一种采用电刺激方式分离蚯蚓及其养殖土壤的机械装置的制作方法

本发明涉及蚯蚓及其养殖土壤的分离装置，具体为一种采用电刺激方式分离蚯蚓及其养殖土壤的机械装置。

背景技术：

蚯蚓俗称曲蟮，中药称地龙，蚯蚓的药用价值和营养价值极高。现代科学对蚯蚓进行了大量研究，蚯蚓本身蛋白质含量高达72％，含有人体必须的氨基酸、维生素等。从蚯蚓提取液中分离的蚓激酶，对心血管类疾病有较好的治疗效果，还可以降低血液粘度，抑制血小板凝集、抗凝血，促进血液流畅等作用。

蚯蚓具有吞食泥土的习性和消化泥土的本领，在土壤内层掘穴前进的过程中，吞入土粒、腐殖质和微生物的混合物，经消化形成中性的孔隙状团粒结构。蚯蚓养殖土壤中蚓粪、孔道和洞穴形成了尺寸不同的土壤孔隙结构，有利于水分和空气的自由流通，适合于农作物根系发育和生长。蚯蚓养殖土是水果、花卉、蔬菜的廉价高效肥料，养殖土中含有大量有机物质，为土壤微生物提供了能量和营养物质，促进了微生物的繁殖，能够加强土壤酶活性，提高腐殖质分解效率和土壤有效肥力，具有颗粒均匀、透气保水、无味卫生、肥效持久等特点。

蚯蚓与土壤的分离和收集是实现活体蚯蚓及其养殖土壤分别利用的关键步骤。蚯蚓养殖土粘性较高，养殖土容易与分离装置发生粘附，清理较为困难。目前从蚯蚓养殖土中分离和收集活体蚯蚓的方法主要是通过人工分拣，该方法效率较低；而采用机械筛分法容易对活体蚯蚓造成损伤。

裸子植物苏铁的树形呈圆锥形，上部叶片恰好不遮蔽下部叶片的空间，叶面空间布置良好，叶片按这个角度生长，既不浪费空间又充分利用光照，透过效率较高。苏铁茎部和根部表面具有显见的凸起结构，茎部表面的凸起结构将土壤分割为非连续界面，增加了土壤孔隙度，降低了土壤对茎部和根部的粘附，根部表面的凸起结构深入土壤中，有助于固定苏铁根系，吸收土壤养分。

技术实现要素：

本发明为了解决现有蚯蚓及其养殖土壤分离存在效率低下、易损伤活体蚯蚓且清理较为困难的问题，提供了一种采用电刺激方式分离蚯蚓及其养殖土壤的机械装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种采用电刺激方式分离蚯蚓及其养殖土壤的机械装置，包括进料组件、电驱离组件、蚯蚓分离机构、电控系统和机箱；进料组件包括若干上下分布且位于机箱上端的倒锥形分离栏框，分离栏框的内表面形状为裸子植物苏铁茎部叶柄形状，且分离栏框的倾斜角度等同于裸子植物苏铁叶片生长角度，相邻分离栏框之间均设置有间隙支撑杆，最下层分离栏框下端设置有底面斜度为β的盛料盘，盛料盘一侧设置有延伸出机箱侧壁且出口渐缩的导料盘，盛料盘的底面开有排土口；电驱离组件包括设置在盛料盘上且位于分离栏框内的固定柱，固定柱上设置有锥状电驱离空心件，且固定柱与盛料盘和锥状电驱离空心件之间均设置有绝缘垫，锥状电驱离空心件的外侧面设置有裸子植物苏铁根部表面凸起状结构；蚯蚓分离机构包括空心转轴，空心转轴的上端连接有位于盛料盘下侧的圆盘状落料盘，圆盘状落料盘上开有与排土口位置对应的排土口I，空心转轴下端设置有与其连接且与机箱固定的电机；电控系统的输出端与电机的输入端连接，电控系统的输出端与锥状电驱离空心件的输入端通过空心转轴内的导线连接，机箱内倾斜设置有位于圆盘状落料盘下方的排土板。

