采棉头及具有该采棉头的梳齿选收式采棉机

摘要

一种采棉头及具有该采棉头的梳齿选收式采棉机，采棉头包括采棉头箱体以及设于采棉头箱体上采棉通道，采棉通道的两侧分别装设有摘棉组件，各摘棉组件的下方均设有落棉槽，采棉通道中设有用于将棉铃向两侧的摘棉组件梳理的梳齿装置，采棉头箱体的前端还设有两个分设于采棉通道两侧的扶禾器；具有采净率高、落地棉量少、枝叶等杂质的含量低、采棉效果好等优点。采棉机包括行走底盘，行走底盘上设有人工集棉操作平台、两个采棉头以及用于将采棉头采摘的棉花输送至人工集棉操作平台的输送装置，采棉头为上述的采棉头，两个采棉头分别装设于行走底盘前端的两侧；具有体型小，功率消耗低，生产、购置和维护成本较低，操作运行灵活等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及农用机械技术领域，具体涉及一种采棉头及具有该采棉头的梳齿选收式采棉机。

背景技术

我国是一个棉花生产大国，棉花的种植主要分布在西北内陆地区、黄河流域和长江流域。传统的棉花种植模式，棉花的采收工作只能由人工来完成，人工采收作业劳动强度大、工作效率低、采收的成本高，以及由于雨水天气的不及时采收，导致棉花发霉，造成棉花产量大大下降。随着近些年来农业机械的发展以及国家扶农政策的推广，国内市场上先后出现了多种棉花采摘机，但是大部分都是依赖进口。市场上占主导地位的水平摘锭式采棉机体型相当庞大、操作极为不便、结构复杂和能耗大、购买和维修成本高，而且关键零部件使用寿命不理想；该采棉机对棉花的品种（品种特点：棉株矮和细）和排列方式（行距）要求严格，不适用于传统的棉花种植模式，而且采收前还需要对棉株喷洒催熟剂和落叶剂，工作时落地棉率和枝叶等杂质含量较高，必须使用配套清花系统对其进行清理。水平摘锭式采棉机由于上述特点，一般个体农户甚至小农场主对其敬而远之。

目前，在国内三大棉花种植区中，西北内陆植棉区的采棉工作基本依赖外地的拾棉工，只有新疆建设兵团引进了机采棉，黄河流域植棉区的机采棉技术还处于初步的推广阶段，而长江流域植棉区，尤其是湖南的植棉区，大部分植棉区位于东南丘陵地带，耕地多以小田块和梯田为主，机采棉技术还处于一片空白，市场上还没有一种价格便宜、适合南方植棉区种植模式的小型梳齿选收式采棉机。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种采棉头及具有该采棉头的梳齿选收式采棉机，该采棉头具有采净率高、落地棉量少、枝叶等杂质的含量低、采棉效果好的优点，该梳齿选收式采棉机进一步具有体型小，功率消耗低，生产、购置和维护成本较低，操作运行灵活的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种采棉头，包括采棉头箱体以及设于采棉头箱体上用于使棉株通过的采棉通道，所述采棉通道的两侧分别装设有摘棉组件，各摘棉组件的下方均设有用于承接棉花的落棉槽，所述采棉通道中设有用于将棉铃向两侧的摘棉组件梳理的梳齿装置，所述采棉头箱体的前端还设有两个分设于采棉通道两侧的扶禾器。

上述的采棉头，优选的，所述梳齿装置为装设于采棉头箱体上的两排水平间隔布置的齿排，各齿排包含多根沿竖直方向间隔布置的梳齿。

上述的采棉头，优选的，所述梳齿自采棉通道的后端向前端倾斜向下延伸，且任意一排齿排的梳齿靠近采棉通道前端的一段朝另一排齿排的方向弯折延伸。

上述的采棉头，优选的，所述采棉头箱体上对应每一排齿排均装设有两根竖直布置的导向轴，各齿排的梳齿通过位置调节机构可沿导向轴调整安装位置的装设于两根导向轴上；所述位置调节机构包括滑块和锁紧螺钉，所述梳齿装设于滑块上，所述滑块对应每一根导向轴均设有两个间隔设置的弹性夹紧部，两个弹性夹紧部之间形成一开槽，所述开槽的底部设有套设于相应导向轴上的导向孔，所述锁紧螺钉连接两个弹性夹紧部并使两个弹性夹紧部夹紧所述导向轴。

