專利名稱：高速摘棉機滾筒的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及摘棉機，尤其涉及位于摘棉機的行組件上的收獲滾筒。
技術背景典型的紡錠式摘棉機包括具有接合棉植物的桿或柱狀的旋轉錠子的立式摘棉 機滾筒。所述滾筒被旋轉，以使錠子在采摘區(qū)的向后運動與摘棉機的前進速度同 步，通常獲得棉植物與接合所述棉植物的錠子之間的零相對速率。所述摘棉機滾筒具有大量旋轉部件，運行中呈現(xiàn)大的質(zhì)量，因此具有有限的 旋轉速度。所述滾筒速度限制規(guī)定了所述摘棉機的最大的收獲速度。試圖增加摘 棉機速度的嘗試集中在減小滾筒質(zhì)量、更好地潤滑旋轉元件，速度增加時所述元 件的摩擦力增加、以及當所述柱狀的錠子被旁邊的摘棉桿凸輪臂和凸輪軌道定向 時使質(zhì)量的加速最小化。以前可獲得的行組件利用滾筒圓周速度以達到同步，該行組件也包括一凸輪 軌道，該凸輪軌道有角度地定位錠子以在采摘區(qū)推使所述錠子尖端更緊密。所述 錠子的此角定位增加了采摘區(qū)內(nèi)所述錠子的密度，但是實際上損害了該區(qū)內(nèi)錠子/ 植物的同步性，因為減小空間的效果是減慢了該區(qū)內(nèi)錠子向后的速度。比起它們 的底部通常穿過整個采摘區(qū)，所述錠子尖端運動更慢，并且在該區(qū)的尾部部分所 述錠子尖端速度下降更多。因此，采摘區(qū)內(nèi)錠子減速限制了向前的收獲機速度。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種高速摘棉機滾筒，通過使向后的錠子尖端運動與摘 棉機的向前速度更接近同步，部分通過使用改進的在采摘區(qū)內(nèi)角定位所述錠子， 減小了摘棉機高旋轉滾筒速度的有害效果。本發(fā)明的改進的凸輪軌道布置有角度 地定位所述錠子，以使在采摘區(qū)的實質(zhì)部分內(nèi)的錠子尖端間距等于在末端的錠子 底部間距，從而維持在所述區(qū)的實質(zhì)部分更接近的植物/錠子同步。只在所述采摘 區(qū)的一部分內(nèi)，所述錠子尖端比所述錠子底部更緊靠在一起。在所述采摘區(qū)剩余 部分，所述錠子速度更接近同步于所述收獲機速度。通過凸輪布置進行錠子桿的 角度定位調(diào)整向后的錠子尖端運動。所述凸輪帶動所述摘棉稈繞所述桿的立式軸旋轉，以改變所述采摘區(qū)內(nèi)所述錠子尖端的速度并允許更高的滾筒速度。因此， 可以實現(xiàn)更高的摘棉機地速，而不損失采摘效率且對所采摘的棉植物的無額外損 害。例如，在一個實施例中，具有所述改進的凸輪結構的滾筒促使最大的收獲機速度相比常規(guī)凸輪結構的滾筒從大約14%增加到25%，而不損失采摘效率且對所 采摘的棉植物的無額外損害。所述改進的凸輪結構也提供更平滑的摘棉稈樞轉動 作，以避免過多的軸承力并減少所述錠子的棉花吊掛。


圖1是常規(guī)摘棉機行組件的俯視圖；圖2是圖1的常規(guī)組件的其中一個滾筒的采摘區(qū)內(nèi)用于控制錠子方向的一部 分凸輪軌道的放大的俯視圖，示意性地表示在所述采摘區(qū)內(nèi)的多個位置的錠子方 向；圖3是改進的行組件結構的俯視圖，以虛線表示凸輪軌道；圖4是與圖2類似的圖，表示圖3的改進的凸輪軌道并說明所述改進的錠子方向提供有利的錠子運動以增加滾筒速度。具體實施方案現(xiàn)在參考圖1，其表示用于摘棉機的常規(guī)行組件10。