大豆室内单株脱粒的制造方法
【专利摘要】大豆室内单株脱粒机，包括机架，所述机架底部设有动力驱动装置和接种装置，机架上部设有脱粒装置和抽杂除尘装置，脱粒装置顶部设有喂入口，脱粒装置的下方设有凹板筛，凹板筛下方设有导流结构，导流结构下部一侧设有清选装置，清选装置的吹风口朝向抽杂除尘装置的进口，动力驱动装置的动力输出端分别与脱粒装置和清选装置的动力输入端传动连接，导流结构的下端出口位于接种装置正上方。本发明脱粒干净完全，籽粒无损伤，在机内无残留；清选干净，无参杂；除尘集杂效果好，对环境无污染。
【专利说明】大豆室内单株脱粒机
【技术领域】
[0001]本发明属于农业机械【技术领域】，尤其涉及一种农业科研育种专用的大豆室内单株脱粒机。
【背景技术】
[0002]大豆是粮食作物中蛋白质含量最丰富的作物之一，也是食用植物油的重要来源，对于维护油脂供给安全、改善居民膳食结构和发展畜牧业，具有极其重要的意义。大豆科研是大豆产业安全的重要保障，科研上大豆种子脱粒和大豆产量测定，需要对大量单株、株行或少量试验材料进行完全且无损失无混杂脱粒和准确的计数及称重。
[0003]目前我国大豆科研试验的单株脱粒工作主要靠人工和普通脱粒机完成，采用人工脱粒，收获期较长，贻误农时，间接损失大，试验数据可比性差。采用普通大豆脱粒机脱粒，籽粒破碎率和夹带损失率较高，工作时烟尘弥漫，危害操作人员身体健康。作业结束后机器内部清理困难，籽粒残留量大，导致破碎损失严重，造成实验数据可靠性较差。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种操作简单、脱净率高、无扬尘、总损失少、工作效率高、能准确反映科研试验结果、满足实验室长周期科研试验要求的大豆室内单株脱粒机。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:大豆室内单株脱粒机，包括机架2，所述机架2底部设有动力驱动装置22和接种装置，机架2上部设有脱粒装置和抽杂除尘装置，脱粒装置顶部设有喂入口 9，脱粒装置的下方设有凹板筛7，凹板筛7下方设有导流结构，导流结构下部一侧设有 清选装置，清选装置的吹风口朝向抽杂除尘装置的进口，动力驱动装置22的动力输出端分别与脱粒装置和清选装置的动力输入端传动连接，导流结构的下端出口位于接种装置正上方。
[0006]所述接种装置包括设在机架2上的上下通透的漏斗21和位于漏斗21下方的抽屉式接种盒23。
[0007]所述脱粒装置包括设在机架2上的滚筒24以及水平转动连接在机架2上并位于滚筒24内的脱粒棍8，喂入口 9设在滚筒24顶部，喂入口 9处设有喂入夹持手柄10，脱粒辊8上轴向设有至少两道横杆25，相邻两根横杆25之间的脱粒辊8上均匀设置有脱粒弓齿26和梳整弓齿27，凹板筛7设在滚筒24下部，滚筒24侧部设有用于排出秸杆的锯齿凹板11，锯齿凹板的内表面为锯齿状结构，锯齿凹板11上端铰接在滚筒24的外表面,锯齿凹板11上设有转动手柄12，锯齿凹板11的下方设有抽屉式储杂盒16。
[0008]所述导流结构包括位于脱粒装置下方的上滑板5以及位于抽杂除尘装置下方的上封闭板15和下滑板19，上滑板5、下滑板19和上封闭板15的下端均向中部倾斜，下滑板19和上滑板5下端分别位于漏斗21两侧的上方，下滑板19和上封闭板15之间形成上小下大的V型通道28，V型通道28的上端和下端分别与抽杂除尘装置的进口和清选装置的吹风口连接，下滑板19和上封闭板15之间设有平行于下滑板19的小籽粒回收漏种板17，小籽粒回收漏种板17上设有漏籽孔。
