一种挂杆式烤房的烟叶穿杆装置的制作方法

2021-01-07 15:01:02|

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本发明属于烟草种植领域，尤其涉及一种挂杆式烤房的烟叶穿杆装置。

背景技术：

摒除非恶劣气候环境对烟株生长造成的影响，烤烟品种烟株所产出的烟叶品质主要受到大田管理和烘烤调制两方面的影响，大田管理主要管理烟株生长这一阶段，包括移栽、施肥、病虫害防治、打顶等等环节，保证同部位烟叶、同地块烟叶的统一落黄和统一采收；烘烤调制主要对田间采收的烟叶进行加热，使其脱水并且内部组分在而环境中发生化学转化和反应，使得各种成分含量变得更加协调，尤其是美拉德反应可以提高其内部致香成分的生成，从而提高烟叶的外观和燃吸品质。

一般而言，现有技术中的烟叶烘烤基本都采用密集烤房作业的三段式烘烤工艺，即烟叶需要经历变黄阶段、定色阶段和干筋阶段，其原理如下：烟叶分层挂至于烤房内部，然后烤房外部采用燃煤加热方式并通过管道实现燃烧室与烤房内的热交换，烤房内部的热气流上升对烟叶进行加热，同时携带排出的水分至外界。由于烤房内烟叶数量很多，所以如何规整烟叶的装烟方式，使得热气流能够均速、顺畅地在烤房内流动，是高水平烘烤调制的必然条件之一，否则很容易造成排水不充分、加热不充分，导致烟叶难定色，甚至烟叶出现洇筋洇片、黑糟挂灰等现象，不仅浪费热能，而且这种等级的烟叶收购价格和使用品质极低。

现有技术中的装烟方式分为三种：烟杆、烟夹和烟框，烟夹和烟框中烟叶放置散乱，但是装烟效率高，适合工厂式烘烤调制作业，烟杆是利用线绳将烟叶编绑在竹竿上，然后将竹竿分层挂入烤房内的支撑梁上，这种装烟方式较为传统，虽然烘烤效果较烟夹和烟框更好，但是极费人工，而且工作效率低，同时人工编烟容易造成烟叶之间产生大量摩擦伤，而且也无法精准控制烟叶排列间距，进而也不能大幅度提高热气流流动的均速、顺畅性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种挂杆式烤房的烟叶穿杆装置，本发明能够快速、有效地实现烟叶的有序等距排列，提高烤房装烟后内部空间的合理布局，使得热气流能够均速、顺畅地流动，提高烟叶烘烤调制质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种挂杆式烤房的烟叶穿杆装置，所述装置包括机箱以及设置于机箱内的烟叶吸取装置、烟叶传动装置、烟叶放置装置以及穿杆机构，机箱顶部敞口设置；

所述烟叶传动装置包括处于同一竖直平面内且轮心连线呈直角三角形的三个传动轮与被传送轮张紧的传动带，传动带被张紧呈顺次设置的水平段、竖直段和倾斜段，水平段与倾斜段处的传动轮与电机输出端连接；

所述烟叶吸取装置包括设置于传动带水平段上的负压吸嘴以及与负压吸嘴连通的负压机构；

所述烟叶放置装置包括设置于传动带竖直段侧旁的放置架和设置在放置架侧旁的拨板机构，所述拨板机构包括上、下设置的两皮带轮以及被两皮带轮张紧的皮带，皮带上等间距设有两拨板；底部的皮带轮与烟叶传动装置的传动轮通过单向传动机构传动连接；

放置架的架板由上至下等间距开设有数个水平延伸的通孔，放置板宽度方向一端穿过对应的所述通孔、另一端与拨板机构的拨板间歇接触；

所述穿杆机构包括盛放扎杆的盒体，放置架顶部朝向传动带一侧设有卡槽，盒体底部与卡槽卡接，盒体内底部延其长度方向设有槽轨，盒体内竖直排列有数根底部锋锐的扎杆，且扎杆底部架设于槽轨上，盒体的长度方向且远离传动带的一端底部开设出杆口，槽轨对应出杆口处的端部开口，盒体内还设有沿盒体长度方向延伸并用于包裹扎杆长度中段的硬质拉框，硬质拉框一端封闭、另一端穿过盒体上预设的开口后与拉手连接。

