CN101695240A

CN101695240A - 全自动采棉机采摘装置

Info

Publication number: CN101695240A
Application number: CN200910104749A
Authority: CN
Inventors: 黄晖; 沈国锋; 杨祖荣; 叶伟
Original assignee: CHONGQING JIANCHI MACHINERY Co Ltd
Current assignee: CHONGQING JIANCHI MACHINERY Co Ltd
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2010-04-21

Abstract

本发明公开了一种全自动采棉机采摘装置，包括驱动电机I、采摘头总成和真空吸引输送通道，本发明采用针齿桶结构的采摘头，棉花采摘头从棉株自由状态的空隙中水平穿行，青叶期采摘棉花不会挤烂棉叶、棉朵，因此可以分期多次采摘棉花，分出棉花等级；采摘时将采摘的棉花直接与棉叶、棉梗等杂质隔离开，防止采摘的棉花被污染，降低棉花的含杂率；棉花采摘头按360度自转，保证了高水平的棉花采净率，最终采净率可达98％以上；弹簧输送机构利用螺旋传送原理从针齿筒上将棉花脱离并输送，保证棉花纤维不被破坏，利于保证棉花品质；本发明对后续处理设备无特殊要求，降低棉花采摘成本和后续加工成本，采棉机本身体积小、重量轻和制造成本低。

Description

全自动采棉机采摘装置

技术领域

本发明涉及一种采棉农用机械附属部件，特别涉及一种全自动采棉机采摘装置。

背景技术

棉花是人们日常生活、医用和工业不可缺少的产品。棉花的种植一般采用大面积播种的形式，由于其生产特点，收获时需要将成熟的棉朵从棉株上摘下后再进入后续加工工序。由于摘棉需要经过识别和摘取过程，是一种较为复杂的工作，因而现有技术中，棉花采摘通过人工进行成为一种普遍的作业方式。人工采摘虽然能够保证采摘效果，但是劳动效率低下，浪费大量劳动力，在需要抢收时无法满足作业需求。

为解决以上问题，出现了采棉机，采棉机具有采摘效率高、节约劳动力的特点，在抢收作业时，效果更为明显。由于棉花种植模式的多样性及气候环境区别，进口采棉机在使用过程中存在对工作环境要求较高和价格昂贵的缺点；由于同一棉株上的棉朵成熟期并不一致，而进口采棉机的采摘装置在采棉过程中会对棉株产生过度挤压，因而无法在青叶期采摘棉花，只能在棉花全部开放并脱叶以后才能采摘，还须配套飞机或人工喷施化学剂，催发棉花早熟，否则则无法进行采摘，工序复杂、浪费成本；所采摘棉花不能分级，含杂质多，含杂率在20％以上，甚至超过30％，收购等级和价格均低于手工采棉，对棉农造成较大的经济损失；对这种棉花的加工还需要专门的进口轧花设备，增加了棉花的加工成本。同时，进口采棉机采净率百分之九十左右，采净率较低，并且经过专门设备轧、清过的棉花，其纤维受损程度相对增大，棉花的白度降低，降低棉花的市场竞争力。

为解决进口采棉机的以上问题，出现了多种采棉机的采摘装置结构，但普遍存在采摘过程中对棉株过度挤压的缺点，因而对棉株造成破坏，无法在青叶期采摘棉花，只能在棉花完全开放脱叶后才能一次采收无法分次采摘；挤压后锥针插入棉株中将棉株干枯的棉叶、棉梗被混入棉朵中，因而杂质较多，无法分出棉花等级，大大降低了棉花的经济价值。

因而，需要一种采棉机的采摘装置，对采摘环境适应性较强，采摘时不破坏棉株，无论是在青叶期和枯叶期，都能随时采收棉花，可对同一棉株重复采摘，降低棉花含杂率和提高采净率，对后续处理设备无特殊要求，降低棉花采摘成本和后续加工成本；采棉机本身体积小、重量轻和制造成本低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的提供一种全自动采棉机采摘装置，对采摘环境适应性较强，不破坏棉株，无论是在青叶期和枯叶期，都能随时采收棉花，可对同一棉株重复采摘，降低棉花含杂率和提高采净率，对后续处理设备无特殊要求，降低棉花采摘成本和后续加工成本，采棉机本身体积小、重量轻和制造成本低。

