CN103875357A - 不受行影响的生物质收割和切短系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种收割系统和方法，其提供了不受行影响的植物切割和收集性能，适用于大批量地收割例如甜蜀黍、藤条等高大的带梗植物，其还将所收割的植物切成短条。多个植物在跨该系统的头部的任何部位以连续的基础同时切割，所切割的植物被收集到连续堆叠流中，该堆叠流具有一深度或高度的几个梗茎或藤条及其相关簇叶。然后该流在被输送至短条切割机中的同时被竖向压实成厚度减小的垫块，短条切割机将梗茎或藤条切割成所希望长度的短条，并将短条排放至所希望的位置，这些全部在收割机在现场收割中运动时进行。该系统可以结合到传统的甘蔗收割机中替换传统的底切机和行分配器。

Description

不受行影响的生物质收割和切短系统及方法

技术领域

本发明概括来说涉及一种用于收割和切短用于产生生物质和能量等的植物的系统和方法，更尤其是，其可操作以在收割机前端的宽度上以大批量、不受行影响的方式切割诸如各种甜蜀黍的带梗植物以及藤条，并且其输送和容纳包括叶子及其他簇叶一起在内的大量被切割的梗茎或藤条，直到梗茎被切割成短条，然后将短条流引导并排出至所希望的位置。该系统还可以包括清理设备，该清理设备构造和可操作成用于根据需要在从系统排出之前从短条分离出叶子的期望部分，用于更好地处理和保存所收割的植物的所希望性质。

背景技术

很长时间以来，人们就知道收割密集种植的高大的带梗植物以用于生物质和能量，所述带梗植物包括但不限于甜蜀黍。通常，已经使用传统收割机来收割蜀黍，所述传统收割机包括谷物型、草料型和甘蔗型收割机，其各有利弊。对于蜀黍，梗茎中包含的糖是植物成分之后追寻的东西。但是，人们已经发现，如果梗茎在提取工艺之前被切成小块并以该状态被储存，就可能会损失不被期望量的含糖汁液，或者所述汁液会不被期望地降解。人们还发现，以碎片形式存储的蜀黍在存储时可能产生不希望的热量水平。所以人们希望以在所收割的植物中保存更多汁液的方式收割蜀黍。收割蜀黍的挑战在于，收割季节可能每年长达多月，所使用的任何收割机都应该为较高的年工作周期而设计。另一个挑战在于，与诸如甘蔗的类似高大的植物相比，蜀黍有时较密地种植，使用传统构造的甘蔗收割机用于收割蜀黍会比期望的慢。

通过研究用于蜀黍的各种类型的收割机，已知的谷物型收割机是有利的，因为其允许以不受行影响的方式收割宽垄农作物，也就是说，允许在联合机械的头部宽度上的任何部位收割宽垄农作物，而不需要与被收割植物的行对齐，并可以快速处理由此形成的大量所收割的农作物材料。谷物收割机还可以与梗茎及其他农作物残茬分开地收集谷物。谷物收割机的缺点包括，其通常构造成以较小的年工作周期工作，人们不知道其所具有的保存所收割梗茎中的汁液的合适方式。另外，通过典型谷物收割机的农作物材料流是农作物材料的无序混合物的形式，该混合物包括梗茎、叶子、谷物及植物的其他部分，其中，梗茎未有意地朝任何特定方向定向。因此，梗茎没有以有利于被切割成具有所希望的均匀性的特定长度或长度范围的短条的方式充分对齐。

草料收割机是有利的，因为其也可以以不受行影响的方式收割，也就是说，可以在收割机的头部宽度上的任何部位或全部部位切割农作物，并可以将大批量的被切割的农作物材料从所述头部引入收割机内。草料收割机还具有大容量旋转切割机或切碎机，所述旋转切割机或切碎机能够快速将所接收的农作物材料削或切成小碎片或小颗粒，例如小于玉米或玉蜀黍的谷粒，以适合于使用气动系统输送。已知草料型收割机的缺点包括，其也具有较短的年工作周期，并且切碎型旋转切割机不适于以生产已发现能最好地保存汁液的所希望长度的短条的方式切割梗茎，所述长度例如在从大约100毫米到大约500毫米的范围内。