上述的采棉头，优选的，所述摘棉组件包括由上至下依次间隔装设于采棉头箱体上的顶部转轴、中间转轴和底部转轴，所述顶部转轴与中间转轴之间、所述中间转轴与底部转轴之间均设有多个沿轴向依次间隔设置的链式摘棉机构，各链式摘棉机构包括装设于中间转轴上的双排大链轮、装设于顶部转轴或中间转轴上的双排小链轮以及配合绕设于双排大链轮和双排小链轮上的双排带耳链条，所述双排带耳链条的两侧通过紧固件可拆卸的安装有多个间隔布置的齿形摘锭；所述摘棉组件还包括用于与动力装置连接以驱动顶部转轴、中间转轴和底部转轴转动的动力输入机构以及用于使棉花从齿形摘锭上脱离的脱棉机构。

上述的采棉头，优选的，所述双排大链轮的直径大于双排小链轮的直径。

上述的采棉头，优选的，所述顶部转轴和中间转轴之间靠近采棉通道后端的一侧还装设有末端摘棉机构，所述末端摘棉机构包括可转动装设于顶部转轴上的非标准双排链轮、固定装设于中间转轴上的双排小链轮以及绕设于非标准双排链轮和双排小链轮上的双排带耳链条，各双排带耳链条的两侧通过紧固件可拆卸的安装有多个间隔布置的齿形摘锭；所述非标准双排链轮的直径大于双排小链轮的直径。

上述的采棉头，优选的，所述顶部转轴与中间转轴之间以及中间转轴与底部转轴之间分别设有一脱棉机构，所述脱棉机构包括穿设于各双排带耳链条中的驱动轴，所述驱动轴通过带轮传动机构与顶部转轴、中间转轴和底部转轴中的任意一根相连，所述驱动轴上对应于各双排带耳链条分别设有两个分设于双排带耳链条两侧的脱棉盘；所述脱棉盘包括圆形的盘体，所述盘体靠近对应双排带耳链条一侧的侧面上设有多个凸起。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种梳齿选收式采棉机，包括行走底盘，所述行走底盘上设有人工集棉操作平台、两个采棉头以及用于将采棉头采摘的棉花输送至人工集棉操作平台的输送装置，所述采棉头为上述的采棉头，两个采棉头分别装设于行走底盘前端的两侧。

上述的采棉机，优选的，所述输送装置包括与落棉槽连接并延伸至人工集棉操作平台的输送管以及用于在输送管内形成负压使棉花向人工集棉操作平台输送的风机；所述行走底盘上装设有一可升降的托架，两个采棉头在水平方向上可调节间距的安装于所述托架上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的采棉头在工作时，通过扶禾器将倒伏或者偏离的棉株扶正在梳齿装置中间，梳齿装置将棉铃向采棉通道两侧的摘棉组件梳理，再由采棉通道两侧的摘棉组件进行采收，经过梳理后的棉铃容易被采摘干净，提高了采净率，减少了落地棉量，并降低枝叶等杂质的含量，使采棉效果得到了大大提高。进一步的，梳齿装置中两排齿排的梳齿自采棉头箱体的后端向前端倾斜向下延伸，且任意一排齿排的梳齿靠近延伸端的一段朝另一排齿排的方向弯折延伸，一方面，梳齿的前端弯折段可将棉株的主茎和长有棉铃的分支有效分开并将棉铃向两侧推挤，另一方面，随着采棉头的前行，位于棉株分支上的棉铃沿着梳齿表面运动，梳齿又可将棉铃提升，直至棉铃刚好卡在或者将要卡在两梳齿之间，便于两侧的摘棉组件进行棉花采收，进而能够提高采净率、降低枝叶等杂质含量，提高采收效果。并且工作时使摘锭不与棉株的主茎干接触，其材料要求与水平式采棉机相比较低，使用寿命较长。进一步的，摘棉组件采用链式摘棉机构，链式摘棉机构工作时双排带耳链条带着齿形摘锭绕各转轴转动，齿形摘锭在竖直平面内做提升运动时能够快速高效的进行棉花采摘，其摘棉干净、效果好，该链式摘棉机构的结构简单、制作成本低、便于拆卸和更换，且利于调整适应不同的工况。

