一种节能秸秆粉碎机的制作方法

本发明涉及秸秆粉碎领域，具体涉及一种节能秸秆粉碎机。

背景技术

农作物秸秆是指麦子、玉米、稻谷等农作物地上除籽粒之外的部分，秸秆是一种农业领域常见的一种中间产物，因种类、刈割期的不同,其营养价值也有所不同,但是秸秆普遍富含较多的能够溶性碳水化合物、纤维等营养物，使得秸秆成为一种重要的生物质能源；秸秆在我国产量巨大，如果充分利用起来，将会是一笔能够观的收益。目前秸秆的处理方法很多，直接燃烧、还田堆肥、作工业原料或制有机肥等，除了直接焚烧外其它的工艺都需要粉碎，那就必须利用到秸秆粉碎机。

在农业生产规模化及机械化的今天，农业领域的生产加工也被彻底的机械化。在对秸秆进行粉碎作业中，人们普遍使用粉碎机，而粉碎机在粉碎秸秆过程中，由于转子的转动使得其不断发生振动，目前尚未有现有技术对粉碎机产生的振动机械能进行收集。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

技术实现要素：

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种节能秸秆粉碎机，包括，粉碎机本体和能量转换装置；

所述粉碎机本体包括有外壳，所述能量转换装置与所述外壳固定连接；

所述能量装换装置设有电转化组件，所述电转化组件包括悬臂梁、质量块、压电层与导电层，所述质量块能够带动所述悬臂梁振动，所述压电层与所述导电层设置在所述悬臂梁上。

较佳的，所述粉碎机还包括储电装置，所述储电装置与所述能量转换装置电性连接。

较佳的，所述能量转换装置还包括外框，所述悬臂梁固定在所述外框上，所述外框与所述粉碎机本体固定连接。

较佳的，所述悬臂梁为十字形，所述质量块位于所述悬臂梁的中心处。

较佳的，所述能量转换装置还包括自反馈构件与调频构件，所述自反馈构件与所述调频构件共同作用调节所述悬臂梁的固有谐振频率。

较佳的，所述自反馈构件能够在所述悬臂梁上滑动，所述自反馈构件设有导轨与导向齿，所述自反馈结构与所述悬臂梁始终接触。

较佳的，所述调频构件包括调频悬梁，所述调频悬梁上设有调频单元与限位槽，所述导轨在所述限位槽内滑动，所述调频单元能够控制所述导向齿发生移动。

较佳的，所述调频单元由多个腔室排列组成，所述腔室内设有振动芯，所述振动芯能够发生上下振动并突出于所述腔室，所述振动芯能够推动所述导向齿发生移动。

较佳的，所述导向齿与所述振动芯的接触面为斜面/弧面。

较佳的，相邻两个所述振动芯间距与所述导向齿齿距的比例小于0.5。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：

1、本发明的节能秸秆粉碎机，能够及时将粉碎机工作时产生的振动机械能转化为电能，并将转化的电能供给给粉碎机内的装置使用，实现了能量的循环利用，提高了能量的利用率。

2、本发明的节能秸秆粉碎机，能够对粉碎机不规则的振动所产生的机械能实现转化，提高了能量收集装置对振动频率的敏感度，能够转化能量的振动频率范围更大。

3、本发明的节能秸秆粉碎机，设有储电装置，能够将产出的电能及时储存，提高了能量的循环利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明实施例一的粉碎机示意图；

