CN117242982B - 基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获方法及设备，涉及农业机械工程领域，以解决现有红枣收获机器收获的红枣容易碰撞损坏的问题。包括：将风道入口对准红枣，在吸力的作用下，将红枣吸入至风道内位于风道出口的上方，其中，所述风道上设置有风道入口、风道出口和阻挡部，所述风道入口与所述风道出口在空间上相互垂直设置，并与所述阻挡部相向设置，所述风道出口设置于所述风道入口与所述阻挡部之间；对风道内位于风道上方的红枣施加安培力，在安培力的作用下减缓红枣的自由下落，以从风道出口排出，其中，安培力通过对风道内的空气进行电离并施加磁场而获得，安培力与重力的方向相反。
Description
技术领域
本申请涉及农业机械工程领域，特别涉及基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获方法及设备。
背景技术
长期以来，新疆的红枣收获主要靠传统的人工敲打枣枝，红枣落地之后再安排人员进行捡拾，劳动强度大，作业效率低，收获成本高，且人工敲打枣枝，容易使红枣表皮碰撞损伤，从而降低红枣的收获质量，直接影响到红枣的商品价值和枣农的经济收益。可以理解的是，红枣在收获期间，收获效率低、收获成本高和收获质量差的问题已严重影响到红枣产业的发展，广大枣农迫切需要收获效率高、收获成本低且收获质量高的红枣收获机器，为红枣的收获提供技术支持。因此，研制推广先进的红枣收获机器，促进红枣产业的进一步发展，为枣农解除后顾之忧，是目前相关行业的一项重要工作。
虽然专利号CN201320811191.0公开了一种高速高压脉冲气吹式红枣收获机，通过该机器，能够实现对红枣的自动收获，且收获效率高，收获成本低，但其并未对下落过程中的红枣进行速度控制，导致收获到的红枣容易碰撞损伤。
因此，现有技术还有待于改进。
发明内容
针对现有技术的不足，本申请提供基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获方法及设备，以解决现有红枣收获机器收获的红枣容易碰撞损坏的问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例第一方面提供了基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获方法，包括：
将风道入口对准红枣，在吸力的作用下，将红枣吸入至风道内位于风道出口的上方，其中，所述风道上设置有风道入口、风道出口和阻挡部，所述风道入口与所述风道出口在空间上相互垂直设置，并与所述阻挡部相向设置，所述风道出口设置于所述风道入口与所述阻挡部之间；
对风道内位于风道上方的红枣施加安培力，在安培力的作用下减缓红枣的自由下落，以从风道出口排出，其中，安培力通过对风道内的空气进行电离并施加磁场而获得，安培力与重力的方向相反。
根据以上所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获方法，所述对风道内位于风道上方的红枣施加安培力，在安培力的作用下减缓红枣的自由下落，以从风道出口排出的步骤之后，所述气吸式红枣低损伤收获方法还包括：
检测从风道出口排出的红枣的损伤程度，根据红枣的损伤程度调整安培力的大小，以调整红枣下落的加速度。
本申请实施例第二方面提供了基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，其应用于如上所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获方法，所述气吸式红枣低损伤收获装置包括：
基座；
风道，其设置于所述基座上；
吸力装置，其设置于所述基座上，并与所述风道连通；
电离装置，其设置于所述风道内，并用于电离风道内部空气而产出等离子体羽流；
磁场产生装置，其设置于所述风道位于风道出口的上方，并用于在风道内位于风道出口的上方生成方向与重力方向相反的安培力。
根据以上所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，所述电离装置包括离子发生器和第一电源，所述离子发生器设置于所述风道内，所述第一电源设置于所述基座上，并与所述离子发生器连接。
根据以上所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，所述风道开设有上极板安装区域和下极板安装区域，所述离子发生器包括离子发生上极板和离子发生下极板，所述离子发生上极板设置于所述上极板安装区域上，所述离子发生下极板设置于下极板安装区域上，且所述离子发生上极板和所述离子发生下极板相互平行设置；
