拌料機的制作方法
【專利摘要】一種拌料機，包括拌料機本體、控制器、水分探測儀、軌道機構、步進電機、供水管、用于控制水流的電磁閥、水流量計、供水的水槽、數據錄入器、攪拌電機以及支撐架；拌料機本體中設置有拌料槽和攪拌機構；軌道機構、水槽、數據錄入器均固定安裝于支撐架上，軌道機構上安裝有水分探測儀，軌道機構電連接于步進電機，數據錄入器、水分探測儀、步進電機、電磁閥、水流量計、攪拌電機均電連接于控制器且受控制器控制，供水管的進水口連接于水槽，供水管的出水口位于拌料機本體的拌料槽的正上方，當供水管中有水流時，供水管的出水口中流出的水落入拌料槽。
【專利說明】
拌料機
技術領域
[0001] 本實用新型涉及自動控制領域，特別涉及一種拌料機。
【背景技術】
[0002] 杏鮑菇的培植需要使用粉料，可選用玉米芯與水拌料，得到一定含濕度的玉米芯 粉料。通常的制法是，將碾碎的玉米芯和水直接混合攪拌20分鐘，這種制法很難保證粉料各 部分水量均勻，由于難以進一步檢測和調整濕度，很難實現粉料濕度一致。這樣的粉料由于 營養含量不一致，杏鮑菇的生長速度與出菇形態也會有所差異，投入生產后很容易導致杏 鮑菇生長狀態不一致，影響生產質量，不能滿足大規模農業生產。

【發明內容】

[0003] 有鑒于此，有必要提供一種拌料機。
[0004] 本實用新型實施例提供一種拌料機，包括拌料機本體、控制器、用于測定含水率的 水分探測儀、用于支持所述水分探測儀移動的軌道機構、用于驅動所述水分探測儀移動的 步進電機、供水管、用于控制水流的電磁閥、用于獲取水流量值的水流量計、供水的水槽、數 據錄入器、用于攪拌粉料的攪拌電機以及支撐架;所述拌料機本體中設置有拌料槽和攪拌 機構，所述攪拌機構電連接于所述攪拌電機;所述軌道機構、所述水槽、所述數據錄入器均 固定安裝于所述支撐架上，所述軌道機構上設置有所述水分探測儀，所述軌道機構電連接 于所述步進電機，所述數據錄入器、所述水分探測儀、所述步進電機、所述電磁閥、所述水流 量計、所述攪拌電機均電連接于所述控制器且受所述控制器控制，所述供水管的進水口連 接于所述水槽，所述供水管的出水口位于所述拌料機本體的所述拌料槽的正上方，當所述 供水管中有水流時，所述供水管的出水口中流出的水落入所述拌料槽。
[0005] 較優地，所述軌道機構包括環形鋼架、安裝在所述環形鋼架上的鏈輪、以及與所述 鏈輪嚙合的環形的傳送鏈條，所述傳送鏈條由所述鏈輪支撐呈張緊狀態，所述水分探測儀 固定連接于所述鏈條上，所述鏈輪帶動所述傳送鏈條環線移動時，所述水分探測儀跟隨所 述傳送鏈條移動。
[0006] 較優地，所述軌道機構中所示鏈輪的數目不少于與所述環形鋼架中拐點的數目； 所述軌道機構中包括至少兩個鏈輪;所述至少兩個鏈輪中包括一個驅動鏈輪，所述驅動鏈 輪連接于所述步進電機、且與所述步進電機中的減速器同軸。
[0007] 較優地，所述環形鋼架有6個拐點，所述環形鋼架上固定安裝有6個所述鏈輪，所述 6個所述鏈輪分布于所述6個拐點；
[0008] 或者，所述環形鋼架有6個拐點，所述環形鋼架上固定安裝有8個所述鏈輪，所述8 個所述鏈輪中的其中6個所述鏈輪分布于所述6個拐點。
[0009] 較優地，所述軌道機構還包括與所述環形鋼架相連接的、用于支撐所述軌道機構 的支臂，所述支臂置放于所述支撐架上;或者，所述軌道機構還包括與所述環形鋼架相連接 的、用于支撐所述軌道機構的吊架，所述吊架固定安裝于所述支撐架。
