CN112638149B - 包括剪切切碎机的农业系统及其方法 - Google Patents

Abstract

一种农业机械包括：底盘；联接到底盘的农作物切割构件；和联接到底盘并且定位在农作物切割构件的后方的农作物处理构件。农作物处理构件包括第一切碎机组件和第二切碎机组件。第一切碎机组件包括：被配置为绕第一旋转轴线旋转的第一辊，被配置为绕第二旋转轴线旋转的第二辊，以及围绕第一辊和第二辊并与第一辊和第二辊接合的第一环形构件。第二切碎机组件与第一切碎机组件间隔开；并且在第一切碎机组件和第二切碎机组件之间限定切碎区。环形构件进行旋转以切碎放置在第一切碎机组件与第二切碎机组件之间的农作物。

Description

包括剪切切碎机的农业系统及其方法

相关申请的交叉引用

本公开要求2018年9月7日提交的美国临时申请No.62/728,123的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种用于加工农作物的农业系统，并且特别地涉及一种包括用于加工农作物的剪切切碎机的农业系统及其方法。

背景技术

在农业行业中，过去已经使用农作物加工器和牧草切碎机来提高牧草的消化性能和牧草的干燥速率。大多数传统的农作物加工器可以用于切碎穿过一对彼此紧密靠近的锯齿状辊之间的农作物。当农作物穿过农作物加工器时，由于辊以不同的速度操作，这对农作物产生了剪切作用，从而使农作物切碎。

然而，传统的农作物加工器或辊式剪切切碎机被设计成使得在辊之间穿过的农作物与辊接触的时间太短。因此，切碎程度小，并且改善的消化性能受到限制。尽管该行业最近的发展可能包括额外的若干组辊，但是切碎农作物的时间量仍然非常短。此外，额外的辊增加了系统的复杂性，并且通常需要更庞大的机械并且因此更加昂贵。

因此，需要一种改进的切碎工艺和切碎系统，以在没有传统系统的复杂性和昂贵费用的情况下增加切碎农作物的时间量。

发明内容

在本公开的一个实施例中，一种农业机械包括：底盘；农作物切割构件，所述农作物切割构件联接到所述底盘；和农作物处理构件，所述农作物处理构件联接到所述底盘并且定位在所述农作物切割构件的后方，其中，所述农作物处理构件包括第一切碎机组件，所述第一切碎机组件包括：第一辊，所述第一辊被配置为绕第一旋转轴线旋转；第二辊，所述第二辊被配置为绕第二旋转轴线旋转；以及第一环形构件，所述第一环形构件围绕所述第一辊和所述第二辊并且与所述第一辊和所述第二辊接合。

在一些实施例中，所述农业机械包括：第二切碎机组件，所述第二切碎机组件与所述第一切碎机组件间隔开；以及切碎区，所述切碎区由所述第一环形构件和所述第二切碎机组件界定；其中，所述第一环形构件被配置为相对于所述第二切碎机组件旋转，以切碎放置在所述第一环形构件与所述第二切碎机组件之间的农作物。所述切碎区限定一连续通道，所述连续通道沿所述第一旋转轴线与所述第二旋转轴线之间的距离延伸。所述连续通道包括：第一端，所述第一端限定所述通道的与所述第一旋转轴线相邻的入口；以及第二端，所述第二端限定所述通道的与所述第二旋转轴线相邻的出口。

在一些实施例中，所述第一辊具有第一直径，并且所述第二辊具有小于所述第一直径的第二直径。在一些实施例中，所述切碎区是弧形的。在一些实施例中，所述第一辊和所述第二辊被配置为沿第一方向旋转，并且所述第二切碎机组件是一滚筒，所述滚筒被配置为沿与所述第一方向相反的第二方向旋转。在一些实施例中，所述切碎区是矩形的。在一些实施例中，所述切碎区是楔形的。在一些实施例中，所述切碎区包括矩形部分和与所述矩形部分相邻的楔形部分。在一些实施例中，所述连续通道的所述入口被限定在所述切碎区的所述楔形部分中，并且所述连续通道的所述出口被限定在所述切碎区的所述矩形部分中。

在一些实施例中，所述第一切碎机组件包括支撑框架，所述支撑框架包括第一端和第二端，其中：所述支撑框架定位在所述第一辊与所述第二辊之间，并且所述支撑框架被所述第一环形构件围绕并且被配置为接合所述第一环形构件。在一些实施例中，所述支撑框架被配置为在所述支撑框架的一个或多个离散位置处接合所述第一环形构件。在一些实施例中，所述支撑框架包括被配置为接合所述第一环形构件的第一基本线性部分，所述支撑框架包括被配置为接合所述第一环形构件的第二基本线性部分，并且所述第二基本线性部分被设置成相对于所述第一基本线性部分成一角度。

在一些实施例中，所述第二切碎机组件与所述第一切碎机组件基本相同。在一些实施例中，所述第二切碎机组件是所述第一切碎机组件跨过延伸穿过切碎区的长度的中心线的镜像。

在本公开的另一实施例中，一种与农业机械一起使用的农作物处理构件包括：第一切碎机组件，所述第一切碎机组件包括：被配置为绕第一旋转轴线旋转的第一辊，被配置为绕第二旋转轴线旋转的第二辊，以及围绕所述第一辊和所述第二辊并且与所述第一辊和所述第二辊接合的第一环形构件；第二切碎机组件，所述第二切碎机组件与所述第一切碎机组件间隔开；以及切碎区，所述切碎区由所述第一环形构件和所述第二切碎机组件界定；其中，所述第一环形构件被配置为相对于所述第二切碎机组件旋转，以切碎放置在所述第一环形构件与所述第二切碎机组件之间的农作物。在一些实施例中，所述切碎区限定连续通道，所述连续通道从被限定成与所述第一旋转轴线相邻的入口延伸至被限定成与所述第二旋转轴线相邻的出口。

在本公开的另一实施例中，一种切碎农作物的方法包括：使第一切碎机组件的第一环形构件围绕具有第一旋转轴线的第一辊和围绕具有第二旋转轴线的第二辊进行旋转；将所述农作物推进到切碎区中，其中：所述切碎区由所述第一环形构件和与所述第一环形构件间隔开的第二切碎机组件界定，并且所述切碎区在所述第一旋转轴线与所述第二旋转轴线之间的距离延伸；以及在所述切碎区中使所述农作物与所述第一环形件和所述第二切碎机组件接触。

