CN107864744A - 用于棉花收获机行单元的独立的脱棉器驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于棉花收获机行单元的独立的脱棉器驱动系统，尤其是涉及一种用于具有摘锭和至少一个滚筒的棉花收获机的脱棉器组件。该脱棉器组件包括外部壳体和适合于从所述摘锭移除棉花的多个脱棉器。该脱棉器组件进一步包括驱动单元，该驱动单元联接至所述外部壳体，用于独立于所述至少一个滚筒和摘锭以可旋转的方式驱动所述多个脱棉器。驱动轴由所述驱动单元以可旋转的方式驱动，并且接口适配器联接在所述驱动轴和所述多个脱棉器之间。该驱动单元可以是电马达、液压马达、机械驱动系统或它们的组合。

Description

用于棉花收获机行单元的独立的脱棉器驱动系统

技术领域

本公开涉及一种脱棉器驱动系统，更具体而言，涉及一种棉花收获机行单元的独立控制的脱棉器驱动系统。

背景技术

棉花收获机单元包括用于收获棉花的若干摘锭和脱棉器。脱棉器列具有用于从摘锭移除所采摘的棉花的多个脱棉器。脱棉器是可以以橡胶或尿烷涂覆并且以比摘锭的速度大得多的速度以可旋转的方式驱动的圆盘。在传统的棉花收获机行单元中，摘锭在脱棉机的底面下面运动从而将棉花从摘锭退绕并剥离。在这种传统系统中，脱棉器驱动系统受到摘锭驱动系统的机械驱动，或者至少起码两个系统机械地联接至彼此。脱棉器和摘锭驱动系统的机械联接使得能够维持速度关系，并且当系统以收获模式操作时还实现了适当的功能，换言之，摘锭能够在期望的行进方向上操作。

然而，有这样一些情形或应用，其中可能期望独立地控制脱棉器，而传统系统无法实现这些情形或应用。具体而言，在清除行单元堵塞时可能期望具有独立的控制。当行单元堵塞时，摘锭经常被棉花缠绕，这会卡住或干涉采摘单元部件的期望正向旋转。因而，需要彼此独立地控制脱棉器驱动系统和摘锭驱动系统，从而当摘锭堵塞时，脱棉器能够在摘锭在相反方向上被可旋转地驱动的同时在正向方向上被连续地驱动。通过这样做，脱棉器能够将棉花从摘锭上退绕下来，而无需任何手动干预。

发明内容

在本公开的一个实施方式中，一种用于具有摘锭和至少一个滚筒的棉花收获机的脱棉器组件包括：外部壳体；适合于从所述棉花收获机的摘锭移除棉花的多个脱棉器；驱动单元，该驱动单元联接至所述外部壳体，用于独立于所述摘锭和所述至少一个滚筒以可旋转的方式驱动所述多个脱棉器；由所述驱动单元以可旋转的方式驱动的驱动轴；以及联接在所述驱动轴和所述多个脱棉器之间的接口适配器。

在该实施方式的第一示例中，该脱棉器组件可以包括：联接至所述驱动轴的驱动联接器；以及联接至所述驱动联接器和所述接口适配器的从动联接器。在第二示例中，所述驱动单元包括电马达或液压马达。在第三示例中，所述驱动单元与所述多个脱棉器轴向对准。在第四示例中，所述脱棉器组件可以包括用于相对于脱棉器壳体轴向调节所述多个脱棉器的脱棉器调节装置，该脱棉器调节装置包括脱棉器调节轴和脱棉器调节环形齿轮。

在本公开的另一个实施方式中，一种棉花收获机的采摘单元组件包括：滚筒和以可旋转的方式联接至该滚筒的多个摘锭；用于以可旋转的方式驱动所述滚筒和所述多个摘锭的滚筒摘锭驱动单元；脱棉器组件，该脱棉器组件包括被构造成从所述多个摘锭移除棉花的多个脱棉器；以及用于以可旋转的方式驱动所述脱棉器组件的脱棉器驱动单元，其中所述脱棉器驱动单元独立于所述多个摘锭以可旋转的方式驱动所述脱棉器组件。

在该实施方式的一个示例中，所述脱棉器驱动单元包括电马达。在第二示例中，该采摘单元组件可以包括逆变器，该逆变器用于给所述马达提供电动力以驱动所述脱棉器组件，所述逆变器进一步适合于基于从所述马达接收的反馈来检测与脱棉器磨损或堵塞有关的情况。在第三示例中，所述采摘单元组件可以包括第二脱棉器组件，该第二脱棉器组件包括被构造成从第二多个摘锭移除棉花的多个脱棉器，其中所述第二脱棉器组件独立于所述第一多个摘锭和第二多个摘锭而被以可旋转的方式驱动。在第四示例中，所述脱棉器驱动单元以可旋转的方式驱动所述第一脱棉器组件和第二脱棉器组件这二者。

在另一个示例中，该采摘单元组件可以包括：用于以可旋转的方式驱动所述第二脱棉器组件的第二脱棉器驱动单元；以及用于给所述第一脱棉器驱动单元和第二脱棉器驱动单元电气地供以动力的逆变器。在又一个示例中，所述脱棉器驱动单元包括用于给所述多个脱棉器液压地供以动力的液压马达。在再一个示例中，所述采摘单元组件可以包括：第二脱棉器组件，该第二脱棉器组件包括被构造成从第二多个摘锭移除棉花的多个脱棉器，其中所述第二脱棉器组件独立于所述第一多个摘锭和第二多个摘锭而被以可旋转的方式驱动；以及用于给所述第二脱棉器组件液压地供以动力的第二脱棉器驱动单元。

在本公开的另一个实施方式中，一种棉花收获机包括：用于产生机械动力的驱动单元；用于控制所述棉花收获机的控制器；被构造成收获棉花的多个采摘单元，其中所述多个采摘单元中的每个采摘单元都包括：滚筒；以可旋转的方式联接至所述滚筒的多个摘锭；用于以可旋转的方式驱动所述滚筒和所述多个摘锭的滚筒摘锭驱动器；脱棉器组件，该脱棉器组件包括被构造成从所述多个摘锭移除棉花的多个脱棉器；以及用于以可旋转的方式驱动所述脱棉器组件的脱棉器驱动单元，其中所述脱棉器驱动单元独立于所述滚筒摘锭驱动器以可旋转的方式驱动所述脱棉器组件。

