一种基于仿生原理的螺旋回转式玉米脱粒机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于仿生原理的螺旋回转式玉米脱粒机，包括脱粒机构、分离机构、传动机构和机架，脱粒机构包括脱粒仓以及设于脱粒仓内部的脱粒滚筒，脱粒滚筒外圆周表面绕设有螺旋叶片；分离机构包括分离筛，分离筛设于脱粒仓内且位于脱粒滚筒下方，分离筛上密布有若干筛孔；脱粒仓以及设于其内部的脱粒滚筒和分离筛均倾斜放置；脱粒仓的内表面、脱粒滚筒的外表面、螺旋叶片的两侧面和分离筛内表面均密布有脱粒齿，以使所述的脱粒齿能够在玉米果穗四周同时脱粒；本实用新型能够减小玉米脱粒过程中的机械损伤，提高脱净率，同时不会破碎玉米芯。
【专利说明】
一种基于仿生原理的螺旋回转式玉米脱粒机
技术领域
[0001]本实用新型涉及农业机械领域，具体地说是涉及一种基于仿生原理的螺旋回转式玉米脱粒机。【背景技术】
[0002]玉米是我国主要的农作物之一，并且是一种重要的经济作物，此外，玉米还作为重要的饲料和工业原料，对我国的粮食生产和畜牧业的发展起着至关重要的作用。近年来，玉米的产量逐渐提高，人们越来越重视玉米收割中的摘穗、剥皮、脱粒等环节，其中，玉米的脱粒则是收获工作中的关键环节，当前市场上出现的玉米收获机仅具有摘穗、剥皮、秸杆粉碎等功能，玉米脱粒工序还需单独靠脱粒机完成。
[0003]目前我国大多采用打击原理设计的玉米脱粒机来进行玉米脱粒，但是打击式原理的玉米脱粒机具有籽粒破碎率偏高、脱粒不干净、含杂率高等缺陷，破碎率偏高会导致原料的巨大浪费，影响脱粒的效果同时会造成较大的经济损失，玉米籽粒的破损也会影响玉米短期、长期的储藏，玉米脱粒过程中的机械损伤成为玉米脱粒的主要问题，因此，研究脱净率高、低损伤的新型玉米脱粒机，以适应现代农业生产满足市场需求显得十分必要。【实用新型内容】
[0004]本实用新型主要是为解决上述存在的问题，提供一种螺旋回转式玉米脱粒机，能够减小玉米脱粒过程中的机械损伤，提高脱净率，且不会对玉米芯造成破碎。
[0005]为解决上述存在的问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种螺旋回转式玉米脱粒机，包括脱粒机构、分离机构、传动机构和机架；
[0006]所述的脱粒机构包括脱粒仓以及设于脱粒仓内部的脱粒滚筒，脱粒滚筒外圆周表面绕设有螺旋叶片，脱粒滚筒的滚筒轴由设于脱粒仓外部的传动机构驱动其转动，脱粒仓设置在机架上，脱粒仓的上端设有入料口，脱粒仓的下端分别设有排芯口和出料口；
[0007]所述的分离机构包括分离筛，分离筛设于脱粒仓内且位于脱粒滚筒下方，分离筛上密布有若干筛孔；
[0008]所述的脱粒仓以及设于其内部的脱粒滚筒和分离筛均倾斜放置；
[0009]所述的脱粒仓的内表面、脱粒滚筒的外表面、螺旋叶片的两侧面和分离筛内表面均密布有脱粒齿，以使所述的脱粒齿能够在玉米果穗四周同时脱粒；
[0010]所述脱粒齿包括上颚齿和基座，所述的基座分别固定在脱粒仓的内表面、脱粒滚筒的外表面、螺旋叶片的两侧面和分离筛内表面，所述的上颚齿为由侧平面、弧形面以及底端面围成的立体结构，所述侧平面的上端与弧形面的上端共同形成一个用于插入玉米果穗籽粒间的缝隙中的尖刺部;底端面与基座的上端面固定连接，所述上端面与所述侧平面垂直设置。
[0011]作为进一步地改进，所述上颚齿的弧形面包括五条等距横截面轮廓曲线fl、f2、 f3、f4、f5,所述五条等距横截面轮廓曲线€142434445分别是由参数方程以1)=14.38*6叉？(-((1+58.86)/5.181)~2)在1取值范围为57.3~60.8内得出的曲线段汀&)=17和1?(-((x+57.14)/4.733)~2)在x取值范围为54.3~60.2内得出的曲线段;《1)=8.21扣1?(-((叉+ 55.11)/2.438)~2) + 13.56*6叉口(-((叉+59.25)/4.013)~2)在叉取值范围为54.3~61.4内得出的曲线段；f(x)=3198*exp(-((x+58.83)/3.625)~2) -3184*exp(-((x+58.83)/3.617)" 2)在x取值范围为54.6~62.6内得出的曲线段汀&)=14.18和1?(-(&+58.1)/6.602)~2) 在x取值范围为53.8?62.5内得出的曲线段。
