动机构用于驱动螺旋下料器中的排料螺杆22转动；第二驱动机构用于驱动调节挡板21调整箱体出口的开度。在本实施例中，第一驱动机构中的动力源选择第一电机23。调节挡板21与进料箱2的箱体采用铰接的方式连接，调节挡板21通过调整自身与进料箱2箱壁间夹角的方式调整箱体出口的开度，第二驱动机构的动力源则选择第二电机24，第二电机24的输出轴驱动调节挡板21转动。

振动喂料器3包括振动驱动机构和振动槽31，振动喂料器3中的振动槽31安装在进料箱2的出口下方，振动槽31的侧面设置条形开口；振动驱动机构用于驱动振动槽31振动，并使得振动槽31内的粮食沿振动槽31侧面的条形开口落下。振动驱动机构在本实施例中选择使用带偏心块的振动电机32。

可调滑槽4设置在振动喂料器3下方，并与振动喂料器3的条形开口相接；可调滑槽4的宽度等于振动槽31的条形开口宽度；可调滑槽4包括主滑槽41、活动插板42和升降驱动机构44；主滑槽41从靠近振动喂料器3的条形开口的一端倾斜向下固定安装在机架1上；主滑槽41内由多片相互平行的珊条411分割成多条等间距的滑道；主滑槽41的正面设置盖板43，主滑槽41的背面设置底板，底板表面设置多条相互平行的插槽，插槽沿主滑槽41的滑道方向延伸，并分布在主滑槽41中每条滑道的等分点位置；活动插板42包括底板和垂直在底板上的多片长条形的隔板421；活动插板42中隔板421的数量和间距与主滑槽41中的插槽的数量和间距相匹配，使得活动插板42可通过将隔板421插入或移出主滑槽41的方式，改变主滑槽41中的滑道数量；升降驱动机构44安装在活动插板42的底板背面，升降驱动机构44用于驱动活动插板42插入到主滑槽41内或从主滑槽41内移出。在本实施例中，升降驱动机构44采用电动缸440。

滑道疏通装置5用于在可调滑槽4中的滑道堵塞后，对堵塞的滑道进行疏通。

分选装置6用于对可调滑槽4中落下的粮食进行检测，并在出现异物或坏粒时，将异物或坏粒去除，收集合格品。

该型设备的对粮食的筛选过程如下：

首先由操作人员根据待筛选的粮食种类的差异，对设备进行初始化设置，其中当待筛选的粮食为小麦、水稻、绿豆等粒径较小的粮食品种时，则通过升降驱动机构44将活动插板42插入到主滑槽41内，使得主滑槽41中的滑道数量增加进而减小单个滑道的宽度；同时操作人员通过第二驱动机构使得进料箱2出口处的提交挡板合拢，从而降低进料箱2出口的开度，使得粮食以较慢的速率从进料箱2中排出。

当待筛选的粮食为大豆、花生等大粒径粮食品种时，则通过升降驱动机构44将活动插板42从主滑槽41中移出，使得主滑槽41中的滑道数量减少进而扩大单个滑道的宽度；同时操作人员通过第二驱动机构是的进料箱2出口处的提交挡板张开，从而提高进料箱2出口的开度，使得粮食以较快的速率从进料箱2中排出。

粮食在进料箱2中收到排料螺杆22的挤压，因此会在进料箱2内分布均匀，并沿进料箱2的出口均匀排出；粮食从进料箱2排出后进入到振动喂料器3上，振动喂料器3的振动槽31本身是一个不停振动的槽体，粮食经振动喂料器3振动后，会排布得更加均匀，并沿振动槽31的条形开口落入到可调滑槽4中。由于进料箱2和振动槽31的处理，粮食基本上可以按照匀速的喂料方式进入到可调滑槽4中，可调滑槽4中每个滑道中的粮食的密度分布也是均匀的。

粮食沿可调滑槽4中的每个滑槽下落，进而运动到分选装置6中。操作人员选择相应的识别模式后，分选装置6利用色选机的工作原理对粮食进行识别，并将不合格的产品剔除，收集合格的粮食；从而达到精细化筛选的结果。

