CN1386400A - 一种用于狭窄间距植物的收割机 - Google Patents

Abstract

具有一前一后设置的摘锭滚筒的行单元装置,其包括位于前滚筒前方的旋转切割器以切割植物。带有指形件的进料器旋转件穿过栅格结构伸出,在植物与前滚筒的摘锭充分接合前将植物逐渐引导到直立行中。进料器柱体的旋转速度与对地速度同步。切割器与转子同轴,可以较大的速度运转以得到有效的切割。进料器柱体包括弯曲的指形件,可穿过防护组件上的垂直间隔条伸出,以便将植物与指形件利落地分开。进料器柱体和旋转切割器通过分开的滑动离合器驱动。位于滚筒之间的弹踢轮可使植物材料向后运动。

Description

一种用于狭窄间距植物的收割机

技术领域

本发明大体上涉及农业收割机，更具体地涉及用于从相邻的紧密间距的植物行中收割农作物的收割机。

背景技术

收割机如摘棉机包括具有竖直摘棉滚筒的行单元，摘棉滚筒带有能伸入行接收区域中以从一行农作物中采摘棉花的摘锭。收割间距非常狭窄的棉花行一直是个难题。如同为转让的美国专利No.4821497中所示的带有只在行的一侧一前一后地设置的摘棉滚筒的棉花采摘单元，或者是如美国专利No.4538403所示的嵌套式行收割单元已经具有能在较窄行距中进行行收割的能力，但这些改进还不足以适应15英寸或更小的非常狭窄间距的行。在一些地区，农作物的行间距可能密集到12英寸(30厘米)，使用传统的行单元进行收割会导致大量的相邻行中的植物损坏和棉花损失。通常采用带有梳理式头部的摘棉桃机来从狭窄间距的植物中采摘棉花，然而这种头部的效率相对较差，并且不能有效地分开棉花和废物。

在同为转让的1999年5月28日提交的题为“狭窄行的棉花收割机”的美国专利No.6212864中介绍了一种切割和传送农作物的附加装置，其可切割一行植物，并在植物与前摘锭滚筒接触之前使植物移动到相邻的直立行中。割下的植物与直立行中的植物相互缠绕，使得摘棉滚筒可从两行植物中采摘棉花。尽管附加装置能够收割间距为15英寸或更小的行，然而所示的切割器从滚筒处向前偏移了一段相当大的距离。植物必须被很好的支撑，以便在对角地向后移动到相邻的直立行中时保持直立，而且系统要求具有较长的带式传送机和切割器驱动系统。附加装置的前部向前延伸超过行单元，因此显著地增加了收割机的操作长度。

在同为转让的待审查的1999年11月8日提交的题为“狭窄行的收割机”的美国专利申请No.09/436330中介绍了另一种狭窄行的系统，其中前滚筒的摘锭可为割下的棉花行提供侧向传送功能和为割下的棉花行和相邻的竖直棉花行提供棉花采摘功能。摘锭在与割下的植物的接触点处的侧向运动速度较高。因此，摘锭的传送功能占据主导地位，增加了滚筒的负载和磨损。摘锭在传送区域中的高侧向速度也会导致失去棉花作物的收割方向和棉花损失。旋转柱体位于滚筒前部以协助所割下农作物的侧向运动，它经常与携带在柱体周围的植物材料缠绕在一起。切割器以与柱体相同的速度旋转而切割棉花作物，当柱体以所需的植物传送速度旋转时，对于最适宜的切割来说切割器的旋转则太慢。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种改进的收割机行单元，用于收割种植在狭窄间距的行中的农作物。本发明的另一个目的是提供这样一种收割单元，其可克服大多数或所有先前提到的问题。

另一个目的是提供一种改进的用于收割狭窄间距的植物行的收割机行单元，其可切割偏离于行接收区域的植物，并将割下的植物侧向移动到行接收区域中，使其与采摘滚筒的摘锭相接触。另一个目的是提供这样一种单元，与滚筒摘锭主要是提供所割下农作物的横向传送功能的单元相比，其具有更低的滚筒负载和磨损。

