張會萍 陳卓然 王志琰

摘? ?要：本文主要從玉米自動上料闡述玉米剝皮裝置。上料系統(tǒng)裝置中，我們設(shè)計了一種定向分選排序上料系統(tǒng)，上料裝置主要功能是將堆落在一起的玉米果穗平鋪傳送，傳送到單行傳輸裝置中進行單行傳輸，經(jīng)過檢測裝置檢測是否與設(shè)定一致，根據(jù)檢測結(jié)果進行下一步的玉米果穗分選，一部分不合乎設(shè)定標準的玉米果穗進入回收系統(tǒng)不參與下一步的處理，或者進入反向單行輸送裝置，最終的目的是：除尺寸不合乎標準的玉米外，其余所有玉米果穗得到順序一定，并單行傳輸?shù)较乱粋€環(huán)節(jié)。我們對上料傳動裝置的傳動速度、傳送角度等進行討論、分析。

關(guān)鍵詞：自動上料? 玉米剝皮? 性能指標

中圖分類號：TP23? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）11（a）-0095-02

作為農(nóng)業(yè)大國，我國一直以來都是玉米的種植和產(chǎn)量大國，穩(wěn)居世界第二[1]。我國農(nóng)業(yè)機械起步較晚，玉米聯(lián)合收割更沒有廣泛應用[2-4]，據(jù)統(tǒng)計，到2013年底，我國玉米機收率不到50%，截至2018年，我國玉米機收率也達不到90%，而發(fā)達國家推廣的大型聯(lián)合收割機，從摘穗到脫粒瞬間完成，這些歐洲國家20世紀末就基本完成了玉米收獲機械化。機械剝皮中，效率和剝凈率是衡量機械好壞的很重要的參數(shù)，如何提高效率、玉米剝凈率尤為重要。

1? 玉米上料裝置設(shè)計

1.1 設(shè)計思路

為了解決玉米剝皮機械上料系統(tǒng)的缺陷，本文采用切根的方法進行剝皮的預處理，我們可以采用人工方式使玉米方向性保持一致，但人工成本高，而且速度慢，效率低?；谝陨弦蛩氐目紤]，我們設(shè)計了自動化分選排序上料系統(tǒng)，如圖1所示。

自動化分選排序上料系統(tǒng)包括以下幾個部分：Ⅰ排序上料裝置、Ⅱ單行傳輸裝置、Ⅲ檢測裝置、Ⅳ定向分選裝置、Ⅴ玉米穗回收裝置、Ⅵ正向單行傳輸裝置、Ⅶ反向單行輸送裝置、Ⅷ計算機控制端排序上料裝置主要功能是將堆落在一起的玉米果穗平鋪傳送，傳送到單行傳輸裝置中進行單行傳輸，經(jīng)過檢測裝置檢測是否與設(shè)定一致，根據(jù)檢測結(jié)果進行下一步的玉米果穗分選，一部分不合乎設(shè)定標準的玉米果穗進入回收系統(tǒng)不參與下一步處理，最終目的是：除尺寸不合乎標準的玉米外，其余所有玉米果穗順序一定，并單行傳輸?shù)较乱粋€環(huán)節(jié)。

整個玉米定向分選排序上料系統(tǒng)的流程為：鮮食玉米—上料—單層平鋪—單行輸送—尺寸形狀方向檢測—定向分選—切根—剝皮—深加工。

1.2 上料系統(tǒng)設(shè)計及工作原理

本文設(shè)計的自動化上料系統(tǒng)包括七個主要部分，分別是上料系統(tǒng)減速電機、上料系統(tǒng)傳動皮帶、上料系統(tǒng)送料滾筒、上料系統(tǒng)傳送帶、上料系統(tǒng)玉米穗箱、上料系統(tǒng)擋板、上料系統(tǒng)機架。

上料系統(tǒng)減速電機、送料滾筒、玉米穗箱、擋板焊接于機架上，機架通過自身重力可平穩(wěn)地固定于地面，不需要額外的裝置固定。減速電機通過傳動皮帶與送料滾筒連接，塑料滾筒轉(zhuǎn)動從而帶動皮帶傳動，運輸玉米果穗。

