河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 丁麗 呂順可 吳亞文 張昱翀

負(fù)吸式太陽能聚糧機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理

河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 丁麗 呂順可 吳亞文 張昱翀

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，地大物博，幅員遼闊，糧食的生產(chǎn)條件和地理位置各不相同，糧食的生產(chǎn)量非常大，然而對(duì)于小型農(nóng)戶的糧食收集問題，受場(chǎng)地和產(chǎn)量的限制，一直沒有得到很好的解決。糧食的晾曬和收集是糧食儲(chǔ)藏的重要環(huán)節(jié)，也是在農(nóng)村最繁重的環(huán)節(jié)，在糧食的收集過程中利用太陽進(jìn)行晾曬是進(jìn)行糧食儲(chǔ)藏過程中的普遍方式。為了解決上述問題，需要設(shè)計(jì)一種小型的，能夠滿足個(gè)體農(nóng)戶工作需求的聚糧機(jī)，這個(gè)針對(duì)小型農(nóng)戶的機(jī)械，還要能夠集中完成聚糧、吸糧、收集等多項(xiàng)工藝過程，在過程中完成糧食的清潔處理。

一、整體結(jié)構(gòu)及工作原理

本設(shè)計(jì)的小型負(fù)吸式太陽能聚糧機(jī)主要由支架、毛刷、吸料管、帶輪、電動(dòng)機(jī)、太陽能電池板以及零部件組成。如圖1、圖2、圖3所示整體結(jié)構(gòu)包括聚攏裝置，吸料裝置，收集裝置和除塵裝置以及總體框架設(shè)計(jì)。

工作原理：聚攏裝置能夠通過毛刷上的小型電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)，利用毛刷的旋轉(zhuǎn)把地面上晾曬好的糧食聚攏到吸糧裝置的吸嘴處，吸糧裝置在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，通過皮帶傳動(dòng)的作用下，使負(fù)壓裝置產(chǎn)生負(fù)壓，通過輸料管將吸嘴處的糧食提升到一定的高度進(jìn)入負(fù)壓裝置內(nèi)，然后在糧食自重和彎管處的慣性作用下使糧食從出料口經(jīng)由漏斗進(jìn)入糧食滑道中，在下方用口袋將糧食收集裝袋。動(dòng)力裝置采用太陽能電池板給電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，并且在糧食從出料口落入漏斗的過程中，利用風(fēng)扇吹走雜物，對(duì)糧食進(jìn)行除塵處理，保證糧食收集的清潔度。

二、系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）聚攏裝置的設(shè)計(jì)

聚攏裝置的位置在聚糧機(jī)的最前端，由支架固定在車身支架上，通過毛刷上的兩個(gè)小型的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)毛刷的反向轉(zhuǎn)動(dòng)，聚攏前方750 mm的范圍內(nèi)的糧食，把要收集的糧食聚攏到吸嘴處。在毛刷的兩側(cè)設(shè)置有擋板，是為了避免糧食被毛刷弄散。

1.聚攏裝置 2.吸料裝置 3.太陽能電池4.負(fù)壓真空裝置 5.負(fù)壓電機(jī) 6.扶手7.支架 8.出料口 9.除塵裝置

圖2 吸料裝置結(jié)構(gòu)

圖3 除塵收集裝置結(jié)構(gòu)

（二）收集裝置的設(shè)計(jì)

通過輸料管收集起來的糧食物料，在負(fù)壓腔內(nèi)由下方的出料口進(jìn)入除塵筒內(nèi)，除塵筒的一側(cè)設(shè)置有電風(fēng)扇，能夠在收集的過程中，對(duì)要收集的物料進(jìn)行除塵操作，經(jīng)過除塵之后的糧食顆粒會(huì)經(jīng)過漏斗通過下方的糧食滑道，最終被收集到袋子中。

（三） 光伏容量的設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)要滿足的工作狀況為360 W的負(fù)載的用電，ZW1418ZX型號(hào)的電機(jī)。所以，該系統(tǒng)光伏容量的配置要求要能滿足所選電機(jī)的工作要求。對(duì)太陽能電池板的功率進(jìn)行確定，最終得到滿足工作條件的太陽能的功率為180 W。

三、結(jié)論

（一）小型的聚糧機(jī)，通過人推動(dòng)的方式進(jìn)行移動(dòng)，簡(jiǎn)單方便，適合小面積的糧食收集，集吸料系統(tǒng)，收集系統(tǒng)的試驗(yàn)裝置。

（二）在小型農(nóng)戶進(jìn)行糧食的收集過程中，可以大大提高作業(yè)時(shí)的效率，解決大型機(jī)械無法達(dá)成預(yù)定目標(biāo)的缺陷，也避免了刮板式聚糧機(jī)對(duì)糧食的損壞程度。

（三）聚糧機(jī)工作時(shí)采用太陽能作為清潔能源，既滿足工作條件的要求，又符合經(jīng)濟(jì)性的需要。整個(gè)機(jī)械裝置結(jié)構(gòu)緊湊，制造的成本低，工作效率高。

河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目（17B416001，16A460035），河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目（162102210271，172102310355），河南省基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究項(xiàng)目（142300410294），國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201610466014）】