在该实施方式的一个示例中，所述脱棉器驱动单元包括电马达或液压马达。在第二示例中，所述多个采摘单元包括第一采摘单元和第二采摘单元，所述第一采摘单元和所述第二采摘单元均包括脱棉器驱动单元和脱棉器组件，所述脱棉器驱动单元包括前脱棉器驱动单元和后脱棉器驱动单元，并且所述脱棉器组件包括前脱棉器组件和后脱棉器组件；进一步其中，所述第一采摘单元和第二采摘单元这二者的前脱棉器驱动单元操作地驱动相应的前脱棉器组件，并且所述第一采摘单元和第二采摘单元这二者的后脱棉器驱动单元操作地驱动相应的后脱棉器组件。

在第三示例中，该棉花收获机可以包括：第一逆变器，该第一逆变器用于电气地控制所述第一采摘单元的所述前脱棉器驱动单元和后脱棉器驱动单元；以及第二逆变器，该第二逆变器用于电气地控制所述第二采摘单元的所述前脱棉器驱动单元和后脱棉器驱动单元；其中，所述第一逆变器和所述第二逆变器与所述控制器电连通。在第四示例中，该棉花收获机可以包括：由所述驱动单元操作地驱动的液压泵；流体地联接至所述液压泵的第一液压阀，所述第一液压阀液压地控制所述第一采摘单元的所述前脱棉器驱动单元和后脱棉器驱动单元；以及流体地联接至所述液压泵的第二液压阀，所述第二液压阀液压地控制所述第二采摘单元的所述前脱棉器驱动单元和后脱棉器驱动单元。

在另一个示例中，所述多个采摘单元包括第一采摘单元和和第二采摘单元；所述第一采摘单元的脱棉器组件包括第一前脱棉器组件和第一后脱棉器组件；所述第二采摘单元的脱棉器组件包括第二前脱棉器组件和第二后脱棉器组件；所述第一采摘单元的脱棉器驱动单元操作地驱动所述第一前脱棉器组件和所述第一后脱棉器组件；并且所述第二采摘单元的所述脱棉器驱动单元操作地驱动所述第二前脱棉器组件和所述第二后脱棉器组件。

在该实施方式的又一个示例中，该棉花收获机可以包括：由所述驱动单元操作地驱动的液压泵；所述多个采摘单元中的第一采摘单元，所述第一采摘单元包括第一前脱棉器组件和第一后脱棉器组件，其中所述脱棉器驱动单元操作地驱动所述第一后脱棉器组件；所述多个采摘单元中的第二采摘单元，所述第二采摘单元包括第二前脱棉器组件和第二后脱棉器组件；以及流体地联接至所述液压泵的液压阀，该液压阀液压地控制所述第一脱棉器驱动单元；其中，所述第一前脱棉器组件和所述第一后脱棉器组件机械地联接至彼此，并且所述第二前脱棉器组件和所述第二后脱棉器组件机械地联接至彼此；其中，所述第一后脱棉器组件和所述第二后脱棉器组件机械地联接至彼此；进一步其中，所述第二前脱棉器组件和所述第二后脱棉器组件经由所述第一后脱棉器组件和第二后脱棉器组件之间的机械联接而被所述脱棉器驱动单元以可旋转的方式驱动。

附图说明

通过参照结合附图给出的该公开的实施方式的如下描述，本公开上述方面和获得这些方面的方式将变得更清楚，并且将更好地理解本公开，其中：

图1是传统棉花收获机单元的一部分的立体图；

图2是独立的脱棉器驱动系统的侧视图；

图3是独立的驱动系统的第一实施方式的控制图解；

图4是独立的驱动系统的第二实施方式的控制图解；

图5是独立的驱动系统的第三实施方式的控制图解。

图6是独立的驱动系统的第四实施方式的控制图解；以及

图7是独立驱动系统的第五实施方式的控制图解。

在所有附图中，使用对应的附图标记表示对应的部分。

具体实施方式

下面描述的本公开的实施方式并不是为了穷尽该公开或将该公开限制于如下详细描述中的精确形式。相反，选择并描述这些实施方式是为了使得本领域技术人员可以认识并理解本公开的原理和实践。

参照图1，示出了传统的棉花收获机单元100。所例示的棉花收获机单元100可以包括多个采摘单元。在图3中，例如，该棉花收获机单元可以包括多达六个不同的采摘单元。其它机器可以包括不同数量的采摘单元。在任何情况下，每个单元可以包括框架115。滚筒120以可旋转的方式联接至框架115。在至少一个采摘单元中，可以有前滚筒120和后滚筒120。多行摘锭125以可旋转的方式联接至每个滚筒120。具有多个脱棉器135的脱棉器列130由轴承壳体(未示出)以可旋转的方式支撑。多个脱棉器135相邻于摘锭125定位并且被构造将棉花从摘锭125移除。轴承壳体(未示出)可以与联接至框架115的固定壳体(未示出)螺纹接合。

在图1的传统系统中，动力进入齿轮箱并经由输出轴传输至惰轮齿轮组(未示出)。动力在滚筒和摘锭之间分割。齿轮将脱棉器连接至摘锭，从而维持脱棉器和摘锭的速度之间的关系。在该系统中，脱棉器和摘锭由同一驱动系统旋转地驱动。

参照图2，示出了独立的脱棉器驱动系统200的一个实施方式。在该实施方式中，该系统包括限定内部空腔的外脱棉器壳体202和顶罩220，其中公开了包括轴204的脱棉器调节装置。顶罩220可以借助于一个或多个紧固件222联接至脱棉器壳体202。为了本公开的目的，脱棉器调节装置可以类似于在迪尔公司的美国专利No.8,572,941中公开的脱棉器调节装置。

脱棉器保持螺栓206可以竖直延伸穿过脱棉器调节轴204和脱棉器壳体202的内部空腔。脱棉器调节装置可以进一步包括脱棉器调节环形齿轮208。环形齿轮208可以经由一个或多个紧固件210可移除地联接至轴承壳体212。轴承壳体212可以限定基本包封轴承214(诸如辊子轴承)的部位，轴承214给调节轴204提供支撑。锁定螺母或紧固件232也可以基本包围脱棉器调节轴204，如图2所示。

