一种水稻种植用稻种筛选装置及方法

本发明涉及筛分设备，更具体地说，涉及一种水稻种植用稻种筛选装置及方法。

背景技术：

1、水稻种植时为了保证水稻种植的品质，需要对水稻稻种进行筛选，筛选时需要将稻种通过所设定的筛分网板进行筛选，从而筛选出大小统一饱满的优质稻种，从而满足其播种需求。

2、但是现有技术下的水稻种植用稻种筛选装置，在实际使用时多采用振动的方式进行，振动时杂质内含有的微小杂质如灰尘易于扬起，在筛分过程中易于附着在稻种的表面，导致筛分效果下降；

3、针对上述问题，还有通过风选的方式进行稻种中杂质的筛分，可分选筛分的过程中，由于无法准确控制稻种下落量、风选风速和风压的匹配度，难以高效地对稻种中微小杂质与干瘪稻种的筛出，使得稻种的筛选作业存在着诸多的限制，鉴于此，我们提出一种水稻种植用稻种筛选装置及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水稻种植用稻种筛选装置及方法，以解决当前稻种筛选装置，难以高效地对稻种中微小杂质与干瘪稻种的筛出，无法准确控制稻种下落量、风选的风速和风压匹配度的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种水稻种植用稻种筛选装置，包括支撑框架、稻种分配槽、若干个气流风选机构、上料组件、下料斗；

3、所述支撑框架内中部构造有支撑架，且所述支撑框架内顶端与所述支撑架的顶端之间安装有用于稻种多级偏心筛分的偏心筛分机构；

4、所述稻种分配槽固定设置于所述支撑架的顶端，且所述稻种分配槽的顶端开设有用于收集偏心筛分机构筛选出稻种的分流腔；

5、若干个所述气流风选机构呈环形阵列布置于所述稻种分配槽的底端，用于稻种中杂质和干瘪稻种的二次风选；

6、所述上料组件固定设置于所述支撑框架的顶部；

7、所述下料斗固定设于所述支撑框架内位于若干个所述气流风选机构的下方；

8、所述气流风选机构包括s型导流管，所述s型导流管的低位端安装有用于均布定量稻种流呈扁平状下落的稻种通过机构，且所述s型导流管的高位端安装有用于吸取定量稻种流中杂质和干瘪稻种的杂质通过机构，通过可变速气流结合高度差筛选出定量稻种流中杂质和干瘪稻种。

9、本发明通过稻种分配槽与三个气流风选机构的布置，通过偏心筛分机构筛分后的稻种落入分流腔内，并分别流入三个气流风选机构内，通过稻种通过机构控制稻种的下落量与下落状态，再通过杂质通过机构配合s型导流管控制作用于微小杂质和干瘪稻种的风速与风压，实现稻种内微小杂质和干瘪稻种的筛选，采用可变速气流结合高度差筛选出定量稻种流中杂质和干瘪稻种，结合气流风速和风压配合高度差异实现稻种的筛选，通过对稻种下落量与风选的风速和风压匹配度的分别控制，大大提高了对稻种中微小杂质与干瘪稻种的高效筛出。

10、优选地，所述偏心筛分机构包括电动机，所述电动机固定设置于所述支撑架底端的中心处，且所述电动机的电机轴穿过所述支撑架的一端固定安装有弧形传动柄，所述弧形传动柄的另一端转动安装有偏摆机构，且所述支撑框架内顶端中心处开设有供偏摆机构转动连接的球槽。

11、优选地，所述偏摆机构包括大杂质筛分框、中杂质筛分框和小杂质筛分框，所述大杂质筛分框、中杂质筛分框、小杂质筛分框自上而下堆叠固定设置，且所述大杂质筛分框、中杂质筛分框、小杂质筛分框的外缘面上均接通有圆周弧形下料口，所述大杂质筛分框和所述中杂质筛分框内底部均开设有均布筛分孔，且所述小杂质筛分框内底端外周处开设有环布筛分孔。

12、优选地，所述大杂质筛分框的顶端构造有安装架，且所述安装架顶端的中心处构造有球轴，所述球轴转动设于所述球槽内，所述小杂质筛分框底端的中心处构造有轴杆，且所述轴杆转动设于所述弧形传动柄内。

13、优选地，所述稻种通过机构包括矩形均布管，所述矩形均布管的顶端构造有导流槽，且所述导流槽与所述分流腔接通，所述矩形均布管朝向所述杂质通过机构的一侧构造有接通s型导流管低位端的流出口，且所述矩形均布管的另一侧等距开设有对应所述流出口的若干个进风口，所述矩形均布管内顶部安装有定量下方稻种的定量机构。