图2是本发明实施例一的粉碎机剖视图；

图3是本发明实施例一的粉碎机本体示意图；

图4是本发明实施例一的粉碎机本体剖视图；

图5是本发明实施例一的传送装置剖视图；

图6是本发明实施例一的能量转换装置示意图；

图7是本发明实施例二的能量转换装置内部结构示意图；

图8是本发明实施例二的调频单元示意图；

图9是本发明实施例二的调频单元内部结构剖视图；

图10是本发明实施例二的自反馈构件示意图；

图11是本发明实施例二的导轨与导向齿示意图；

图12是本发明实施例二的调频单元与导向齿静止时的示意图；

图13是本发明实施例二的调频单元与导向齿振动时的示意图；

图14是本发明实施例二的调频单元与导向齿振动时的示意图；

图15是本发明实施例二的导向齿与振动芯在第一振动芯最高时的示意图；

图16是本发明实施例二的导向齿与振动芯在第二振动芯最高时的示意图；

图17是本发明实施例五的振动芯结构示意图；

图18是本发明实施例六的导向齿示意图。

图中数字表示：

1-粉碎机本体，11-外壳，111-入料口，112-通口，12-出料管，13-第一平台板，14-第二平台板，15-粉碎装置，151-第一粉碎装置，152-第二粉碎装置，16-电机，161-第一电机，162-第二电机，17-风扇，18-隔网，19-圆弧板，191-内室，2-传送装置，21-传送带，22-滚轮，221-主动轮，23-第一支撑架，24-第二支撑架，25-第三电机，3-喷水装置，4-能量转换装置，41-外框，42-电转化组件，421-悬臂梁，422-质量块，423-端部，43-调频构件，431-调频悬梁，432-调频交汇点，433-调频单元，434-限位槽，435-上端开口，436-下端开口，437-振动芯，4371-第一振动芯，4372-第二振动芯，438-下限位块，439-上限位块，44-自反馈构件，441-第一水平部，442-第一降部，443-第二降部，444-第三降部，445-导轨，446-接触部，447-导向齿，448-第二水平部。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例一

如图1和图2所示，本发明的一种节能秸秆粉碎机，包括，粉碎机本体1和能量转换装置4，粉碎机本体1连接有传送装置2与喷水装置3，传送装置2为一带式传送器，传送装置2放置在粉碎机本体1的前侧，用于待粉碎的秸秆或其他干料给入到粉碎机本体1内，传送装置2为粉碎机本体1的给料装置；能量转换装置4设置在粉碎机本体1的内部，且能量转换装置4与粉碎机本体1固定连接，确保粉碎机本体1发生振动时能够带动能量装换装置4一同发生振动；喷水装置3设置在粉碎机本体1的出料口处，喷水装置3能够将粉碎机本体1粉碎的干料粉末在出口处进行加湿，能够提高产出的干物料的含水程度，提高防尘效果。

如图3与图4所示，粉碎机本体1包括，外壳11、出料管12、第一平台板13、第二平台板14、粉碎装置15、电机16、风扇17、隔网18。外壳11为中空的方型结构，外壳11设有一定厚度的金属外壁，保证粉碎机本体1具有一定的强度；外壳11上设有入料口111，入料口111设置在外壳11前侧板上，入料口111位于外壳11前侧板中部及中部偏上的位置，入料口111为一长方形的通孔，入料口111的大小略大于传送装置2的大小，便于传送装置2能够通过入料口111而进入到外壳11内部；外壳11的后侧顶端设置有出料管12，相对应的，外壳11的后侧顶端设有通口112，通口112与出料管12相匹配，外壳11内粉碎后的细小干物料依次通过通口112与出料管12进入到外部料仓或者装配车中，较好的，出料管12的拐角处设置成弧形，提高出料管12内的流通性，防止物料粘附在棱角处；在外壳11的前侧底部设有第一平台板13，第一平台板13位于入料口111的下侧，第一平台板13的宽度小于外壳11的前侧面宽度；外壳11与第一平台板13的底部均设置有多个腿架，腿架能够与固定平台或者移动车固定连接，保证粉碎机在工作时不会发生跳动或者位置偏移；外壳11的侧边底部设有第二平台板14，第二平台板14的底部设有多个脚架；在外壳11的内部设置有粉碎装置15，本实施例中粉碎装置15设有两个，分别为第一粉碎装置151与第二粉碎装置152，第一粉碎装置151与第二粉碎装置152平行等高设置，粉碎装置15设置在外壳11内中部偏下的位置，粉碎装置15位于入料口111的下侧，待粉碎物料从入料口111进入到外壳11内，粉碎装置15能够对进入到外壳11内的待粉碎物料进行粉碎；粉碎装置15通过皮带与电机16相连接，电机16设置在第二平台板14上，电机16设有两个，分别为第一电机161与第二电机162，第一电机161带动第一粉碎装置151进行转动，第二电机162带动第二粉碎装置152进行转动，第一粉碎装置151与第二粉碎装置152的转动方向相同，电机16与第二平台板14固定连接，使得电机16在工作时不会发生跳动或移动；在粉碎装置15的下侧设置有风扇17，风扇17为倾斜放置，风扇17的前侧高度要高于后侧高度，使得风扇17能够吹出倾斜风向的风，吹出的风能够带动粉碎后的物料进入到出料管12中，通过控制风速的大小，还能够对粉碎后的物料进行分级，细小的物料吹入到出料管12中，较大的物料重新落入到粉碎装置15处再次粉碎；在风扇17的上侧设置有隔网18，隔网18设置在粉碎装置15的下侧，隔网18能够防止粉碎装置15粉碎后的物料进入到风扇17中，还能确保风扇17产生的风能穿过隔网18进入到外壳11中。