如图所示，系统200可以包括驱动单元216。在该实施方式中，驱动单元216被示出为电马达。该电马达可以包括给脱棉器单元提供输入动力的马达轴218。在该实施方式中，驱动单元216和轴218与脱棉器壳体202和多个脱棉器(未示出)轴向对准。这样，马达轴218沿着贯穿其限定的竖直轴线布置，并且脱棉器列可以沿着该竖直轴线轴向地布置。来自马达的动力可以从轴218传递至马达联接器224。马达联接器224可以包括联接至马达轴218上的对应花键的内部花键。同样，马达联接器224可以包括联接至互补联接器230的外部花键或具有键的锥形轴。从动联接器230可以经由一个或多个紧固件228诸如螺栓、螺钉等联接至联接器接口适配器226。联接器接口适配器226或第二联接器可以替换在图1的实施方式中存在的传统脱棉器从动齿轮。传统上，脱棉器从动齿轮从齿轮组接收机械动力以驱动脱棉器单元。然而，在图2的实施方式中，来自于电马达216的电动力独立于滚筒摘锭驱动器来驱动脱棉器单元。

尽管在图2中作为驱动单元来描绘电马达，但是为了该公开的目的，可以使用任何已知类型的驱动单元来驱动脱棉器单元。例如，脱棉器系统可以被电气地、液压地、或机械地驱动。这些不同实施方式的示例在图3至图7中示出。

电马达的一个优点是其能够提供集成的速度和载荷感测输出。如将描述的，这可以通过每个脱棉器上的单个马达来实现，或者通过用于驱动单个行单元中的前后脱棉器的单个马达来实现。这种通过集成脱棉器载荷感测进行的独立驱动可以给自调节脱棉器提供反馈。它还可以给脱棉器堵塞检测和自动堵塞清除提供反馈。在传统的行单元系统中，诸如图1中所示的系统，滚筒、摘锭和脱棉器可以在反方向上以可旋转的方式被驱动，以辅助将棉花从摘锭去除。然而，这有时会将棉花进一步卷绕在摘锭周围，并且机器操作员可能必须手动将棉花从摘锭去除。通过独立地驱动脱棉器系统，脱棉器可以继续在正向方向上旋转，而滚筒和摘锭可以在反方向上以可旋转的方式被驱动，以将堵塞的棉花从行单元清除。

除了清除堵塞的棉花之外，独立的脱棉器驱动系统可以进一步检测堵塞情况。通过电马达和逆变器系统，诸如在图3和图4中所示，该系统可以检测马达的电流消耗。除了电流之外，还可以监测马达速度和旋转方向。逆变器可以借助于电流消耗来控制马达并且检测马达上的载荷的类型或量。当棉花堵塞时，逆变器可以检测到驱动马达所需的电流增加或马达速度下降。逆变器可以采取逆变器控制器的形式并且既用作用于控制马达操作的控制器又用作将电流转换成三相的控制器。通过控制马达，逆变器可以从马达接收输入并且将这些输入与阈值比较以确定堵塞情况。如下面将描述的，逆变器可以电连接至控制器局域网络(CAN总线)以与其它控制器通信。这样，其它控制器可以基于由该逆变器通过CAN传送的信息来检测堵塞情况。

逆变器和电马达系统还可以提供脱棉器健康指示器的好处。如所公知的，行单元的多个摘锭被旋转地驱动并且在脱棉器系统的脱棉器下面经过。在这样做时，脱棉器接触棉花并将棉花从摘锭移除。然而，经过一段时间，脱棉器可能开始磨损。具体而言，脱棉器的引导边缘或角部可能开始磨损，从而其可能会圆化或者形成圆角。随着脱棉器引导边缘开始圆化，其脱棉效率可能下降。随着脱棉效率下降，脱棉器可能容易将棉花缠绕在摘锭上而不是将其移除。如果没有适当地维护，会在驱动脱棉器的脱棉器驱动系统上施加载荷。

通过电马达和逆变器的载荷感测能力，通过将马达上的载荷与阈值载荷进行比较可以检测到磨损的脱棉器。如果检测到的载荷超过载荷阈值，则逆变器控制器或其它系统控制器可以检测磨损的脱棉器。可以更换磨损的脱棉器或可以进行适当维护。对于载荷，马达扭矩可以在脱棉器磨损时随着时间逐渐增加。相比而言，如果棉花将系统堵塞，则马达扭矩会立即增加或者比检测到脱棉器磨损时快得多地增加。在任何情况下，脱棉器系统的健康都可以通过独立的脱棉器驱动系统来进行检测。

为了本公开的目的，电驱动系统仅仅是这里想到的若干实施方式中的一个实施方式。独立控制的液压脱棉器驱动系统也是可行的。在该实施方式中，可以测量液压压力来检测堵塞情况或脱棉器磨损，并且可以将该压力与压力阈值比较。对于液压系统，载荷和速度感测可以分别通过压力和速度传感器来执行。

而且，独立的机械脱棉器驱动系统也是可行的。这里，动力轴可以从中央或主驱动系统传输动力。齿轮箱然后可以将该机械动力传输至行单元。其它装置也是可行的，例如包括齿轮。

现在参照图3，示出了用于控制棉花收获机单元的独立的脱棉器驱动系统的控制系统300的第一实施方式。该收获机单元可以包括主驱动单元诸如发动机302。发动机302可以产生驱动齿轮箱或辅助驱动单元304的机械动力。来自于发动机302的机械动力可以借助于发电机单元306而转换成电动力。各种电子器件308可以允许进行电压控制以控制下面将描述的多个不同采摘单元。

控制系统300可以包括主控制器310诸如头接口控制器(HIC)。该主控制器310可以与发电机单元306和电子器件308通过通信网络诸如CAN总线312进行电气通信。主控制器310可以向电子器件308发送电压命令或从电子器件308接收电压命令。在任何情况下，电动力都可以供应至如图4所示的多个采摘单元。

在该实施方式中，棉花收获机单元可以包括四个采摘单元，即第一采摘单元314、第二采摘单元316、第三采摘单元318和第四采摘单元320。然而，在另一个实施方式中，可以有六个采摘单元。在又一个实施方式中，可以有两个采摘单元。本公开不限于任何数量的采摘单元，因而独立的脱棉器驱动器可以基于本公开的教导结合至任何数量的采摘单元中。