[0010]較優地，所述水槽為高位水槽;或者，所述水槽為低位水槽時，所述供水管上安裝 有水栗。
[0011]較優地，所述水分探測儀跟隨所述傳送鏈條移動的過程中，所述水分探測儀的探 頭始終位于所述拌料槽所在區域上方。
[0012]較優地，所述拌料機本體還包括與所述拌料槽相連接的出料口。
[0013] 較優地，所述數據錄入器為觸摸屏;或者，所述數據錄入器包括顯示屏幕和按鍵。
[0014] 較優地，所述軌道機構上設有所述水分探測儀處于軌道起點時導通的起點接觸開 關，所述起點接觸開關設置在所述軌道機構的軌道起點；
[0015] 所述軌道機構上設有所述水分探測儀處于軌道終點時導通的終點接觸開關，所述 終點接觸開關設置在所述軌道機構的軌道終點；
[0016] 所述起點接觸開關和所述終點接觸開關的導通信號組合為01或10。
[0017] 本實用新型實施例提供的拌料機，在拌料過程中多次、多點測定物料濕度，并適應 地調整加水量和攪拌次數，以達到物料含水量均勻一致，以便于大量投入生產時，作物能夠 保持生長狀態一致，提高生產質量。
【附圖說明】

[0018] 為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用 的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型實施例的一些實施例， 對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得 其他的附圖。
[0019] 圖1是一較佳實施方式的拌料機的結構示意圖。
[0020] 圖2是一較佳實施方式的軌道機構的結構示意圖。
[0021 ]圖3是一較佳實施方式的測定點選取示意圖。
[0022] 圖4是一較佳實施方式的拌料機的原理圖。
[0023] 圖5是一較佳實施方式的水分含量測量工作流程示意圖。
[0024] 圖中：拌料機本體1、水分探測儀2、軌道機構3、步進電機4、供水管5、電磁閥6、水流 量計7、水槽8、數據錄入器9、攪拌電機10、環形鋼架31、鏈輪32、傳送鏈條33、驅動鏈輪34、支 臂35。
【具體實施方式】
[0025] 下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施 例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲 得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0026] 請參照圖1-圖5,本實用新型實施例提供一種拌料機，其可包括拌料機本體1、控制 器、用于測定含水率的水分探測儀2、用于支持水分探測儀移動的軌道機構3、用于驅動水分 探測儀2移動的步進電機4、供水管5、用于控制水流的電磁閥6、用于獲取水流量值的水流量 計7、供水的水槽8、數據錄入器9、用于攪拌粉料的攪拌電機10以及支撐架（圖中未畫出）；其 中，拌料機本體1中設置有拌料槽和攪拌機構，還包括與拌料槽相連接的出料口，拌料機本 體1的攪拌機構電連接于攪拌電機10;軌道機構3、水槽8、數據錄入器9均固定安裝于支撐架 上，軌道機構3上設置有水分探測儀2,軌道機構3電連接于步進電機4,數據錄入器9、水分探 測儀2、步進電機4、電磁閥6、水流量計7、攪拌電機10均電連接于控制器且受控制器控制，即 分別連接于控制器中處理器的各個串口；供水管5的進水口連接于水槽8,供水管5的出水口 位于拌料機本體1的拌料槽的正上方，當供水管5中有水流時，供水管5的出水口中流出的水 落入拌料槽。