甘蔗收割机是有利的，因为其具有较长的工作周期，并且如果需要的话，其将藤条切成包括在上述范围内的短条。有些甘蔗收割机还具有以变化的方式从梗茎清除或去除叶子的能力，使得可以控制梗茎上残留的叶子的数量，这也是人们所希望的。但是，甘蔗收割机是有缺陷的，因为其受行的影响，也就是说，用于切割和将藤条引入收割机中的设备或头部在田间运动过程中需要与间隔开某一距离的有限数量的藤条行对齐。这是使切割藤条的过程能以连续、端部到端部的顺序进行所需要的，在该过程中，根据收割植物的所需部分的需要，通过收割机使植物单独地竖立、去顶（去除顶部簇叶）和底切（从地面高度或接近地面高度切断藤条的基部）。为了收割用于生产生物质或能量的甜蜀黍及某些其他高大的带梗植物，这种程度的处理不是必须的并且将会有助于增加收割时间和降低生产率。另一个缺点是，甘蔗栽培为大家所熟知，甘蔗植物之间呈均匀行距，该行距或者为1.4米、或者为1.8米，在某些有限的情况下具有更窄的行距，而用于甜蜀黍及其他用于能量产生的植物的行距则仍然没有标准。

参照2000年5月16日公开的Caillouet的美国专利No.6,062,009，其公开了一种有代表性的用于收割藤条并将藤条切割成短条的受行影响的设备和方法。Caillouet设备构造成用于同时去顶、底切、引导、清理和切短两行藤条。Caillouet设备利用并排链条收集器，用于在大体上竖直的半竖立方向接收和保持两行中的每行藤条，以便通过位于收集器后端下方的旋转式底切机去顶和底切，以及利用周转装置，用于横向移动藤条，并将去顶端部远离收割机向下扔，以首先以连续的次序把底切端引导到收割机，以便后续去皮和切短。去皮或清理设备位于收割机的中间区域，当皮从底切机转移到倾斜提升输送机时，皮将离开藤条，所述倾斜提升输送机将藤条以端到端的连续顺序向上以及向后输送至短条切割机。随着藤条通过提升输送机被输送并从提升输送机的端部被推至另外的清理装置、接收容器或其它位置，短条切割机顺序地切割或切断藤条。

Caillouet设备的缺点在于，其没有构造成以不受行影响的方式切割藤条或梗茎，也没有想到将大量藤条同时切短。对于后面这一点，更严格来说是局限而非缺点，许多已知的短条切割机都利用了平行转筒，平行转筒具有各自绕其圆周在各角间隔位置处延伸了转筒的长度的刀片，各转筒的刀片与另一个转筒配合，用于将在转筒之间捕获的藤条或梗茎切割至某一长度。这需要转筒之间的间隙的宽度与待切割的藤条或梗茎的厚度或宽度严格匹配，以保证藤条被完全切开，并且不允许未切割物或者仅部分切割物通过。

人们希望开发一种收割系统和方法，其提供甘蔗收割机的年工作周期和短条切割性能，具有不受行影响的植物切割和收集性能，适用于收割例如甜蜀黍、藤条等高大的带梗植物，其能够克服上述缺点和限制中的一个或多个。

发明内容

所提供的是一种收割系统和方法，其提供甘蔗收割机的年工作周期和短条切割性能，并具有不受行影响的植物切割和收集性能，适用于收割高大的带梗植物，例如甜蜀黍等，其克服了上述缺点和限制中的一个或多个。

依照本发明的一优选方面，该系统可以在跨系统头部的宽度的任何部位切割多个（即两个或更多个，包括常规的3个或4个）带梗植物或茎，并将所切割的梗茎收集到连续叠置或堆叠的流中，该流具有某一深度或厚度的多个梗茎或藤条及其相关的簇叶，例如通常3个或更多个梗茎或藤条。该系统然后竖向地将该流压实成厚度减少的垫块，同时将其输送至短条切割机；然后将垫块中的梗茎或藤条切割成所希望长度的短条，并将短条排出至所希望的位置，这些全部在通过田地的运动和收割时进行。

依照本发明的一优选方面，该收割系统和方法利用了农作物切割头部，所述农作物切割头部承载在收割机的框架的前端上，并配置和可操作用于切割头部的前部区域或范围内的任意数量的梗茎或藤条。适合的头部可以包括、但不局限于市场上可买到的传统转筒式草料收割机头部，例如可从德国的Maschinenfabrik KEMPER GmbH&Co.KG买到的。优选的头部具有跨其最前面的边缘的几个大直径旋转切割转筒，以便能够同时切割在头部的宽度上的任意部位遇到的梗茎或藤条，并且该头部包括收集设备，所述收集设备能与切割机配合地操作，以便在收割机框架外部的头部上以彼此堆叠的关系快速铺放所切割的梗茎或藤条，将它们收集成向后的流，并将该流向后快速、连续地输送至收割机前端的入口中。