在一些实施例中，所述方法包括：从所述第一切碎机组件移除所述第一环形构件；使第二环形构件布置成围绕所述第一辊和所述第二辊并且与所述第一辊和所述第二辊接合；以及使所述第二环形构件围绕所述第一辊和所述第二辊旋转。在一些实施例中，所述方法包括：从所述第一切碎机组件移除所述第一环形构件；对所述第一环形构件执行维修；以及将所述第一环形构件围绕所述第一辊和所述第二辊重新定位。

附图说明

通过参考结合附图对本公开的实施例的以下描述，本公开的上述方面以及获得上述方面的方式将变得更加明显，并且可以更好地理解本公开本身，在附图中：

图1是包括联接到割草处理机的拖拉机的割晒机的侧视图；

图2是农作物收割机械的侧视图；

图3是传统的辊式剪切切碎机的示意图；

图4是带式剪切切碎机的示意图；

图5是带-滚筒式切碎机系统的示意图；

图6是多辊-带式切碎机系统的示意图；

图7是具有楔形加工区的多辊-带式切碎机系统的示意图；

图8是具有用于横向引导农作物的图案的带的俯视示意图；

图9是具有用于横向引导农作物的另一图案的带的俯视示意图；并且

图10是具有用于横向引导农作物的又一图案的带的俯视示意图。

纵观若干视图，对应的附图标记用于指示对应的部分。

具体实施方式

以下描述的本公开的实施例并不旨在是穷举性的或旨在将本公开限制为以下详细描述中的精确形式。而是，对实施例进行了选择和描述，使得本领域的其他技术人员可以理解和明白本公开的原理和实践。

在本公开中，术语“农作物”在全文中广泛使用，并且可以指代牧草或可以被收割和切碎的任何其他消耗品。

农作物加工器和牧草切碎机可以设置在农作物收割机械中，所述农作物收割机械例如是图1所示的农作物收割机械。在此，示出了自走式农作物收割机械10的侧视图，该自走式农作物收割机械10可以操作以用于：在田地中切割和收集站立的农作物，当经切割的农作物移动通过割草处理机械时对所述经切割的农作物进行处理以改善所述经切割的农作物的干燥性，然后将经切割和处理的农作物材料成堆或成列地返回到田地。该农作物收割机械也被称为割草处理机或割晒机。农作物收割机械10沿着田地以工作方向11进行移动。农作物收割机械10包括主框架12，该主框架12被支撑在从动的右前轮和左前轮(其中仅示出了左前轮14(相对于操作者而言))以及安装脚轮的右后轮和左后轮(其中仅示出了左后轮18)上。驾驶室20被安装在框架12的前端，并且壳体22被安装在驾驶室20后面的框架20上，诸如内燃发动机之类的原动机(未示出)位于所述壳体22内。

收割割台24联接到框架12的前端并且由该前端支撑。在驾驶室20中设置有操作者控件(未示出)，以用于操作包括附接的收割割台24的农作物收割机械10。在一个实施例中，收割割台包括诸如一个或多个滑脚或轮(未示出)之类的一个或多个地面接合装置，以便在穿过田地移动期间支撑该收割割台24。在一个实施例中，收割割台不包括牵引驱动器。该收割割台的所有动力来自割晒机牵引单元或拖拉机。

在图2中更详细地示出了收割割台24。在此，割台24包括框架或底盘，农作物切割元件和农作物处理机元件联接至该框架或底盘。农作物切割元件可以被称为农作物切割构件，并且农作物处理机元件可以被称为农作物处理构件。如图所示，收割割台24沿着限定农作物切割宽度的方向延伸，所述农作物切割宽度由切割杆34提供。切割杆34相对于图1的割晒机10的移动方向11是横向的。在一个实施例中，切割杆34基本上垂直于割晒机10的移动方向11对齐。在具有可分离的割草处理机的其他实施例中，割草处理机由拖拉机推动或拉动，使得切割杆34大致垂直于行进方向并且平行于地面进行操作，或使得切割杆34大致垂直于行进方向并且该切割杆的前边缘倾斜成低于后边缘的方式进行操作。在操作期间，随着收割割台24在移动方向11上移动，农作物(未显示)在前端边缘106处被多个旋转切割刀108切割。

切割杆34可以包括基本上平坦的支撑构件，该支撑构件从框架的一侧延伸到框架的另一侧。该支撑构件被配置成支撑多个旋转切割器42，所述多个旋转切割器中的每个旋转切割器由支撑构件支撑以围绕各自限定旋转轴线的相应中心进行旋转。所述多个旋转切割器42限定沿着切割杆34纵向地延伸的旋转切割器区，农作物在该旋转切割器区中被切割，并且经切割的农作物移动穿过旋转切割器42。

在切割杆34的一端处，会聚滚筒46位于旋转切割器42的上方。类似地，但未示出，第二会聚滚筒可以位于切割杆34的另一侧上，使得会聚滚筒中的每个会聚滚筒以可操作的方式连接到相应的旋转切割器42A和42B。这样，会聚滚筒以与相应的旋转切割器42A和42B相同的旋转方向进行移动。

如图2所示，第三会聚滚筒50位于会聚滚筒46附近，并且以与会聚滚筒46相同的方向进行旋转。类似地，第四会聚滚筒可以位于图2所示的切割杆34的另一侧。会聚滚筒50可以由带(未示出)驱动，该带以可操作的方式将会聚滚筒50联接到该会聚滚筒50相邻的会聚滚筒46。由于会聚滚筒的旋转，朝向切割杆34的侧部被切割的农作物被朝向割台24的中部或中心线引导。

如图2所示，底射旋转螺旋推运器52由框架支撑，以围绕旋转轴线54沿着方向60进行旋转运动。底射旋转螺旋推运器52包括沿着纵向方向并且在切割杆34的一侧上的会聚滚筒50和切割杆34的另一侧上的对应的会聚滚筒之间延伸的长度。底射旋转螺旋推运器52可以包括一个或多个刮板，所述刮板用于使农作物朝向中心线移动并进入螺旋推运器52与桨叶段(未示出)之间的空间112中。因此，经切割的农作物通过底射旋转螺旋推运器52而背离会聚滚筒50朝向中心线X移动，其中，经切割的农作物通过桨叶段的桨叶而被推向旋转切割器42的后部，并进一步被推向顶射旋转螺旋推运器72。

