具体实施方式
现在详细描述在附图中示出的本申请各方面。只要是可以的,在附图中相同或者类似的附图标记将表示相同或者类似的特征。应当注意的是,附图为简化形式,并且没有按照精确比例绘制。参照在此公开内容,仅仅为了方便和清晰,相对于附图来使用方向术语,诸如,顶、底、上方、下方和斜向。结合对附图的以下描述所使用的这种方向术语不应当解释为以任何没有明确陈述的方式限制本公开的范围。另外,本说明书中使用的术语“一”表示“至少一个”。技术术语包括上述明确指出的词语、其衍生词和具有类似含义的词语。
为了方便,在说明书中使用术语“玉米”、“穗”、“秆”和“农作物”,应当理解的是这些术语不旨在表示限制。因此,“玉米”指的是被收割且从农作物可弃部分分离的部分。术语“摘穗板”可与术语“剥穗板”互换使用。
现在参照示出了本申请各方面的附图,图1示出了根据本申请一方面的应用于农业收割机10的玉米收割台组件12。该玉米收割台组件12对当前传统农业收割机玉米收割台组件进行了改进,改进之处在于包含摘穗板控制系统,摘穗板控制系统允许以简单、紧凑和基本扁平的设计来更加有效地调节摘穗板开口,以适应玉米秆宽度变化。所示的玉米收割台组件12可操作地连接到农业收割机10,以用于收割玉米并且将玉米进给到喂入室16,喂入室16用于接收农作物残茬、将残茬切割、切碎并且从农业收割机10向后向外推进,与此同时保留有价值的玉米穗和玉米粒。在本领域中已知这种喂入室和收割操作,对于完全理解本公开的这个特定方面来说不需要进一步详细描述它们的结构、功能和操作。然而,在美国专利3,808,783和3,759,021中公开了可应用于本公开的典型玉米收割台,其全部公开内容在此以引用的方式并入本申请以利所有目的。
玉米收割台组件12包括:收割台框架14,用于安装到农业收割机10的前端;输送器20(诸如,螺旋输送器),横跨收割台框架14而纵向延伸,以将农作物通过通道18运送到联合收割机喂入位置或者喂入室16;和多个行单元22,从收割台框架14向前延伸。玉米收割台组件12还包括多个分禾器24,从收割台框架14向前延伸。在本领域中已知这种分禾器24,对于完全理解本申请来说不需要进一步详细描述它们的结构、功能和操作
图2是根据本申请一方面的单个行单元22的立体图,如图2所示,示出了在剥穗板或者摘穗板36a、36b之间限定了间隙28,间隙28开口朝向行单元10的前端。胸板34限定了间隙28的闭合端区域,并且位于行单元22的最靠近农业收割机10的端部(即行单元的近端)处。
图3和图4示出了没有收集链组件的行单元22的俯视立体图和侧视立体图。行单元22包括形成了两个行单元臂30a、30b的框架26、胸板34和限定了间隙28的两个剥穗板36a、36b。框架具有顶侧和底侧。图3示出了位于框架26下部上的齿轮箱38。齿轮箱38产生动力以驱动行单元22的收集链32a、32b。
换言之,行单元22包括纵向延伸的第一剥穗板36a和纵向延伸的第二剥穗板36b,二者均安装在框架26上并且均具有相对的剥穗边缘,相对的剥穗边缘在第一剥穗板36a和第二剥穗板36b之间限定了间隙28。根据本申请的一方面,第一摘穗板可以定位成相对于第二摘穗板成一定角度而非平行于第二摘穗板。在这个方面中,可以在组装行单元时固定第一和第二摘穗板之间的相对角度,或者可以由操作者调节相对角度。根据这个方面,第一和第二摘穗板的端部限定楔形开口,玉米通过楔形开口进入行单元中。该设计中楔形开口可以设定成是恒定不变的,或者行单元的设计允许摘穗板前部(即,玉米进入行单元所经的摘穗板端部)的宽度不同于摘穗板后部的宽度,例如朝向前部更宽而朝向后部更窄。
如图5所示,行单元22还包括间隙调节机构40,以调节间隙28的大小。间隙调节机构40包括第一连杆组件42a,第一连杆组件42a具有:第一细长连杆46a,其基本平行于纵向延伸的第一剥穗板36a延伸;和第一连接机构44a,其将第一细长连杆46a连接到纵向延伸的第一剥穗板36a。间隙调节机构40还包括第二连杆组件42b,第二连杆组件42b具有:第二细长连杆46b,其基本平行于纵向延伸的第二剥穗板36b延伸;和第二连接机构44b,其将第二细长连杆46b连接到纵向延伸的第二剥穗板36b。
