專利名稱：一種用于狹窄間距植物的收割機的制作方法
技術領域：
本發明大體上涉及農業收割機，更具體地涉及用于從相鄰的緊密間距的植物行中收割農作物的收割機。
在同為轉讓的1999年5月28日提交的題為“狹窄行的棉花收割機”的美國專利No.6212864中介紹了一種切割和傳送農作物的附加裝置，其可切割一行植物，并在植物與前摘錠滾筒接觸之前使植物移動到相鄰的直立行中。割下的植物與直立行中的植物相互纏繞，使得摘棉滾筒可從兩行植物中采摘棉花。盡管附加裝置能夠收割間距為15英寸或更小的行，然而所示的切割器從滾筒處向前偏移了一段相當大的距離。植物必須被很好的支撐，以便在對角地向后移動到相鄰的直立行中時保持直立，而且系統要求具有較長的帶式傳送機和切割器驅動系統。附加裝置的前部向前延伸超過行單元，因此顯著地增加了收割機的操作長度。
在同為轉讓的待審查的1999年11月8日提交的題為“狹窄行的收割機”的美國專利申請No.09/436330中介紹了另一種狹窄行的系統，其中前滾筒的摘錠可為割下的棉花行提供側向傳送功能和為割下的棉花行和相鄰的豎直棉花行提供棉花采摘功能。摘錠在與割下的植物的接觸點處的側向運動速度較高。因此，摘錠的傳送功能占據主導地位，增加了滾筒的負載和磨損。摘錠在傳送區域中的高側向速度也會導致失去棉花作物的收割方向和棉花損失。旋轉柱體位于滾筒前部以協助所割下農作物的側向運動，它經常與攜帶在柱體周圍的植物材料纏繞在一起。切割器以與柱體相同的速度旋轉而切割棉花作物，當柱體以所需的植物傳送速度旋轉時，對于最適宜的切割來說切割器的旋轉則太慢。
另一個目的是提供一種改進的用于收割狹窄間距的植物行的收割機行單元，其可切割偏離于行接收區域的植物，并將割下的植物側向移動到行接收區域中，使其與采摘滾筒的摘錠相接觸。另一個目的是提供這樣一種單元，與滾筒摘錠主要是提供所割下農作物的橫向傳送功能的單元相比，其具有更低的滾筒負載和磨損。
本發明的另一個目的是提供一種改進的摘棉機行單元，用于同時收割兩行狹窄間距的棉花。另一個目的是提供這樣一種具有可從兩行中收割棉花的摘棉滾筒的行單元，其中滾筒最多只具有最小的側向傳送功能。另一個目的是提供這樣一種行單元，其具有改進的切割和側向傳送性能，以及較低的滾筒負載和摘錠磨損。
另一目的是提供一種用于收割狹窄間距的植物的棉花收割機行單元，其中此單元具有改進的植物切割和傳送系統。另一目的是提供這樣一種系統，其具有可優化切割效率的改進的驅動設置，以及可將所割下的植物與單元的摘錠接合區域或農作物采摘區域相對準的傳送功能。
另一個目的是提供一種可有效地收割狹窄間距的棉花作物的改進的收割機行單元。另一個目的是提供這樣一種對收割間距為12至18英寸(30-45厘米)的棉花作物行特別有用的單元。另一個目的是提供這樣一種可容納兩個相鄰棉花行的單元，其中一行已切割并被由行單元的驅動結構所驅動的進料器結構向側向移動。另一個目的是提供這樣一種單元，其中在切割裝置以較高速度旋轉時進料器結構與對地速度同步。
本發明介紹了一種對收割狹窄間距的棉花作物特別有用的狹窄行收割單元。單元的農作物采摘部分包括一前一后設置的摘錠滾筒，其形成了與直立棉花作物行對準的農作物主采摘區域。位于前滾筒之前的旋轉刀片切割相鄰行的植物，帶有植物接合突出部的進料器旋轉件或柱體與旋轉刀片同軸地旋轉，將柵格結構之間的割下的農作物逐漸地朝農作物采摘區域引導，并在與前進滾筒的摘錠充分接合之前將植物引入直立行中。旋轉刀片和進料器柱體被行單元驅動器同軸地驅動，因此進料器柱體與對地速度同步。刀片以大于進料器的速度運轉，可有效地切割農作物且切割干凈利落。進料器柱體包括具有曲面的指形件，其可伸入穿過柵格結構的垂直間隔欄，以利落地分開植物和指形件。這樣就消除了進料器柱體所攜帶的植物。與進料器柱體相對設置的水平肋可幫助植物保持與指形件相接觸。進料器柱體和旋轉刀片通過分開的滑動離合器驅動，以達到更好的保護。位于一前一后地設置的滾筒之間的彈踢輪(kicker wheel)結構可使區域內植物材料向后運動。在一個實施例中，彈踢輪結構位于行的同一側的滾筒之間，使滾筒的設置緊湊，并有利于彈踢輪的驅動。
