專利名稱：自動采棉頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種全自動采棉機的采棉頭。
背景技術：
小型采棉機是現在還不成熟的一類產品，很多設計都停留在實驗階段，真 正能在農業生產中廣泛應用的產品非常少。傳統機械化采棉機很多采用風^l直 接吸取棉花，雖然結構簡單，但是采凈率不高，雜質含量高。還有一種機械化 采棉機為旋轉滾筒上設置大量的旋轉鋼針，旋轉針纏繞棉花并旋轉實現采摘。 這類機械雖然效率高，但是結構復雜，造價高，采摘的棉花含有大量的雜質， 需要大型清棉設備的配合，不易于推廣。近段時間也出現了機械脫棉跟風機送 棉結合的產品，在實際使用中會出現棉花纏在采棉頭部，或棉籽卡在脫棉輥子 之間，棉絮纏繞在輥子軸上。這些問題充分暴露出采摘頭設計在整個采棉機設 計中關鍵性。有一類小型采棉機都是單人操作，棉花都需要一朵一朵采摘，采 摘的速度非常有限，且勞動強度大。
中國國家知識產權局于2008年9月24日公告了一名稱為全自動棉花采摘 頭，公告號為CN201119304。根據其說明書具體實施方式
部分結合說明書附圖 可知該采摘頭的摘棉裝置包括采摘電機、摘棉皮帶、皮帶支架、分離螺旋桿、 分離螺旋桿內軸和分離隔板組成，摘棉電機設在機體的前端，皮帶支架通過皮 帶驅動軸與機體相聯接，摘棉皮帶套在皮帶支架上，分離螺旋桿設在皮帶支架 之間，采摘電機分別通過皮帶驅動齒輪和分離螺旋桿齒輪分別驅動摘棉皮帶和 分離螺旋桿。該采摘頭通過摘棉裝置和抽風裝置自動化控制實現了棉花的采摘、 脫棉和輸送棉花一系列的工作，能一定程度提高棉花的采摘效率。
但上述采摘頭仍存在如下不足
1、采摘頭前面的電機工作需要為其提供電源，而此電機又是安裝在旋轉的 釆摘頭上，所以必須采用一定的旋轉導電結構為電機供電，此類導電結構長時 間工作時，容易磨損失效，導致火花，導電不良等問題，干燥情況下，火花也 直接影響棉花的采摘安全；2、 采摘頭實現棉花采摘的結構是皮帶結構，由于采摘棉花需要一定的摩擦 力，皮帶必須保持一定的柔性，在采摘的過程中，難免會被堅硬的棉花枝條刮 擦，很難保證長時間可靠工作，皮帶的更換頻率也會很高，對提高設備的生產
效率十分不利；
3、 單個釆摘頭就使用兩個電機工作，整個結構過于繁復，且可靠性不容易
控制， 一般電機的工作壽命有限，維修更換帶來很多問題，增加的電機也會增 加生產成本，浪費更多的電能。
發明內容
本發明的目的在于提供自動釆棉頭，可以有效解決現有采棉頭采摘效率低， 雜質含量高，勞動強度大的問題。
為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案自動采棉頭，包括電 機和風管，其特征在于風管進口處依次連接支撐座和旋轉滾筒，電機通過支 撐座與風管固定連接，支撐座內設有空心主軸，旋轉滾筒內設有采棉機構，采 棉機構通過空心主軸與風管相通，空心主軸連接旋轉滾筒和采棉機構，電機通 過空心主軸帶動旋轉滾筒和采棉機構轉動。