[0009]所述抽杂除尘装置包括抽杂除尘风机14，抽杂除尘风机14的出口连接有除尘集杂袋13，机架2上设有与V型通道28的上部连接的单向补风阀18。
[0010]所述动力驱动装置22为电动机,动力驱动装置22动力输出端分别通过传动带20与脱粒装置和清选装置的动力输入端传动连接。
[0011]所述机架2下设有万向轮I。
[0012]所述机架2上设有控制动力驱动装置22和抽杂除尘装置的控制箱6。
[0013]所述清选装置包括设在机架2上的风机壳4和位于风机壳4内的清选风机3，所述吹风口设在风机壳4内侧。
[0014]采用上述技术方案，电动机经传动带带动脱粒棍及清选风机高速转动，抽杂除尘装置由自有电机带动，脱粒时，首先将大豆植株固定在喂入夹持手柄上，依次启动抽杂除尘风机和动力驱动装置，大豆植株经喂入口伸入到滚筒内，脱粒辊上的横杆、脱粒弓齿和梳整弓齿将大豆脱粒出来，完成脱粒后的混合籽粒和杂物通过凹板筛，落在上滑板上，再向下落时清选风机的吹风下把杂物和种子分离，干净的种子落入漏斗流入抽屉式接种盒，其它杂物通过V型通道由抽杂除尘风机抽入集杂除尘袋中，轻质的杂物中多携带的小籽粒通过小籽粒回收漏种板上的漏籽孔，通过下滑板落入到漏斗内。种子脱粒结束后，拉出喂入夹持手柄，将脱粒后的大豆植株拉出脱粒室，之后转动排秸杆操作手柄打开锯齿凹板，使滚筒内残余杂质排入抽屉式储杂盒。为了更好的清理残留杂物，可以在机架的四周开有几个清扫窗口，保证籽粒在机内的残留量为零。
[0015]本发明中的脱粒 装置采用的复合式脱粒辊进行脱粒作业，是根据人工场地脱粒流程设计的，其主要应用了揉搓式原理中的圆纹杆结构对植株先进行捶打碾压脱粒，后通过打击式原理中的弓齿结构进行梳刷抖动使籽粒脱落，随脱粒辊转动交替进行，实现全面脱粒。复合式脱粒辊的转速低，脱粒部件圆钝，对籽粒的冲击力小，脱粒过程较为柔和，种子损伤小，同时配有集杂除尘装置，保证工作环境良好，维护工作人员健康。
[0016]本发明的关键部件为喂入机构、脱粒装置、清选装置、集杂除尘装置。其中喂入机构对大豆茎杆进行牢固夹持，确保大豆稳定均匀喂入；脱粒装置对大豆植株进行脱粒；清选装置对脱落的豆粒和杂质进行分离清选；集杂除尘装置具有收集杂质和除尘的功能。
[0017]喂入机构采用喂入夹持手柄，作用是对大豆茎杆稳定夹持，使其连续均匀的送至脱粒滚筒内。工作时，大豆植株由喂入口填入，在喂入夹持手柄的作用下进入喂入滚筒底部，使豆荚能全部进入脱粒室内，完成脱粒分离过程。
[0018]普通半喂入脱粒机工作时，操作人员握持大豆茎杆喂入脱粒时难免因滚筒的脱粒冲击力而脱手，造成整株进入脱粒室，导致缠草等问题。为此，本发明在机架上设置了喂入夹持手柄，通过喂入夹持手柄不仅能使植株稳定的进入滚筒内，还能在脱粒完成时顺利的抽出已脱秸杆，使机器清理更加方便快捷，而且安全可靠，防止触碰手指。
[0019]在喂入瞬间，大豆与高速旋转的脱粒辊接触.若脱粒辊外圆直径的线转速过大.则大豆的瞬间冲击力较大，会造成严重的损伤及破碎。在喂入量和脱粒辊转速一定的情况下，脱粒辊直径越大，脱粒辊外圆的旋转线速度越大，不仅会导致果穗的脱净率和籽粒损伤率较高，而且会增加能源消耗；相反，脱粒辊直径越小，脱粒能力越差，消耗时间越长，脱净率及工作效率也越低。因此，需要选择合适的脱粒辊直径，以兼顾脱净率及脱粒质量的要求，脱粒棍直径可以为150 mm、长为320 mm。