本发明的梳齿选收式采棉机由于采用了上述采棉头，因此也具备上述相应的优点。同时，该梳齿选收式采棉机与传统的梳齿式采棉机也不同，是一种小型选收式的采棉机，体型小，功率消耗低，生产、购置和维护成本较低，操作运行灵活，棉花收集装袋后可以直接卸下，便于个体农户之间区分和运输，特别适合以小田块为主的南方植棉地区的棉花采收。

附图说明

图1为本发明采棉头的立体结构示意图。

图2为本发明采棉头的俯视结构示意图。

图3为本发明采棉头中梳齿装置的立体结构示意图。

图4为本发明采棉头中摘棉组件的局部立体结构示意图。

图5为本发明采棉头中双排带耳链条的立体结构示意图。

图6为本发明采棉头中脱棉机构的立体结构示意图。

图7为本发明采棉头中非标准双排链轮的剖视结构示意图。

图8为本发明采棉头中非标准双排链轮的立体结构示意图。

图9为本发明梳齿选收式采棉机的主视结构示意图。

图10为本发明梳齿选收式采棉机中输送管的立体结构示意图。

图例说明：

1、采棉头箱体；101、采棉通道；2、摘棉组件；21、顶部转轴；22、中间转轴；23、底部转轴；24、链式摘棉机构；241、双排大链轮；242、双排小链轮；243、双排带耳链条；244、齿形摘锭；245、非标准双排链轮；246、轴承；25、脱棉机构；251、驱动轴；252、脱棉盘；2521、盘体；2522、凸起；26、第一传动轴；27、第二传动轴；28、带轮传动机构；29、万向节；3、落棉槽；4、梳齿装置；41、梳齿；42、导向轴；43、滑块；431、弹性夹紧部；44、锁紧螺钉；5、扶禾器；6、行走底盘；7、人工集棉操作平台；8、输送装置；81、输送管；811、主管；812、支管；82、风机；9、托架。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明的采棉头，包括采棉头箱体1以及设于采棉头箱体1上用于使棉株通过的采棉通道101，采棉通道101为一朝下开口且前后贯通采棉头箱体1的槽，采棉通道101的两侧分别装设有摘棉组件2，各摘棉组件2的后下方均设有用于承接棉花的落棉槽3，采棉通道101中设有用于将棉铃向两侧的摘棉组件2梳理的梳齿装置4，采棉头箱体1的前端（沿棉株通过的方向，棉株进入采棉通道101的一端为前端）还设有两个分设于采棉通道101两侧的扶禾器5。在工作时，扶禾器5将倒伏或者偏离的棉株扶正，使棉株保持竖直分布在梳齿装置4中间，梳齿装置4夹持棉铃并随着采棉头的前行将棉铃向两侧梳理至适合摘棉组件2采摘的位置，再由摘棉组件2进行采收，通过控制梳齿装置4的梳理作用，可保证棉铃被采摘干净，提高了采净率，减少了落地棉量，并降低枝叶等杂质的含量，使采棉效果得到了大大提高。