[0012]作为进一步地改进，所述出料口下方安装有出料料斗。
[0013]作为进一步地改进，所述入料口上方连接有入料箱。[〇〇14]作为进一步地改进，所述入料箱设置为上端宽下端窄的漏斗状。
[0015]作为进一步地改进，所述的脱粒仓以及设于其内部的脱粒滚筒和分离筛与水平面的角度均设置为30 -60。
[0016]作为进一步地改进，所述脱粒齿采用橡胶材料制成。
[0017]作为进一步地改进，所述传动机构包括电机，滚筒轴一端安装有带轮，带轮通过皮带与电机上设有的主动轮连接。
[0018]本实用新型所带来的有益效果为:[〇〇19]1、本实用新型采用人裸手脱粒玉米的仿生原理，人手裹住玉米果穗四周通过回转揉搓将籽粒脱下，脱粒仓、分离筛内表面、滚筒表面和螺旋叶片组成了一个包裹玉米果穗的密闭空间，该密闭空间的四周分布有很多脱粒齿，在螺旋叶片和脱粒滚筒的旋转作用下，玉米果穗在密闭空间内受到脱粒齿力的作用反向转动，在回转过程中籽粒与脱粒齿接触从而达到柔性脱粒的目的，螺旋叶片不仅有脱粒的效果，而且起到了推送玉米果穗的作用，通过螺旋叶片的旋转将玉米果穗从入口处推送到出口处，使玉米果穗在脱粒仓内边回转边推送边脱粒，从而保证了脱粒机脱粒工作的持续进行；
[0020]2、本实用新型的脱粒齿是根据鸟类喙部离散籽粒的“楔形离散”仿生理论设计的仿生脱粒装置，形状与鸟类喙部相似，采用橡胶材料制成，具有脱粒效果好、不损伤籽粒的优点，脱粒齿安装在脱粒仓的内表面、脱粒滚筒的外表面、分离筛内表面和螺旋叶片的两侧面，从而使脱粒齿能够在玉米果穗四周同时脱粒；
[0021]3、本实用新型的分离筛在设计上也进行了创新，分离筛的内表面安装了大量的脱粒齿，同时分离筛上又分布着许多筛孔，脱下的玉米籽粒能够从筛孔落入出料料斗，完成分离工作，因此该分离筛同时具有脱粒和分离的功能；[〇〇22]4、本实用新型能够实现玉米的低损伤脱粒，根据人裸手脱粒的仿生原理设计的脱粒仓能有效地回转脱粒，提高了脱净率，同时不会破碎玉米芯，简化了清选分离过程，根据 “楔形离散”仿生理论设计的脱粒齿能插入玉米籽粒间的缝隙中，有效地将籽粒分离下来， 不会造成籽粒的损伤，因此该玉米脱粒机具有破损率极低、脱净率高、不碎芯、结构简单、原理新颖的优点。【附图说明】[0〇23]图1为本实用新型的结构不意图；
[0024]图2为脱粒滚筒的结构示意图；[〇〇25]图3为分离筛的结构示意图；
[0026]图4为脱粒齿的结构示意图；[〇〇27]图5为上颚齿的结构示意图；[〇〇28]图中标记:1、入料箱，2、脱粒仓，3、带轮，4、脱粒滚筒，5、螺旋叶片，6、分离筛，7、出料料斗，8、电机，9、机架，10、排芯口，11、脱粒齿，1101、基座，11011、上端面，1102、上颚齿， 11021、侧平面，11022、弧形面，11023、底端面，12、玉米果穗，13、筛孔。【具体实施方式】
[0029]下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0030]如图1至图5所示，本实施例公开了一种螺旋回转式玉米脱粒机，包括脱粒机构、分离机构、传动机构和机架9,所述的脱粒机构包括脱粒仓2以及设于脱粒仓2内部的脱粒滚筒 4,脱粒滚筒4外圆周表面绕设有螺旋叶片5,脱粒滚筒4的滚筒轴由设于脱粒仓2外部的传动机构驱动其转动，脱粒仓2设置在机架9上，脱粒仓2的上端设有入料口，脱粒仓2的下端分别设有排芯口 10和出料口。[0031 ]所述的分离机构包括分离筛6，分离筛6设于脱粒仓2内且位于脱粒滚筒4下方，分离筛6上密布有若干筛孔13,脱下的玉米籽粒落在分离筛6上，并从筛孔13进入出料料斗7。