基于上述分析可以看出，在本实施例中，一方面，通过对进料箱2的排料速率的控制，以及可调滑槽4中滑道宽度的调节，使得该设备可以适用于多种不同品种粮食的筛选，提高了设备的通用性。另一方面，由于本实施例设置了可调滑槽4，有效替代了传统色选机分选机构前端中的输送带，因此大幅度降低了设备的成本和体积。可调滑槽4本身可以将粮食按照不同的滑道输送到分选装置6中，便于分选装置6对粮食进行图像识别和分选。另一方面可以粮食的落料过程更加均匀，减缓落料速率，提高色选装置的识别准确率。

本实施例中，进料箱2内安装的螺旋下料器中，每根排料螺杆22之间的间距可调；排料螺杆22的转速会影响到进料箱2的排料速率；排料螺杆22的间距对排料的速率和排料的均匀度也有影响；同时排料螺杆22的间距还会影响到排出的粮食的完整度。本实施例为了使得该设备可以适用于不同种类粮食的筛选工作，特别将进料箱2中的排料螺杆22设计成间距可调的结构。

本实施例中，活动插板42中隔板421高度等于主滑槽41中滑道的高度，隔板421的宽度等于主滑槽41中插槽的宽度；升降驱动机构44驱动隔板421插入到主滑槽41内时，隔板421顶部与主滑槽41的盖板43抵紧；升降驱动机构44驱动隔板421沿主滑槽41移出时，隔板421的顶部与主滑槽41的底板齐平，隔板421恰好封堵底板中的插槽。

主滑槽41底面的插槽可能会对滑槽的密封性产生影响，在本实施例中，通过对主滑槽41中插槽和活动插板42中的隔板421的尺寸设计，使得隔板421进出插槽时，均可以完全堵塞主滑槽41中的插槽。避免粮食落入到插槽和隔板421的间隙中，对升降机构的运行造成阻碍。从而提高设备的使用寿命，并提升滑道的顺畅度。

在本实施例中，滑道疏通装置5包括第一电磁阀51和第一喷气嘴，第一电磁阀51用于控制第一喷气嘴的气流通断；第一喷气嘴的数量为多个，分别设置在主滑槽41中每个滑道的底部，第一喷气嘴喷出的气流方向沿滑道的底部向上。

滑动疏通装置主要针对可调滑槽4中可能出现的堵料故障进行设计，该筛选装置中可调滑槽4的滑道出现堵塞后，打开相应滑道的第一电磁阀51，相应位置的第一喷气嘴对该滑道喷射高压气流完成滑道疏通，保证设备运行过程中的流畅度。相应地，为了使得可调滑槽4中滑道的堵塞问题更容易被发现，本实施例中可调滑槽4中的盖板43采用透明材质的盖板43。

其中，本实施例的分选装置6包括分选箱、图像识别机构和喷气分选机构；分选箱顶部设置条状的粮食入口，粮食入口与可调滑槽4中滑道底部的出口相接；图像识别机构包括背景板、图像传感器62，以及图像识别模块63；图像传感器62采集落入到分选箱内的粮食的图像，图像识别模块63对图像传感器62获取的图像进行分析，判断是否存在不合格的粮食；喷气分选机构包括第二电磁阀61、第二喷气嘴，以及压缩机，第二喷气嘴的数量为多个，分别设置在分选箱中粮食落点的一侧；第二电磁阀61用于控制第二喷气嘴的通断；第二喷气嘴根据图像识别模块63的分析结果，通过喷出的气流将粮食入口落下的不合格的粮食吹出；其中，为了降低设备的硬件成本，本实施例中的第一喷气嘴和第二喷气嘴使用相同的压缩机产生气源。

本实施例中，图像识别模块63的物料分类算法在色选的同时实现了形选的功能；图像识别模块63使用深度学习中的卷积神经网络来进行分类。卷积神经网络输入图像样本，经过其多层次的网络结构对图像特征进行归纳、学习，最开始学习的是基于像素的基础特征，接着上升到基于语义的抽象特征，最终结合所学习到的特征进行分类。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中，粮食筛选设备还包括中央控制模块100，第一电机23、第二电机24、振动电机32、电动缸440、图像识别模块63和第一电磁阀51、第二电磁阀61均与中央控制模块100电连接，中央控制模块100接收图像识别模块63的分析结果，并作出如下判断和决策：