本发明的另一个目的是提供一种改进的摘棉机行单元，用于同时收割两行狭窄间距的棉花。另一个目的是提供这样一种具有可从两行中收割棉花的摘棉滚筒的行单元，其中滚筒最多只具有最小的侧向传送功能。另一个目的是提供这样一种行单元，其具有改进的切割和侧向传送性能，以及较低的滚筒负载和摘锭磨损。

另一目的是提供一种用于收割狭窄间距的植物的棉花收割机行单元，其中此单元具有改进的植物切割和传送系统。另一目的是提供这样一种系统，其具有可优化切割效率的改进的驱动设置，以及可将所割下的植物与单元的摘锭接合区域或农作物采摘区域相对准的传送功能。

另一个目的是提供一种可有效地收割狭窄间距的棉花作物的改进的收割机行单元。另一个目的是提供这样一种对收割间距为12至18英寸(30-45厘米)的棉花作物行特别有用的单元。另一个目的是提供这样一种可容纳两个相邻棉花行的单元，其中一行已切割并被由行单元的驱动结构所驱动的进料器结构向侧向移动。另一个目的是提供这样一种单元，其中在切割装置以较高速度旋转时进料器结构与对地速度同步。

本发明介绍了一种对收割狭窄间距的棉花作物特别有用的狭窄行收割单元。单元的农作物采摘部分包括一前一后设置的摘锭滚筒，其形成了与直立棉花作物行对准的农作物主采摘区域。位于前滚筒之前的旋转刀片切割相邻行的植物，带有植物接合突出部的进料器旋转件或柱体与旋转刀片同轴地旋转，将栅格结构之间的割下的农作物逐渐地朝农作物采摘区域引导，并在与前进滚筒的摘锭充分接合之前将植物引入直立行中。旋转刀片和进料器柱体被行单元驱动器同轴地驱动，因此进料器柱体与对地速度同步。刀片以大于进料器的速度运转，可有效地切割农作物且切割干净利落。进料器柱体包括具有曲面的指形件，其可伸入穿过栅格结构的垂直间隔栏，以利落地分开植物和指形件。这样就消除了进料器柱体所携带的植物。与进料器柱体相对设置的水平肋可帮助植物保持与指形件相接触。进料器柱体和旋转刀片通过分开的滑动离合器驱动，以达到更好的保护。位于一前一后地设置的滚筒之间的弹踢轮(kicker wheel)结构可使区域内植物材料向后运动。在一个实施例中，弹踢轮结构位于行的同一侧的滚筒之间，使滚筒的设置紧凑，并有利于弹踢轮的驱动。

通过阅读下文中的详细说明并结合附图，本领域的技术人员可以清楚本发明的这些和其他目的、特征和优点。

附图说明

图1是具有可收割狭窄间距的棉花作物行的行单元的棉花收割机的侧视图。

图2是图1所示收割机的一个行单元的放大的前上透视图，其中部分部件被移去，以便更好地显示出单元的切割、进料和棉花采摘结构和驱动结构。

图3是图2所示行单元的放大的顶视图，其中部分部件被移去，以便更好地显示出相邻的狭窄间距的棉花作物的进料路径。

图4是旋转刀片部分和进料器柱体驱动结构的一部分的放大侧视图，其中部分部件被移去，以便更好地显示出驱动结构的单个滑动离合器。

具体实施方式

现参考图1，图中显示了棉花收割机10，其包括一个主机架12，主机架由前驱动轮14和后转向轮16支撑，可在将进行收割的植物种植地上向前运动。横向间隔开的多个行收割单元20在主机架12前端由一个或多个传统的液压控制的升降结构22支撑。行单元20从农作物行中采摘棉花，然后风管系统26引导所摘下的棉花向后和向上地进入筐28中。尽管所示的行单元20装在自行式收割机上，但可以理解，它们也可以传统的拖拉机安装方式连接在拖拉机上。

