专利名称：收获作物的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及对传统上由联合收获机收获的籽粒作物类和谷物类的收获。具体而言，本发明涉及用于收获该类作物的系统、方法和设备。
背景技术：
申请人已公开了用于收获谷物和籽粒作物的新颖方法和设备，其对使用传统的联合收获机提供了选择。在这方面，参考了1998年8月18日公布的美国专利5,794,423；1998年8月18日公布的美国专利5,795,222；和1999年2月23日公布的美国专利5,873,226；所有这些专利均已转让给McLeod Harvest公司，并集中地参照下面的作为“McLeod专利”的描述。
传统的联合收获机通过在田间连续实施收获步骤来操作。将作物植株切割，把切割的植株脱粒以将谷物(或籽粒如豌豆)、谷壳和(不可避免地)草籽从茎秆中分离，然后通过将谷物与谷壳和草籽分离，使其得到清选，将谷物输送至等候的收集工具，将茎秆、谷壳和草籽还田。其不利之处是，(a)联合收割机昂贵难以购买和操作；(b)它们清选谷物不是非常有效，使得损失一些谷物和/或需要进一步的对谷物清选；以及(c)使谷壳和草籽还田，于是其经济价值降低且杂草蔓延。
在上述专利中公开的作为该系统的概念是，不是试图实施田间的所有收获步骤，仅实施脱粒和去除茎秆，将剩余产品(谷物、谷壳和草籽—用制造的词“杂物”(“graff”)表示)收集并输送至固定的谷物清选场所。这有利之处是，收获设备不比传统的联合收获机复杂和昂贵，仅在固定的场所较有效地进行谷物的清选，可实现谷壳和草籽的经济价值，减少除草剂的使用(因为将草籽收集而不是还田)。
已发现，该系统非常有效，但是也遇到不方便之处，已证明杂物是难以处理和加工的物料。由于杂物含有大比率的谷壳，其重量庞大，组分是纤维性的。不像由联合收获机收集的谷物，杂物不易从容器流出，且难以用传统的装置使其移动，如螺旋器，因为其自身跨接或缠结，而不能向内流动以代替已被从收集器或物料堆的底部带走的物料。一般，可以说，杂物趋向堆叠、成团、跨接、成鼠孔和缠结，而不是顺畅地流动。这不仅在加工杂物前将其存储于筒仓或类似物时带来问题，还在收获装置和输送工具内引起物料流动的困难。
可是，杂物难以存储，是因为如果将其开口存储，其易于吹散，如果变湿，其还会变坏。然而，如果存储在容器内，由于上述原因难以去除。
另外，通常需要改进该系统的总效率，还需要改进单个元件操作以便增加带有传统收获系统的系统的经济竞争性的方式。
发明描述本发明的目的是，提高效率和降低实施在上述专利中公开类型的谷物收获方法的设备成本。
本发明的另一个目的是，至少以优选形式，克服由流动性能差的杂物引起的困难。
本发明的另一目的是，至少在较广的方面，优化与单一谷物收获机器相对的谷物收获系统，如传统的联合收获机。
本发明的另一目的是，降低实施公开在上述专利中类型的谷物收获方法的操作成本。
本发明的另一目的是，至少以优选形式，提高用来在田间将杂物与作物茎秆分离的收获单元的效率。
本发明的另一目的是，至少以优选形式，提高用来在固定场所将谷物与杂质的剩余物分离的谷物清选机的效率，并加工作物残余。
根据本发明的一个方面，提供收获和清选植株作物的方法，其中将作物从田间切割并在移动式收获单元脱粒，以产生茎秆和“杂物”，将该茎秆还田，而将杂物，即包括谷物、谷壳和草籽的混合物，收集于收获单元内；定期地将收集的杂物从该收获单元传送至至少一个工具，并由上述至少一个工具输送至清选机，由清选机清选杂物以产生清选的谷物产品和清选物，即包括谷壳和草籽的混合物。为了避免流动性差和低密度的杂物引起的问题，在清选机清选之前，运用该方法以避免存储杂物。
通过在清选之前避免存储杂物，我们的意思是，从其由收获机产生至其由清选机清选的时间，不将杂物传送至任何临时存储容器或存储堆。将杂物仅夹持于收获机单元和工具，并直接喂入清选机。从而，特别地避免了在清选机或其它区域使用静止的波动箱。直接将杂物从收获单元喂入工具，然后直接从该工具喂入清选机的容纳单元，基本上立刻将其完全地从此处喂入清选机。
于是，根据本发明的另一方面，提供用于收获和清选植株作物的系统，其包括用于将作物从田间切割和将切割的作物脱粒以产生茎秆和杂物的收获单元，该茎秆还田，该杂物即为包括谷物、谷壳和草籽的混合物，并被收集于收获单元；至少一工具，其用于在该收获单元至少部分满时容纳来自收获单元的已收集的杂物，还用于将该杂物输送至清选机；一清选机，其位于远离田间的场所(工场)用于将杂物清选以产生清选的谷物产品和清选物，即含有谷壳和草籽的混合物。该系统特别地排除和避免了在清选机清选杂物之前使用任何用于存储杂物的装置。
根据本发明的另一方面，提供一静止的杂物清选机，其包括一杂物入口(通常位于升运位置)、用于将谷物与杂物分离以产生清选的谷物和清选物的筛选设备、以及用于清选的谷物和清选物的分离出口。清选机包括一用于将杂物喂入杂物清选机的入口的杂物容纳单元，并使其尺寸成为允许杂物传递工具能驱入该容纳单元，以通过直接操作整个工具负载的倾倒将整个杂物工具的负载传送至该容纳单元。
通过术语“静止清选机”，我们意指，在清选操作过程中，清选机是用作在固定的位置操作而不是移动式操作。然而，当不使用时，该清选机可被从一个位置移至另一个位置。
在另一方面，本发明提供一静止的杂物清选机，其包括一杂物入口(通常其位于升运位置)、用于将谷物与杂物分离以产生清选的谷物和清选物的筛选设备、以及用于清选谷物和清选物的分离出口。清选机包括一在出口处的用于清选物的物料输送风机，该物料输送风机冲击清选物使至少清选物中的草籽部分压碎或破裂，将清选物从清选机去除，然后通过出口推进清选物。
根据本发明的另一方面，提供用于收获杂物的移动式收获单元，其包括一轮式收获机主体和一在收获机主体的前部的用于将作物从田间切割的收获割台，该收获机主体包括一用于将茎秆与杂物分离的切割作物的脱粒单元，一用于将分离的茎秆排回田间的卸料器，以及一用于存储分离的杂物的存储仓。收获单元包括具有相对侧向端的细长铰接臂，其一端连接于收获机主体而相对端连接于驱动装置的后部，该铰接臂具有一居于相对端中间的抬升部段，此相对端在收获割台之上通过并与其分开。
根据本发明的另一方面，提供一用于杂物收获机的铰接臂，其包括一刚性细长的、具有两分别连接于杂物收获机和驱动装置的相对端的元件。该臂具有向上延伸部段和升高的中央部段，该向上延伸部段从各相对端延伸向铰接臂的中央。
根据本发明的另一方面，提供一将杂物喂入杂物清选机的升高入口的杂物容纳单元，其包括一杂物贮存器和一用于从该贮存器将杂物升运至升高入口的输送器。使贮存器的尺寸成为允许杂物传递工具驱入该贮存器并通过直接倾倒操作将杂物的整个工具负载置入贮存器。
最好，本发明可提供收获和清选植株作物的方法，其中将作物从田间切割，并在移动式收获单元脱粒以产生茎秆和杂物，该茎秆还田，该杂物即为脱粒的谷物谷粒、谷壳和草籽的混合物，并被收集于收获单元，当该收获单元充满时将收集的杂物传送至一工具，由该工具将杂物输送至位于远离田间的工场的清选机，然后由清选机自动地清选杂物以产生清选的谷物产品和谷壳及草籽的混合物，其中使容纳杂物的收获单元的容量与传递工具的容量相同或稍小，使清选机的清选杂物的速率，与平均在填满与排空收获单元并输送至工具的几个周期之上的田间杂物产出的速率相比，相同或比其稍高，使该工具的操作速率和数量足够高，以避免在用杂物填充收获单元和将收集的杂物传送至该工具之间的大量的停工期。
最好，收获单元的容量基本与该工具的容量相同，提供单个工具用于输送杂物。
更可取地，容纳和加工杂物的清选机的容量，不比将杂物从田间输送至清选机的工具的容量小，清选机清选杂物的速率约与杂物从田间输出的速率相同。
在另一可选形式中，本发明提供一用于收获和清选植株作物的系统，其包括一收获单元，用于将作物从田间切割并将切割的作物脱粒以产生茎秆和杂物，该茎秆还田，该杂物为谷物、谷壳和草籽的混合物，并被收集于收获单元之内；一工具，其用于在该收获单元充满时容纳该收获单元的收集的杂物并将该杂物输送至清选单元；以及一位于远离田间的工场的清选机，其用于清选杂物以产生清选的谷物产品和其为谷壳与草籽的混合物的清选物，其中使盛放杂物的收获单元的容量与传递工具的容量相同或比其小，使清选机清选杂物的速率，与平均在填充和排空该收获单元并传送至该工具的几个周期之上的田间杂物产出的速率相比，相同或比其稍高，使该工具的操作速率和数量足够大以避免在用杂物填充收获单元和将收集的杂物传送至该工具之间的大量停工期。
在另一优选方面，本发明涉及一用于收获杂物的移动式收获单元，其包括一位于收获单元的前部用于从田间去除作物的收获割台(即直接切割和成幅拣拾型)；一用于将茎秆与为谷物、谷壳及草籽的混合杂物分离的脱粒单元；一用于存储分离的杂物的存储仓；以及用于连接于驱动装置的后部的铰接臂，该铰接臂为倒U型以允许在其相对端连接于该单元和驱动装置，而仍在收获割台之上延伸。
在该类型的收获单元中，铰接臂最好支撑和导向机械驱动线，用于将驱动装置的机械力传送至收获单元，该驱动线包括一组旋转轴，其由恒速接头或U型接头连接以允许驱动线适合于铰接臂的方向变化。铰接臂也可用作导向和保护液压管，用于将压力下的液压流体从驱动装置输送至收获单元。这些管子可穿过铰接臂的内部槽路。