通過閱讀下文中的詳細說明并結合附圖，本領域的技術人員可以清楚本發明的這些和其他目的、特征和優點。
圖2是
圖1所示收割機的一個行單元的放大的前上透視圖，其中部分部件被移去，以便更好地顯示出單元的切割、進料和棉花采摘結構和驅動結構。
圖3是圖2所示行單元的放大的頂視圖，其中部分部件被移去，以便更好地顯示出相鄰的狹窄間距的棉花作物的進料路徑。
圖4是旋轉刀片部分和進料器柱體驅動結構的一部分的放大側視圖，其中部分部件被移去，以便更好地顯示出驅動結構的單個滑動離合器。
行單元20包括可支撐扶莖器結構32的前機架組件30，扶莖器結構32可幫助引導間距緊密的相鄰行的植物(R1和R2)進入到單元中。支架組件30支撐了可感應高度的滑腳組件40，其可控制升降控制結構22，從而在田野操作中隨著地面和表面狀況的改變使單元20保持在地面之上通常穩定的高度。
行單元20包括框架式行單元殼體50，其可支撐通常為上述美國專利No.4821497中所介紹的一前一后的滾筒設置52(圖3)。設置52包括前摘錠滾筒54和后摘錠滾筒56，可繞通常在縱向上相互對準的豎直軸54a和56a旋轉(沿逆時針方向，如圖2和3所示)。驅動結構78以與收割機10的前進速度同步的速度旋轉摘錠滾筒54和56。可繞其軸旋轉的摘錠60和62穿過柵格欄70和72而伸入到棉花采摘區域中，并從通過柵格欄和壓板74之間的區域66向后運動的棉花作物中采摘棉花。同步驅動保證了摘錠相對于通過區域66向后運動的植物的速度約為零。然后，棉花通過傳統的豎直脫棉器柱體(未顯示)從摘錠中脫棉，并通過風管系統26通過通道結構78向后運動而傳送至筐28中。
從圖3中可最佳地看出，收割區域66與用于接收棉花作物行R1的行接收區域相對準。如所示，第二和第三行植物R2和R3與第一行R1均隔開12英寸(30厘米)。從圖3中可以看到，行間距不足以在不干擾鄰近行的情況下容納用于另外行的另外的收割滾筒。為便于收割另外一行植物(如圖3所示的R2)，在前滾筒54的前方設有切割和進料結構80以及間隔開的引導或柵格結構82，以切割植物行R2，并逐漸地將割下的植物引入直立行R1中。柵格結構82可防止所割下的植物與摘錠60充分地接觸，直至農作物緊密靠近與收割區域66相對準的位置。柵格結構82還可防止植物在結構80中纏繞在一起。當混合了來自行R2中的已割下植物的直立行R1穿過區域66向后運動時，旋轉摘錠60和62就可插入植物中并從植物中采摘棉花。部分地插入壓板74中的彈踢輪結構90可幫助植物材料通過區域66向后運動。
行單元20的扶莖器結構32包括中央扶莖器組件92，其可在行R1和行R2之間運行，并且通常與滾筒軸54a和56a對心。在行R1之外和下一個最外行R4之內設有類似的扶莖器組件94。組件92和94位于滾筒54之前，以容納切割和進料結構80以及柵格結構82。直立植物引導結構96從相鄰于前滾筒54的行單元20的相對側上的位置處向外而與前進方向F成一角度，以便將行R1引入收割區域66中。
切割和進料結構80包括豎直進料器100，其可圍繞底板102和頂板104之間的豎直軸線100a旋轉。進料器100包括一個與驅動結構78連接的中空的支撐軸106，可繞軸線100a以與收割機10的前進速度同步的速度旋轉。在中空的支撐軸106內設有切割器驅動軸110，其可繞軸線100a旋轉，并且延伸穿過底板102而與星形切割器114(圖3)相連接。驅動軸110還與驅動結構78相連接，使切割器114繞軸線100a以比進料結構80大很多的速度旋轉。切割器114包括帶有傾斜引導邊的翻轉式切割刀片118，其可在傾斜的剪切板120的附近旋轉(如圖2和3所示的順時針方向)，以切割位于扶莖器組件92和94的后方中間及附近處的地面上的植物。