行单元20包括可支撑扶茎器结构32的前机架组件30，扶茎器结构32可帮助引导间距紧密的相邻行的植物(R1和R2)进入到单元中。支架组件30支撑了可感应高度的滑脚组件40，其可控制升降控制结构22，从而在田野操作中随着地面和表面状况的改变使单元20保持在地面之上通常稳定的高度。

行单元20包括框架式行单元壳体50，其可支撑通常为上述美国专利No.4821497中所介绍的一前一后的滚筒设置52(图3)。设置52包括前摘锭滚筒54和后摘锭滚筒56，可绕通常在纵向上相互对准的竖直轴54a和56a旋转(沿逆时针方向，如图2和3所示)。驱动结构78以与收割机10的前进速度同步的速度旋转摘锭滚筒54和56。可绕其轴旋转的摘锭60和62穿过栅格栏70和72而伸入到棉花采摘区域中，并从通过栅格栏和压板74之间的区域66向后运动的棉花作物中采摘棉花。同步驱动保证了摘锭相对于通过区域66向后运动的植物的速度约为零。然后，棉花通过传统的竖直脱棉器柱体(未显示)从摘锭中脱棉，并通过风管系统26通过通道结构78向后运动而传送至筐28中。

从图3中可最佳地看出，收割区域66与用于接收棉花作物行R1的行接收区域相对准。如所示，第二和第三行植物R2和R3与第一行R1均隔开12英寸(30厘米)。从图3中可以看到，行间距不足以在不干扰邻近行的情况下容纳用于另外行的另外的收割滚筒。为便于收割另外一行植物(如图3所示的R2)，在前滚筒54的前方设有切割和进料结构80以及间隔开的引导或栅格结构82，以切割植物行R2，并逐渐地将割下的植物引入直立行R1中。栅格结构82可防止所割下的植物与摘锭60充分地接触，直至农作物紧密靠近与收割区域66相对准的位置。栅格结构82还可防止植物在结构80中缠绕在一起。当混合了来自行R2中的已割下植物的直立行R1穿过区域66向后运动时，旋转摘锭60和62就可插入植物中并从植物中采摘棉花。部分地插入压板74中的弹踢轮结构90可帮助植物材料通过区域66向后运动。

行单元20的扶茎器结构32包括中央扶茎器组件92，其可在行R1和行R2之间运行，并且通常与滚筒轴54a和56a对心。在行R1之外和下一个最外行R4之内设有类似的扶茎器组件94。组件92和94位于滚筒54之前，以容纳切割和进料结构80以及栅格结构82。直立植物引导结构96从相邻于前滚筒54的行单元20的相对侧上的位置处向外而与前进方向F成一角度，以便将行R1引入收割区域66中。

切割和进料结构80包括竖直进料器100，其可围绕底板102和顶板104之间的竖直轴线100a旋转。进料器100包括一个与驱动结构78连接的中空的支撑轴106，可绕轴线100a以与收割机10的前进速度同步的速度旋转。在中空的支撑轴106内设有切割器驱动轴110，其可绕轴线100a旋转，并且延伸穿过底板102而与星形切割器114(图3)相连接。驱动轴110还与驱动结构78相连接，使切割器114绕轴线100a以比进料结构80大很多的速度旋转。切割器114包括带有倾斜引导边的翻转式切割刀片118，其可在倾斜的剪切板120的附近旋转(如图2和3所示的顺时针方向)，以切割位于扶茎器组件92和94的后方中间及附近处的地面上的植物。

引导或栅格结构82包括第一和第二间隔开的竖直引导件或栅格132和134，其限定了向后且向侧内方向朝收割区域66延伸的植物路径136。第一栅格132从扶茎器组件92向外延伸，然后向后和向内地围绕轴线100a弯曲，并终止于与区域66邻近的直立植物引导结构138。第二栅格134从扶茎器组件94向后和向内地延伸至摘锭60开始插入栅格中的中间位置140处。位置140偏离于摘锭60具有高的加速度以降低摘锭负荷和防止滚筒54发生过于剧烈的侧向植物传送的位置。第二栅格从位置140处向内和向后地弯曲到前滚筒栅格栏70的前方端点，在此处摘锭60完全地插入直立行R1和来自行R2的且传送到直立行中的植物中。