[0020]锯齿凹板安装在脱粒辊一侧，增大了豆杆在滚筒内的有效拍打摩擦面积。因此，在保证脱粒干净的前提下，可在很大程度上降低脱粒辊的转速(由1000转/ min降至500转/ min左右)，脱粒棍转速低,大大改善了脱粒工作状况,碎荚断杆减少，给清选机构工作创造了良好的条件。为进一步提高清洁率打下基础，同时也解决了夹带损失的问题。
[0021]锯齿凹板和凹板筛组合采用180°包角，其中锯齿凹板包角为60°，凹板筛包角为120°，凹板筛直径均为200 mm。比一般脱粒机凹板筛面积增大80%左右，所以脱粒分离更彻底、夹带少。锯齿凹板间隙可由排秸杆操作手柄进行调整，一般为25— 40 mm，且在脱粒完成时可转动打开，及时排出滚筒内残留杂物。凹板筛的作用是分离脱出物中的籽粒，并配合脱粒辊实现揉搓脱粒。
[0022]清选装置的作用是实现大豆与杂物分离，本发明采用吹吸风结合清选方式。大豆脱粒后经凹板筛漏下，杂物在清选风机和抽杂除尘风机的作用下沿下滑板斜向上进入V型通道，经抽杂除尘风机进入除尘集杂袋中。下滑板的形状为间断的板面，此结构具有单向阻推作用，因此，在保证足够清选风速的前提下，实现二次清选分离，既有效地提高了清选效果，也降低了损失率。
[0023]抽杂除尘装置由抽杂除尘风机14、除尘集杂袋13及吸尘管组成，在抽风机负压吸力的作用下，使得杂余和灰尘经排杂口和抽风机进入集尘袋内，整个工作环境不受任何污染，实现了绿色环保又利于人们健康。集尘器的作用是收集杂余和灰尘。除尘集杂袋选用圆筒形纤维编织袋，材料 为208涤纶过滤布，其透气性能好、阻力小、收尘量大，耐折磨等特点，用人工振打清灰，布袋内的灰尘一般不外冒，除尘效果明显。抽风机选用一般农用离心抽风机，自带电机提供动力。由于设置的了单向补风阀18，这样可以根据抽杂除尘风机的用风量进行调节，此类型抽杂除尘风机结构简单，体积小，便于安装，风量大小可自由调整，使用方便。
[0024]所述抽杂除尘装置包括抽杂除尘风机14，抽杂除尘风机14的出口连接有除尘集杂袋13，机架2上设有与V型通道28的上部连接的单向补风阀18。
[0025]综上所述，本发明具以下有三个创新点:
1、本发明的脱粒装置模仿人工脱粒过程，即通过转动的圆杆拍打碾压大豆植株进行初步脱粒，随后由分布在圆杆之后的脱粒弓齿对碾压后的植株进行梳刷和抖动，使豆粒的脱落，最后由成V字分布于脱粒弓齿之后的梳整弓齿将植株往滚筒中心聚拢，增强圆杆和脱粒弓齿的脱粒作用，同时进一步翻动大豆植株，使豆粒及时脱落，减少机械损伤。
[0026]2、本发明设置有开启式脱粒锯齿凹板，通过外连接手柄控制凹板启闭，易于控制脱粒程度和机器清理。
[0027]3、本发明设置有抽杂除尘装置，工作时无扬尘，对环境污染小，适合室内使用。
[0028]本发明根据人工脱粒流程，通过仿形模拟设计了一种操作简单，脱净率高，无扬尘，总损失少，工作效率高，能准确反映科研试验结果，满足实验室长周期科研试验要求的大豆室内专用单株脱粒机。本发明脱粒干净完全，籽粒无损伤，在机内无残留；清选干净，无参杂；除尘集杂效果好，对环境无污染。【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中脱粒辊的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]如图1和图2所示，本发明的大豆室内单株脱粒机，包括机架2，所述机架2底部设有动力驱动装置22和接种装置，机架2上部设有脱粒装置和抽杂除尘装置，脱粒装置顶部设有喂入口 9，脱粒装置的下方设有凹板筛7，凹板筛7下方设有导流结构，导流结构下部一侧设有清选装置，清选装置的吹风口朝向抽杂除尘装置的进口，动力驱动装置22的动力输出端分别与脱粒装置和清选装置的动力输入端传动连接，导流结构的下端出口位于接种装置正上方。