返回参照图3,间隙调节机构40位于齿轮箱38上方。另外,间隙调节机构40在框架顶侧位于行单元臂上方,以允许易于维修行单元22。此外,连杆组件和连接机构毗邻摘穗板的外侧,以使得间隙调节机构的部件全部基本处于由剥穗板限定的平面中。
行单元22还包括控制臂或者交叉连杆50,其可操作地连接到第一和第二连杆组件42a和42b,以用于使第一和第二连杆组件42a和42b在第一和第二位置之间移动。根据本申请的一些方面,细长连杆基本横向于或者垂直于连杆定位。
第一和第二连杆组件42a、42b分别包括第一和第二连接机构44a、44b。第一和第二连接机构44a、44b均可以是曲拐、旋转凸轮、连杆机构、枢转机构等。图6A和6B示出了适于用作第一和第二连接机构44a、44b的连接机构示例。
如图6A最好所示,连接机构44a构造并且成形为细长曲拐。连接机构44a由聚拢起来的两个平的镜像元件形成,每个均为大体细长形状,具有中央孔以用于枢转连接到行单元框架。连接机构的后端或者尾端较之连接机构的前端从中央孔向远侧延伸更远。两个平元件的每个后端均成台阶状以便形成接收间隙用于容纳控制臂50的形状,并且均包括用于与之枢转连接的孔。因此,当两个镜像的平元件聚拢在一起时,后端形成了两叉式端部,以接收控制臂并且安装到控制臂。连接机构的前端大体成箭头状,其外侧从中央孔向外延伸。围绕中央孔每隔大约90度设有用于枢转连接的孔。如图5最好所示,最前方的孔枢转连接到摘穗板36a,而最外侧的孔在第一细长连杆的近端连接到第一细长连杆46a。这样,较之第一细长连杆枢转连接到连接机构44a的枢转连接点而言,连接机构44a在距控制臂更前方或者更远侧的位置处枢转连接到摘穗板。因此,这可以在控制臂朝收割台左侧移动时使摘穗板36a向内侧移动。
如图6B最好所示,连接机构44b构造并且成形为细长曲拐。在一方面中,该连接机构构造成基本为连接机构44a的镜像。连接机构44b由聚拢起来的两个平的镜像元件形成,每个均为大体细长状,具有中央孔以用于枢转连接到行单元框架。连接机构的后端或者尾端较之连接机构的前端从中央孔向远侧延伸更远。每个平元件的后端均成台阶状以便形成接收间隙来容纳控制臂50的形状,并且均包括用于与之枢转连接的孔。因此,当两个镜像的平元件聚拢在一起时,后端形成了两叉式端部,以接收控制臂并且安装到控制臂。连接机构的前端为大体三角状,其外侧之一较之相对的另一外侧从中央孔延伸出来更远。连接机构44b包括在其最前端的孔、在其较宽的外侧端部的孔和位于中央孔和后端之间的孔。这些孔中的每一个均相互间隔开大约90度。如图5最好所示,中央孔和后端之间的孔枢转连接到摘穗板36b,而外侧的孔在第二细长连杆的近端连接到第二细长连杆46b。这样,较之摘穗板枢转连接到连接机构44b的枢转连接点而言,连接机构44b在从控制臂更向前或者更远侧的位置处枢转连接到第二细长连杆。因此,这可以在控制臂朝收割台左侧移动时使摘穗板36b向内侧移动。
次级连接机构48a、48b如图6C和6D所示构造而成。每个次级连接机构均包括用于连接到行单元框架的中央孔和用于连接到细长连杆和摘穗板的一对间隔开的孔。如图5所示,次级连接机构48a与摘穗板的枢转附接点较之次级连接机构与第一细长连杆46a的枢转附接点而言距控制臂更向前或者更远侧。此外,次级连接机构48b与第二细长连杆46b的枢转附接点较之次级连接机构与摘穗板36b的枢转附接点而言距控制臂更向前或者更远侧。因此,次级连接机构与连接机构44a、44b组合的这种构造可在控制臂朝收割台左侧移动时使两摘穗板都向内侧移动。当然,上述连接机构也可构造成使得在控制臂朝收割台右侧移动时两摘穗板向内侧移动。
返回参照图3和图5,在本申请的一些方面中,第一和第二连接机构44a、44b均是连接到相应细长连杆和剥穗板的枢转机构,并且可枢转地连接到框架。可见,连接机构44a、44b连接到相应剥穗板46a、46b的方式和构造确定了每个剥穗板46a、46b对连接机构44a、44b旋转的响应方式。
通过如图5所示分别相对于摘穗板构造第一和第二连接机构44a、44b,第一连接机构44a的顺时针旋转使剥穗板36a相对于行单元22的中心向内侧移动。同样,第二连接机构44b的顺时针旋转使剥穗板36b也相对于行单元22的中心向内侧移动。