竖直进料器100包括多个垂直隔开的进料轮150，其具有向后弯曲的尖齿152，尖齿可穿过第一栅格132而进入到从剪切板12前方的位置到与收割区域66向前和稍向外偏离的位置的植物路径136中。如所示，安装了四个轮150，其中每一个均带有六个均匀隔开的尖齿152，轮150可与支承轴106一起围绕轴线100a旋转。第一栅格132包括垂直隔开的面板(图2)，形成了可容纳在其中通过的尖齿的狭槽。相对着各轮150设置了一水平肋160，其比轮稍低且位于路径的相对侧。尖齿的最外端略微与肋160的最内端相重叠，保证在植物被切割且向后和向内移动时尖齿152与行R2中的植物充分地接合。肋160沿朝向下游的方向变窄，并且终止于通常与滚筒54和56的外部相对准的位置(图3)。

滚筒54和56的驱动结构78为传统的结构，其将与收割机10的前进速度基本一致的速度提供给滚筒。然而，切割和进料结构80的附加驱动是通过驱动组件178(图2和4)提供的，它包括由驱动结构78的前滚筒部分驱动的惰轮180。惰轮180驱动第一齿轮182(图4)，第一齿轮又啮合并驱动第二齿轮184。齿轮182驱动第一滑动离合器组件190，其包括与连接在进料器轮的支撑轴106上的从动齿轮196相啮合的主动齿轮192，以使进料器100以与收割机10的前进速度同步的速度旋转。第二齿轮184通过第二滑动离合器组件200与切割器驱动轴110相连，使切割器114以比进料器100大很多的速度旋转。切割器114的转速最好约为进料器100速度的两倍。如所示，当收割机10以典型的前进速度运行时，进料器100将以约200转/分的速度操作，而切割器114以约420转/分的速度旋转。尖齿152的中心部分与第二行R2的中心线对准，并且尖齿的速度略大于前进速度，以保持进料器100的入口区域略微处于所引入的植物之前。在所示实施例中，尖齿152的尖端速度约为前进速度的1.7倍。

弹踢轮结构90(图2和3)包括由行单元的壳体50所支撑的驱动轴210，其可围绕竖直轴线210a旋转。在轴210上连接了一对垂直隔开的弹踢轮212，其可绕轴线210a旋转，各弹踢轮包括四个向后弯曲的尖齿214，其可以通过狭槽插入滚筒54和56之间的压板74中。固定在轴210上端的齿轮218由驱动结构78驱动，其以与收割机10前进速度同步的速度旋转。齿轮的传动比选择成使尖齿214的径向最外部具有比收割机10大很多的前进速度。在尖齿完全插入压板74中时，尖齿214的中心通常与行R1的中心线对准，尖齿的中心部分的速度与收割机的前进速度很接近。然而，尖齿中心的速度仍略大于对地速度，以协助植物材料向后通过区域66。举例来说，已经发现，以约240转/分的速度驱动轮212，从而使尖齿的中心部分以约为收割机10的前进速度的1.1倍的速度向后地移动，可以为保持区域66清洁起很好的辅助作用。

如图4中实线所示，弹踢轮的轴线210位于行R1的与滚筒54和56相对的一侧。在另一实施例中(图3内的虚线)，将弹踢轮90’设置在行R1的滚筒侧并使栅格栏70朝栅格栏72向后延伸，可以得到更紧凑的设置。向后弯曲的尖齿214’通过前栅格栏70的延伸部分70a插入区域66中。

在上文中已经介绍了优选实施例，可以理解，在不脱离由所附权利要求所限定的发明范围的前提下，可对本发明进行各种修改。

Claims (25)