本发明的全自动采棉机采摘装置，包括驱动电机I、采摘头总成和真空吸引输送通道；

包括驱动电机II、针齿筒和弹簧输送机构，所述针齿筒沿轴向设置；所述针齿筒外表面设置针齿，驱动电机II的转子与针齿筒传动配合；

弹簧输送机构包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧以轴线平行于针齿筒轴线的方式设置在针齿筒旁，所述螺旋弹簧与驱动电机转子传动配合，所述螺旋弹簧的展开方向由前向后与其旋转方向相反；

针齿筒的后端与真空吸引输送通道前端对应设置；驱动电机I相对于真空吸引输送通道固定设置，转子与采摘头总成传动配合。

进一步，所述采摘头总成还包括筒状采摘头外壳，所述筒状采摘头外壳沿轴向设置针齿筒槽，所述针齿筒凸出筒状采摘头外壳外圆表面沿筒状采摘头外壳轴向设置在针齿筒槽内；

针齿筒包括筒体轴、筒体支架和设置在筒体支架外表面的针齿，筒体轴与筒体支架在圆周方向固定配合，筒状采摘头外壳前端并列固定设置采摘头外壳后端盖和采摘头外壳前端盖，驱动电机固定设置在采摘头外壳前端盖上，针齿筒转动配合设置在采摘头外壳后端盖上，筒体轴穿过采摘头外壳后端盖并与采摘头外壳后端盖和采摘头外壳前端盖转动配合；筒体轴通过筒体传动机构与驱动电机II转子传动配合；

弹簧输送机构还包括弹簧定位支撑，所述弹簧定位支撑以轴线平行于针齿筒轴线的方式设置在针齿筒旁，螺旋弹簧转动配合套在弹簧定位支撑上，所述弹簧定位支撑穿过采摘头外壳后端盖固定设置在采摘头外壳前端盖上，所述螺旋弹簧通过输送传动机构与驱动电机II转子传动配合；

筒状采摘头外壳的后端设置在真空吸引输送通道前端；驱动电机I转子与筒状采摘头外壳传动配合；

进一步，所述针齿筒的针齿通过齿条设置在筒体支架上，所述采摘头外壳后端盖上固定设置凸轮槽，所述齿条尾端通过直轴与筒体支架转动配合，前端通过凸轮臂与凸轮槽配合；所述凸轮槽驱动凸轮臂使齿条绕其直轴轴线摆动，使针齿筒凸出筒状采摘头外壳外圆表面的齿条形成与针齿筒自转方向相同的倾角，使针齿筒位于筒状采摘头外壳内圆内与弹簧输送机构对应区域的齿条形成与针齿筒自转方向相反的倾角；

进一步，所述弹簧输送机构两个一组设置在相邻针齿筒之间，一组弹簧输送机构的两个弹簧支撑的旋转方向相反；所述弹簧支撑的横截面为人字形结构、十字形结构或一字形结构；所述一组的两个弹簧输送机构之间沿轴向固定设置隔板；

进一步，所述针齿筒和弹簧输送机构以悬臂安装的方式设置在采摘头外壳后端盖上，所述弹簧输送机构悬臂端长于针齿筒悬臂端，针齿筒的尾端与针齿筒槽之间设置轴向间距；

进一步，所述驱动电机设置在采摘头外壳前端盖前端，采摘头外壳后端盖与采摘头外壳前端盖前端之间形成齿轮箱，驱动电机转子穿过采摘头外壳前端盖延伸进入齿轮箱；所述采摘头外壳端盖前端设置锥型导向头，所述锥型导向头罩在驱动电机及采摘头外壳前端盖外部，所述锥型导向头设置散热孔；

进一步，真空吸引输送通道包括在圆周方向与筒状采摘头外壳固定配合的转动管节和连通分离机构壳体的固定管节；所述驱动电机I固定设置在固定管节上，转子通过采摘头传动机构与转动管节传动配合；

进一步，所述真空吸引输送通道外部还设置支撑外壳，所述支撑外壳上设置碳刷组件，转动管节外圆设置导电环，所述碳刷组件与导电环接触；所述驱动电机II的电源线布置在筒状采摘头外壳和转动管节内表面与导电环电连接，所述碳刷组件连接驱动电机II电源；