進一步，采棉機構包括兩個沿軸截面對稱的釆棉部件，每個釆棉部件均包 括采摘主輥子、從動輥子和傳動機構，釆摘主輥子的轉軸I一端通過軸承I固 定在空心主軸上，轉軸I靠近空心主軸一側上設有與傳動機構對應的傳動齒輪 I，轉軸I另一端固定在旋轉滾筒上，從動輥子的轉軸II兩端通過彈性機構連 接旋轉滾筒，彈性機構推動從動輥子壓緊在采摘主輥子外壁上進行摩擦滾動， 空心主軸通過傳動機構帶動傳動齒輪I實現采摘主輥子和從動輥子的相向轉 動。
進一步，傳動機構包括通過軸承n固定在空心主軸上的行星齒輪軸，行星 齒輪軸一端設有行星齒輪，支撐座內設有與行星齒輪對應的內齒圈，行星齒輪 軸另一端設有與傳動齒輪i對應的傳動齒輪in，空心主軸通過行星齒輪軸帶動 行星齒輪在內齒圈上轉動，實現傳動齒輪m對傳動齒輪i的傳動。
更進一步，空心主軸通過軸承m固定在支撐座內，內齒圈與軸承ni之間設 有油封n。
進一步，釆棉部件還包括通過軸承iv轉動連接在旋轉滾筒上的螺桿，采摘 主輥子固定在旋轉滾筒的一側上設有傳動齒輪n ，螺桿上設有對應的傳動齒輪
5IV,傳動齒輪II嚙合傳動齒輪IV實現螺桿轉動。
進一步，采摘主輥子的外壁呈兩個人字形凸起，兩個人字形首尾對應。 進一步，電機設有動力輸出的電機齒輪，主軸上設有圓柱齒輪，電機齒輪
和圓柱齒輪之間設有傳動的雙聯齒輪，電機齒輪通過雙聯齒輪、圓柱齒輪驅動
主軸轉動。
更進一步，雙聯齒輪包括一大齒輪和一小齒輪，大齒輪嚙合電機齒輪，小 齒輪嚙合圓柱齒輪，實現電機齒輪對主軸的減速傳動。 進一步，空心主軸后端與風管進口處之間設有油封I。 進一歩，空心主軸前端與支撐座之間采用階梯式迷宮密封。 本發明由于采用了上述技術方案，棉花采摘效率高，雜質含量低，采摘損 耗功率低，只需要一個動力輸入即實現驅動整個采棉頭工作，大大提高了采棉 頭的可靠度和使用壽命。該自動釆棉頭采用負壓吸風跟旋轉采摘頭結合的復合 型自動采棉方式，利用離心式風機在一定容積的箱體內產生負壓，通過管道將 負壓作用于棉花，使成熟的棉絮順著風壓方向被拉伸，整個自動采棉頭采用單 動力輸入，大幅度降低了故障率，臥式旋轉采摘頭可以在棉田里自由穿梭并且 不停旋轉，采摘主輥子采用雙人字形滾輪采摘棉花，模擬出類似手工采棉的間 歇性抓取動作，采棉后不破壞棉花植株，采摘主輥子將棉絮咬合并旋轉，棉花 隨之被從棉托上脫離下來，順著管道吸入箱體內，采用負壓吸風使棉花在被采 摘的過程中不需要經過風機葉輪，防止風葉打斷棉絨，可以實現多次采摘，提 高設備的使用效率，動力機構采用機械齒輪傳動，減少了動力的損失，齒輪采 用鋼制齒輪，這樣可以提高設備的工作穩定性，有利于提高工作效率，延長設 備的工作壽命。
下面結合附圖對本發明作進一步說明
圖1為本發明自動采棉頭的結構示意圖2為本發明中采棉機構的結構示意圖3為本發明中采摘主輥子的結構示意圖4為圖3的正視圖5為本發明自動釆棉頭的剖視圖6為圖5中I處結構放大示意圖；圖7為圖5中II處結構放大示意圖； 圖8為圖5中III處結構放大示意圖9為本發明中采摘主輥子與空心主軸的連接示意圖IO為本發明中行星齒輪軸與空心主軸的連接示意圖;
圖11為本發明整體傳動機構的結構示意圖12為本發明自動采棉頭采摘棉花時的示意圖13為本發明中采棉機構靠近棉花時的示意圖14為本發明中采棉機構咬住棉花時的示意圖15為本發明中采棉機構使棉花脫離棉桃時的示意圖;
圖16為本發明中采棉機構完全吸入棉花時的示意圖。
