CN103416158B - 手持式采棉机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手持式采棉机，包括：外壳，限定出一采棉通道，采集的棉花通过该采棉通道进入收集袋接口；手柄，设置在外壳的上部；收集袋接口，设置在外壳所限定的采棉通道的出口端底部，用于连接采棉通道和收集袋；采集头，设置在外壳的入口端下侧，用于通过旋转运动将棉花采集进入外壳的采棉通道内；传动系统连接到采集头和分离器，用于对采集头和分离器提供动力，驱动二者旋转；分离器，设置在外壳内部采集头的后方位置，用于通过旋转运动将采集头上的棉花分离并输送到收集袋接口处。本发明的采棉机通过采摘头与分离轮相配合以提高棉花分离效率，提高了单位时间内采摘棉花的劳动效率。

Description

手持式采棉机

技术领域

本发明属于小型农用机械技术领域，涉及一种手持式采棉机。

背景技术

每年棉花丰收,全国各地都有大量的采棉工去棉花主产地(如新疆)摘棉花,这虽然增加了就业机会,但人工摘棉效率低,劳动强度大,需用人员多,费工费时,往往耽误农时,而且由于人员的大量流动,给交通运输等部门也带来一定的压力。因此，有必要设计一种可以代替人工摘棉花的机器设备,来减轻繁重的人工劳动,提高劳动效率,以适应农业机械化的社会发展要求。

由于棉花生长结构的特点，直到目前，棉花的采摘还是以手工采摘为主。市场上现有的采棉机械，往往成本高，费用高，所采摘棉花杂质多，而且遗漏多。并且现有采棉机械的采集头经常发生棉花缠丝现象，严重时导致采棉机卡机，往往需要停下来人工清除采集头上缠裹的棉花纤维，大大影响了工作效率。棉农急需一种低成本、轻便的小型采棉机，以减轻劳动负担，提高采摘效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种手持式采棉机，它通过采摘头与分离轮相配合以提高棉花分离效率，主要用于提高单位时间内采摘棉花的劳动效率。

针对上述问题，本发明提供一种手持式采棉机，包括：外壳1，限定出一采棉通道，采集的棉花通过该采棉通道进入收集袋接口；手柄2，设置在外壳1的上部；收集袋接口3，设置在外壳1所限定的采棉通道的出口端底部，用于连接采棉通道和收集袋；采集头4，设置在外壳1的入口端下侧，用于通过旋转运动将棉花采集进入外壳1的采棉通道内；传动系统5连接到采集头4和分离器6，用于对采集头4和分离器6提供动力，驱动二者旋转；分离器6，设置在外壳1内部采集头4的后方位置，用于通过旋转运动将采集头4上的棉花分离并输送到收集袋接口3处。

其中，所述采集头4形成为两组或多组锯齿状的勾棉片41，每组勾棉片外缘设置有多个锯齿42；所述分离器6形成为两组或多组的分离轮61，每组分离轮61包括多个发散状的叶片62。

所述分离轮61与所述勾棉片41彼此交错的配合设置，并满足以下关系：

3mm≤分离器叶片的间隙d≤勾棉片锯齿厚度h+1mm。

设定所述的分离器6具有n'片分离轮61，分离轮61上设置有n片叶片62，所述的采集头4设置有m'个锯齿状勾棉片41，每个锯齿状勾棉片41外缘设置有m个锯齿42，所述分离器6与采集头4的转速比为k，满足下述关系：

（I）m≥n/k，k＞1；

（Ⅱ）3≤n≤20；

（Ⅲ）3≤m≤10；

（Ⅳ）n'=m'+1。

所述传动系统5包括电机51、采集头传动轮52、传动带53、传动保护外壳54和分离器传动轮56，所述传动带53分别与电机51的转轴、采集头传动轮52和分离器传动轮56连接。

优选的，所述采集头传动轮52的直径设置为比分离器传动轮56的直径大。

优选的，所述锯齿42设置为朝向采集头旋转方向倾斜的近似直角，直角的短边在朝向采集头旋转方向的一侧，该短边与前一个相邻锯齿的长边也形成为近似直角。

优选的，所述分离器6的叶片62设置为朝向分离器6旋转方向相反的方向弯曲的弧形。

优选的，所述分离器6设置在外壳1内部采集头4的后上方位置，使得分离器的叶片62与对应的采集头的锯齿42相交时形成的夹角θ不大于90°。

优选的，所述收集袋接口3的靠近分离器6的边缘设置在分离器6的外缘至中心的下方范围内。

本发明的工作原理为：打开开关按钮，电动机开始工作，电动机的轴向旋转，通过传动带带动前端的采集头和分离器，产生同向旋转。开始工作时，将位于采棉机前端的采集头靠近已经开放的棉花，采集头轴上的锯齿状采摘头，产生向上的位移，锯齿状采摘头一旦接触到棉花，就会挂住棉花纤维向上拉扯棉花，棉花从植株上被分离开后，沿着采集头的运动方向，进入采棉机外壳内的采棉通道，此时采集头约旋转了90-180度，之后由分离器上的叶片将刚刚进入外壳的棉花，从锯齿状采摘头上分离开，并向采棉机的后方推动，再经过采棉通道出口靠棉花自身的重力，落入收集袋中。