(1)判断进入到分选箱内的粮食的粒径为大粒或小粒，当粮食粒径为大粒时，则通过升降驱动机构44使得活动插板42移出的主滑槽41外，扩大滑道宽度；当粮食粒径为小粒时，则通过升降驱动机构44将活动插板42插入到主滑槽41内；缩小滑道宽度；

(2)判断进入到分选箱内的粮食的分布是否均匀；当分布不均匀时，则通过第一电机23、第二电机24、振动驱动机构、升降驱动机构44调节进料箱2、振动喂料器3和可调滑槽4的运行模式，使得粮食进入分选箱时分布更加均匀；

(3)判断进入到分选箱内的粮食对应的可调滑槽4的滑道是否出现堵塞，当出现堵塞时，则打开对应位置的第一喷气嘴的第一电磁阀51，通过气流疏通相应的滑道；

(4)判断进入到分选箱内的粮食是否存在不合格品，当出现不合格品时，则打开对应位置的第二喷气嘴的第二电磁阀61，通过气流将不合格品吹离到正常落点区域之外。

在本实施例中，设备的运行过程由中央控制模块100根据程序进行自主控制，由中央控制模块100向其它的执行机构发送控制指令。其中，中央控制模块100首先根据待筛选的粮食品种，对设备的运行过程进行初始化设置。在设备运行过程出现各种突发性故障时，中央控制模块100可以根据预先设计的处理对设备的运行模式和参数进行调整。因此本实施例的产品相对实施例1的产品而言，自动化程度大大提高；降低了操作人员的工作负担，提高了设备的生产效率。

实施例3

本实施例与实施例2的区别在于：本实施例中，调节挡板21沿水平方向安装在进料箱2底部的出口处，调节挡板21通过水平移动的方式调节出口的开度；调节挡板21沿移动方向的两侧设置轨道槽25；第二驱动机构包括第二电机24、齿轮和齿条；齿条安装在调节挡板21上，齿条与调节挡板21两侧的轨道槽25的延伸方向平行；齿轮安装在第二电机24的输出轴上；齿轮与齿条啮合传动。

在本实施例中，调节挡板21不再采用转动的方式调节进料箱2出口的开度，而是采用水平移动的方式完成对进料箱2开口的开度调节。在实施例1中的，由于调节挡板21采用翻转的方式完成开合，因此进料箱2出口的排料方向是朝向侧方的。而在本实施例的这种调节方式下，进料箱2的出口是朝下的，粮食是沿进料箱2出口垂直降落到振动喂料器3的振动槽31内的。分析二者中排出的粮食的运动关系可以发现，本实施例的进料箱2中，随着排料过程的持续，后排出的粮食会阻碍先排出的粮食的反弹运动，因此，本实施例中粮食落到振动槽31后基本上不会发生跳动。

此外，本实施例中，活动插板42中的每片隔板421的顶部还设置封堵板422，封堵板422与隔板421垂直，隔板421和封堵板422的组合体的截面呈T字型；封堵板422的宽度和长度与主滑槽41中滑道的长度和宽度相匹配；活动插板42插入到主滑槽41内时，封堵板422与主滑槽41的盖板43贴紧，活动插板42从主滑槽41移出时，封堵板422密封滑道的底面。

封堵板422的作用是进一步提高主滑槽41中各个滑道的密封性，活动插板42插入时，封堵板422抵紧滑道的顶部的盖板43；活动插板42移出时，封堵板422又会抵紧滑道底部的插槽。由此可见，在活动插板42插入或移出过程中，主滑槽41的插槽处均能够被完整封堵。这大大提高了可调滑槽4的可靠性，防止可调滑槽4在运行过程中出现堵塞的故障。

实施例4

如图10所示，本实施例提供一种多功能精细化粮食筛选设备的控制方法，该控制方法应用于实施例2-3中的多功能精细化粮食筛选设备中，用于对设备的运行过程进行控制；该控制方法包括如下步骤：