进一步，所述齿条上的针齿为针或锯齿，所述针或锯齿向尾端形成倾角；所述针齿筒为1-7个设置在筒状采摘头外壳上，筒状采摘头外壳上与针齿筒对应设置1-7个针齿筒槽；

进一步，所述筒体传动机构、输送传动机构和采摘头传动机构均为齿轮传动机构。

本发明的有益效果：本发明的全自动采棉机采摘装置，采用针齿桶结构的采摘头，棉花采摘头从棉株自由状态的空隙中水平穿行，将棉朵均匀分布在采摘头周向360°范围内，采摘棉花过程中不需要对棉株进行挤压，因而不破坏棉株，棉株处于自然生长状态，青叶期采摘棉花不会挤烂棉叶、棉朵，因此可以分期多次采摘棉花，分出棉花等级；采摘时将棉花直接吸入采摘头内部，将采摘的棉花直接与棉叶、棉梗等杂质隔离开，防止采摘的棉花被污染，降低棉花的含杂率；采摘时，棉花采摘头按360度自转，保证了高水平的棉花采净率；本发明在棉株青叶期第一次采摘棉花，采净率在95％以上，在棉花全部开放并脱叶以后采摘，采净率可达98％以上；弹簧输送机构利用螺旋传送原理从针齿筒上将棉花脱离并输送，保证棉花纤维不被破坏，利于保证棉花品质；本发明对后续处理设备无特殊要求，降低棉花采摘成本和后续加工成本，采棉机本身体积小、重量轻和制造成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为采摘头总成结构示意图；

图2为真空吸引输送通道结构示意图；

图3为图1I处放大图；

图4为图2II处放大图；

图5为凸轮盘上凸轮槽平面图；

图6为图1沿A-A向剖视图；

图7为齿条结构示意图；

图8为采摘头总成立体图。

具体实施方式

图1为采摘头总成结构示意图，图2为真空吸引输送通道结构示意图，图3为图1I处放大图，图4为图2II处放大图，图5为凸轮盘上凸轮槽平面图，图6为图1沿A-A向剖视图，图7为齿条结构示意图，图8为采摘头总成立体图，如图所示：图中箭头方向为棉花流动方向；本实施例的全自动采棉机采摘装置，包括驱动电机I 3、采摘头总成1和真空吸引输送通道12；

所述采摘头1总成包括驱动电机II 15、筒状采摘头外壳12、针齿筒11和弹簧输送机构17，所述筒状采摘头外壳12沿轴向设置针齿筒槽121，所述针齿筒11凸出筒状采摘头外壳12外圆表面沿筒状采摘头外壳12轴向设置在针齿筒槽121内；

所述针齿筒11包括筒体轴114、筒体支架111和设置在筒体支架111外表面的针齿，筒体轴114和筒体支架111在圆周方向固定配合，筒状采摘头外壳12前端并列固定设置采摘头外壳后端盖18和采摘头外壳前端盖16，驱动电机II 15固定设置在采摘头外壳前端盖16上，筒体支架111转动配合设置在采摘头外壳后端盖18上，筒体轴114穿过采摘头外壳后端盖18并与采摘头外壳后端盖18和采摘头外壳前端盖16转动配合；筒体轴114通过筒体传动机构119与驱动电机II 15转子传动配合；本实施例中，筒体转轴114转动配合设置支撑轴套115，所述支承轴套115前端固定设置在采摘头外壳后端盖18上，筒体转轴114尾端穿出支撑轴套115与筒体支架111传动配合，筒体支架111套在支撑轴套115外圆与其转动配合；

弹簧输送机构17包括螺旋弹簧171和弹簧定位支撑172，所述弹簧定位支撑172以轴线平行于针齿筒11轴线的方式设置在针齿筒11旁，螺旋弹簧171转动配合套在弹簧定位支撑172上，保证挂棉时对棉花产生足够的周向摩擦力，防止打滑，提高输送效率；所述弹簧定位支撑172穿过采摘头外壳后端盖18固定设置在采摘头外壳前端盖16上，所述螺旋弹簧171通过输送传动机构173与驱动电机II 15转子传动配合，所述螺旋弹簧171的展开方向由前向后与其旋转方向相反；本实施例中，螺旋弹簧171通过与其在圆周方向固定配合的弹簧座174穿过采摘头外壳后端盖18，所述弹簧座174与采摘头外壳后端盖18转动配合并与输送传动机构173传动配合，结构简单紧凑，安装和拆卸方便；