所述行組件10包括機架 12，該機架12具有諸如位置14、 15和16所示的立式構件。 一縱向延伸的行容 納區(qū)域20被限定，其由一對扶莖器22之間向后延伸，直到所述機架12的后部。 具有立式旋轉軸28和29的前部和后部立式摘棉機滾筒26和27被支撐在所述機 架12內(nèi)并包括錠子30，其由多個立式錠子或摘棉稈32支撐成排。所述錠子30 包括大體在該錠子的旋轉方向延伸的倒鉤排(未示出)。所述摘棉稈32被支撐以 繞諸如圖3中的36所示的立式軸旋轉，所述立式軸圍繞位于所述滾筒的旋轉軸 28中心的半徑R1的圓周C1均勻間隔。每一摘棉稈32包括一具有上部凸輪滾輪 40的凸輪臂38，其被支撐在用于滾筒26或27的凸輪42或43的軌道內(nèi)，所述 凸輪臂在所述滾筒繞其立式軸旋轉時定向所述桿32，以達到期望的錠子位置。所 述錠子從所述滾筒的最前端以逆時針方向進入第一和第二滾筒旋轉象限Q1和Q2 內(nèi)的所述行容納區(qū)域20內(nèi)的采摘區(qū)20a (圖1和圖2)。脫棉柱48和49被支撐以繞立式軸50和51旋轉，所述立式軸50和51平行 于相應的滾筒軸28和29并在所述軸28和29的后面和外面(即，在自所述滾筒最前端的第三象限Q3內(nèi))，以脫去所述錠子的棉花。鄰接所述滾筒26和27的最 前端所支撐的是立式潤濕器柱52和53，所述潤濕器柱各具有連接至一噴嘴的擦 洗墊和設置在所述機架12內(nèi)的配水系統(tǒng)，以在棉花從所述錠子30上脫去之后擦 凈該錠子30。所述后部的滾筒27與所述前部的滾筒26向后間隔一足夠的距離， 以使所述前部的滾筒26的錠子30的路徑不與所述后部的潤濕器柱53相交。一常規(guī)的驅(qū)動機構包括一錠子驅(qū)動器58 (見圖3)，其轉動所述滾筒、錠子和 脫棉器。當所述滾筒26和27以圖1所示的逆時針方向旋轉穿過以所述滾筒的最 前端部分開始的四個象限(Q1-Q4)時，所述錠子30的路徑由所述凸輪臂38、 滾輪40和軌道42控制，以便當所述驅(qū)動器58旋轉所述錠子30與一采摘區(qū)20a 內(nèi)的棉花接觸時，所述錠子穿過格子桿64和65 (象限Q1和Q2)伸入所述行容 納區(qū)域20a。如附圖所示，所述行組件10是直列式組件，所述滾筒和滾筒軸只位 于所述行容納區(qū)域的一側，因此從植物的一側采摘棉花。壓力板66和67朝著所 述錠子30向內(nèi)推動所述植物。在象限Q3內(nèi)覆蓋有棉花的錠子30被移至所述脫 棉器柱48和49的脫棉器下，棉花被從所述錠子上脫去并被向后向外送至門結構 70，以輸送至收獲機籃子(未示出)。如圖1所示，圖倫42和43縱向延伸并具有延長軸72和73。所述凸輪42 和43具有逗點形狀，具有在尾部或最后面部分76急劇或相對急劇改變的方向。 當所述滾筒旋轉時，所述凸輪結構使靠近滾筒后部的錠子桿快速加速并饒所述桿 軸旋轉，穿過一過渡區(qū)域(在所述行容納區(qū)域與所述脫棉器柱之間)，并進入一位 置，在該位置所述脫棉器可以開始展開所述錠子32的棉花。在棉花被脫去之后， 所述錠子移動進入第四象限Q4，所屬凸輪快速加速所述錠子，以再進入行容納區(qū) 域20。在相同的象限Q4內(nèi)，所述錠子穿過所述潤濕器柱。當所述錠子30接觸所 述潤濕器柱的墊54并開始被重新定向以進入所述行容納區(qū)域時，所述錠子的軸向 前相對所述墊的前后緣成角度。圖2中示意性地表示了用于圖1的組件的采摘區(qū)20a內(nèi)的所述錠子軸30a的 路徑和方向。