[0027]本實用新型實施例中，控制器可通過232串口 1及線纜與水分探測儀2連接，以采集 物料水分含量;控制器通過232串口 2與累積式的水流量計7連接，采集水量;控制器通過232 串口 3與攪拌電機10的固態繼電器連接，再由固態繼電器連接到攪拌電機10，實現控制器對 攪拌電機10的開停控制;控制器通過232串口 4與步進電機4的驅動器連接，再由驅動器連接 到步進電機4，實現控制器對步進電機4的走、停控制。
[0028] 進一步地，本實用新型實施例中，軌道機構3包括環形鋼架31、安裝在環形鋼架31 上的鏈輪32、以及與鏈輪32嚙合的環形的傳送鏈條33,傳送鏈條33由鏈輪32支撐呈張緊狀 態，水分探測儀2固定連接于傳送鏈條33上，鏈輪32帶動傳送鏈條33環線移動時，水分探測 儀2跟隨傳送鏈條33移動。
[0029] 本實用新型實施例中，傳送鏈條33為一個無端的多環扣連接的鏈條，與鏈輪形成 一個張緊的、回轉的封閉鏈路，傳送鏈條33拖動水分探測儀2運動，傳送鏈條33運動軌跡中， 可設有10個測點位置和1個水分探測儀2的停泊位，其中，停泊位用于將水分探測儀2移放于 拌料機本體1的操作空間之外，便于生產操作，避開操作干涉及損害。
[0030] 進一步地，本實用新型實施例中，軌道機構3中所示鏈輪32的數目不少于與環形鋼 架31中拐點的數目；軌道機構3中可包括至少兩個鏈輪32,例如，如圖2所示，環形鋼架31上 有6個拐點時，環形鋼架31上可固定安裝有6個鏈輪32,6個鏈輪32分別分布于6個拐點；或 者，環形鋼架31有6個拐點，環形鋼架31上固定安裝有8個鏈輪32,8個鏈輪32中的其中6個鏈 輪32分布于6個拐點，另外兩個鏈輪32作支撐作用。
[0031] 進一步地，本實用新型實施例中，軌道機構3的至少兩個鏈輪32中應包括一個驅動 鏈輪34,該驅動鏈輪34連接于步進電機4、且與步進電機4中的減速器同軸，步進電機4驅動 該驅動鏈輪34后，驅動鏈輪34轉動可帶動傳送鏈條33移動，從而進一步帶動所有的鏈輪34 轉動，使水分探測儀2能夠在環形的軌道機構3中運動。另外，水分探測儀2跟隨傳送鏈條33 移動的過程中，水分探測儀2的探頭始終位于拌料槽所在區域上方。
[0032] 進一步地，本實用新型實施例中，軌道機構3還可以包括與環形鋼架31相連接的、 用于支撐軌道機構3的支臂35，支臂35置放于支撐架上;或者，軌道機構3還包括與環形鋼架 31相連接的、用于支撐軌道機構3的吊架，吊架可固定安裝于支撐架。
[0033] 進一步地，本實用新型實施例中，若水槽8為高位水槽，則可直接投入使用;若水槽 8為低位水槽，則應在供水管5上安裝水栗，以確保供水順暢。
[0034] 進一步地，本實用新型實施例中，數據錄入器9可以為一種觸摸屏，也可以是包括 顯示屏幕和按鍵的輸入裝置，本實用新型實施例對于數據錄入器9的種類不做限制，能夠供 用戶輸入命令即可。
[0035] 進一步地，本實用新型實施例的水分探測儀2可以采用HYD-8B水分測定儀，HYD-8B 水分測定儀的靈敏度高，測量精度幾乎不受物體顏色，密度，顆粒的影響，可較好地適用于 拌料所涉及的物品種類，根據物品種類來測定物品含水量。水分探測儀2的具體工作方案 是，預先設置如圖3所示的10個測定位以及停泊位，控制器發出驅動指令后，經由步進電機 驅動器驅動步進電機驅動，驅動指令為脈沖串，脈沖個數與步進電機運行步數或距離成正 比，依據測點布局位置，分別設置10測點間距，加上1個停泊位，形成12個脈沖串Pn。在得到 測量指令后，12個脈沖串依次發出，除了第11個不進行測量，直接回位，其他每發出一個脈 沖串，HYD-8B水分傳感器被移動一個探測位，探測一個水分含量值存入緩存。