本实施例中，梳齿装置4为装设于采棉头箱体1上的两排水平间隔布置的齿排，各齿排包含多根沿竖直方向间隔布置的梳齿41，各梳齿41为空心圆杆。梳齿41自采棉通道101的后端向前端倾斜向下延伸，且任意一排齿排的梳齿41靠近采棉通道101前端的一段朝另一排齿排的方向弯折延伸，也即各梳齿41靠近延伸端的一段均向采棉通道101的中间弯折延伸，如图3所示，梳齿41自采棉通道101的后端向前端倾斜向下延伸的倾斜角度为（180°-α），该倾斜角度也即梳齿41与水平面之间的角度，优选为6°~12°；梳齿41靠近延伸端的一段的弯折角度为（180°-β），该弯折角度也即弯折段与竖直面之间的角度，优选为4°~7°。该梳齿装置4中两排齿排的梳齿41自采棉头箱体1的后端向前端倾斜向下延伸，且任意一排齿排的梳齿41靠近延伸端的一段朝另一排齿排的方向弯折延伸，一方面，梳齿41的前端弯折段可将棉株的主茎干和长有棉铃的分支有效分开并向两侧推挤，另一方面，随着采棉头的前行，位于棉株分支上的棉铃沿着梳齿41表面运动，梳齿41又可将棉铃提升，直至棉铃刚好卡在或者将要卡在两梳齿41之间，便于两侧的摘棉组件2进行棉花采收，进而能够提高采净率、降低枝叶等杂质含量，提高采收效果。并且工作时梳齿41不与棉株的主茎干接触，其材料要求与水平式采棉机相比较低，使用寿命较长。

本实施例中，采棉头箱体1上对应每一排齿排均装设有两根竖直布置的导向轴42，各齿排的梳齿41通过位置调节机构可沿导向轴42调整安装位置的装设于两根导向轴42上；位置调节机构包括滑块43和锁紧螺钉44，梳齿41装设于滑块43的前端，滑块43对应每一根导向轴42均设有两个间隔设置的弹性夹紧部431，两个弹性夹紧部431之间形成一开槽，开槽的底部设有套设于相应导向轴42上的导向孔，锁紧螺钉44连接两个弹性夹紧部431，锁紧螺钉44使两个弹性夹紧部431相互靠近夹紧导向轴42，使滑块43和梳齿41相对于导向轴42保持固定，松开锁紧螺钉44解除弹性夹紧部431的夹紧作用，可使滑块43沿导向轴42滑动，进而调整梳齿41的安装位置，该种结构不仅拆装方便，便于梳齿41的更换，并且可调节梳齿41之间的间距来满足不同工况下梳理棉铃的要求。上述梳齿41具体可安装在滑块43的开槽内，在该开槽两侧的弹性夹紧部431上设有与梳齿41贴合的弧面，再采用穿设安装在梳齿41和两个弹性夹紧部431之间的螺钉将梳齿41固定。

本实施例中，如图4和图5所示，摘棉组件2包括由上至下依次间隔装设于采棉头箱体1上的顶部转轴21、中间转轴22和底部转轴23，顶部转轴21、中间转轴22和底部转轴23的轴线均沿采棉通道101的前后方向水平布置，顶部转轴21与中间转轴22之间、中间转轴22与底部转轴23之间均设有三个沿轴向依次间隔设置的链式摘棉机构24，各链式摘棉机构24包括装设于中间转轴22上的双排大链轮241、装设于顶部转轴21或中间转轴22上的双排小链轮242以及配合绕设于双排大链轮241和双排小链轮242上的双排带耳链条243，双排带耳链条243的两侧通过紧固件可拆卸的安装有多个间隔布置的齿形摘锭244；具体是，中间转轴22上设有六个双排大链轮241，顶部转轴21和底部转轴23上分别设有三个双排小链轮242，其中，中间转轴22上的三个双排大链轮241通过三条双排带耳链条243与顶部转轴21上的三个双排小链轮242配合，中间转轴22上的另外三个双排大链轮241通过三条双排带耳链条243与底部转轴23上的三个双排小链轮242配合，顶部转轴21、中间转轴22和底部转轴23通过链式摘棉机构24的作用实现联动。摘棉组件2还包括用于与动力装置连接以驱动顶部转轴21、中间转轴22和底部转轴23转动的动力输入机构以及用于使棉花从齿形摘锭244上脱离的脱棉机构25。

上述双排大链轮241的直径大于双排小链轮242的直径，这样，中间转轴22与底部转轴23之间的双排带耳链条243上的齿形摘锭244到梳齿装置4的间距从下到上逐渐减小，顶部转轴21与中间转轴22之间的双排带耳链条243上的齿形摘锭244到梳齿装置4的间距从下到上逐渐增大，也即摘棉组件2的所有齿形摘锭244整体呈类似菱形分布，由于棉株上不同高度分布的棉铃数量不同，根据棉株及其上棉铃分布的特点，该种形式的摘棉组件2能有效防止在低端采收的棉花在运动至高处时被其他棉株分支干扰，避免已采收的棉花因挂到其他部位的分枝而掉落。