所述离子发生上极板上设置有若干个第一电离发生块，所述离子发生下极板设置有与所述第一电离发生块相对应的第二电离发生块。
根据以上所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，所述第一电离发生块与第二电离发生块呈90°设置。
根据以上所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，所述磁场产生装置包括磁场发生器导线缠绕架、导线缠绕架连接件、磁场发生组件和第二电源，所述磁场发生器导线缠绕架设置于所述导线缠绕架连接件上，并与所述磁场发生组件和所述第二电源连接，所述导线缠绕架连接件和所述磁场发生组件均设置于所述风道上，所述第二电源设置于所述基座上。
根据以上所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，所述磁场发生组件包括第一磁场发生极板和第二磁场发生极板，所述第一磁场发生极板为阳极板，所述第二磁场发生极板为阴极板，所述第一磁场发生极板和所述第二磁场发生极板相互平行设置。
根据以上所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，所述气吸式红枣低损伤收获设备还包括磁场调节装置，所述磁场调节装置设置于所述风道上，所述磁场产生装置通过所述磁场调节装置滑动设置于所述风道上。
根据以上所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，所述磁场调节装置包括两个第一滑轨和两个第二滑轨，两个所述第一滑轨分别设置于所述风道的顶部两侧，所述导线缠绕架连接件上设置有与两个所述第一滑轨相匹配的第一凸起结构，两个所述第二滑轨分别设置于所述风道的两侧边上，所述磁场发生组件设置有与两个所述第二滑轨相匹配的第二凸起结构。
本申请提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获方法及设备的有益效果至少在于：
本申请在吸力作用下，将红枣吸入至风道内的风道出口上方时，为了减缓红枣在风道出口上方的自由下落，本申请在通过对风道内的空气进行电离，生成等离子体羽流，对生成的离子体羽流施加磁场控制，以在风道内位于风道上方的红枣施加方向与重力方向相反的安培力，在安培力的作用下，降低了风道出口上方的红枣下落的加速度，以减缓红枣的自由下落，最终红枣从风道出口缓慢排出，从而能够减小红枣的碰撞损伤。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获方法的流程图。
图2为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备的结构示意图。
图3为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备中吸头的结构示意图。
图4为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备中吸管的结构示意图。
图5为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备中风道的侧视结构示意图。
图6为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备中风道的仰视结构示意图。
图7为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备中离子发生器的结构示意图。
图8为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备中第一电源的结构示意图。
图9为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备中导线缠绕架连接件的结构示意图。
图10为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备中导线缠绕架连接件的结构示意图。
图11为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备中第一磁场发生极板的结构示意图。
图12为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备中红枣收获箱的结构示意图。
图13为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备中废料收集箱的结构示意图。
图14为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备中竖直隔网的结构示意图。