优选的，所述负压吸嘴包括上、下敞口的硅胶吸嘴以及底部封闭并与传动带连接的密封筒，密封筒顶部与硅胶吸嘴底部一体连接。

优选的，所述负压机构包括平行于传动带水平段和竖直段设置的折弯管，折弯管中空且两端封闭，折弯管底部设有抽风机，抽风机的进风口与折弯管连通，抽风机的出风口背离烟叶放置装置设置；折弯管朝向传动带的管体上开设有槽道，所述槽道两侧设有用于遮蔽槽道的胶带片，与槽道滑动配合的抽风管一端连接并连通负压吸嘴的密封筒、另一端挤开胶带片后穿过槽道并与折弯管连通。

优选的，所述拨板机构的底部皮带轮与传动带竖直段和倾斜段处的传动轮通过单向传动机构传动，所述单向传动机构包括分别与所述传动轮和皮带轮轮心连接的第一传动杆和第二传动杆，

第一传动杆端部固设有棘齿轮，棘齿轮外部设置于套筒的一端内并与套筒内的棘爪啮合，棘爪设置于套筒内壁上的铰接座内并受到铰接座上的扭簧限制而保持朝向放置架设置状态，套筒另一端通过轴承与机箱内壁装配；

第二传动杆端部设有间接轮，间接轮与套筒通过被两者张紧的间接皮带传动连接。

优选的，所述放置架架板上的通孔为斜向孔，与通孔配合后的放置板呈朝向传动带的一端在上、另一端在下的倾斜状态。

优选的，所述放置板朝向传动带的一端即放置板的一长度侧边，其两端设有限位杆，放置板的顶部板体上设有用于放置烟叶的凹槽，凹槽的长度中段处设有可供负压吸嘴穿过的第一缺口，凹槽的长度方向一端设有用于完全暴露烟叶叶柄的第二缺口，所述凹槽的槽深为1-2mm。

优选的，所述放置板远离传动带的一端即放置板的另一长度侧边向上倾斜设有顶板，顶板与拨板机构的拨板平行设置。

优选的，所述拨板底边与顶板顶边接触状态下，顶板底部顶触通孔处放置架板体。

优选的，所述放置板的板体与放置架架板上的通孔间隙配合，所述放置架所在平面垂直烟叶传动装置的三个传动轮所在平面设置。

优选的，所述盒体上的出杆口对应放置板的第二缺口处设置，且槽轨对应出杆口的开口端部倾斜朝上设置，盒体顶部对应出杆口处设有用于对扎杆进行位移补偿的观察缺口。

具体到烟叶的装烟过程，本发明的整个过程为（限定方向如下：电机输出端正转可以使得传动带带动负压吸嘴朝向放置架方向处移动；那么电机输出端反转可以使得传动带带动负压吸嘴反向移动）：

开启电机和抽风机，负压吸嘴开始移动，工作人员将烟叶放置在硅胶吸嘴上（烟叶叶片上凸出的叶脉处于背面，而正面较为光滑能够更好的遮蔽硅胶吸嘴，同时放置时需要使得烟叶长度方向与传动带处于垂直状态，且烟叶的叶柄与放置板上的第二缺口同向设置），抽风机抽出折弯管和负压吸嘴内的空气，由于折弯管上的槽道被胶带片所遮蔽同时负压吸嘴被烟叶遮蔽，所以折弯管和负压吸嘴内可以保持一个负压状态，使得负压吸嘴将烟叶吸附，且负压吸嘴在随着传动带移动时，其带动抽风管沿折弯管上的槽道移动，使得负压吸嘴内部始终与折弯管内部连通并保持负压状态，同时抽风管在移动时会挤开当前位置的胶带片，其之前位置的胶带片仍然保持对槽道的遮蔽。

当负压吸嘴移动至最下方的放置板时，拨板机构上的拨板正好上移至将该放置板推顶到最大竖直高度，负压吸嘴从该放置板的第一缺口处下移至放置板下方一定距离，其吸附的烟叶被第一缺口处的放置板板体截留，使得烟叶留置在放置板中，同时由于放置板倾斜设置，烟叶在重力作用下沿放置板顶部板面下滑，烟叶如此即可顺利进入放置板的凹槽内；同时在负压吸嘴下移穿过第一缺口时，拨板会随着皮带而继续上移，此刻其与当前放置板分离，放置板在自重作用沿通孔下移，由于凹槽槽深仅为1-2mm，这就使得烟叶的叶片可以完全置于凹槽中，而烟叶的主脉会暴露在凹槽外，所以当放置板在与拨板分离后并下移复位过程中，烟叶的主脉无法随着板体而穿过通孔，使得主脉在限位杆的作用下被挤压并贴靠在通孔处的放置架板体设置，同时主脉的端部即叶柄部处于第二缺口处被完全暴露。