S1：设备开机，自动初始化并完成自检，判断是否存在设备故障：

(1)当存在设备故障时，则设备停止运行，并提醒操作人员关机检修；

(2)当设备不存在设备故障时，则设备按照初始化参数运行；

S2：进料系统开启，进料箱2中的调节挡板21打开，螺旋下料器和振动喂料器3运转；

S3：图像识别模块63基于图像传感器62获取的图像，判断进入到分选箱内的粮食的粒径大小：

(1)当筛选的粮食为大粒径粮食时，则通过升降驱动机构44使得活动插板42移出的主滑槽41外，扩大滑道宽度；

(2)当筛选的粮食为小粒径粮食时，则通过升降驱动机构44将活动插板42插入到主滑槽41内；缩小滑道宽度；

S4：图像识别模块63基于图像传感器62获取的图像，判断进入到分选箱内的粮食的分布是否均匀；判断结果包括各滑道落料均匀、各滑道落料不均匀、以及局部滑道中无落料；中央控制模块100基于上述判断结果做出如下决策：

(1)当各滑道落料均匀时，则不对流量调节系统做出调整，同时进入粮食分选过程的步骤；

(2)当各滑道落料不均匀时，则通过流量调节系统对设备运行参数做出调整，并对调整后的落料情况重新进行判断；

(3)当局部滑道中无落料时，则判断无落料的当前滑道存在堵塞，通过滑道疏通装置5完成相应滑道的疏通；

S5：图像识别模块63基图像传感器62获得图像，判断沿各滑道落入到分选箱内的粮食是否存在不合格品：

(1)当存在不合格品时，则通过喷气分选机构将不合格品吹离到粮食的自然落点之外；

(2)当不存在不合格品时，则在分选箱下方的粮食落点处，对合格的粮食进行收集。

其中，步骤S3中的各滑道落料不均匀的判断结果分为两种，即落料过密和落料过稀；基于上述判断结果，流量调节系统做出的决策如下：

(1)当判断落料过密时，则依次调节挡板21减小进料箱2出口的开度；降低振动喂料器3的振动频率和幅度；减小可调滑槽4中的滑道宽度；

(2)当判断落料过稀时，则依次通过调节挡板21增大进料箱2出口的开度；提高振动喂料器3的振动频率和幅度；增大可调滑槽4中的滑道宽度。

其中，流量调节系统指设备中用于调节滑道中粮食流量的各组件的总和，包括：调节挡板21、振动落料器、可调滑槽4和滑道疏通装置5，其中系统的控制流图如图11所示，图中的轨道指可调滑槽4中的滑道。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能精细化粮食筛选设备，包括机架，其特征在于，所述多功能精细化粮食筛选还设备包括：

进料箱，其位于所述机架的顶部，用于接收待筛选的粮食，并对接收的粮食进行临时缓冲存储以及初步分流；所述进料箱包括箱体、螺旋下料器、调节挡板、第一驱动机构和第二驱动机构；所述螺旋下料器包括多根平行设置在箱体内的排料螺杆，排料螺杆中设有缠绕在杆身外周的螺旋线型的连续叶片；所述箱体上口为进料口；所述箱体的内腔中，沿中间向下的口径逐渐减小；箱体下部的出口呈长条形；所述调节挡板设置在箱体出口处，调节挡板用于调节箱体出口处的开度；所述第一驱动机构用于驱动螺旋下料器中的排料螺杆转动；所述第二驱动机构用于驱动调节挡板调整箱体出口的开度；

振动喂料器，其包括振动驱动机构和振动槽，所述振动喂料器中的振动槽安装在进料箱的出口下方，所述振动槽的侧面设置条形开口；所述振动驱动机构用于驱动振动槽振动，并使得振动槽内的粮食沿振动槽侧面的条形开口落下；

