一种全自动香蕉茎秆纤维提取机的制作方法

本实用新型涉及一种纤维提取机，具体为一种全自动香蕉茎秆纤维提取机，属于农业机械技术领域。

背景技术：

长期以来，由于香蕉茎秆分布零散、体积大、含水量大、收集运输成本高和缺乏适应的机械化处理技术等原因，如何将其进行处理一直困扰着众多蕉农，由于香蕉树在生长的周期中只能结一次果的特点，收获后的香蕉树必须砍掉，这样导致每年生产出大量的香蕉茎秆，据统计，全国种植香蕉的面积约达400万亩以上，香蕉茎秆的年生物量高达2000万吨以上，一般对于香蕉茎秆，蕉农为求方便直接将其放在田间地头或自然腐烂或焚烧处理，这不仅会造成资源浪费还会导致环境污染的问题。

香蕉茎秆韧皮部富含有优质的天然植物纤维，该纤维不仅吸湿排湿快、伸长率小、抗菌性能强，而且能与其他麻类混纺制作各种中高档西服、衬衫、领带以及用于造纸、制绳等。若能通过机械法提取出废弃香蕉茎秆中的植物纤维并加以利用，不仅能实现香蕉茎秆变废为宝，化害为利，而且能有效缓解中国麻类资源短缺的现状，从而促进香蕉种植产区经济发展，据测算，每株香蕉茎秆可提取约1％的纤维(按干纤维与茎秆重量比)，因此每公顷香蕉茎秆可提取纤维600kg～900kg。

由于香蕉种植的区域性特点，在国内，香蕉秸秆纤维的机械提取法仍处于起步阶段，尤其是香蕉茎秆纤维提取的装备，成熟机械还是非常少的，在自动化控制，加工效率方面仍存在一些问题，低成本且有高效率的香蕉秸秆纤维提取装备几乎还是空白的。

论文“香蕉茎秆刮麻机的研制”中研制的香蕉茎秆刮麻机，其特征在于，香蕉茎秆在定刀与刀轮刀片间逐渐均匀地被刀片打击和振动，当喂入一半左右将香蕉秸秆拉出，然后再进行另一半的喂入，从而达到提取纤维的目 的，该机器结构简单紧凑，能实现香蕉茎秆纤维的制取，然而其自动化程度低、工作效率低，并且由于是人工喂入香蕉茎秆，容易造成一定的危险。因此，研制一种全自动的香蕉茎秆纤维提取的农业机械，不仅可以减少以上背景中所提到的资源浪费以及环境污染的问题，还增加了热区农民的收入，更多的，此全自动化的机械还可以解放劳动力，提高生产效率。对于蕉农来讲具有不可忽视的重大意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的问题，进行改进，提出并研究出全自动香蕉茎秆纤维提取机，其是一种集茎杆输送、茎秆自动夹持、茎秆自动喂入与反拉、茎秆刮杂、茎稍切断以及纤维收集多道工序为一体的全自动香蕉茎秆纤维提取机，其能够有效地解决香蕉茎秆中杂质与纤维的分离、茎秆末梢的切断以及纤维的收集，实现了自动化作业，纤维制取的工作效率得到明显提高。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种全自动香蕉茎秆纤维提取机，包括机架、茎秆送入与纤维收集装置、间歇喂入装置、茎杆装夹装置、茎稍切除装置和纤维与杂质分离装置，其中，所述茎秆送入与纤维收集装置位于机架的左侧，所述间歇喂入装置位于机架右侧的前端，所述纤维与杂质分离装置位于机架右侧的后端，所述茎秆装夹以及茎稍切除装置位于机架右侧的中部。

进一步，所述茎秆送入与纤维收集装置由机架I定位，所述茎秆送入与纤维收集装置包括第一轴、纤维收集箱、传送带、I轴承、第二轴、槽轮、拨盘、拨杆、第一电机、滚筒和机架I，其中：所述纤维收集箱位于茎秆送入与纤维收集装置的末端，所述第一轴与第二轴及滚筒分别通过四个相同型号的I轴承固定在机架I上，所述槽轮安装在第二轴上；拨盘安装在第一电机的输出轴上并与槽轮通过拨杆相连，所述第一轴与第二轴通过传送带相连。

