[发明专利]基于刮擦式和碾压式结合的单株高精度全自动脱粒系统

说明书

本发明公开了一种基于刮擦式和碾压式结合的单株高精度全自动脱粒系统，包括刮擦式脱粒组件、碾压脱粒组件、空瘪粒和枝干分离组件、PLC控制器。刮擦式脱粒组件根据人工脱粒转化而来，几乎能零破壳率将大部分实粒脱落下来，而碾压式脱粒则将难脱下来的空瘪粒脱落下来，保证了本脱粒系统的精度。该脱粒系统具有精度高、效率高、自动化程度高，适用于单株高精度考种前期稻穗自动处理，为精细农业研究提供了有力支持。

技术领域

本发明涉及农业机器领域，具体特指一种利用刮擦式和碾压式相结合的全自动分离谷粒的装置。

背景技术

水稻脱粒是水稻考种研究中不可或缺的部分，也是农业机械自动化领域中非常重要的研究内容。脱粒的目的是为了将稻穗枝杆上的谷粒全部完整地脱离下来，以便对谷粒性状进行考察。在农业科学研究中要求将所有的谷粒既包括饱粒也包括瘪粒都从枝干上分离下来要求零残留，用来考察粒形、结实率、饱满度、千粒重等；这与农业生产不同，农业生产中虽然也需要脱粒，但它只关心最终的产量部分因此只要求将饱粒部分脱下即可。稻穗的脱粒结果的好坏，将直接影响后面谷粒考种的准确性和有效性。因此水稻高精度自动脱粒技术的研究是实现水稻数字化考种的关键步骤之一，对水稻考种研究具有重要意义。

为了给稻穗提供一个高精度、自动化的测量平台，国内外已有许多针对脱粒仪的研究，检索专利发现华中科技大学已经成功申请了专利名称为“一种用于单株高精度考种的全自动谷粒分离系统”，专利号为ZL201010241606.6.虽然该系统自动化程度较高，但是由于其整个系统都是碾压脱粒，因此在脱粒过程中会有比较大的破壳率，而且体积太大、成本太高、且脱粒完成后后续工作较多。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决现有技术中脱粒破壳率高、精度不够高，自动化程度不够高等缺陷，因此本发明提供一种基于刮擦式和碾压式结合的单株高精度全自动脱粒系统，将刮擦式和碾压式脱粒相结合实现水稻的高精度脱粒。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明由刮擦式脱粒组件、碾压脱粒组件、振动筛分组件、PLC控制器四个部分组成：

(1)刮擦式脱粒组件：由光电开关、电动门和刀口组成。刮擦式脱粒组件是借鉴人工脱粒的方式，即用器具从穗的基部沿着穗的顶端刮擦脱粒。这种脱粒方式是人工在长时间的手工脱粒考种中总结摸索得到的，具有脱粒精度高、破损率低、效率高的特点，从刀口处刮落下来的谷粒会经过斜坡轨道落入谷粒收集装置中；

(2)碾压脱粒组件：碾压脱粒组件由齿状滚筒和齿状皮带式输送线所组成，上方为固定的齿状滚筒，下方为与齿轮相啮合的齿状皮带输送线，齿状滚筒通过上下可调节的轴承固定，调节螺母可以使轴承中心上下移动从而调节齿状滚筒和输送线皮带间的压力。稻穗经过刮擦式脱粒组件后，大部分实粒都能被刀口刮下来，只有少部分空瘪粒未被脱下，碾压脱粒组件的作用就是用来对未被脱下的空瘪粒进行碾压脱粒；

(3)振动筛分组件：振动筛分组件由振动筛板、圆孔筛、瘪粒传送带、伺服电机、振动器组成，其中圆孔筛的尺寸是经过仔细研究后设计的，能保证谷粒掉落且保证枝干不会掉落到瘪粒传送带上。稻穗经过碾压脱粒组件后，少部分实粒和难脱的空瘪粒会被脱下来，此时脱下的谷粒和枝干全部夹杂在一起没有筛分。谷粒和枝干经过振动筛板时，电机和振动器带动振动筛板振动，空瘪粒会通过圆孔筛落入到瘪粒传送带上最后流入至瘪粒回收装置，而枝干则流入枝干回收装置；

(4)PLC控制器：PLC控制器的输入端与光电开关信号线相连，用于控制电动门的启停。PLC控制器的输出端与所述齿状皮带式输送线的伺服电机相连接，用于分别控制它的启动停止和速度变化。