14、优选地，所述定量机构包括伺服电机，所述伺服电机固定设于所述s型导流管一侧的顶部，且所述伺服电机的电机轴延伸至所述矩形均布管内一端安装有传动轴，所述传动轴转动设于所述矩形均布管内两侧的顶部之间，且所述传动轴的外缘面上固定安装有定量辊，所述定量辊的外缘面上呈环形阵列开设有若干个定量输出槽。

15、优选地，所述杂质通过机构包括存杂管，所述存杂管朝向所述稻种通过机构的一侧构造有接通s型导流管高位端的流入口，且所述存杂管的外缘面一侧固定设置有排风机，所述存杂管的顶端和底端分别安装有导风机构和电动蝶阀，且所述导风机构与所述排风机接通。

16、优选地，所述导风机构包括盖板，所述盖板可拆卸式安装于所述存杂管的顶端，且所述盖板顶端的两侧均安装有接通排风机的排风管，所述盖板底端的两侧均构造有延伸至存杂管内的弧形延伸板，且两个所述弧形延伸板的底端共同构造有斜置筛分板，所述斜置筛分板的低位端远离所述流入口。

17、优选地，所述上料组件包括上料斗，所述上料斗的底端对称构造有两个固定连接于支撑框架的支撑腿，且是上料斗的一侧固定安装有延伸杆，所述延伸杆的一端固定安装有监控稻种下流情况的监控摄像头。

18、一种稻种筛选方法，包括下列步骤：

19、s1：稻种投放；

20、将混杂有杂质的稻种若干输送机匀速输送至上料组件内，通过上料组件将其引导至偏心筛分机构内进行多级偏心筛分；

21、s2：多级偏心筛分；

22、通过电动机驱动弧形传动柄转动，进而带动大杂质筛分框、中杂质筛分框、小杂质筛分框在轴杆的帮助下，以球轴为轴心围绕电动机顺时针偏心转动；

23、当稻种落入大杂质筛分框内后，处于顺时针偏心转动状态的大杂质筛分框，导致稻种集中于大杂质筛分框内一侧并做环绕运动，通过大杂质筛分框上布置的均布筛分孔将稻种中的大杂质物筛出，并使得稻种通过均布筛分孔落入中杂质筛分框内；

24、当稻种落入中杂质筛分框内后，处于顺时针偏心转动状态的中杂质筛分框，导致稻种集中于中杂质筛分框内一侧并做环绕运动，通过中杂质筛分框上布置的均布筛分孔将稻种中的中杂质物筛出，并使得稻种通过均布筛分孔落入小杂质筛分框内；

25、当稻种落入小杂质筛分框内后，处于顺时针偏心转动状态的小杂质筛分框，导致稻种集中于小杂质筛分框内一侧并做环绕运动，通过小杂质筛分框上布置的环布筛分孔将稻种中的小杂质物筛出，并使得稻种通过环布筛分孔落入分流腔内；

26、完成针对稻种的多级偏心筛分后，通过电动机驱动弧形传动柄转动，进而带动大杂质筛分框、中杂质筛分框、小杂质筛分框在轴杆的帮助下，以球轴为轴心围绕电动机逆时针偏心转动，从而将堆积于大杂质筛分框、中杂质筛分框、小杂质筛分框内的大、中、小杂质物通过三个圆周弧形下料口排出，以便进行后续筛分；

27、s3：稻种风选；

28、通过分流腔对稻种进行分流，使其分别流入三个气流风选机构内，通过气流风选机构对稻种进行风选，去除其中的杂质和干瘪稻种；

29、s301：稻种定量投放；

30、若干分流腔分配至导流槽内的稻种，通过伺服电机带动传动轴转动，进而带动定量辊于矩形均布管内匀速转动，通过定量辊上的若干个定量输出槽定量提取堆积于导流槽内的稻种进入矩形均布管内，使得稻种均布于矩形均布管内下落；

31、s301a：单个定量输出槽的稻种投放量：

32、；

33、其中，为单个定量输出槽的稻种存放量，为定量输出槽的长度，为定量输出槽的深度，为稻种粒径，为稻种形状和堆积系数，为填充率；

34、s301b：规定时间内稻种的总投放量：

35、；

36、其中，为定量输出槽的数量，为在时间转速内定量辊转过的圈数；

37、s302：稻种均布；

38、定量送入矩形均布管内的稻种于定量输出槽内滑出，并于矩形均布管呈扁平状下落，实现于矩形均布管内的均布；

39、s303：杂质吸取；

40、通过排风机配合具备有两个排风管的盖板，将外部空气通过若干个进风口吸入矩形均布管内，并依次通过流出口、s型导流管、流入口进入存杂管内，穿过呈扁平状下落稻种流的气流对稻种中包含的微小杂质和干瘪稻种进行引流，使其进入存杂管内，完成与达标稻种的筛选；

