专利名称：自走式不受种植模式和品种限制的采棉机的制作方法
自走式不受种植模式和品种限制的采棉机本发明涉及棉花收获机械领域-是一种自走式不受种植模式和品种限制的采棉 机。现有自走式采棉机国内外仅有三家在整机生产美国约翰.迪尔公司、美国凯斯 公司、中国石河子平水机械厂，其技术均是采用美国的技术，关键部件采棉头均是pro-16、 pro-12型，属多辊筒、多摘锭座、多摘锭结构，一台五行机至少二千一百多根采摘锭，加工难 度大。同时对应有脱棉机构和淋润机构，结构复杂。致使国内生产厂家只能进口国外采棉 头。一个采棉头单体价格1.6-1. 8万美元，价格昂贵，一台采棉机约230万-250万元。其 技术设计限定了采棉量的上限极限亩产籽棉不能超过450公斤。我国的国情是约有50% 的棉花地亩产远远超过450公斤！尤其南疆是几乎100%超过450公斤亩产！根本原因是 采棉速比K值只能在1. 1-1. 5之间，采棉效率不可能再提高！而且限定种植模式(株行距) 和品种种类，从而阻碍了棉花种植模式和品种的科研发展。(以上资料参阅《农业机械学 报》9976型六行采棉机结构分析应用，1998年增刊；中国三农信息网《新疆兵团机采棉推 广现状与对策研究》新疆兵团调查队，2006年4月15日)。自去年开始，新疆兵团引进巴西的梳齿式采棉机，其原理是用类梳子结构将棉花 的花朵、桃子、壳子、叶子无选择的全部收回后，进行清花处理。试验结果证实采下的棉花 杂质太多，无法清理干净。我国根本不可使用。本发明的目的是提供一种新的采棉技术原理和采棉机设计方案，从根本上改变目 前的有缺陷的技术思路和单一的采棉机型，克服现有技术不足，达到既适合我国的国情、又 可以完全国产化的、不受种植模式限制的、不受行距宽窄限制的、不受品种限制、不同于美 国、巴西采棉机原理的、更具有普遍适应性的中国特色的采棉机新机型。本发明的目的是通过以下技术方案实现的该技术方案包括(一)，可自转、公转、换向转的采棉棒。(二)，旋转脱棉盘组。 (三)，输棉带组。(四)风力输棉槽、输棉管。(五)，动力传动、油压控制、集棉箱、机架等 机构。分述如下(一)，可自转、公转、换向转的采棉棒。棒长60-100厘米，柱状，直径30厘米左右。 柱体表面布满突刺，突刺有一致的方向性，棒一端装有一小伞型齿轮，和固定在棒排托架式 轴承座上的两个轴承，一排采棉棒排约有40-60根组成，平行排列，各棒间距4-10厘米，托 架式轴承座是由两条平行的条状扁铁组成的长方形框架，在两长边上分别固定40-60对轴 承，并装配上40-60根采棉棒，制成一列采棉棒排。由4-12列采棉棒排绕一轴装配固定，组 成一采棉辊。采棉辊中轴两端紧固在机架上不转动。轴身紧固有40-60个直径较大的伞形 齿轮，一一和对应的采棉棒上的小伞形齿轮啮合，每个大伞形齿轮的下半圆和上半圆的轮 齿分布分别在轮子的左右两面，个各固定伞形大齿轮平行均勻排列，如一串糖葫芦状，齿的 分布方向部位一致上下半圆分别分布在轮面的左右两侧。绕中心轴转动的每列采棉棒排 是经过两端的端盖、轴承与中心轴配合的，其旋转动力来自固定在每列采棉棒排同一端的 槽型皮带轮，皮带轮在主机动力输出轮的带动下旋转，采棉排可完成“公转”运动，带动每根采棉棒完成“公转”运动，而每个采棉棒上的小伞形齿轮随着采棉棒排在“公转”时，和啮合 的固定不旋转的大伞形齿轮之间相对运动，使采棉棒完成“自转”运动，由于大伞形齿轮的 轮齿分布是不在同一面上，使得小伞形齿轮与大伞形齿轮的啮合是周期性的变化当小伞 形齿轮“公转”到大伞形齿轮下半圆时，和大伞形齿轮的下半圆啮合；“公转”到上半圆时， 和邻侧的大伞形齿轮右上半圆啮合每“公转”一周小伞形齿轮完成左旋-右旋换向旋转一 周期，为了使换向旋转的平稳过渡，在交换旋向的瞬间，大伞形齿轮有一段左右两面均是无 齿状态的设计，“公转”经过该段的小伞形齿轮无啮合，失去旋转动力而不转动。