如图3所示，喷水装置3设置在出料管12的出料口上端，喷水装置3在本实施例的粉碎机工作时，对流通到出料管12出料口处的干燥粉状秸秆或尘土进行加湿，较好的，喷水装置3能够喷洒出水雾对粉碎后的秸秆和尘土进行加湿，防止其在空气中发生扩散，减少扬尘程度，操作人员也能够根据不同的粉碎程度和出料量调节喷水装置3的喷水量，寻找最佳的喷水条件。

如图4所示，外壳11内部设有圆弧板19，外壳11与圆弧板19形成一内室191，圆弧板19使得外壳11内部的顶端形成一个倾斜的弧面，具有导风作用，使得外壳11内的物料能够更顺畅的吹入到出料管12中。

如图1与图5所示，传送装置2包括传送带21、滚轮22、第一支撑架23、第二支撑架24与第三电机25，传送带21的宽度小于入料口111的宽度，传送带21与滚轮22构成了传送装置2的主体部分，且该主体部分倾斜放置，倾角小于15度，传送带21由pvc或pvg材料制成，较好的选用pvc材质，pvc带体不脱层、伸长小、抗冲击、耐撕裂、质量轻、强度高，能够适用于本实施例中带有一定倾角的干性物质的传送；滚轮22共有六个，其中从上至下第二个为主动轮221，其余五个均为传动轮，主动轮221通过皮带与第三电机25相连接，第三电机25带动主动轮221转动，进而拉动传送带21绕其余五个传动轮进行转动；第一支撑架23包括竖直与水平的两根支撑杆，竖直支撑杆一端与滚轮22中最前侧的传动轮连接，竖直支撑杆的另一端与地面接触，水平支撑杆的一端固定连接在竖直支撑杆上，水平支撑杆的另一端固定连接在外壳11的前面板上，第一支撑架23起到支撑滚轮22与皮带21的作用；第二支撑架24为条状的支撑杆，第二支撑架24的一端固定连接外壳11的前面板，第二支撑架24的另一端连接滚轮22上接近主动轮221的一个传动轮，且该传动轮位于外壳11的外部；传送装置21的后端从入料口111伸入到外壳11内，传送装置2带动待粉碎物料进入到外壳11内，待粉碎物料落入到第一粉碎装置151处进行粉碎。

如图5所示，能量转换装置4设置在内室191中，能量转换装置4与外壳11固定连接；能量转换装置4为一种能够将机械能转化为电能的器件，其原理是通过压电材料的形变，在压电材料上下表面产生正负电荷，进而形成电势差，再对产生的电荷进行收集来实现振动机械能到电能的转换。