本实施例中，顶部转轴21和中间转轴22之间靠近采棉通道101后端的一侧还装设有末端摘棉机构，末端摘棉机构包括可转动装设于顶部转轴21上的非标准双排链轮245、固定装设于中间转轴22上的双排小链轮242以及绕设于非标准双排链轮245和双排小链轮242上的双排带耳链条243，各双排带耳链条243的两侧通过紧固件可拆卸的安装有多个间隔布置的齿形摘锭244；非标准双排链轮245的直径大于双排小链轮242的直径，这样，使末端摘棉机构的双排带耳链条243上的齿形摘锭244到梳齿装置4的间距从下到上逐渐减小，该末端摘棉机构可将漏采或者采收不完全的棉花继续采净，保证棉株在离开摘棉组件2时全部棉铃被采收完毕。如图7和图8所示，上述非标准双排链轮245具体通过轴承246可转动的装设在顶部转轴21上，其中轴承246装设于顶部转轴21上，非标准双排链轮245装设于在轴承246的外圈上。由于顶部转轴21和中间转轴22之间的链式摘棉机构24的传动比（i=15/21）是确定的，非标准双排链轮245可转动安装可避免传动发生干涉。

本实施例中，如图1和图6所示，顶部转轴21与中间转轴22之间以及中间转轴22与底部转轴23之间分别设有一脱棉机构25，脱棉机构25包括穿设于顶部转轴21与中间转轴22之间或者中间转轴22与底部转轴23之间的各双排带耳链条243中的驱动轴251，驱动轴251通过带轮传动机构28与顶部转轴21、中间转轴22和底部转轴23中的任意一根相连，通过顶部转轴21、中间转轴22或底部转轴23带动驱动轴251同步转动。驱动轴251上对应于各双排带耳链条243分别设有两个分设于双排带耳链条243两侧的脱棉盘252；脱棉盘252包括圆形的盘体2521，盘体2521靠近对应双排带耳链条243一侧的侧面上设有多个凸起2522，凸起2522与对应双排带耳链条243的齿形摘锭244之间留有适当的间隙。工作时，传递至驱动轴251驱使脱棉盘252高速转动，将齿形摘锭244上的棉花刷离，使棉花在离心力和重力的作用下掉落到后下方的落棉槽3。

上述各双排带耳链条243的转动方向使齿形摘锭244运动至梳齿装置4一侧时向上运动，且各双排带耳链条243上的齿形摘锭244的开齿方向为在运动至梳齿装置4一侧时倾斜向上的方向，该种齿形摘锭244有利于将棉花从棉铃上摘落。各双排带耳链条243为现有技术，其两侧带有凸耳（向链条外侧延伸的板），齿形摘锭244通过螺钉装设于双排带耳链条243的凸耳上，便于拆装和更换。齿形摘锭244包括齿形和齿座，可采用冲裁折弯工艺批量生产，厚度为4~6mm，齿座上开有螺钉孔，便于采用螺钉安装到双排带耳链条243的凸耳上，齿形的两面做麻面处理，防止齿形摘锭244上的棉絮受力脱离。

上述动力输入机构包括平行于顶部转轴21安装的第一传动轴26和垂直于第一传动轴26安装的第二传动轴27，第二传动轴27的两端分别通过锥齿轮传动机构与两个摘棉组件2的顶部转轴21相连，第一传动轴26的一端设有用于动力连接的万向节29，万向节29用于与动力装置的动力输出轴联接，第一传动轴26的另一端通过锥齿轮传动机构第二传动轴27的中部相连，动力装置驱动第一传动轴26转动，第一传动轴26再通过第二传动轴27驱动个摘棉组件2的顶部转轴21转动，而顶部转轴21、中间转轴22和底部转轴23之间通过链轮机构实现联动，进而实现各摘棉组件2的工作。