随后电机反转，传动带带动负压吸嘴反向移动，由于烟叶从接触放置板的初始位置到沿着放置板下移以及随着放置板下移，其位移整体是下移的，所以当放置板沿通孔下移过程完毕后，烟叶的即时位置不会阻挡负压吸嘴的反向移动。当负压吸嘴反向移动并达到吸附位置时，工作人员重新放置烟叶，然后负压吸嘴移动至最底部放置板上方的放置板处，重复烟叶放置作业，如此循环往复，每次将新吸取的叶片都放置在对应的放置板上，且每个放置板都带动其承接的烟叶移动，使得烟叶都保持在其主脉贴靠放置板板体处放置，且叶柄从第二缺口处完全暴露至放置板外。然后工作人员停止电机工作，通过拉手带动拉框外拉，拉框带动槽轨上的所有扎针沿槽轨移动，最外侧的扎杆沿槽轨的开口端向上移动并最终从槽轨的开口段移出，通过观察缺口观察该扎杆动作，当其下落并从盒体的出杆口移出时，停止拉动拉手，该扎杆从放置板的第二缺口处下扎，即可通过其锋锐底部从上至下顺次穿过每个烟叶的叶柄，然后向上轻微提动该扎杆，使得烟叶与放置板分离，限位杆失去烟叶主脉的阻挡后完全贴靠放置板板体，即烟叶不再受到限位杆的阻挡，即可继续提动扎杆并带动所有烟叶从机箱中取出，如此扎杆上的烟叶可呈等间距分布，然后将数个扎杆有序挂靠在烤房的挂梁上即可完成装烟。

由于放置板下落可以将烟叶主脉逼压在通孔处，所以放置架上烟叶的叶柄端部基本都处于同一竖直线上，如此扎杆的尖锐部可以精准地穿扎在烟叶叶柄上，避免了烟叶大小不同所导致的穿扎位置不同，例如，上方烟叶大于下方烟叶，则如果以烟叶边侧定位时，两烟叶的主脉则不在同一竖直线，则扎针有可能扎在某一烟叶的叶肉上，导致后期烟叶不负自重而破烂掉落。此处需要说明的是，烟叶不同其他作物叶片，其采收分为下部、中部和上部叶三批次采收，每次采收后立即进行烘烤调制，所以同批次烟叶的大小差异不是特别大，而且烟叶体积大，主脉尤其是叶脉端部即叶柄处的宽度可达1-2cm，厚度可达0.8-1.5cm，相对于1-2mm厚度的叶肉，其完全能够承受烟叶自身的重量，同时主脉和叶柄在调制后作为烟梗进行卷烟工业使用，其价值相对叶片即叶肉调制后的烟丝而言，经济价值较低，同时主脉被扎破后，对其调制质量的影响也不大。

其次，在上述过程中，本申请的各机构传动配合过程如下：

本发明仅需一个电机作为动力源，即可实现所有机构的有序配合动作，电机输出端正转一定时长，并带动传动带的水平段和倾斜段处传动轮转动，传动轮通过传动带的传动，进而带动另外两个传动轮以及负压吸嘴移动；同时传动带竖直段和倾斜段处的传动轮带动第一传动杆正转，第一传动杆端部的棘齿轮随着正向转动时，棘爪顶抵棘齿轮的轮齿，使得棘齿轮带动套筒正向转动，进而通过间接皮带带动间接轮正向转动，由于间接轮通过第二传动杆带动拨板机构的皮带轮以及相应的皮带正向转动，进而使得靠近放置架处皮带段的拨板上移、远离放置架处的皮带段的拨板下移。

靠近放置架处皮带段的拨板上移的过程中，会接触放置架上最下方的放置板顶板，由于放置板的顶板与拨板平行，所以当所述拨板上移并接触该放置板的顶板时，使得顶板带动放置板沿相应的通孔移动，当拨板底边移动至顶板顶边时，放置板的顶板顶触通孔，即此刻放置板的向上位移达到终点，拨板继续上移后，其与该放置板的顶板分离，该放置板在自重作用下沿通孔移动并复位，同时拨板接触上方的放置板并使其沿通孔上移。如此，随着拨板的上移，会顺次顶触每个放置板，使得放置架上的放置板由下至上顺次作上移和复位动作，直至最顶部的放置板完成该动作。