如图6所示，本实施例的能量转换装置4包括外框41与电转化组件42，外框41为一方形外壳，外框41内部中空，外框41由金属材料制成，外框41的上下端均不封闭，外框41能够固定在内室191中并跟随外壳11发生振动；电转化组件42包括悬臂梁421与质量块422，悬臂梁421为“十字架”形状，悬臂梁421具有一定的弹性，悬臂梁421的端部423与外框41的顶端面侧边键合连接/粘合连接/一体成型，相对应的，悬臂梁421具有四个端部423，悬臂梁421的四个端部423均与外框41键合连接/粘合连接/一体成型，增强悬臂梁421与外框41连接的牢固性；质量块422为方形，质量块422位于悬臂梁421的中心部分，较好的，质量块422位于悬臂梁421的下侧，质量块422与悬臂梁421固定连接；当外框41振动时，质量块422带动悬臂梁421发生振动，使得悬臂梁421会发生谐振，悬臂梁421会发生一定的形变，在悬臂梁421的上下两侧均设置有压电层与导电层，并外接电性连接线，及时将压电块产生的电荷收集并传送走。

实施例二

本实施例在上述实施例的基础上，如图7所示，在外框41相对于电转化组件2的另一侧，设置有调频构件43，调频构件43包括调频悬梁431与调频交汇点432，调频悬梁431上设有调频单元433与限位槽434，调频悬梁431与悬臂梁421的形状相似，均为“十字架”形状，调频悬梁431与外框41固定连接，调频悬梁431的中心位置处设有调频交汇点432，调频交汇点432位于质量块422的下方，调频悬梁431上设有调频单元433与限位槽434，较好的，调频悬梁431具有刚性，自身不发生振动。

如图7所示，外框41内还设置有自反馈构件44，自反馈构件44整体呈现“问号”的形状，自反馈构件44的上半部分与电转化组件2相接触，自反馈构件44的下半部分与调频构件43相对应，自反馈构件44的下半部分与调频构件43之间能够发生滑动，悬臂梁421穿过自反馈构件44的上半部分，且自反馈构件44能够在悬臂梁421上发生滑动，自反馈构件44在悬臂梁421上的位置不同，悬臂梁421的振动惯性矩发生变化，使得悬臂梁421的固有谐振频率发生变化。

当不考虑自反馈构件44时，悬臂梁421具有一个固定的谐振频率，使得能量转换装置4能够转化能量的振动频率范围是较小的；加设自反馈构件44时，当外壳11的振动频率与电转化组件42的固有频率不相同或不相接近时，调频构件43控制自反馈构件44发生滑动，并且自反馈构件44滑动至与悬臂梁421不同的接触位置，自反馈构件44与悬臂梁421相接触的位置不同，能够很明显地改变悬臂梁421的固有频率，以使电转化组件42的振动频率接近外壳11的振动频率。

如图8所示，调频悬梁431的一端为调频交汇点432，调频悬梁431的另一端固定连接外框41；调频悬梁431上设置有多个调频单元433，调频单元433依次排列的设置在调频悬梁431上，调频单元433为等距单列设置；在调频单元433的两侧设置有两条限位槽434，限位槽434为两条凹槽，限位槽434的长度不小于调频单元433组合排列后的总长度，且限位槽434的两条凹槽互相平行，且限位槽434与悬臂梁421相平行，确保自反馈构件44能够沿着悬臂梁421的长度方向产生移动，且自反馈构件44的移动轨迹与悬臂梁421的长边相平行。

如图9所示，调频单元433的每个单元均相同，调频单元433内部为中空结构，调频单元433具有一个腔室，调频单元433的腔室具有上端开口435与下端开口436，调频单元433内设置有振动芯437，振动芯437上端带有尖角，振动芯437能够穿过上端开口435进而突出于调频单元433的上部，相同的，振动芯437能够穿过下端开口436进而突出于调频单元433的下部，为了防止振动芯437脱离调频单元433，振动芯437两侧设置有下限位块438与上限位块439，上限位块439与下限位块438能够保证振动芯437不会因为振动而脱离调频单元433，每个单元中下限位块438与上限位块439所处的位置均相同。