1.一种适于在田野上向前运动以收割横向隔开预定距离或更小的至少第一行和第二行植物的收割机，所述收割机包括宽度大约等于或大于所述预定距离的行单元，所述行单元包括：第一和第二行接收区域；支撑于所述第一行列接收区域附近的竖直收割机滚筒，可从所述第一行植物中采摘农作物；可绕竖直轴线旋转的竖直进料器，其相邻于所述第二行接收区域并位于所述收割机滚筒的前方；和驱动结构，其可使所述竖直进料器以与所述收割机的对地前进速度同步的速度旋转，并逐渐地将所述第二行植物横向地朝向所述第一行植物引导。

2.根据权利要求1所述的收割机，其特征在于，所述收割机包括用于切割所述第二行棉花作物的切割器，所述切割器安装成可围绕所述竖直轴线旋转并与所述驱动结构连接，从而可以大于所述竖直进料器速度的速度旋转。

3.根据权利要求2所述的收割机，其特征在于，所述驱动结构包括可将驱动传给所述竖直进料器的第一滑动离合器和可将驱动传给所述切割器的第二滑动离合器，使得所述进料器和切割器具有分开的驱动保护。

4.根据权利要求1所述的收割机，其特征在于，所述收割机包括栅格结构，其可将所述第二行朝向所述第一行引导，并保持所述第二行不与所述收割机滚筒接触，直至所述第二行基本上与所述第一行接收区域对准为止。

5.根据权利要求1所述的收割机，其特征在于，所述竖直进料器包括垂直隔开的指轮，其具有相对于所述进料器的旋转方向向后弯曲的指形件。

6.根据权利要求1所述的收割机，其特征在于，所述收割机包括支撑于所述竖直进料器附近的进料器栅格结构，所述竖直进料器包括。

7.根据权利要求6所述的收割机，其特征在于，所述收割滚筒包括伸出的摘锭和偏离于所述进料器栅格结构的摘锭栅格，所述摘锭栅格和进料器栅格结构限定了所述第二行植物的侧向延伸的植物路径。

8.根据权利要求7所述的收割机，其特征在于，所述摘锭栅格限制了所述摘锭与所述第二行植物的接触，直至所述第二行植物侧向地移动而与所述第一行植物对准。

9.根据权利要求6所述的收割机，其特征在于，所述收割机还包括位于所述第二行的相对于所述进料器侧的另一侧上的肋结构，以协助保持所述第二行中的植物与所述进料器相接触。

10.一种适于在田野上向前运动以收割横向隔开预定距离或更小的至少第一行和第二行植物的收割机，所述收割机包括宽度大约等于或大于所述预定距离的行单元，所述行单元包括：第一和第二行接收区域；支撑于所述第一行接收区域附近的竖直收割滚筒，可从所述第一行植物中采摘农作物；可绕竖直轴线旋转的竖直进料器，其相邻于所述第二行接收区域并位于所述收割机滚筒之前；可切割所述第二行植物的可驱动的切割器；驱动结构，其可旋转所述竖直进料器并驱动切割器，从而切割所述第二行植物和朝向所述第一行植物横向地引导所述第二行植物；以及限定了所述第二行植物的横向延伸路径的栅格结构，所述栅格结构包括：滚筒栅格，其可将所述第二行植物与所述收割滚筒分开，直到所述第二行侧向移动到所述第一行植物中；和进料器栅格，在所述第二行朝向所述第一行侧向移动时，其可使所述进料器与所述第二行植物相接触。

11.根据权利要求10所述的收割机，其特征在于，所述切割器安装成可围绕所述竖直轴线旋转并与所述驱动结构连接，从而可以大于所述竖直进料器速度的速度旋转。

12.根据权利要求10所述的收割机，其特征在于，所述收割滚筒包括伸入到所述第一行植物中的摘锭，所述栅格结构可保持所述第二行不与所述摘锭接触，直至所述第二行基本上与所述第一行接收区域对准为止。