换言之,第一和第二连接机构44a、44b均连接到剥穗板36a、36b,以便第一和第二剥穗板36a、36b通过分别并行移动来对控制臂50的运动作出响应。这种效果的实现是因为控制臂50沿着特定方向的移动致使第一和第二连接机构44a、44b均类似旋转。第一和第二连接机构均沿着相同方向(即顺时针或者逆时针)的这种旋转继而致使第一和第二剥穗板要么靠拢(相对于框架26向内侧)要么分开(相对于框架26向外侧)。因此,对于控制臂50的特定运动而言,第一和第二连接机构44a、4b将沿着相同方向旋转或者枢转,这致使第一和第二剥穗板36a、36b均相对于框架26要么向外侧要么向内侧移动。剥穗板36a和36b的运动的效果是增加或者减小了间隙28的大小。
间隙调节机构40对控制臂50沿着第一方向的移动进行响应以便使得第一和第二连杆组件42a、42b移动到第一位置,并且对控制臂50沿着第二方向的移动进行响应以便使得第一和第二连杆组件42a、42b移动到第二位置。第一位置可对应于缩窄间隙位置,而第二位置可对应于增宽间隙位置。即,第二位置中间隙28的宽度尺寸大于第一位置中间隙28的宽度尺寸。
根据本申请的另一个方面,第一和第二连杆组件42a、42b包括第一次级连接机构48a和第二次级连接机构48b。图6C和6D示出了适于用作第一和第二次级连接机构48a、48b的曲拐。然而,也可以使用适于预期目的设计的其它曲拐构造。
在本申请的一些方面中,第一和第二细长连杆46a、46b分别随着第一和第二纵向延伸剥穗板36a、36b以并行运动的方式移动。这是通过经由连接机构(即连接机构44a、48a)将细长连杆和摘穗板之间的间隔构造成在它们细长连杆和摘穗板运动范围内始终相同来实现的。
在完全组装好时,根据本申请一方面的间隙调节机构基本是平面的。间隙调节机构的连杆组件和连接机构具有大体平面轮廓,如图4和图5所示。而且,连杆组件和连接机构定位成使得它们毗邻摘穗板的外侧。在这种构造中,连杆组件和连接机构全部位于行单元框架的顶面上方。这样,本申请的间隙调节机构允许整个机构基本处于由摘穗板限定的平面内或者毗邻由摘穗板限定的平面,从而减小了安装在行单元上所需的空间并且有助于以非常窄的间隔将行单元间隔开。
在收割期间的操作中,待收割的植株行对准并且指向由剥穗板36a、36b形成的间隙28。随着农业收割机10移过作物行,植株被引导向间隙28,在间隙28中,随后在剥穗板36a、36b之间从秆剥离玉米穗。在与玉米穗分离之后,秆落入农业收割机10的下方,通过收集链32a、32b的作用使得玉米穗向后移动进入收割台框架14。然后输送器20使得玉米穗移动到收割台框架14的中心,以便通过通道18将其进给到喂入室16中。这种引入方案的构造和操作是农业收割机的典型特征。
而且,间隙调节机构40允许每个剥穗板36a、36b均在第一位置和第二位置之间以并行运动的方式移动。当摘穗板36a、36b处于第一位置时的间隙28的尺寸适合于某些秆宽度,而当摘穗板36a、36b处于第二位置时的间隙28的尺寸适合于另一些秆宽度。通过控制臂50的移动来控制由间隙调节机构40产生的间隙28的尺寸。控制臂50可操作地连接到用于通过操作者手动和/或遥控来改变其位置的驱动装置或者其它机构,例如电机(未示出)。
本申请的优点是提供了位于框架26上方和/或位于框架26顶侧的间隙调节机构40,这与传统行单元设计中位于框架26下方正相反。而且,因为间隙调节机构40位于框架26顶侧上,所以可以从收割台和/或行单元的顶侧维修间隙调节机构的所有部件。
总之,行单元22具有通过一对平行连杆(例如,连杆组件)而连接到控制臂的摘穗板,一对平行连杆一起限定了平行四边形。平行连杆设计成使得:随着平行四边形收缩或者扩张,摘穗板合拢或者分开,并且由平行四边形占据的面积增加或者减小。在操作中,当平行四边形收缩以使得细长腿合拢时,摘穗板间隙打开以允许更大秆通过。当平行四边形扩张以使得细长连杆进一步分开时,摘穗板靠拢以处理更小的秆。因此,该平行四边形的特征是面积响应于交叉连杆的移动而变化。
