CN213718761U - 棉花秸秆切割打捆收获机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种棉花秸秆切割打捆收获机，包括导向器、剪切装置、捡拾装置、链轮传动装置、机架、切断装置、减速箱和打捆装置。本实用新型在棉花采收结束后进行棉秆切割收获打捆作业，可不对行收割并能将整株棉秆从地表上方2‑5cm处切断，使秸秆收获利用率最大化，采用结构简单、维修方便的偏心摇臂连杆，利用螺旋辊筒实现对棉秆切割前的动态调整，调位弹簧与间隙星型刀的应用进一步提高切割稳定性与刀具寿命，并结合机械与传感器技术，使本实用新型具有适用范围广、结构简单、切割稳定效率高、可调可控等特点。

Description

棉花秸秆切割打捆收获机

技术领域

本实用新型涉及一种棉花秸秆切割打捆收获机，属于农业机械技术领域。

背景技术

我国棉秆资源丰富、产量巨大。根据2019年的统计调查，我国棉花的种植面积达3339.2千公顷，新疆棉花种植面积达2540.5千公顷，棉花秸秆年产量预计达2760万吨。棉花秸秆富含木质纤维素、韧皮纤维、粗蛋白、氮和磷等物质，开发利用潜力可观，是重要的新型能源开发利用原料。国家对环境保护的重视和可再生资源的提质增效利用政策的发布，棉秆资源的收获量将不断提高，各产棉区急需高效率的棉秆收获机械。目前对棉秆的利用有“肥料化、饲料化、燃料化、基料化和原料化”，在收获后利用不同的技术手段对秸秆营养价值与结构改进，如秸秆有机肥、秸秆微饲料、秸秆造纸技术、秸秆发电等。但在实际秸秆应用中对所收获秸秆长度有着不同的需求：有机肥与饲料厂需要的秸秆短小且切碎程度高，而造纸等行业则需要长度较长、完整度较好的秸秆，所以有针对性地按需收获是未来趋势之一。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种棉花秸秆切割打捆收获机，实现对田间棉秆剪切、切断及打捆收获，作业深度由限深轮调控，利用动刀与定刀的剪切实现棉秆根茎分离，剪切刀距离地面为2-5cm，实现棉秆收获利用最大化；切断装置设计有弹性切割机构，能有效提高刀具耐用程度并间接提高作业效率；打捆装置采用机械结构与传感器相结合方案，实现半自动控制。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种棉花秸秆切割打捆收获机，包括导向器1、剪切装置2、捡拾装置4、链轮传动装置5、机架7、切断装置8、减速箱9和打捆装置 11。

所述导向器1包括导向转轴和多排等间距地固接在导向转轴上的梳齿排，所述导向转轴的两端分别通过轴承安装在机架7的左右侧板的前端，所述梳齿排对杂乱的棉秆进行梳理。

所述剪切装置2位于导向器1的下方；所述剪切装置2包括定刀 19、动刀20、支撑护杆21、滑动板22和偏心摇臂连杆17；所述支撑护杆21的两端分别固接在机架7的左右侧板上，所述滑动板22可左右往复滑动地安装在支撑护杆21上，多个定刀19等间距地固接在支撑护杆21的前端，多个与定刀19一一对应的动刀20等间距地固接在滑动板22的前端；所述滑动板22的一端与偏心摇臂连杆17连接；减速箱9通过链轮传动装置5将动力传递给偏心摇臂连杆17，偏心摇臂连杆17将转动转变为往复摆动运动，带动滑动板22在支撑护杆21上左右往复滑动，进而实现动刀20和定刀19对棉秆的剪切。

所述捡拾装置4包括拨秆轮23、承接底板25和螺旋辊筒6；所述拨秆轮23位于导向器1和剪切装置2的后方，拨秆轮23的拨秆轴26 的两端分别通过轴承安装在机架7的左右侧板上，拨秆轮23的轮体表面上分布有多个用于将棉秆向后方输送的拨秆齿24；所述承接底板25 设置在拨秆轮23的后方的中部，两个螺旋辊筒6分别设置在拨秆轮23 的后方的左右两侧，并安装在机架7的左右侧板上，用于将两侧的棉秆聚拢至承接底板25上；所述减速箱9通过链轮传动装置5将动力传递给拨秆轴26和螺旋辊筒6。