[0032]所述的脱粒仓2以及设于其内部的脱粒滚筒4和分离筛6均倾斜放置，目的是使脱下的玉米粒向脱粒仓的一端滑落进入出料口；所述的脱粒仓2以及设于其内部的脱粒滚筒4 和分离筛6与水平面的角度均设置为30 -60，该倾斜角度是经过多次试验得出的，保证了玉米粒向脱粒仓一端的顺利滑落。
[0033]所述的脱粒仓2的内表面、脱粒滚筒4的外表面、螺旋叶片5的两侧面和分离筛6内表面均密布有脱粒齿11，以使所述的脱粒齿11能够在玉米果穗12四周同时脱粒，所述脱粒齿11采用橡胶材料制成，与以往的金属制品制成的脱粒齿相比，能够显著减小对玉米果穗的损伤。[〇〇34]所述脱粒齿11包括上颚齿1102和基座1101，所述的基座1101分别固定在脱粒仓2 的内表面、脱粒滚筒4的外表面、螺旋叶片5的两侧面和分离筛6内表面，所述的上颚齿1102 为由侧平面11021、弧形面11022以及底端面11023围成的立体结构，该立体结构类似鸟类喙部的上颚结构，所述侧平面11021的上端与弧形面11022的上端共同形成一个用于插入玉米果穗12籽粒间的缝隙中的尖刺部，尖刺部插入到籽粒间的缝隙中从而使籽粒脱下;底端面 11023与基座1101的上端面11011固定连接，所述上端面11011与所述侧平面11021垂直设置。
[0035]根据鸡喙上颂骨横切点云图进行曲线拟合，拟合方程由鸡喙前端向后依次包括五条等距横截面轮廓曲线〇42434445，所述五条等距横截面轮廓曲线€142434445分别是由参数方程以1)=14.38和1?(-((1+58.86)/5.181广2)在1取值范围为57.3~60.8内得出的曲线段4&)=17*61?(-(&+57.14)/4.733)~2)在1取值范围为54.3~60.2内得出的曲线段；f(x)=8.21*exp(-((x+55.11)/2.438)~2) + 13.56*exp(-((x+59.25)/4.013)~2)在 x 取值范围为54.3?61.4内得出的曲线段汀(1)=3198扣1口(-((1+58.83)/3.625)~2)-3184* exp(-((x+58.83)/3.617r2)在x取值范围为54.6~62.6内得出的曲线段;以叉)=14.18*6叉？ (_((計58.1)/6.602)~2)在1取值范围为53.8~62.5内得出的曲线段。对拟合方程进行分析可知，鸡喙上颂骨横面两侧弯曲小，中部弯曲大，其结构上端弯曲且窄，下端平整且宽;上颂骨上端沿纵向的弯曲变化是:前后两端急剧弯曲，中部弯曲相对平整。这种结构特征有利于破坏玉米果穗籽粒间组砌规律进而脱粒玉米籽粒。
[0036] 所述基座1101的一端呈圆弧状，另一端呈平面状，呈圆弧状的一端向呈平面状的一端逐渐变宽且厚度逐渐增加。[〇〇37]所述出料口下方安装有出料料斗7，所述入料口上方连接有入料箱1，入料箱1设置为上端宽下端窄的漏斗状，其滑入面呈倾斜状，便于玉米果穗的有序顺利的滑落。[〇〇38]所述传动机构包括电机8,滚筒轴一端安装有带轮3,带轮3通过皮带与电机8上设有的主动轮连接。[〇〇39]其工作过程为:玉米果穗12从进料料斗1喂入，进入脱粒仓后，在螺旋叶片5的旋转推送作用下从脱粒仓底端向出料料斗7运动，在由脱粒仓盖2、分离筛6、脱粒滚筒4和螺旋叶片5组成的密闭空间内，由于螺旋叶片5和脱粒滚筒4的旋转作用，玉米果穗12在密闭空间内受到脱粒齿11力的作用反向转动，在回转过程中籽粒与脱粒齿11接触，脱粒齿11插入到籽粒间的缝隙中从而使籽粒脱下，脱下的籽粒落在分离筛6上，并从筛孔13进入出料料斗7,从出料口排出，脱去籽粒的玉米芯直径较小，在密闭空间内相对自由，不再受到较大的挤搓作用，所以玉米芯不会损坏，只是顺着螺旋叶片5的转动被推送到排芯口 10,然后从排芯口 10 排出。
【主权项】