每个采摘单元可以包括摘锭和滚筒驱动器以及前后脱棉器驱动组件。在一个这种示例中，采摘单元可以包括前滚筒和后滚筒。在该示例中，多个摘锭可以由前滚筒以可旋转的方式驱动，多个摘锭可以由后滚筒以可旋转的方式驱动。在任何情况下，前脱棉器驱动组件和后脱棉器驱动组件都可以独立于滚筒摘锭驱动器。在图3中，例如，第一采摘单元314可以包括滚筒摘锭驱动器322、前脱棉器组件324、前脱棉器驱动单元356、后脱棉器驱动单元358和后脱棉器组件326。为了取向的目的，“前”旨在指采摘单元的前端，而“后”旨在指采摘单元的后端。而且，为了本公开的目的，“脱棉器驱动组件”可以包括类似于图2中所示的脱棉器组件和驱动单元诸如电马达或液压马达。该脱绵器组件可以包括类似于图1的成列布置的多个脱棉器，其中多个脱棉器相邻于多个摘锭布置以从这些摘锭将棉花脱下。如下面将描述的脱棉器组件可以由脱棉器驱动单元独立地驱动，该脱棉器驱动单元在图3至图4中被示出为电马达，而在图5至图7中被示出为液压马达。

第二采摘单元316可以包括滚筒摘锭驱动器328、前脱棉器组件330和后脱棉器组件332。同样，第三采摘单元318可以包括滚筒摘锭驱动器334、前脱棉器组件336和后脱棉器组件338。另外，第四采摘单元320可以包括第四滚筒摘锭驱动器340、前脱棉器组件342和后脱棉器组件344。

如在传统的收获机单元中一样，每个滚筒摘锭驱动器可以由机械动力单元346机械地驱动。例如，发动机302可以给齿轮箱提供机械动力，该齿轮箱给滚筒摘锭驱动器提供动力。在图3中，机械动力346可以被提供给机械地联接至第一滚筒摘锭驱动器322的第二滚筒摘锭驱动器328。这样，机械动力346通过第一流路径分别传输至第一和第二采摘单元的第一和第二滚筒摘锭驱动器。同样，机械动力346可以通过第二流路径分别传输至第三和第四采摘单元的第三和第四滚筒摘锭驱动器。因而，在第一和第二采摘单元之间以及在第三和第四采摘单元之间存在机械联接器。

图3的独立的脱棉器驱动系统包括用于每个采摘单元的控制器/逆变器。例如，第一采摘单元314包括第一控制器/逆变器348。类似地，第二采摘单元316包括第二控制器/逆变器350，第三采摘单元318包括第三控制器/逆变器352，并且第四采摘单元320包括第四控制器/逆变器354。每个控制器/逆变器可以以类似于之前描述的方式作用。而且，每个控制器/逆变器可以包括双输出，或者它可以是每个都具有单输出的双控制器/逆变器。

在图3的实施方式中，前后脱棉器组件可以由其自己的电马达电气地驱动。例如，在第一采摘单元314中，前脱棉器组件324可以由第一前马达356以电气方式供以动力，后脱棉器组件326可以由第一后马达358以电气方式供以动力。第一前马达356和第一后马达358可以与第一控制器/逆变器348电气通信。在一个方面中，导线或电缆可以将每个马达电联接至第一控制器/逆变器348。在不同的方面中，控制器/逆变器可以与每个马达无线通信。

类似于第一采摘单元，第二脱棉器组件330可以由第二前马达360以电气方式供以动力。第二后脱棉器组件332可以由第二后马达362以电气方式供以动力。前马达360和后马达362都可以与第二控制器/逆变器350电联接或至少电气连通。电线或电缆可以将第二控制器/逆变器350电联接至每个第二马达，或者可以借助于无线通信进行通信。

在第三采摘单元318中，第三前脱棉器组件336可以由第三前马达364以电气方式供以动力，并且第三后脱棉器组件338可以以电气方式供以动力。在每种情况下，这些脱棉器组件都独立于滚筒摘锭驱动器以电气方式驱动。第三采摘单元318的前后电马达可以与第三控制器/逆变器352电联接或至少电气连通。电气通信可以借助于电缆或有线或无线进行。

在第四采摘单元320中，第四前脱棉器组件342可以由第四前马达368以电气方式供以动力。第四后脱棉器组件344可以由第四后马达370以电气方式供以动力。前马达368和后马达370都可以与第四控制器/逆变器354电联接或至少电气连通。电线或电缆可以将第四控制器/逆变器354电联接至每个第四马达，或者可以借助于无线通信进行通信。

在每个采摘单元中，各个控制器/逆变器可以借助于电气通信线路372与发电机单元306和电子器件308电联接或电连通。而且，每个控制器/逆变器可以借助于CAN总线312或任何其它通信线路与主控制器310通信。每个采摘单元的控制器/逆变器可以经由命令线路374从主控制器310接收命令或向控制器310发送命令。这些命令可以涉及从每个马达接收的输入。这些输入可以包括扭矩、速度、温度等。

因而，在图3的例示性实施方式中，每个前脱棉器组件由前电马达以电气方式供以动力，并且每个后脱棉器组件由后电马达以电气方式供以动力。然而，转到图4，提供了相关实施方式，其中独立的脱棉器组件仅由一个电马达以电气方式供以动力。为了简单起见，当其涉及不同的系统部件时，图3和图4的实施方式之间的附图标记类似。

在图4中，例示了用于棉花收获机的控制系统400。类似于图3的控制系统300，图4中的控制系统400可以包括主控制器410。棉花收获机单元可以包括向齿轮箱、或辅助驱动单元404提供机械动力的诸如发动机402之类的驱动单元。发动机单元406可以将该机械动力转换成电动力，并且用于电压命令的电子器件408可以与主控制器410电气连通。

该收获机单元可以包括多个采摘单元。类似于图3的实施方式，图4中的多个采摘单元可以包括第一采摘单元414、第二采摘单元416、第三采摘单元418和第四采摘单元420。每个采摘单元都可以包括其自己的控制器/逆变器，该控制器/逆变器被布置成通过电气线路472与发电机单元406和电子器件408电气连通。而且，主控制器410可以经由CAN总线412与每个控制器/逆变器通信。