图2的顶射旋转螺旋推运器72由框架支撑，以沿着与底射旋转螺旋推运器52的旋转方向60相反的方向74进行旋转运动。顶射旋转螺旋推运器72包括与底射旋转螺旋推运器52相同类型的农作物移动结构。如图2所示，底射旋转螺旋推运器52和顶射旋转螺旋推运器72的相反旋转使得经切割的农作物在所述两个螺旋推运器52和72之间沿着路径80移动。路径80朝向位于处理机元件84处的接口82延伸，该处理机元件84在所示实施例中包括第一处理机辊86和第二处理机辊88。

第一处理机辊86沿着与第二处理机辊88的方向92相反的方向90移动。所述处理机辊86和88中的每一个包括从圆柱形部分96延伸的多个延伸部或花键94。一个辊86的花键94与另一个辊88的花键94啮合，从而使得沿着路径80移动并进入接口82中的经切割的农作物通过对所述经切割的农作物进行挤压、压碎或破碎来被处理，从而降低所述经切割的农作物的刚性，以及去除蜡质外层或至少分离蜡质外层，所述蜡质外层可以取决于正在被处理的经切割的农作物的类型而在所述经切割的农作物中发现。在切割之后，通过将农作物在第一辊86和第二辊88之间穿过并离开收割割台24(或割草处理机)的后部部分98而处理该农作物。然后，经切割的农作物移动到田地，该农作物保留在田地中直到进行使用或收集。

以上将农作物收割机械作为自走式割晒机或割草处理机械来示出并描述。然而，本公开的教导和原理可以应用于另一农作物收割机械，例如打捆机。此外，本公开不旨在仅限于农作物收割机械。本公开设想了在农业行业中可以利用如本文所公开的切碎机系统的其他作业机械。

在农作物收割过程中，可能需要将切碎机放置在农作物被切割之后的位置处。例如，在图1和图2的自走式收割机械的实施例中，农作物加工器或农作物处理构件可以定位在切割杆34和旋转切割器42的后方。如所描述的，农作物加工器可以切碎或剪切穿过该农作物加工器的农作物，从而提高牧草的消化性能和干燥速率。在图3中示出了传统的辊式剪切切碎机。

参考图3，示出了传统的辊式剪切切碎机(RSM)。RSM 300可以包括多个辊，所述多个辊以不同的速度和方向被旋转地驱动以切碎进入的农作物322。农作物322可以在入口322处进入RSM 300，并且经由出口336而离开。所述多个辊可以包括第一辊302、第二辊304、第三辊306、第四辊308、第五辊310、第六辊312和第七辊314。如图所示，第二辊、第四辊和第六辊定位于第一辊、第三辊、第五辊和第七辊的上方。此外，第二辊、第四辊和第六辊沿逆时针方向318旋转，而第一辊、第三辊、第五辊和第七辊沿顺时针方向316被旋转地驱动。

随着农作物320流入到RSM 300中，该农作物320在入口322和出口336之间限定的切碎区被剪切。特别地，农作物320在位于第一辊和第二辊之间的第一切碎位置324处、位于第二辊和第三辊之间的第二切碎位置326处、位于第三辊和第四辊之间的第三切碎位置328处、位于第四辊和第五辊之间的第四切碎位置330处、位于第五辊和第六辊之间的第五切碎位置332处、以及位于第六辊和第七辊之间的第六切碎位置334处被挤压或剪切。如图所示，在前述切碎位置中的每个切碎位置处的间隙是最小的，以使农作物被成对的辊所剪切。如上所述，图3的传统的RSM 300的根本问题或难题是农作物在每个切碎区中驻留非常有限的时间。农作物离开一个切碎区之后，在该农作物进入另一切碎区之前，允许该农作物膨胀。结果，切碎程度由于该设计而受到限制。

转到图4，示出了切碎机的不同实施例。在此，示出了带式切碎机系统400，该带式切碎机系统400具有第一切碎机组件或上切碎机组件402和第二切碎机组件或下切碎机组件404。切碎机系统400可以包括入口侧430和出口侧432，成片的农作物428进入入口侧430，该农作物428通过出口侧432离开。在该实施例中，每个切碎机组件可以包括至少两个辊、齿轮、滚筒、带轮等，以及在它们之间以可操作的方式被驱动的带。例如，在图4中，第一切碎机组件402可以包括第一入口辊406和第一出口辊410。此外，如图所示，驱动带420可以围绕这两个辊。驱动带420可以与辊406、410接合，使得当辊406、410旋转时，驱动带420围绕所述辊406、410以第一速度或速率V₁进行移动或旋转。同样地，第二切碎机组件404可以包括第二入口辊408和第二出口辊412，第二驱动带422围绕辊408、412并与辊408、412接合。当辊408、412旋转时，第二驱动带422围绕辊408、412以第二速度或速率V₂进行移动或旋转。

在图4所示的实施例中，入口辊或出口辊可以被马达、发动机、原动机或其他装置以可操作的方式驱动。例如，两个入口辊可以是驱动齿轮，该驱动齿轮由联接至马达的驱动轴以可操作的方式驱动。在另一示例中，入口辊或出口辊可以被来自拖拉机或其他车辆的动力输出装置(PTO)驱动。可以将任何数量的方式合并到本公开的原理和教导中，以用于为图4(以及其他实施例)的切碎机系统提供动力。

如图4所示，第一入口辊406被配置为绕第一旋转轴线407旋转，第一出口辊410被配置为绕第二旋转轴线411旋转，第二入口辊408被配置为绕旋转轴线409旋转，并且第二出口辊412被配置为绕旋转轴线413旋转。第一入口辊406和第一出口辊410可以在第一方向418上以可操作的方式旋转，并且第二入口辊408和第二出口辊412可以在第二方向416上以可操作的方式旋转。在图4中，第一方向418可以对应于逆时针方向，而第二方向416可以对应于顺时针方向。

在该实施例中，剪切切碎机系统400还可以包括支撑框架，所述支撑框架用于去除或减少驱动带中的任何松弛。在图4中，第一切碎机组件402可以包括第一支撑框架424，并且第二切碎机组件404可以包括第二支撑框架426。每个支撑框架可以以任何已知的方式设计。在所示的实施例中，支撑框架被构造为在输入辊和输出辊之间延伸一定距离的纵向板。在操作期间，每个带都可以与框架接触。在某些情况下，带可以与支撑框架连续接触。