依照本发明的另一个方面，所述入口与沿着框架或在框架内向后延伸的进料通道相连，并由一对动力进料辊界定，所述动力进料辊与在传统藤条或草料收割机的入口中使用的那些动力进料辊或与诸如刚刚描述的Kemper头部相关使用的那些动力进料辊类似或相同。但是，与通常包括紧挨着动力进料辊的用于实际上立刻切割或斩断来流的旋转切碎机的草料收割机不同，本发明利用了一连串的传送辊，这些传送辊界定了进料通道，并优选包括一系列竖向间隔开的水平传送辊，这些水平传送辊配置和可操作用于连续地向后输送堆叠的梗茎或藤条流，然后向上通过进料通道，同时基本上连续地在向下压在所述流上以容纳和压实该流，从而减小其深度或高度，以使该流形成具有所希望的仅几个梗茎或藤条厚度的致密垫块，而不施加充分的压力来压碎或压缩各个梗茎或藤条，以致在收割机内挤出大量汁液或者以使得在后续处理和存储期间大量汁液泄漏的方式破坏梗茎或藤条。该压实垫块接着被传送至邻近最后一个传送辊的短条切割机，所述短条切割机将梗茎或藤条切割成所希望长度范围的短条。

在上面的方面中，应当指出，在该过程中在该时刻，叶子没有从梗茎或藤条上大量去除，因而构成了流的一部分。正是需要被系列传送辊压缩的这些叶子及其它簇叶，使梗茎或藤条在被短条切割机切割之前更紧密地在一起。这种压实状态是有利和必须的，因为梗茎或藤条更好地暴露以便于切割，不太可能在未切割或仅仅部分切割的情况下通过短条切割机，或者在进入短条切割机之前堵住。

鉴于以上所述，作为实现所希望的减少所述流的厚度的优选实施例，该一连串的传送辊的至少开始或水平前部部分包括传送辊单元，所述传送辊单元包括一系列下辊和上辊，所述一系列下辊和上辊以竖向偏置的方式布置，也就是说，上辊没有布置在下辊正上方。上辊被可选地支撑以允许竖直运动，优选围绕一偏置枢轴，以便通过其自身的重量被向下偏压。作为另一个选择，如果希望或需要，可以使用诸如弹簧等可屈服的偏压元件或使用利用了诸如缸的驱动器的调整机构，以便对所述流提供所希望水平的压实，从而使其形成垫块。该竖向运动的可选性能使辊独立地自我调整高度范围，用于改变该部位处进料通道的深度或高度，以适应农作物流的厚度及密度的变化，同时在保持所需的向后运动或吞吐量的同时，仍然起到向下压在所述流上并减少所述流的厚度的作用。作为另一个优点，这允许较长的梗茎或藤条从基本上水平的方向相对平滑地过渡到向上倾斜的方向，而不会造成例如严重弯曲、压碎等损坏，这些损坏可能导致进料通道卡死或堵塞。

作为操作实例，最初较厚或较高的梗茎或藤条流（作为非限制性的例子，其具有3米或更大的切割长度）被进料辊向后驱动至传送辊单元的上辊和下辊之间的进料通道中。这些辊对所述流施加初始的竖向压实力或压力而将其压平，主要是压实相关簇叶，例如叶子。在这里，应当指出，梗茎不会像甘蔗收割机那样单纵列以连续的端部到端部的顺序进入进料通道。因此，梗茎或藤条将纵向地堆叠，某些可以斜着定向以便交叉过其它梗茎或藤条。因此，已经通过更多辊之间的一些梗茎或藤条的后端或下游端最初比前端或上游端压实得更多。为便于吞吐，至少一些辊优选在绕其外周的部位具有合适的表面特征，例如具有楔子或肋，所述表面特征构造成抓取梗茎，以便向后输送这些梗茎。