第一采摘单元414包括第一控制器/逆变器448、第一滚筒摘锭驱动器422、第一前脱棉器组件424和第一后脱棉器组件426。第二采摘单元416可以包括第二控制器/逆变器450、第二滚筒摘锭驱动器428、第二前脱棉器组件430和第二后脱棉器组件432。第一滚筒摘锭驱动器422可以机械地联接至第二滚筒摘锭驱动器428，如图4所示。例如来自于发动机402的机械动力446可以给滚筒摘锭驱动器机械地供以动力。另选地，其它动力源(包括电或液压泵)可以驱动滚筒摘锭驱动器。

第三采摘单元418可以包括第三控制器/逆变器452、第三滚筒摘锭驱动器434、第三前脱棉器组件436和第三后脱棉器组件438。第四采摘单元420包括第四控制器/逆变器454、第四滚筒摘锭驱动器440、第四前脱棉器组件442和第四后脱棉器组件444。第三滚筒摘锭驱动器434可以机械地联接至第四滚筒摘锭驱动器440，如图4所示。例如来自于发动机402的机械动力446可以给滚筒摘锭驱动器机械地供以动力。另选地，其它动力源(包括电或液压)可以驱动滚筒摘锭驱动器。

图4的控制系统400与图3的控制系统的不同之处仅在于为每个采摘单元设置了单个电马达。例如，第一前脱棉器组件424和第一后脱棉器组件426由单个电马达456以电气方式供以动力。仍值得注意的是脱棉器组件与滚筒摘锭驱动器422被独立地以电气方式供以动力，然而，每个脱棉器组件均由独立的马达供应动力。第一马达456以电气方式给第一前脱棉器组件424和第一后脱棉器组件426这二者供以动力。对于其它采摘单元情况同样如此。例如，第二电马达458以电气方式给第二前脱棉器组件430和第二后脱棉器组件432这二者供以动力。第三电马达460以电气方式给第三前脱棉器组件436和第三后脱棉器组件438这二者供以动力。而且，第四电马达462以电气方式给第四前脱棉器组件442和第四后脱棉器组件444供以动力。

每个控制器/逆变器可以与每个相应的马达电联接或至少部分电连通。马达可以向控制器/逆变器发送涉及载荷(例如，扭矩)、速度、温度的输入或其它输入。该控制器/逆变器可以经由命令线路474向/从另一个控制器/逆变器或主控制器410发送命令或接收命令。另选地，通信可以借助于CAN总线412进行。在任何情况下，通过如图4所示的每个行单元系统的单个马达可以实现相同的功能和益处。

在图4所示的例示性实施方式中，进一步示出了前后脱棉器组件机械地联接至彼此。换言之，电马达可以以电气方式给前脱棉器组件和后脱棉器组件中的任一个供应动力，而另一个脱棉器组件机械地联接至被液压驱动的脱棉器组件。机械联接器(例如，轴、齿轮等)允许单个电马达以电气方式给两个脱棉器组件同时供应动力。

尽管没有示出，但是独立地以电气方式供应动力的脱棉器驱动系统的另一个实施方式可以包括用于给棉花收获机单元的所有的前后脱棉器组件供应动力的单个马达。换言之，不是每个采摘单元都具有其自身的电马达，在该实施方式中只有一个马达给所有脱棉器组件供应动力。以图4为例，在该实施方式中，单个马达将替换第一马达456、第二马达458、第三马达460和第四马达462。该单个马达将以电气方式给第一、第二、第三和第四采摘单元的前后脱棉器组件供应动力。在该实施方式中，可以只有用于该单个马达的单个控制器/逆变器。

参照图5，现在将描述棉花收获机单元的不同实施方式。这里，设置了控制系统500，其中独立的脱棉器驱动器以液压方式而不是以电气方式供以动力。在该实施方式中，棉花收获机单元可以包括用于给联接齿轮箱或辅助驱动单元504提供机械动力的驱动单元如发动机502。可以传输该动力来驱动液压泵506。还可以包括电控阀508，该电控阀508与主控制器510或HIC通信。通信可以借助于CAN链接512或其它通信链接进行。在任何情况下，泵506可以经由液压线路572给多个采摘单元供应液压动力。

在图5中，多个采摘单元可以包括第一采摘单元514、第二采摘单元516、第三采摘单元518和第四采摘单元520。每个采摘单元都包括滚筒摘锭驱动器、前脱棉器组件和后脱棉器组件。例如，在第一采摘单元514中，设置了第一滚筒摘锭驱动器522、第一前脱棉器组件524和第一后脱棉器组件524。第二采摘单元516可以包括第二滚筒摘锭驱动器528、第二前脱棉器组件530和第二后脱棉器组件532。第三采摘单元518可以包括第三滚筒摘锭驱动器534、第三前脱棉器组件536和第三后脱棉器组件538。第四采摘单元520可以包括第四滚筒摘锭驱动器540、第四前脱棉器组件542和第四后脱棉器组件544。

在该实施方式中，机械动力546可以由发动机502提供以给滚筒摘锭驱动器提供机械动力。例如，在图5中，第一和第二滚筒摘锭驱动器522、528可以机械地联接至彼此，并且第三和第四滚筒摘锭驱动器534、540可以机械地联接至彼此。在不同实施方式中，所有滚筒摘锭驱动器都可以机械地联接至彼此。

每个采摘单元可以包括其自身的从泵506接收液压动力的液压阀。例如，可以为第一采摘单元514设置第一液压阀(或多个液压阀)548。第二采摘单元516可以包括第二液压阀或多个阀550，第三采摘单元518可以包括第三液压阀或多个阀552，并且第四采摘单元520可以包括第四液压阀或多个阀554。

每个所述液压阀或所述多个液压阀可以液压地联接至用于每个采摘单元的前液压马达和后液压马达。在图5中，液压马达被示出为相对于彼此并行地液压地泵送。然而，在其它实施方式中，前后马达可以串联地液压泵送。

如图所示，第一液压阀或多个阀548可以给第一前液压马达556和第一后液压马达558提供液压流体。前液压马达556可以给前脱棉器组件524供应液压动力，后液压马达558可以给后脱棉器组件526供应液压动力。第二液压阀或多个阀550可以给第二前液压马达560和第二后液压马达562提供液压流体。前液压马达560可以给前脱棉器组件530供应液压动力，后液压马达可以给后脱棉器组件532供应液压动力。类似地，第三液压阀或多个阀552可以给第三前液压马达564和第三后液压马达566提供液压流体。前液压马达564可以给前脱棉器组件536供应液压动力，后液压马达566可以给后脱棉器组件538供应液压动力。最后，第四液压阀或多个阀554可以给第四前液压马达568和第四后液压马达570提供液压动力。前液压马达568可以给前脱棉器组件542提供液压动力，后液压马达570可以给后脱棉器组件544提供液压动力。