[0031]接种装置包括设在机架2上的上下通透的漏斗21和位于漏斗21下方的抽屉式接种盒23。
[0032]脱粒装置包括设在机架2上的滚筒24以及水平转动连接在机架2上并位于滚筒24内的脱粒辊8，喂入口 9设在滚筒24顶部，喂入口 9处设有喂入夹持手柄10，脱粒辊8上轴向设有至少两道横杆25，相邻两根横杆25之间的脱粒辊8上均匀设置有脱粒弓齿26和梳整弓齿27，凹板筛7设在滚筒24下部，滚筒24侧部设有用于排出秸杆的锯齿凹板11，锯齿凹板的内表面为锯齿状结构，锯齿凹板11上端铰接在滚筒24的外表面,锯齿凹板11上设有转动手柄12，锯齿凹板11的下方设有抽屉式储杂盒16。
[0033]导流结构包括位于脱粒装置下方的上滑板5以及位于抽杂除尘装置下方的上封闭板15和下滑板19，上滑 板5、下滑板19和上封闭板15的下端均向中部倾斜，下滑板19和上滑板5下端分别位于漏斗21两侧的上方，下滑板19和上封闭板15之间形成上小下大的V型通道28，V型通道28的上端和下端分别与抽杂除尘装置的进口和清选装置的吹风口连接，下滑板19和上封闭板15之间设有平行于下滑板19的小籽粒回收漏种板17，小籽粒回收漏种板17上设有漏籽孔。
[0034]抽杂除尘装置包括抽杂除尘风机14，抽杂除尘风机14的出口连接有除尘集杂袋13，机架2上设有与V型通道28的上部连接的单向补风阀18。
[0035]动力驱动装置22为电动机,动力驱动装置22动力输出端分别通过传动带20与脱粒装置和清选装置的动力输入端传动连接。
[0036]机架2下设有万向轮I。万向轮I起到在室内移动的作用。
[0037]机架2上设有控制动力驱动装置22和抽杂除尘装置的控制箱6。
[0038]清选装置包括设在机架2上的风机壳4和位于风机壳4内的清选风机3，所述吹风口设在风机壳4内侧。
[0039]本发明在工作使用时，电动机22经传动带20带动脱粒辊8及清选风机3高速转动，抽杂除尘装置由自有电机带动，脱粒时，首先将大豆植株固定在喂入夹持手柄10上，依次启动抽杂除尘风机14和动力驱动装置22，大豆植株经喂入口 9伸入到滚筒24内，脱粒辊8上的横杆25、脱粒弓齿26和梳整弓齿27将大豆脱粒出来，完成脱粒后的混合籽粒和杂物通过凹板筛7，落在上滑板上，再向下落时清选风机3的吹风下把杂物和种子分离，干净的种子落入漏斗21流入抽屉式接种盒23，其它杂物通过V型通道28由抽杂除尘风机14抽入除尘集杂袋13中，轻质的杂物中多携带的小籽粒通过小籽粒回收漏种板17上的漏籽孔，通过下滑板19落入到漏斗21内。种子脱粒结束后，拉出喂入夹持手柄10，将脱粒后的大豆植株拉出脱粒室，之后转动排秸杆操作手柄12打开锯齿凹板11，使滚筒24内残余杂质排入抽屉式储杂盒16。为了更好的清理残留杂物，可以在机架的四周开有几个清扫窗口，保证籽粒在机内的残留量为零。
[0040]本发明中的脱粒装置采用的复合式脱粒辊8进行脱粒作业，是根据人工场地脱粒流程设计的，其主要应用了揉搓式原理中的圆纹杆结构对植株先进行捶打碾压脱粒，后通过打击式原理中的弓齿结构进行梳刷抖动使籽粒脱落，随脱粒辊8转动交替进行，实现全面脱粒。复合式脱粒辊8的转速低，脱粒部件圆钝，对籽粒的冲击力小，脱粒过程较为柔和，种子损伤小，同时配有集杂除尘装置，保证工作环境良好，维护工作人员健康。