依照本发明的又一优选方面，所述一连串传送辊的后部部分包括向上并向后倾斜的提升输送机，所述输送机还可包括具有带楔子或带肋的外周的辊，用于抓取垫块的梗茎或藤条，以便将其向上并向后输送至短条切割机。这些辊竖向间隔开一定距离，该距离保持或进一步减小了垫块的深度，以便具有适合于引入并被短条切割机切割的高度。

依照本发明的又一优选方面，短条切割机设置在提升输送机的上端附近，并配置和可操作用于将梗茎或藤条切成所希望长度的短条，优选长度范围为约100到约500毫米。短条切割机和提升输送机优选为市场上可买到的传统构造和操作，例如甘蔗收割机上设置的那样。该系统还可以使用甘蔗收割机的框架。因此，作为非限制性的例子，框架、提升输送机和短条切割机可以包括市场上可从制造商、包括但不限于Case IH商标旗下的CNH Global N.V.买到的自推进甘蔗收割机的元件。另外，如果需要对梗茎进行去皮或清理，市场上可买到的来自相关甘蔗收割机上的清理设备可根据需要进行修改，并定位在例如短条切割机的端部附近，以便接受短条、相关叶子及其他植物部分，并将它们离心分离至所希望的程度。

依照本发明的又一优选方面，前置定位的进料辊和水平传送辊可以合并打包成一单元，该单元能安装在已有的甘蔗收割机框架中，例如，但不限于，至少一些可从Case IH商标旗下的CNH Global N.V.买到，代替用来收割甘蔗的去皮器和底切机，不受行影响的头部可代替用于直立、去顶以及保持甘蔗的行分割器及相关设备安装到前端以便底切，从而提供本发明的特征和性能。

附图说明

图1是结合本发明的不受行影响的生物质收割机的简化侧视图，显示了用于收割典型植物的位置；

图2是图1中收割机前端上的头部的简化俯视图，显示了在头部的宽度上从地面切割多个植物，收集切割的植物，并将其引入收割机的前端中；

图3是放大片断的俯视图，显示了在将植物引入收割机的前端中时，以堆叠的关系收集多个植物；

图4是收割机的各个方面的简化示意性代表图，显示了通过本发明的传送辊输送机系统，所切割的植物流过收割机的进料通道，并进入短条切割机中，所示的所述短条切割机将植物切割成所希望长度的短条，并将其从收割机排出；

图5是本发明的输送机系统的一对典型的前置的传送辊的简化示意性前视图，显示了位于其间的所切割的植物的流动；

图6是本发明的输送机系统的一对典型的中间传送辊的简化示意性前视图，显示了在其间竖向压实的所切割的植物的流动；

图7是本发明的输送机系统的一对典型的后置的传送辊的简化示意性前视图，显示了在其间更多地竖向压实的所切割的植物的流动；

图8是典型的现有技术中受行影响的甘蔗收割机的各方面和操作的简化示意性代表图；

图9是图8中甘蔗收割机的简化的片断性示意性透视图，显示了本发明的传送辊单元在收割机中的安装方式；

图10是图8和图9中甘蔗收割机的简化示意性侧视图，显示了安装在收割机中的本发明的传送辊单元；

图10A是本发明前传送辊单元模块的片断性侧视图，显示了典型的竖向可动的传送辊及与其相关的典型驱动器；

图10B是通过图10A中模块的侧板的部分剖视图，显示了传送辊和驱动器；和

图11是图8-图10中收割机的典型系统框图，图示了本发明的各方面与现有藤条收割机的各方面的互换性。

具体实施方式

现在参照附图，在图1中，显示了包括本发明的设备和收割系统的收割机20，其提供甘蔗收割机的年工作周期和短条切割性能与不受行影响的植物切割和收集性能的结合，适用于收割高大的带梗植物，例如甜蜀黍等。

另外参见图2-图4，图示出了收割机20的头部22，当收割机20在地面上沿向前方向F运动时，所述头部在接近地面30处跨头部22的宽度W上同时切割多行24或任意丛的直立的高大的植物梗茎26。头部22被构造成使得，当切割梗茎26时，这些梗茎自动地以堆叠或叠置的关系铺放在头部22上，其簇叶32（叶子、荚、穗等等)仍然很大程度上完好无缺地附着于所切割的梗茎，从而形成堆叠的切割梗茎26的向后流28。头部22不受行的影响，也就是说，它不要求遵循一行或多行植物或者不要求以顺次的顺序切割植物行，其能在宽度W的任何部位切割任何植物。这里，如图2所示，头部22的宽度W涵盖4行植物，但是，根据特定应用的需要或要求，其可以构造成涵盖任意行距的更多行或更少行的植物。