图15为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备中风机的结构示意图。
图16为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备中第二电源的结构示意图。
图17为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备中基座的结构示意图。
图18为本申请实施例提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备的原理图。
其中，图中各附图标记：
1、基座；11、轮子；2、吸管组件；21、吸头；211、把手；212、红枣吸入口；22、吸管；3、风道；31、前段风道；32、中段风道；33、后段风道；331、后段入口；332、后段出口；34、风道入口；35、风道出口；36、阻挡部；4、吸力装置；41、风机；411、电机；412、风轮；42、风机连接件；43、竖直隔网；44、杂物隔离网；5、电离装置；51、离子发生器；511、离子发生上极板；512、离子发生下极板；513、第一电离发生块；514、第二电离发生块；52、第一电源；6、磁场产生装置；61、磁场发生器导线缠绕架；611、底部加固板；612、下加固板；613、上加固板；614、顶部加固板；615、下层导线及线柱；616、上层导线及线柱；617、固定脚垫；62、导线缠绕架连接件；621、第一凸起结构；63、磁场发生组件；631、第一磁场发生极板；632、第二凸起结构；64、第二电源；7、磁场调节装置；71、第一滑轨；72、第二滑轨；8、红枣收获箱；81、红枣观察窗；9、废料收集箱；91、废料观察窗。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
下面结合附图，通过对实施例的描述，对发明内容作进一步说明。
参阅图1，本实施例第一方面提供了基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获方法，所述气吸式红枣低损伤收获方法包括：
S10、将风道入口对准红枣，在吸力的作用下，将红枣吸入至风道内位于风道出口的上方；
S20、对风道内位于风道上方的红枣施加安培力，在安培力的作用下减缓红枣的自由下落，以从风道出口排出。
具体的，所述风道上设置有风道入口、风道出口和阻挡部，所述风道入口与所述风道出口在空间上相互垂直设置，并与所述阻挡部相向设置，所述风道出口设置于所述风道入口与所述阻挡部之间，所述风道出口靠近于所述阻挡部，可以预见的是，红枣会从风道入口进入至风道内，并从风道出口排出至风道外，而所述阻挡部用于将红枣阻挡在风道内位于风道出口的上方，以使得红枣从风道出口的上方通过重力自由下落，以从风道出口排出；
为了减缓红枣在风道出口上方的自由下落，本实施例在将红枣吸入风道内的风道出口的上方时，通过对风道内的空气进行电离，生成等离子体羽流，对生成的离子体羽流施加磁场控制，以在风道内位于风道上方的红枣施加方向与重力方向相反的安培力，在安培力的作用下，降低了风道出口上方的红枣下落的加速度，以减缓红枣的自由下落，最终红枣从风道出口缓慢排出，从而能够减小红枣的碰撞损伤。
在一种实施例中，在红枣从风道出口排出后，可以通过图像识别检测设备来检测红枣的损伤程度，也可以通过人为检测红枣的损伤程度，而通过图像识别检测红枣的损伤程度为现有技术，在此不作过多阐述，当检测到红枣还具有较大损伤时，所述气吸式红枣低损伤收获方法还包括：
S30、检测从风道出口排出的红枣的损伤程度，根据红枣的损伤程度调整安培力的大小，以调整红枣下落的加速度。
具体的，当通过图像识别检测设备或者人为检测确定从风道出口排出的红枣还具有较大损伤时，本实施例可以根据损伤程度增加安培力，以降低红枣下落的加速度。
本实施例第二方面提供了基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，其用于实现如上所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获方法，参阅图2，所述气吸式红枣低损伤收获装置包括：基座1、吸管组件2、风道3、吸力装置4、电离装置5、磁场产生装置6、磁场调节装置7、红枣收获箱8和废料收集箱9，所述红枣收获箱8、所述废料收集箱9和所述吸力装置4依次设置于所述基座1上，所述吸力装置4与所述吸力装置4连通，所述风道3设置于所述红枣收获箱8和所述废料收集箱9上，所述风道3分别与所述红枣收获箱8和所述废料收集箱9连通，所述吸管组件2设置于所述风道3上，并与所述风道3连通；
参阅图2和图17，可选的，所述基座1的周缘上设置有若干个轮子11和用于驱动所述轮子11的驱动装置(图中未示出)，其中，所述轮子11可以为四个，所述驱动装置为现有技术，其可借鉴于车，本实施例通过驱动所述驱动装置，驱动装置带动轮子11移动，以带动本实施例的气吸式红枣低损伤收获设备进行整体移动，以方便收获红枣。