振动芯437为等距设置，通过调节振动芯437的参数，如振动芯437的质量、粗细等，以及上限位块439与下限位块438位于振动芯437上的位置，能够调节相邻调频单元433的固有谐振频率，本实施例，随着振动芯437高度的增大，振动芯437的质量逐渐减小，使得振动芯437的固有谐振频率逐渐降低。

如图10所示，自反馈构件44整体呈“问号”形状，自反馈构件44包括第一水平部441、第一降部442、第二降部443、第二水平部448、第三降部444与接触部446；第一水平部441、第一降部442、第二降部443与第二水平部448共同围合成一个半包围的框体，用于包围悬臂梁421，并使得第一水平部441、第一降部442、第二降部443或第二水平部448其中一个或多个始终与悬臂梁421接触，第三降部444下端形成接触部446，接触部446与调频悬梁431相对应。

如图11所示，接触部446的底部设置有导轨445与导向齿447，导轨445为向下突出于接触部446的导板，导轨445能够插入到限位槽434中，相对应的，导轨445具有两个，导轨445能够保证自反馈构件44不会偏离调频悬梁431，导向齿447为长度方向与导轨445长度方向相垂直的条状三角棱，导向齿447与振动芯437顶部的振动芯顶端相匹配，导向齿447与振动芯顶端互相配合实现自反馈构件44在调频悬梁431上进行移动。

如图12所示，当外框41处于静止状态时，自反馈构件44的导向齿447位于最低端；如图13所示，当外框41发生振动时，振动芯437跟随发生振动，与外部振动最接近的振动芯437振动幅度最大，提升的最多，因而该振动芯437的高度最高；这样，在某个振动频率下，必定有一个振动芯437的固有谐振频率与外界振动频率相近，使得该振动芯的振动幅度最大，振动幅度最大的振动芯437称为第一振动芯4371，而与振动幅度最大的第一振动芯4371相邻的其他振动芯，呈现出由中间到两边的高度逐渐降低的趋势，越接近第一振动芯4371的其他振动芯437，振动幅度越大，反至，距离第一振动芯4371越远的其他振动芯437，振幅越小。

如图14所示，当振动芯437跟随外框41共同振动时，第一振动芯4371紧邻的上侧振动芯为第二振动芯4372，第一振动芯4371与其相邻的第二振动芯4372固有振动频率不同，此时第一振动芯4371的固有振动频率与外框41的振动频率接近度大于第二振动芯4372的固有振动频率与外框41的振动频率接近度，第一振动芯4371的振幅大于第二振动芯4372的振幅，此时第一振动芯4371与第二振动芯4372同时与接触部446接触，由于第一振动芯4371与第二振动芯4372的振幅不同，导向齿447会被振动幅度更大的、露出上端更多的第一振动芯4371顶起，此时导向齿447只受第一振动芯4371作用。

振动芯437顶端是振动芯顶端，振动芯顶端与导向齿447接触，振动芯顶端会插入导向齿477的齿状结构内，由于导向齿447的斜面作用，振动芯437使导向齿447产生横向移动，如图14所示，直至移动到此时振动高度最高的第二振动芯4372的顶端，所以导向齿447总是逐渐脱离振动幅度较小的振动芯、进而受振动幅度较大的振动芯的影响，进而逐渐移动至振动幅度最大的振动芯上方。当导向齿447移动至振动幅度最大的振动芯上方后，导向齿447不再移动。