更具体地参见图2，为提供上述性能，不管行距或行数如何，头部22都包括多个基本上平坦的切割盘34，所述切割盘跨头部的最前边缘以并排的关系布置，其具有围绕盘的圆周的刀片36，所述切割盘如相关箭头所示地旋转。盘34的旋转与收割机20的向前运动结合，使所切割的梗茎26以彼此堆叠或叠置的关系连续地向后落到盘上，同时，被收集到头部20的中心，并以连续流28向后朝着收割机20的框架42的前端40输送。为此，头部20另外还优选包括位于切割盘34之后的多个锯齿状收集盘38，所述收集盘如相关箭头所示地旋转，用于与旋转切割盘34配合，以引导梗茎26的流28以堆叠关系向后朝向收割机20的前端40的中心流动。

作为非限制性的例子，适合的头部20可以包括可从德国的Maschinenfabrik KEMPER GmbH&Co.KG商业上获得的各种众所周知的转筒式草料收割机头部。因为旋转切割盘34基本上跨整个宽度W（其可以为几米），并可以在整个宽度W的任意部位切割梗茎、藤条或其他植物，所以头部22不受行的影响。头部22另外还包括：侧部的分配器44，所述分配器可操作地用于将用于使被盘34切割的直立植物与将不被切割的植物分离；和毗邻盘34的前端设置的防护装置46，当旋转刀片36切割梗茎时，所述梗茎被压靠在防护装置上。

另外对于头部22，叠置的梗茎26的流28大体上具有宽度W1，该宽度W1是宽度W大小的几分之一，并且，当所述流到达框架42的前端40时，其将具有初始高度H1。作为非限制性的例子，宽度W1可以大约为1米或更小的量级，高度H1大约为0.7米或更小。

收割机20的框架42包括位于前端的中心部位的面向前的入口48。入口48的大小和形状被设计成使其具有接收流28的能力，因而其宽度和高度等于或者稍微大于W1和H1。入口48与穿过框架42向后延伸的进料通道50相连。

框架42承载动力传送辊单元52，所述动力传送辊单元包括动力前辊组54，所述动力前辊组包括在反转从动下辊58上方间隔开设置的旋转从动上辊56，其间界定并限定了入口48，所述动力前辊组起到向后抓拉所收集的梗茎使其穿过入口进入进料通道50中的作用。传送辊单元52包括一系列另外的竖向间隔开的动力反转上辊56和下辊58，该动力反转上辊和下辊沿着进料通道50设置在适当部位，以用于将流28向后以及向上输送至短条切割机60。

应当注意并记住，与几乎立刻切碎梗茎的草料收割机不同，本发明中希望在切割成所要求长度或长度范围的短条之前保留梗茎26的完整性。与切碎相比，切割成短条的一个重要原因是，希望保留梗茎26中的汁液以用作生物质，因而重要的是在切短之前，不明显损坏梗茎，例如不弯曲、割裂和/或压碎。为便于该目的，堆叠的梗茎26的流28有利地被输送穿过通道50，同时被基本连续地支撑，以避免明显弯曲或损坏的可能，并且向后和缓地弯曲并沿着倾斜面被向上引导并供给至短条切割机60中，该后面的部分以传统甘蔗收割机的方式进行，但有重大差别。即，虽然甘蔗易于以端对端、基本上不堆叠的单纵列的方式供入短条切割机，但是此处，多个堆叠的梗茎26及其附带的簇叶32的总体深度至少在开始太大以至于不能进入短条切割机，因而必须以既不中断连续流、也不损坏梗茎的方式竖向地压实。

为实现堆叠梗茎26的主动式连续输送，各辊或全部辊56和58可以包括围绕辊在间隔开的部位上沿辊的侧向延伸并从辊径向向外延伸的条板或楔子62或其它合适的元件，用于抓紧并沿着通道50推进梗茎26。由于梗茎26的堆叠构造以及所附着的簇叶32的牵累，没有接触一个或多个所述楔子62的梗茎（例如朝着流28的竖直中间区域定位的梗茎），将仍然与流一起向后传送，而不需要将流压碎至任何潜在损坏的程度。

