玉米花粉电动采集器的研制

玉米花粉电动采集器的研制 第35卷第1期 2004年2月 东北农业大学 JournalofNortheastAgriculturalUniversity 35(1):89~92 February2004 文章编号1005--9369(2004)O1--0089--04 玉米花粉电动采集器的研制 王晓凯,李茫雪,白士刚,赵宏伟 (东北农业大学理学院黑龙江哈尔滨150030) 整流滤波电路,轴流风机,蓄电池与采摘要:研制的玉米花粉电动采集器由变压器,粉器组合而成.玉米花粉电动采 集器是利用轴流风机高速旋转产生负压从而加速了玉米花粉飘落与收集.电动采 集器每充电一次,可连续使用8h, 在相同时间内采集花粉的数量比手工作业高3倍. 关键词:电动采集器;玉米花粉;研制 中圈分类号:$513;$233.4文献标识码A 近年来随着我国人民生活水平的不断提高,人 们更注重生活质量,对营养品的需求与日俱增.这种 它给农民收入的增加带来 需求蕴含着巨大的商机, 了一定的机遇.为什么这样说呢?因为农民手里有 玉米,玉米花穗上的花粉是玉米的雄性生殖细胞,金 黄色,富有香气,含有多种营养成分,是一种高度浓 缩的营养佳品n-'.每株玉米雄穗约有20004 000朵小花,每朵小花上有3个花药,每个花药可产 2500粒花粉.玉米雌花果穗,每株最多800粒.理论 计算一株玉米的花粉比所需授粉数多约3万倍. 所以采走一半玉米花粉,决不会影响玉米的产量.以 上各方面均有大量报道,所以不再擅述.而在机械采 集玉米花粉方面的研究,经查阅却报道很少.为此, 笔者在此方面作了如下研究. 1材料与方法 玉米花粉生长在玉米植株顶端的花穗上,花粉 DKs 直径大约为74~85pm".黑龙江省玉米花粉的成 熟期约在每年7月末到8月初(此时间受地域,品 种,气候等多种条件影响,应根据具体情况定.),花 粉量大,从植物生理和物理特性上提供了采集的条 件.手工采集的方法效率较低,每4h人均采集 约0.25kg(干重).为提高花粉采集效率,我们作 了如下的与实验. 1.1玉米花粉电动采集器的总体设计 由一由一圆 圈l玉米花粉电动采集叠的设计柱圈 Fig.1Designediagramofcornpollenelectriccollector ?D一直流电机;?A一电流表;?V一电压表;?K3双刀双掷开关;?K2充电开关;?Kl总开关;?T一整流变压器;?Dl,D2整蠢二覆 管;?LEDl交流指示灯;LED2充电直流指示灯;@充电电压调节开关;?L交流阻抗线圈 收囊日期:2OO3一O8—27 作考筒介:王晓凯(1947一),男,黑龙江人,东北农业大学理学院物理系列教授. ?90?东北农业大学第35卷 ?DCmotor;~)Ampere;?Voltmeter;?Adoubleedgedtwodirectionswitch;?Chargingswitch(~Genaralswitch;~)Rectifiertransformer; ~)Rectifierdiodes;? Acindicatorlamp;Chargeindicatorlamp;~Votagemediateswitch;@A.Cinductancecoils 图2电路原理 Fig.2Electriccircuitprinciplediagram 1.2选用的材料,规格及制作与测试 (1)直流电机选用M0DEIBD12A3型轴流风 机,其工作电压为VDc=12V.额定工作电流为I= 0.90A.功率P=10.8W;轴流风机Side:12.5cm ×12.5cm×3.2cm.实验测定:启动电流最大值 2.2A,满载电流0.8A,0.9A.在满载电流条件下 工作6h,电机手摸不热,即保证在允许温度范围内 可靠工作. (2)直流电源选用FP1270蓄电池(12V7.0 Ah/20Hr).接上电机,联上吸盘后,空运行电流为 0.45A.试运行时间10.45h,蓄电池电压维持13V 测蓄电池重2.5kg. 以上. (3)自制50W小型充电变压器,数据见表1. 表1电源变压器主要数据 Table1Data--baseofpowertransformer 电压Voltage(V) 匝数(?)Turns 线径(mm)Wiresdiameter 180 965 200 1072 0.29 220 1180 15 85 (4)采粉器 采粉器是由锥形收集筒,其结构如图3.过滤 网,通风筒,集粉袋,离心风机,可调手杆,电机连线 及开关等.总重0.80kg. a,收集筒内壁表面十分光滑,成30.角,且很轻. 上底直径约38.50cm,下底直径约l1.50cm,高23 cm. b,过滤网的网眼约1mm.,底是直径约为 38.50cm的球缺面. C,由于花粉直径约74~85岫左右,所以集粉 袋是选用白色丝绸做的,比较细密光滑. d,直流电机即MODELBD12A3型轴流风机. e,手杆可调,范围在54~78cm,采粉器总高度 可达120cm. 