技术摘要：
本发明涉及一种大蒜分瓣分级机械化装置及其控制方法，其中大蒜分瓣分级机械化装置包括底盘，以及安装底盘上的分瓣装置和分级装置，分瓣装置包括外箱体，以及转动连接在外箱体内的两上胶辊和驱动两上胶辊沿相反方向转动的分瓣驱动装置，外箱体侧板与上胶辊之间安装有胶  全部
背景技术：
我国大蒜每年的年产量日益增加，大蒜常年种植面积大，超过世界大蒜栽植面积 的60%以上。我国种植的大蒜除供应本国的大众消费外，大部分的产品也远销俄罗斯，日本 等国外地区，但是目前我国大蒜在种植前期仍面临着许多的问题，大蒜播种前需要在一定 农时内对大蒜进行分瓣、分级处理，但目前多为人工进行大蒜的分瓣、分级处理，如果过早 地将大蒜分瓣会面临大蒜脱水干瘪，蒜种活力下降的问题，相反，过晚地将大蒜分瓣则会面 临耽误大蒜种植农时的问题，分瓣后，须人工通过肉眼对蒜种进行尺寸分级，不仅浪费了大 量的劳动力而且增重劳动作业负担，这些已成为影响大蒜种植，大蒜生产发展，产业成长的 主要问题，因此研制一种大蒜分瓣分级机械化装置能够有效的解决当前人工分瓣分级的问 题。 目前国内市场存在一些大蒜分瓣机，只采用揉捻大蒜或者挤压大蒜的工作原理， 作业方式简单，存在性能不可靠等问题。例如一种大蒜分瓣机工作时需根据大蒜三维尺寸 的大小调整设备的容纳空间的尺寸，将双锥形盘的上盘和下盘的间距调整到合适，利用锥 形盘旋转产生的离心力，将大蒜甩入锥形盘间，这种结构虽然解决了一定的大蒜分瓣问题， 但是普遍存在大蒜历经多次揉捻，造成蒜种脱皮率高，蒜种损伤严重的问题。同时目前大蒜 分瓣机械，蒜种分级机械都是单独一体的，整体性、灵活性、移动性差，运输过程繁琐，且难 以完成一系列作业，严重阻碍了大蒜分瓣、分级一体化进程。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足，提供一种大蒜分瓣分级机械化装置及其控制方法， 将大蒜分瓣分级等机械化装置集合于轮式底盘之上，便于整体移动行进，工作效率提高，同 时蒜种输送装置、清杂装置等关键部件可以为大蒜分瓣、分级提供服务，一套控制实现方法 也提高了整体工作效率，不仅为以后大蒜播种机械提供便利，而且对大蒜后加工处理产生 重要意义，同时符合农业机械现代化的要求。 本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种大蒜分瓣分级机械化装置，包括底 盘，以及安装底盘上的分瓣装置和分级装置，分瓣装置的出料口与分级装置的进料口对应； 所述分瓣装置包括与底盘固接的外箱体，以及转动连接在外箱体内的两上胶辊和驱动两上 胶辊沿相反方向转动的分瓣驱动装置，外箱体侧板与上胶辊之间安装有胶侧板，胶侧板与 上胶辊之间形成大蒜一次挤压通道；外箱体的顶部设有进料口，进料口处固设有分别延伸 至两上胶辊的分流板；所述分级装置包括通过弹簧与底盘连接的振动机架，以及安装在振 动机架上且沿竖向逐层分布的若干级筛网，各筛网的出料端设有汇集管。 