还参见图5、6和图7，当流28向后朝着短条切割机60移动时，必须逐渐竖向压实流28，如前辊组54的上辊56和下辊58之间的流28的高度H1（参见图5）；中间辊56和58对之间的高度H2（参见图6）；和更靠后辊56、58对之间的高度H3（参见图7）之间的差所图示的。实质上，为了顺畅地、连续地进料至短条切割机60并由其切割，要求该流28包括大体上平坦的垫块，所述垫块的厚度大约等于或稍微大于短条切割机60的上转筒66与下转筒68之间的间隙64，或者足够小以至于在进入切割机时能通过转筒66和68充分地进一步压实。在这点上，可以考虑，间隙64的高度只有几厘米，并且以动力的方式、或者利用重力或者以类似的方式而可变化，但是无论在任何情况下，都将明显小于流28的初始高度H1。为实现该压实，优选某些上辊56或全部上辊56被支撑，以便在竖向上可运动，如图4、5、6和图7中箭头VM所示，并对这些上辊进行加重或者使之具有足够的固有重量而向下压在流28上，如箭头FD所示，以随着所述流向后通过通道50朝着短条切割机60前进而以大体上逐渐的方式竖向地压实该流。作为一个选择，如果特定应用的需要或要求，可以设置与一个或多个辊相连的致动器或驱动器，以在流28上主动地施加力FD的外部分量。

可以看到，为进入切割机60的间隙64而实现的流28的减少的深度（例如高度H3）更应当说是簇叶32而不是梗茎26的压实结果，并且该流优选只有当其靠近切割机60时才最大限度地被压实（比较图5和图7），并且被压实到便于完全割断、但不明显压碎梗茎26的程度。较小的初始压实是有利的并且希望这种较小的初始压实，以允许流28以较大程度保留梗茎26的完整性的方式完成从水平过渡到倾斜。概括来说，图6描绘了这些辊56和58对中的任意对处于将要从水平过渡到倾斜，图7大体上描述了靠近短条切割机60的倾斜部上的辊56和58组，不过应当明白，沿着通道50的压实程度将随许多因素而变化，所述因素包括但不限于，存在的簇叶的体积、含水量、流的任意给定截面中的梗茎数量等等。

更尤其参见图1和图4以及图8，作为本发明的一优选方面，基本框架42来自于市场上可买到的甘蔗收割机，例如但不限于以诸如可从以Case IH为商标的CNH Global N.V.买到的收割机70为代表的自推进甘蔗收割机。更尤其是，传送辊单元52的倾斜提升输送机72上的上辊56和下辊58和短条切割机60或者这些设备的至少基本构造包括能从市场上买到的那些框架，所述框架根据需要可适用于收容希望被收割以用于生物质的植物的多个堆叠的梗茎26及其相关簇叶32的流，而不是单独的甘蔗的端到端的流。优选使用的已有甘蔗收割机70的其他方面包括其推进和动力系统74、传动系76、驾驶室和控制器78（都在图1中示出）、清理系统80（也在图4和图8示出）和可选的用于将所切割的短条从收割机20或70传送出去的短条输送机82，所有这些都具有众所周知的构造。未使用的甘蔗收割机70的元件包括其用于切割和引导藤条86进入收割机的设备84以及底切机88。

头部22被构造成替换收割机前端上的所述设备84，并以合适的方式附接于前端40，例如以传统方式使用销钉连接件94（参见图1）和用于控制高度和/或倾斜的一个或多个液压缸或其他致动器。

还参照图9和图10，传送辊单元52包括前传送单元模块90，该前传送单元模块90实质上替换底切机88及相关的支撑结构而安装在框架42的空腔92内，并可以以适合的方式，例如使用紧固件、销钉和/或类似物固定在合适位置。框架42有利地优选构造成头部22和模块90能与所述设备84和底切机88互换，以便提高设计和制造效率，并且允许容易且方便地选择将收割机构造成具有本发明的不受行的影响的能力，或是构造成受行影响的传统构造，例如用于仅以设定行距收割甘蔗。

在一优选实施例中，模块90被容纳在金属片制成的包装或容器96或其他合适的构造中，并包括入口48、前辊组件54、界定和限定进料通道50的水平段的上辊56和下辊58。实质上，模块90填充框架42中头部22与倾斜提升输送机72之间的间隙，并提供将从头部接收的所切割的梗茎和簇叶的流输送至倾斜输送机的方式，同时优选竖向地压实该流至至少某种程度。