[0036] 控制器控制水分探測儀的工作流程可一并參照圖5,向驅動端口發出脈沖后，水分 探測儀跟隨傳送鏈條移動到1#位，控制器延時5秒以等待水分探測儀測定物料濕度，控制器 讀取數值之后通過判斷器判斷工作次數以后，進行下一測定位的測定，直至水分探測儀移 動11次后歸位到停泊位。
[0037] 進一步地，軌道機構3上可設有在水分探測儀2處于軌道起點時導通的起點接觸開 關，該起點接觸開關設置在軌道機構的軌道起點，用于判斷水分探測儀2是否處于軌道起 點；軌道機構3上可設有在水分探測儀2處于軌道終點時導通的終點接觸開關，該起點接觸 開關設置在軌道機構的軌道終點，用于判斷水分探測儀2是否處于軌道終點；由于軌道機構 3是環形裝置，故軌道起點和軌道終點可以是軌道上的同一點，起點接觸開關和終點接觸開 關可背對設置，以便于水分探測儀2環形往復運動過程中測定運動位置，環形往復運動即指 水分探測儀2的運動方向第1圈為逆時針時，下一圈必須為順時針。
[0038] 起點接觸開關和終點接觸開關的導通信號組合為01或10,0代表低電平或零電平， 1代表高電平，水分探測儀2如處于軌道起點，水分探測儀2與起點接觸開關接觸，使之導通， 起點接觸開關信號輸出為高電平，終點接觸開關信號輸出為低電平;水分探測儀2如處于軌 道終點，水分探測儀2與終點接觸開關接觸，使之導通，終點接觸開關信號輸出為高電平，起 點接觸開關信號輸出為低電平，由此決定了水分探測儀2的運動方向。
[0039] 本實用新型實施例提供一種利用前述拌料機進行拌料的具體使用方法，其可包 括：
[0040] 步驟S1，拌料機的拌料槽中加入經定量料斗計量的粉料后，通過數據錄入器獲取 目標含水量值Wl和初次加水量W2;用戶輸入數據后可點擊"確定"按鈕。
[0041] 步驟S2,控制器驅動攪拌電機，使攪拌電機攪拌第一時長，初步拌勻粉料；由于未 向粉料中加水，第一時長可以為3分鐘。用戶可通過按壓"拌料"按鈕，拌料機開始自動攪拌， 拌料機攪拌第一時長后自動停止攪拌。
[0042] 步驟S3,攪拌第一時長后，控制器驅動步進電機，使水分探測儀離開泊位、依次地 在預設的各個測定位測定粉料的初始水分含量值X:并最終歸位;具體的，水分探測儀采用 近紅外光譜法檢測10測點水分，采集含濕量數據為xn， X12，X13……xln，n=10。采用方差描述 水分分布均勻度，即攪拌槽內水分含量的波動程度，其中

，方差s2越小就越均勻。
[0043] 步驟S4，控制器通過水分探測儀獲取初始水分含量值心，并計入緩存器；
[0044] 步驟S5，控制器控制電磁閥開放供水管，以向拌料槽初次加水，通過水流量計的監 測以使輸出的水量等于初次加水量W2;再關閉電磁閥。
[0045] 步驟S6,控制器驅動攪拌電機攪拌粉料與水的初次混合物，并且攪拌第二時長;其 中，第二時長可以為15_20分鐘。
[0046] 步驟S7,攪拌第二時長后，水分探測儀離開泊位、依次地在預設的各個測定位測定 粉料的初次加水水分含量值并最終歸位；
[0047] 步驟S8，控制器通過水分探測儀獲取初次加水水分含量值X2，并計入緩存器；