参阅图2、图5和图6，可选的，所述风道3整体为中空的矩形六面体结构，所述风道3包括前段风道31、中段风道32和后段风道33，所述前段风道31、中段风道32和后段风道33依次连接且连通，所述前段风道31上背离所述中段风道32的一端开设有风道入口34；
所述中段风道32设置于所述红枣收获箱8上，所述中段风道32上靠近所述红枣收获箱8的一侧上开设有风道出口35，所述红枣收获箱8上靠近中段风道32的一侧上设置有红枣收获入口(图中未示出)，所述红枣收获入口与所述风道出口35相匹配，其中，可以预见的是，所述风道出口35与所述风道入口34在空间上相互垂直设置；
所述后段风道33上靠近所述中段风道32的一端开设有后段入口331，所述后段入口331处设置有阻挡部36，其中，所述阻挡部36可以为阻挡板，其材质为铝合金，尺寸为400*200*5mm，所述阻挡部36的底端固定于所述后段入口331上、其顶端朝所述后段风道33的内部倾斜设置，所述阻挡部36与所述后段入口331底部的倾斜度为30°-60°，参阅图2和图6，所述风道3内的气流可以通过吸力装置4，从后段入口331处穿过挡板部进入至后段风道33内；
参阅图2和图6，可选的，所述后段风道33设置于所述废料收集箱9上，所述后段风道33靠近所述废料收集箱9的一侧上开设有后段出口332，所述料收集箱靠近后段风道33的一侧上设置有废料入口(图中未示出)，所述废料入口与所述后段出口332相匹配，其中，可以预见的是，所述风道入口34与所述阻挡部36相向设置；
本实施例通过在后段风道33上靠近所述中段风道32的一端设置后段入口331，并在后段入口331上设置阻挡板，其中红枣由于自身质量较大，可以将红枣阻挡于中段风道32底部的风道出口35上方，使红枣受到与重力方向相反的安培力的作用，而降低红枣向下方的风道出口35排出的加速度，以缓解红枣下落的碰撞力度，减小红枣的损伤，并且，将阻挡部36设置成与后段风道33的底部为倾斜度30°-60°，能够使得枣叶等废料更好地从阻挡部36处的废料入口进入至后段风道33内，并最终收集于废料收集箱9内，实现很好的废料与红枣的分离。
进一步的，所述阻挡板的外部设置有防护棉(图中未示出)，可以理解的是，本实施例通过设置防护棉，即使所述红枣碰撞到阻挡部36上，也因所述防护棉的存在，而进一步减少对红枣的损伤。
参阅图12，可选的，所述红枣收获箱8为中空矩形六面体结构，尺寸为600*400*100mm，材质为铝合金，所述红枣收获箱8上设置有红枣观察窗81，所述红枣观察窗81为透明材质。
参阅图13，可选的，所述废料收集箱9也为中空矩形体结构，尺寸为600*400*100mm，材质为铝合金，所述废料收集箱9上设置有废料观察窗91，所述废料观察窗91为透明塑料材质。
参阅图2、图3和图4，可选的，所述吸管组件2包括吸头21和吸管22，所述吸头21的材质采用PE塑料，所述吸头21的一端开设有红枣吸入口212，呈喇叭状，便于吸入落地红枣，所述吸头21的另一端设置吸头21连接处，所述吸头21通过所述吸头21连接处设置在吸管22上，所述吸管22的材质采用橡胶，所述吸管22的上表面带有等距槽口，等距槽口的宽度可以为3mm，可根据实际情况调整收获姿态，所述吸管22的左端与所述吸头21相连，该连接方式可以为胶水粘接，为保证吸力，所述吸管22与所述吸头21的连接处须进行密封处理，所述吸管22的右端通过连接凸台(其外形可以为圆柱形、端面半径为50mm，厚度为20mm)与风道入口34相连，该连接方式为胶水粘接，为保证吸力，所述吸管22与所述风道入口34的连接处须进行密封处理。
参阅图3，可选的，所述吸头21上设置有把手211。
参阅图2和图15，可选的，所述吸力装置4包括风机41和风机连接件42，所述风机连接件42为中空梯形六面体结构，其材质为铝合金，所述风机连接件42设置在废料收集箱9背离所述红枣收获箱8的一侧，所述风机连接件42的一侧设置有竖直隔网43，所述竖直隔网43为矩形栅状结构，参阅图14，所述风机连接件42通过所述竖直隔网43与所述废料收集箱9连接且连通，所述风机41连接在所述风机连接件42背离所述废料收集箱9的一侧，所述风机41选用负压风机41，且其内置有电机411，该电机411通过带传动连接在风机41的风轮412上；
本实施例通过驱动所述风机41内的电机411，带动风轮412转动并产生吸力，以将红枣吸入至风道3内。
参阅图15，可选的，所述风机41靠近所述风机连接件42的一侧设置有杂物隔离网44。
参阅图2和图7，可选的，所述前段风道31的上端面上开设有上极板安装区域，所述前段风道31的下端面上开设有下极板安装区域，所述电离装置5包括离子发生器51和第一电源52；