筒状采摘头外壳12的后端设置在真空吸引输送通道2前端；驱动电机I 3相对于真空吸引输送通道12固定设置，转子与筒状采摘头外壳12传动配合。

本实施例中，所述针齿筒11的针齿通过齿条112设置在筒体支架111上，所述采摘头外壳后端盖18上固定设置凸轮槽113a，本实施例中，凸轮槽113a设置在凸轮盘113上，凸轮盘113固定在采摘头外壳后端盖18上，拆装灵活；所述齿条112尾端通过直轴112b与筒体支架111转动配合，前端通过凸轮臂112a与凸轮槽113a配合；所述凸轮槽113a驱动凸轮臂112a使齿条112绕其直轴112b轴线摆动，使针齿筒11凸出筒状采摘头外壳12外圆表面的齿条112形成与针齿筒11自转方向相同的倾角，使针齿筒11位于筒状采摘头外壳12内圆内与弹簧输送机构对应区域的齿条112形成与针齿筒11自转方向相反的倾角，实际制造时，通过调整凸轮槽的形状实现上述目的；所述驱动电机II 15驱动针齿筒11自转的方向与驱动电机I 3驱动采摘头总成转动方向相反；采用凸轮结构驱动针齿偏摆，可针对采棉和脱棉改变其偏角，采棉时，偏角使针刺迎向棉朵，利于将棉花顺利采下并利于携带，脱棉时，偏角背向针齿筒的转动方向，棉花利用自身惯性和脱棉机构的外力作用顺利脱离针齿筒。

本实施例中，所述弹簧输送机构17两个一组设置在相邻针齿筒11之间，一组弹簧输送机构17的两个弹簧支撑172的旋转方向相反；所述弹簧支撑172的横截面为人字形结构、十字形结构或一字形结构，采用人字形结构、十字形结构或一字形结构，给螺旋弹簧171留出足够的挂棉空间，增大对棉花的拉扯力，提高输送效率；本实施例中采用人字形结构，所述一组的两个弹簧输送机构17之间沿轴向固定设置隔板，输送棉花时，一组的两个弹簧输送机构将棉花担在隔板上进行输送，防止棉花呈球状打滑原地不动，提高输送效率。

本实施例中，所述针齿筒11和弹簧输送机构以悬臂安装的方式设置在采摘头外壳后端盖18上，所述弹簧输送机构悬臂端长于针齿筒11悬臂端，利于脱净针齿筒11上的棉花，提高采摘效率；针齿筒11的尾端与针齿筒槽121之间设置轴向间距；设定一定的间距，保证真空吸引风的流量，防止棉花挂在弹簧输送机构尾端不易脱离，提高输送效率。

本实施例中，所述驱动电机II 15设置在采摘头外壳前端盖16前端，采摘头外壳后端盖18与采摘头外壳端盖16前端之间形成齿轮箱，所述筒体传动机构119和输送传动机构173均设置在齿轮箱内；所述采摘头外壳前端盖16前端设置锥型导向头14，所述锥型导向头14罩在驱动电机II 15及采摘头外壳前端盖16外部，所述锥型导向头14设置散热孔141，用于通风散热，利于驱动电机II15保持良好的运行状态；采用锥型导向头14结构，利于分开行内棉株，并不对棉株造成损坏，利于多次重复采摘；驱动电机II 15前置，使采摘头总成结构紧凑，稳定性和强度较高，缩短驱动传动链，提高传动效率，节约驱动能源。

本实施例中，真空吸引输送通道2包括在圆周方向与筒状采摘头外壳12固定配合的转动管节21和固定管节22；所述驱动电机I 3固定设置在固定管节22上，转子通过采摘头传动机构24与转动管节21传动配合；

所述真空吸引输送通道2外部还设置支撑外壳23，所述支撑外壳23上设置碳刷组件25，转动管节21外圆设置导电环26，所述碳刷组件25与导电环26接触；所述驱动电机II 15的电源线布置在筒状采摘头外壳12和转动管节21内表面与导电环26电连接，导电环通过绝缘环27设置在转动管节21外圆；所述碳刷组件25连接驱动电机II 15电源；采用本结构，使采摘头的驱动机构体积小，结构紧凑，电连接可靠，能够适应本发明体积小重量轻的特点。

本实施例中，所述齿条112上的针齿为针或锯齿，所述针或锯齿向尾端形成倾角，本实施例中采用锯齿结构，形成一定的倾角利于棉花从锯齿上脱离，提高采摘效率；所述针齿筒11为1-7个设置在筒状采摘头外壳12上，筒状采摘头外壳12上与针齿筒对应设置1-7个针齿筒槽121；本实施例中针齿筒11为3个设置在筒状采摘头外壳12上，能够适应于现有棉朵的大小，达到较高采净率。