本方案将分瓣装置和分级装置集中安装在底盘上，底盘为整机提供支撑和安装平 4 CN 111545457 A 说　明　书 2/8 页 台，设备整体性提高，可通过在底盘上设置行走轮和行走驱动装置，以提高移动的方便性；  通过设置分流板使从进料口落下的大蒜向两侧分流，分别落至两侧的上胶辊与胶侧板之 间，通过分瓣驱动装置带动两上胶辊转动，利用胶辊与胶侧板的差速作用，在挤压、揉搓双 重作用力下实现大蒜分瓣，胶辊和胶侧板具有一定的可变形量，避免对大蒜造成损伤；分瓣 后的大蒜落至分级装置的最上层筛网上，通过振动机架的振动，对蒜种进行筛分，实现蒜种 的分级，通过设置汇集管，方便对各层筛网上的蒜种出料进行控制，可以在汇集管的出口端 安装编织袋，用以实现蒜种分级后的收集。 作为优化，外箱体内还转动连接有两下胶辊，两下胶辊分别位于两上胶辊下方，位 于同侧的上胶辊与下胶辊传动连接且转向相同，胶侧板与下胶辊之间形成大蒜二次挤压通 道。本优化方案通过设置两个下胶辊，实现了双置胶辊层叠式分瓣，利用下胶辊的转动对大 蒜进行二次分瓣，使分瓣更彻底，利用上胶辊带动下胶辊转动，提高了一次分瓣和二次分瓣 的同步性。 作为优化，分瓣驱动装置包括固定在外箱体上的驱动电机Ⅰ、与驱动电机Ⅰ的输出 轴固接的轴Ⅰ，以及与外箱体转动连接的轴Ⅱ，轴Ⅰ上固装有齿轮Ⅰ和齿轮Ⅲ，轴Ⅱ上固装有 齿轮Ⅳ，以及与齿轮Ⅰ啮合的齿轮Ⅱ；两上胶辊分别为胶辊Ⅰ和胶辊Ⅱ，胶辊Ⅰ的辊轴上固装 有与齿轮Ⅲ通过链条传动连接的齿轮ⅰ，胶辊Ⅱ的辊轴上固装有与齿轮Ⅳ通过链条传动连 接的齿轮ⅱ。本优化方案的分瓣驱动装置利用驱动电机Ⅰ提供动力，通过齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ的 啮合实现了动力不同方向的传递，使两上胶辊转向相反，分别与两侧的胶侧板共同作用，实 现对大蒜的揉搓挤压，并且传动机构简单，方便结构布置。 作为优化，两下胶辊分别为胶辊Ⅲ和胶辊Ⅳ，胶辊Ⅲ的辊轴上固装有齿轮Ⅴ，胶辊 Ⅰ的辊轴上固装有与齿轮Ⅴ通过链条传动连接的齿轮ⅲ，胶辊Ⅳ的辊轴上固装有齿轮Ⅵ，胶 辊Ⅱ的辊轴上固装有与齿轮Ⅵ通过链条传动连接的齿轮ⅳ。本优化方案上胶辊与下胶辊的 传动机构结构简单，链条与齿轮上的链齿啮合实现传动，防止打滑，传力可靠性高，而且制 作成本低。 作为优化，底盘上还安装有初分瓣揉搓装置和输送装置，所述输送装置的进料端 与初分瓣揉搓装置的出料端对应，输送装置的出料端与分瓣装置的进料口对应。本优化方 案通过设置的初分瓣揉搓装置对大蒜进行初级分瓣，通过输送装置将初级分瓣后的大蒜输 送至分瓣装置，提高了分瓣效率，分瓣更加彻底，同时使进入到分瓣装置的大蒜尺寸减小， 从而减小了胶侧板的变形和磨损，延长了使用寿命。 作为优化，初分瓣揉搓装置包括安装在支撑侧板上的传输履带、驱动传输履带转 动的驱动电机Ⅱ、位于传输履带上方的揉搓板，以及通过四连杆机构Ⅰ带动揉搓板朝向传输 履带往复式移动的驱动电机Ⅲ。本优化方案的初分瓣揉搓装置利用驱动电机Ⅱ驱动传输履 带转动，将大蒜向输送装置输送，利用揉搓板对传输履带上的大蒜进行初步揉搓挤压，实现 大蒜初步分瓣。 作为优化，四连杆机构Ⅰ包括首尾依次通过铰轴铰接的横向连杆、后连杆、揉搓板 主架和前连杆，横向连杆与前连杆之间的铰轴与前连杆固接且与驱动电机Ⅲ的输出轴固 接，揉搓板主架的底面铰接所述的揉搓板。