其中，所述离子发生器51包括离子发生上极板511和离子发生下极板512，所述离子发生上极板511和所述离子发生下极板512相互垂直设置，所述离子发生上极板511设置于所述上极板安装区域上，所述离子发生下极板512设置于下极板安装区域上，所述离子发生上极板511上设置有若干个第一电离发生块513，所述离子发生下极板512靠近所述离子发生上极板511一侧设置有与所述第一电离发生块513相对应的第二电离发生块514，参阅图7，所述第一电离发生块513和所述第一电离发生块513均设置有五个，所述离子发生上极板511和所述离子发生下极板512的端面大小相同，且均可以为400*400mm，且端面上均布四个螺纹孔，与所述前段风道31的上下端面的连接方式为螺钉连接；
参阅图2和图8，可选的，所述第一电源52可以为直流高压电源，所述第一电源52设置在基座1上，所述第一电源52通过两根第一导线(第一导线可以为铜导线)分别与所述离子发生上极板511和所述离子发生下极板512连接，另外，所述直流高压电源并未限定于具体型号，在满足电离条件的情况下可根据实际条件进行配置；
值得说明的是，气体一般是中性的，但当气体分子获得一定的能量时，就会发生电离现象，产生正离子、负离子和电子等带电粒子，使气体分子成为导电体，本实施例中的离子发生器51正是利用这一原理，对流经前段风道31的气体施加直流高压电场，使得气体分子获得能量发生电离现象，并产出等离子体羽流，以便后续在中段风道32中施加磁场。
进一步的，若干个所述第一电离发生块513沿Y轴方向依次间隔设置在所述离子发生上极板511上，若干个所述第一电离发生块513沿X轴方向依次间隔设置在所述离子发生下极板512上，参阅图8，也就是说，所述第一电离发生块513与所述第二电离发生块514呈90°设置，本实施例通过将第一电离发生块513与第二电离发生块514呈90°设置，能有效降低电离所需电压，提高电离率。
参阅图2和图9，可选的，所述磁场产生装置6包括磁场发生器导线缠绕架61、导线缠绕架连接件62、磁场发生组件63和第二电源64，所述磁场发生器导线缠绕架61设置于所述导线缠绕架连接件62上，并与所述导线缠绕架连接件62螺栓连接，所述导线缠绕架连接件62上设置于所述风道3的顶部，所述磁场发生组件63设置于所述风道3的两侧面上，所述第二电源64设置在所述基座1上，所述磁场发生器导线缠绕架61通过第二导线(第二导线可以为铜导线)与所述第二电源64连接，并同时与所述磁场发生组件63连接，以供所述磁场发生组件63产生磁场；
其中，参阅图9，所述磁场发生器导线缠绕架61包括底部加固板611、下加固板612、上加固板613、顶部加固板614、下层导线及线柱615和上层导线及线柱616，所述底部加固板611设置于所述导线缠绕架连接件62上，所述下加固板612设置于所述底部加固板611上，所述上加固板613设置于所述下加固板612上，所述顶部加固板614设置于所述上加固板613上，所述下层导线及线柱615设置于所述底部加固板611上，所述上层导线及线柱616设置于所述上加固板613上；
参阅图9，可选的，所述底部加固板611的底面周缘上设置有若干个固定脚垫617，其中，所述固定脚垫617可以为四个。
参阅图2和图11，可选的，所述磁场发生组件63包括第一磁场发生极板631和第二磁场发生极板，所述第一磁场发生极板631为阳极板，所述第二磁场发生极板为阴极板，所述第一磁场发生极板631和所述第二磁场发生极板相互平行设置。
参阅图16，可选的，所述第二电源64可以为6-QA-70A号蓄电池，当然所述第二电源64并未限定于6-QA-70A号蓄电池，可根据实际条件进行配置。
参阅图2、图5、图10和图11，可选的，所述磁场调节装置7包括两个第一滑轨71和两个第二滑轨72，两个所述第一滑轨71分别设置于所述中段风道32和所述后段风道33的顶部两侧，所述导线缠绕架连接件62的一面为平板结构、另一面设置有与两个所述第一滑轨71相匹配的对称分布的第一凸起结构621，所述导线缠绕架连接件62通过第一凸起结构621滑动设置于所述第一滑轨71上，也就是说，所述导线缠绕架连接件62可以滑动设置于中段风道32和后段风道33上，可根据使用环境调整导线缠绕架连接件62和导线缠绕架连接件62上的磁场发生器导线缠绕架61在第一滑轨71上的位置，从而实现磁场发生器导线缠绕架61的左右移动，其中，所述第一滑轨71可以为“工”形结构，所述第一凸起结构621可以为“C”形凸起结构；
两个所述第二滑轨72分别设置于所述中段风道32和所述后段风道33的两侧边上，所述第一磁场发生极板631和所述第二磁场发生极板分别设置于与所述第二滑轨72相匹配的第二凸起结构632，所述第一磁场发生极板631和所述第二磁场发生极板通过所述第二凸起结构632滑动设置于所述第二滑轨72上，也就是说，所述第一磁场发生极板631和所述第二磁场发生极板滑动设置于所述中段风道32和所述后段风道33上。