1.一种基于仿生原理的螺旋回转式玉米脱粒机，包括脱粒机构、分离机构、传动机构和 机架(9)，所述的脱粒机构包括脱粒仓(2)以及设于脱粒仓(2)内部的脱粒滚筒(4)，脱粒滚筒(4) 外圆周表面绕设有螺旋叶片(5)，脱粒滚筒(4)的滚筒轴由设于脱粒仓(2)外部的传动机构 驱动其转动，脱粒仓(2)设置在机架(9)上，脱粒仓(2)的上端设有入料口，脱粒仓(2)的下端 分别设有排芯口( 1 〇 )和出料口；所述的分离机构包括分离筛(6)，分离筛(6)设于脱粒仓(2)内且位于脱粒滚筒(4)下 方，分离筛(6)上密布有若干筛孔(13);所述的脱粒仓(2)以及设于其内部的脱粒滚筒(4)和分离筛(6)均倾斜放置;其特征在 于:所述的脱粒仓(2)的内表面、脱粒滚筒(4)的外表面、螺旋叶片(5)的两侧面和分离筛 (6)内表面均密布有脱粒齿(11)，以使所述的脱粒齿(11)能够在玉米果穗(12)四周同时脱 粒；所述脱粒齿(11)包括上颚齿(1102)和基座(1101)，所述的基座(1101)分别固定在脱粒 仓(2)的内表面、脱粒滚筒(4)的外表面、螺旋叶片(5)的两侧面和分离筛(6)内表面，所述的 上颚齿(1102)为由侧平面(11021)、弧形面(11022)以及底端面(11023)围成的立体结构，所 述侧平面(11021)的上端与弧形面(11022)的上端共同形成一个用于插入玉米果穗(12)籽 粒间的缝隙中的尖刺部;底端面(11023)与基座(1101)的上端面(11011)固定连接，所述上 端面(11011)与所述侧平面(11021)垂直设置。2.根据权利要求1所述的一种基于仿生原理的螺旋回转式玉米脱粒机，其特征在于:所 述上颚齿(1102)的弧形面(11022)包括五条等距横截面轮廓曲线0 42434445，所述五 条等距横截面轮廓曲线€1汀243汀445分别是由参数方程《1)=14.38扣1?(-(&+58.86)/ 5.181)~2)在1取值范围为57.3~60.8内得出的曲线段4&)=17扣1?(-((1+57.14)/4.733)~ 2)在1取值范围为54.3?60.2内得出的曲线段4&)=8.21和1?(-(&+55.11)/2.438)~2) + 13.56和1?(-((1+59.25)/4.013)~2)在1取值范围为54.3~61.4内得出的曲线段4(叉)= 3198*exp(-((x+58.83)/3? 625)~2) -3184*exp(-((x+58.83)/3.617)~2)在x取值范围为 54.6~62.6内得出的曲线段4&)=14.18扣1口(-((1+58.1)/6.602)~2)在1取值范围为53.8 ?62.5内得出的曲线段。3.根据权利要求1或2所述的一种基于仿生原理的螺旋回转式玉米脱粒机，其特征在 于:所述出料口下方安装有出料料斗(7)。4.根据权利要求1或2所述的一种基于仿生原理的螺旋回转式玉米脱粒机，其特征在 于:所述入料口上方连接有入料箱(1)。5.根据权利要求4所述的一种基于仿生原理的螺旋回转式玉米脱粒机，其特征在于:所 述入料箱(1)设置为上端宽下端窄的漏斗状。6.根据权利要求5所述的一种基于仿生原理的螺旋回转式玉米脱粒机，其特征在于:所 述的脱粒仓(2)以及设于其内部的脱粒滚筒(4)和分离筛(6)与水平面的角度均设置为30 -60 〇7.根据权利要求6所述的一种基于仿生原理的螺旋回转式玉米脱粒机，其特征在于:所 述脱粒齿(11)采用橡胶材料制成。8.根据权利要求7所述的一种基于仿生原理的螺旋回转式玉米脱粒机，其特征在于:所 述传动机构包括电机(8)，滚筒轴一端安装有带轮(3)，带轮(3)通过皮带与电机上设有的主 动轮连接。
【文档编号】A01F11/06GK205623293SQ201620326024
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】李心平, 熊师, 于亚飞, 吴康, 马磊
【申请人】河南科技大学