工作时，从进料组件中倒入蚯蚓养殖土，蚯蚓养殖土落在分离栏框内部，此时电控系统通过导线控制锥状电驱离空心件得电，蚯蚓受到电刺激远离放电中心，通过分离栏框之间的空隙掉落在盛料盘上，待一段时间后电控系统控制电机旋转，进而带动空心转轴及圆盘状落料盘旋转使落料盘的排土口I与盛料盘底部的排土口对应，分离后的蚯蚓养殖土落至机箱的排土板排出，电控系统控制落料盘反向旋转回原位置，再次由进料组件倒入蚯蚓养殖土；锥状电驱离空心件的外侧面设置的裸子植物苏铁根部表面凸起状结构具有破土和增大与土的接触面积的作用，而且深入养殖土中导电效果更加明显；克服了现有蚯蚓及其养殖土壤分离存在效率低下、易损伤活体蚯蚓且清理较为困难的问题。

分离栏框是由四条栏条组成，每条栏条的宽为i，i的取值范围是7至15mm，厚为h，h的取值范围是2至4mm，分离栏框共有n层，且两相邻分离栏框上下层之间的长度L_n关系为L_n-60＝L_n-1，n的取值范围是(2,5)，其中L_n的取值范围是600至650mm，分离栏框的材质为304不锈钢，分离栏框的栏条与竖直方向的夹角α的取值范围是30°至45°，分离栏框内表面竖向截面的轮廓曲线方程为：0A段：(x-a)²+f²(x)＝b，a的取值范围是(1,2)，b的取值范围是(2.25,4)，AB段：f(x)＝c·x+d，c的取值范围是(0.45,0.46)，d的取值范围是(1.20,1.28)，BC段：(x-e)²+f²(x)＝g，e的取值范围是(12,14)，g的取值范围是(36,49)，分离栏框内表面水平截面是半径为f(x)的半圆形，盛料盘的底面斜度β的取值范围是3°至5°，排土口在几何中心为四开口结构，每个开口为月牙状结构，开口外圆弧直径为D₁，D₁的取值范围是300至350mm，开口内圆弧直径为D₂，D₂的取值范围是150至200mm，开口圆弧圆心角为γ，γ的取值范围是45°至75°，开口以外圆弧圆心为对称中心，相隔90°均匀设置。

锥状电驱离空心件外侧面的裸子植物苏铁根部表面凸起状结构竖向截面的轮廓曲线方程为：0D段：f(x)＝j·x^k+m，j的取值范围是(-77.18,32)，k的取值范围是(-0.25,0.10)，m的取值范围是(-28.94,80.03)，DE段：f(x)＝p·x+q，p的取值范围是(0.35,0.5)，q的取值范围是(3.79,5)，EF段：f(x)＝r·e^[s·(x-t)]+u·e^[v·(x-t)]，r的取值范围是(-0.018,0.01)，s的取值范围是(0.65,1.52)，u的取值范围是(13.98,15,48)，v的取值范围是(-0.086,-0.033)，t的取值范围是(85,92)，锥状电驱离空心件外侧面的裸子植物苏铁根部表面凸起状结构比锥状电驱离空心件外侧面高出z，z的取值范围为3至10mm，锥状电驱离空心件外侧面的裸子植物苏铁根部表面凸起状结构的水平截面是半径为f(x)的半圆形。

本发明结构设计合理可靠，采用电刺激原理设计了分离蚯蚓及其养殖土壤的机械装置，实现了蚯蚓从养殖土中快速分离的要求；而且实现了活体蚯蚓与养殖土壤的分别利用，提高了蚯蚓与养殖土壤的分离效率，同时降低了对活体蚯蚓的损伤，具有结构简单、操作方便且成本低的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的剖视示意图；