引導或柵格結構82包括第一和第二間隔開的豎直引導件或柵格132和134，其限定了向后且向側內方向朝收割區域66延伸的植物路徑136。第一柵格132從扶莖器組件92向外延伸，然后向后和向內地圍繞軸線100a彎曲，并終止于與區域66鄰近的直立植物引導結構138。第二柵格134從扶莖器組件94向后和向內地延伸至摘錠60開始插入柵格中的中間位置140處。位置140偏離于摘錠60具有高的加速度以降低摘錠負荷和防止滾筒54發生過于劇烈的側向植物傳送的位置。第二柵格從位置140處向內和向后地彎曲到前滾筒柵格欄70的前方端點，在此處摘錠60完全地插入直立行R1和來自行R2的且傳送到直立行中的植物中。
豎直進料器100包括多個垂直隔開的進料輪150，其具有向后彎曲的尖齒152，尖齒可穿過第一柵格132而進入到從剪切板12前方的位置到與收割區域66向前和稍向外偏離的位置的植物路徑136中。如所示，安裝了四個輪150，其中每一個均帶有六個均勻隔開的尖齒152，輪150可與支承軸106一起圍繞軸線100a旋轉。第一柵格132包括垂直隔開的面板(圖2)，形成了可容納在其中通過的尖齒的狹槽。相對著各輪150設置了一水平肋160，其比輪稍低且位于路徑的相對側。尖齒的最外端略微與肋160的最內端相重疊，保證在植物被切割且向后和向內移動時尖齒152與行R2中的植物充分地接合。肋160沿朝向下游的方向變窄，并且終止于通常與滾筒54和56的外部相對準的位置(圖3)。
滾筒54和56的驅動結構78為傳統的結構，其將與收割機10的前進速度基本一致的速度提供給滾筒。然而，切割和進料結構80的附加驅動是通過驅動組件178(圖2和4)提供的，它包括由驅動結構78的前滾筒部分驅動的惰輪180。惰輪180驅動第一齒輪182(圖4)，第一齒輪又嚙合并驅動第二齒輪184。齒輪182驅動第一滑動離合器組件190，其包括與連接在進料器輪的支撐軸106上的從動齒輪196相嚙合的主動齒輪192，以使進料器100以與收割機10的前進速度同步的速度旋轉。第二齒輪184通過第二滑動離合器組件200與切割器驅動軸110相連，使切割器114以比進料器100大很多的速度旋轉。切割器114的轉速最好約為進料器100速度的兩倍。如所示，當收割機10以典型的前進速度運行時，進料器100將以約200轉/分的速度操作，而切割器114以約420轉/分的速度旋轉。尖齒152的中心部分與第二行R2的中心線對準，并且尖齒的速度略大于前進速度，以保持進料器100的入口區域略微處于所引入的植物之前。在所示實施例中，尖齒152的尖端速度約為前進速度的1.7倍。
彈踢輪結構90(圖2和3)包括由行單元的殼體50所支撐的驅動軸210，其可圍繞豎直軸線210a旋轉。在軸210上連接了一對垂直隔開的彈踢輪212，其可繞軸線210a旋轉，各彈踢輪包括四個向后彎曲的尖齒214，其可以通過狹槽插入滾筒54和56之間的壓板74中。固定在軸210上端的齒輪218由驅動結構78驅動，其以與收割機10前進速度同步的速度旋轉。齒輪的傳動比選擇成使尖齒214的徑向最外部具有比收割機10大很多的前進速度。在尖齒完全插入壓板74中時，尖齒214的中心通常與行R1的中心線對準，尖齒的中心部分的速度與收割機的前進速度很接近。然而，尖齒中心的速度仍略大于對地速度，以協助植物材料向后通過區域66。舉例來說，已經發現，以約240轉/分的速度驅動輪212，從而使尖齒的中心部分以約為收割機10的前進速度的1.1倍的速度向后地移動，可以為保持區域66清潔起很好的輔助作用。
如圖4中實線所示，彈踢輪的軸線210位于行R1的與滾筒54和56相對的一側。在另一實施例中(圖3內的虛線)，將彈踢輪90’設置在行R1的滾筒側并使柵格欄70朝柵格欄72向后延伸，可以得到更緊湊的設置。向后彎曲的尖齒214’通過前柵格欄70的延伸部分70a插入區域66中。