在另一可选方面，本发明涉及用于收获杂物的移动式收获单元，其包括一切割头；一用于将茎秆与为谷物、谷壳和草籽的混合物的杂物分离的脱粒单元；一定位于脱粒单元之上用于暂时地存储杂物的存储仓；一用于将杂物输送至该单元的相对侧的收集区域的螺旋台；以及一对杂物升运器，在存储仓的每一侧各有一个，用于同时将杂物从螺旋台的收集区域去除，还用于将去除的杂物传递至存储仓的顶部。
进一步，本发明在另一优选方面涉及杂物清选机，其包括一杂物容纳单元，使其尺寸成为允许杂物输送工具至少驱入其内用于倾倒杂物负载；一杂物输送器，用于将杂物作为接近恒定厚度(最好在1.5至3英寸范围内)的移动成垫层喂入清选机；以及升运器，用于在去除工具后倾卸该容纳单元以使杂物负载滑至杂物输送器。
进一步，在另一优选方面，本发明涉及一杂物清选机，其包括一吸气器，其用于通过杂物的下落成垫层送气以去除谷壳和轻的物料，留下含有谷物谷粒和重的物料的受吸杂物；一离心分离器，用于从穿过杂物帘的空气中去除谷壳；一风机和管路，用于通过杂物帘以及分离器连续地将空气循环；一筛选单元，用于将谷物与受吸杂物的剩余物料分离；一用于分离的谷物的出口；一用于将剩余物料清选以产生清选物的清选机；用于将清选物循环至离心分离器的管路；一将固料从离心分离器去除用于排出清选机的出口装置。
可以理解，在下面的描述中，可将作为收获操作的期望产品的对“谷物谷粒”或“谷物”的参考，认为包括可由传统的联合收获机收获的所有作物的谷物谷粒或籽粒，不仅仅指小麦。例如，此种产品包括燕麦、大麦、豌豆、小扁豆、水稻、大豆、芥菜籽、油菜籽等。可本发明的收获系统操作此种作物。
而且，将谷物谷粒与杂物分离以剩下谷壳、草籽和其它物料的混合物，即指清选物，如果需要，在清选机清选谷物的过程中或随后，将清选物的组分自身分离。这样，本申请的权利要求会涉及清选物的出口，实际上，可有两个或多个用于清选物的各种组分的出口，权利要求中所用的术语用作覆盖该偶然性。
还可以理解，清选物可包括其它元素，如未脱粒的穗头、片段草杆、灰尘、叶片、以及其它收获残余和杂质，所以不应将该术语仅仅限制于草籽和谷壳的混合物。
在下面的描述中，经常用公制单位或非公制单位(后者示于括号内)表达数字值。即使有任何偏差，都认为用非公制表达的值是正确的。
图1是根据本发明的优选形式的整个收获方法的示意图；图2是适合于本发明的方法使用的收获单元的优选实施例的透视图；图3是图2的优选收获单元的侧视图，其内部元件可视；图3A类似与图3，示出孤立的脱粒机构和杂物收集区域；图4是图2和3的收获单元的铰接臂的剖面侧视图；
图5是根据图2和3的收获单元的顶视图，示出连接于传统拖拉机的方法；图6为如用于图2和3的收获单元的螺旋台的顶视图，图中其与其它设备分离；图7A、7B、7C和7D是图2和图3的收获单元的简化剖视图，示出如何将杂物升运至杂物存储仓并在其内移动；图8是连接于传统拖拉机的本发明的铰接臂和收获单元的可选优选实施例的侧视图；图8A是图8的铰接臂实施的动力传动线的接头的局部放大剖视图；图8B是图8的收获机的顶视图，示出紧在杂物存储仓和键式逐稿器之下的水平部段，还示出用来移动杂物的螺旋器和杂物流动方向(箭头所示)；图8C是图8的收获单元的在杂物收集仓上向下看的顶视图，示出(通过箭头)穿过该仓的杂物的运动方向和可去除的滑槽；图9是适合于用于图1所示方法的清选机的优选实施例的透视图；图10是形成部分图9的清选机的筛选单元的放大透视图；图11是形成图9的清选机部分的杂物容纳单元和杂物输送器的放大侧视图，该容纳单元位于容纳杂物输送工具的下位置；图12与图11类似，但示出抬升位置的容纳单元，用于将杂物喂入杂物输送器；图13A是形成闭合的杂物清选回路及部分图9的设备的吸入器、风机和离心分离器的侧视图；图13B类似与另一侧的图13A；图13C是用于图13A和13B所示设备的拨禾轮；图13D是清选物排放管的视图，其在其自由端具有旋风减速单元；以及图14是根据本发明的第二优选实施例的清选机、杂物容纳单元和杂物输送器的视图，示出位于直立位置的含有输送的杂物负载的杂物容纳单元；以及图15是根据图14的清选机(已略去杂物容纳单元和杂物输送器)的顶视图。
实施本发明的最佳方式收获方法作为本发明基础的目的之一是，提高上述McLeond专利所述的杂物收获和清选系统的效率，还提供进一步的用于收获谷物使用传统的联合收获机的选择。在本发明中命名的发明人已发现，实现该目的的一方法是保证将该系统的元件设计成使收获的物料(杂物)恒定而又有效地通过该系统而没有可避免的延迟。这不仅有将操作效率最大化的优点，还有可避免需要临时存储杂物的优点，于是避免由流动性能差的杂物造成的问题。
如在McLeod专利中所述，本发明的系统的元件包括(1)一用于收获作物的移动式收获单元，即用于收集杂物并将茎秆还田；(2)一用于将谷物谷粒与杂物的剩余物分离的清选机，最好用于将杂物的剩余物压碎和/或切碎以压实和降低草籽的生存能力；以及(3)一个或多个工具(一般为带有敞口的并可由防水油布或类似物覆盖的货箱的卡车，防止吹失杂物)，用于将收获的杂物从收获单元输送至清选机。
如上所述，在处理杂物时遇到的一个特殊问题是，其不是特别重，但与从传统联合收获机传递的清选的谷物产品相比，其体积庞大(由联合收获机收集的给定作物区域的杂物量在体积方面，是同一作物区域的谷物量的四倍)。而且，不象谷物，杂物不易流动；易于堆积、成团、跨接、成鼠孔和缠结，使其在机械设备内和之间的传送非常困难。
考虑到体积过大的问题，可能会想到一个解决方案是，提供一收获单元，其具有一尽可能大以避免频繁停车排放收集的杂物的需要的内部杂物收集容器(存储仓)。然而，如果这样做，收集的杂物的体积会超过用来将杂物输送至清选机的输送工具(卡车)的容量，导致延迟和/或需要另外的工具。类似地，如果一次传递至清选机的杂物量太大，收集的未加工杂物会堆积或流出，最终导致临时存储或收获终止以允许加工堆积的杂物。
对该问题的优选解决方案是确保，将各种元件(收获单元、工具、清选机)的容量匹配，以允许杂物均匀连续地流过系统，避免在对其加工前需要临时存储。从而，收获单元的盛放杂物容量最好应尽可能大，但不能大于用来将杂物输送至清选机的工具的容量，清选机的生产能力最好应为这样，即其可处理至少与在工具的周转时间(该时间为将杂物从收获单元成功传递至清选机)内用来输送杂物的工具的容量相当的体积。
附图的图1示意地示出该情况。该图是平面视图，以通常的方式示出田间10，道路(或轨迹)系统11和工场12。由传统的拖拉机牵引的收获单元15(杂物收获机)从田间10收获作物，将茎秆还田并将收获单元15内的杂物(脱粒的谷物谷粒、谷壳、草籽、少量稻秆等)收集于一内部容器(存储仓)，直至充满该容器。然后，收获单元15停车将收集的杂物卸载至杂物输送工具17(通常为带有顶开口的卡车箱和可开启的青贮门的标准倾倒卡车)，当该输送工具17充满时将收集的杂物18输送至位于工场12的清选机20。在此，工具17将杂物18通过整个后门倾倒入清选机的杂物容纳单元21，然后又返回(如17’所示)田间重复上述周期。杂物容纳单元21的容量应至少与工具17的运载量一样大，使得工具在抵达清选机后可立即完全卸载而不被延迟。如果希望清选机20同时加工几个收获机的杂物，则必须相应地增加清选机的容量。置放在清选机的容纳单元21的杂物18立即穿过清选机，被分离成清选谷物25和已清选的清选物26(较小的谷物谷粒、草籽、谷壳和少量稻秆等)收获单元15具有一内部杂物存储容量，其大约与工具17的容量一样大或至少不比其大，使得收获单元的内部容器充满时，完全倒入单个工具17的卡车箱。这可以将收获单元停在等待卡车处实现，或当两者继续移动时(进一步收获或不进一步收获)将收获单元倒入移动卡车。取决于从田间10至工场12的距离和收获单元15的操作速率，可提供不止一个工具。理想地，无论何时收获单元15充满和随后要求停车，都有等待工具17。为了操作的经济最佳，仅要求单个工具17来连续地操作该方法，其意味着需要将收获单元的容器用收获的杂物充满的时间，约与用于将单个工具17的输送、倾倒和返回的时间相等。
以另一种方式对其表述。尽管收获单元15以组为基础收获(收集和传递)杂物，平均其会有一用重量单位表示的或每单位时间的体积表示的杂物传递速率。为了最有效和高效的操作，收获单元15的收获杂物速率基本上与工具17将杂物从田间10输送至工场12的平均速率相同。
在工场12，清选机20能够在连续操作时以一定速度加工杂物。这也可以重量的单位或每单位时间的体积表示。为了有效和高效操作，加工杂物的速度不应比工具17传递杂物的平均速率小，也不应比收获单元15收获杂物的速率小。这保证设备的各种元件(收获单元、清选机和传递卡车)都作为一个整体系统运作。
因此，理想地，在该系统中，速率限制步骤应是收获单元15的收获作物。也就是说，应与将作物由收获单元15切割和脱粒(去除茎秆)同样快地收集、输送和加工作物。这意味着，如果田间10物理地靠近工场12，有单个工具17是合适的，因为这会有时间来在完成每个收获单元的充满周期之间输送、倾倒和返回。这是理想的情况。显然，该理想布置会不时破坏，但是应将该系统设计成以允许此种操作为常用。当从田间至工场的距离增加时，可提供较多的工具。然而，当田间与工场的分离增加时，会有一个提供足够工具17以维持杂物的收集和传递的所需的最小速率的太昂贵或不可能的时刻。往往该物理分离的限制约为6千米。另一方面，田间10与工场12的物理分离应对清选机的生产能力没有重大影响，因为这应常与由收获单元切割作物和收集杂物的速率相同，或比其高，或如果清选机用作服务几个收获单元，与由该几个收获单元切割作物和收集杂物的速率相同，或比其高。应将收获单元15、工具17和清选机20的相对容量和生产能力设计和使用为保证这样。一般用来拖运谷物及其类似物的卡车的容量约21立方米(750立方英尺)，收获单元15的存储容量和杂物容纳单元21的容量最好应相同。
