一种玉米果穗姿态顺序喂入的非均衡玉米预脱粒

本发明属于农业机械，涉及一种玉米果穗姿态顺序喂入的非均衡玉米预脱粒装置。背景技术：1、当前玉米是我国总产量最大的粮食作物，并作为农民的重要收入来源而获得广泛种植。脱粒是玉米收获机械化的重要作业环节，玉米脱粒是将玉米果穗上的籽粒和穗轴分离开来，常用的脱粒元件一般采用冲击、揉搓、梳刷、碾压等原理实现脱粒。目前的籽粒分段收获模式中，玉米直接进入脱粒系统，其喂入状态是无序混乱、随机成群的，脱粒过程中将带来较大的破碎。2、现有的脱粒装置利用钉齿、纹杆和板齿元件等脱粒时，脱粒效果更多的取决于脱粒元件击打玉米果穗概率，以及滚筒转速、脱粒间隙等参数，脱粒过程依靠脱粒元件与玉米穗刚性接触碰撞脱粒，刚性脱粒所造成的籽粒破碎率往往偏大；另一种脱粒方式是玉米果穗和玉米果穗之间相互挤搓、摩擦脱粒，脱粒效果好，但脱净率低。3、玉米果穗经脱粒滚筒的喂入口，进入到脱粒段时大多保持初始姿态，当冲击力的水平方向与玉米穗轴线垂直时，脱下籽粒数较多，且籽粒损伤较少玉米果穗的上下两端比中部更容易脱粒，主要原因是横向上籽粒与籽粒之间的接触面积小，相对于竖排籽粒排不紧密、甚至不接触，当受到冲击时，周围籽粒上的均布反作用力的合力较小，较易脱粒。玉米果穗有序喂入将减少脱粒过程中所造成的机械损伤。4、玉米脱粒过程中存在非均衡脱粒特性，即同一轴向位置的籽粒随着其周边籽粒对其支撑作用的不同，其脱粒力存在较大差距。一旦出现局部脱粒后，其周边籽粒失去支撑将更容易脱粒。传统手工脱粒中用锥子或其他工具先剔去玉米果穗上部分玉米籽粒，然后用手揉搓的方式脱粒，该脱粒方式较易脱粒，且破碎率低。其主要思想是利用了脱粒时非均衡脱粒力学特性，破坏了籽粒之间力学平衡，从而达到更好的脱粒效果。技术实现思路1、本发明所要解决的第一个技术问题是：在传统的玉米籽粒收获模式中，玉米果穗经升运器直接进入脱粒滚筒，玉米果穗的喂入状态是无序混乱、随机成群的，为后续脱粒过程带来困难，造成较高的籽粒破碎率和未脱净率。2、本发明所要解决的第二个技术问题是：传统玉米脱粒方式，由于玉米籽粒与脱粒元件之间是刚性接触，导致玉米籽粒破碎率较高，本发明采用疏松脱粒装置对玉米果穗实现预疏松脱粒，疏松效果好，破碎率低。同时打破了玉米籽粒之间的整体连接力平衡，在后续脱粒过程中有利于提高脱粒效率、降低籽粒破碎率和未脱净率。3、为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：4、所述非均衡玉米预脱粒装置包括姿态矫正机构(1)和疏松脱粒机构(6)。5、姿态矫正机构(1)上的弯管出料口(5)与疏松脱粒机构喂入口(10)通过螺栓连接。6、所述姿态矫正机构(1)包括弯管进料口(2)、弯管(3)、激振装置(4)、地笼口(8)、弯管出料口(5)、弯管机架(23)。7、所述姿态矫正机构(1)中弯管(3)和地笼口(8)材料均为45号钢，弯管(3)设计尺寸为半径大于220mm。8、所述姿态矫正机构(1)中的地笼口(8)入口半径等于弯管半径，出口半径大于弯管(3)半径的一半，轴向长度为10～15cm。9、所述弯管进料口(2)与弯管(3)通过焊接连接。10、地笼口(8)将弯管(3)均分三段，每段弯管首尾圆心连线空间角度不大于20°。11、地笼口(8)与弯管各段(3)通过螺栓连接。12、激振装置(4)包括激振器(24)、激振器机架(25)。13、激振装置(4)焊接在地笼口(8)外缘的弯管(3)外表面上。