41、s303a：将微小杂质和干瘪稻种吸起所需的最小风速：

42、；

43、其中，为将微小杂质和干瘪稻种吸起所需的最小风速，为微小杂质和干瘪稻种的密度，为微小杂质和干瘪稻种的平均粒径，为空气压力，为空气常数，为空气的绝对温度，为重力加速度，为空气的粘度，为微小杂质和干瘪稻种的表面粗糙度系数，为颗粒形状系数，由于微小杂质和干瘪稻种不是完美的球形，用于修正颗粒半径的计算，以更准确地反映实际颗粒形状对运动的影响；

44、s303b：排风机的实际风速；

45、由于为了保证能够将微小杂质和干瘪稻种吸起，排风机产生的风速应大于等于将杂质吸起所需的最小速度，即，故而风速算法公式为：

46、；

47、其中，为排风机实现所需产生的针对稻种中灰尘和干瘪稻种的风速，为排风机的转速，为排风机的叶片形状系数，为比例系数，用于建立排风机转速与风速之间的初步比例关系，为湍流系数，考虑空气流动的湍流程度对风速的影响，湍流会使风的速度分布不均匀，这个系数用于修正风速公式以反映湍流的作用；

48、s303c：管道对风压的影响；

49、风在竖直布置的矩形均布管和存杂管与倾斜布置的s型导流管中流动会受到管道阻力的影响，则管道总阻力为：

50、；

51、其中，为管道的阻力函数，为矩形均布管的长度，、分别为存杂管和s型导流管的直径，是s型导流管的倾斜角度，是管道的摩擦系数，是管道的总长度，是局部阻力系数，是标准状态下的空气密度，是湿度系数，是相对湿度，为排风机实现所需产生的针对稻种中灰尘和干瘪稻种的风速，是风速修正系数；

52、s303d：实际风压；

53、实际作用在稻种、微小杂质、干瘪稻种上的风压为：

54、；s4：稻种、微小杂质、干瘪稻种的排出；

55、完成风选后的稻种通过矩形均布管（801）直接下落于下料斗（7）内，而风选出的微小杂质和干瘪稻种则在偏心筛分机构（3）处逆时针偏心转动状态时，停运排风机（903）并开启电动蝶阀（904），使得通过斜置筛分板（1004）引导至存杂管（901）内一侧的微小杂质和干瘪稻种通过存杂管（901）排出，实现对水稻种植用稻种的筛选作业。

56、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

57、1、本发明通过稻种分配槽与三个气流风选机构的布置，通过偏心筛分机构筛分后的稻种落入分流腔内，并分别流入三个气流风选机构内，通过稻种通过机构控制稻种的下落量与下落状态，再通过杂质通过机构配合s型导流管控制作用于微小杂质和干瘪稻种的风速与风压，实现稻种内微小杂质和干瘪稻种的筛选，采用可变速气流结合高度差筛选出定量稻种流中杂质和干瘪稻种，结合气流风速和风压配合高度差异实现稻种的筛选，通过对稻种下落量与风选的风速和风压匹配度的分别控制，大大提高了对稻种中微小杂质与干瘪稻种的高效筛出。

58、2、本发明通过稻种通过机构对稻种的定量投放和下落形态控制，使稻种流呈扁平状定量通过矩形均布管，配合风选，提高了对于稻种中包含的微小杂质与干瘪稻种的高效筛出。

59、3、本发明通过对s型导流管、矩形均布管和存杂管内风速和风压的准确控制，通过测定吸起微小杂质和干瘪稻种所需的实际风速，在测定吸起微小杂质和干瘪稻种所需的实际风压，从而准确的筛分出适用于指定规格稻种的筛选方案，结合最小风速与实际风速的比较，以及管道阻力和实际风压之间的影响，确保高效地筛选出稻种中所包含的微小杂质和干瘪稻种，进一步提高了提高了对于稻种中包含的微小杂质与干瘪稻种的高效筛出。

60、4、本发明通过偏心筛分机构实现对稻种的多级偏心筛选，筛选的过程中，通过电动机驱动弧形传动柄转动，进而带动大杂质筛分框、中杂质筛分框、小杂质筛分框在轴杆的帮助下，以球轴为轴心围绕电动机顺时针偏心转动，从而通过大杂质筛分框、中杂质筛分框、小杂质筛分框完成对稻种的多级筛选，多级筛选的过程中，由于大杂质筛分框和中杂质筛分框靠近球轴，故而其偏心转动幅度较小，而小杂质筛分框远离球轴，偏转转动幅度大，配合环形布置的环布筛分孔更有利于筛分稻种，且通过电动机驱动弧形传动柄进而带动大杂质筛分框、中杂质筛分框、小杂质筛分框在轴杆的帮助下，以球轴为轴心围绕电动机逆时针偏心转动，将通过三个圆周弧形下料口将杂质排出，即可完成对于稻种的阶段性筛分，避免了杂质堆积而影响后续筛分效果的情况发生。