在每个采摘单元中，液压阀或多个液压阀可以经由供应线路和返回线路液压联接至前后马达。而且，液压或速度传感器(未示出)可以是用于测量流体压力、流速或每个脱棉器驱动器的转速的控制系统的一部分。所述传感器可以与主控制器510通信以控制阀和液压马达的操作。命令和反馈可以经由CAN总线512发送至这些阀或从这些阀发送。该通信可以涉及例如压力或流动。在任何情况下，由于与这些阀和传感器的通信，能够由控制器510检测到堵塞情况或脱棉器磨损。

在图6中，示出了用于脱棉器驱动器的独立的液压控制的相关实施方式。这里，许多相同部件形成了类似于图5中的控制系统600。在该系统中，单个马达驱动每个采摘单元中的前后脱棉器组件。因而，该实施方式类似于图4的其中每个采摘单元包括单个马达的实施方式。

在图6的例示性实施方式中，棉花收获机单元可以包括用于给联接齿轮箱或辅助驱动单元604提供机械动力的诸如发动机602之类的驱动单元。可以传输该动力来驱动液压泵606。还可以包括电控阀608，该电控阀608与主控制器610通信。通信可以借助于CAN链接612或其它通信链路进行。在任何情况下，液压泵606可以经由液压线路672向多个采摘单元提供液压流体。

在图6中，多个采摘单元可以包括第一采摘单元614、第二采摘单元616、第三采摘单元618和第四采摘单元620。每个采摘单元都包括滚筒摘锭驱动器、前脱棉器组件和后脱棉器组件。例如，在第一采摘单元614中，设置了第一滚筒摘锭驱动器622、第一前脱棉器组件624和第一后脱棉器组件624。第二采摘单元616可以包括第二滚筒摘锭驱动器628、第二前脱棉器组件630和第二后脱棉器组件632。第三采摘单元618可以包括第三滚筒摘锭驱动器634、第三前脱棉器组件636和第三后脱棉器组件638。第四采摘单元620可以包括第四滚筒摘锭驱动器640、第四前脱棉器组件642和第四后脱棉器组件644。

在该实施方式中，机械动力646可以由发动机602提供以给滚筒摘锭驱动器提供机械动力。例如，在图6中，第一和第二滚筒摘锭驱动器622、628可以机械地联接至彼此，并且第三和第四滚筒摘锭驱动634、640可以机械地联接至彼此。在不同实施方式中，所有滚筒摘锭驱动器都可以机械地联接至彼此。

每个采摘单元可以包括其自身的从泵606接收液压动力的液压阀。例如，可以为第一采摘单元614设置第一液压阀(或多个液压阀)648。第二采摘单元616可以包括第二液压阀或多个阀650，第三采摘单元618可以包括第三液压阀或多个阀652，并且第四采摘单元620可以包括第四液压阀或多个阀654。

每个所述液压阀或所述多个液压阀可以液压地联接至用于每个采摘单元的前液压马达和后液压马达。在图6中，液压马达被示出为相对于彼此并行地液压地泵送。然而，在其它实施方式中，前后马达可以串联地液压泵送。

如图所示，第一液压阀或多个阀648可以给第一液压马达656提供液压流体。第一液压马达656可以给前脱棉器组件624和后脱棉器组件626供应液压动力。第二液压阀或多个阀650可以给第二液压马达658提供液压流体。第二液压马达658可以给前脱棉器组件630和后脱棉器组件632供应液压动力。类似地，第三液压阀或多个阀652可以给第三液压马达660提供液压流体。第三液压马达660可以给前脱棉器组件636和后脱棉器组件638供应液压动力。最后，第四液压阀或多个阀654可以给第四液压马达662提供液压流体，该第四液压液压马达662又给前脱棉器组件642和后脱棉器组件644提供液压动力。

在每个采摘单元中，液压阀或多个液压阀可以经由供应线路和返回线路液压地连接至相应马达。而且，液压或速度传感器(未示出)可以是用于测量流体压力、流速或每个脱棉器驱动器的转速的控制系统的一部分。所述传感器可以与主控制器610通信以控制阀和液压马达的操作。命令和反馈可以经由CAN总线612发送至这些阀或从这些阀发送。该通信可以涉及例如压力或流动。在任何情况下，由于与这些阀和传感器的通信，能够由控制器610检测到堵塞情况或脱棉器磨损。

在图6的例示性实施方式中，进一步示出了前后脱棉器组件机械地联接至彼此。换言之，液压马达可以给前或后脱棉器组件供应液压动力，并且其它脱棉器组件机械地联接至被液压驱动的脱棉器组件。机械联接器(例如，轴、齿轮等)允许单个液压马达同时给两个脱棉器组件提供液压动力。

在图6中，每个采摘单元都包括其自身的液压马达。在另一个但是相关的实施方式中，可以由单个液压马达给所有采摘单元的前后脱棉器组件供应液压动力。在该实施方式中，单个液压阀或多个液压阀可以与泵和单个液压马达流体连通。供应和返回液压线路可以联接在单个阀或多个阀与单个马达之间。

参照图7，示出了棉花收获机单元和独立的脱棉器驱动系统的不同实施方式。在该系统中，为了使机械脱棉器驱动器具有独立的能力而设置了控制系统700。控制系统700可以包括主控制器710，收获机单元可以包括用于提供机械动力的诸如发动机702之类的驱动单元。发动机702可以给齿轮箱或辅助驱动单元704提供机械动力以驱动液压泵706。电控阀708可以经由无线链路、有线链路或CAN总线712与主控制器710进行电气通信。液压泵706可以经由流体链路722向第一液压阀或多个液压阀748和第二液压阀或多个阀750提供液压动力。下面将进一步详细描述这些阀。

类似于之前描述的实施方式。棉花收获机单元可以包括多个采摘单元。可以设置任何数量的采摘单元，并且该公开不限于任何具体数量。在图7中，设置了第一采摘单元714、第二采摘单元716、第三采摘单元718和第四采摘单元720。每个采摘单元可以包括其自身的滚筒摘锭驱动器、前脱棉器组件和后脱棉器组件。在其它实施方式中，可以只有单个滚筒驱动器、单个摘锭驱动器和单个脱棉器组件。