具體實施例方式
如圖1至圖16所示，為本發明自動采棉頭，包括電機1和風管2，風管2 進口處依次連接支撐座3和旋轉滾筒4，電機1通過支撐座3與風管2固定連接， 支撐座3內設有空心主軸31，如圖8所示，空心主軸31后端與風管2進口處之 間設有油封I36，可以防止風管2內的灰塵和枝葉掉落到軸承內，提高軸承的 使用壽命和可靠性；如圖6所示，空心主軸31前端與支撐座3之間采用階梯式 迷宮密封將外界隔離，防止外部的雜質進入旋轉滾筒4內部而影響傳動。電機l 設有動力輸出的電機齒輪ll，空心主軸31上設有圓柱齒輪33，電機齒輪ll和 圓柱齒輪33之間設有傳動的雙聯齒輪34，電機齒輪11通過雙聯齒輪34、圓柱 齒輪33驅動空心主軸31轉動；雙聯齒輪34包括一大齒輪341和一小齒輪342， 大齒輪341嚙合電機齒輪11，小齒輪342嚙合圓柱齒輪33，實現電機齒輪11 對空心主軸31的減速傳動。
旋轉滾筒4軸截面上設有兩個進棉口 41，旋轉滾筒4內設有采棉機構，采 棉機構通過空心主軸31與風管2相通，空心主軸31連接旋轉滾筒4和采棉機 構，電機1驅動空心主軸31，電機1通過空心主軸31帶動旋轉滾筒4和采棉機 構轉動。采棉機構包括兩個沿軸截面對稱的采棉部件，每個采棉部件均包括采 摘主輥子5、從動輥子6和傳動機構7，采摘主輥子5的轉軸I 51 —端通過軸承 I 52固定在空心主軸31上，轉軸I 51靠近空心主軸31 —側上設有與傳動機構 7對應的傳動齒輪I 53，轉軸I 51另一端固定在旋轉滾筒4上，從動輥子6的 轉軸1161兩端通過彈性機構連接旋轉滾筒4，彈性機構包括滑塊62和彈簧63，滑塊62壓在從動輥子6的轉軸II61端部，彈簧63 —端抵住旋轉滾筒4的內壁， 彈簧63另一端抵住滑塊62，彈性機構推動從動輥子6壓緊在采摘主輥子5外壁 上進行摩擦滾動，空心主軸31通過傳動機構7帶動傳動齒輪I 53實現采摘主輥 子5和從動輥子6的相向轉動并于進棉口 41對應；采摘主輥子5的外壁呈兩個 人字形凸起55，兩個人字形凸起55首尾對應，兩個人字形凸起55和從動輥子 6相向轉動用于咬住棉花。傳動機構7包括通過軸承I172固定在空心主軸31上 的行星齒輪軸71,行星齒輪軸71 —端設有行星齒輪73，支撐座3內設有與行 星齒輪73對應的內齒圈35，行星齒輪軸71另一端設有與傳動齒輪I 53對應的 傳動齒輪I1174，空心主軸31通過行星齒輪軸71帶動行星齒輪73在內齒圈35 上轉動，實現傳動齒輪I1174對傳動齒輪I 53的傳動。空心主軸31通過軸承I1132 固定在支撐座3內，如圖7所示，內齒圈35與軸承ni32之間設有油封I137，油 封1137將行星齒輪73與軸承I1132隔開，防止雜質進入軸承I1132，提高軸承I1132 的使用壽命和可靠性，同時提高了自動采棉頭的氣密性。采棉部件還包括通過 軸承IV82轉動連接在旋轉滾筒4上的螺桿8，采摘主輥子5固定在旋轉滾筒4 的一側上設有傳動齒輪I154,螺桿8上設有對應的傳動齒輪IV81，傳動齒輪I154 嚙合傳動齒輪IV81實現螺桿8轉動，整個采棉過程中螺桿8結構一直處于工作 狀態，只要有棉花進入旋轉滾筒4，棉花除了受風壓作用外，也受到螺桿8的推 動作用，使棉花立刻被傳送到風管2。該自動采棉頭的機械設計使得動力源的選 擇面拓寬，主動力源可以采用電機1驅動，也可以直接通過傳動軸將動力輸入 到旋轉滾筒和采棉機構。