本实施例中，所述筒体传动机构119、输送传动机构173和采摘头传动机构24均为齿轮传动机构；本实施例中，采摘头传动机构24包括传动轴24a，传动轴24a位于支撑外壳23内沿轴向布置在真空吸引输送通道2外圆，两端通过齿轮啮合付分别与转动管节21和驱动电机I的转子传动配合；传动体积小结构紧凑，适合于本发明结构紧凑的特点，并且传动效率高，节约驱动能源。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种全自动采棉机采摘装置，其特征在于：包括驱动电机I、采摘头总成和真空吸引输送通道；

2.根据权利要求1所述的全自动采棉机采摘装置，其特征在于：所述采摘头总成还包括筒状采摘头外壳，所述筒状采摘头外壳沿轴向设置针齿筒槽，所述针齿筒凸出筒状采摘头外壳外圆表面沿筒状采摘头外壳轴向设置在针齿筒槽内；

筒状采摘头外壳的后端设置在真空吸引输送通道前端；驱动电机I转子与筒状采摘头外壳传动配合。

3.根据权利要求2所述的全自动采棉机采摘装置，其特征在于：所述针齿筒的针齿通过齿条设置在筒体支架上，所述采摘头外壳后端盖上固定设置凸轮槽，所述齿条尾端通过直轴与筒体支架转动配合，前端通过凸轮臂与凸轮槽配合；所述凸轮槽驱动凸轮臂使齿条绕其直轴轴线摆动，使针齿筒凸出筒状采摘头外壳外圆表面的齿条形成与针齿筒自转方向相同的倾角，使针齿筒位于筒状采摘头外壳内圆内与弹簧输送机构对应区域的齿条形成与针齿筒自转方向相反的倾角。

4.根据权利要求3所述的全自动采棉机采摘装置，其特征在于：所述弹簧输送机构两个一组设置在相邻针齿筒之间，一组弹簧输送机构的两个弹簧支撑的旋转方向相反；所述弹簧支撑的横截面为人字形结构、十字形结构或一字形结构；所述一组的两个弹簧输送机构之间沿轴向固定设置隔板。

5.根据权利要求4所述的全自动采棉机采摘装置，其特征在于：所述针齿筒和弹簧输送机构以悬臂安装的方式设置在采摘头外壳后端盖上，所述弹簧输送机构悬臂端长于针齿筒悬臂端，针齿筒的尾端与针齿筒槽之间设置轴向间距。

6.根据权利要求5所述的全自动采棉机采摘装置，其特征在于：所述驱动电机设置在采摘头外壳前端盖前端，采摘头外壳后端盖与采摘头外壳前端盖前端之间形成齿轮箱，驱动电机转子穿过采摘头外壳前端盖延伸进入齿轮箱；所述采摘头外壳端盖前端设置锥型导向头，所述锥型导向头罩在驱动电机及采摘头外壳前端盖外部，所述锥型导向头设置散热孔。

7.根据权利要求6所述的全自动采棉机采摘装置，其特征在于：真空吸引输送通道包括在圆周方向与筒状采摘头外壳固定配合的转动管节和连通分离机构壳体的固定管节；所述驱动电机I固定设置在固定管节上，转子通过采摘头传动机构与转动管节传动配合。

8.根据权利要求7所述的全自动采棉机采摘装置，其特征在于：所述真空吸引输送通道外部还设置支撑外壳，所述支撑外壳上设置碳刷组件，转动管节外圆设置导电环，所述碳刷组件与导电环接触；所述驱动电机II的电源线布置在筒状采摘头外壳和转动管节内表面与导电环电连接，所述碳刷组件连接驱动电机II电源。

9.根据权利要求8所述的全自动采棉机采摘装置，其特征在于：所述齿条上的针齿为针或锯齿，所述针或锯齿向尾端形成倾角；所述针齿筒为1-7个设置在筒状采摘头外壳上，筒状采摘头外壳上与针齿筒对应设置1-7个针齿筒槽。

10.根据权利要求9所述的全自动采棉机采摘装置，其特征在于：所述筒体传动机构、输送传动机构和采摘头传动机构均为齿轮传动机构。