整个系统的这种可选组织是所期望的，如果与一般示于McLeod专利的设备实施，仍会有问题。参照McLeod之一的美国专利5,795,222的图7，叙述其原因。该图示出具有抬升侧21的谷物卡车20，该抬升侧21通过设置在卡车的后抬升侧的下中央部件的小的排放口将杂物排至料斗。然后，用较大的谷物螺旋器22将料斗排空入设置用于临时存储的几个波动存储仓24之一。然后，一进一步的螺旋器26以恒定的速率将杂物从存储仓24传送至工场(清选机)48的上入口54。然而，由于杂物的流动性差，难以将物料通过卡车的后尾门的小排放口从卡车排出，还难以使杂物从波动存储仓的下锥形端流出。这就产生能使清选杂物的无效和困难，还试图使杂物再正确流动。
对此的解决方案，至少在本发明的最优选形式中，是利用已由发明人发明的方法使杂物流动。发明人还发现，可用下述方法使杂物流动而没有困难1)、可使杂物整个滑下或滚下向下倾斜成合适角度的斜坡，只要没有任何阻挡，如通过倾斜表面或斜槽的侧向侧的向内成锥度或向内成阶梯的壁。这避免了当提供McLeod专利所示类型的传递卡车时遇到的问题，即该卡车具有设置在尾门(其为典型的谷物传递卡车)的一小的开口或传递端口。该尾门阻挡杂物的滑动和滚动，并提供阻挡顺畅的杂物流动的“节流点”。
2)、可将大量杂物从一堆杂物的底部或充满杂物的容器(如粮仓)去除，只要基本上将杂物的整个最下层(或内层)一次去除，而不仅仅是从最下层(或任何内层)的杂物的部分，如传统上所做的。这可以通过杂物堆或含有的主体下面的移动输送器表面或系列细长横向元件(耙或板条)实现，而最好以某种方式维持杂物的主体的剩余物不动。如果基本上去除了杂物的整个最下层，杂物的剩余物可向下移动而不会缠结或跨接。如果想在抽回最下层(即将恒定的杂物供应传递至一设备，如清选机)时防止杂物的剩余物移动，可将杂物的剩余物限定在容器之内或保持壁之后，或可将杂物的主体支撑于一向上倾斜的表面上，使得杂物的主体重量防止其跟随去除层的运动。
3)、可通过将杂物的主体从点A移向点B致使或“促使”杂物全部从一点A，如容器内的传递点，流动至另一点B。这最好与2)、结合使用，即将物料的下层从点A移向点B(当然，在以2)的一些形式实施时不试图防止杂物的主体的运动)。例如，这可以在杂物的主体的上位水平处设置螺旋器实现，并且在杂物收获单元内特别有用，且必须将其移至一出口区域或容器的背面，其中杂物在收获单元被收集于容器的前部。
4)、可将杂物以合适体积和速度的空气流输送，但这会使杂物的组分引起分离。然而，这种分离在系统的一定部分是需要的，如在清选机，所以杂物以这种方式的移动趋向于限制在该系统的部分。
5)、当然，可将杂物整体地作为单个团移动，如在水平移动表面上(如输送器)。例如，这将杂物从收获单元的后仓等排空。
在本发明中，可以单用这些概念或更好地结合使用。
这些意见的实际应用已示于本应用的图1中，其中清选机20设置有一整体式杂物容纳单元21。使其尺寸成为以容纳传递卡车的整个内容，它能随后通过其开口尾门(其可铰接在顶部或底部以允许其摆出轨迹)将其整个杂物负载倾倒。如可从下面对清选机的优选型的描述中看出，特别地将容纳单元设计成以将滞留的杂物抬升至清选机的抬高的入口，而不会遇到由流动性差的杂物引起的问题。
于是，本发明的一个重要方面是，通过允许一次将满负载的杂物从至少一个传递工具传递至清选机的杂物容纳单元，避免需要临时存储杂物，然后该单元能将杂物的规律供应传递至清选机的抬升输入开口。如果这样做了且清选机的清选杂物速率足够快，可将杂物从收获单元直接传递至传递工具，然后直接传递至清选机，而没有任何类型的中间存储，于是可避免用传统的存储仓等遇到的问题。当然，临时存储也可由传递工具自身提供，在于如果收获速率临时地超过清选速率，过量的临时杂物如果需要可盛放于足够数量的传递工具，并且提供此种工具也是可行的。明显地，如可能避免这情况，但是提供对溢流问题的解决方案。
另一重要方面涉及收获单元的设计，以最佳地利用上述杂物流动的原理。
本发明的另一重要方面涉及清选机的设计，其有效地利用杂物的运动和分离，至少部分利用空气流。
本发明的另一重要方面涉及收获单元的设计，其允许其由传统的工具如拖拉机牵引。尽管这与杂物流动性差没有关系，但仍对本发明的整个经济性是重要的，此种工具趋向于制造和操作不昂贵。已开发一种专用铰接臂用于该目的。
连同这些基本概念，下面提供对本发明的杂物收获系统的新颖元件的优选实施例的描述。
改进的收获杂物的收获单元为了更有效和高效的收获，根据本发明已开发出改进的收获单元。可以上述的收获方法或其它收获方法使用这些收获单元，如在美国专利5,873,226公开的。
美国专利5,794,423公开各种杂物收获单元。这些收获单元是有效的，但是制造昂贵，难以操作且笨重。而且，由于使杂物均匀地流动的困难，穿过公知收获单元的物料流动并不总是优化的。本发明的优选收获单元在所需程度上克服了这些问题。
最近几年农民已变得习惯自走式收获单元，如传统联合收获机。美国专利5,794,423公开的几个收获单元是自走式类型。然而，需要的马达、驱动和控制转向机构大大地增加了该工具的成本。美国专利5,794,423也公开非动力式(牵引式)收获单元(例如，参阅该专利的图4至10)，但这些是“卷绕式”类型，即收获割台定位于驱动单元(拖拉机)的前面，而收获单元的其于部分定位于驱动单元的侧面或后部。这导致机械上复杂、笨重并设计昂贵。
本发明的收获单元部分基于提供用于降低成本的牵引式单元的概念(大部分农民已有自己的拖拉机或其它合适的驱动单元)，且避免复杂的通过牵引驱动单元的后部的收获单元的缠绕式设计。然而，这产生一个问题，在于如果收获单元牵引在拖拉机后面，提供两者之间合适的连接装置有困难，由于收获割台(特别是直切式割台)必须紧定位在拖拉机铰接点后面，使不能使用传统的牵引杆并阻止接近拖拉机的机械和液压动力供应。割台也具有必须被抬升的切割器杆，这对任何牵引系统施加进一步的约束。根据本发明，通过提供具有新颖铰接臂的收获单元已克服了该困难。
附图中的图2示出该改进的收获单元15的第一优选实施例。如图所示，收获单元15包括收获割台30，其可为直切式型割台(如，传统的割台，一般7.3至9米(24至30英尺)宽)或成组捡拾型割台(一般4.25米(14英尺)宽)。作物喂入器壳罩31，如链条式喂入器，将切割的作物向后地喂入含有单元的内部脱粒机构的收获机主体，如下所述，在此把切割的作物分离成茎秆(将其如稻秆一样还田)和杂物(谷物、谷壳和草籽的混合物)。收获机单元的主体还包括将杂物从脱粒机构收集后传送至其的谷物盛放容器或仓33。当该仓33充满时，停下单元15(或移动时卸载)，将杂物通过卸载螺旋器34传送至输送工具17(该图未示，参阅图1)。由传统的拖拉机16(该图未示，参阅图1和3)通过铰接臂35牵引从动轮32上的收获单元15，该铰接臂不仅起牵引杆的作用，还将机械和液压或气动力从拖拉机供应至收获单元15，并提供转向功能。
在本发明的收获单元，至少在优选形式中，几个因素结合使利用所示铰接臂成为可能。不象常见的联合收获机，该收获单元不含有谷物清选设备(因为将其用作收获杂物)，这意味着可将脱粒滚筒30定位得较靠近地面。结果是，也可将从切割器头至脱粒滚筒的谷物喂入器壳罩31制得非常短(如约1.2米(四英尺))，这允许将收获机置得更靠近拖拉机，且意味着在牵引条件下不必将切割器头抬升得太高。从而，铰接臂35可非常短，在抬升位置时切割器头30容易地与铰接臂的钩子配合。
在第一实施例中，铰接臂35具有一向内封闭的中空管状设计，在侧视图中，如图3所示，其具有中央地抬升的形状(为了方便，下文称作“倒U型”，尽管认识到这是非常不精确的描述，较为精确的描述为，带有两相对端的铰接臂是细长的；该臂从各端朝该臂的中央向上倾斜或升起，该臂在其中部具有一短且抬升的、一般为水平的位于倾斜或升高部段之间的部段)。倒U型允许铰接臂的钩子C在收获割台30的顶部之上延伸，并带有足够的间隙以允许将割台升高至图3所示的抬升(牵引)位置。这意味着，钩子C，在其最高点时，必须从地面抬升至少3米(10英尺)的距离。铰接臂35的长度也必须适合防止其在正常收获中干涉收获割台30，甚至在收获单元15转出与拖拉机16的对准时(如下所述)。这通常意味着，铰接臂必须水平地突出至少约6.5米(21英尺)。然而，最好铰接臂应不比必要的实现该目的的长度长，以便当将铰接臂移至拖拉机的一侧或另一侧时，使转动动量最小化(如果其太大会推翻拖拉机的转向机构)。为了对照，可用于牵引式联合收获机的铰接必须长且坚固，即由于联合收获机的附加重量，长度至少为10米(33英尺)。这使在不对准的操作中难以或不可能控制侧向力。因此，此种机器会失去机动性。
由于铰接臂必须牵引大的负载(收获单元及收获的杂物)，还由于其为如图所示的约倒U型，收获中遇到的力会趋向将铰接臂的端部37和38彼此朝向或相离牵引。因此，铰接臂应制得足够坚固和刚性，使得防止这种大的弯曲。在所示的实施例中，铰接臂由三个截面为方形的主管元件36、39和40在互连接头41和42处焊在一起制成。一个线规大的钢的箱式结构适合于此目的。