本优化方案的四连杆机构设置，通过驱动电机Ⅲ 带动前连杆做顺时针旋转，以前连杆作为主驱动杆，前连杆和后连杆绕横向连杆的两端做 圆周运动，从而带动揉搓板主架往复移动，进而带动揉搓板朝向传输履带往复式移动，将揉 5 CN 111545457 A 说　明　书 3/8 页 搓板与揉搓板主架铰接连接，使得揉搓板可以相对于揉搓板主架转动，适应不同大小的大 蒜，避免对大蒜造成损伤。 作为优化，输送装置包括与支撑侧板固接的输送机架和安装在输送机架上输送 带，输送机架通过沿竖向延伸的支撑旋转轴与底盘转动连接。本优化方案将输送机架设置 为可转动，在非作业状态可将输送装置转至分级装置的一侧，减小占用空间。 作为优化，还包括清杂装置，所述清杂装置包括安装在外箱体上的风选机构和位 于分瓣装置与分级装置之间的高频振动清选机构，所述高频振动清选机构包括平面筛和驱 动平面筛往复运动的驱动电机Ⅳ。本优化方案通过设置清杂装置对大蒜进行清杂，通过风 选机构将分瓣装置工作时产生的蒜皮等较轻的杂物去除，通过驱动电机Ⅳ带动平面筛高频 往复移动，利用蒜杆、蒜种质量不同的物理特点，使得蒜种在前，蒜杆等杂物在后，并且蒜种 有向前的运动趋势，蒜杆等杂物有向后的运动趋势，实现了将蒜杆与蒜种分离。 本方案还提供一种上述大蒜分瓣分级机械化装置的控制方法，包括如下步骤： 1、大蒜倒入料箱中以后，通过电机驱动料箱中的拨禾轮转动，使蒜种落至传输履带，通 过高频振动电机带动传输履带做高频振动，将大蒜实现蒜根朝下的有序控制，控制端通过 驱动电机带动连杆机构实现揉搓板往复运动对大蒜进行挤压，实现大蒜的初分瓣； 2、分瓣后的大蒜随着传输履带的转动落至输送装置的传输带上，利用传送带的转动输 送大蒜，通过传输带底部设置的压力传感器检测信号，利用单片机作为控制器，专用电机驱 动芯片，对输送装置驱动电机的转速进行控制，使初分瓣后的大蒜定量喂入分瓣装置； 3、利用胶侧板处设置的压力传感器检测信号，当两侧压力超出蒜种损伤的安全值后， 压力传感器将检测的信号传输到控制器，使胶辊驱动电机逆向转动，同时将信号反馈到传 输带上的驱动电机，使传输带的驱动电机转速降低，减少大蒜的喂入量，保证大蒜分瓣的顺 利进行； 4、完成分瓣的蒜种落至平面筛，利用蒜杆与蒜种质量不同的特性，四连杆机构在偏心 轮转动带动平面筛做回转运动的同时产生一定的震动频率，将蒜杆、蒜种分离，蒜种在前， 蒜杆等杂物在后，并且蒜种有向前的运动趋势，蒜杆等杂物有向后的运动趋势，通过连杆的 高度差使平面筛倾斜实现蒜种向下运动进入分级装置； 5、蒜种进入分级装置后，通过对振动频率的有效控制实现大蒜分级处理。 本方案的控制方法，保证大蒜在分瓣、分级过程中全程自动化运行，对大蒜机械化 分瓣、分级整个过程具有重要意义。 本发明的有益效果为：可以一次性完成大蒜的分瓣、清选和分级，实现了大蒜初加 工一体化处理，将整套技术集合于一台机器上，整体性和移动性强，加速了大蒜机械化播种 进程； 通过振动调节技术使在传输履带上的大蒜根部向下有序排列，揉搓板的往复回转运 动，对传输履带上有序排列的大蒜进行挤压揉搓，完成对大蒜的初步分瓣，保证了大蒜进入 分瓣装置后更好完成分瓣，提高分瓣效率； 可以根据大蒜分瓣装置不同的喂入量进行定量设计，大蒜输送装置上设有压力传感 