该摘棉组件2采用链式摘棉机构24，链式摘棉机构24工作时双排带耳链条243带着齿形摘锭244绕各转轴转动，齿形摘锭244在竖直平面内做提升运动时能够快速高效的进行棉花采摘，其摘棉干净、效果好，该链式摘棉机构24的结构简单、制作成本低、便于拆卸和更换，且利于调整适应不同的工况。

上述采棉头箱体1由骨架和多块薄板组成，薄板通过螺钉固定在骨架的外侧，维修时便于拆卸。落棉槽3的底面倾斜布置，底面的低端设有用于将棉花输出的出棉口。

如图9所示，本发明的梳齿选收式采棉机，包括行走底盘6，行走底盘6上设有人工集棉操作平台7、两个采棉头以及用于将采棉头采摘的棉花输送至人工集棉操作平台7的输送装置8，采棉头为上述的采棉头，两个采棉头分别装设于行走底盘6前端的两侧。

本实施例中，输送装置8包括与落棉槽3连接并延伸至人工集棉操作平台7的输送管81以及用于在输送管81内形成负压使棉花向人工集棉操作平台7输送的风机82，如图10所示，该输送管81包括主管811和与各落棉槽3的出棉口连接的支管812，主管811采用匝箍固定在行走底盘6的右侧，各支管812采用可伸缩管，风机82通过风管与输送管81相连；行走底盘6上装设有一可升降的托架9，该托架9通过设置在行走底盘6悬挂支架上的液压升降系统控制升降，液压升降系统可采用现有技术，两个采棉头在水平方向上可调节间距的安装于托架9上，这样可调节采棉头的安装高度和行距，以适应不同株高和不同行距的棉株，采棉头的安装方式可采用现有技术，例如，在托架9上设置沿横向方向布置的滑轨，采棉头箱体1滑设在该滑轨上，再采用螺钉固定使其保持在调节好的安装位置即可。

本实施例的梳齿选收式采棉机与传统的梳齿式采棉机不同，是一种小型选收式的采棉机，体型小，功率消耗低，生产、购置和维护成本较低，操作运行灵活，棉花收集装袋后可以直接卸下，便于个体农户之间区分和运输，特别适合以小田块为主的南方植棉地区的棉花采收。

本实施例的梳齿选收式采棉机工作原理如下：行走底盘6前行采收棉花时，扶禾器5将倒伏或者偏离的棉株扶正，完全扶正时，棉株进入梳齿装置4，由于梳齿41的前端有向内偏的角度β，两排齿排的梳齿41将棉株主茎与分支隔开且向两侧挤，并将一部分棉铃梳理在梳齿41之间，此时，被梳理的棉铃在齿形摘锭244的回转运动作用下，这一部分棉花被采收，另外一些暂时未被梳理的棉铃，部分在采棉机前进时被分布在两侧的齿形摘锭244采收，由于梳齿41与水平面存在角度α，随着采棉机的前进，未被梳理的棉铃继续沿着梳齿41做提升运动，直至被梳理在两梳齿41间，从棉株进入梳齿装置4时，摘棉组件2就开始对棉铃进行采摘，由于摘棉组件2的齿形摘锭244呈类似菱形分布，有效防止在低端采收的棉花在运动至高处时被其他棉株分支干扰，避免已采收的棉花因挂到其他部位的分枝而掉落，由于棉株的分支在梳齿装置4中一直处于做提升运动的状态，所以摘棉组件2的末端摘棉机构设置在采棉头的上部，且末端摘棉机构的齿形摘锭244到梳齿装置4的间距从下至上逐渐减小，棉株沿着梳齿41做提升运动，并在达到末端摘棉机构的位置时，将漏采或者采收不完全的棉花继续采净，保证棉株在离开摘棉组件2时全部棉铃被采收完毕。采收后的棉花依附在齿形摘锭244上，并随齿形摘锭244旋转运动至脱棉盘252的位置，在脱棉盘252的作用下脱离掉落至落棉槽3，在重力和风力的负压作用下，棉花被运至输送装置8，最后达到人工集棉操作平台7，人工进行装袋打包，待装满一袋后打包卸下。此时在人工集棉操作平台7集棉的农民将打包收集好的棉袋卸至田间，继续下一个打包收集工作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。