当农作物428经由入口方向430被供给到切碎机系统400中时，该农作物428进入由入口辊和出口辊之间的长度L限定的切碎区414。切碎区414由上切碎机组件402的带420和下切碎机组件404的带422界定。切碎区414限定在第一旋转轴线407和第二旋转轴线411之间的距离延伸的连续通道425。该通道包括第一端和第二端，该第一端限定所述通道425的与第一旋转轴线407相邻的入口431，第二端限定所述通道425的与第二旋转轴线411相邻的出口433。

在图4的切碎区414中，农作物428在其通过切碎区414的整个行进过程中被有效地剪切或切碎。在图3中，传统的系统被布置成使得农作物仅在每个“轧点(nip)”处或在一对辊之间压缩农作物的位置处被有效地切碎。相比之下，在图4中，可以沿整个切碎区414有效地切碎农作物。

图4的切碎区414可以包括一些特性，这些特性改善或提高了在该切碎区414中发生的切碎的水平。首先，第一切碎带420的速度或速率V₁可以不同于第二切碎带422的速度或速率V₂。可以控制该速度差以实现期望的切碎水平。如果速度差最小，则农作物可能不会像当速度差较大时那样被有效地切碎。因此，控制系统可以是所述系统400的一部分，其中控制器(未示出)以可操作的方式控制切碎区414中两个带的纵向速度。

其次，两个入口辊可以具有比出口辊更大的直径。可替代地，可能的是，两个入口辊中仅一个入口辊具有更大的直径。在图4中，较大的入口辊直径可以使将农作物更容易地供给到切碎机系统400中。此外，较小直径的出口辊可以允许在出口432处去除任何粘附或以其他方式被捕获在任一带上的农作物。当带围绕较小直径的出口辊移动时，带的弯曲或起伏可以帮助从带上移除农作物。结果，入口辊与出口辊之间的直径差可以帮助在入口430处供给农作物以及在出口432处将农作物排出。

图4的切碎系统400的另一特征是第一带420与第二带422之间的距离或间隙。在图4中，入口辊406、408处的第一间隙被表示为D₁，并且出口辊410、412处的第二间隙被表示为D₂。第一间隙可以大于第二间隙，使得切碎区414逐渐变窄以形成从入口430到出口432的楔形形状。在这种设计中，农作物428暴露于彼此紧密靠近的两个研磨表面或带，与单个轧点相比，所述两个研磨表面或带具有相对较大的表面区域或纵向距离。以这种方式，图4的系统400可以被称为大表面区域切碎机，该大表面区域切碎机具有用于切碎农作物的环形的且纹理化的切碎表面。

除了带之间的间隙之外，图4的切碎系统400的另一特性是切碎区的增加的表面区域。如上所述，切碎区414具有限定的长度L，并且该长度越长，存在切碎的机会越大。换句话说，不仅期望切碎区具有更长的长度，而且更长的长度进一步允许农作物428在带之间有增加的研磨时间。

图4的系统400的可以影响切碎的又一特征是第一驱动带和第二驱动带的砂砾纹理。例如，如果带具有精细的纹理，则农作物428可以经历较弱的切碎。然而，如果带具有更粗糙的纹理，则农作物428可以暴露于较强的切碎。

由第一带420和第二带422施加到穿过切碎区414的农作物428上的力的量也可以影响切碎。第一支撑框架和第二支撑框架例如可以在操作期间限制或减小所述带的弯曲或松弛，从而维持对农作物的压缩力。如果将更大的力施加到穿过切碎区414的农作物428，则该农作物428的更多细胞将被剪切或研磨，直到农作物428经由出口432而离开。

第一带420和第二带422可以在沿着其长度的一个或多个位置处与相应的支撑框架424、426接触，以进一步对每个带赋予形状。例如，每个带可以沿着相应的支撑框架的整个长度进行接触。在其他示例中，带可以仅在沿着支撑框架的长度上的一个或多个位置处进行接触。此外，相应的支撑框架的表面可以包括低摩擦材料，以帮助带沿着框架平滑地行进。在其他情况下，带也可以由较低摩擦的材料制成。第一带420和第一支撑框架422也可以是这种情况。

可替代地，因为带420、422被低摩擦压板支撑在驱动辊和惰辊(即，输入辊和输出辊)之间，因此可以沿着切碎区414的长度来加工农作物，所述低摩擦压板可以类似于图4中的支撑框架。线速度和带间隙是可调节的，以改变切碎水平。

图4的切碎机配置比图3的传统RSM 300具有若干潜在的优势。例如，系统400可以在提供相当大的加工面积的同时具有更少的移动部件。在RSM 300中，农作物垫(crop mat)在每个轧点之后都会膨胀，并且然后在该垫被传递到下一个轧点时必须被重新压缩。对垫进行压缩和分离是低效的，因此带式剪切切碎机系统400的连续压缩可以更加节能。此外，带可以是重型工业研磨带，该重型工业研磨带可以商业获得并且可以具有成本效益并且易于更换。对于RSM 300，必须重新对辊进行机加工以对辊重新设置表面，这可能会非常昂贵。另外，因为可商购的带容易获得，所以采用图4的切碎机系统400可以为不同的农作物类型使用不同的纹理(或砂砾)。

也可能的是，两个带中的一个带或两个带形成有这样的图案，该图案将农作物朝向该图案的中间或中央引导。在图8至图10中示出了几个示例。例如，在图8中，示出了呈传送带或运载带形式的带800。该带800可以是图4的下部的第二切碎机组件404的一部分。在任何情况下，带800可以包括形成在带材料中的图案802，该图案802用于引导进入入口804并行进至出口806的农作物材料朝向该图案802中央或中间部分810移动。

此外，在一个实施例中，第一切碎机组件402的上部研磨带420可以包括与带800的图案类似的形成在该上部研磨带中的图案。

在操作期间，上部研磨带420可以以与下部图案化的带422的速度不同的速度以可操作的方式被驱动。如果上部研磨带420以比所述下部图案化的带422更快的速度被驱动，则农作物材料428可以向内朝向下部的带422的中央(或切碎区414的中央)移动。如果下部图案化的带422以比上部研磨带420更快的速度被驱动，则农作物材料428可以在所述带和切碎区414的宽度上更均匀地散布。随着农作物被更均匀地散布，农作物材料的垫可以制成更薄，这可以提高切碎水平。