进一步，所述间歇喂入装置由机架II定位，所述间歇喂入装置包括第二电机、凸轮、圆柱滚子、从动件、机架II、II轴承、第三轴、连杆I、滑块I和导向块，其中：所述第二电机固结在机架II上，所述第三轴通过两个相同型号的II轴承固定在机架II上，从动件分别与第三轴、圆柱滚子形成转动连接，所述凸轮安装在第二电机的电机轴上并与从动件通过圆柱滚子高副连接，所述连杆I分别与从动件、滑块I铰接，所述滑块I与导向块形成移动副。

进一步，所述茎秆装夹装置由卡槽型导轨定位，所述茎秆装夹装置包括第一液压缸、齿条、齿轮、摇杆I、摇杆II、连杆II、滑动支座和夹持板，其中：所述滑动支座安装在卡槽型导轨上，所述第一液压缸固结在滑动支座的一端，所述齿条的一端与第一液压缸的伸缩杆固结，所述齿轮与滑动支座通过焊接在滑动支座上的短轴形成转动连接，所述摇杆I固结在齿轮的端面上，所述摇杆II与滑动支座通过焊接在滑动支座上的另一短轴形成转动连接，所述摇杆I、摇杆II分别与连杆II的端部、中部铰接，所述夹持板的中部与连杆II的另一端部形成转动连接。

进一步，所述纤维与杂质分离装置由机架III定位，所述纤维与杂质分离装置包括机架III、导向槽、挤压单元、刮杂单元、杂质收集箱和传动系统，其中：所述导向槽、挤压辊单元、刮杂单元以及杂质收集箱从前至后依次位于机架III的上端。

进一步，所述挤压单元由挤压辊支架、方形固定轴承、方形滑动轴承、弹簧、螺杆、螺母、上挤压辊和下挤压辊组成，其中：所述下挤压辊通过两个方形固定轴承固定在挤压辊支架的底部，所述上挤压辊通过两个方形滑动轴承固定在下挤压辊的正上方，所述方形滑动轴承上端面开有一深度为1cm的圆柱形槽，直径即为所述弹簧外径大小，所述螺杆的中部固结一垫片，其厚度为5～7mm，外径大于弹簧外径5～8mm，内径即为螺杆横截面直径，所述弹簧一端抵在圆柱形槽的底部，另一端抵在垫片的下端面，所述螺 母固结在挤压辊支架的上端面并与螺杆螺纹连接。

进一步，所述刮杂单元由刀辊、刮刀、III轴承和凹板组成，其中：所述刮刀通过螺栓固结于刀辊的外周面，所述刀辊的两端轴通过两个III轴承固结在机架III上，所述凹板设于刀辊的下方并与其留有5～10mm的空隙。

进一步，所述传动系统由第一皮带轮、第二皮带轮、第一皮带、第一链轮、第一链条、第二链轮、第一齿轮、第二齿轮和第三电机组成，其中：所述第三电机固结在机架III上，所述第一皮带轮固结在第三电机的电机轴上，所述第二皮带轮固结在刀辊的一端并与第一皮带轮通过第一皮带相连，所述第一链轮固结在刀辊的另一端，所述第二链轮固结在下挤压辊的一端并与第一链轮通过第一链条相连，所述第一齿轮、第二齿轮分别固结在下挤压辊、上挤压辊的另一端，第一齿轮与第二齿轮啮合连接。

进一步，所述茎稍切除装置由滑动支座定位，所述茎稍切除装置由第二液压缸、V型动刀和定刀组成，其中：所述第二液压缸固结在滑动支座的一端，所述V型刀固结在第二液压缸的伸缩杆上，所述定刀固结在滑动支座的另一端。