所述采摘區(qū)20a大體被定義為一區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)所述錠子30凸出 大約1英寸(2.5厘米)或更多，穿過所述格子桿進入棉植物，棉植物相對所述滾 筒向后通過。在所述區(qū)20a的第一或前端部分，所述錠子大體垂直地凸出至所述 收獲機行進的向前方向F。在所述區(qū)20a的前端部分，錠子尖端的向后速度大約等于當稍小于所述向前的收獲機速度，當所述錠子在該區(qū)內(nèi)向后運動時，所述凸輪軌道42持續(xù)地與在向前方向的所述錠子軸30a成角度，有效地降低了所述錠子 30的向后速度，因此錠子尖端速度相對收獲機速度減慢更多。所述錠子的縱向速 度的有效減慢進一步減少了同步。在所述區(qū)20a的后面部分，錠子尖端間距被最 小化，錠子密度被最大化，且錠子對植物同步被降低至所述采摘區(qū)內(nèi)最低水平?，F(xiàn)在參考圖3和4，表示一改進的滾筒布置，其中用于滾筒26b和27b的凸 輪軌道42b和43b被重新設計，以提供改進的植物接合及植物與錠子30的同步， 所述錠子30凸出穿過格子桿64'進入一延長的采摘區(qū)80的植物。所述軌道42b 和43b樞接立式桿32，以向后轉動所述錠子軸30a —角度并增加所述區(qū)的第一部 分81內(nèi)的錠子密度。當所述錠子在所述采摘區(qū)的第一部分81內(nèi)時，所述錠子尖 端30t的聚束趨向于降低所述錠子30相對滾筒的向后速度。在采摘區(qū)80的第二部分82內(nèi)，所述凸輪軌道42b和43b樞接所述錠子，因 此所述錠子軸30a大體平行，以維持錠子尖端30t的向后速度大約等于相應的錠 子底部30b的向后速度。在所述第二部分82內(nèi)的錠子軸30a大體橫向所述向前 方向F。當所述錠子30在所述區(qū)80的第二部分82內(nèi)時，所述錠子尖端30t的速 度更接近約所述滾筒圓周速度并更好地匹配所述植物相對所述行組件的向后速 度。所述凸輪軌道結構提供所述采摘區(qū)80的第一部分81內(nèi)增加錠子密度，并在 所述錠子30與由所述錠子在所述第二部分82內(nèi)接合的植物之間更接近零速。在 所述區(qū)80的向前的部分增加錠子密度確保于所述棉植物的實質(zhì)部分的良好的錠子 接觸，以促使所述錠子桿與棉鈴接合。在所述采摘區(qū)80的后部82內(nèi)的所述平行 且橫向錠子方向提供錠子極好地接合從所述植物脫除的棉花。在所述象限Q2內(nèi)的 42r在所述凸輪軌道內(nèi)的反向彎曲提供平滑地錠子轉換離開所述采摘區(qū)80的后部， 為覆蓋棉花的錠子運動進入鄰近所述脫棉器48的脫棉區(qū)作準備。所述凸輪軌道 43b的結構及所述后部滾筒27b的方向類似于上文為所述前部滾筒26b所描述的， 此處將不再進一步詳細描述。通過比較圖4與圖2的現(xiàn)有技術的結構可以很好地看出，相對在象限Q1內(nèi) 的所述錠子桿的圓周C1,所述凸輪軌道42b在第一凸輪軌道部分101更向外彎 曲。所述第一凸輪軌道部分101的增加的向外彎曲導致所述錠子桿朝向所述后部 樞接所述錠子30，所以在所述區(qū)的第一部分81內(nèi)的所述錠子軸30a向后朝向所述第二部分82相對橫向所述向前的方向轉動一角度，所述錠子尖端30t移動至更 相互接近，且對于在所述第一部分81的錠子，所述錠子尖端間距小于所述錠子底 部間距。