也可以的是，图案化的带可以包括被嵌在带的“较高表面”上的研磨材料。例如，在图8中，图案802可以在带材料中形成凹槽，而带的不形成凹槽的表面可以包括研磨材料。

在图9中，示出了呈传送带或运载带形式的带900的不同实施例。在此，带900可以包括不同的弧形图案902，该弧形图案用于将农作物朝向该弧形图案的中央部分910引导。因此，随着农作物从入口侧906传输到出口侧908，带的图案902可以帮助将农作物朝向中央部分910移动。

参考图10，示出了带1000的另一实施例。带1000也可以是传送带或运载带。带1000可以包括不同的图案1002，该图案1002用于帮助将农作物向内朝向图案的中央部分1010移动。再者，农作物经由入口1006进入并且行进至系统的出口1008。

虽然在图8至图10示出了三个不同的示例，应当理解，这些仅旨在表示带图案的非限制性示例。本公开可以设想帮助农作物朝向带的中央部分移动的其他图案。此外，这些图案化的带可以帮助防止或减少农作物从带上掉落的可能性。另外，农作物可以朝向带的中央横向向内地滚动，并且当农作物这样做时，农作物材料可以沿两个维度或两个方向(即，在横向方向和纵向方向上)经受切碎。两个剪切方向可以改善农作物材料的纤维化。尽管未示出，但是第一切碎机系统402的顶部的带或所述带420可以包括砂纸等。

如上面关于图4和图8所描述的，图9和图10的实施例也可以包括具有图案和研磨表面两者的带。此外，带900、1000也可以与另一带组合使用，以使这对带以不同的速度被操作，从而帮助将农作物向内朝向中央部分移动、或者将农作物更均匀地分布在切碎区的宽度上，以改善切碎。

参考图5，示出了不同的切碎机系统。与图4的平坦的压板式切碎机系统不同，图5中的系统是滚筒-带式剪切切碎机系统500。该系统500可以包括具有半径R_D的大滚筒502。系统500还可以包括由研磨带524和多个辊形成的带系统504。所述多个辊可以包括第一辊506、第二辊508、第三辊510和第四辊512。在所示的实施例中，示出了每个辊具有半径R，该半径R小于滚筒半径R_D。此外，尽管示出了每个辊具有相同的半径，但是应当理解的是，在其他实施例中，辊的半径可以不同。此外，在其他实施例中可以有比图5所示的实施例更多或更少的辊。

滚筒502可以沿着第一方向514旋转，伴随着所述多个辊沿着相反的第二方向516旋转。例如，第一方向514可以是逆时针方向，并且第二方向516可以是顺时针方向。在另一实施例中，滚筒502可以保持固定使得该滚筒502不旋转。第一辊506可以绕第一旋转轴线507旋转，第二辊508可以绕第二旋转轴线509旋转，第三辊510可以绕第三旋转轴线511旋转，并且第四辊512可以绕第四旋转轴线513旋转。

尽管未示出，但是可以经由入口侧518将农作物供给到图5的切碎系统500中。随着农作物从入口侧518进入，带524可以被辊驱动，使得农作物被供给到位于滚筒502的外表面与带524的研磨表面之间的切碎区522中。切碎区522可以被限定在滚筒502的外表面与带524之间(或者换句话说，由滚筒502的外表面与带524界定)。切碎区限定了连续通道525。通道525包括第一端和第二端，该第一端限定通道525的与第一旋转轴线507相邻的入口519，该第二端限定通道525的与第二旋转轴线509相邻的出口521。入口519可以具有第一辊506处的带524与滚筒502之间限定的宽度A，并且出口521可以具有第二辊508处的带524与滚筒502之间限定的宽度B。

宽度A和宽度B可以基本相同，或者在另一示例中，宽度A可以大于宽度B。在任何情况下，切碎区522是如图5所示的弧形并由代表非平坦的表面区域，通过该非平坦的表面区域可以沿纵向或周向距离切碎农作物。在该实施例中，每个辊可以由马达或其他动力生成装置以可操作的方式驱动。期望的是，将带524和滚筒502之间的间隙保持尽可能的小以增强切碎程度。此外，在滚筒502沿第一方向514旋转的实施例中，期望的是控制所述带524和滚筒502的速度以改变切碎程度。

现在转向图6，示出了不同的带-辊式剪切切碎机系统600。在该系统600中，可以设置第一切碎机组件602和第二切碎机组件604。在此，第一切碎机组件602可以包括多个辊，所述多个辊包括第一辊606、第二辊608、第三辊610和第四辊612。如图所示，所述辊中的每个辊可以在第一旋转方向636上被驱动。在该示例中，第一旋转方向636对应于逆时针方向。第一辊606被配置为绕第一旋转轴线607旋转，第二辊608被配置为绕第二旋转轴线609旋转，第三辊610被配置为绕第三旋转轴线611旋转，并且第四辊612被配置为绕第四旋转轴线613旋转。

所述多个辊中的每个辊可以由马达或其他动力生成装置以可操作的方式驱动。如图所示，第一带622可以由多个辊以可操作的方式驱动。带622可以通过多个辊并且以第一速度或速率V₁沿向前的或纵向的方向626运动。第一带622可以是工业类型的研磨带，或者在其他示例中，第一带622可以呈具有板条的链的形式，所述板条横向于纵向方向626延伸。在刚性的钢链的示例中，可以的是，从系统中消除任何背衬支撑件、板或其他支撑框架。在此，钢带可以具有足够的刚度，使得几乎没有松弛或没有松弛，从而向农作物提供期望的切碎力。

无论如何，带或链形成环形构件，该环形构件用于沿着从系统600的入口630到出口632所限定的纵向距离切碎穿过切碎区634的农作物。

第二切碎机组件604类似于第一切碎机组件602也可以包括多个辊。在此，第二切碎机组件604可以包括第一辊614、第二辊616、第三辊618和第四辊620。第二切碎机组件604的多个辊可以在第二旋转方向638上以可操作的方式被驱动，所述第二旋转方向638在图6中是顺时针方向。因此，第一切碎机组件602的多个辊沿着与第二切碎机组件604的多个辊相反的方向以可旋转的方式被驱动。第一辊614被配置为绕第一旋转轴线615旋转，第二辊616被配置为绕第二旋转轴线617旋转，第三辊618被配置为绕第三旋转轴线619旋转，并且第四辊620被配置为绕第四旋转轴线621旋转。