本发明用于香蕉茎秆纤维的提取，具体使用方法是：先将已切成段香蕉茎秆整齐地平放在茎秆送入与纤维收集装置的传送带上，接下来，滑动支座上的茎秆装夹装置自动装夹茎秆，并沿水平方向将茎秆送入到纤维与杂质分离装置中，进行纤维制取以及杂质回收，随后，滑动支座将制取的纤维从刮杂单元中反向拉出到原始位置，V型动刀伸出并配合着定刀将茎秆末梢切断，随后动刀缩回，纤维掉落在传送带上，此时，传送带转动将制取的纤维送入到纤维收集箱，同时待加工的茎秆再次运动到茎秆自动装夹工位。

本发明的工作过程是：整个过程分为三个工位，分别是茎秆送入与纤维收集工位、茎秆装夹与切断工位、纤维制取工位。工作过程中分为六个工作步骤：

第一步，将待加工香蕉茎秆平放在茎秆输送与纤维收集装置的传送带上，启动第一电机，当茎秆输送至茎秆装夹工位时，槽轮停止转动，进而传送带静止；

第二步，第一液压缸伸缩杆伸出，通过齿轮齿条机构以及连杆机构驱动夹持板向上运动，从而实现茎秆的自动装夹；

第三步，启动第二电机，凸轮作推程运动，滑动支座沿着卡槽型轨道朝纤维与杂质分离装置方向滑动，进而茎秆到达纤维制取工位实现自动喂入式刮杂，此时凸轮机构进入远休止状态；

第四步，在凸轮转过远休止角作回程运动时，滑动支座带动装夹茎秆的装置沿着卡槽型导轨运动，茎秆被自动反拉至茎秆切断工位，此时凸轮机构进入到近休止状态；

第五步，第二液压缸伸缩杆伸出，推动V型动刀切断茎秆末梢，纤维掉落在传送带上，V型动刀缩回，进而实现茎秆末梢与纤维的分离；

第六步，槽轮开始转动，带动茎杆输送与纤维收集装置的传送带转动，进而将掉落在传送带末端的纤维送入纤维收集箱，下一批次的茎秆再次进入茎秆装夹工位，槽轮再次停止转动，如此往复循环，即可实现香蕉茎秆纤维的全自动化制取。

本发明的创造性在于：能实现茎秆的自动送入与纤维的自动收集，同时实现了香蕉茎秆的自动装夹与喂入与纤维的自动反拉与切断，整机各装置工作协调程度高，结构紧凑，能完全实现香蕉茎秆纤维的自动化生产，有效地降低了热区蕉农的劳动强度，提高了香蕉茎秆的综合利用率，同时减少了环境的污染。