参阅图18，本实施例的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备的原理为：由于电离装置使得前段风道中的气体发生电离，电离产生的带电粒子主要是正离子，在吸力作用下到达中段风道，在磁场发生组件施加的磁场作用下，宏观上相当于带电导线在磁场力中受到安培力作用，方向垂直于风道下端面且指向风道内部，安培力大小在数值上等于F＝BILsinα，其中F为通电导线受到的安培力，B为磁场大小，I为电流大小，L为导线的长度，也即极板的长度，α为电流方向与磁场方向间的夹角，本实施例中磁场发生组件正是利用这一原理，对电离的气体施加磁场，降低红枣下落的加速度及速度，改变红枣运动轨迹，降低红枣损伤，提高收获质量；
进一步的，对收获的部分红枣进行损伤检测后，判定红枣在收获过程中受到的碰撞损伤程度，规定F1为红枣下落竖直方向分力，由牛顿第二定律F＝ma可知，要降低红枣下落的竖直方向加速度α，需要减少受力F1，由于安培力F方向与F1方向相反，也即增大，本发明提供的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获装置及方法正是基于此原理，由公式F＝BILsinα可知，要增大安培力F，有三种方法：(1)增大电流I，由于电流大小也即单位时间内通过导体横截面的电量，因此可以通过增加第一电源的输出电压，增强电离程度，增加气体中电离的带电离子数量，宏观上相当于增大电流I；(2)增加磁场磁感应强度,通过增加第二电源的电流以增大磁场磁感应强度B；(3)在磁场发生组件未完全滑动到中段风道的情况下可以将其滑动到中段风道，改变磁场作用区域，宏观意义上相当于加长了中段风道中通电导线在磁场中的距离L。通过上述三种方法，可以增加安培力，降低红枣下落的加速度。
基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备收获红枣的使用步骤及过程：
操作人员手动滑动磁场发生组件及磁场发生器导线缠绕架至中段风道随机位置，打开第一电源及第二电源，观察磁场发生组件、电离发生器和风机运行是否正常，待上述调试结束后，操作人员手持吸头以及吸管，根据收获环境调整姿态，使得吸头的喇叭形开口对准红枣，打开第一电源及第二电源，风机开始工作，产生吸力，离子发生器开始工作，对流经前段风道的气体进行电离，磁场发生组件开始工作，对风道中电离的等离子体羽流施加磁场，红枣以及枣叶等废料在气体吸力的作用下，首先进入到吸头，途经吸管，进入到风道中，红枣及枣叶等废料进入风道后，首先经过前段风道，气体在离子发生器作用下发生电离，形成等离子体羽流，紧接着来到红枣收获箱上方的中段风道，遇到阻挡部，在重力及气体吸力复合作用下，红枣由于其自身质量较大，无法通过阻挡部落入到中段风道下方的红枣收获箱中，同时，由于风道中气体电离，产生了正离子，宏观上相当于一条通电导线，通电导线在磁场中收到安培力的作用，由左手定则可判定受力方向为垂直于风道下端面指向风道内侧，参阅图18，由牛顿第二定律产生垂直于风道下端面指向风道内侧的加速度，红枣处于气流中，同样受到垂直于风道下端面指向风道内侧的力的作用，故下落的加速度及速度减少，降低红枣在收获过程中的损伤，枣叶等废料在气体吸力作用下进入废料收集箱上方的后段风道中，枣叶等废料进入到后段风道后，在重力和吸力作用下，进入到废料收集箱中，枣叶等废料进入到废料收集箱后，在竖直隔网及风机自带隔网的隔离下，无法随气体一同途经风机连接件进入风机，有效延长了风机的使用寿命，气流通过竖直隔网，途经风机连接件，进入风机，成功排出，操作人员在进行红枣收获时，通过红枣观察窗及废料观察窗可以观察到红枣收获箱及废料收集箱内红枣及枣叶等废料的含量，及时对红枣和枣叶等废料进行转移和清理，关闭所有电源，操作人员对收获的红枣进行损伤检测，根据收获红枣的损伤程度，调节第一电源输出电压以改变气体电离程度，调节第二电源的电流以改变磁场大小，手动调节磁场发生组件在第二滑轨上的位置以调节磁场作用于风道内部等离子体羽流的位置，磁场发生器导线缠绕架的位置根据磁场发生组件的位置手动调整至适当位置不影响工作即可，当红枣损伤较大的情况下，可通过增加第一电源的输出电压以增强气体电离程度，增加第二电源的电流以增强作用于等离子体羽流的磁场，也可在磁场发生组件未完全滑动至中段风道的情况下滑动磁场发生组件，增大磁场作用于中段风道中等离子体羽流的区域，改变红枣收获箱上方中段风道中电离出的等离子体所受到的安培力，降低红枣下落加速度及速度，从而减小红枣在收获过程中的损伤，提高收获质量，调整好电离程度、磁场大小、磁场发生组件及磁场发生器导线缠绕架的位置后，重复上述步骤，继续进行红枣收获，反复调整第一电源的输出电压、第二电源的电流及磁场发生组件的位置直至收获的红枣损伤程度达到收获要求。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获方法，其特征在于，包括：