上料傳動裝置主要包括電機、皮帶、滾筒、傳送帶，電機與滾筒通過皮帶相連接，電機與滾筒具有相同的角速度W，傳送帶的速度V=W·R，R為滾筒的半徑，決定傳送帶傳輸速度的因素有電機角速度（功率）、滾筒半徑。我們使用的電機為可調(diào)速的變頻電機，可以根據(jù)需要設(shè)置不同的速度。傳送帶的傾角要適宜，不宜過大。

對玉米穗受力分析，設(shè)傳送皮帶與地面傾角為α，玉米果穗的自身重力mg，與傳送帶間的最大靜摩擦力為f，玉米果穗對傳送帶的支持力為F，沿著斜面方向建立平面直角坐標系，不在坐標系上的重力分解成兩個力：沿著斜面的力mgsinα，垂直于斜面的力mgcosα，由于電機勻速轉(zhuǎn)動，所以傳送帶也勻速上移，玉米受力平衡，由平衡方程得：

F=mgcosα

f=mgsinα

當傾斜角α變大時，sinα的值變大，重力mg不變，則摩擦力f變大，當f的值增大到最大靜摩擦時，玉米穗就會沿著斜面下滑，不能達到傳送帶頂部。所以傾角的選取不能過大，經(jīng)過試驗與分析，我們選取的角度為20°。

2? 玉米檢測裝置設(shè)計

玉米檢測裝置包括檢測系統(tǒng)機架、線激光器、ccd/cmos傳感器三個主要部分，玉米檢測系統(tǒng)由檢測系統(tǒng)機架、線激光器、cmos傳感器構(gòu)成，線激光器與cmos傳感器成一定的角度固定在檢測系統(tǒng)的機架上。當玉米穗從單行傳輸裝置傳輸經(jīng)過線激光器后，線激光器通過激光掃描，將掃描情況傳輸給cmos傳感器，傳感器將所得信號傳輸給計算機，計算機經(jīng)過分析處理后得到玉米穗的形狀、尺寸、方向，之后計算機與事先預定的玉米穗特征相對比，判斷是否與設(shè)定一致，再做下一步指令。

3? 玉米分選裝置設(shè)計

本文設(shè)計的玉米分選裝置由分選系統(tǒng)機架、分選系統(tǒng)電機、分選系統(tǒng)皮帶、撥打輪組成，分選系統(tǒng)電機與撥打輪通過皮帶連接并固定在機架上。撥打輪按照一定的角度、位置、方向進行設(shè)置，當檢測系統(tǒng)檢測出單行傳輸系統(tǒng)傳輸過來的玉米穗不符合設(shè)定尺寸規(guī)格時，電腦指令控制撥打輪將該玉米穗撥打到回收裝置玉米箱中;當檢測系統(tǒng)檢測出單行傳輸系統(tǒng)傳輸過來的玉米穗與設(shè)定方向相反時，撥打輪將此玉米撥打入反向單行傳輸系統(tǒng);當檢測系統(tǒng)檢測出單行傳輸系統(tǒng)傳輸過來的玉米穗與設(shè)定一致時，玉米果穗直接通過分選裝置，進入下一處理程序階段。

4? 結(jié)語

在玉米自動上料系統(tǒng)裝置中，我們設(shè)計了一種定向分選排序上料系統(tǒng)，上料裝置將堆落在一起的玉米果穗平鋪傳送，傳送到單行傳輸裝置中進行單行傳輸，經(jīng)過檢測裝置后進行下一步的玉米果穗分選，不合乎設(shè)定標準的玉米果穗進入回收系統(tǒng)。文中對上料傳動裝置的傳動速度、傳送角度等進行討論、分析。

參考文獻

[1] 宋玉祥，師瑞娟.世界玉米生產(chǎn)與分布[J].地理教育，2007（1）：78.

[2] 董佑福.實現(xiàn)玉米機收新跨越[J].農(nóng)機科技推廣， 2007（8）：19-21.

[3] 用機械化學術(shù)研討會論文集[C].沂州山西省農(nóng)業(yè)機械學會，2003.

[4] 李明，李志杰.淺析玉米聯(lián)合收獲機械化發(fā)展與對策[J].農(nóng)業(yè)機械，2006（2）：123.