14、所述弯管(3)与弯管出料口(5)通过焊接连接。15、所述疏松脱粒机构(6)包括机架(9)、疏松脱粒机构喂入口(10)、下传送带从动轴(11)、下传送带(13)、下传送带主动轴(15)、链板输送带主动轴(12)、链板输送带从动轴(14)、链板输送带(17)、疏松脱粒元件(18)、疏松脱粒机构排料口(16)、电机(7)。16、电机(7)安装在机架(9)上。17、两台电机(7)提供动力，通过齿轮传动方式传递到链板输送带主动轴(12)与下传送带主动轴(15)。18、链板输送带(17)上分布有疏松脱粒元件安装孔(22)，疏松脱粒元件安装孔(22)之间的间距为45～60mm。19、所述疏松脱粒元件(18)焊接在链板输送带(17)的疏松脱粒元件安装孔(22)内。20、所述疏松脱粒元件(18)包括疏松脱粒头(19)、疏松脱粒元件底座(20)、弹簧(21)。21、疏松脱粒头(19)与疏松脱粒元件底座(20)材质为q235。22、弹簧(21)两端通过点焊分别焊接在疏松脱粒头(19)底端和疏松脱粒元件底座(20)凹槽内。23、弹簧(21)的弹性系数范围为1450～1840n/m。24、疏松脱粒元件(18)中疏松脱粒头(19)变径段轴向长度为8～10mm，疏松脱粒头(19)中部恒径段参与玉米预脱粒，增大挤压面积，提高脱粒籽粒数目。25、疏松脱粒机构(6)中链板输送带主动轴(12)比链板输送带从动轴(14)半径小13～16mm，向前行进过程中，疏松脱粒元件持续向下移动，最终下降高度为13～15mm，从而疏松玉米籽粒间缝隙，脱下周围玉米籽粒。26、所述本发明的工作原理：玉米果穗在弯管中受到的水平分力，不断矫正玉米果穗穗轴前进姿态，使玉米果穗长轴与管道输送方向一致。玉米果穗穗轴轴向前进方向与管道输送方向一致时，为姿态顺序喂入的玉米果穗。姿态顺序喂入的玉米穗在重力、振动和其他果穗的推动作用下将顺畅通过弯管部分；姿态没有顺序喂入的玉米穗在弯管内因重力和推挤不断向前运动，但因果穗喂入姿态与弯管输送方向不一致，在弯管和地笼口的摩擦等作用下改变穗轴前进姿态。地笼口处弧线的变化，用于矫正玉米穗轴前进方向和筛选姿态顺序喂入的玉米果穗。在地笼口下方弯管处安装激振装置来防止堵塞和加快矫正进程。玉米果穗经弯管出料口进入疏松脱粒机构后，落在下传送带上，后被链板输送带的疏松脱粒元件按压，在疏松脱粒元件和下传送带共同挤压作用下向后输送，由于链板输送带两个传动轴半径不同，前进过程中压在果穗上的疏松脱粒元件持续向下移动，下降高度范围为13～15mm，约等于一粒中段玉米籽粒的高度，从而击溃或疏松该缝隙周围玉米籽粒，打破了玉米籽粒与玉米籽粒之间的支撑和力的平衡，实现了玉米籽粒的预脱粒。27、本发明的有益效果在于：28、1、本发明应用在玉米脱粒机上，所用特制的弯管装置，保证了玉米穗轴姿态的顺序喂入，确保玉米果穗轴线方向统一，在下一阶段的脱粒过程中纵轴流脱粒滚筒上脱粒元件冲击力的水平方向与玉米穗轴线垂直，提高了玉米脱粒效率、降低了籽粒破碎率和果穗未脱净率。29、2、实现玉米果穗姿态的顺序喂入的非均衡预脱粒装置，可实现在玉米果穗的上端或下端预先进行脱粒，玉米的上端或下端脱粒比中端所需脱粒力更小，便于打破玉米籽粒之间力的平衡。30、3、本发明利用玉米籽粒脱粒时的非均衡脱粒特性，并模仿传统人工脱粒工艺，即先用“锥子”脱下部分竖排籽粒，打破玉米籽粒之间互相平衡支撑力，该种方法有利于提高脱净率，降低脱粒过程中籽粒破碎率。