将风道入口对准红枣，在吸力的作用下，将红枣吸入至风道内位于风道出口的上方，其中，所述风道上设置有风道入口、风道出口和阻挡部，所述风道入口与所述风道出口在空间上相互垂直设置，并与所述阻挡部相向设置，所述风道出口设置于所述风道入口与所述阻挡部之间；
对风道内位于风道上方的红枣施加安培力，在安培力的作用下减缓红枣的自由下落，以从风道出口排出，其中，安培力通过对风道内的空气进行电离并施加磁场而获得，安培力与重力的方向相反。
2.根据权利要求1所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获方法，其特征在于，所述对风道内位于风道上方的红枣施加安培力，在安培力的作用下减缓红枣的自由下落，以从风道出口排出的步骤之后，所述气吸式红枣低损伤收获方法还包括：
检测从风道出口排出的红枣的损伤程度，根据红枣的损伤程度调整安培力的大小，以调整红枣下落的加速度。
3.基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，其特征在于，其用于实现如权利要求1-2任意一项所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获方法，所述气吸式红枣低损伤收获装置包括：
基座；
风道，其设置于所述基座上；
吸力装置，其设置于所述基座上，并与所述风道连通；
电离装置，其设置于所述风道内，并用于电离风道内部空气而产出等离子体羽流；
磁场产生装置，其设置于所述风道位于风道出口的上方，并用于在风道内位于风道出口的上方生成方向与重力方向相反的安培力。
4.根据权利要求3所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，其特征在于，所述电离装置包括离子发生器和第一电源，所述离子发生器设置于所述风道内，所述第一电源设置于所述基座上，并与所述离子发生器连接。
5.根据权利要求4所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，其特征在于，所述风道开设有上极板安装区域和下极板安装区域，所述离子发生器包括离子发生上极板和离子发生下极板，所述离子发生上极板设置于所述上极板安装区域上，所述离子发生下极板设置于下极板安装区域上，且所述离子发生上极板和所述离子发生下极板相互平行设置；
所述离子发生上极板上设置有若干个第一电离发生块，所述离子发生下极板设置有与所述第一电离发生块相对应的第二电离发生块。
6.根据权利要求5所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，其特征在于，所述第一电离发生块与第二电离发生块呈90°设置。
7.根据权利要求3所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，其特征在于，所述磁场产生装置包括磁场发生器导线缠绕架、导线缠绕架连接件、磁场发生组件和第二电源，所述磁场发生器导线缠绕架设置于所述导线缠绕架连接件上，并与所述磁场发生组件和所述第二电源连接，所述导线缠绕架连接件和所述磁场发生组件均设置于所述风道上，所述第二电源设置于所述基座上。
8.根据权利要求7所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，其特征在于，所述磁场发生组件包括第一磁场发生极板和第二磁场发生极板，所述第一磁场发生极板为阳极板，所述第二磁场发生极板为阴极板，所述第一磁场发生极板和所述第二磁场发生极板相互平行设置。
9.根据权利要求7所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，其特征在于，所述气吸式红枣低损伤收获设备还包括磁场调节装置，所述磁场调节装置设置于所述风道上，所述磁场产生装置通过所述磁场调节装置滑动设置于所述风道上。
10.根据权利要求9所述的基于磁流体流动控制的气吸式红枣低损伤收获设备，其特征在于，所述磁场调节装置包括两个第一滑轨和两个第二滑轨，两个所述第一滑轨分别设置于所述风道的顶部两侧，所述导线缠绕架连接件上设置有与两个所述第一滑轨相匹配的第一凸起结构，两个所述第二滑轨分别设置于所述风道的两侧边上，所述磁场发生组件设置有与两个所述第二滑轨相匹配的第二凸起结构。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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