图3为图2中分离栏框处的结构示意图；

图4为图2中盛料盘处的结构示意图；

图5为图2中锥状电驱离空心件的结构示意图；

图6为图2中落料盘的结构示意图；

图7为图2中空心转轴处的结构示意图；

图8为图2中分离栏框内表面竖向截面的轮廓曲线示意图；

图9为图2中锥状电驱离空心件外侧面的裸子植物苏铁根部表面凸起状结构竖向截面的轮廓曲线示意图。

图中：1-电控系统，2-机箱，3-分离栏框，4-间隙支撑杆，5-盛料盘，6-导料盘，7-固定柱，8-锥状电驱离空心件，9-空心转轴，10-圆盘状落料盘，11-排土口I，12-电机，13-导线，14-排土板，15-U型件。

具体实施方式

实施例1

一种采用电刺激方式分离蚯蚓及其养殖土壤的机械装置，包括进料组件、电驱离组件、蚯蚓分离机构、电控系统1和机箱2；进料组件包括若干上下分布且位于机箱2上端的倒锥形分离栏框3，分离栏框3的内表面形状为裸子植物苏铁茎部叶柄形状，且分离栏框3的倾斜角度等同于裸子植物苏铁叶片生长角度，相邻分离栏框3之间均设置有间隙支撑杆4，最下层分离栏框3下端设置有底面斜度为β的盛料盘5，盛料盘5一侧设置有延伸出机箱2侧壁且出口渐缩的导料盘6，盛料盘5的底面开有排土口；电驱离组件包括设置在盛料盘5上且位于分离栏框3内的固定柱7，固定柱7上设置有锥状电驱离空心件8且固定柱7与盛料盘5和锥状电驱离空心件8之间均设置有绝缘垫，锥状电驱离空心件8的外侧面设置有裸子植物苏铁根部表面凸起状结构；蚯蚓分离机构包括空心转轴9，空心转轴9的上端连接有位于盛料盘5下侧的圆盘状落料盘10，圆盘状落料盘10上开有与排土口位置对应的排土口I11，空心转轴9下端设置有与其连接且与机箱2固定的电机12；电控系统1的输出端与电机12的输入端连接，电控系统1的输出端与锥状电驱离空心件8的输入端通过空心转轴9内的导线13连接，机箱2内倾斜设置有位于圆盘状落料盘10下方的排土板14。

分离栏框3是由四条栏条组成，每条栏条的宽为i，i的取值是7mm，厚为h，h的取值是2mm，分离栏框3共有n层，且两相邻分离栏框3上下层之间的长度L_n关系为L_n-60＝L_n-1，n的取值是2，其中L_n的取值是600mm，分离栏框3的材质为304不锈钢，分离栏框3的栏条与竖直方向的夹角α的取值是30°，分离栏框3内表面竖向截面的轮廓曲线方程为：0A段：(x-a)²+f²(x)＝b，a的取值是1，b的取值是2.25，AB段：f(x)＝c·x+d，c的取值是0.45，d的取值是1.20，BC段：(x-e)²+f²(x)＝g，e的取值是12，g的取值是36，分离栏框3内表面水平截面是半径为f(x)的半圆形，盛料盘5的底面斜度β的取值是3°，排土口在几何中心为四开口结构，每个开口为月牙状结构，开口外圆弧直径为D₁，D₁的取值是300mm，开口内圆弧直径为D₂，D₂的取值是150mm，开口圆弧圆心角为γ，γ的取值是45°，开口以外圆弧圆心为对称中心，相隔90°均匀设置；锥状电驱离空心件8外侧面的裸子植物苏铁根部表面凸起状结构竖向截面的轮廓曲线方程为：0D段：f(x)＝j·x^k+m，j的取值是-77.18，k的取值是-0.25，m的取值是-28.94，DE段：f(x)＝p·x+q，p的取值是0.35，q的取值是3.79，EF段：f(x)＝r·e^[s·(x-t)]+u·e^[v·(x-t)]，r的取值是-0.018，s的取值是0.65，u的取值是13.98，v的取值是-0.086，t的取值是85，锥状电驱离空心件8外侧面的裸子植物苏铁根部表面凸起状结构比锥状电驱离空心件8外侧面高出z，z的取值为3mm，锥状电驱离空心件8外侧面的裸子植物苏铁根部表面凸起状结构的水平截面是半径为f(x)的半圆形。