[0048]步驟S9,控制機根據初始水分含量值Xi、初次加水水分含量值Χ2以及目標含水量值 Wi計算出補加水量值W3;其中，物料的含水量分為濕基含水量為W與干基含水量X兩種表達方 法，換算關系為X=w/(li)，在拌料過程中，通過1次加水和2次測取物料的含水量，可以求得 物料的絕干料量。具體方案是:料斗料量為Gikg，其中絕干物料量為Gckg，經預拌后的濕基 含水量為1(干基含水量XD，補加水量Wa之后，濕基含水量為％(干基含水量X 2)，通過再補 加水量Wb之后，達到預定的濕基含水量WT(干基含水量Χτ)。其中I，W 2，WT均為測控裝置測量 值，補加水量Wa，Wb為控制值。則G^Wa/UsU，那么，為了達到測控裝置的預先輸入的濕基 含水量W T，還需補加的水量:Wb=Gc(Xt-X2)，總體補加的水量為:W=W a+Wb，用于杏鮑菇原基的 玉米芯拌濕，初次加水比例Wa/W約在20%-30%之間。含水均勻程度的測取，采用2次10測點水 分含量測量值的方差偏差來衡量，水分傳感器完成10測點的行走，在測點上停留時獲得測 點水分含量，由控制器計算獲得方差，由方差的值表達含水均勻程度。控制器補加水量的測 算采用1次加水和2次測取物料的含水量的辦法來實現，即：通過觸摸屏設置的預定含水量、 首次加水量(試驗值），經由水分傳感器探測的原始物料含水量，水分傳感器探測的首次加 水后的物料含水量;依據測量值，由控制器計算得到補加水量。
[0049]步驟S10，分三次、以一定的時間間隔向初次混合物中加水得到補加水混合物，三 次加水總量為補加水量值W3;步驟S10的具體過程可以為:先向初次混合物中加水W3/3的量， 靜置5分鐘的時間間隔，再加水W3/3的量并靜置5分鐘，最后再加入剩余的W3/3的水量。
[0050] 步驟SI 1，攪拌補加水混合物，并且攪拌第三時長;其中，第三時長可以為20分鐘， 應根據攪拌物料的種類具體設定。
[0051] 步驟S12,攪拌第三時長后，水分探測儀離開泊位、依次地在預設的各個測定位測 定補加水混合物的第一水分含量值X3并最終歸位；
[0052]步驟S13,再次攪拌補加水混合物，并且攪拌第四時長;其中，第四時長可以為15分 鐘，應根據攪拌物料的種類以及攪拌次數具體設定。
[0053]步驟S14,攪拌第四時長后，水分探測儀離開泊位、依次地在預設的各個測定位測 定補加水混合物的第二水分含量值Χ4并最終歸位；
[0054]步驟S15，計算出第一水分含量值Χ3與第二水分含量值Χ4的勻度值偏差Β;根據步驟 S3的計算方式，以及連續測取的含水量值，勻度值偏差Β的計算方案為
[0055] 步驟S16,若勻度值偏差不高于標準值，則補加水混合物已經攪拌均勻為均勻拌 料，從出料口輸出均勻拌料;若勻度值偏差高于標準值，則重復步驟S14-S15,繼續攪拌補加 水混合物，直至補加水混合物已經攪拌均勻為均勻拌料。例如，用于杏鮑菇原基的玉米芯拌 濕屬于工程應用，故標準值Β可以為5%，即當勻度值偏差Β不高于5%時視為達到拌勻的效果。
[0056] 水分探測儀2在軌道機構3上做的是往復運動，即第一次離開泊位是逆時針運動 時，下一次離開泊位時做的是順時針運動，這樣可以避免水分探測儀2所連接的電線損壞。
[0057]本實用新型實施例提供的拌料機，在拌料過程中多次、多點測定物料濕度，并適應 地調整加水量和攪拌次數，以達到物料含水量均勻一致，以便于大量投入生產時，作物能夠 保持生長狀態一致，提高生產質量。