第二切碎机组件604的多个辊也可以驱动第二带或链624，以在切碎区634中切碎农作物。如图所示，带或链624可以沿第二纵向方向628并以第二速度或速率V₂被驱动。在该示例中，第一纵向方向和第二纵向方向构成相同的方向。可以控制第一速度或速率V₁和第二速度或速率V₂，使得在两个带622、624之间存在速度差。

在该系统600中，第一带622和第二带624可以被设置成彼此紧邻，使得农作物进入入口侧630，在入口侧630处间隙被定义为D₁，并且农作物在出口侧632处离开切碎区634，在出口侧632处间隙被定义为D₂。切碎区634可以具有长度L，在该长度L位置上农作物在以不同速度行进的两个带之间被切碎。可以通过调节带之间的速度差、或通过将一个带或两个带改变成不同的砂砾纹理，从而改变切碎水平或切碎程度。至少在图6中，入口侧630处的间隙可以与出口侧632处的间隙大致相同。

尽管未示出，但是可以经由入口侧630将农作物供给到图6的切碎系统600中。随着农作物从入口侧630进入，带622、624可以被辊驱动，使得农作物被供给到带622、624之间的切碎区634中。切碎区634可以被限定在带622、624之间(或者换句话说，由带622、624所界定)。切碎区限定了连续通道625。通道625包括第一端和第二端，该第一端限定该通道625的与第一旋转轴线607相邻的入口631，该第二端限定该通道625的与第四旋转轴线613相邻的出口633。

参考图7，示出了图6的实施例的替代实施例。在此，示出了楔形的压板式切碎系统700。该系统可以包括第一切碎机组件702和第二切碎机组件704。第一切碎机组件702可以包括第一入口辊706和第一出口辊708。入口辊706和出口辊708可以沿着第一旋转方向718由马达或其他动力生成装置以可操作的方式驱动。在图7中，第一旋转方向718对应于逆时针方向。入口辊706被配置为绕第一旋转轴线707旋转，并且出口辊708被配置为绕第二旋转轴线709旋转。

第一切碎机组件702还可以包括第一研磨带714，该第一研磨带714以第一速度或速率V₁以可操作的方式被驱动并且由辊支撑。此外，第一切碎机组件702可以包括第一支撑框架726。然而，与图4的支撑框架不同，该第一支撑框架726具有由基本水平的第一部分730和成角度的第二部分732限定的细长本体。所述基本水平的部分730可以被描述为线性的，这意味着基本水平的部分730沿直线延伸。另外，成角度的第二部分732被设置成相对于水平部分730成一角度，然而该成角度的第二部分732可以被描述为线性的，这意味着该成角度的第二部分732也沿直线延伸。第一部分730和第二部分732在第一弯曲部734处彼此分开。当第一带714被辊驱动时，第一带714可以由第一支撑框架726支撑。此外，第一支撑框架726可以确保所述带714在由系统700形成的切碎区的区域中不松弛或弯曲。

第二切碎机组件704可以包括第二入口辊710和第二出口辊712。入口辊710和出口辊712可以沿着第二方向或顺时针方向720由马达或其他动力生成装置(未示出)以可操作的方式被驱动。入口辊710被配置为绕第一旋转轴线711旋转，并且出口辊712被配置为绕第二旋转轴线713旋转。在此，第一方向和第二方向彼此相反。第二研磨带716可以以第二速度或速率V₂以可操作的方式被驱动，并且由辊710、712支撑，使得第一带714和第二带716在切碎区中沿相同的纵向方向行进。

第二切碎机组件704还可以包括第二支撑框架728。第二支撑框架728具有由基本水平的第一部分736和成角度的第二部分738限定的细长本体。第一部分736和第二部分738在第二弯曲部740处彼此分开。当第二带716由辊驱动时，该第二带716可以由第二支撑框架728支撑。此外，第二支撑框架728可以确保所述带716在由系统700形成的全切碎区745的区域中不松弛或弯曲。这样，带716可以在沿着其长度的一个或多个位置处与支撑框架728接触，以进一步对带赋予形状。带716可以沿着支撑框架728的整个长度接触支撑框架728。在某些情况下，第二支撑框架728的表面可以包括低摩擦材料，以帮助所述带沿着框架728平滑地行进。在其他情况下，带716的与支撑框架728接触的内表面也可以由较低摩擦的材料形成。这些特征和布置也适用于第一带714和第一支撑框架726以及本文所述的其他实施例。

在图7的实施例中，全切碎区745可以被限定在入口侧722与出口侧724之间，农作物通过入口侧722进入，农作物通过出口侧724离开该全切碎区。此外，全切碎区745可以被划分为第一切碎区742和第二切碎区744。在第一切碎区742中，农作物进入具有第一宽度或间隙D₁的入口722。然而，随着农作物进入第一切碎区742，带714、716之间的距离开始向内渐缩，使得间隙连续地减小。第一切碎区742的这种向内渐缩持续到第一切碎区和第二切碎区之间的过渡部为止。在第一切碎区742的出口和第二切碎区744的入口处，所述带之间的间隙或距离可以被定义为D₂。如图所示，D₂表示小于D₁的间隙。如上所述，由于增大的间隙D₁，可更容易地将农作物供给到切碎系统700的入口侧722中，而由于第二切碎区744的减小的间隙，农作物更可经历更强的切碎。此外，在第二切碎区744的出口处，即出口侧724处，该间隙被表示为D₃。间隙D₃可以等于、小于或大于间隙D₂。D₁、D₂和D₃的尺寸可以在任何布置或组合中等于、小于或大于彼此。

可替代地，图7的系统700的另一特征是第二切碎区744在其整个纵向长度上可以具有基本恒定的间隙D₂。这确保了农作物在该区域中比在第一切碎区742中具有更大的剪切效果和更好的切碎。由于这个原因，可以期望的是，将第二切碎区744设计为具有比第一切碎区742更长的纵向长度。