而且该无齿 区由橡胶块固定，协助完成换向旋转的平稳过渡。以上描述的小伞形齿轮的在“公转”的同 时还要自转、换向。是和每一根采棉棒同体同步完成的。作业状态时，采棉棒“公转”使其 自后向前、自下而上从棉株丛中扫过，“自转”使其在扫过棉株丛的同时，将接触采棉棒的棉 絮缠绕在采棉棒上(棒面上布满单向小突刺，对棉絮敏感)，随着采棉棒的“公转”运动，采 棉棒携带棉絮离开棉株丛，进入脱棉盘，换向，脱棉。(二)旋转脱棉盘组。是由40-60个扁平板状圆盘经其中心轴紧固串为一体形成， 每个脱棉盘的左右两平面上布满圆滑的圆形、条形小突起，脱棉盘半径和采棉棒长度近似， 60-100厘米，棒间距2-8厘米，两盘之间装配一可以绕中心轴旋转的小滑轮，用以绕脱棉 带。在脱棉盘外上方有一防甩脱壳罩，可以阻止棉絮甩离脱棉盘组，脱棉盘组中心轴和采棉 辊中心轴平行，均呈水平。二者旋转方向相同。每个相邻的脱棉盘间，均有一组采棉棒插入 旋转，相间并存。(三)输棉带组每个输棉带呈扁平皮带环状，宽度和两采棉盘之间距离相同，一端 绕小滑轮运动，另一端伸出脱棉盘外面绕脱棉带辊运动，脱棉带辊的动力是动力输出轮输 出给予，40-60根脱棉带组成的脱棉带组统一使用同一根脱棉带辊，辊轴与脱棉盘辊轴平 行，每根脱棉带外平面上均勻布满1-5厘米高的锥状针，将棉花从脱棉盘中心抓带出来，落 入输棉槽内。(四)，风力输棉槽、输棉管长槽状输棉槽在脱棉带辊下方，一端有吹风管，将落入 槽内的棉花吹集入槽另一端，被另一端的吸风负压管带走，沿输棉管落入集棉箱内。所用风 力来源于风机输出。(五)机架与动力拖拉机的连接采棉辊、脱棉盘组合、脱棉带辊三者中轴线平行， 三者中轴的两端分别固定在两个相同尺寸的三角形机架上，三者成为一体，构成采棉机的 采棉头，其中脱棉带辊中轴两端经轴承和动力拖拉机机架配合，升降采棉头的油缸推举采 棉头，使采棉头可绕脱棉带辊中轴在一定角度内旋转，达到升降采棉头的作业需要。(六)，动力、传动、油压控制、集棉箱等机构。属常规技术，不再赘述。其关键部件采棉棒的表面突刺加工制造工艺是沿外径是30毫米左右的普通螺 纹丝杠的径向，平行地、均勻地车(铣、刨)出3-15条横截面呈三角形的槽沟，留下的部分 自然形成呈一排排的表面的突刺。注意加工制造时，调整车刀角度，固定不动，控制突刺指 向的一致性，使其有顺反旋转方向选择的差异性。本发明有如下优点和积极效果不受种植模式行距宽窄限制、不受品种限制；不受亩产产量限制；采净率和采入 量可以人为调整提高；含杂率明显下降；棉纤维没有明显伤害。消耗功率小，效率高于国外 机型。生产制造无需特殊设备，全部可以国产化，全部自主知识产权。制造简单，价格不高。适应性更广泛。打破技术垄断！更重要的社会效果中国人有自己全部知识产权的世界一流的采棉机！中国人比 外国人更能干！下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步说明