本发明具有如下有益效果：结构简单，制造容易，操作简便，大大的提高了手工采摘棉花的效率，而且不论棉花长在植株的上面、下面、或者是侧面，都能很方便的采摘下来。另外由于采摘头利用了上行运动方式，更适合多角度的采摘棉花，避免了弯腰下蹲等带来的疲劳，而且，所采摘的棉花干净、杂质少、质量高。另一方面，分离器设置在外壳内部采集头的后上方位置，使得分离器的叶片与对应的采集头的锯齿相交时形成的夹角不大于90°，因此分离器的叶片能够更彻底的将采集头锯齿上的棉花纤维剥离掉，大大减少采集头发生缠丝现象的概率。

附图说明

图1示出了本发明优选实施例的手持式采棉机的结构示意图；

图2示出了本发明优选实施例的手持式采棉机的内部结构示意图；

图3示出了本发明优选实施例的手持式采棉机的采集头示意图；

图4示出了本发明优选实施例的手持式采棉机的分离器示意图；

图5示出了本发明优选实施例的手持式采棉机中分离器和采集头的配合示意图；

图6显示了本发明一优选实施例的分离器形状；

图7显示了本发明一优选实施例的采集头勾棉片形状；

图8显示了本发明一优选实施例的分离器位置示意图；

图9显示了本发明一优选实施例的收集袋接口位置示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

图1示出了本发明优选实施例的手持式采棉机的结构示意图。

参见图1，本实施例的手持式采棉机主要包括下述部件：外壳1、手柄2、收集袋接口3、采集头4、传动系统5、分离器6。

外壳1限定出一采棉通道11，采集的棉花通过该采棉通道11进入收集袋接口。采棉通道的入口端位于外壳1的前端，用于从外部采集的棉花进入采棉通道；采棉通道的出口端位于外壳的后部底端，连接到收纳棉花的收集袋接口。

手柄2设置在外壳1的上部，用于使用者手持采棉机。手柄2可以一体的或可拆卸的设置在外壳上。

收集袋接口3设置在外壳所限定的采棉通道的出口端底部，形成为大致圆筒状，用于连接采棉通道和收集袋。棉花进入采棉通道后，在惯性力和自重作用下掉入收集袋接口3，从而进入收集袋中。收集袋接口3可以一体的或可拆卸的设置在外壳上，收集袋以可拆卸的方式连接到收集袋接口上。

采集头4设置在外壳1的入口端下侧，用于通过旋转运动将棉花采集进入外壳1的采棉通道内。

传动系统5连接到采集头4和分离器6，用于对采集头4和分离器6提供动力，驱动二者旋转。

分离器6设置在外壳1内部采集头的后方位置，用于通过旋转运动将采集头4上的棉花分离并输送到收集袋接口3处。

图2示出了本发明优选实施例的手持式采棉机的内部结构示意图。

如图1和图2所示，采集头4设置在外壳1前侧的入口端下侧，用于通过旋转运动将棉花采集进入外壳1的采棉通道内。本实施例中，采集头设置为使得其一部分位于外壳1的外部，另一部分位于外壳1的内部。采集头以向上（即朝向外壳1内部）旋转的方式设置在外壳1的入口端下侧，使得采棉通道位于采集头的上部，形成上行通道式采棉结构。这样，可以使得使用者方便的将采集头向斜下方向对准待采集的棉花，采集头的向上旋转动作使采集的棉花可以顺利的进入上部的采棉通道，大大提高了使用者操作的便利性和工作效率。

传动系统5设置在外壳1的外部，用于带动采集头和分离器旋转。传动系统5包括电机51、采集头传动轮52、传动带53、传动保护外壳54、分离器传动轮56。

电机51安装在外壳1内的电机槽内，电机51与电池连接，从而为手持式采棉机提供动力。传动保护外壳54设置在外壳1的侧面，整个传动系统设置在传动保护外壳54内，由传动保护外壳54保护。

传动带53分别与电机51的转轴、采集头传动轮52、分离器传动轮56连接。如图2所示，由于传动带53可以同时驱动采集头传动轮52、分离器传动轮56，可以通过设置两个传动轮的相对大小来实现对采集头4和分离器6的转速控制。本发明中，优选的将采集头传动轮52的直径设置的比分离器传动轮56的直径大，从而使得分离器的转速高于采集头的转速，使得分离器将采集头上的棉花分离掉的成功率显著提升。