图4以分解和纵向截面示出铰接臂35。铰接臂35的内部44形成一封闭的槽路，如果需要，可用该槽路来装放在拖拉机与收获单元之间延伸的液压和电器线(未示)。一般，液压系统包括三个液压装置，一个用于枢转割台30，一个用于转动割台，第三个用于抬升割台。从图3中可看到用来抬升和降低收获机割台的液压缸69。
该臂的顶部边缘用来导向机械驱动线，该机械驱动线将旋转运动从拖拉机的机械驱动输送至其用来驱动收获割台和其他元件的收获单元。驱动线包括几个在其端部通过恒速接头51、52、53、54和55互连的直轴46、47、48、49、50。可选地，接头可以是交错对的U型接头。驱动线的端部也可包括恒速接头56、57，分别用于连接至收获单元和拖拉机的机构。将合适的轴承58、59、60、61、62、63、64、65设置于铰接臂的上表面上，以固定驱动线和保证上述轴顺畅地旋转。用于此目的的恒速接头最好能在至17°角度操作并能处理至150千瓦(200马力)的动力传送。在驱动线中采用恒速接头不仅意味着，驱动线会跟随铰接臂35的倒U形状，还可使铰接臂移出与拖拉机或收获单元的直接对准而不损坏机构成为可能(因为恒速接头56、57位于驱动线的极端部)。
可用倒槽路部段的形式的细长盖罩68(图中示出部分)封闭驱动线，该倒槽路部段适合在铰接臂的上边缘之上。
如图5所示，通过传统的铰链71将铰接臂35连接于拖拉机16的牵引杆70。在相对端，通过一“液摆式”铰链将铰接臂35连接于收获单元15，该“液摆式”铰链包括一对液压缸72、73且连接于收获机单元15的主体，该液压缸允许将铰接臂35保持成与拖拉机16直接对准，或使其移动至一侧或另一侧，如图所示。这一可由拖拉机的操作员控制的侧向运动，允许拖拉机自身基本保持离开未收获的作物，并允许将收获单元从拖拉机的一侧摆至另一侧，以利于来回收获作物。另一方面，通过使收获单元与拖拉机直接对准，可把设备的整个宽度最小化(为了通过大门等)。
在其相对端，用竖向枢轴75把铰接臂35连接于收获单元的框架元件74，用于绕着一般为竖向轴线旋转(参见图2)。这允许收获单元15保持面向前的方向，即与拖拉机面向相同的方向。有收获单元15在其上运行的从动轮32不可转向，这些轮子趋向使收获单元保持与拖拉机相同的方向移动，即使将收获单元移至拖拉机的一侧或另一侧。
如可以理解的，拖拉机16既向收获单元15提供动力又使其运动。对于大多数的应用，带有95千瓦(125马力)的动力输出(PTO)和三个液压连接器的标准125千瓦(165马力)的拖拉机，会适合于操作收获单元15。
如上所述，杂物证明是极难处理的物料，因为其不易流动、体积庞大以及产生的量大。所示的收获单元15的脱粒和存储机构是用作克服收集和加工杂物的困难。
如图3所示，链式作物喂入器壳罩31将切割的作物物料输送至收获单元15的内部，在此处作物物料遇到旋转脱粒滚筒77和打孔凹板78，其于后凸缘击辊79连接，使作物物料受到强烈的脱粒动作。分离的谷物、谷壳和草籽(即杂物)穿过打孔凹板78落下并积聚于螺旋台80，即在凹板之下的收获单元的内平坦表面，该凹板设置有几个窄的从前至后的螺旋器。然后，将作物的剩余部分(茎秆和剩余谷物等)从滚筒77穿至稻秆逐稿器82的布置，该逐稿器将任何剩余杂物与茎秆分离。以这种方式分离的杂物也落入螺旋台80。在本发明的收获单元15中，可将喂入器壳罩31和稻秆逐稿器82制得比用于传统联合收获机的短的多(如，与联合收获机的3米(10英尺)相对，用于喂入器壳罩的仅为1.2米(4英尺)长，用于稻秆逐稿器的长度为1.8米(6英尺)，)。这允许构造一更为紧凑的单元，短的喂入器壳罩31允许割台的切割器杆在抬升位置时在铰接臂的钩子C的下方配合。脱粒滚筒77也非常低，即非常比传统收获机设计靠近作物。这允许铰接臂15制得很短(如6.5米(21英尺))。该较短的长度能使铰接臂的形状独特，反过来，该独特的形状能使割台在铰接臂的钩子的内侧抬升和降低。
稻秆逐稿器把茎秆移至收获单元15的后部，在此当茎秆遇到选择的稻秆切碎器/撒散器84时，将茎秆通过排放开口83以形成的一组或小片段排放至地面。如上所述，由稻秆逐稿器82分离的杂物通过该逐稿器落入收获单元的螺旋台80。
图3A示出分解和放大的收获单元15的脱粒和杂物收集部段，特别地示出各种皮带轮、驱动皮带和链条。喂入器壳罩31的喂入器由喂入器驱动皮带180驱动，滚筒77由滚筒驱动皮带181驱动。逐稿轮79由逐稿轮驱动皮带184驱动，切碎器84由切碎器驱动皮带185驱动。副中间轴186由副轴驱动皮带187驱动。稻秆逐稿器82和螺旋台80由驱动皮带188驱动。元件189是输送器驱动链。
图6示出与收获单元的其他元件分离的螺旋台80。螺旋台80略微从前向后向上倾斜，但杂物当其积聚时，通过一套正好设置在螺旋台80的表面之上并从该台的前部至后部平行取向且横穿该台的整个宽度的几个旋转的螺旋器，将其从下面移向螺旋台的后部。于是，将杂物整体地移向后部，并遇到含有一对同轴横向螺旋器86、87的横切槽路85，该对同轴横向螺旋器86、87沿由箭头A、B所示的相对向外的方向把杂物移向桨叶式竖向升运器88、89。收获单元15的存储仓(见图2)正定位收集台80之上，并带有用于螺旋器84和收集的杂物的足够的竖向间隙。
应注意到，不象许多联合收获机，收获单元15缺乏谷物清选设备和用于将未脱粒的穗头返回脱粒滚筒的机构。这使设计一种具有低的外形的收获单元成为可能，因为存储仓33可近地坐落于螺旋台80之上，由于不使物料通过脱粒机构再循环，其还带来节约动力。这进一步简化了本发明的收获单元，并使其机械上比传统的联合收获机更可靠。在本发明的设备中，把未脱粒穗头与杂物一起收集且成为清选物的一部分，如下所述。
如注意到的，由一对桨叶式升运器88和89(见图3和6)把螺旋台80的杂物升至存储仓33的顶部高度，用于位于存储仓33的每一侧的料槽85的端部的杂物。图7A、7B、7C和7D示出杂物如何升运至存储仓33，在其内移动以及从其移去。如图7A和7B所示，将杂物升运器88、89定位于该单元的底端部的外侧，它们向前上方延伸。提供两升运器88和89的事实意味着，可将收集台的大体积的杂物容放于该仓的相对侧，保证杂物从收集台至相对侧的存储仓的规则流动，如图7A箭头所示。在下端和上端的中间点，升运器从存储仓33内侧穿过，即图中阴影所示入口区域。升运器在上前端的存储仓33内排放。一对向内定向的螺旋器81将杂物移至存储仓的中部，从此处设置另一对螺旋器90帮助把物料分配至后部。
图7C示出位于升运器88、89之后的一点处的存储仓的内侧。该仓具有独特的将其设计为使流动性差的杂物引起的问题最小化的形状。提供各种螺旋器以保持杂物如要求的在该仓内移动。该仓在顶部设置有水平分配螺旋器90，以把杂物向后移动并防止形成中央峰。在该仓的下部设置一对转动式搅拌器91、92以防止杂物主体内的跨接。这些搅拌器一般为水平但略微向上朝后部倾斜，如图3所示。在该仓33的底部，设置一对传递螺旋器94、95，以把蓬松杂物向后移向凹部96(见图7D)，即该仓的较深部段，其形成于该仓的后部(见图3)。该仓33的下壁190是倒V型的形式，以便把杂物引导向输送螺旋器94、95。凹部96形成杂物的最低收集点，于是该仓的最后部段由卸载螺旋器34排空，带卸载螺旋器的底端定位于凹部96的底部。实际上，螺旋器34由两配合螺旋器组成，即一定位于凹部96并将杂物提升出凹部96的竖向螺旋器和一将杂物向下移动并面向最好是柔性的传递口97的水平螺旋器。凹部96形成包含升运器刮板99的暴露的倾斜的部段的料斗，该升运器刮板将杂物引入卸载螺旋器的竖向部段，然后至水平部段。在收获期间，可将卸载螺旋器沿着存储仓33的顶部对中，也可将其摆动至任一侧或后部用于把杂物排放至等候工具17。与用于将谷物从联合收获机卸载的相比，该卸载螺旋器最好是大直径。例如，竖向螺旋器可具有41厘米(16英寸)的直径或更大，水平螺旋器可具有35.5厘米(14英寸)的直径或更大。这允许非常快地排空存储仓，即三分钟的范围内。
所有的各种螺旋器和搅拌器都由从铰接臂35承载的旋转轴取力的机械装置(如皮带和皮带轮)驱动。
存储仓33最好设置有特别的利于杂物的存储和移动的形状，且最好其容量(至少是最大的传统联合收获机的收集仓尺寸的两倍)约为21立方米(750立方英尺)，(如上所述，)还最好具有与工具17的卡车箱一样的尺寸。如图7A、7B、7C、7D所示，该仓的侧壁28、29的下部和前壁27从顶部至底部向内倾斜。最好将倾斜的角度相对水平面成至少50°，以便杂物滑向该仓的底部，而不会以停滞堆的形式阻滞在前壁和侧壁的基部。这种结构利用了已知的杂物能自由地滑下具有合适的倾斜角度的斜坡的能力。该倾斜前壁27也允许该仓不与铰接臂35接触，还允许较佳的重量分配。
尽管把存储仓33设计成以盛放大量的杂物，这种低密度的物料意味着，该仓不是不必结实，以便不再需要交叉连接上述壁或类似物。实际上，该仓的刻蚀(成锥度)的形状相对相同容量的矩形仓增加了结构强度。
该仓在其顶表面最好具有开启的开口98，当需要时可用可重绕的防水油布覆盖或类似物。这允许接近该仓的内部，用于维修和清除障碍。
已发现，用形成低摩擦表面的涂料涂敷该仓33的内部和螺旋器斜槽是有利的，以便把杂物在该仓的侧壁缠结最小化。最好，该涂料应提供摩擦系数小于0.45的表面。含有粉状石墨的涂料(如，Acu MechSys Enterprise Ltd销售的商标为SLIP-PLATE的涂料)在这方面特别有效。
