[發(fā)明專利]一種便攜式水稻單株脫粒系統(tǒng)及模型建立方法

在審

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• 申請日: 2020-03-15
• 公開（公告）號: CN111418355A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖娟;鄒禹;劉曉麗;席幸運(yùn);朱德泉;張培江;張順;王揚(yáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A01F7/04
• 分類號: A01F7/04;A01F12/10;A01F12/22;A01F12/46;A01F12/56
• 代理公司: 北京科家知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11427
• 代理人: 宮建華

1.一種便攜式水稻單株脫粒系統(tǒng)，其特征在于，包括：

殼體(5)；

送料機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述殼體(5)的入料口，包括移動送料底部和滾筒(4)，所述移動送料底部可調(diào)節(jié)與所述滾筒(4)的垂直距離，所述移動送料底部包括滾輪(18)，所述滾輪(18)和所述滾筒(4)的滾動方向與進(jìn)料方向一致，通過所述滾輪(18)的縱向位置調(diào)節(jié)所述垂直距離以實(shí)現(xiàn)對待脫粒植物的擠壓；

脫粒機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述殼體，接收所述送料機(jī)構(gòu)輸送的待脫粒植物，并實(shí)現(xiàn)脫粒；

接料機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述脫粒機(jī)構(gòu)的底部，以接收所述脫粒機(jī)構(gòu)脫落的顆粒；

通風(fēng)機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述接料機(jī)構(gòu)與所述脫粒機(jī)構(gòu)之間，以對所述脫粒機(jī)構(gòu)的顆粒進(jìn)行通風(fēng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式水稻單株脫粒系統(tǒng)，其特征在于，所述送料機(jī)構(gòu)包括：電機(jī)底座(13)、電機(jī)擋板(14)、推桿電機(jī)(15)、沖擋板(16)與滾輪支架(17)、軸(19)、軸承(20)；

所述電機(jī)底座(13)為水平設(shè)置，且與所述電機(jī)擋板(14)垂直，所述推桿電機(jī)(15)的底部設(shè)置于所述電機(jī)底座(13)上，且側(cè)面與所述電機(jī)擋板(14)相鄰，所述推桿電機(jī)(15)的頂部與所述沖擋板(16)的一端相連，所述沖擋板(16)的另一端與所述滾輪支架(17)相連，所述滾輪(18)的兩端固定于所述滾輪支架(17)；

所述軸(19)垂直設(shè)置，其一端與所述軸承(20)相連，另一端固定于所述殼體(5)的側(cè)壁，所述滾輪支架(17)的一側(cè)面與所述軸(19)滑動相連，以實(shí)現(xiàn)所述滾輪支架(17)沿著所述軸(19)的高度調(diào)節(jié)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式水稻單株脫粒系統(tǒng)，其特征在于，所述送料機(jī)構(gòu)包括：直流電機(jī)(3)、皮帶(1)、連接軸(2)；所述直流電機(jī)(3)通過所述連接軸(2)將與其轉(zhuǎn)動力經(jīng)由所述皮帶(1)傳遞至所述滾筒(4)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式水稻單株脫粒系統(tǒng)，其特征在于，所述脫粒機(jī)構(gòu)包括：柔性脫粒滾筒(6)；

所述柔性脫粒滾筒(6)包括：長軸(61)、滾動軸(62)和多個(gè)脫粒齒輪(63)，所述滾動軸(62)設(shè)置于所述長軸(61)外側(cè)，所述滾動軸(62)上設(shè)置有所述多個(gè)脫粒齒輪(63)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式水稻單株脫粒系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)脫粒齒輪(63)為柔性結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的便攜式水稻單株脫粒系統(tǒng)，其特征在于，所述脫粒機(jī)構(gòu)包括直流電機(jī)(7)、電機(jī)固定支架(8)；所述直流電機(jī)(7)固定于所述電機(jī)固定支架(8)上，且與所述柔性脫粒滾筒(6)相連，并為所述柔性脫粒滾筒(6)提供驅(qū)動力，以驅(qū)動所述柔性脫粒滾筒(6)作業(yè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式水稻單株脫粒系統(tǒng)，其特征在于，所述接料機(jī)構(gòu)包括出料口(11)、多個(gè)擋板(10)，所述多個(gè)擋板(10)組成上下兩端開口的接料機(jī)構(gòu)，且上開口端朝向所述接料機(jī)構(gòu)，下開口端為所述出料口(11)。

8.一種便攜式水稻單株脫粒系統(tǒng)的模型建立方法，其特征在于，所述方法包括：

(11)基于遺傳算法，初始化產(chǎn)生種群，將柔性脫粒滾筒的脫粒齒輪尺寸、脫粒植物的尺寸編碼在種群的每一個(gè)個(gè)體中；

(12)對個(gè)體進(jìn)行交叉操作和變異操作；

(13)采用訓(xùn)練樣本，對種群中的每一個(gè)個(gè)體進(jìn)行訓(xùn)練和測試，并測試得到每個(gè)個(gè)體所代表的脫粒效率；

(14)根據(jù)預(yù)設(shè)的與脫粒齒輪尺寸相關(guān)的適應(yīng)值函數(shù)，計(jì)算種群中每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度值，其中，所述適應(yīng)值函數(shù)，具體表達(dá)為：

其中，f為適應(yīng)值；q1為脫粒裝置的最大喂入量，q2是所述柔性脫粒滾筒允許的喂入量，s1是脫粒齒輪的表面積，n是脫粒齒輪的個(gè)數(shù)，S是滾動軸不包含脫粒尺寸部分的表面積，P是脫粒效率；

(15)采用輪盤賭選擇法進(jìn)行個(gè)體篩選操作，在達(dá)到預(yù)設(shè)迭代次數(shù)后，從最后一代種群中選取適應(yīng)度值最大的個(gè)體，根據(jù)所選取的個(gè)體解析后獲得脫粒齒輪尺寸、脫粒植物的尺寸；

(16)基于所獲得的脫粒齒輪尺寸、脫粒植物的尺寸，確定便攜式水稻單株脫粒系統(tǒng)的模型。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的便攜式水稻單株脫粒系統(tǒng)的模型建立方法，其特征在于，采用輪盤賭選擇法獲得篩選后的個(gè)體的步驟，包括：

(81)針對所選擇的種群，在[0，1]區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)r；

(82)若r小于第一個(gè)個(gè)體的累計(jì)概率，則選擇個(gè)體1，否則執(zhí)行：在q[k-1]r≤q[k]成立時(shí)，選擇個(gè)體k，其中，q[k-1]表示第k-1個(gè)個(gè)體，q[k]表示第k個(gè)個(gè)體；直至所有種群判斷完畢。