[0041]本发明的关键部件为喂入机构、脱粒装置、清选装置、集杂除尘装置。其中喂入机构对大豆茎杆进行牢固夹持，确保大豆稳定均匀喂入；脱粒装置对大豆植株进行脱粒；清选装置对脱落的豆粒和杂质进行分离清选；集杂除尘装置具有收集杂质和除尘的功能。
[0042]喂入机构采用喂入夹持手柄10，作用是对大豆茎杆稳定夹持，使其连续均匀的送至脱粒滚筒24内。工作时，大豆植株由喂入口 9填入，在喂入夹持手柄10的作用下进入喂入滚筒24底部，使豆荚能全部进入脱粒室内，完成脱粒分离过程。
[0043]普通半喂入脱粒机工作时，操作人员握持大豆茎杆喂入脱粒时难免因滚筒24的脱粒冲击力而脱手，造成整株进入脱粒室，导致缠草等问题。为此，本发明在机架2上设置了喂入夹持手柄10，通过喂入夹持手柄10不仅能使植株稳定的进入滚筒24内，还能在脱粒完成时顺利的抽出已脱秸杆，使机器清理更加方便快捷，而且安全可靠，防止触碰手指。
[0044]在喂入瞬间，大豆与高速旋转的脱粒辊8接触.若脱粒辊8外圆直径的线转速过大.则大豆的瞬间冲击力较大，会造成严重的损伤及破碎。在喂入量和脱粒辊8转速一定的情况下，脱粒辊8直径越大，脱粒辊8外圆的旋转线速度越大，不仅会导致果穗的脱净率和籽粒损伤率较高，而且会增加能源消耗；相反，脱粒辊8直径越小，脱粒能力越差，消耗时间越长，脱净率及工作效率也越低。因此，需要选择合适的脱粒辊8直径，以兼顾脱净率及脱粒质量的要求，脱粒辊8直径可以为150 mm、长为320 mm。
[0045]锯齿凹板11安装在脱粒辊8 —侧，增大了豆杆在滚筒24内的有效拍打摩擦面积。因此，在保证脱粒干净的前提下，可在很大程度上降低脱粒辊8的转速(由1000转/ min降至500转/ min左右),脱粒棍8转速低,大大改善了脱粒工作状况,碎荚断杆减少，给清选机构工作创造了良好的条件。为进一步提高清洁率打下基础，同时也解决了夹带损失的问题。
[0046]锯齿凹板11和凹板筛7组合采用180°包角，其中锯齿凹板11包角为60°，凹板筛7包角为120°，凹板筛7直径均为200 mm。比一般脱粒机凹板筛7面积增大80%左右，所以脱粒分离更彻底、夹带少。锯齿凹板11间隙可由排秸杆操作手柄12进行调整，一般为25—40 mm，且在脱粒完成时可转动打开，及时排出滚筒24内残留杂物。凹板筛7的作用是分离脱出物中的籽粒，并配合脱粒辊8实现揉搓脱粒。
[0047]清选装置的作用是实现大豆与杂物分离，本发明采用吹吸风结合清选方式。大豆脱粒后经凹板筛7漏下，杂物在清选风机3和抽杂除尘风机14的作用下沿下滑板19斜向上进入V型通道28，经抽杂除尘风机14进入除尘集杂袋13中。下滑板19的形状为间断的板面，此结构具有单向阻推作用，因此，在保证足够清选风速的前提下，实现二次清选分离，既有效地提高了清选效果，也降低了损失率。
[0048]抽杂除尘装置由抽杂除尘风机14、除尘集杂袋13及吸尘管组成，在抽杂除尘风机负压吸力的作用下，使得杂余和灰尘经排杂口和抽杂除尘风机进入集尘袋内，整个工作环境不受任何污染，实现了绿色环保又利于人们健康。集尘器的作用是收集杂余和灰尘。除尘集杂袋13选用圆筒形纤维编织袋，材料为208涤纶过滤布，其透气性能好、阻力小、收尘量大，耐折磨等特点，用人工振打清灰，布袋内的灰尘一般不外冒，除尘效果明显。抽杂除尘风机14选用一般农用离心抽风机，自带电机提供动力。此类型抽杂除尘风机14结构简单，体积小，便于安装，风量大小可自由调整，使用方便。