第一采摘单元714可以包括第一滚筒摘锭驱动器722、第一前脱棉器组件724和第一后脱棉器组件726。第二采摘单元716可以包括第二滚筒摘锭驱动器728、第二前脱棉器组件730和第二后脱棉器组件732。第三采摘单元718可以包括第三滚筒摘锭驱动器734、第三前脱棉器组件736和第三后脱棉器组件738。第四采摘单元720可以包括第四滚筒摘锭驱动器740、第四前脱棉器组件742和第四后脱棉器组件744。

这些滚筒摘锭驱动器可以被机械地供以动力。例如，机械动力746可以由发动机702提供以给每个滚筒摘锭驱动器提供机械动力。第一滚筒摘锭驱动器722可以经由机械链路752机械地联接至第二滚筒摘锭驱动器728。机械链路752可以包括用于传输机械动力的齿轮、轴、齿轮组。类似地，第三滚筒摘锭驱动器734可以机械地联接至第四滚筒摘锭驱动器740，如图所示。这里，来自于发动机702的机械动力746可以提供给第三滚筒摘锭驱动器734，并且机械动力可以经由机械链路752传输至第四滚筒摘锭驱动器740。因而，在行单元之间有滚筒摘锭驱动器的机械联接。

在图7中，第一阀或多个阀748可以提供液压流体以驱动第一液压马达756。同样，第二阀或多个阀750可以提供液压流体以驱动第二液压马达758。供应和返回线路可以设置在相应的阀或多个阀与液压马达之间。

第一阀或多个阀748可以提供液压流体以驱动第一液压马达756，该第一液压马达756又驱动第一后脱棉器组件726。第一后脱棉器组件726可以经由机械链路752与第一前脱棉器组件724机械联接，从而第一液压马达756驱动同一行单元中的前后脱棉器组件这二者。而且，第二前脱棉器组件730和第二后脱棉器组件732可以经由机械链路752机械联接至彼此。第二后脱棉器组件732可以经由机械链路752进一步机械连接至第一后脱棉器组件726，从而使得第一液压马达756经由行单元之间的机械联接来驱动第二前后脱棉器组件。

对于第三和第四采摘单元同样如此。第二阀或多个阀750可以提供液压流体以驱动第二液压马达758，该第二液压马达758又驱动第四后脱棉器组件744。第四后脱棉器组件744可以经由机械链路752与第四前脱棉器组件742机械地联接，从而使得第二液压马达758驱动同一行单元中的前后脱棉器组件。而且，第三前脱棉器组件736和第三后脱棉器组件738可以经由机械链路752联接至彼此。第三后脱棉器组件738可以经由机械链路752进一步机械联接至第四后脱棉器组件744，使得第二液压马达758经由行单元之间的机械联接器752驱动第三前后脱棉器组件。

压力和流量命令可以在主控制器710与第一和第二阀748、750之间传送。来自脱棉器的反馈可以经由传感器(例如，速度传感器、压力传感器、流量传感器等)提供给主控制器710以检测磨损或堵塞情况。主控制器710因而可以通过将扭矩、速度、压力、流量等与一个或多个阈值条件进行比较而检测磨损或堵塞情况。例如，如果主控制器710检测马达扭矩中的突然峰值，则控制器710可以将该扭矩与扭矩阈值进行比较，并检测堵塞情况。一旦检测到堵塞情况，控制器710可以向第一和第二阀发送命令，以控制液压马达，并且提供脱棉器组件的独立控制以帮助清除堵塞棉花。例如，在控制器710维持脱棉器组件以正常正向方向旋转的同时，滚筒摘锭驱动器可以在反方向上被机械地驱动。这样做时，可以将棉花从多个摘锭退绕以清除堵塞情况。这种类型的控制可以在该公开中描述的任何一个上述实施方式中实现。

马达扭矩的逐渐增加可以由主控制器检测到并与扭矩阈值进行比较。如果扭矩超过阈值，则控制器可以将该扭矩逐渐增加解释为脱棉器过渡磨损。可以通过仪表板或其它通信设备向机器操作员传送信号或警报，从而可采取适当的维护和校正动作。这种类型的预诊断措施可以在这里描述的任何一个实施方式中实现。这样，所述棉花收获机由于能够监测脱棉器磨损并自动地清除各个行单元的堵塞而可以以增加的生产率实现高效的脱棉。

尽管已经参照至少一个实施方式描述了该公开，但是在该公开的精神和范围内可以进一步修改当前公开。该申请因此旨在覆盖该公开的利用其一般原理的任何变型、使用和修改。另外，该申请旨在覆盖落入该公开所属领域中的已知或惯常实践内并且落入所附权利要求的范围内的偏离本公开的那些内容。

Claims (20)

1.一种用于具有摘锭和至少一个滚筒的棉花收获机的脱棉器组件，该脱棉器组件包括：

外部壳体；

适合于从所述棉花收获机的所述摘锭移除棉花的多个脱棉器；

驱动单元，该驱动单元联接至所述外部壳体，用于独立于所述摘锭和所述至少一个滚筒以可旋转的方式驱动所述多个脱棉器；

由所述驱动单元以可旋转的方式驱动的驱动轴；以及

联接在所述驱动轴和所述多个脱棉器之间的接口适配器。

2.根据权利要求1所述的脱棉器组件，该脱棉器组件进一步包括：

联接至所述驱动轴的驱动联接器；以及

联接至所述驱动联接器和所述接口适配器的从动联接器。

3.根据权利要求1所述的脱棉器组件，其中所述驱动单元包括电马达或液压马达。

4.根据权利要求1所述的脱棉器组件，其中所述驱动单元与所述多个脱棉器轴向对准。

5.根据权利要求1所述的脱棉器组件，该脱棉器组件进一步包括用于相对于脱棉器壳体轴向调节所述多个脱棉器的脱棉器调节装置，该脱棉器调节装置包括脱棉器调节轴和脱棉器调节环形齿轮。