图1是侧视图和采棉辊、脱棉盘组的剖视2是采棉棒和采棉辊图示图3是脱棉盘组图示图4是输棉槽和输棉管、输棉带图示(一)，可自转、公转、换向转的采棉棒(1)。棒长90厘米，柱状，直径32毫米。柱 体表面布满突刺(5)，突刺(5)有一致的方向性，棒一端装有一小伞型齿轮(3)，和固定在 棒排托架式轴承座⑷上的两个轴承(2)，一排采棉棒⑴约有40根组成，平行排列，间距 6厘米，托架式轴承座(4)是由两条平行的条状扁铁组成的长方形框架，在两长边上分别固 定40对轴承(2)，并装配上40根采棉棒(1)，制成一列采棉棒排。由8列采棉棒排绕一轴 (7)装配固定，相邻的两采棉棒排的所有对应的采棉棒(1)是交错的不在同一平面圆上，组 成一采棉辊。采棉辊中轴(7)两端紧固在机架上不转动。轴(7)身紧固有40个直径较大 的伞形齿轮(8)，一一和对应的采棉棒(1)上的小伞形齿轮(3)啮合，每个大伞形齿轮(8) 的下半圆(9)和上半圆(10)的轮齿分布分别在轮子的左右两面，个各固定伞形大齿轮(8) 平行均勻排列，如一串糖葫芦状，齿的分布方向部位一致上下半圆分别分布在轮面的左右 两侧。绕中心轴(7)转动的每列采棉棒(1)是由端盖(11)经过两端的轴承(6)与中心轴
(7)配合的，其旋转动力来自固定在每列采棉棒排同一端的槽型皮带轮(24)，皮带轮(24) 在主机动力输出轮的带动下旋转，在个各采棉棒排完成“公转”运动时，带动每根采棉棒完 成“公转”运动，而每个采棉棒上的小伞形齿轮(3)随着采棉棒在“公转”时，和啮合的固定 不旋转的大伞形齿轮(8)之间产生相对运动，使采棉棒完成“自转”运动，由于大伞形齿轮
(8)的轮齿分布是不在同一面上，使得小伞形齿轮(3)与大伞形齿轮(8)的啮合是周期性 的变化当小伞形齿轮(3) “公转”到下半圆时，和大伞形齿轮的左下半圆(9)啮合；“公转” 到上半圆时，和邻侧的大伞形齿轮右上半圆(10)啮合每“公转”一周小伞形齿轮(3)完成 左旋-右旋换向旋转一周期，为了使换向旋转的平稳过渡，在交换旋向的瞬间，大伞形齿轮 (8)有一段左右两面均是无齿状态(13)的设计，“公转”经过该段(13)的小伞形齿轮(3) 无啮合，失去旋转动力而不转动。而且该无齿区(13)由橡胶块固定，协助完成换向旋转的 平稳过渡。以上描述的小伞形齿轮(3)的在“公转”的同时还要自转、换向。是和每一根采 棉棒(1)同体同步完成的。作业状态时，采棉棒(1) “公转”使其自后向前、自下而上从棉 株丛中扫过，“自转”使其在扫过棉株丛的同时，将接触采棉棒(1)的棉絮缠绕在采棉棒(1) 上(棒面上布满单向小突刺(5)，对棉絮敏感)，随着采棉棒(1)的“公转”运动，采棉棒(1) 携带棉絮离开棉株丛，进入脱棉盘(14)，由于脱棉盘(14)的旋转线速度远大于采棉棒(1) 的线速度，使得采棉棒(1)上的棉花被脱棉盘(14)携带离开采棉棒(1)，由于采棉棒(1)旋 转换向，更易将棉花脱去干净。(二)旋转脱棉盘(14)组。是由41个扁平板状圆盘经其中心轴(25)紧固串为一 体形成，每个脱棉盘(14)的左右两平面上布满圆滑的呈圆形、条形小突起，脱棉盘半径和 采棉棒长度近似，90厘米，间距35毫米，两盘之间装配一可以绕中心轴(25)旋转的小滑轮(15)，用以绕脱棉带(18)。在脱棉盘(14)外上方有一防止棉花甩脱的壳罩(16)，可以阻止 棉絮甩离脱棉盘(14)组，二者之间距离不大于5厘米，这里选择为1厘米距离，脱棉盘组中 心轴(25)和采棉辊中心轴(7)平行，均呈水平，二者旋转方向相同，每个相邻的脱棉盘(14) 间，均有一组采棉棒(1)插入旋转通过，相间并存。