同时需要说明的是，拨板的动作依靠连接的皮带带动，而皮带的传动是基于传动带的间接传动，如果传动带正向移动则皮带正向移动、传动带反向移动则皮带反向移动，具体到拨板的动作就是上、下移动。但是想要保持拨板由下至上顺次推动放置板的效果，那么拨板只能均速上移动作，而不能做下移，不然只能实现对某一放置板的反复推动。所以本申请通过单向传动机构来解决这一问题，当时传动带正向移动时，传动轮会通过棘齿轮和棘爪的配合，最终实现皮带正转并使得拨板上移；当传动带反向移动时，棘齿轮反转并使得棘爪在扭簧作用下转动，而无法带动套筒反转（由于套筒和间接轮张紧间接皮带，套筒带动间接皮带转动的摩擦力需要足够大，所以虽然棘齿轮与棘爪也存在碰撞，但是该碰撞远不足以使得套筒带动间接皮带转动），进而实现间接皮带和间接轮以及拨板机构的无位移动作。如此，即可保证靠近放置板的拨板的动作只能是向上移动。

但是，单靠单向传动装置，仅能保证拨板只能做向上位移，而位移量则又无法保证，之所以要保证拨板每次上移的位移量，是因为放置架上的放置板都是等间距排列，如此方可保证烟叶在扎杆上的等间距排列。但是以负压吸嘴的原始位置作为标点来看，传动带每次带动负压吸嘴的正向移动量是递减的，即第一次正向移动，负压吸嘴是从原始位置移动到最底部的放置板，而复位后的第二次正向移动，负压吸嘴是从原始位置移动到倒数第二个放置板，其传动带的正向线位移减少了，这就造成传动轮的转动圈数减少，而导致拨板机构的正向皮带线位移减少以及拨板的上移量减少，最终使得拨板无法顺利配合负压吸嘴的动作而顶触放置板。

基于该问题，本申请采用如下方式解决，通过单片机设定好程序，从而控制电机的正、反转方式和工作时间，即每次正转和反转的时间固定，但是正转的圈数要比反转的圈数少一个定量，该定量由相邻两放置板的间距决定。体现在传动带上：即传动带每次正向的线位移要比反向的线位移少一个位移量，该位移量即为相邻两放置板的间距；体现在负压吸嘴上：当相邻两放置板的间距为a时，电机第一次正转，负压吸嘴移动至放置架的最底部放置板处，例如此刻负压吸嘴正向移动位移为10a，电机反转后，负压吸嘴反向移动并越过初始位置长度为a，此刻负压吸嘴反向移动为11a；电机第二次正转，负压吸嘴正向移动为10a，正好移动至最底部放置板上方的放置板处，电机反转后，负压吸嘴继续作反向移动并越过初始位置长度为2a，此刻负压吸嘴反向移动为11a，如此反复作业，方可确保：1）传动带正向转动的线位移固定，且每次的正向移动的线位移相同，进而保证拨板每次上移的位移量相同；2）每次正向移动都能够使得负压吸嘴到达正确的位置以将烟叶由上至下顺次放置在放置板上。当然，如何实现传动轮和拨板机构皮带轮之间的传动计算，需要根据传动轮、套筒、间接轮和皮带轮的半径来计算，满足传动轮和间接轮半径的乘积与套筒和皮带轮半径的乘积比值=负压吸嘴正向位移与相邻两放置板间距的比值即可。

最后需要说明的是，虽然本申请没有详细描述相应的机构如何支撑，如传动轮，电机、放置架等等，但作为公知常识，相应的轮可以通过轴杆与机箱连接实现支撑，相应的电机通过机座、板体通过支撑杆等等与机箱实现连接，因为本申请中的动作仅涉及竖直向平面，所以相应的支撑连接机构完全不会影响相应动作。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1）本申请设计巧妙，通过多个机构的相互传动和配合，可以仅在一个动力源的作用下，完成吸附、传动和顺次排列，相对于现有技术中的多动力机构而言，大幅度节约了机械的生产成本和维护成本。

2）本申请结构较为简单，操作方便，相对于现有技术中的手工编杆而言，工作效率大幅度提升，而且相对于烟框、烟夹以及编杆这三种方式而言，能够完全规整烟叶的间距，提高装烟后烤房内部的气流通畅性，提高烟叶烘烤调制质量。