图8是本发明的收获单元和铰接臂的可选优选实施例的侧视图。在该实施例的描述中，与前述实施例的元件相同或等同的用附加撇号(如，15变为15′)的相同参考符号表示。
首先从图8注意到，铰接臂35′由四个部段而不是三个部段组成，这些部段是36′、39′、40′和铰接臂的拖拉机端的竖向部段39A。附加部段的出现使该臂更可接近上述倒U型，并在收获割台30′之上提供一较大的“头部空间”C′，以允许将割台完全升至不动作位置，还在收获机单元15′从拖拉机的一侧或另一侧摆出过程中允许操作位置的收获割台较多的空间。取决于结构物料，该实施例在使用中可遇到稍微比上述实施例的铰接臂有更多弯曲，总的弯曲量在相对端约是0.3米(1英尺)，所以这种程度的弯曲必须由机械驱动线45′调节。这最好可在驱动线折弯以跟随铰接臂的形状的点处提供U型接头实现，还在驱动线自身内提供滑动接头(键式伸缩部段)以调节该线的长短。作为用于此目的的用U型接头的可选，也可能使用齿轮箱设计以实现需要的角度变化。图8A示出局部放大的合适的齿轮箱设计，驱动线45′位于臂部段36′和39′的连接处。齿轮箱801包括一包含互相啮合可旋转的伞形齿轮803和804的外壳802。最下的齿轮804连接于驱动线部段47′，用于与其一起旋转。最上的齿轮连接于驱动线部段48’，用于与其一起旋转。将上述齿轮彼此布置的角度，在驱动线45′穿过齿轮箱801时产生该驱动线45′的方向变化。齿轮803和804的小程度的不对准能调节弯曲，用齿轮箱一侧的恒定速度接头805和另一侧的滑动接头806允许较大的调节。齿轮箱必须足够结实以将提供的动力传送至驱动线45′，而没有扭曲或过热。
在铰接臂35′连接于拖拉机16′的点，设置一球接头807以允许急速转动，齿轮箱808可螺栓连接于拖拉机主体。
在该实施例中，在枢轴75′处铰接臂35′连接于收获单元15′，将该枢轴75′置于轮子32′的旋转轴线的前面仅约1.2米(4英尺)。这种定位由于两个原因是重要的。第一，枢轴75′紧靠近轮子意味着，可由液压缸72′和73′(见图8C)实现收获单元的容易转动。第二，当该单元排空时，收获单元的重心略微移向轮子的前方，但在收获中当该单元充满时，其向轮子的后方移动。这减少了作用于铰接臂的向下的力，并允许铰接臂是一比其它情形较轻的设计。
在该实施例中，最好从拖拉机16′至收获单元15′的液压线跟随铰接臂35′的外侧(而不是穿过中空内部)用于容易服务，该缸的间隙可从拖拉机内侧调节(最好用单手式操纵杆设计，连同所有其它液压功能)。
图8的收获单元15′在几个方面不同于上述收获单元15，如下所述。
第一，不是用一系列平行的螺旋器装备上述仓33′的地板以将收集的杂物移向该仓的后部，如在前述实施例中，而是提供“活动板”810，即由如彼此横向间隔的并由链条驱动的板条组成的环形皮带。这利用了上述原理，即可通过将杂物主体的整个最低层移动或除去而使杂物移动，即完全横过杂物主体的宽度的最低层，在该情形中基本上为上述仓33′的整个宽度。在前述实施例中，意图是尽可能快地把杂物传递至大的后凹部96，该凹部定位于上述仓33的后部且如图7所示可将杂物从其螺旋运出。在该第二实施例中，用来将杂物去除的方法是不同的。不是大的凹部96，该仓33′设置有一浅的横向凹部或槽路96′，该凹部或槽路围罩一较大的(如50至60厘米(20至24英寸))一般为水平的横向螺旋器820或可选地为一输送器皮带。活动板810向上倾斜至后部，这样，收集的杂物的蓬松主体趋向保持于该仓33′的前部，当将螺旋器操作时，活动板的运动将杂物的恒定供应喂入槽路96′，于是降低在螺旋器之上的缠结或槽路96′的阻塞发生的危险。
板条绕着起该仓的默认板作用的板件811循环，该板条可在前部设置有柔性条带，以提供默认板之上的清扫动作。用来驱动板条的链条812(一般有至少两，最好为三个链条)提供一当其绕着默认板移动时自清洁的开口结构。可选可能性是使用柔性(如橡胶)输送器皮带，而不是板条和链条，但是物料趋向聚集于此种装置下，因此它们可以使用却不是优选的。
槽路96′中的横向螺旋器820向侧向安装的铰接封装输送器815或斜槽喂料，该斜槽用来将收集的杂物传送至邻接工具(未示)。将输送器815铰接的事实意味着，可把其抬升或降低至正好位于工具仓之上。用输送器而不是螺旋器来提供把螺旋器供应的杂物全部输送，以防止缠结和阻塞。这种装置也允许把上述仓快速排空，如在约三分钟内或更少。
在上述仓33′的顶部设置一对螺旋器817和818，以便将收集于上述仓的杂物堆(未示)齐平。这些帮助把收集的杂物主体移向上述仓的后部。设置一传感器(未示)以指示该仓33′是否充满，以便在可操作螺旋器820以开始去除该仓的杂物之前，杂物不会溢流入上述槽路96′并在其之上积聚。此种过满会增加缠结和阻塞。当传感器指示该仓充满并开始排空时，中断收获，假设排空不与收获同步进行(即排入移动式伴随工具)。
在该实施例中，可将该仓制得比前述实施例的要大，侧壁28′和29′的倾斜最小为60°。再将该仓的内部涂敷低摩擦涂料。通过将该单元的高度增加至4.25米(14英尺)和使其长度增加(如，约1.5米(5英尺))，可实现增加的容量。这可导致该仓33′具有约31.8立方米(1120立方英尺)的体积。一般该仓33′由板金属制成，如钢，可选地由于杂物负载轻，尽管其体积大，该仓可由塑料材料制成。
清选机为了进一步提高收获方法的效率，已生产出一种改进的清选机20(经常称为工场设备)。
图9是清选机20的透视图，可看出，清选机包括几个主要部分，即一压入杂物容纳单元21(其起用于由工具传递的杂物的开口贮池的作用)和杂物输送器100，一用于从杂物去除谷壳和轻物料的吸入器101，一清选物收集单元102，一筛选单元103，和一辊式磨机104。吸入器101由Written Pole马达驱动，或可选地由柴油马达驱动，该机由计算机模块106控制(PLC)。
由卡车17直接将杂物从田间传递至清选机(见图1)。在过去，试图以与把谷物传递至谷物存储区域的相同方式，通过一小的定位于卡车的后壁或后门的门将杂物倾倒。然而，如上注意到的，杂物不会以如谷物相同的方式流动，一旦滞流成堆，难以拣拾和输送至清选机。为了克服这个问题，所示清选机具有的压入式杂物容纳单元21，允许卡车直接倒至贮池(如图9的轮胎轨迹所示)，并通过将后门脱钩和把卡车箱升高倾倒杂物。
杂物容纳单元21是平坦箱108的形式的谷物贮池，其具有一略微倾斜的底壁109和两纵向侧壁110，但没有端壁。该单元与更垂直向上倾斜的、形成一斜表面的杂物喂入设备或输送器100对准。图11和12是侧视图，示出处于容纳位置(图11)的等候杂物传递的容纳单元，和处于朝上的操作位置(图12)时，容纳单元起一斜槽的作用以便把杂物推入杂物输送器100的底端。由该单元的每一侧的液压缸控制容纳单元的倾斜(尽管图11和12只示出一个)。
在杂物输送器情形中，倾斜的表面113设置有旋转牵引链式输送器112，该输送器向该倾斜件上移动并把杂物携带至上端114。牵引链式输送器的上端的旋转传递辊子115的功能是将上升至输送器的杂物击回，并在该箱体(通常为10英尺宽)的宽度上将杂物均衡，以便仅4至8厘米(1.5至3英寸)的杂物垫进入杂物容纳单元的顶部114。该垫的厚度由牵引链112和辊子115之间可调距离确定。辊子定位于倾斜表面113的上端之上的一短的距离(几个毫米)，并设置有沿辊子的周向且绕其间隔的突出齿116。传递辊子由马达(未示)快速驱动，如注意到的，并将杂物垫或杂物毯(即宽度和厚度均匀的连续条带)喂入吸入器单元101(见图9)的上入口117。杂物输送器100起将杂物从地面水平提升至一升高位置的目的，在该位置，当其在清选机内向下竖直地落向地面水平时会受到吸入作用。牵引链式输送器112的第二个功能是，检测(通过改变由不同速度马达驱动的输送器的速度)传递至容纳单元的顶部114并进入吸入器101的杂物的正确体积。因此，通过变化输送器的速度和其与辊子115之间的距离，可检测到可接受的杂物量进入吸入器101。吸入器的整个宽度(每小时91,000升(2,500蒲式耳)为3米(10英尺))与容纳单元的宽度匹配，以利于整个机器的连续物料流动能力。
图中示出吸入器101的细节，并在图13A、13B、13C中与其它设备分离。杂物垫或毯穿过入口117，进入吸入器单元，然后直接到达吸入器滚筒300。图13C示出分离的滚筒，还可看出，沿滚筒的表面布置有许多橡胶嵌齿301(三英寸高)，并沿杂物轴向方向稍微歪曲(最好约10°)以利于杂物进入吸入器。橡胶嵌齿301形成一空气密封，其防止吸入器内的空气在压力下通过入口117逃逸。从图13A可看出，在入口117内没有自由空间允许杂物滞留和卡塞设备。一旦杂物穿过入口117，立即被滚筒提取并将其传递至吸入器。当杂物流118穿过吸入器竖向地落下时，其受到侧向空气流119的作用，该空气流撞击杂物流一侧(前部)，并从其穿过至另一侧，且把谷壳和其它轻的物料携带走。吸入器具有六个由隔板120限定的下落区域。穿过各下落区域的空气流由在下落区域的入口处的可手动调节的挡板控制。在各下落区域，空气流穿过下落的杂物。
空气流119由风机122产生，其将空气沿下管路123移至吸入器的前端，然后在穿过下落的杂物流118后，将空气(以及夹带的谷壳和轻物料)穿过上管路124送回。如果过多的空气进入吸入器101的前部，通过一手动操作的门302直接将空气放入回流的空气流中。在空气回到风机122之前，一离心分离机(旋风)125将谷壳和轻物料从空气流中去除。杂物和轻物料的分离的混合物(称为“清选物”)由物料输送风机126(见图13B)输送至输送管127，再通过连接于输送管127的管子128(见图13D)传递至合适的存储堆、容器或工具。管子128(其约15至21米长(50至70英尺))在其远端具有用于清选物的起减速器作用的小的旋风单元129，以防止此轻的物料大范围地分发，并允许其会聚成堆135。