在上文中已經介紹了優選實施例，可以理解，在不脫離由所附權利要求所限定的發明范圍的前提下，可對本發明進行各種修改。
權利要求
1.一種適于在田野上向前運動以收割橫向隔開預定距離或更小的至少第一行和第二行植物的收割機，所述收割機包括寬度大約等于或大于所述預定距離的行單元，所述行單元包括第一和第二行接收區域；支撐于所述第一行列接收區域附近的豎直收割機滾筒，可從所述第一行植物中采摘農作物；可繞豎直軸線旋轉的豎直進料器，其相鄰于所述第二行接收區域并位于所述收割機滾筒的前方；和驅動結構，其可使所述豎直進料器以與所述收割機的對地前進速度同步的速度旋轉，并逐漸地將所述第二行植物橫向地朝向所述第一行植物引導。
2.根據權利要求1所述的收割機，其特征在于，所述收割機包括用于切割所述第二行棉花作物的切割器，所述切割器安裝成可圍繞所述豎直軸線旋轉并與所述驅動結構連接，從而可以大于所述豎直進料器速度的速度旋轉。
3.根據權利要求2所述的收割機，其特征在于，所述驅動結構包括可將驅動傳給所述豎直進料器的第一滑動離合器和可將驅動傳給所述切割器的第二滑動離合器，使得所述進料器和切割器具有分開的驅動保護。
4.根據權利要求1所述的收割機，其特征在于，所述收割機包括柵格結構，其可將所述第二行朝向所述第一行引導，并保持所述第二行不與所述收割機滾筒接觸，直至所述第二行基本上與所述第一行接收區域對準為止。
5.根據權利要求1所述的收割機，其特征在于，所述豎直進料器包括垂直隔開的指輪，其具有相對于所述進料器的旋轉方向向后彎曲的指形件。
6.根據權利要求1所述的收割機，其特征在于，所述收割機包括支撐于所述豎直進料器附近的進料器柵格結構，所述豎直進料器包括。
7.根據權利要求6所述的收割機，其特征在于，所述收割滾筒包括伸出的摘錠和偏離于所述進料器柵格結構的摘錠柵格，所述摘錠柵格和進料器柵格結構限定了所述第二行植物的側向延伸的植物路徑。
8.根據權利要求7所述的收割機，其特征在于，所述摘錠柵格限制了所述摘錠與所述第二行植物的接觸，直至所述第二行植物側向地移動而與所述第一行植物對準。
9.根據權利要求6所述的收割機，其特征在于，所述收割機還包括位于所述第二行的相對于所述進料器側的另一側上的肋結構，以協助保持所述第二行中的植物與所述進料器相接觸。
10.一種適于在田野上向前運動以收割橫向隔開預定距離或更小的至少第一行和第二行植物的收割機，所述收割機包括寬度大約等于或大于所述預定距離的行單元，所述行單元包括第一和第二行接收區域；支撐于所述第一行接收區域附近的豎直收割滾筒，可從所述第一行植物中采摘農作物；可繞豎直軸線旋轉的豎直進料器，其相鄰于所述第二行接收區域并位于所述收割機滾筒之前；可切割所述第二行植物的可驅動的切割器；驅動結構，其可旋轉所述豎直進料器并驅動切割器，從而切割所述第二行植物和朝向所述第一行植物橫向地引導所述第二行植物；以及限定了所述第二行植物的橫向延伸路徑的柵格結構，所述柵格結構包括滾筒柵格，其可將所述第二行植物與所述收割滾筒分開，直到所述第二行側向移動到所述第一行植物中；和進料器柵格，在所述第二行朝向所述第一行側向移動時，其可使所述進料器與所述第二行植物相接觸。
11.根據權利要求10所述的收割機，其特征在于，所述切割器安裝成可圍繞所述豎直軸線旋轉并與所述驅動結構連接，從而可以大于所述豎直進料器速度的速度旋轉。
12.根據權利要求10所述的收割機，其特征在于，所述收割滾筒包括伸入到所述第一行植物中的摘錠，所述柵格結構可保持所述第二行不與所述摘錠接觸，直至所述第二行基本上與所述第一行接收區域對準為止。
13.根據權利要求10所述的收割機，其特征在于，所述豎直進料器包括垂直隔開的指輪，其具有相對于所述進料器的旋轉方向向后彎曲的指形件。
14.根據權利要求10所述的收割機，其特征在于，所述豎直進料器包括位于所述第二行接收區域附近的可穿過所述柵格結構的指形件，當所述指形件接近所述第一行接收區域時所述指形件可退到所述柵格結構之后，以防止與所述植物材料發生纏繞。