所述切断装置8位于捡拾装置4的后方，切断装置8包括调位弹簧27、齿刀调节轴28、齿刀29、间隙星型刀30、齿刀刀轴31和星型刀刀轴32；由下至上依次布置的齿刀调节轴28、齿刀刀轴31和星型刀刀轴32的两端分别通过轴承安装在机架7的左右侧板上；多个间隙星型刀30等间距地固接在星型刀刀轴32上，多个齿刀29等间距地固接在齿刀刀轴31上，多个与齿刀29一一对应连接的调位弹簧27固接在齿刀调节轴28上；所述减速箱9通过链轮传动装置5将动力传递给星型刀刀轴32。

所述间隙星型刀30由两片形状相同、并列且间隔一定距离设置的四角星刀组成，每个齿刀29与一个间隙星型刀30的两个四角星刀之间的间隙相对应，两片四角星刀之间的间隙宽度大于齿刀29的厚度，使得齿刀29能够从两片四角星刀之间的间隙中通过，以完成棉秆剪切。

所述打捆装置11位于切断装置8的后方，打捆装置11包括输送装置10、打捆辊筒33和液压缸15；多个安装在机架7的左右侧板上的打捆辊筒33构成一圆柱形打捆空间；所述输送装置10位于该打捆空间的入口与切断装置8之间；所述打捆空间对应的机架7的左右侧板为通过液压缸15控制开启和关闭开合结构，并将多个打捆辊筒33 分为前部辊筒和后部辊筒，所述减速箱9通过链轮传动装置5将动力传递给各打捆辊筒33，驱动前部辊筒和后部辊筒反向转动。

相邻的定刀19之间的间隔距离为4cm。

所述机架7的左右侧板的前端各设有一限深轮18，用来控制剪切装置2的定刀19和动刀20与地表之间的距离，所述距离为2-5cm。

所述定刀19与水平面的夹角α为5-10°。

各间隙星型刀30之间通过压环固定间隔距离。

所述星型刀刀轴32上的多个间隙星型刀30呈螺旋排列，相邻的两个间隙星型刀30的交错角β为120°～130°。

根据不同的收获要求，通过断开或连接调位弹簧27与齿刀29，调整参与切割的齿刀29的数量，实现秸秆切断长度控制。

所述打捆辊筒33上设有压力传感器12，用于监测秸秆捆对打捆辊筒33的压力。

所述机架7的左右侧板的开合结构处设有位移传感器14，用于监测开合大小。

所述机架7的前部设有与拖拉机连接的牵引架3，后部设有行走轮 16。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、现有秸秆收获机械主要针对小麦、玉米等木质化程度相对较低的秸秆，而对于木质化程度较高的棉花秸秆收获机型不多，集剪切、切断和压缩打捆为一体的机型则少之又少。棉秆剪切所需剪切力较大，针对小麦等的秸秆收获机无法满足棉秆需求。为此结合实际棉秆茎粗与现有种植农艺设计了新型剪切装置，利用偏心摇臂连杆带动滑动板左右滑动，实现动刀与定刀的剪切作业，结构简单，维修更加方便，可靠性与稳定性提高；结合限深轮使剪切刀能够距地表2-5cm作业实现棉秆可收获长度的最大化。该机对棉田适用性广，效率更高。

2、本实用新型用螺旋辊筒实现对棉秆的整理与压缩，使棉秆便于切断；螺旋辊筒的转动将两侧捡拾的棉秆向中间传递，同时其螺旋转动使去顶后蓬松的棉秆倾斜扭转，秸秆自身的长度与硬度使其在倾斜转动时能够保有一定长度处于悬空，这段悬空秸秆的转动可以辅助将中间位置收获的秸秆平放压缩整理，促使中间切断区秸秆铺放水平且处于一定的压实状态。

3、本实用新型利用间隙星型刀与齿刀的交错作用完成棉秆的切断，调位弹簧可控制齿刀作业数量，同时利用弹簧的缓冲作用使切割稳定，刀具使用时间加长；通过控制齿刀的工作数量可动态调整秸秆切断长度以应对不同的收获要求。间隙星型刀为螺旋排列，可以有效缓解切割秸秆的冲击力和冲击力矩。