还参照图10A和图10B，如上所述，某些或全部辊56和/或58可以可选地能竖向运动，如箭头VM所示，以提供柔性以便适应不同高度或厚度的流28，以及如果需要或要求的话，用于对所述流施加所希望的力FD。在这点上，作为实现该能力的一个方式，辊56的端部可支撑在轴98上，所述轴98延伸穿过狭缝102以便沿着所述狭缝运动，所述狭缝穿过模块90的容器96的侧板。与轴98相连的驱动器100可位于容器96外部，可以通过重物或类似物在辊的相反侧上进行平衡。驱动器100可以包括流体马达，所述流体马达通过流体管线104连接于收割机20的增压流体系统（例如图11中的控制阀106），或者作为替换，可以包括电马达、链条或皮带驱动器的驱动链轮或滑轮、齿轮箱等等。驱动器100可以适当地安装以例如通过与容器96的偏置枢转连接而允许运动VM。

另外参见图11，如上所述，作为本发明的对不受行影响的收割和切短系统的另一个优点，系统的元件可以由诸如甘蔗收割机的传统收割机的标准推进和动力系统74提供动力，可与这种收割机的常规元件互换。作为非限制性的例子，对于流体动力系统，替换用于受行影响的收割机的行分配器以及用于切割或引导藤条86的其它设备，头部22可以经由连接于控制阀106的流体管线104可控地提供动力，其中所述控制阀通过由收割机的引擎110驱动的泵108供给增压流体；替换底切机88，传送辊单元52的至少一些方面可以经由与阀106相连的管线104可控地提供动力；而倾斜输送机72和短条切割机可以经由通过管线104供给的流体正常地提供动力。流量及其他工作参数可以根据需要进行可控调节和设定，以适应本发明系统各个方面的不同动力需求和工作特性。

按照全部上文内容，对本领域技术人员来说应当显而易见的是，已经显示和描述了体现本发明的不受行影响的生物质收割和切短系统及方法。但是，还应当显而易见的是，在本发明的原理和范围内，许多改变都是可行并可以想到，包括为解释本发明性质而已经描述和示出的本发明部件的细节、材料和配置。因而，虽然上文说明和论述强调了本发明的某些优选实施例或元件，但是，也应当明白，基于上文说明和论述的本发明构思可以容易地结合到或应用于其他实施例和构造，而不会脱离本发明的范围。因此，所附的权利要求书旨在概括地以所示的特定形式保护本发明，所有没有脱离本发明的精神和范围的改变、改进、变化及其他用途和应用都认为被本发明所覆盖，本发明仅仅由所附的权利要求书限定。

Claims (19)

1.一种生物质收割系统，包括：

框架，所述框架支撑植物切割设备，该植物切割设备被构造成随着框架在地面上向前运动而切割邻近地面的植物的梗茎或藤条；短条切割机，该短条切割机被构造成将梗茎或藤条切成短条；和承载在框架上的向上以及向后延伸的提升输送机，所述提升输送机被构造成将所切割的梗茎或藤条向上输送至短条切割机；

所述植物切割设备承载在头部的最前部分上，所述头部在所述框架的前面和外部延伸，所述植物切割设备被构造成同时切割在头部的最前部分的侧向宽度内以任意距离间隔开的多个植物的梗茎或藤条，并与收集设备以及传送辊单元组合，所述收集设备承载在所述头部上并被构造成收集框架前面和外部的被切割的梗茎或藤条，并将所收集的梗茎或藤条以基本上连续的堆叠式流引导到框架的空腔中，所述传送辊单元包括在入口与提升输送机之间设置在所述空腔中的多个传送辊，所述传送辊单元被构造成将所收集的梗茎或藤条的流压实成基本上平坦的垫，并将所述垫输送至提升输送机，以便从而输送至短条切割机。

2.如权利要求1所述的生物质收割系统，其中，所述传送辊单元包括一系列下辊和上辊，这些下辊和上辊以竖向偏置的方式布置并在下辊和上辊之间限定了大体上水平的进料通道，其中至少一些上辊能竖向地运动，以适应所收集的梗茎或藤条的不同高度的流。

3.如权利要求1所述的生物质收割系统，其中，传送辊单元包括至少三个动力上传送辊，所述动力上传送辊被构造成对堆叠的梗茎或藤条施加向下的力，以竖向地压实梗茎或藤条。

4.如权利要求3所述的生物质收割系统，其中，所述三个动力上传送辊设置在传送辊单元的至少四个动力下传送辊的上方，所述动力下传送辊构造成在上传送辊施加向下压力时支撑所收集的梗茎或藤条的流。