15.根據權利要求14所述的收割機，其特征在于，所述柵格結構包括摘錠柵格和與所述摘錠柵格間隔開的進料器柵格，從而限定了橫向延伸的路徑。
16.根據權利要求15所述的收割機，其特征在于，所述摘錠柵格限制了所述摘錠與所述第二行植物的接觸，直至所述第二行植物側向地移動而與所述第一行植物對準。
17.根據權利要求10所述的收割機，其特征在于，所述驅動結構使所述豎直進料器的速度與所述收割機的前進速度同步。
18.根據權利要求14所述的收割機，其特征在于，所述收割機包括位于所述收割機滾筒之后的后柵格，以及帶有指形件的旋轉件，所述指形件穿過向后延伸的柵格，并使所述植物材料從所述第一行接收區域中向后移動。
19.根據權利要求10所述的收割機，其特征在于，所述驅動結構包括可將驅動傳給所述豎直進料器的第一滑動離合器和可將驅動傳給所述切割器的第二滑動離合器，使得所述進料器和切割器具有分開的驅動保護。
20.根據權利要求10所述的收割機，其特征在于，所述豎直進料器還包括可伸入到所述第二行植物的一側中的進料器指形件和從所述第二行植物的相對側的軸線上徑向偏離的肋結構，所述肋結構與所述進料器指形件共同地使所述第二行植物保持與所述進料器相接觸。進料器指形件共同地使所述第二行植物保持與所述進料器相接觸。
21.一種適于在田野上向前運動以收割橫向隔開預定距離或更小的第一和第二組棉花作物的收割機，行單元包括用于分別接收所述第一和第二組的第一和第二植物接收區域；支撐于所述第一植物接收區域附近的豎直摘錠滾筒結構，其包括可伸入到所述第一組棉花作物中以從所述第一組中采摘棉花的摘錠；第一和第二間隔開的引導件，其形成了位于所述第一和第二植物接收區域之間并位于所述摘錠滾筒結構之前的橫向延伸路徑；位于所述第一引導件之前并可繞豎直軸線旋轉的進料器，其包括穿過所述第一引導件而進入到所述路徑中的突出部分；用于切割所述第二組植物的可驅動的切割器；可旋轉所述豎直進料器并驅動所述切割器從而切割所述第二組植物并朝向所述第一組植物橫向地引導所述第二組植物的驅動結構，其中所述摘錠穿過所述第二引導件并進入到所述路徑中相鄰于所述第一植物接收區域的位置，使得所述第二組植物的橫向運動主要由所述豎直進料器實現，并且在所割下的所述第二組植物與所述摘錠充分接觸之前發生。
22.根據權利要求21所述的收割機，其特征在于，所述豎直摘錠滾筒結構包括只在所述第一組植物的一側間隔排列的第一和第二豎直摘錠滾筒；可圍繞所述豎直軸線在所述第一和第二滾筒之間旋轉的彈踢器結構；以及與所述收割機的前進速度同步的驅動結構，其與所述摘錠滾筒和所述彈踢器結構相連，從而使所述植物材料通過所述第一植物接收區域向后運動。
23.根據權利要求21所述的收割機，其特征在于，所述彈踢器結構的豎直軸線位于所述第一組植物的所述側。
24.根據權利要求21所述的收割機，其特征在于，所述第二引導件包括朝向所述進料器延伸的肋，便于所述突出部分與所述第二組植物的接合。
25.根據權利要求21所述的收割機，其特征在于，所述切割器圍繞所述豎直軸旋轉，所述驅動結構以大于所述豎直進料器的速度旋轉。
全文摘要
具有一前一后設置的摘錠滾筒的行單元裝置,其包括位于前滾筒前方的旋轉切割器以切割植物。帶有指形件的進料器旋轉件穿過柵格結構伸出,在植物與前滾筒的摘錠充分接合前將植物逐漸引導到直立行中。進料器柱體的旋轉速度與對地速度同步。切割器與轉子同軸,可以較大的速度運轉以得到有效的切割。進料器柱體包括彎曲的指形件,可穿過防護組件上的垂直間隔條伸出,以便將植物與指形件利落地分開。進料器柱體和旋轉切割器通過分開的滑動離合器驅動。位于滾筒之間的彈踢輪可使植物材料向后運動。
文檔編號A01D46/16GK1386400SQ0212049
公開日2002年12月25日 申請日期2002年5月23日 優先權日2001年5月23日
發明者J·R·福克西 申請人:迪爾公司