4、本实用新型的打捆装置由动力输入轮来提供动力实现转动压缩，传送带输送的秸秆起初堆积在打捆装置的下部，随着输入打捆装置内棉秆数量的增多，堆积在打捆装置底部的棉秆在辊筒带动下打滚转动，在自身重力的影响下覆压从输送装置输入的新棉秆，这样持续地打滚如滚雪球一样将棉秆打捆。当松散的棉秆充满整个打捆装置时，棉秆的持续输入以及辊筒的不断转动，可以将松散的棉秆由外向内一点点压实，形成一个外紧内松棉秆捆，当压缩压力达到辊筒上压力传感器预设上限值时，压力报警器响起，驾驶员通过液压缸将打捆装置后舱门支起，排出棉花秸秆捆。借用位移传感器来判断开合是否达到排出要求，并在开合满足要求后一定时间后关闭舱门，如此循环，实现棉花秸秆的收获打包。打捆棉秆紧实度可控，不同的压力预设可实现特定需求的打捆作业，既能实现棉秆高密度变形压缩，也能实现棉秆的原型压缩，以适用多种后期加工需求。

本实用新型以棉花秸秆为对象，实现对棉田棉秆剪切后切断打捆的收获作业，剪切部分利用限深轮对距地表2-5cm的秸秆进行近地表剪切，实现秸秆资源收获利用最大化；螺旋辊筒的扭转整理辅助切断装置的高效切割，切断装置利用调位弹簧控制齿刀作业数量实现不同棉秆长度的获取，同时齿刀的调位弹簧和间隙星型刀的螺旋排列方式，可以有效减少冲击力和冲击扭矩，刀具使用寿命有效加长，作业效率显著提高；打捆装置采用机械与传感器相结合的模式，安全稳定，实现半自动化，促进作业效率。

附图说明

图1为本实用新型棉花秸秆切割打捆收获机的结构示意图一；

图2为本实用新型棉花秸秆切割打捆收获机的结构示意图二；

图3为导向器1的结构示意图；

图4a为剪切装置2的结构示意图一；

图4b为剪切装置2的结构示意图二；

图4c为定刀19与水平方向夹角示意图；

图5为捡拾装置4的结构示意图；

图6a为切断装置8的结构示意图；

图6b为间隙星型刀30的结构示意图；

图7为打捆装置11的结构示意图。

其中的附图标记为：

1导向器 2剪切装置

3牵引架 4捡拾装置

5传动装置 6螺旋辊筒

7机架 8切断装置

9减速箱 10输送装置

11打捆装置 12压力传感器

14位移传感器

15液压缸 16行走轮

17偏向摇臂连杆 18限深轮

19定刀 20动刀

21支撑护杆 22滑动板

23拨秆轮 24拨秆齿

25承接底板 26拨秆轴

27调位弹簧 28齿刀调节轴

29齿刀 30间隙星型刀

31齿刀刀轴 32星型刀刀轴

33打捆辊筒

α定刀18与水平面的夹角

β相邻的两个间隙星型刀30在星型刀刀轴32的轴向的交错角

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明。

如图1和图2所示，一种棉花秸秆切割打捆收获机，包括导向器1、剪切装置2、捡拾装置4、链轮传动装置5、机架7、切断装置8、减速箱9和打捆装置11。所述机架7上设有与拖拉机连接的牵引架3。

如图3所示，所述导向器1包括导向转轴和多排等间距地固接在导向转轴上的梳齿排，所述导向转轴的两端分别通过轴承安装在机架7 的左右侧板的前端，所述梳齿排对杂乱的棉秆进行梳理。

所述剪切装置2位于导向器1的下方。如图4a和图4b所示，所述剪切装置2包括定刀19、动刀20、支撑护杆21、滑动板22和偏心摇臂连杆17；所述支撑护杆21的两端分别固接在机架7的左右侧板上，所述滑动板22可左右往复滑动地安装在支撑护杆21上，多个定刀19等间距地固接在支撑护杆21的前端，多个与定刀19一一对应的动刀 20等间距地固接在滑动板22的前端；所述滑动板22的一端与偏心摇臂连杆17连接；减速箱9通过链轮传动装置5将动力传递给偏心摇臂连杆17，偏心摇臂连杆17将转动转变为往复摆动运动，带动滑动板22在支撑护杆21上左右往复滑动，进而实现动刀20和定刀19对棉秆的剪切。

