在我国农民采用效率低，费时费力的晾晒方式，至今县级没有一台谷物自动晾晒机，特别是种粮大户的粮食场地缺少问题比较突出。由于缺少专门的晾晒场地，一些种粮大户把稻谷晾晒在公路旁边的现象比较普遍，但这样存在着许多问题，例如，妨碍交通，容易发生交通事故；影响粮食品质，劳民伤神，所以根据现状我们设计出粮食分层晾晒系统这一机械来改善现状。

一、结构设计：

该粮食分层晾晒系统分为三大部分，分别是粮食存储部分、粮食升降部分和粮食晾晒部分。各部分之间按顺序进行工作，有条不紊：

1、粮食存储部分：粮食存储部分为木质材料，其中一端底部安装有两个支座，使其可以绕支座做定轴转动，另一端由推杆支撑，当推杆做伸长运动时，可使粮食存储部分由斜面改变为平面，当推杆做收缩运动时，粮食存储部分可变为斜面。与粮食升降部分靠近的一端，竖直侧壁可以通过舵机控制打开。

2、粮食升降部分：粮食升降部分为亚克力板与木板构成，底座为亚克力板，最底端安装有步进电机并且连接丝杠，在一根丝杠及两根光杠作用下，匀速平稳抬升和下降，底座上置有木制方形部分，倾斜放置，同样有一端在舵机的摇臂带动下打开，使粮食流出。

3、粮食晾晒部分：粮食晾晒部分为该系统最重要的部分，其主体为木质倾斜板，上下端分别刚性连接于铝型材。斜面两侧分别置有四个工字型3D打印支座，用以固定立式轴承座，两侧支座及轴承座对称放置，四根光杠横贯对称轴承座，并且光杠两侧连接有同步轮。每根光杠中间位置装有挡板卡槽，卡槽为3D打印件，每个卡槽会装有一个挡板。并且斜板两侧装有护板，固定于工字型支座，护板用以防止粮食从两侧掉落。该部分底部设有减速电机，减速电机输出端装有同步带，通过同步带连接相邻光杆末端的同步轮，并且每根光杠之间同样用同步带依次连接。

二、工作流程：

将粮食置于粮食存储部分，系统开始运转，推杆收缩，存储部分由平面改变为斜面，同时在大扭矩舵机的带动下，打开侧壁，使粮食顺利滑下，并流入第二部分，粮食升降部分，当流入粮食达到一定重量，重力感应传感器信号传入Arduino控制板，此时，粮食存储部分底部推杆做伸长运动，该部分由斜面变为平面，并且侧壁关闭，粮食存储部分恢复至起始状态。接下来，粮食升降部分开始工作，该部分底部的步进电机开始转动，带动丝杠转动，通过丝杠及光杠上的三个升降滑块带动升降部分亚克力底板向上运动，在该部分顶部装有限位开关，当升降底板触碰到限位开关，步进电机停止工作，该部分粮食出口在舵机带动下打开，粮食流入粮食晾晒部分。此时粮食晾晒部分四个挡板出于闭合状态，每层挡板的粮食堆积满之后，会自动溢出流入下一层，当粮食全部流出后，粮食升降部分下降，恢复至起始位置。当达到预定晾晒时间后，粮食晾晒部分的电机开始工作，带动同步带转动，同步带带动每一层同步带轮转动，四块挡板同时打开，粮食滑下，重新流回粮食存储部分，本次粮食晾晒工作结束，该工作步骤可不断循环。

三、控制部分：

1、控制模块

采用开源软件Arduino UNO作为控制板，连接A4988驱动板和L298N电机驱动模块，分别控制步进电机和直流减速电机的转动。实现升降平台的升降功能及四块挡板的开闭，同时控制两个大扭矩舵机的工作。

2、重力感应传感器

重力感应器传感器位于粮食升降部分底端，用以感应该部分粮食重量，当该部分重量达到预定值，信号传回控制模块，从而做出下一步动作，即挡板关闭，步进电机开始转动，平台上升。

3、限位开关

限位开关位于升降部分顶部，当平台达到一定高度时，触碰到该限位开关，限位开关信号传回控制部分，做出反应，步进电机停止工作，平台维持在该高度不再变化。

四、主要创新点：

1、在空间上采用立式分层互换晾晒，从而减少了占地面积但又能高效的完成晾晒任务，这样就达到提高了晾晒效率并且提高了粮食晾晒质量的效果。

2、在时间上改变了人为翻晒粮的状况，通过智能控制精准控制晾晒时间，使晒粮更加的方便快捷。

3、部分上采用简单实用的组合，由一个步进电机同时带动同步带运动，同时控制四块挡板开启和闭合，部分简单。

4、通过机械能更好的利用空间，最大的创新点也是制作此产品的初衷便是减少人工翻粮劳动力，使用机器改变人们的劳动方式，提高晾晒的效率。

5、利用分层在不影响阳光照射的情况下利用空间减少占地面积从而充分利用了太阳能、风能，达到了节约能源的效果。