采棉机工作时，电机51的转轴输出旋转动力，通过传动带带动前端的采集头和分离器，产生同向旋转。本具体实施方式的工作原理为：打开开关按钮，电机51开始工作，电机51的轴向旋转，通过传动带53带动前端的采集头4和分离器6产生同向旋转，实现采棉作业。

图3示出了本发明优选实施例的手持式采棉机的采集头示意图。

如图2和图3所示，采集头4优选的形成为两组或多组锯齿状的勾棉片41，每组勾棉片外缘设置有多个锯齿42，以便于将棉花纤维勾住，完成采摘动作。

图4示出了本发明优选实施例的手持式采棉机的分离器示意图。

如图2和图4所示，分离器6设置在外壳1内部采集头的后方位置，用于通过旋转运动将采集头上的棉花分离并输送到收集袋接口3处。

分离器形成为两组或两组以上的分离轮61，按照与采集头的勾棉片彼此交错的方式与采集头配合设置（参见图2）。更具体的，参见图4，分离器的每组分离轮包括多个发散状的叶片62。

分离器以比采集头转速更高的转速向上旋转，其旋转方向与采集头的旋转方向相同，由于分离器的转速相对较高，而采集头的转速相对较低，使得采集头上勾住的棉花都能够无遗漏的被分离器的叶片剥离开并挂在分离器的叶片上。进而，分离器的高速旋转产生的离心力将叶片上挂着的棉花纤维向后甩脱，被甩脱的棉花在惯性力以及自身重力的作用下掉入下方的收集袋接口，进而进入收集袋，由此完成棉花的收集工作。

图5示出了本发明优选实施例的手持式采棉机中分离器和采集头的配合示意图。

如图5所示，在本发明的优选实施例中，所述手持式采棉机可以为上行通道结构。设定所述的分离器6为n'片分离轮61，且分离轮61上设置有n片叶片62。所述的采集头4上设置有m'个锯齿状勾棉片41，且每个锯齿状勾棉片41外缘设置有m个锯齿42。此外，设定分离器与采集头的转速比为k。则上述部件的参数满足下述关系：

（I）m≥n/k，k＞1；

（Ⅱ）3≤n≤20；其中n优选为6或者9；

（Ⅲ）3≤m≤10；其中m优选为5；

（Ⅳ）n'=m'+1。

另外，分离器与采集头之间的间隙满足以下关系：

3mm≤分离器叶片的间隙d≤勾棉片锯齿厚度h+1mm。

开始工作时，将位于采棉机前端的采集头4靠近已经开放的棉花，采集头轴上的锯齿状采摘头，产生向上的位移，锯齿状采摘头一旦接触到棉花，就会挂住棉花纤维向上拉扯棉花，棉花从植株上被分离开后，沿着采集头的运动方向，进入采棉机外壳内的采棉通道，此时采集头约旋转了90-180度，之后由分离器上的叶片将刚刚进入外壳的棉花，从锯齿状采摘头上分离开，并向采棉机的后方推动，之后经过采棉通道出口靠棉花自身的重力，落入收集袋接口中。

以下介绍本发明的多个可选实施例。

【实施例1】

采集头4包括4组勾棉片，每组勾棉片外缘设置有9个锯齿，即m'=4，m=9；

分离器6为5组分离轮，每组分离轮上设置有5个叶片，即n'=5，n=5；

分离器的转速是采集头转速的2倍，即k=2。

图6显示了本发明一优选实施例的分离器形状。

如图6所示，分离器6的叶片62设置为朝向分离器旋转方向相反的方向弯曲的弧形。将分离器6的叶片62设置成弯曲的弧形，可以更好的通过离心力作用甩脱叶片上的棉花纤维，大大减少分离器发生缠丝现象的概率。

【实施例2】

采集头包括6组勾棉片，每组勾棉片外缘设置有6个锯齿，即m'=6，m=6；

分离器为7组分离轮，每组分离轮上设置有3或4个叶片，即n'=7，n=3或4，所述叶片设置为直线形；

分离器的转速是采集头转速的3倍，即k=3。

【实施例3】

图7显示了本发明一优选实施例的采集头勾棉片形状。

如图7所示，本实施例的采集头4的勾棉片41上的锯齿42的形状优选的形成为近似直角，直角的角度范围为90±5°。

更优选的，所述直角状锯齿为朝向采集头旋转方向倾斜的直角，如图所示，即直角的短边在朝向采集头旋转方向的一侧，该直角的短边与前一个相邻直角的长边也形成为近似直角，直角的角度范围为90±5°。