尽管未示出，但是可以经由入口侧722将农作物供给到图7的切碎系统700中。全切碎区744可以被限定在带714、716之间(或者换句话说，由带714、716界定)。全切碎区745限定了连续通道725。通道725包括第一端和第二端，该第一端限定了通道725的与第一旋转轴线707相邻的入口723；该第二端限定了通道725的与第二旋转轴线709相邻的出口727。全切碎区745包括矩形部分744和与该矩形部分相邻的楔形部分742。

图4、图6和图7的切碎区被示出为在纵向方向上是基本线性的。但是，在其他实施例中，这些切碎区可以具有相对于整体形状的曲率或弧度。因此，切碎区不必然是线性的，并且任何期望的形状或取向都是可能的。

此外，以上关于图4的带式剪切切碎系统400描述的特性可以等同地应用于图5至图7的系统或这些系统的任何变型或组合以实现不同的切碎程度。因此，带之间的间隙的变化、速度差的变化、带的砂砾纹理的变化、切碎区的表面区域的变化、切碎区中的研磨时间的变化、以及由带(或图5中的带和链)施加到农作物上的力的变化可以改变农作物的切碎程度。

尽管上面在上述实施例中的若干实施例中相对于第一带和第二带描述了带，但是应当理解的是，带可以是包括链或其他已知装置的任何环形构件。此外，前述实施例中的带可以能够以振荡的方式被驱动。例如，前述切碎系统中的任一带可以相对于另一带在横向方向上或左右方向上振荡。仅通过振荡运动即可简单地使带移动。这样做可以进一步破坏农作物材料的植物茎和细胞壁。

还可以期望的是使用易于移除和更换的带。带的互换性可以提高每个系统的效率，并且允许更高的生产率。此外，带的互换性可以改善系统中的能量损失等。在一些实施例中，例如环形构件是链或带的那些实施例中，可期望的是：移除环形构件，维修该环形构件，以及将该环形构件重新引入到其在切碎机组件中的原始位置。在其他实施例中，可期望的是：移除第一环形构件，以及用第二环形构件替换该第一环形构件。

切碎机和切碎机系统的上述实施例可以被合并在整个耕种或收割过程中的一个或多个位置处。例如，前述实施例或实施例的变型中的任何一个可以被合并在切割诸如干草之类的农作物时。例如，农作物可以首先在田地中被切割，被供给到剪切农作物材料的切碎机系统中，然后被沉积在传送带或其他机构上，在所述传送带或其他机构上该农作物材料被压成垫。

切碎机系统也可以被合并到牧草收割机中。例如，目前的农作物被切割并被排放到能够是至少部分的干燥的田地上。然后牧草收割机或打捆机可以伴随着去收割农作物。可以将农作物放在方形或圆形的捆中，或者自走式收割机可以收集农作物并将农作物剁碎，然后再将农作物放入双层筒仓中。

可以的是，将切碎机系统合并到收割机中且位于打捆机的捡取单元与打捆室之间。在该示例中，可以在从田地收集农作物之后但在该农作物被成形为捆之前将该农作物切碎。在同一示例或进一步的示例中，切碎机系统可以取代牧草收割机中的传统的农作物加工器。然而，为此，收割机将需要重新设计，以便合并该切碎机系统而取代农作物加工器。

在另一实施例中，切碎机系统可以被设计成其拥有独立的系统。在该实施例中，切碎机系统可以用于在将农作物放入双层筒仓中之前切碎该农作物。

在又一实施例中，本公开的切碎机系统可以用于在农作物从双层筒仓出来之后并且在该农作物被饲喂给例如牛之前将该农作物切碎。牧草农作物经过发酵过程之后，农作物的细胞壁在切碎期间可以破裂，以使植物材料的纤维部分纤维化，从而提高消化。在发酵过程期间，细菌消化或吃掉植物中的糖，并且分泌通常呈乳酸的形式的酸。在双层筒仓中，如果农作物在存储期间能够位于这种酸中，则这可以进一步弱化植物的细胞壁，使其在切碎过程中破裂，从而使材料更好地纤维化。同样，这通常仅在双层筒仓中存储期间发生。因此，在该实施例中，在农作物被存储在双层筒仓中并且是准备用于饲喂牛或其他动物之后，可在该过程中使用切碎机系统。

如上所述，切碎过程可以有利地设置在切割农作物和饲喂动物之间的任何时间。而且，可以的是将使用本文所述的切碎系统中的任一种切碎系统的切碎过程合并在整个过程中的两个或更多个位置处。但是，对于切碎应该在何处进行需要一些考虑。

例如，将切碎过程并入收割过程中的更上游可以有额外的好处。对于干草来说尤其如此。在切割农作物然后将农作物切碎时，由于所有植物细胞壁都破裂且不能阻止水分流失，因此具有更快的干燥时间的好处。此外，在双层筒仓中，由于植物细胞壁破裂，对于细菌来说容易获得糖，因此发酵过程更快地进行。

在收割过程中的更上游来切碎农作物的另一个好处是，能够在双层筒仓中更好地压实农作物。通过更好的压实，可以排除或限制氧气，从而促进更好的发酵。众所周知，期望快速且致密地包装农作物以排除氧气，从而改善发酵。

但是，如果切碎过程在收割过程中的更上游进行，则收割系统可能需要更改。例如，可能需要重新设计打捆机或自走式收割机，以便包括该切碎系统。另外，可能需要将机械更改成捡取成垫的农作物而不是成堆的农作物。这些更改中的一些更改，特别是对机械的更改，可能会很昂贵。因此，如果整体目标仅是改善消化性而不是改善干燥时间，则将切碎系统合并到整个收割过程的下游可以使破坏性较小且成本较低。此外，在农作物置于双层筒仓之后，操作该切碎系统所需的容量或动力可以明显地低于将该切碎系统合并到收割机械中。其原因之一是因为切碎系统将不需要相同水平的动力来保持收割机中的剁碎转子。

将切碎置于收割过程中的下游的另一个好处是，能够改善除干草以外的其他农作物的消化性。例如，如果将农作物储存在双层筒仓中之后对该农作物进行切碎，则除干草以外的其他牧草可以被切碎以提高消化性，所述其他牧草包括玉米秸秆(并非谷粒)、苜蓿和其他饲喂动物的植物材料。