通过控制臂机构使第二摘穗板与第一摘穗板同步。该控制臂可在收割台的整个宽度上延伸,以把所有多个行单元的连杆组件连接起来。摘穗板的楔形开口可设计为恒定不变,或者可设计成允许由摘穗板前部限定的间隙的宽度不同于由摘穗板后部限定的间隙的宽度。
根据本申请各方面的系统提供了多种设计选择。可以按各种方式实现间隙调节机构的平行连杆,例如,旋转凸轮、三角形连杆臂、L型连杆臂、枢转机构等。此外,控制臂和平行连杆的形状可以是扁平、椭圆、圆形、方形或者L状。而且,摘穗板开口之间的间隙可设计成允许100%闭合和/或最大程度打开。
现在参照图7至图10,根据另一个方面,本申请提供了用于农业收割机收割台的行单元122,其具有纵向延伸的第一剥穗板136a和纵向延伸的第二剥穗板136b,二者限定了位于第一剥穗板136a和第二剥穗板136b之间的间隙128。行单元还包括用于调节间隙128尺寸的间隙调节机构140和与上述控制臂50类似的控制臂。间隙调节机构140包括第一连杆组件142a,其具有:第一细长连杆146a,其基本平行于纵向延伸的第一剥穗板136a延伸;和第一连接机构144a,其将第一细长连杆146a连接到纵向延伸的第一剥穗板136a。间隙调节机构140还包括第二连杆组件142b,其具有:第二细长连杆146b,其基本平行于纵向延伸的第二剥穗板136b延伸;和第二连接机构144b,其将第二细长连杆146b连接到纵向延伸的第二剥穗板136b。间隙调节机构140还包括第一次级连接机构148a和第二次级连接机构148b,它们分别将第一细长连杆146a连接到纵向延伸的第一剥穗板136a和将第二细长连杆146b连接到纵向延伸的第二剥穗板136b。
以与上述控制臂50类似的方式,控制臂可操作地连接到第一和第二连杆组件142a和142b,以使得第一和第二连杆组件142a和142b在第一和第二位置之间移动。
如图7所示,首先,第一剥穗板136a和第二剥穗板136b定位成使得间隙128限定了第一宽度W1。在图8中,其次,第一剥穗板136a和第二剥穗板136b定位成使得间隙128限定了第二宽度W2,第二宽度W2比第一宽度窄。因此,第二位置中的间隙大于第一位置中的间隙。
行单元122还包括安装到框架上的一对拉茎辊137a、137b,拉茎辊137a、137b旋转以向下拉动秆通过由剥穗板限定的间隙。根据本申请,第一和第二连杆组件同步地在第一和第二位置之间移动,以便保持间隙居中位于拉茎辊上方。
图9提供了用作次级连接机构的曲拐的局部放大图。图10示出了用作初级或者三级连接机构的曲拐的局部放大图。连接机构144a连接到细长连杆146a,但不直接连接到控制臂150。在这个方面中,另外的三级曲拐148c将第一连杆组件的细长连杆146a连接到控制臂150,使得控制臂可操作地连接到细长连杆146a,以使得摘穗板136a在第一位置和第二位置之间移动。连接机构144b和第二连杆组件的构造类似如上所述的连接机构144a和第一连杆组件。此外,第二连杆组件142b可包括与三级连接机构148c类似的三级连接机构。
图11示出了根据本申请的行单元222的另一个方面。行单元222的构造类似上述行单元122,包括纵向延伸的第一剥穗板236a、纵向延伸的第二剥穗板236b、限定了间隙的第一和第二剥穗板之间的间隙228、与上述间隙调节机构140类似的间隙调节机构240、和控制臂250。间隙调节机构240包括第一连杆组件242a,第一连杆组件242a具有第一细长连杆246a,第一细长连杆246a基本平行于纵向延伸的第一剥穗板延伸。间隙调节机构240还包括第一连接机构244a、第一次级连接机构248a、和三级连接机构248c,它们将第一细长连杆连接到纵向延伸的第一剥穗板。间隙调节机构240还包括第二连杆组件242b,第二连杆组件242b具有:第二细长连杆246b,第二细长连杆246b基本平行于纵向延伸的第二剥穗板延伸;第二连接机构244b和三级连接机构,第二连接机构244b和三级连接机构将第二细长连杆连接到纵向延伸的第二剥穗板。
本领域技术人员将理解的是,可以在不背离本发明宽泛发明构思的前提下对上述各个方面作出改变。因此,应当理解的是,本申请不限于公开的具体方面,而是旨在涵盖处于由随附权利要求限定的本申请实质和范围内的变型。