实施例2

一种采用电刺激方式分离蚯蚓及其养殖土壤的机械装置，包括进料组件、电驱离组件、蚯蚓分离机构、电控系统1和机箱2；进料组件包括若干上下分布且位于机箱2上端的倒锥形分离栏框3，分离栏框3的内表面形状为裸子植物苏铁茎部叶柄形状，且分离栏框3的倾斜角度等同于裸子植物苏铁叶片生长角度，相邻分离栏框3之间均设置有间隙支撑杆4，最下层分离栏框3下端设置有底面斜度为β的盛料盘5，盛料盘5一侧设置有延伸出机箱2侧壁且出口渐缩的导料盘6，盛料盘5的底面开有排土口；电驱离组件包括设置在盛料盘5上且位于分离栏框3内的固定柱7，固定柱7上设置有锥状电驱离空心件8且固定柱7与盛料盘5和锥状电驱离空心件8之间均设置有绝缘垫，锥状电驱离空心件8的外侧面设置有裸子植物苏铁根部表面凸起状结构；蚯蚓分离机构包括空心转轴9，空心转轴9的上端连接有位于盛料盘5下侧的圆盘状落料盘10，圆盘状落料盘10上开有与排土口位置对应的排土口I11，空心转轴9下端设置有与其连接且与机箱2固定的电机12；电控系统1的输出端与电机12的输入端连接，电控系统1的输出端与锥状电驱离空心件8的输入端通过空心转轴9内的导线13连接，机箱2内倾斜设置有位于圆盘状落料盘10下方的排土板14。

分离栏框3是由四条栏条组成，每条栏条的宽为i，i的取值是15mm，厚为h，h的取值是4mm，分离栏框3共有n层，且两相邻分离栏框3上下层之间的长度L_n关系为L_n-60＝L_n-1，n的取值是5，其中L_n的取值是650mm，分离栏框3的材质为304不锈钢，分离栏框3的栏条与竖直方向的夹角α的取值是45°，分离栏框3内表面竖向截面的轮廓曲线方程为：0A段：(x-a)²+f²(x)＝b，a的取值是2，b的取值是4，AB段：f(x)＝c·x+d，c的取值是0.46，d的取值是1.28，BC段：(x-e)²+f²(x)＝g，e的取值是14，g的取值是49，分离栏框3内表面水平截面是半径为f(x)的半圆形，盛料盘5的底面斜度β的取值是5°，排土口在几何中心为四开口结构，每个开口为月牙状结构，开口外圆弧直径为D₁，D₁的取值是350mm，开口内圆弧直径为D₂，D₂的取值是200mm，开口圆弧圆心角为γ，γ的取值是75°，开口以外圆弧圆心为对称中心，相隔90°均匀设置；锥状电驱离空心件8外侧面的裸子植物苏铁根部表面凸起状结构竖向截面的轮廓曲线方程为：0D段：f(x)＝j·x^k+m，j的取值是32，k的取值是0.10，m的取值是80.03，DE段：f(x)＝p·x+q，p的取值是0.5，q的取值是5，EF段：f(x)＝r·e^[s·(x-t)]+u·e^[v·(x-t)]，r的取值是0.01，s的取值是1.52，u的取值是15.48，v的取值是-0.033，t的取值是92，锥状电驱离空心件8外侧面的裸子植物苏铁根部表面凸起状结构比锥状电驱离空心件8外侧面高出z，z的取值为10mm，锥状电驱离空心件8外侧面的裸子植物苏铁根部表面凸起状结构的水平截面是半径为f(x)的半圆形。