可调滑槽，其设置在振动喂料器下方，并与所述振动喂料器的条形开口相接；所述可调滑槽的宽度等于所述振动槽的条形开口宽度；所述可调滑槽包括主滑槽、活动插板和升降驱动机构；所述主滑槽从靠近振动喂料器的条形开口的一端倾斜向下固定安装在机架上；所述主滑槽内由多片相互平行的珊条分割成多条等间距的滑道；所述主滑槽的正面设置盖板，所述主滑槽的背面设置底板，所述底板表面设置多条相互平行的插槽，所述插槽沿主滑槽的滑道方向延伸，并分布在主滑槽中每条滑道的等分点位置；所述活动插板包括底板和垂直在底板上的多片长条形的隔板；所述活动插板中隔板的数量和间距与主滑槽中的插槽的数量和间距相匹配，使得所述活动插板可通过将隔板插入或移出主滑槽的方式，改变主滑槽中的滑道数量；所述升降驱动机构安装在活动插板的底板背面，所述升降驱动机构用于驱动活动插板插入到主滑槽内或从主滑槽内移出；

滑道疏通装置，其用于在可调滑槽中的滑道堵塞后，对堵塞的滑道进行疏通；以及

分选装置，其用于对可调滑槽中落下的粮食进行检测，并在出现异物或坏粒时，将异物或坏粒去除，收集合格品。

2.如权利要求1所述的多功能精细化粮食筛选设备，其特征在于：所述进料箱内安装的螺旋下料器中，每根排料螺杆之间的间距可调；所述第一驱动机构中的动力源选择第一电机。

3.如权利要求2所述的多功能精细化粮食筛选设备，其特征在于：所述调节挡板沿水平方向安装在所述进料箱底部的出口处，所述调节挡板通过水平移动的方式调节所述出口的开度；所述调节挡板沿移动方向的两侧设置轨道槽；所述第二驱动机构包括第二电机、齿轮和齿条；所述齿条安装在所述调节挡板上，齿条与调节挡板两侧的轨道槽的延伸方向平行；所述齿轮安装在所述第二电机的输出轴上，所述齿轮与所述齿条啮合传动。

4.如权利要求3所述的多功能精细化粮食筛选设备，其特征在于：所述活动插板中隔板高度等于所述主滑槽中滑道的高度，所述隔板的宽度等于所述主滑槽中插槽的宽度；所述升降驱动机构驱动隔板插入到主滑槽内时，所述隔板顶部与所述主滑槽的盖板抵紧；所述升降驱动机构驱动隔板沿主滑槽移出时，所述隔板的顶部与所述主滑槽的底板齐平，所述隔板恰好封堵所述底板中的插槽。

5.如权利要求4所述的多功能精细化粮食筛选设备，其特征在于：所述活动插板中的每片隔板的顶部还设置封堵板，封堵板与所述隔板垂直，隔板和封堵板的组合体的截面呈T字型；所述封堵板的宽度和长度与所述主滑槽中滑道的长度和宽度相匹配；所述活动插板插入到主滑槽内时，封堵板与所述主滑槽的盖板贴紧，所述活动插板从主滑槽移出时，所述封堵板密封所述滑道的底面。

6.如权利要求5所述的多功能精细化粮食筛选设备，其特征在于：所述滑道疏通装置包括第一电磁阀和第一喷气嘴，所述第一电磁阀用于控制第一喷气嘴的气流通断；所述第一喷气嘴的数量为多个，分别设置在所述主滑槽中每个滑道的底部，所述第一喷气嘴喷出的气流方向沿滑道的底部向上。

7.如权利要求6所述的多功能精细化粮食筛选设备，其特征在于：所述分选装置包括分选箱、图像识别机构和喷气分选机构；所述分选箱顶部设置条状的粮食入口，所述粮食入口与所述可调滑槽中滑道底部的出口相接；所述图像识别机构包括背景板、图像传感器，以及图像识别模块；图像传感器采集落入到分选箱内的粮食的图像，图像识别模块对图像传感器获取的图像进行分析，判断是否存在不合格的粮食；所述喷气分选机构包括第二电磁阀、第二喷气嘴，以及压缩机，所述第二喷气嘴的数量为多个，分别设置在分选箱中粮食落点的一侧；所述第二电磁阀用于控制第二喷气嘴的通断；所述第二喷气嘴根据图像识别模块的分析结果，通过喷出的气流将粮食入口落下的不合格的粮食吹出；所述第一喷气嘴和第二喷气嘴使用相同的压缩机产生气源。