為本發明傳動過程如下
電機1動力輸出的電機齒輪11嚙合雙聯齒輪34的大齒輪341，雙聯齒輪 34的小齒輪342嚙合空心主軸31上的圓柱齒輪33，實現電機1對空心主軸31 的減速傳動；空心主軸31帶動旋轉滾筒4轉動和采棉機構的行星齒輪軸71轉 動，行星齒輪73嚙合支撐座3的內齒圈35進行轉動，使行星齒輪軸71通過軸 承II72繞自身的中軸轉動；行星齒輪軸71的自轉帶動傳動齒輪III74轉動，傳 動齒輪I1174帶動與其嚙合的傳動齒輪I 53轉動，實現對采摘主輥子5的增速傳 動，釆摘主輥子5通過摩擦力帶動從動輥子6與其進行相向轉動用于咬住棉花； 傳動齒輪I 53通過轉軸I 51帶動傳動齒輪I154轉動，傳動齒輪I154嚙合傳動 齒輪IV81帶動螺桿8轉動，即上述的行星齒輪軸71、采摘主輥子5、從動輥子 6和螺桿8，既自轉又繞空心主軸31的中軸公轉，沿軸截面對稱的兩個采棉部件只需要一個輸入動力即可以驅動整個采棉頭工作。 本發明采棉過程如下
如圖12所示，自動采棉頭的旋轉滾筒4一邊旋轉一邊在棉花植株之間穿行;
當旋轉滾筒4靠近或接觸棉花時，如圖13所示，由于旋轉滾筒4的兩個采豐帛口 存在風壓，棉花就被吸入到進棉口 41內；當旋轉滾筒4轉動一定角度如圖14 所示，此時棉花已經被釆摘主輥子5和從動輥子6咬住，并往里牽引棉花，同 時旋轉滾筒4的轉動也可以將棉花從棉桃上脫離出來；當旋轉滾筒4繼續旋轉 一定角度如圖15所示，此時棉花已經完全脫離棉桃；當旋轉滾筒4再繼續轉動 一定角度如圖16所示，此時棉花被完全采摘入旋轉滾筒4內。整個采棉過禾呈中 螺桿8結構一直處于工作狀態，只要有棉花進入旋轉滾筒4，受到風壓和螺桿8 的雙重作用，棉花會立刻被傳送到風管2。
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權利要求
1、自動采棉頭，包括電機(1)和風管(2)，其特征在于所述風管(2)進口處依次連接支撐座(3)和旋轉滾筒(4)，所述電機(1)通過支撐座(3)與風管(2)固定連接，所述支撐座(3)內設有空心主軸(31)，所述旋轉滾筒(4)內設有采棉機構，所述采棉機構通過空心主軸(31)與風管(2)相通，所述空心主軸(31)連接旋轉滾筒(4)和采棉機構，所述電機(1)通過空心主軸(31)帶動旋轉滾筒(4)和采棉機構轉動。
2、 根據權利要求1所述的自動采棉頭，其特征在于所述采棉機構包括兩個 沿軸截面對稱的采棉部件，所述每個采棉部件均包括采摘主輥子(5)、從動 輥子(6)和傳動機構(7)，所述采摘主輥子(5)的轉軸I (51)—端通過軸承I (52) 固定在空心主軸(31)上，所述轉軸I (51)靠近空心主軸(31)—側上設有與傳 動機構(7)對應的傳動齒輪I (53),所述轉軸I (51)另一端固定在旋轉滾筒(4) 上，所述從動輥子(6)的轉軸II(61)兩端通過彈性機構連接旋轉滾筒(4)，所 述彈性機構推動從動輥子(6)壓緊在采摘主輥子(5)外壁上進行摩擦滾動，所 述空心主軸(31)通過傳動機構(7)帶動傳動齒輪I (53)實現釆摘主輥子(5)和 從動輥子(6)的相向轉動。