如图15所示，接触部446受振动芯437的作用发生移动的原理如下所述，相邻振动芯437之间的间距为d1，导向齿447的单个锯齿间距为d2，本实施例中，d1/d2＜0.5；当第一振动芯4371的振动幅度最大时，第一振动芯4371的振动高度要高于第二振动芯4372的振动高度，振动幅度最大的第一振动芯4371将导向齿447顶起，由于导向齿447具有一倾斜边，导向齿447会发生横向移动使得导向齿447内凹部最高点与第一振动芯4371的顶端相接触，此时第二振动芯4372距离第一振动芯4371小于半个齿距长度。如图16所示，当外界振动频率增大时，第一振动芯4371的振动幅度减小，第二振动芯4372的振动幅度增大，第二振动芯4372的振动高度大于第一振动芯4371的振动高度，第二振动芯4372将向上顶住导向齿447，同样由于导向齿447的锯齿具有一倾斜边，接触部446会向右移动使得导向齿447内凹部最高点与第二振动芯4372的顶端相接触。依照此工作原理，自反馈构件44能够移动至振动幅度最大的振动芯437的上方，并且由于自反馈构件44与悬臂梁421始终接触，当外框41的振动频率增大时，自反馈构件44将沿悬臂梁421向远离质量块422的一端移动，使得悬臂梁421的固有谐振频率随着外框41振动频率的增大而增大，实现能量装换装置4自动对其自身振动频率进行调整。

本实施例的能量转换装置4与喷水装置3电性连接，当粉碎机工作时，外壳11发生振动，能量转换装置4与外壳11固定连接同时发生振动，悬臂梁421由于质量块422的作用发生谐振，悬臂梁421上的压电层不断的发生形变而产生正负电荷，进而形成电势差，能量转换装置4及时将产生的电荷传送到喷水装置3中进行供电。本实施例的粉碎机实现了防尘功能，并且能将振动机械能转化成电能并对喷水装置3供电，并且当粉碎机的振动频率发生变化时，能量转换装置4能够自行调节其自身的振动频率，提高了能量的利用率。

实施例三

本实施例在上述实施例的基础上，将能量转换装置4电性连接一储电装置，能量转换装置4将振动机械能转化成电能后，及时将产生的电能传送到储电装置内进行储存，提高能量的利用率。

实施例四

本实施例与上述实施例的区别在于，调频悬梁431在水平方向呈现2～10°的倾角，较好的，调频悬梁431靠近调频交汇点432连接的一端要低于调频悬梁431与外框41连接的一端；由于调频悬梁431具有一定的倾角，在第一振动芯4371的振动幅度最大时，其两侧的其他振动芯437的高度下降的速度不同，朝向下坡一侧的振动芯437之间的高度差距大，而朝向上坡的振动芯437之间的高度差距小。

实施例五

本实施例与上述实施例的区别在于，振动芯437的顶端为圆弧形，如图17所示，振动芯437突出于调频单元433后，弧形的顶端会使得振动芯437与导向齿447互相作用时更加的顺畅，保证自反馈构件44能够更顺利的发生位移，提高了能量转换装置4对自身振动幅度调整的灵敏度。

实施例六

本实施例与上述实施例的区别在于，导向齿447为圆弧状，如图18所示，圆弧状的导向齿447与振动芯437接触时，由于其弧形的接触面，使得导向齿447与振动芯437互相作用时更加的顺畅，保证自反馈构件44能够更顺利的发生位移，提高了能量转换装置4对自身振动幅度调整的灵敏度。

实施例七

本实施例与上述实施例的区别在于，悬臂梁421同样具有2～10°的弧度，较好的，悬臂梁421与调频悬梁431互相平时，当能量转换装置4处于不振动或振动程度较小时，自反馈构件44能够滑落到最低端，即回到初始状态。

实施例八

相邻振动芯之间的间距为d1，导向齿447的单个锯齿间距为d2，本实施例在上述实施例的基础上，限定d1/d2＞1/3，使得单个锯齿内最多只存在3个振动芯437，当振动芯发生振动时，除了振动最高的振动芯与相邻振动芯外，没有其他振动芯的振动对导向齿447产生推动力，防止外界频率的突变导致振动芯的振动出现不规律而影响导向齿447的移动。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内能够对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。