5.如权利要求1所述的生物质收割系统，其中，传送辊单元包括可移除的模块，所述可移除的模块承载在提升输送机前面的空腔中。

6.如权利要求5所述的生物质收割系统，其中，传送辊单元构造成能与能安装在框架上的旋转底切机互换。

7.如权利要求6所述的生物质收割系统，其中，传送辊单元构造成由能与底切机互换的流体系统提供动力。

8.如权利要求1所述的生物质收割系统，其中，框架是自推进的。

9.一种生物质收割系统，包括：

自推进框架，所述自推进框架构造成在地面上向前运动，并包括前端以及所述前端后面的空腔；

不受行影响的植物切割头部，所述头部承载在框架的前端上，并向所述前端的前面延伸，所述头部跨该头部的前端承载植物切割设备，所述植物切割设备构造并能操作成在所述头部在地面上向前运动时，在跨所述头部的前端上的任何部位从地表分别同时切割多个植物梗茎或藤条，所述头部包括收集设备，所述收集设备构造成与植物切割设备相配合地操作，从而以堆叠的关系将所切割的多个梗茎或藤条混合和收集在一起，并将堆叠的梗茎或藤条以连续流向后引导至框架；

设置在框架的空腔中的多个传送辊，所述多个传送辊界定了进料通道，所述进料通道定位成接收来自所述头部的梗茎或藤条的连续流，传送辊构造成竖向压实和传送通过进料通道向后流至框架的后端的流，传送辊包括：前置的传送辊单元，该前置的传送辊单元界定了进料通道的前区域并且构造和定位成接收来自收集设备的流；和后置的提升输送机，所述后置的提升输送机界定了进料通道的后区域并且构造和定位成接收来自所述传送辊单元的流，并将所述流输送至位于所述提升输送机的后上端附近的短条切割机。

10.如权利要求9所述的生物质收割系统，其中，植物切割设备包括多个大体上水平的旋转盘，所述旋转盘在该旋转盘的外周上具有径向向外延伸的刀片，并且被定位成使得刀片在多个向前延伸的防护装置之间跨所述头部的侧向宽度旋转。

11.如权利要求9所述的生物质收割系统，其中，部分所述流包括至少三个堆叠的梗茎或藤条，传送辊单元包括至少七个带锯齿的动力辊，所述带锯齿的动力辊以水平交替方式布置并被构造成竖向地压实去往所述提升输送机途中的堆叠的梗茎或藤条。

12.如权利要求9所述的生物质收割系统，其中，所述传送辊单元被构造成作为安装到提升输送机前面的框架上的模块结构。

13.如权利要求12所述的生物质收割系统，其中，所述传送辊单元被构造成基本上能与能安装在框架上的旋转底切机单元互换。

14.如权利要求9所述的生物质收割系统，其中，提升输送机被构造成随着所述流接近短条切割机而逐渐地竖向压实所述流。

15.如权利要求9所述的生物质收割系统，其中，所述头部构造成基本上能与能安装在框架的前端上的行分配器单元互换。

16.如权利要求9所述的生物质收割系统，包括液压系统，所述液压系统构造成能互换地与传送辊单元和底切机单元连接。

17.一种不受行影响的生物质收割和切短方法，包括以下步骤：

从地表以连续的方式跨收割机前端上承载的不受行影响的植物切割头部的前端同时一次割断多个植物梗茎或藤条，然后以包括至少三个呈堆叠关系的梗茎或藤条的连续流放下并收集所割断的梗茎或藤条，并将该流引入进料通道中，所述进料通道在收割机内向后延伸至收割机后端上的短条切割机；

将该流通过进料通道向后输送至短条切割机，同时在该流上向下压，以竖向地压实堆叠的梗茎或藤条；和

利用短条切割机将该流中堆叠的梗茎或藤条切割成短条，并将短条从收割机排出。

18.如权利要求17所述的方法，其中，将该流通过进料通道向后输送至短条切割机的步骤包括，进一步压实该流，以便使之具有相当于短条切割机的旋转元件之间的间隙的深度的竖向延伸。

19.如权利要求18所述的方法，其中，该流的进一步压实是通过将所述流输送到短条切割机中的提升输送机的元件所施加的向下压力实现的。

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