8.如权利要求7任意一项所述的多功能精细化粮食筛选设备，其特征在于：所述粮食筛选设备还包括中央控制模块，所述第一电机、第二电机、振动驱动机构、升降驱动机构、图像识别模块和第一电磁阀、第二电磁阀均与中央控制模块电连接，所述中央控制模块接收所述图像识别模块的分析结果，并作出如下判断和决策：

(1)判断进入到分选箱内的粮食的粒径为大粒或小粒，当粮食粒径为大粒时，则通过升降驱动机构使得活动插板移出的主滑槽外，扩大滑道宽度；当粮食粒径为小粒时，则通过升降驱动机构将活动插板插入到主滑槽内；缩小滑道宽度；

(2)判断进入到分选箱内的粮食的分布是否均匀；当分布不均匀时，则通过第一电机、第二电机、振动驱动机构、升降驱动机构调节进料箱、振动喂料器和可调滑槽的运行模式，使得粮食进入分选箱时分布更加均匀；

(3)判断进入到分选箱内的粮食对应的可调滑槽的滑道是否出现堵塞，当出现堵塞时，则打开对应位置的第一喷气嘴的第一电磁阀，通过气流疏通相应的滑道；

(4)判断进入到分选箱内的粮食是否存在不合格品，当出现不合格品时，则打开对应位置的第二喷气嘴的第二电磁阀，通过气流将不合格品吹离到正常落点区域之外。

9.一种多功能精细化粮食筛选设备的控制方法，其特征在于：所述控制方法应用于权利要求1-8任意一项所述的多功能精细化粮食筛选设备中，用于对设备的运行过程进行控制；所述控制方法包括如下步骤：

S1：设备开机，自动初始化并完成自检，判断是否存在设备故障：

(1)当存在设备故障时，则设备停止运行，并提醒操作人员关机检修；

(2)当设备不存在设备故障时，则设备按照初始化参数运行；

S2：进料系统开启，进料箱中的调节挡板打开，螺旋下料器和振动喂料器运转；

S3：图像识别模块基于图像传感器获取的图像，判断进入到分选箱内的粮食的粒径大小：

(1)当筛选的粮食为大粒径粮食时，则通过升降驱动机构使得活动插板移出的主滑槽外，扩大滑道宽度；

(2)当筛选的粮食为小粒径粮食时，则通过升降驱动机构将活动插板插入到主滑槽内；缩小滑道宽度；

S4：图像识别模块基于图像传感器获取的图像，判断进入到分选箱内的粮食的分布是否均匀；所述判断结果包括各滑道落料均匀、各滑道落料不均匀、以及局部滑道中无落料；中央控制模块基于上述判断结果做出如下决策：

(1)当各滑道落料均匀时，则不对流量调节系统做出调整，同时进入粮食分选过程的步骤；

(2)当各滑道落料不均匀时，则通过流量调节系统对设备运行参数做出调整，并对调整后的落料情况重新进行判断；

(3)当局部滑道中无落料时，则判断无落料的当前滑道存在堵塞，通过滑道疏通装置完成相应滑道的疏通；

S5：图像识别模块基图像传感器获得图像，判断沿各滑道落入到分选箱内的粮食是否存在不合格品：

(1)当存在不合格品时，则通过喷气分选机构将不合格品吹离到粮食的自然落点之外；

(2)当不存在不合格品时，则在分选箱下方的粮食落点处，对合格的粮食进行收集。

10.如权利要求9所述的多功能精细化粮食筛选设备的控制方法，其特征在于：步骤S3中，各滑道落料不均匀的判断结果分为两种，即落料过密和落料过稀；基于上述判断结果，流量调节系统做出的决策如下：

(1)当判断落料过密时，则依次调节挡板减小进料箱出口的开度；降低振动喂料器的振动频率和幅度；减小可调滑槽中的滑道宽度；

(2)当判断落料过稀时，则依次通过调节挡板增大进料箱出口的开度；提高振动喂料器的振动频率和幅度；增大可调滑槽中的滑道宽度。

Images