(三)输棉带(18)组每个输棉带(18)呈扁平皮带环状(图4)，宽度和两采棉盘 之间距离相同约35毫米，一端绕小滑轮(15)运动，另一端伸出脱棉盘外面绕脱棉带辊(20) 运动，脱棉带(18)外平面上均勻布满3厘米高的锥状针(19)，将棉花从脱棉盘(14)中心抓 带出来。(四)风力输棉槽、输棉管(图4)长槽状输棉槽(21)在脱棉带辊(20)下方，一端 有吹风管(22)，将落入槽内的棉花吹集入槽另一端，被另一端的吸风负压管(23)带走，沿 输棉管落入集棉箱内。(五)机架与动力拖拉机的连接采棉辊、脱棉盘(14)组合、脱棉带辊(20)三者中 轴线平行，三者中轴的两端分别固定在两个相同尺寸的三角形机架上，三者成为一体，构成 采棉机的采棉头，其中脱棉带辊(20)中轴两端经轴承和动力拖拉机机架配合，升降采棉头 的油缸推举采棉头，使采棉头可绕脱棉带辊中轴在一定角度内旋转，达到升降采棉头的作 业需要。(六)，动力、传动、油压控制驾驶、集棉箱、电路照明、风机等机构。属常规技术，不 再赘述。
权利要求
一种自走式不受种植模式和品种限制的采棉机，其特征是该采棉机有(一)可自转、公转、换向转的采棉棒组成的采棉辊。(二)平板圆盘样旋转脱棉盘组。(三)，输棉带组。(四)风力输棉槽、输棉管。(五)，动力传动、油压控制、集棉箱、机架等机构组成的采棉机。
2.如权利要求1所述的采棉机，其特征是采棉棒(1)表面布满向同一方向倾斜的突 刺(5)，该突刺(5)的形成的加工方法是在普通螺纹丝杠的径向方位，沿径向平行方向车 (铣、刨)出断面呈三角形的槽沟3-12条，各槽沟的大小，角度保持相同。
3.如权利要求1所述采棉机，其特征是采棉棒一端紧固一小伞形齿轮(3)与大伞形齿 轮(8)啮合，大伞形齿轮(8)固定在中轴(7)上不转动。而且，大伞形齿轮(8)的轮齿分别 分布在齿轮的左面下半圆(9)和右面上个半圆(10)，之间有无齿的过渡区(13)。
4.如权利要求1所述采棉机，其特征是脱棉盘组是由多个平板圆盘经中心轴(25)紧固 为一体。脱棉盘(14)和小滑轮(15)相间分布，共用同一中心轴(25)每个脱棉盘左右两面 均由圆形长条形突起布满。
5.如权利要求1所述采棉机，其特征是输棉带(18)呈带状环，一端绕在脱棉盘的中 心轴(25)的小滑轮上，另一端绕在在脱棉盘外部的、轴心平行与脱棉盘中心轴的脱棉带辊 (20)上，带宽同相邻两脱棉盘(14)间距离相同，表面布有多个锥刺(19)。
6.如权利要求1所述采棉机，其特征是采棉辊中心轴(7)与脱棉盘(14)组的中轴(25) 平行，呈水平状，采棉棒(1)作业是从后向前、从下向上扫过棉株丛。
7.如权利要求1所述采棉机，其特征是脱棉盘(14)组的外上方设置有壳罩(16)。壳 罩与脱棉盘(14)组之间距离不大于5厘米。
8.如权利要求1所述采棉机，其特征是采棉头与动力拖拉机之间是经一轴_脱棉带辊 (20)中心轴联为一体，油缸的推举使采棉头可绕该轴旋转升降。
全文摘要
一种不受棉花种植模式和棉花品种限制的采棉机，采摘棉花不分株行距大小和棉花高矮品种，采摘得干净，杂质少，不伤纤维，日采摘量不少于200亩棉花，结构简单，无需特殊加工制造设备，消耗功率远低于美国机型，采棉效率高，造价低，适应各种高低产棉田采棉需要。尤其适应国内新疆、甘肃、等干旱地区采棉需要，和国外同类地区采棉需要。针对南疆的高产棉区(450-750公斤/亩)轻松采摘，全部中国自主知识产权，不受外国技术壁垒束缚。
文档编号A01D46/16GK101933434SQ200910151019
公开日2011年1月5日 申请日期2009年7月2日 优先权日2009年7月2日
发明者陈华松 申请人:陈华松