6.一种棉花收获机的采摘单元组件，该采摘单元组件包括：

滚筒和以可旋转的方式联接至该滚筒的多个摘锭；

用于以可旋转的方式驱动所述滚筒和所述多个摘锭的滚筒摘锭驱动单元；

脱棉器组件，该脱棉器组件包括被构造成从所述多个摘锭移除棉花的多个脱棉器；以及

用于以可旋转的方式驱动所述脱棉器组件的脱棉器驱动单元，其中所述脱棉器驱动单元独立于所述多个摘锭以可旋转的方式驱动所述脱棉器组件。

7.根据权利要求6所述的采摘单元组件，其中所述脱棉器驱动单元包括电马达。

8.根据权利要求7所述的采摘单元组件，该采摘单元组件进一步包括逆变器，该逆变器用于给所述电马达提供电动力以驱动所述脱棉器组件，所述逆变器进一步适合于基于从所述电马达接收的反馈来检测与脱棉器磨损或堵塞有关的情况。

9.根据权利要求6所述的采摘单元组件，该采摘单元组件进一步包括第二脱棉器组件，该第二脱棉器组件包括被构造成从第二多个摘锭移除棉花的多个脱棉器，其中所述第二脱棉器组件独立于所述第一多个摘锭和第二多个摘锭而被以可旋转的方式驱动。

10.根据权利要求9所述的采摘单元组件，其中所述脱棉器驱动单元以可旋转的方式驱动所述第一脱棉器组件和第二脱棉器组件这二者。

11.根据权利要求9所述的采摘单元组件，该采摘单元组件进一步包括：

用于以可旋转的方式驱动所述第二脱棉器组件的第二脱棉器驱动单元；以及

用于给所述第一脱棉器驱动单元和第二脱棉器驱动单元电气地供以动力的逆变器。

12.根据权利要求6所述的采摘单元组件，其中所述脱棉器驱动单元包括用于给所述多个脱棉器液压地供以动力的液压马达。

13.根据权利要求12所述的采摘单元组件，该采摘单元组件进一步包括：

第二脱棉器组件，该第二脱棉器组件包括被构造成从第二多个摘锭移除棉花的多个脱棉器，其中所述第二脱棉器组件独立于所述第一多个摘锭和第二多个摘锭而被以可旋转的方式驱动；以及

用于给所述第二脱棉器组件液压地供以动力的第二脱棉器驱动单元。

14.一种棉花收获机，该棉花收获机包括：

用于产生机械动力的驱动单元；

用于控制所述棉花收获机的控制器；

被构造成收获棉花的多个采摘单元，其中所述多个采摘单元中的每个采摘单元都包括：

滚筒；

以可旋转的方式联接至所述滚筒的多个摘锭；

用于以可旋转的方式驱动所述滚筒和所述多个摘锭的滚筒摘锭驱动器；

脱棉器组件，该脱棉器组件包括被构造成从所述多个摘锭移除棉花的多个脱棉器；以及

用于以可旋转的方式驱动所述脱棉器组件的脱棉器驱动单元，其中所述脱棉器驱动单元独立于所述滚筒摘锭驱动器以可旋转的方式驱动所述脱棉器组件。

15.根据权利要求14所述的棉花收获机，其中所述脱棉器驱动单元包括电马达或液压马达。

16.根据权利要求14所述的棉花收获机，其中所述多个采摘单元包括第一采摘单元和第二采摘单元，所述第一采摘单元和所述第二采摘单元均包括脱棉器驱动单元和脱棉器组件，所述脱棉器驱动单元包括前脱棉器驱动单元和后脱棉器驱动单元，并且所述脱棉器组件包括前脱棉器组件和后脱棉器组件；

进一步其中，所述第一采摘单元和第二采摘单元这两者的所述前脱棉器驱动单元操作地驱动相应的所述前脱棉器组件，并且所述第一采摘单元和第二采摘单元这两者的所述后脱棉器驱动单元操作地驱动相应的所述后脱棉器组件。

17.根据权利要求16所述的棉花收获机，该棉花收获机进一步包括：

第一逆变器，该第一逆变器用于电气地控制所述第一采摘单元的所述前脱棉器驱动单元和后脱棉器驱动单元；以及

第二逆变器，该第二逆变器用于电气地控制所述第二采摘单元的所述前脱棉器驱动单元和后脱棉器驱动单元；

其中，所述第一逆变器和所述第二逆变器与所述控制器电连通。

18.根据权利要求16所述的棉花收获机，该棉花收获机进一步包括：

由所述驱动单元操作地驱动的液压泵；

流体地联接至所述液压泵的第一液压阀，所述第一液压阀液压地控制所述第一采摘单元的所述前脱棉器驱动单元和后脱棉器驱动单元；以及

流体地联接至所述液压泵的第二液压阀，所述第二液压阀液压地控制所述第二采摘单元的所述前脱棉器驱动单元和后脱棉器驱动单元。

19.根据权利要求14所述的棉花收获机，其中：

所述多个采摘单元包括第一采摘单元和第二采摘单元；

所述第一采摘单元的所述脱棉器组件包括第一前脱棉器组件和第一后脱棉器组件；

所述第二采摘单元的所述脱棉器组件包括第二前脱棉器组件和第二后脱棉器组件；

所述第一采摘单元的所述脱棉器驱动单元操作地驱动所述第一前脱棉器组件和所述第一后脱棉器组件；并且

所述第二采摘单元的所述脱棉器驱动单元操作地驱动所述第二前脱棉器组件和所述第二后脱棉器组件。

20.根据权利要求14所述的棉花收获机，该棉花收获机进一步包括：

由所述驱动单元操作地驱动的液压泵；

所述多个采摘单元中的第一采摘单元，所述第一采摘单元包括第一前脱棉器组件和第一后脱棉器组件，其中所述脱棉器驱动单元操作地驱动所述第一后脱棉器组件；

所述多个采摘单元中的第二采摘单元，所述第二采摘单元包括第二前脱棉器组件和第二后脱棉器组件；以及

流体地联接至所述液压泵的液压阀，该液压阀液压控制所述脱棉器驱动单元；

其中，所述第一前脱棉器组件和所述第一后脱棉器组件机械地联接至彼此，并且所述第二前脱棉器组件和所述第二后脱棉器组件机械地联接至彼此；

其中，所述第一后脱棉器组件和所述第二后脱棉器组件机械地联接至彼此；

进一步其中，所述第二前脱棉器组件和所述第二后脱棉器组件经由所述第一后脱棉器组件和所述第二后脱棉器组件之间的机械联接而被所述脱棉器驱动单元以可旋转的方式驱动。