使用很方便. f,电机连线上接一开关, (5)仪器版面设计 仪器面板如图4. 0 0 0.77 15 85 ?—— 2 (kg) 图3电动采粉?结构 Fig.3Structuredrawingofelectric collectorofcornpollen 第1期王晓凯等:玉米花粉电动采集器的研制?91? , 电压表 l总开关Kl 'Ic注意:要先充足电, ?b充电电源开荚K2再工作.工作8小时,…一 后.必须充电.当 I电压降到I2v时,应?. 口口马上停止工作并进 o行充电.这样会增加 充电与电机开关+电机插座一机器的使用寿命. 图4仪器面板图 Fig.4Instrumentsurfacepicture 2结果与分析 表中的直流电压是用HY1711—5SX型双路可 跟踪直流稳定电源提供的,电流是用MF1O型万用 表测定的.从表2可知直流电压越大,负压越大,越 有利于对花粉的采集.当电压在13,14.5V时,直 观电机转速增长趋缓,如图5所示.之所以说直观, 这是由于我们现有的转速表不能测定该小电机的转 速,而是用目测的.(电机的转速,留待以后再测)在 电压基本恒定的条件下,该电机的转速趋于稳定,负 压也基本上为一定值. 120 I4O l60 180 20o 22O 240 260 280 30o Pa lO.6lI.512.513.514.5 010.0lI.012.013.014?0I5?0V 图5电压与负压曲线 Fig.5Voltageandnegativeatmpreechart 表2电源电压,电机电流与负压的关系 Table2Powersupplyvoltage,currentofmotorandrelationfonegativeatmpree 表3花粉采集实验数据 Table3Experimentdataofcollectingpollen 从表3的数据可以得出电动采集花粉的下落速手工的3倍多. 度比手工采集要快4倍左右,相同时间采集量约是 ?92?东北农业大学第35卷 3结论 本实验可得出以下结论: 3.1电动采集花粉飘落的速度比只有重力条件下 快约4倍左右,相同时间采集鲜花粉的总量约是手 工的3倍多. 3.2电机工作电流为0.45A,工作时间可持续8, 10h,蓄电池电压仍能保持13.5,13.8V.可见 FP1270型蓄电池的容量足够一天用,能满足农民白 天工作晚上充电的需要. 3.3参考玉米花粉的国际价格,8000美元/吨,国 内销售按4美元/kg和每公顷采6Okg计算,每公 顷地玉米花粉可给农民增收1920元左右. 参考文献 C1]石憬林.应积极推广直接食用鲜蜂花粉(J].养蜂科技.1993, (2):27—28. C2]尹进,徐贝力.玉米花粉的蔹璧处曩及营养学研究[J].卫生 研究.1994,23(4):236—237. [3] C4] C53 C6] [7] C8] 叶桔泉. ,马永华?花粉(J]?中国养蜂?1983,(4):24? 李惠谱.花粉的应用(J].食品工业.1995,(3):27—3O. 姜懋武,陈长琦.玉米花粉人工收集技术及应用研究(J].饲 料博览,2002,7—9. 郭彩玉.玉米花粉安源开发利用的研究(J].国土与自然安源 研究期刊,1988,(3)t62--64. 刘志远,赵札华.开发花粉势在必行CJ].蜜蜂杂志.1988. (3):38. 王萍莉.新型营养源——花粉的开发年曩用(J].安蠢开发与保 护杂志.1986,2(4):58—59. Creationofcornpollenelectriccollector WANGXiao—kai,LIMang—xue,ZHAOHong—wei,BAIShi—gang (NortheastAgriculturalUniversity,HarbinHeilongjiang150030,PRC) Abstract:Cornpollenelectriccollectorconsistsoftransformer,electriccircuitofrectifierand filter, electricmotor,batteryandpollentrap.Electriccollectorismakednegativepressbytheaxialw indertocol— lectcorn.Afteritwascharged,canapplyforeighthour.Thequantityofcollectingcornpollenb ythecorn pollenelectriccollectoristriplemorethanby'handinsametime. Keywords:electriccollector;cornpollen;creation 编辑:裴雪昆