旋风分离器125的操作由风机122(见图13A)控制，该风机操作在每分钟约340立方米(12,000立方英尺)的体积(用于杂物的每小时生产能力91,000升(2,500蒲式耳))。风机迫使空气通过吸入器101，沿管路124进入分离器125。含于空气流的混合物物料在抵达分离器时由离心力粘附于分离器的外壁，并移动至最后的排放端口303。穿过端口303的排放由图9的空气均衡管304和图13B的排放风机126辅助。在分离器125内，将该单元中部的清洁空气通过图13B的管路305返回风机122。清洁的空气由风机122驱动并经管路123返回吸入器101，后至吸入器的前侧。管路形成闭合的环路，用于空气在离心分离器125和吸入器101之间再循环。通过从辊式磨机172和筛选单元103引入补偿空气避免闭合环路内的灰尘积累。
重物料130(吸入的杂物，其含有谷物和草籽等)积聚在吸入器101的底部，并由水平交叉螺旋器131去除，然后闸板式升运器131升运至下落管133，从此处其下落至筛选单元103，用于分离成所需的清洁谷物产品和其它包括剩余有机物的副产品。
图10以透视图详细示出筛选单元103。从下落管133传递的物料下落至分列式(两个方向)均衡螺旋器140，该均衡螺旋器定位于筛选单元的上端并将物料均匀地在筛面上分发。该单元包括一开口框架141，其保持布置成两组或“筛架”的许多向下倾斜摆动筛142。筛子的开口尺寸从最上的筛子至最下的筛子递减，以便较大的颗粒收集于上部筛子，而较小的颗粒落入下部筛子。于是，可实现基于颗粒尺寸的吸入杂物的分离。顶部筛架143包括三个一次分级筛子144、145、146，谷物从其穿过，并通过其将大物料去除。该筛架的第一筛子144将石头和较大杂物导引入从其离开机器的料斗307。谷物谷粒从其下落的第二和第三筛子将较大的作物物料导引入料槽147。从顶部筛架，将谷物流分割并下落至底部筛架148的两个筛子。底部筛架148包括两套三个倾斜的摆动分尺寸的筛子。谷物从筛子上流过而筛选物(草籽、小谷粒等)从其穿过并积聚于筛子下面的料斗。然后，谷物通过带有交叉空气流的风室160下落，在该室内，将灰尘从谷物去除，并通过灰尘传递管150输送。谷物落入将谷物25传递至料斗165的交叉输送器161。从该料斗，将谷物输送至存储。
从两顶部筛架筛子和六个底部筛架筛子的筛选物汇集于料槽，并经下落管进入底部筛架筛选物收集料槽。从该料斗，将筛选物传递至闸板式升运器170，其将筛选物升运至下落管171，从此处筛选物落入筛选物被滚压的辊式磨机172的吸入料斗(见图9)。从辊式磨机172的底部，将空气与滚压的筛选物一起吸入与旋风分离器102的吸入口309连接的管路308。在分离器125内，磨机172的滚压筛选物与吸入器101的轻物料及经灰尘传递管150传递的筛选单元103的气室160的灰尘再结合。
如上所述，由分离器从空气分离的固体(清选物)由部分空气通过管路173吸入物料输送风机126(图13B)。风机帮助以连续的方式从分离器125将清选物和空气去除，而不会打断分离器内的离心分离效果。这已证明是对设置用于从分离器去除固体的常用空气锁的改进。风机125也使清选物从机器经输送管127和管子128抛开一相当的距离至小旋风减速器129。包括仅仅是杂物的约所有有机物，而不是谷物谷粒的清选物下落成堆135用于存储。已通过辊式磨机172将该物料中的草籽去除，于是不再有生存力(即它们没有活动能力)。然而，还将小的筛选的谷物谷粒压碎，使它们更适于牲畜消化。因此，收集的清选物是可用作动物饲料或其它目的的有价值的产品。尽管有该滚压步骤，由于滚压的物料再循环至其与吸入器的轻物料混合处的分离器的吸入口，仅单一的物料(而不是清选的谷物)从清选机排出。还值得注意的是，正好在清选的谷物排出清选机时施加于其的最后的空气槽。该空气槽将也循环至分离器125的吸入口的细灰尘去除。
当然，如需要，不必将空气槽的滚压的物料和/或灰尘返回分离器，但可将仅仅通过使所示的管道再布线独立地排出。来自筛子的物料(筛选物)本身是高蛋白饲料物料。
清选机的一个特别优点是，如需要，可自动操作而不用操作员。计算机控制保证总是正常操作。
图14和15是清选机的可选实施例。在该实施例中，杂物容纳单元21′(其形成杂物开口贮池)和杂物输送器100′基本与前述实施例的相同，并允许通过倒放卡车箱、倾倒杂物负载和以恒定流将杂物以满负载从卡车置放至清选机的侧向细长上入口117′，而没有缠结或阻挡，也不需中间存储。然而，在穿过入口117′时，杂物进入含有交叉取向的收集螺旋器901(其最好具有43厘米(17英寸)的直径)的横向槽路900。该螺旋器的目的是把从杂物输送器100′的宽度(约3米或3.3米(10或11英尺))至清选机本身的宽度的杂物流宽度降低，清选机的宽度较窄(约143厘米(56英寸))。通过这样，可将清选机和输送器的设计成具有用于其期望功能的理想的宽度，尽管其宽度可变化。
在该实施例中，将前述实施例的筛选单元103结合于清选机20′的主体905。这使清选机更紧凑和易于操作。如图14的简化形式所示，在离开中央开口975的横向槽路900时，杂物落入设置有往复动作的谷物抖动板907，其趋向使杂物分成为不同密度层的组分并把杂物均衡成具有0.6至1.2米(2至4英寸)宽度的均匀毯908。谷物抖动板将杂物向前移动，直至其落入清选筛架909。清选筛架包括前后往复相对运动的上部颖糠筛910和下部谷物分离筛911(两者均是可调目的大小)。在颖糠筛910的远端也设置有短的延伸分离筛912。这可独立于颖糠筛调节，如需要，将其抬升一角度以减缓物料的流动。颖糠筛和谷物分离筛各最好具有约1.7平方米(17.9平方英尺)的表面区域。颖糠筛目的尺寸比谷物分离筛的要大。当杂物穿过筛架909时，大的谷壳、茎秆、断头穗和石头主要由颖糠筛910分离，然后在谷物分离筛911将中间内容(如草籽、小谷壳、茎秆部分等)分离。基本上，只有谷物915自身穿过谷物分离筛911，而落入具有倾斜的前壁和后壁的收集抖动板916，该前壁和后壁将谷物导向至中央料槽917，用于由交叉螺旋器918通过谷物出口去除。
当将杂物以这种方式分离成其组分时，通过筛架909向上并向外吹气，如箭头A所示。该气流基本使所有杂物组分悬浮，除谷物和重物体之外如石头。实际上，当杂物从谷物筛架907落入筛架909时，其遇到一股足够强的空气把除所需尺寸的清选谷物(和重的物体，如石头)之外的一切吹离。这降低了由筛架911自身实施的所需的分离量。悬浮的谷壳和重物体均继续进入旋风分离单元920。空气流携带悬浮的谷壳，而由筛架的分离筛的往复动作将重物体移至旋风单元的入口921。
由定位于杂物输送器100′下面的清选机之内的风机925(如，16.5KW(22hp)离心风机产生400立方米/分(4,000立方英尺/分)的生产能力)产生气流。风机将空气导引入槽路926，进入清选筛架909，但在筛架的上游设置可调分流器927以把部分空气导引入旁路槽路930，如箭头B所示。不过，旁路930的空气也进入带有已穿过清选筛架909的空气的旋风单元920。分流器允许气流A穿过筛架，使其适于清选杂物(设计以把谷粒以下的一切吹离)而仍允许高速气流穿过旋风单元920。可手动调节分流器927或基于杂物位入清选机的速率自动地控制。
石头清理门932设置于旋风单元920的底部，以允许将石头和其它大或重的物体定期地从旋风单元的底部去除，由于它们不由气流去除，其会积聚。
旋风单元920，通过穿过其的螺旋气流和悬浮谷壳的密度，使悬浮谷壳聚集于该单元的内壁935周围，使得基本没有谷壳和其它固体的清洁空气可通过中央开口936离开该单元。由进一步的气流推动的谷壳离开置于旋风单元的外侧下部区域的谷壳传递口937。通过管路940直接将清洁空气再循环至风机925(见图15)，尽管可将来自外侧的一定量的清洁空气导入再循环空气，如通过设置于邻接杂物入口117′的细长狭槽，以代替与谷壳逃逸的空气并降低灰尘的积累(大约90％的再循环是常见的)。
离开谷壳传递口919的固体包括谷壳本体、草籽、未脱粒的穗头和小谷物谷粒。如图15所示，其通过管路950输送至设置有刮板式刃片的高速离心物料输送风机951。该风机具有锤打、撞击或切碎效果，其将大物料的尺寸减小，趋向于将草籽和小谷物谷粒破裂、刻裂或压碎(于是使它们不能发育)。最好，使风机操作于约3293rpm的速率，给出风机其刃口速度约440km/hr，生产能力约57立方米/分(2000立方英尺/分)。显然，可采用这些速率和速度的变量(如±10％)，假设获得所需的物料输送和碎籽效果。然后，将离开风机的物料通过管路952输送至将其排放以形成开堆(未示)的所需位置(或如需要，可将其排放至粮仓或其它形式的容器，然而，压碎的清选物自身粘附并结成一块，使得物料不能从开堆吹离)。清选物形成质量好的、在营养上与干草类似的动物饲料。取决于风机951的功率，风机951和管路952可将固体从清选机输送至约60米的距离(200英尺)。风机951动作以输送分离的固体并将其压碎。其动作在生产能力的高速率下，很少受到阻塞、堵塞或其它原因的失败。这可以在一合理的功率成本下操作风机来实现。