器，通过压力传感器和驱动电机在单片机耦合作用下试验实时变速调节传输大蒜，保证了 大蒜能够定量的喂入到分瓣装置，有效避免了大蒜喂入量不足、工作效率低、喂入量过大、 蒜种堵塞的问题； 6 CN 111545457 A 说　明　书 4/8 页 将分瓣装置设置为双置胶辊层叠分瓣机构，有效的实现大蒜的分瓣，两侧双向喂入大 蒜，利用胶辊与胶侧板间差速作用实现对大蒜的分瓣，同时采用层叠式排列胶辊，可以对大 蒜进行二次分瓣，提高了分瓣效率，避免了传统大蒜分瓣机械出现的分瓣效率低、蒜种损伤 严重、脱皮率高等难题； 大蒜清杂装置采用风选和振动筛清选，能够有效地将大蒜分瓣过程中产生的蒜皮、蒜 杆、蒜根、蒜杆-蒜根连接物等这些质量不一的杂质逐一分离，降低了含杂量，降低了大量的 人工清选成本； 大蒜分级装置采用多级振动清选装置，能够有效地将分好瓣的蒜种分成三种尺寸规格 的蒜种，加速了大蒜播种的进程。 附图说明 图1是整机主视图； 图2是整机左视图； 图3是整机轴测图； 图4是分瓣装置主视图； 图5是分瓣装置左视图； 图6是分瓣装置俯视图； 图7是双置胶辊层叠式分瓣机构轴测图； 图8是双置胶辊层叠式分瓣机构主视图； 图9是分级装置左视图； 图10是初分瓣揉搓装置和输送装置左视图； 图11是输送装置主视图； 图12是初分瓣揉搓装置结构主视图； 图中所示： 1、底盘，2、初分瓣揉搓装置，3、输送装置，4、分瓣装置，5、清杂装置，6、分级装置，7、控 制装置，101、行走轮，102、悬挂杆，103、减震弹簧，201、料箱，202、料箱支撑杆，203、揉搓分 瓣机构，301、输送电机，302、履带侧挡板，303、弹簧张紧装置，304、输送带，305、传动辊轴Ⅰ， 306、传动辊轴Ⅱ，307、隔板，401、进料口，402、外箱体，403、分瓣机支架，404、弹簧调节机 构，406、驱动电机Ⅰ，407、齿轮箱体，408、齿轮Ⅰ，409、齿轮Ⅱ，410、齿轮Ⅲ，411、齿轮Ⅳ，412、 链条Ⅰ，413、齿轮ⅰ，414、齿轮ⅱ，415、齿轮ⅲ，416、齿轮Ⅴ，417、胶辊Ⅰ，418、链条Ⅱ，419、胶 辊Ⅲ，420、齿轮ⅳ，421、链条Ⅲ，422、齿轮Ⅵ，423、胶辊Ⅱ，424、胶辊Ⅳ，425、右侧胶侧板， 426、左侧胶侧板，427、分流板，428、分流卸料板，429、链条Ⅳ，501、风机通道，502、支撑板， 503、清选风机，504、风扇，505、驱动电机Ⅳ，506、连杆，507、平面筛，508、主动杆，509、偏心 轮，510、风选清杂口，601、振动泵三项异步电动，602、固定螺栓，603、一级振动型孔筛，604、 二级振动型孔筛，605、三级振动型孔筛，606、四级振动型孔筛，607、五级振动型孔筛，608、 六级振动型孔筛，609、底部收集平面，610、清理口，611、汇集管，612、三角支架，613、振动机 架，2031、横向连杆，2032、后连杆，2033、揉搓板，2034、履带辊Ⅰ，2035、履带辊Ⅱ，2036、揉搓 板主架，2037、前连杆，2038、支撑侧板，2039、传输履带。 7 CN 111545457 A 说　明　书 5/8 页