本发明与现有技术相比，具有以下的主要的优点：

1.能实现香蕉茎秆纤维提取的自动化作业；

2.采用自动喂入式茎秆刮杂与自动反拉式纤维与杂质的分离，采用间歇式茎秆的送入与纤维收集，各装置配合协调，各工序能有序进行；

3.使用效果好，所提取的茎秆纤维含杂率低，生产效率高；

附图说明

图1.本发明的基本结构示意图；

图2.本发明的茎秆输送与纤维收集装置结构示意图；

图3.本发明的间歇喂入装置结构示意图；

图4.本发明的茎秆装夹装置结构示意图；

图5.办发明的茎梢切除装置结构示意图；

图6.本发明的纤维与杂质分离装置结构示意图；

图7.本发明纤维与杂质分离装置中挤压单元的结构示意图；

图8.本发明纤维与杂质分离装置中刮杂单元的结构示意图；

图9.本发明纤维与杂质分离装置中传动系统的结构示意图；

图中：1、机架，2、茎秆送入与纤维收集装置，21机架I，22、第一轴，23、纤维收集箱，24、传送带，25、I轴承，26、第二轴，27、槽轮，28、拨盘，29、拨杆，210、第一电机，211、滚筒，3、间歇喂入装置，31、机架II，32，第二电机，33、凸轮，34、圆柱滚子，35、从动件，36、II轴承，37、第三轴，38、连杆I，39、滑块I、310导向块，4、茎杆装夹装置，41、卡槽型导轨，42、第一液压缸，43、齿条，44、齿轮，45、摇杆I，46、摇杆II，47、连杆II，48、滑动支座，49、夹持板，5、茎稍切除装置，51、第二液压缸，52、V型动刀，53、定刀，6、纤维与杂质分离装置，61、机架III，62、导向槽，63、挤压单元，6301、挤压辊支架，6302、方形固定轴承，6303、方形滑动轴承，6304、弹簧，6305、螺杆，6306、螺母，6307、上挤压辊，6308、下挤压辊，6309、垫片，64、刮杂单元，6401、刀辊，6402、刮刀，6403、III轴承，6404、凹板，65、杂质收集箱，66、传动系统，6601、第一皮带轮6602、第二皮带轮，6603、第一皮带，6604、第一链轮，6605、第一链条，6606、第二链轮，6607、第一齿轮，6608、第二齿轮和6609、第三电机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面，结合附图，详细描述本发明的实施例

如图1所示：本发明由机架1、茎秆送入与纤维收集装置2、间歇喂入装置3、茎杆装夹装置4、茎稍切除装置5和纤维与杂质分离装置6组成，

其中，所述茎秆送入与纤维收集装置2位于机架1的左侧，所述间歇喂入装置位于机架3右侧的前端，所述纤维与杂质分离装置6位于机架1右侧的后端，所述茎秆装夹以及茎稍切除装置位于机架1右侧的中部。

如图2所示：所述茎秆送入与纤维收集装置2由机架I21定位，茎秆装夹装置包括第一轴22、纤维收集箱23、传送带24、I轴承25、第二轴26、槽轮27、拨盘28、拨杆29、第一电机210、滚筒211与机架I21，其中：所述纤维收集箱23位于茎秆送入装置2的末端；所述第一轴22与第二轴26及滚筒211分别通过四个相同型号的I轴承24固定在机架I21上，所述槽轮27安装在第二轴26上；所述拨盘28安装在第一电机210的输出轴上并与槽轮27通过拨杆29相连；所述第一轴22与第二轴26通过传送带23相连。

如图3所示：所述间歇喂入装置3由机架II31定位，所述间歇喂入装置3包括第二电机32、凸轮33、圆柱滚子34、从动件35、机架II 31、II轴承36、第三轴37、连杆I 38、滑块I 39和导向块310，其中：所述第二电机32固结在机架II 31上，所述第三轴37通过两个相同型号的II轴承36固定在机架II 31上，所述从动件35分别与第三轴37、圆柱滚子34形成转动连接，所述凸轮33安装在第二电机32的电机轴上并与从动件35通 过圆柱滚子34高副连接；所述连杆I 38分别与从动件35、滑块I 39铰接，所述滑块I 39与导向块310形成移动副。

如图4所示：所述茎秆装夹装置4由卡槽型导轨41定位，所述茎秆装夹装置包括第一液压缸42、齿条43、齿轮44、摇杆I45、摇杆II 46、连杆II47、滑动支座48和夹持板49，其中：所述滑动支座48安装在卡槽型导轨41上，所述第一液压缸42固结在滑动支座48的一端，所述齿条43的一端与第一液压缸42的伸缩杆固结，所述齿轮44与滑动支座48通过焊接在滑动支座48上的短轴形成转动连接；所述摇杆I 45固结在齿轮44的端面上，所述摇杆II 46与滑动支座48通过焊接在滑动支座48上的另一短轴形成转动连接；所述摇杆I 45、摇杆II 46分别与连杆II 47的一端部、中部铰接，所述夹持板49的中部与连杆II 47的另一端部形成转动连接。

如图5所示：所述茎稍切除装置5由滑动支座410定位，所述茎稍切除装置5由第二液压缸(1、V型动刀52和定刀53组成，其中：所述第二液压缸51固结在滑动支座410的一端，所述V型动刀52固结在第二液压缸51的伸缩杆上，所述定刀53固结在滑动支座410的另一端。