【主權項】
1. 一種拌料機，其特征在于，包括拌料機本體、控制器、用于測定含水率的水分探測儀、 用于支持所述水分探測儀移動的軌道機構、用于驅動所述水分探測儀移動的步進電機、供 水管、用于控制水流的電磁閥、用于獲取水流量值的水流量計、供水的水槽、數據錄入器、用 于攪拌粉料的攪拌電機以及支撐架;所述拌料機本體中設置有拌料槽和攪拌機構，所述攪 拌機構電連接于所述攪拌電機;所述軌道機構、所述水槽、所述數據錄入器均固定安裝于所 述支撐架上，所述軌道機構上安裝有所述水分探測儀，所述軌道機構電連接于所述步進電 機，所述數據錄入器、所述水分探測儀、所述步進電機、所述電磁閥、所述水流量計、所述攪 拌電機均電連接于所述控制器且受所述控制器控制，所述供水管的進水口連接于所述水 槽，所述供水管的出水口位于所述拌料機本體的所述拌料槽的正上方，當所述供水管中有 水流時，所述供水管的出水口中流出的水落入所述拌料槽。2. 如權利要求1所述的拌料機，其特征在于，所述軌道機構包括環形鋼架、安裝在所述 環形鋼架上的鏈輪、以及與所述鏈輪嚙合的環形的傳送鏈條，所述傳送鏈條由所述鏈輪支 撐呈張緊狀態，所述水分探測儀固定連接于所述傳送鏈條上，所述鏈輪帶動所述傳送鏈條 環線移動時，所述水分探測儀跟隨所述傳送鏈條移動。3. 如權利要求2所述的拌料機，其特征在于，所述軌道機構中所示鏈輪的數目不少于與 所述環形鋼架中拐點的數目；所述軌道機構中包括至少兩個鏈輪;所述至少兩個鏈輪中包 括一個驅動鏈輪，所述驅動鏈輪連接于所述步進電機、且與所述步進電機中的減速器同軸。4. 如權利要求3所述的拌料機，其特征在于， 所述環形鋼架有6個拐點，所述環形鋼架上固定安裝有6個所述鏈輪，所述6個所述鏈輪 分布于所述6個拐點； 或者，所述環形鋼架有6個拐點，所述環形鋼架上固定安裝有8個所述鏈輪，所述8個所 述鏈輪中的其中6個所述鏈輪分布于所述6個拐點。5. 如權利要求2所述的拌料機，其特征在于，所述軌道機構還包括與所述環形鋼架相連 接的、用于支撐所述軌道機構的支臂，所述支臂置放于所述支撐架上;或者，所述軌道機構 還包括與所述環形鋼架相連接的、用于支撐所述軌道機構的吊架，所述吊架固定安裝于所 述支撐架。6. 如權利要求2所述的拌料機，其特征在于，所述水槽為高位水槽;或者，所述水槽為低 位水槽時，所述供水管上安裝有水栗。7. 如權利要求2所述的拌料機，其特征在于，所述水分探測儀跟隨所述傳送鏈條移動的 過程中，所述水分探測儀的探頭始終位于所述拌料槽所在區域上方。8. 如權利要求1所述的拌料機，其特征在于，所述拌料機本體還包括與所述拌料槽相連 接的出料口。9. 如權利要求1所述的拌料機，其特征在于，所述數據錄入器為觸摸屏;或者，所述數據 錄入器包括顯示屏幕和按鍵。10. 如權利要求1所述的拌料機，其特征在于， 所述軌道機構上設有所述水分探測儀處于軌道起點時導通的起點接觸開關，所述起點 接觸開關設置在所述軌道機構的軌道起點； 所述軌道機構上設有所述水分探測儀處于軌道終點時導通的終點接觸開關，所述終點 接觸開關設置在所述軌道機構的軌道終點； 所述起點接觸開關和所述終點接觸開關的導通信號組合為01或10。
【文檔編號】A01G1/04GK205694455SQ201620546485
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】丁文捷, 朱學軍, 丁子元, 賴惠鴿, 祁登明, 白楠
【申請人】寧夏大學