如此设置所述锯齿的结构，可以使得采集头的勾棉片更容易勾住棉花，显著提升采摘棉花的成功率，节省工时，减少浪费。

【实施例4】

现有技术中，采集头经常发生棉花缠丝现象，严重时导致采棉机卡机，往往需要停下来人工清除采集头上缠裹的棉花纤维，大大影响工作效率。

图8显示了本发明一优选实施例的分离器位置示意图。

如图8所示，本实施例中，分离器6设置在外壳1内部采集头的后上方位置，使得分离器的叶片与对应的采集头的锯齿相交时形成的夹角θ不大于90°。这种结构，可以使得分离器的叶片能够更彻底的将采集头锯齿上的棉花纤维剥离掉，大大减少采集头发生缠丝现象的概率。

【实施例5】

图9显示了本发明一优选实施例的收集袋接口位置示意图。

如图9所示，收集袋接口3优选的设置在分离器6的下方。具体来说，收集袋接口3靠近分离器6的边缘设置在分离器6的外缘至中心的范围内。通过此种结构，可以使得分离器通过离心力甩脱的棉花仅仅在惯性力和自重的作用下就能进入收集袋接口。由此带来的优点是，可以不用设置专用的抽风机及风道抽吸棉花，另一方面，也可以简化采棉机的结构，减小占用空间大小，节省成本。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.一种手持式采棉机，包括：

外壳(1)，限定出一采棉通道，采集的棉花通过该采棉通道进入收集袋接口；

手柄(2)，设置在外壳(1)的上部；

收集袋接口(3)，设置在外壳(1)所限定的采棉通道的出口端底部，用于连接采棉通道和收集袋，所述收集袋接口(3)的靠近分离器(6)的边缘设置在分离器(6)的外缘至中心的下方范围内；

采集头(4)，以向上旋转的方式设置在外壳(1)的入口端下侧，用于通过旋转运动将棉花采集进入外壳(1)的采棉通道内，并设置为使得其一部分位于外壳(1)的外部，另一部分位于外壳(1)的内部，使得采棉通道位于采集头(4)的上部，形成上行通道式采棉结构；

传动系统(5)连接到采集头(4)和分离器(6)，用于对采集头(4)和分离器(6)提供动力，驱动二者旋转；

分离器(6)，设置在外壳(1)内部采集头(4)的后方位置，用于通过旋转运动将采集头(4)上的棉花分离并输送到收集袋接口(3)处，其中，所述分离器(6)形成为两组或多组分离轮(61)，每组分离轮(61)包括多个发散状的叶片(62)。

2.根据权利要求1所述的手持式采棉机，其中，

所述采集头(4)形成为两组或多组锯齿状的勾棉片(41)，每组勾棉片(41)外缘设置有多个锯齿(42)。

3.根据权利要求2所述的手持式采棉机，所述分离轮(61)与所述勾棉片(41)彼此交错的配合设置，并满足以下关系：

3mm≤分离器叶片的间隙d≤勾棉片锯齿厚度h+1mm。

4.根据权利要求1所述的手持式采棉机，设定所述的分离器(6)具有n'片分离轮(61)，分离轮(61)上设置有n片叶片(62)，所述的采集头(4)设置有m'个锯齿状勾棉片(41)，每个锯齿状勾棉片(41)外缘设置有m个锯齿(42)，所述分离器(6)与采集头(4)的转速比为k，满足下述关系：

(I)m≥n/k，k＞1；

(Ⅱ)3≤n≤20；

(Ⅲ)3≤m≤10；

(Ⅳ)n'＝m'+1。

5.根据权利要求1所述的手持式采棉机，所述传动系统(5)包括电机(51)、采集头传动轮(52)、传动带(53)、传动保护外壳(54)和分离器传动轮(56)，所述传动带(53)分别与电机(51)的转轴、采集头传动轮(52)和分离器传动轮(56)连接。

6.根据权利要求5所述的手持式采棉机，所述采集头传动轮(52)的直径设置为比分离器传动轮(56)的直径大。

7.根据权利要求2所述的手持式采棉机，所述锯齿(42)设置为朝向采集头旋转方向倾斜的近似直角，直角的短边在朝向采集头旋转方向的一侧，该短边与前一个相邻锯齿的长边也形成为近似直角。

8.根据权利要求2所述的手持式采棉机，所述分离器(6)的叶片(62)设置为朝向分离器(6)旋转方向相反的方向弯曲的弧形。

9.根据权利要求2所述的手持式采棉机，所述分离器(6)设置在外壳(1)内部采集头(4)的后上方位置，使得分离器的叶片(62)与对应的采集头的锯齿(42)相交时形成的夹角θ不大于90°。