附图说明

图1为具体实施方式所述穿杆装置的结构示意图；

图2为图1所示装置中烟叶传动、吸取和放置装置的连接结构示意图；

图3为图1所示装置中所述穿杆机构的盒体内部结构示意图；

图4为图1所示装置中拨板机构的结构示意图；

图5为图1所示装置中负压机构的折弯管结构示意图；

图6为图1所示装置中放置板的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-6所示，一种挂杆式烤房的烟叶穿杆装置，所述装置包括机箱（图中未显示）以及设置于机箱内的烟叶吸取装置2、烟叶传动装置1、烟叶放置装置3以及穿杆机构8，机箱顶部敞口设置；

所述烟叶传动装置1包括处于同一竖直平面内且轮心连线呈直角三角形的三个传动轮11与被传送轮11张紧的传动带，传动带被张紧呈顺次设置的水平段12、竖直段13和倾斜段14，水平段12与倾斜段14处的传动轮11与电机15输出端连接；

所述烟叶吸取装置2包括设置于传动带水平段12上的负压吸嘴，负压吸嘴包括上、下敞口的硅胶吸嘴21以及底部封闭并与传动带连接的密封筒22，密封筒22顶部与硅胶吸嘴21底部一体连接，所述烟叶吸取装置2还包括平行于传动带水平段12和竖直段13设置的折弯管23，折弯管23中空且两端封闭，折弯管23底部设有抽风机27，抽风机27的进风口与折弯管连通，抽风机27的出风口背离烟叶放置装置设置；折弯管23朝向传动带的管体上开设有槽道25，所述槽道25两侧设有用于遮蔽槽道25的胶带片26，与槽道25滑动配合的抽风管24一端连接并连通负压吸嘴的密封筒22、另一端挤开胶带片26后穿过槽道25并与折弯管23连通。

所述烟叶放置装置3包括设置于传动带竖直段13侧旁的放置架31和设置在放置架侧旁的拨板机构4，所述放置架31所在平面垂直烟叶传动装置的三个传动轮11所在平面设置。

放置架31的架板由上至下等间距开设有数个水平延伸的通孔32，放置板6宽度方向一端穿过对应的所述通孔32、另一端与拨板机构4的拨板43间歇接触。所述放置架31架板上的通孔32为斜向孔，与通孔间隙配合后的放置板6呈朝向传动带的一端在上、另一端在下的倾斜状态。所述放置板6朝向传动带的一端即放置板的长度侧边，其两端设有限位杆61，放置板6的顶部板体上设有用于放置烟叶的凹槽62，凹槽62的长度中段处设有可供负压吸嘴穿过的第一缺口63，凹槽62的长度方向一端设有用于完全暴露烟叶的第二缺口64，所述凹槽62的槽深为1-2mm。所述放置板6远离传动带的一端即放置板的长度侧边向上倾斜设有顶板65，顶板65与拨板机构的拨板43平行设置。

所述拨板机构4包括上、下设置的两皮带轮41以及被两皮带轮41张紧的皮带42，皮带42上等间距设有两拨板43；所述拨板43底边与顶板65顶边接触状态下，顶板65底部顶触通孔处放置架31板体。

所述拨板机构的底部皮带轮与传动带竖直段13和倾斜段14处的传动轮11通过单向传动机构5传动，所述单向传动机构5包括分别与所述传动轮11和皮带轮41轮心连接的第一传动杆51和第二传动杆52，

第一传动杆51端部固设有棘齿轮53，棘齿轮53外部设置于套筒54的一端内并与套筒54内的棘爪55啮合，棘爪55设置于套筒54内壁上的铰接座内并受到铰接座上的扭簧限制而保持朝向放置架3设置状态，套筒54另一端通过轴承56与机箱内壁装配；

第二传动杆52端部设有间接轮57，间接轮57与套筒54通过被两者张紧的间接皮带58传动连接。

所述穿杆机构8包括盛放扎杆的盒体81，放置架3顶部朝向传动带一侧设有卡槽33，盒体81底部与卡槽33卡接，盒体81内底部延其长度方向设有槽轨82，盒体81内竖直排列有数根底部锋锐的扎杆83，且扎杆83底部架设于槽轨82上，盒体8的长度方向且远离传动带的一端底部开设出杆口84，槽轨82对应出杆口84处的端部开口，盒体内还设有沿盒体长度方向延伸并用于包裹扎杆长度中段的硬质拉框85，硬质拉框85一端封闭、另一端穿过盒体上预设的开口后与拉手86连接。所述盒体上的出杆口84对应放置板的第二缺口64处设置，且槽轨82对应出杆口的开口端部倾斜朝上设置，盒体顶部对应出杆口84处设有用于对扎杆进行位移补偿的观察缺口87。

其次，在上述过程中，本申请的各机构传动配合过程如下：

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