根据实际棉花密植农艺与实际棉花茎粗，相邻的定刀19之间的间隔距离为4cm。

所述机架7的左右侧板的前端各设有一限深轮18，用来控制剪切装置2的定刀19和动刀20与地表之间的距离，所述距离优选为2-5cm。所述机架7的后部设有行走轮16。

如图4c所示，所述定刀19与水平面的夹角α为5-10°。

如图5所示，所述捡拾装置4包括拨秆轮23、承接底板25和螺旋辊筒6；所述拨秆轮23位于导向器1和剪切装置2的后方，拨秆轮23 的拨秆轴26的两端分别通过轴承安装在机架7的左右侧板上，拨秆轮 23的轮体表面上分布有多个用于将棉秆向后方输送的拨秆齿24。所述承接底板25设置在拨秆轮23的后方的中部，两个螺旋辊筒6分别设置在拨秆轮23的后方的左右两侧，并安装在机架7的左右侧板上，用于将两侧的棉秆聚拢至承接底板25上。所述减速箱9通过链轮传动装置5将动力传递给拨秆轴26和螺旋辊筒6。

如图6a所示，所述切断装置8位于捡拾装置4的后方，切断装置 8包括调位弹簧27、齿刀调节轴28、齿刀29、间隙星型刀30、齿刀刀轴31和星型刀刀轴32；由下至上依次布置的齿刀调节轴28、齿刀刀轴31和星型刀刀轴32的两端分别通过轴承安装在机架7的左右侧板上；多个间隙星型刀30等间距地固接在星型刀刀轴32上，多个齿刀 29等间距地固接在齿刀刀轴31上，多个与齿刀29一一对应连接的调位弹簧27固接在齿刀调节轴28上。所述减速箱9通过链轮传动装置5 将动力传递给星型刀刀轴32。

所述间隙星型刀30由两片形状相同、并列且间隔一定距离设置的四角星刀组成，每个齿刀29与一个间隙星型刀30的两个四角星刀之间的间隙相对应，两片四角星刀之间的间隙宽度略大于齿刀29的厚度，使得齿刀29能够从两片四角星刀之间的间隙中通过，以完成棉秆剪切。

各间隙星型刀30之间通过压环固定间隔距离。

如图6b所示，所述星型刀刀轴32上的多个间隙星型刀30呈螺旋排列，相邻的两个间隙星型刀30的交错角β为120°～130°。

根据不同的收获要求，通过断开或连接调位弹簧27与齿刀29，调整参与切割的齿刀29的数量，实现秸秆切断长度控制。

间隙星型刀30随星型刀刀轴32转动，间隙星型刀30的两个四角星刀与齿刀29相互作用产生切割力，切断棉秆；调位弹簧27的缓冲作用使切割稳定，刀具使用时间加长；螺旋排列的间隙星型刀30，也可以有效缓解切割秸秆的冲击力和冲击力矩。

如图7所示，所述打捆装置11位于切断装置8的后方，打捆装置 11包括输送装置10、打捆辊筒33和液压缸15。多个安装在机架7的左右侧板上的打捆辊筒33构成一圆柱形打捆空间；所述输送装置10 位于该打捆空间的入口与切断装置8之间，将切断装置8切碎的棉秆输送至打捆空间内。所述打捆空间对应的机架7的左右侧板为通过液压缸15控制开启和关闭开合结构，并将多个打捆辊筒33分为前部辊筒和后部辊筒，所述减速箱9通过链轮传动装置5将动力传递给各打捆辊筒33，驱动前部辊筒和后部辊筒反向转动。