所述凸輪軌道42b徑向向內(nèi)彎曲，并在接近所述象限Q1和Q2的相交處越過 圓周C1至一與第二凸輪軌道部分102的接合點。當凸輪滾輪40跟隨所述凸輪軌 道部分102時，所述摘棉桿繞其立式軸旋轉，以在所述采摘區(qū)部分82內(nèi)以平行關 系定位所述錠子軸30a。所述桿旋轉也增加了所述錠子尖端30t的向后速度。在所 述區(qū)82，所述錠子尖端30t的間距大約等于相應的錠子底部30b的間距。如圖3所示，所述凸輪軌道42b包括第三部分103，其徑向向外逐漸彎曲以 平滑地逆時針方向樞接所述錠子桿32。在所述第二和第三象限Q2和Q3的接合 點，所述第三部分103直接在所述逗點形狀的凸輪軌道結構的最低部分104上面。 當所述凸輪軌道在所述部分104越過所述圓周C1時，所述錠子被相對所述脫棉 器柱48定向以脫去所述錠子的棉花。以優(yōu)選的實施例對本發(fā)明進行了描述，然而，應當理解的是，在不脫離所附 權利要求限制的本發(fā)明范圍內(nèi)可進行各種改變。
權利要求
1、一種摘棉機行組件，包括一紡錠式摘棉機滾筒，該滾筒可圍繞一立式滾筒軸旋轉并可以一向前的收獲速度移動穿過棉植物，所述滾筒以與所述收獲速度大致同步的滾筒速度繞所述滾筒軸旋轉，所述滾筒包括多個可樞轉的立式桿，每一桿包括若干旋轉摘棉錠子，每一錠子包括一錠子底部及一由所述桿凸出的錠子尖端；一凸輪臂，連接至所述桿并具有一凸輪接合部分；一凸輪軌道，連接至所述行組件并容納所述凸輪接合部分，所述凸輪軌道圍繞一立式摘棉稈軸定向所述摘棉稈以定位所述錠子于一縱向延伸的采摘區(qū)，使所述錠子與該區(qū)內(nèi)的棉植物接合，所述凸輪軌道包括第一軌道部分，該第一軌道部分樞轉所述立式桿并改變所述采摘區(qū)的第一采摘部分內(nèi)的錠子的方向，以減慢錠子尖端縱向方向速度，從而減小錠子尖端的間距以增加所述采摘區(qū)的第一采摘部分內(nèi)的錠子密度；所述凸輪軌道包括第二軌道部分，所述第二軌道部分維持錠子尖端間距大致等于錠子底部間距，以調(diào)整從所述區(qū)的第一采摘部分縱向偏移的所述區(qū)的第二采摘部分內(nèi)所述植物與錠子之間的相對速度。
2、 根據(jù)權利要求1所述的摘棉機行組件，其特征在于所述第二采摘部分位 于所述第一采摘部分的后面。
3、 根據(jù)權利要求2所述的摘棉機行組件，其特征在于所述可樞轉的立式桿 包括排列成一圈的若干樞軸，其中所述凸輪軌道為逗點狀并具有狹窄的下游端， 所述第二軌道部分位于上游端并接近所述狹窄的下游端，及位于所述第二軌道部 分與所述狹窄的下游端之間的一反向彎曲的軌道部分以平滑地加速所述錠子離開 所述第二采摘部分。
4、 一種摘棉機行組件，包括一紡錠式摘棉機滾筒，該滾筒可圍繞一立式滾筒 軸旋轉并可以一向前的收獲速度移動穿過棉植物，所述滾筒包括多個可樞轉的立 式桿并可以與所述收獲速度大致同步的滾筒速度繞所述滾筒軸旋轉，每一桿包括 若干旋轉摘棉錠子，每一錠子包括一錠子底部及一由所述桿凸出的錠子尖端；一 凸輪臂，連接至所述桿并具有一凸輪接合部分； 一凸輪，連接至所述行組件并容 納所述凸輪接合部分，所述凸輪圍繞一立式摘棉稈軸定向所述摘棉稈以將錠子定 位在一縱向延伸的采摘區(qū)，使所述錠子與該區(qū)內(nèi)的棉植物接合，所述凸輪包括第一軌道部分，該第一軌道部分減慢向后的錠子尖端速度以減小錠子尖端的縱向間 距并增加所述區(qū)的第一部分內(nèi)的錠子密度，所述凸輪包括第二軌道部分，所述第 二軌道旋轉所述錠子桿以增加從所述區(qū)的第一部分偏移的所述采摘區(qū)的第二部分 內(nèi)所述錠子尖端的向后的速度。