如图6所示：所述纤维与杂质分离装置6由机架III 61定位，所述纤维提取装置包括机架III61、导向槽62、挤压单元63、刮杂单元64、杂质收集箱65和传动系统66，其中：所述导向槽62、挤压单元63、刮杂单元64以及杂质收集箱65从前至后依次位于机架III 61的上端。

如图7所示：所述挤压单元63由挤压辊支架6301、方形固定轴承6302、方形滑动轴承6303、弹簧6304、螺杆6305、螺母6306、上挤压辊6307、下挤压辊6308和垫片6309组成，其中：所述下挤压辊6308通过两个方形固定轴承6302固定在挤压辊支架(6301)的底部；所述上挤压辊6307通过两个方形滑动轴承6303固定在下挤压辊6308的正上方，所述方形滑动轴承(6303)上端面开有一深度为1cm的圆柱形槽，直径即为所述弹簧6304外径大小，所述螺杆6305的中部固结一垫片6309，其厚度为5～7mm， 外径大于弹簧6304外径5～8mm，内径即为螺杆6305横截面直径，所述弹簧6304一端抵在圆柱形槽的底部，另一端抵在垫片6309的下端面，所述螺母6306固结在挤压辊支架6301的上端面并与螺杆6305螺纹连接。

如图8所示：所述刮杂单元64由刀辊6401、刮刀6402、轴承III6403和凹板6404组成，其中：所述刮刀6402通过螺栓固结于刀辊6401的外周面；所述刀辊6401的两端轴通过两个轴承III 6403固结在机架III 61上；所述凹板6404设于刀辊6401的下方并与其留有5～10mm的空隙。

如图9所示：所述的传动系统66由第一皮带轮6601、第二皮带轮6602、第一皮带6603、第一链轮6604、第一链条6605、第二链轮6606、第一齿轮6607、第二齿轮6608和第三电机6609组成，其中：所述第三电机6609固结在机架III61上，所述第一皮带轮6601固结在第三电机6609的电机轴上，所述第二皮带轮6602固结在刀辊6401的一端并与第一皮带轮6601通过第一皮带6603相连，所述第一链轮6604固结在刀辊6401的另一端，所述第二链轮6606固结在下挤压辊6308的一端并与第一链轮6604通过第一链条6605相连，所述第一齿轮6607、第二齿轮6608分别固结在下挤压辊6308、上挤压辊6307的另一端，所述第一齿轮6607与第二齿轮6608啮合连接。

下面结合附图简述本发明的工作过程。

如图所示，该机器设置三个工位，分别是茎秆输送工位、茎秆装夹与切断工位、纤维制取工位。工作过程中分为六个工作步骤：

第一步，将待加工香蕉茎秆平放在茎秆输送与纤维收集装置2的传送带24上，启动第一电机210，当茎秆输送至茎秆装夹工位时，槽轮27停止转动，进而传送带24静止；

第二步，第一液压缸42伸缩杆伸出，通过齿轮44齿条43机构以及连杆机构驱动夹持板49向上运动，从而实现茎秆的自动装夹；

第三步，启动第二电机32，凸轮33作推程运动，滑动支座48沿着卡槽 型轨道41朝纤维与杂质分离装置6方向滑动，进而茎秆到达纤维制取工位实现自动喂入式刮杂，此时凸轮33机构进入远休止状态；

第四步，在凸轮33转过远休止角作回程运动时，滑动支座48带动装夹茎秆的装置沿着卡槽型导轨41运动，茎秆被自动反拉至茎秆切断工位，此时凸轮33机构进入到近休止状态；

第五步，第二液压缸51伸缩杆伸出，推动V型动刀52切断茎秆末梢，纤维掉落在传送带24上，V型动刀52缩回，进而实现茎秆末梢与纤维的分离；

第六步，槽轮27开始转动，带动茎杆输送与纤维收集装置2的传送带24转动，进而将掉落在传送带24末端的纤维送入纤维收集箱23，下一批次的茎秆再次进入茎秆装夹工位，槽轮27再次停止转动，如此往复循环，即可实现香蕉茎秆纤维的全自动化制取。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。