[0049]本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保 护范围。
【权利要求】
1.大豆室内单株脱粒机，包括机架(2)，其特征在于:所述机架(2)底部设有动力驱动装置(22)和接种装置，机架(2)上部设有脱粒装置和抽杂除尘装置，脱粒装置顶部设有喂入口(9)，脱粒装置的下方设有凹板筛(7)，凹板筛(7)下方设有导流结构，导流结构下部一侧设有清选装置，清选装置的吹风口朝向抽杂除尘装置的进口，动力驱动装置(22)的动力输出端分别与脱粒装置和清选装置的动力输入端传动连接，导流结构的下端出口位于接种装置正上方。
2.根据权利要求1所述的大豆室内单株脱粒机，其特征在于:所述接种装置包括设在机架(2)上的上下通透的漏斗(21)和位于漏斗(21)下方的抽屉式接种盒(23)。
3.根据权利要求1或2所述的大豆室内单株脱粒机，其特征在于:所述脱粒装置包括设在机架(2)上的滚筒(24)以及水平转动连接在机架(2)上并位于滚筒(24)内的脱粒辊(8)，喂入口(9)设在滚筒(24)顶部，喂入口(9)处设有喂入夹持手柄(10)，脱粒辊(8)上轴向设有至少两道横杆(25)，相邻两根横杆(25)之间的脱粒辊(8)上均匀设置有脱粒弓齿(26 )和梳整弓齿(27 )，凹板筛(7 )设在滚筒(24)下部，滚筒(24)侧部设有用于排出秸杆的锯齿凹板(11 )，锯齿凹板的内表面为锯齿状结构，锯齿凹板(11)上端铰接在滚筒(24 )的外表面，锯齿凹板(11)上设有转动手柄(12)，锯齿凹板(11)的下方设有抽屉式储杂盒(16)。
4.根据权利要求3所述的大豆室内单株脱粒机，其特征在于:所述导流结构包括位于脱粒装置下方的上滑板 (5)以及位于抽杂除尘装置下方的上封闭板(15)和下滑板(19)，上滑板(5 )、下滑板(19 )和上封闭板(15 )的下端均向中部倾斜，下滑板(19 )和上滑板(5 )下端分别位于漏斗(21)两侧的上方，下滑板(19)和上封闭板(15)之间形成上小下大的V型通道(28)，V型通道(28)的上端和下端分别与抽杂除尘装置的进口和清选装置的吹风口连接，下滑板(19)和上封闭板(15)之间设有平行于下滑板(19)的小籽粒回收漏种板(17)，小籽粒回收漏种板(17)上设 有漏籽孔。
5.根据权利要求4所述的大豆室内单株脱粒机，其特征在于:所述抽杂除尘装置包括抽杂除尘风机(14)，抽杂除尘风机(14)的出口连接有除尘集杂袋(13)，机架(2)上设有与V型通道(28)的上部连接的单向补风阀(18)。
6.根据权利要求5所述的大豆室内单株脱粒机，其特征在于:所述动力驱动装置(22)为电动机，动力驱动装置(22动力输出端分别通过传动带(20)与脱粒装置和清选装置的动力输入端传动连接。
7.根据权利要求1或2所述的大豆室内单株脱粒机，其特征在于:所述机架(2)下设有万向轮(I)。
8.根据权利要求1或2所述的大豆室内单株脱粒机，其特征在于:所述机架(2)上设有控制动力驱动装置(22)和抽杂除尘装置的控制箱(6)。
9.根据权利要求1或2所述的大豆室内单株脱粒机，其特征在于:所述清选装置包括设在机架(2)上的风机壳(4)和位于风机壳(4)内的清选风机(3)，所述吹风口设在风机壳(4)内侧。
【文档编号】A01F12/44GK103650788SQ201310597842
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】余永昌, 郝玉伟, 李 赫, 李祥付, 段斌 申请人:河南农业大学