5、 根據(jù)權利要求4所述的摘棉機行組件，其特征在于所述第二軌道部分保持所述采摘區(qū)的第二部分內(nèi)的所述錠子的軸為大致平行的關系。
6、 根據(jù)權利要求4所述的摘棉機行組件，其特征在于所述第一軌道部分保 持所述采摘區(qū)的第一部分內(nèi)的錠子的軸向后朝所述采摘區(qū)的第二部分成角度。
7、 根據(jù)權利要求6所述的摘棉機行組件，其特征在于所述第二軌道部分保 持所述采摘區(qū)的第二部分內(nèi)的所述錠子的軸大致橫向所述向前的方向。
8、 一種摘棉機行組件，包括一紡錠式摘棉機滾筒，該滾筒可圍繞一立式滾筒軸旋轉并可以一向前的收獲速度移動穿過棉植物，所述滾筒包括多個可樞轉的立 式桿并可以與所述收獲速度大致同步的滾筒速度繞所述滾筒軸旋轉，以提供植物與所述滾筒之間在一縱向延伸的采摘區(qū)內(nèi)大約為零速，每一桿包括若干旋轉摘棉 錠子，每一錠子包括一錠子底部及一由所述桿凸出的錠子尖端；及用于樞轉所述 桿以定向所述采摘區(qū)內(nèi)的所述錠子的凸輪構件；用于增加所述采摘區(qū)的第一部分 內(nèi)的錠子密度同時維持所述錠子與鄰近所述第一部分的所述采摘區(qū)的第二部分內(nèi) 的棉植物的大致同步的裝置，該裝置包括用于樞轉所述立式桿以增加所述區(qū)的第 一部分的錠子密度并當所述錠子在所述區(qū)的第一部分時減小所述錠子相對所述滾 筒的向后速度的裝置；及用于樞轉所述立式桿以當所述錠子在所述區(qū)的第二部分時增加所述錠子尖端 的向后速度并接合棉植物以減小所述第二部分內(nèi)的錠子尖端與所述錠子尖端所接 合的植物之間的相對速度的裝置，。
9、 根據(jù)權利要求8所述的摘棉機行組件，其特征在于用于樞轉所述立式桿 以增加所述區(qū)的第一部分的錠子密度并當所述錠子在所述區(qū)的第一部分時減小所 述錠子相對所述滾筒的向后速度的裝置包括第一凸輪部件，該第一凸輪部件樞轉 所述立式桿以在所述區(qū)的第一部分內(nèi)向后轉動所述錠子一角度。
10、 根據(jù)權利要求8所述的摘棉機行組件，其特征在于用于樞轉所述立式 桿以當所述錠子在所述區(qū)的第二部分時增加所述錠子尖端的向后速度的裝置包括第二凸輪部件，其樞轉所述立式桿以保持所述錠子大致平行且橫向所述向前方向。
全文摘要
高速摘棉機滾筒，利用改進的凸輪軌道布置有角度地定位采摘區(qū)的錠子，部分調(diào)整向后的錠子尖端運動以減少對摘棉機高速滾筒旋轉的有害影響。所述凸輪使摘棉稈繞該桿的立式軸旋轉，以改變所述采摘區(qū)內(nèi)的錠子尖端的速度并允許更高的滾筒速度。在所述采摘區(qū)的第一部分，在摘棉稈上所述錠子尖端比所述錠子底部更靠近在一起。該所述區(qū)的第二部分的錠子尖端間距大約等于末端的錠子底部間距。所得到的錠子尖端運動有利于更高的摘棉機地速，而無采摘效率損失或?qū)γ拗参锏念~外損害。
文檔編號A01D46/16GK101331827SQ20081012637
公開日2008年12月31日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權日2007年6月28日
發(fā)明者丹尼爾·約翰·約翰森, 杰弗里·羅伯特·福克斯, 馬克·塞繆爾·菲利普斯 申請人:迪爾公司