所述打捆辊筒33上设有压力传感器12，用于监测秸秆捆对打捆辊筒33的压力。所述机架7的左右侧板的开合结构处设有位移传感器14，用于监测开合大小。

本实用新型的工作过程如下：

机具作业时，首先由位于最前端的导向器1和剪切装置2在捡拾装置4的协同作业下对棉花秸秆进行引导和剪切，其结构简单，维修方便，可靠性与稳定性提高；结合限深轮18使剪切刀能够距地表2-5cm 作业实现棉秆可收获长度的最大化。同时旋转着的捡拾装置4将剪切下来的棉秆抛向切断区域，接着螺旋辊筒6将两侧棉秆向中间传递，其螺旋转动使去顶后冠重秆轻的棉秆倾斜扭转，秸秆自身的长度与硬度使其在倾斜扭转时依旧能够保有一定长度秸秆悬空，这段悬空秸秆的转动则进一步将中间位置收获的竖直秸秆打平和扭转整理，促使中间切断区秸秆铺放水平且压实；其次，棉秆在间隙星型刀30与齿刀29 配合下完成切断作业，通过调位弹簧27对齿刀29的固定作用实现对齿刀29实际作业数量的控制，有弹簧控制的齿刀29才可以完成切断工作，无弹簧控制则失去切断作用，弹簧的缓冲作用使切割稳定，刀具使用时间加长；通过控制齿刀的工作数量可动态调整秸秆切断长度以应对不同的收获要求，间隙星型刀30为螺旋排列，可以有效缓解切割秸秆的冲击力和冲击力矩。最后，输送装置10将切断的棉秆送至打捆装置11的打捆空间内，随着输入打捆空间内棉秆数量的增多，堆积在打捆空间底部的棉秆在打捆辊筒33带动下打滚转动，在自身重力的影响下覆压从输送装置10输入的新棉秆，这样持续的打滚如滚雪球一样将棉秆打捆。当松散的棉秆充满整个打捆空间时，棉秆的持续输入以及打捆辊筒33的不断转动，将松散的棉秆由外向内一点点压实，形成一个外紧内松棉秆捆，当压缩压力达到打捆辊筒33上的压力传感器 12预设上限值时，驾驶舱内报警器响起，驾驶员通过控制液压缸15将机架7的左右侧板的开合结构开启，排出棉花秸秆捆，同时凭借位移传感器14来判断开合是否达到排出要求，并在一定时间后关闭开合结构。如此循环，实现棉花秸秆剪切打捆收获机的收获打包。打捆棉秆紧实度可控，不同的压力预设可实现特定需求的打捆作业，既能实现棉秆高密度变形压缩，也能实现棉秆的原型压缩，以适用多种后期加工需求。

Claims (10)

1.一种棉花秸秆切割打捆收获机，其特征在于，包括导向器(1)、剪切装置(2)、捡拾装置(4)、链轮传动装置(5)、机架(7)、切断装置(8)、减速箱(9)和打捆装置(11)；

所述导向器(1)包括导向转轴和多排等间距地固接在导向转轴上的梳齿排，所述导向转轴的两端分别通过轴承安装在机架(7)的左右侧板的前端，所述梳齿排对杂乱的棉秆进行梳理；

所述剪切装置(2)位于导向器(1)的下方；所述剪切装置(2)包括定刀(19)、动刀(20)、支撑护杆(21)、滑动板(22)和偏心摇臂连杆(17)；所述支撑护杆(21)的两端分别固接在机架(7)的左右侧板上，所述滑动板(22)可左右往复滑动地安装在支撑护杆(21)上，多个定刀(19)等间距地固接在支撑护杆(21)的前端，多个与定刀(19)一一对应的动刀(20)等间距地固接在滑动板(22)的前端；所述滑动板(22)的一端与偏心摇臂连杆(17)连接；减速箱(9)通过链轮传动装置(5)将动力传递给偏心摇臂连杆(17)，偏心摇臂连杆(17)将转动转变为往复摆动运动，带动滑动板(22)在支撑护杆(21)上左右往复滑动，进而实现动刀(20)和定刀(19)对棉秆的剪切；