在本实施例的优选形式中，如图所示，用单个马达955驱动空气风机925和物料输送风机951。这最好是一30至37.5KW(40-50hp)的写电极(单相)电马达。约需要八个另加的小电马达(各约1.5-2.25KW(2-3hp))用于完成清选机的操作。有利地，将所有这些马达设计成以操作在农场和远的区域可现成获得的单相动力。
清选的谷物离开谷物传递口(由清选机内的正空气压力推动或由螺旋器提出)并由螺旋器传递至存储容器(如，一个或多个粮仓—未示)。
该实施例的清选机维持恒定空气再循环和恒定的杂物流进入该机，还维持恒定的清选谷物和剩余组分离开该机。所示单元21′能够加工91,000升(2,500蒲式耳)杂物每小时。容纳单元21′能够盛放至少27,000升(750蒲式耳)杂物。因此，在约20分钟内可加工卡车的单一负载。
基本上，不需照管便可使该机操作。当卡车接近时，卡车操作员可使用遥控装置降低容纳单元，倾倒杂物负载，然后将清选机设定操作，离开后准备另一负载。可计算机控制该机以分阶段地抬升容纳单元来恰当地向杂物输送器喂料，运行所有的风机和马达直至传感器显示已加工所有的杂物。随后，等候下一负载时，该单元可自行自动地关闭。
权利要求
1.一种收获和清选植株作物的方法，其中将作物从田间切割并在移动式收获单元脱粒，以产生还田的茎秆和包括谷物、谷壳和草籽的混合物的“杂物”，该杂物被收集于上述收获单元；将该收集的杂物定期地从上述收获单元传送至至少一个工具，并由所述至少一个工具输送至清选机，该清选机将上述杂物清选以产生清选的谷物产品和包括谷壳与草籽的混合物的“清选物”；其特征在于操作该方法以避免在由上述清选机清选之前存储上述杂物。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于通过将上述整个杂物直接倾倒入上述清选机的杂物容纳单元把上述至少一个工具的整个杂物负载排空，以及直接以上述清选机将上述杂物连续地清选的速率把上述倾倒的负载的杂物喂入上述清选机的杂物入口，直至所有的上述负载已被喂入上述清选机，而避免在清选之前存储至少部分上述杂物。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于通过将杂物从上述倾倒的负载的基本整个横向宽度之上的上述倾倒的负载的最下层去除，以避免该负载内的由上述杂物的缠结、阻塞或跨接引起的杂物喂入的中断，从而把杂物从上述倾倒的负载喂入上述清选机的上述杂物入口。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于通过将上述负载定位于一表面上，并移动该表面或该负载下面的延伸过该表面的组分，把上述杂物从上述倾倒的负载的上述最下层去除。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于使该表面向上朝上述清选机的上述杂物入口倾斜，通过抬升上述杂物容纳单元的地板以形成向下倾斜的、顶着上述向上倾斜表面推进上述负载的斜槽，将上述负载保持与上述倾斜的表面接触。
6.如任一前权利要求所述的方法，其特征在于通过使上述收获单元的杂物盛放容量与上述至少一个工具的杂物盛放容量相同，或比其小，从而避免在清选之前存储至少部分上述杂物，使得可在单个倒空操作中将收集于上述收获单元的所有上述杂物传送至上述至少一个工具。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于使上述收获单元的容量基本与上述至少一个工具的容量相同。
8.如任一前权利要求所述的方法，其特征在于通过以与从田间输出杂物相同的或较高的速率，清选上述清选机内的上述杂物，避免在清选之前存储至少部分上述杂物。
9.如权利要求8所述的方法，其中上述清选机清选上述杂物的速率基本与从田间输出杂物的速率相同。
10.如任一前权利要求所述的方法，其特征在于通过操作至少一个上述工具，使得以足够高的速率把杂物从上述收获单元输送至上述清选机以避免在倒空上述收获单元之间的大量等候间隔，从而避免在清选之前存储至少部分上述杂物。
11.如任一前权利要求所述的方法，其特征在于用一在上述收获单元和上述清选机之间来回连续地运动的单个工具，将上述杂物从上述收获单元输送至上述清选机。
12.一种用于收获和清选植株作物的系统，其包括一收获单元，其用于从田间切割作物并将该切割的作物脱粒以产生还田的茎秆和包括谷物、谷壳及草籽的、并被收集于该收获单元的混合物的“杂物”；至少一个工具，其用于容纳当上述收获单元至少部分充满时来自该收获单元的收集的杂物，并将该杂物输送至清选机；一位于远离上述田间的工场的清选机，其用于清选上述杂物，以产生清选的谷物产品和包括谷壳及草籽的混合物的“清选物”；其特征在于该系统排除任何用于在该清选机清选上述杂物之前存储该杂物的装置。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于上述清选机包括由上述至少一个工具可通过倾倒将整个杂物负载倒入其中的杂物容纳单元，该容纳单元包括用于直接把上述倾倒的负载的杂物喂入上述清选机的杂物入口的喂入设备。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于该喂入设备，从位于上述倾倒的负载的基本整个横向宽度之上的上述倾倒的杂物负载的最下层，去除杂物，从而避免由该负载内的杂物缠结、阻塞或跨接引起的中断。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于上述喂入设备包括可将负载定位于其上的表面，和用于移动该表面或横向延伸过该表面的元件的装置，以把杂物从该负载输送至该清选机的杂物入口。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于使上述表面向上倾斜至上述清选机的上述杂物入口，上述容纳单元包括一地板，其可被升高以形成向下倾斜的、使上述负载保持与上述倾斜表面接触的斜槽。
17.如权利要求15或16所述的系统，其特征在于横向延伸过上述表面的元件是彼此间隔横向板条，其由绕着上述倾斜表面穿过的旋转循环链条支撑，并被移向上述清选机的上述杂物入口。
18.如权利要求16或17所述的系统，其特征在于将旋转横向辊子在其上端设置于上述倾斜表面之上，以确保喂入上述清选机的杂物入口的杂物是厚度均匀的层形式。
19.如权利要求12-18任一所述的系统，其特征在于该收获单元具有一杂物盛放容量，其与用来杂物输送的上述至少一个工具的杂物盛放容量相同，或比其小。
20.如权利要求12-18任一所述的系统，其特征在于上述清选机在与从田间输出杂物的速率相同或比其高的清选杂物的速率下操作。
21.如权利要求12-20任一所述的系统，其特征在于可将上述至少一个工具操作在足够高的速率下，以将杂物从上述收获单元输送至上述清选机，而避免在排空上述收获单元之间的大量等候间隔。
22.如权利要求21所述的系统，其特征在于提供一定单个工具用于在上述收获单元和上述清选机之间输送杂物。
23.一种用于包括谷物、谷壳草籽的混合物的“杂物”的静止清选机，其包括用于上述杂物的入口、用于将谷物与上述杂物分离以产生清选的谷物和包括谷壳及草籽的混合物的“清选物”的筛选设备以及用于上述清选的谷物和清选物的分离出口；其特征在于上述清选机包括一杂物容纳单元，用于将上述杂物喂入上述清选机的入口，使上述容纳单元的尺寸成为以允许杂物传递工具驱入该容纳单元，以通过上述整个工具负载的直接倾倒操作，将整个工具的杂物负载传送至上述容纳单元。
24.如权利要求23所述的清选机，其特征在于上述容纳单元包括用于上述杂物负载的贮池和用于将杂物从该贮池升至上述清选机的抬升的入口的喂入装置。
25.如权利要求23或24所述的清选机，其特征在于上述清选机包括一用于穿过上述杂物吹气流以至少去除谷壳但不是谷物的风机，一用于从上述气流去除上述谷壳的离心风离器，以及用于将空气从该离心分离器再循环至上述风机的管路。
26.如权利要求25所述的清选机，其特征在于该清选机包括一用于容纳杂物的下落帘的吸入器和用于将上述气流在上述吸入器内导引穿过上述下落杂物帘的管道系统，从而允许谷物和草籽的混合物下落至该吸入器的下部，并经上述气流去除谷壳。
27.如权利要求26所述的清选机，其特征在于上述筛选设备包括，一个含有布置成一个在另一个之上的、具有不同尺寸适合用于将谷物与草籽分离的目的且成系列的筛子的框架，一个用于将谷物和草籽的混合物从上述吸入器的上述下部传递至上述框架的上述上部的传递设备，一个用于从上述系列筛子出现的清选谷物的出口，以及一个用于从上述系列筛子出现的草籽的出口。
28.如权利要求28所述的清选机，其特征在于该清选机包括一用于压碎上述草籽的清选装置和一用于将草籽与从上述杂物去除的谷壳结合的传递装置。
29.如权利要求27或28所述的清选机，其中上述筛选设备包括一气室，在被从该清选机排出之前，筛选的谷物穿过该气室下落，该气室包括用于导引穿过上述下落的筛选谷物的气流以去除灰尘的管路以及用于将上述灰尘引导入上述离心分离器的管路。
30.如权利要求26所述的清选机，其特征在于上述筛选设备定位于上述杂物入口和上述离心分离器之间，上述清选机包括当上述入口的杂物被穿过上述筛选设备时将上述气流导引穿过上述筛选设备的管道系统。