在本公开的替代实施例中，可以期望的是，使用类似于图3的辊式剪切切碎机的切碎系统，但是不使用辊，而是可以使用可移除的且可互换的带或其他研磨表面。在传统的农作物加工器中，农作物加工器的辊可以具有以图案等形式限定在外表面中的凹槽。随着时间的流逝，边缘或图案可以变得磨损或变钝，并且可能需要对外表面进行重新机加工，这既费时又昂贵。此外，农作物加工器的辊通常需要硬化步骤和其他加工步骤。但是，使用可互换的带，带可以被简单快速地移除和更换，并且成本较低。

如果可互换的带被用于类似于图3所示的切碎系统中，则每个辊可以被设计为心轴管或类似物，围绕该心轴管或类似物缠绕有环形构件。环形构件可以是研磨带的形式。因此，与图4的压板式切碎机系统不同，辊式剪切切碎机系统可以提供一系列的轧点，在该轧点处农作物被切碎。好处当然是能够快速且有效地更换切碎用表面。环形构件可以形成为套筒，该套筒设置成围绕类似于传统砂磨滚筒的滚筒或滚轴。

在该实施例的另一示例中，传送带可以设置在滚轴的下方，该滚轴的周围缠绕有研磨套筒或带。可以将农作物供给到滚轴和传送带之间以进行切碎。在此示例中，仅在滚轴与带之间的轧点处切碎农作物。在又一示例中，可以添加更多的滚轴，这些滚轴具有彼此相邻的可研磨的且可互换的表面或带，从而提供更多的轧点以实现更好的切碎。

在另一示例中，一对滚轴可以设置在一个或多个上滚轴的下方，其中每个滚轴具有可互换的带或研磨表面。在该示例中，没有传送带，而是农作物被供给到滚轴之间并且在多个滚轴中的两个滚轴之间形成的每个轧点处被切碎。在该示例中，提供了多辊或多滚轴的切碎系统，其中切碎用表面是可互换的并且可快速移除，以提高效率和生产率。

在又一示例中，可以使用在辊或心轴周围缠绕有砂纸或类似物的切碎系统。在将农作物供给到该系统时，还可以在农作物的两侧使用砂磨机或砂纸。通过增加农作物穿过该切碎系统时该农作物被切碎的次数的数量和轧点的数量，可以进一步改善该切碎系统。

尽管以上已经描述了结合本公开原理的实施例，但是本公开不限于所描述的实施例。相反，本申请旨在使用本公开的综合原理来涵盖本公开的任何变型、使用或修改。此外，本申请旨在涵盖本公开所属领域的已知或惯用实践内的与本公开的这种偏离，并且这种偏离落入所附权利要求的限制之内。

Claims (6)

1.一种农业机械，包括：

底盘；

农作物切割构件，所述农作物切割构件联接到所述底盘；以及

农作物处理构件，所述农作物处理构件联接到所述底盘并且定位在所述农作物切割构件的后方，其中，所述农作物处理构件包括第一切碎机组件，所述第一切碎机组件包括：

第一入口辊，所述第一入口辊被配置为绕第一旋转轴线旋转，第一出口辊，所述第一出口辊被配置为绕第二旋转轴线旋转，以及

第一环形构件，所述第一环形构件围绕所述第一入口辊和所述第一出口辊并且与所述第一入口辊和所述第一出口辊接合，其中，所述农作物处理构件包括：

第二切碎机组件，所述第二切碎机组件与所述第一切碎机组件间隔开，所述第二切碎机组件包括：

第二入口辊，所述第二入口辊被配置为绕第三旋转轴线旋转，第二出口辊，所述第二出口辊被配置为绕第四旋转轴线旋转，以及

第二环形构件，所述第二环形构件围绕所述第二入口辊和所述第二出口辊并且与所述第二入口辊和所述第二出口辊接合，

其中，所述农作物处理构件包括切碎区，所述切碎区由所述第一环形构件和所述第二环形构件界定；并且所述切碎区限定一连续通道，所述连续通道沿所述第一旋转轴线与所述第二旋转轴线之间的距离延伸；

其中，所述连续通道包括：

第一端，所述第一端限定所述连续通道的与所述第一旋转轴线相邻的入口；以及

第二端，所述第二端限定所述连续通道的与所述第二旋转轴线相邻的出口；

其中，所述第一环形构件被配置为相对于所述第二环形构件被以不同的速度驱动，以切碎设置在所述第一环形构件和所述第二环形构件之间的农作物，

其中，所述第一切碎机组件包括第一支撑框架，所述第一支撑框架包括第一端和第二端，所述第一支撑框架被构造为定位在所述第一入口辊与所述第一出口辊之间的纵向板，所述第一支撑框架被所述第一环形构件围绕并且沿着所述第一支撑框架的被限定在所述第一支撑框架的所述第一端和所述第二端之间的整个长度接合所述第一环形构件；并且

其中，所述第二切碎机组件包括第二支撑框架，所述第二支撑框架包括第一端和第二端，所述第二支撑框架被构造为定位在所述第二入口辊与所述第二出口辊之间的纵向板，所述第二支撑框架被所述第二环形构件围绕并且沿着所述第二支撑框架的被限定在所述第二支撑框架的所述第一端和所述第二端之间的整个长度接合所述第二环形构件。

2.根据权利要求1所述的农业机械，其中：

所述第一入口辊具有第一直径，并且

所述第一出口辊具有小于所述第一直径的第二直径。

3.根据权利要求1所述的农业机械，其中，所述切碎区包括矩形部分和与所述矩形部分相邻的楔形部分。

4.根据权利要求3所述的农业机械，其中：

所述连续通道的所述入口被限定在所述切碎区的所述楔形部分中，并且

所述连续通道的所述出口被限定在所述切碎区的所述矩形部分中。

5.根据权利要求1所述的农业机械，其中：

所述第一支撑框架和所述第二支撑框架中的每一个包括被配置为接合所述第一环形构件或所述第二环形构件的第一基本线性部分，

所述第一支撑框架和所述第二支撑框架中的每一个包括被配置为接合所述第一环形构件或所述第二环形构件的第二基本线性部分，并且

所述第二基本线性部分被设置成相对于所述第一基本线性部分成一角度。

6.根据权利要求1所述的农业机械，其中，所述第二切碎机组件与所述第一切碎机组件基本相同。