所述捡拾装置(4)包括拨秆轮(23)、承接底板(25)和螺旋辊筒(6)；所述拨秆轮(23)位于导向器(1)和剪切装置(2)的后方，拨秆轮(23)的拨秆轴(26)的两端分别通过轴承安装在机架(7)的左右侧板上，拨秆轮(23)的轮体表面上分布有多个用于将棉秆向后方输送的拨秆齿(24)；所述承接底板(25)设置在拨秆轮(23)的后方的中部，两个螺旋辊筒(6)分别设置在拨秆轮(23)的后方的左右两侧，并安装在机架(7)的左右侧板上，用于将两侧的棉秆聚拢至承接底板(25)上；所述减速箱(9)通过链轮传动装置(5)将动力传递给拨秆轴(26)和螺旋辊筒(6)；

所述切断装置(8)位于捡拾装置(4)的后方，切断装置(8)包括调位弹簧(27)、齿刀调节轴(28)、齿刀(29)、间隙星型刀(30)、齿刀刀轴(31)和星型刀刀轴(32)；由下至上依次布置的齿刀调节轴(28)、齿刀刀轴(31)和星型刀刀轴(32)的两端分别通过轴承安装在机架(7)的左右侧板上；多个间隙星型刀(30)等间距地固接在星型刀刀轴(32)上，多个齿刀(29)等间距地固接在齿刀刀轴(31)上，多个与齿刀(29)一一对应连接的调位弹簧(27)固接在齿刀调节轴(28)上；所述减速箱(9)通过链轮传动装置(5)将动力传递给星型刀刀轴(32)；

所述间隙星型刀(30)由两片形状相同、并列且间隔一定距离设置的四角星刀组成，每个齿刀(29)与一个间隙星型刀(30)的两个四角星刀之间的间隙相对应，两片四角星刀之间的间隙宽度大于齿刀(29)的厚度，使得齿刀(29)能够从两片四角星刀之间的间隙中通过，以完成棉秆剪切；

所述打捆装置(11)位于切断装置(8)的后方，打捆装置(11)包括输送装置(10)、打捆辊筒(33)和液压缸(15)；多个安装在机架(7)的左右侧板上的打捆辊筒(33)构成一圆柱形打捆空间；所述输送装置(10)位于该打捆空间的入口与切断装置(8)之间；所述打捆空间对应的机架(7)的左右侧板为通过液压缸(15)控制开启和关闭开合结构，并将多个打捆辊筒(33)分为前部辊筒和后部辊筒，所述减速箱(9)通过链轮传动装置(5)将动力传递给各打捆辊筒(33)，驱动前部辊筒和后部辊筒反向转动。

2.根据权利要求1所述的棉花秸秆切割打捆收获机，其特征在于，相邻的定刀(19)之间的间隔距离为4cm。

3.根据权利要求1所述的棉花秸秆切割打捆收获机，其特征在于，所述机架(7)的左右侧板的前端各设有一限深轮(18)，用来控制剪切装置(2)的定刀(19)和动刀(20)与地表之间的距离，所述距离为2-5cm。

4.根据权利要求1所述的棉花秸秆切割打捆收获机，其特征在于，所述定刀(19)与水平面的夹角α为5-10°。

5.根据权利要求1所述的棉花秸秆切割打捆收获机，其特征在于，各间隙星型刀(30)之间通过压环固定间隔距离。

6.根据权利要求1所述的棉花秸秆切割打捆收获机，其特征在于，所述星型刀刀轴(32)上的多个间隙星型刀(30)呈螺旋排列，相邻的两个间隙星型刀(30)的交错角β为120°～130°。

7.根据权利要求1所述的棉花秸秆切割打捆收获机，其特征在于，根据不同的收获要求，通过断开或连接调位弹簧(27)与齿刀(29)，调整参与切割的齿刀(29)的数量，实现秸秆切断长度控制。

8.根据权利要求1所述的棉花秸秆切割打捆收获机，其特征在于，所述打捆辊筒(33)上设有压力传感器(12)，用于监测秸秆捆对打捆辊筒(33)的压力。

9.根据权利要求1所述的棉花秸秆切割打捆收获机，其特征在于，所述机架(7)的左右侧板的开合结构处设有位移传感器(14)，用于监测开合大小。

10.根据权利要求1所述的棉花秸秆切割打捆收获机，其特征在于，所述机架(7)的前部设有与拖拉机连接的牵引架(3)。

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