31.如权利要求30所述的清选机，其特征在于上述筛选设备包括一上往复谷壳筛子和一下往复谷物分离筛。
32.如权利要求31所述的清选机，其特征在于上述谷壳筛子在上述谷壳筛子和上述离心分离器之间具有一可抬升的或可降低的延伸分离筛。
33.如权利要求30、31或32所述的清选机，其特征在于该清选机具有用于外部空气的入口，以允许对离开该清选机的空气的补偿。
34.如权利要求30所述的清选机，其特征在于上述筛选设备具有一用于筛选的谷壳组分而不是清选的谷物的出口，上述出口将筛选的谷壳组分而不是清选的谷物喂入上述离心分离器。
35.如权利要求34所述的清选机，其特征在于在上述筛选设备的下部设置一清选谷物出口，以将清选的谷物从上述清选机去除。
36.如权利要求30至35任一所述的清选机，其特征在于在出口设置一物料输送风机用于上述清选物，上述风机撞击上述清选物以使至少部分压碎或撕裂该清选物的草籽，将上述清选物从上述清选机去除，以及推动上述清选物穿过用于上述清选物的上述出口。
37.如权利要求30至36任一所述的清选机，其特征在于上述管道系统也通过避开上述筛选设备的旁路路径将空气导引至上述离心分离器，设置一分流器以控制通过上述筛选设备和上述旁路路径喂入的空气量。
38.如权利要求30至37任一所述的清选机，其特征在于在上述杂物入口之下设置一往复谷物抖动板，以将上述杂物移至上述筛选设备。
39.一种用于包括谷物、谷壳和草籽的混合物的“杂物”的静止清选机，其包括一杂物入口，用于将谷物与杂物分离以产生清选的谷物和包括谷壳及草籽的混合物的“清选物”的筛选设备，以及用于清选的谷物和清选物的分离出口；其特征在于该清选机包括在上述出口的用于上述清选物的物料输送风机，上述物料输送风机撞击上述清选物，以使上述清选物的至少部分草籽压碎或撕裂，从上述清选机去除上述清选物，以及通过上述清选物的上述出口推动上述清选物。
40.如权利要求39所述的清选机，其特征在于上述物料输送风机是唯一的设置于上述清选机的用于撞击上述草籽的设备。
41.如权利要求23至40任一所述的清选机，其特征在于管道系统设置于上述清选物的上述出口，用于将上述清选物输送至离上述清选机一定距离的位置，上述管道系统在其外端具有一离心分离器，以减缓清选物从该管道系统的外端的排出。
42.一种用于包括谷物、谷壳及草籽的混合物的收获“杂物”的移动式收获单元，其包括一轮式收获机主体和在该收获机主体的前部的用于从田间切割作物的收获割台，该收获机主体包括一用于分离茎秆和谷壳的切割的作物的脱粒单元，一用于将分离的茎秆还田的排出，以及一用于存储分离的谷壳的存储仓，其特征在于该收获单元包括一具有用于在一端连接于该收获主体而在另一相对端连接于一驱动装置的后部的相对端的细长铰接臂，该铰接臂具有位于上述相对端中间的抬升的部段，该相对端在上述收获割台的上方并离开其穿过。
43.如权利要求42所述的收获单元，其特征在于上述收获割台具有一可抬升的切割杆，当上述切割杆位于降低的位置和抬升的位置时，上述铰接臂的上述抬升的中间部段在上述切割杆的上方并离开其延伸。
44.如权利要求42或43所述的收获单元，其特征在于连接于上述收获机主体的上述铰接臂的上述端部可绕着一基本竖向的轴线枢转。
45.如权利要求42所述的收获单元，其特征在于在上述收获机主体上设置对上述铰接臂作用的转向装置，以调节或维持上述铰接臂在上述竖向轴线上相对上述收获机主体的角度。
46.如权利要求42至45任一所述的收获单元，其特征在于上述铰接臂支撑一机械驱动线，用于将上述驱动装置的机械动力传送至上述收获单元，该驱动线包括许多可旋转的轴，其由恒定速度接头或U型接头连接以允许上述驱动线从上述相对端的一端至另一端跟随上述铰接臂的轮廓。
47.如权利要求42至46任一所述的收获单元，其特征在于上述铰接臂容放液压或气动管，用于将压力下的液压或气动流体从上述驱动装置输送至上述收获单元。
48.如权利要求42至47任一所述的收获单元，其特征在于在上述脱粒单元之下设置一收集台，该收集台包括一位于其后端的横向杂物收集料槽和许多用于将杂物向后移向该料槽的可旋转的螺旋器。
49.如权利要求48所述的收获单元，其特征在于上述横向杂物收集料槽容放一对共轴线的螺旋器，用于将杂物传送至该杂物收集料槽的相对侧向端，在上述存储仓的各侧向侧面设置一对杂物升运器，用于从上述杂物收集料槽的相对侧向端升运杂物，并将该杂物传送至上述存储仓。
50.如权利要求42至49任一所述的收获单元，其特征在于上述存储仓包括至少一个均衡螺旋器，用于将从上述脱粒单元喂入该仓的杂物分布。
51.如权利要求42至50所述的收获单元，其特征在于上述存储仓在该仓的后部具有一凹部，该仓包括至少一个用于将杂物输送至该凹部的螺旋器。
52.如权利要求42至50任一所述的收获单元，其特征在于上述存储仓在该仓的后部具有一凹部，该仓具有一地板，该地板设置有一可移动的表面或在所述地板之上移动的元件，以将该仓的杂物向后移至上述凹部。
53.如权利要求52所述的收获单元，其特征在于在上述地板之上移动的元件是彼此间隔的侧向板条，其连接于绕上述仓的地板旋转的循环链条。
54.如权利要求42至53任一所述的收获单元，其特征在于设置排出装置用于在该仓充满时排空该杂物存储仓，该排出装置具有在上述收获单元上可枢转的细长排出管，允许将杂物排至定位于上述收获单元的侧面或后部的工具。
55.如权利要求42至53任一所述的收获单元，其特征在于设置排出装置用于在该仓充满时排空该杂物存储仓，该排出装置包括一细长的从上述存储仓的后部侧向地延伸的封闭斜槽，该斜槽包括用于从上述存储仓去除杂物的输送器。
56.如权利要求55所述的收获单元，其特征在于上述斜槽可绕着一基本水平轴线枢转，以便可将该斜槽的外端抬升或降低。
57.如权利要求42至56任一所述的收获单元，其特征在于上述存储仓具有以一定角度向下和向内倾斜的侧壁，其使杂物移向该仓的底部而在该仓内基本没有缠结或跨接。
58.如权利要求57所述的收获单元，其特征在于上述存储仓的底壁升至上述侧壁的中央顶峰，并以一定角度升至该仓的中央，其基本防止上述杂物在该仓内向下移动时的缠结和跨接。
59.如权利要求42至58任一所述的收获单元，其特征在于该仓的内部具有低摩擦的表面。
60.如权利要求42至59任一所述的收获单元，其特征在于该仓具有一后凹部，该单元包括至少一个螺旋器，以将该仓的杂物移向并进入上述凹部。
61.如权利要求42至60任一所述的收获单元，其特征在于该仓具有至少一个搅拌器，用于搅拌该仓中的上述杂物以利于杂物的运动。
62.如权利要求42至61任一所述的收获单元，其特征在于该仓具有一从顶部向内地倾斜至底部的前壁。
63.一种用于杂物收获机的铰接臂，其包括一刚性的具有两相对端的细长元件，用于分别连接于上述杂物收获机和驱动装置，其特征在于该臂具有从各相对端延伸向上述铰接臂的中央的向上延伸部段和一升高的中央部段。
64.如权利要求63所述的铰接臂，其特征在于上述铰接臂支撑一可旋转的驱动线，用于将驱动单元的机械力输送至一杂物收获机。
65.如权利要求64所述的铰接臂，其特征在于该驱动线包括许多由恒速或U型接头互连的轴。
66.如权利要求63至65任一所述的铰接臂，其特征在于上述铰接臂具有连接点，用于邻接上述相对端之一的转向装置。
67.如权利要求63至66任一所述的铰接臂，其特征在于使上述铰接臂的尺寸成为，当上述铰接臂连接于上述单元时，上述升高的中央部段可在杂物收获单元的收获割台之上离开其穿过。
68.一种用于包括谷物、谷壳和草籽的混合物的“杂物”容纳单元，用于将杂物喂入杂物清选机的入口，包括一杂物贮池和一将杂物从该贮池升运至该入口的输送器；其特征在于使该贮池的尺寸为允许杂物传递工具驱动进入该贮池，并通过直接倾倒操作将整个杂物工具负载置放入该贮池。
69.如权利要求68所述的容纳单元，其特征在于该杂物贮池具有一地板，其邻接上述输送器枢转，使得可将该贮池的地板抬升以向下倾斜向该输送器。
70.如权利要求68或69所述的容纳单元，其特征在于上述输送器具有一向上倾斜的地板，其设置有一将杂物从上述贮池输送至上述入口的移动表面。
71.如权利要求70所述的容纳单元，其特征在于上述移动表面由许多彼此间隔的横向板条提供，通过把循环链条绕着上述倾斜的地板旋转使彼此间隔的横向板条移动过该倾斜的地板。
72.如权利要求68至71任一所述的容纳单元，其特征在于将旋转横向辊子设置于其上端的移动表面之上，以确保喂入上述清选机的入口的杂物是厚度均匀的杂物层。
73.如权利要求68至72任一所述的容纳单元，其特征在于上述贮池和上述输送器具有升高的侧面，以限定该容纳单元内的杂物。
全文摘要
一种收获作物的方法和系统,其涉及将作物切割和脱粒,将杂物(谷物谷粒、谷壳、草籽及其它有机物的混合物)与稻秆(植株茎秆)分离,并将稻秆还田。这最好由具有杂物存储仓(33)的牵引式收获单元(15)实施。由一合适的工具(17)如卡车将收集的杂物移至不同位置的静止的清选机(20)。避免了清选之前的杂物存储,将清选机(20),最好是收获单元(15)和工具(17)设计为使这成为可能。这避免了由流动性差的杂物引起的困难。该设备的各种细节也是新颖的。
文档编号B07B4/08GK1367644SQ00811107
公开日2002年9月4日 申请日期2000年6月9日 优先权日1999年6月9日
发明者R·H·麦克劳德, D·R·沙德利希, K·R·帕森, W·奥斯瓦尔德 申请人:麦克劳德收获公司