13.根据权利要求10所述的收割机，其特征在于，所述竖直进料器包括垂直隔开的指轮，其具有相对于所述进料器的旋转方向向后弯曲的指形件。

14.根据权利要求10所述的收割机，其特征在于，所述竖直进料器包括位于所述第二行接收区域附近的可穿过所述栅格结构的指形件，当所述指形件接近所述第一行接收区域时所述指形件可退到所述栅格结构之后，以防止与所述植物材料发生缠绕。

15.根据权利要求14所述的收割机，其特征在于，所述栅格结构包括摘锭栅格和与所述摘锭栅格间隔开的进料器栅格，从而限定了横向延伸的路径。

16.根据权利要求15所述的收割机，其特征在于，所述摘锭栅格限制了所述摘锭与所述第二行植物的接触，直至所述第二行植物侧向地移动而与所述第一行植物对准。

17.根据权利要求10所述的收割机，其特征在于，所述驱动结构使所述竖直进料器的速度与所述收割机的前进速度同步。

18.根据权利要求14所述的收割机，其特征在于，所述收割机包括位于所述收割机滚筒之后的后栅格，以及带有指形件的旋转件，所述指形件穿过向后延伸的栅格，并使所述植物材料从所述第一行接收区域中向后移动。

19.根据权利要求10所述的收割机，其特征在于，所述驱动结构包括可将驱动传给所述竖直进料器的第一滑动离合器和可将驱动传给所述切割器的第二滑动离合器，使得所述进料器和切割器具有分开的驱动保护。

20.根据权利要求10所述的收割机，其特征在于，所述竖直进料器还包括可伸入到所述第二行植物的一侧中的进料器指形件和从所述第二行植物的相对侧的轴线上径向偏离的肋结构，所述肋结构与所述进料器指形件共同地使所述第二行植物保持与所述进料器相接触。进料器指形件共同地使所述第二行植物保持与所述进料器相接触。

21.一种适于在田野上向前运动以收割横向隔开预定距离或更小的第一和第二组棉花作物的收割机，行单元包括：用于分别接收所述第一和第二组的第一和第二植物接收区域；支撑于所述第一植物接收区域附近的竖直摘锭滚筒结构，其包括可伸入到所述第一组棉花作物中以从所述第一组中采摘棉花的摘锭；第一和第二间隔开的引导件，其形成了位于所述第一和第二植物接收区域之间并位于所述摘锭滚筒结构之前的横向延伸路径；位于所述第一引导件之前并可绕竖直轴线旋转的进料器，其包括穿过所述第一引导件而进入到所述路径中的突出部分；用于切割所述第二组植物的可驱动的切割器；可旋转所述竖直进料器并驱动所述切割器从而切割所述第二组植物并朝向所述第一组植物横向地引导所述第二组植物的驱动结构，其中所述摘锭穿过所述第二引导件并进入到所述路径中相邻于所述第一植物接收区域的位置，使得所述第二组植物的横向运动主要由所述竖直进料器实现，并且在所割下的所述第二组植物与所述摘锭充分接触之前发生。

22.根据权利要求21所述的收割机，其特征在于，所述竖直摘锭滚筒结构包括：只在所述第一组植物的一侧间隔排列的第一和第二竖直摘锭滚筒；可围绕所述竖直轴线在所述第一和第二滚筒之间旋转的弹踢器结构；以及与所述收割机的前进速度同步的驱动结构，其与所述摘锭滚筒和所述弹踢器结构相连，从而使所述植物材料通过所述第一植物接收区域向后运动。

23.根据权利要求21所述的收割机，其特征在于，所述弹踢器结构的竖直轴线位于所述第一组植物的所述侧。

24.根据权利要求21所述的收割机，其特征在于，所述第二引导件包括朝向所述进料器延伸的肋，便于所述突出部分与所述第二组植物的接合。

25.根据权利要求21所述的收割机，其特征在于，所述切割器围绕所述竖直轴旋转，所述驱动结构以大于所述竖直进料器的速度旋转。

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