实施例3

一种采用电刺激方式分离蚯蚓及其养殖土壤的机械装置，包括进料组件、电驱离组件、蚯蚓分离机构、电控系统1和机箱2；进料组件包括若干上下分布且位于机箱2上端的倒锥形分离栏框3，分离栏框3的内表面形状为裸子植物苏铁茎部叶柄形状，且分离栏框3的倾斜角度等同于裸子植物苏铁叶片生长角度，相邻分离栏框3之间均设置有间隙支撑杆4，最下层分离栏框3下端设置有底面斜度为β的盛料盘5，盛料盘5一侧设置有延伸出机箱2侧壁且出口渐缩的导料盘6，盛料盘5的底面开有排土口；电驱离组件包括设置在盛料盘5上且位于分离栏框3内的固定柱7，固定柱7上设置有锥状电驱离空心件8且固定柱7与盛料盘5和锥状电驱离空心件8之间均设置有绝缘垫，锥状电驱离空心件8的外侧面设置有裸子植物苏铁根部表面凸起状结构；蚯蚓分离机构包括空心转轴9，空心转轴9的上端连接有位于盛料盘5下侧的圆盘状落料盘10，圆盘状落料盘10上开有与排土口位置对应的排土口I11，空心转轴9下端设置有与其连接且与机箱2固定的电机12；电控系统1的输出端与电机12的输入端连接，电控系统1的输出端与锥状电驱离空心件8的输入端通过空心转轴9内的导线13连接，机箱2内倾斜设置有位于圆盘状落料盘10下方的排土板14。

分离栏框3是由四条栏条组成，每条栏条的宽为i，i的取值是9mm，厚为h，h的取值是3mm，分离栏框3共有n层，且两相邻分离栏框3上下层之间的长度L_n关系为L_n-60＝L_n-1，n的取值是4，其中L_n的取值是617mm，分离栏框3的材质为304不锈钢，分离栏框3的栏条与竖直方向的夹角α的取值范围是41°，分离栏框3内表面竖向截面的轮廓曲线方程为：0A段：(x-a)²+f²(x)＝b，a的取值范围是2，b的取值是3.31，AB段：f(x)＝c·x+d，c的取值是0.46，d的取值是1.25，BC段：(x-e)²+f²(x)＝g，e的取值是13，g的取值是41，分离栏框3内表面水平截面是半径为f(x)的半圆形，盛料盘5的底面斜度β的取值是4°，排土口在几何中心为四开口结构，每个开口为月牙状结构，开口外圆弧直径为D₁，D₁的取值是317mm，开口内圆弧直径为D₂，D₂的取值是181mm，开口圆弧圆心角为γ，γ的取值是49°，开口以外圆弧圆心为对称中心，相隔90°均匀设置；锥状电驱离空心件8外侧面的裸子植物苏铁根部表面凸起状结构竖向截面的轮廓曲线方程为：0D段：f(x)＝j·x^k+m，j的取值是-15.17，k的取值是-0.01，m的取值是53.78，DE段：f(x)＝p·x+q，p的取值是0.47，q的取值是4.83，EF段：f(x)＝r·e^[s·(x-t)]+u·e^[v·(x-t)]，r的取值是-0.013，s的取值是1.18，u的取值是14.83，v的取值是-0.047，t的取值是89，锥状电驱离空心件8外侧面的裸子植物苏铁根部表面凸起状结构比锥状电驱离空心件8外侧面高出z，z的取值为9mm，锥状电驱离空心件8外侧面的裸子植物苏铁根部表面凸起状结构的水平截面是半径为f(x)的半圆形。

具体实施过程中，空心转轴9上端设置有与圆盘状落料盘10连接的U型件15；电控系统1是基于MCS-51单片机设计多档位时间计数器，根据工况的不同，以不同的时间间隔对电机正转或反转进行控制，同时通过导线控制锥状电驱离空心件9的得电与失电。