3、 根據權利要求2所述的自動采棉頭，其特征在于所述傳動機構(7)包括通 過軸承II(72)固定在空心主軸(31)上的行星齒輪軸(71)，所述行星齒輪軸(71) 一端設有行星齒輪(73)，所述支撐座(3)內設有與行星齒輪(73)對應的內齒圈 (35)，所述行星齒輪軸(71)另一端設有與傳動齒輪I (53)對應的傳動齒輪ni (74)，所述空心主軸(31)通過行星齒輪軸(71)帶動行星齒輪(73)在內齒圈(35) 上轉動，實現傳動齒輪III(74)對傳動齒輪I (53)的傳動。
4、 根據權利要求3所述的自動采棉頭，其特征在于所述空心主軸(31)通過軸 承III(32)固定在支撐座(3)內，所述內齒圈(35)與軸承ni(32)之間設有油封I1 (37)。
5、 根據權利要求2所述的自動采棉頭，其特征在于所述采棉部件還包括通 過軸承IV(82)轉動連接在旋轉滾筒(4)上的螺桿(8)，所述采摘主輥子(5)固定 在旋轉滾筒(4)的一側上設有傳動齒輪II (54)，所述螺桿(8)上設有對應的傳 動齒輪IV(81)，所述傳動齒輪II(54)嚙合傳動齒輪IV(81)實現螺桿(8)轉動。
6、 根據權利要求2所述的自動采棉頭，其特征在于所述采摘主輥子(5)的外壁呈兩個人字形凸起(55)，所述兩個人字形凸起(55)首尾對應。
7、 根據權利要求1所述的自動采棉頭，其特征在于所述電機(l)設有動力輸 出的電機齒輪(11)，所述空心主軸(31)上設有圓柱齒輪(33),所述電機齒輪(11) 和圓柱齒輪(33)之間設有傳動的雙聯齒輪(34)，所述電機齒輪(ll)通過雙聯 齒輪(34)、圓柱齒輪(33)驅動空心主軸(31)轉動。
8、 根據權利要求7所述的自動采棉頭，其特征在于所述雙聯齒輪(34)包括一 大齒輪(341)和一小齒輪(342)，所述大齒輪(341)嚙合電機齒輪(11)，所述小 齒輪(342)嚙合圓柱齒輪(33)，實現電機齒輪(11)對空心主軸(31)的減速傳動。
9、 根據權利要求l所述的自動采棉頭，其特征在于所述空心主軸(31)后端與 風管(2)進口處之間設有油封I (36)。
10、 根據權利要求l所述的自動采棉頭，其特征在于所述空心主軸(31)前端與 支撐座(3)之間釆用階梯式迷宮密封。
全文摘要
本發明公開了自動采棉頭，包括電機、風管、支撐座和旋轉滾筒，支撐座內設有空心主軸，旋轉滾筒內設有采棉機構，空心主軸連接旋轉滾筒和采棉機構，電機帶動旋轉滾筒和采棉機構轉動，采棉機構包括兩個沿軸截面對稱的采棉部件，每個采棉部件均包括采摘主輥子、從動輥子和傳動機構，采摘主輥子的轉軸I一端通過軸承I固定在空心主軸上，轉軸I靠近空心主軸一側上設有與傳動機構對應的傳動齒輪I，從動輥子的轉軸II兩端通過彈性機構的推動壓緊在采摘主輥子外壁上進行摩擦滾動，空心主軸通過傳動機構帶動傳動齒輪I實現采摘主輥子和從動輥子的相向轉動。本發明棉花采摘效率高，雜質含量低，采摘損耗功率低，提高了采棉頭的可靠度和使用壽命。
文檔編號A01D46/16GK101558709SQ200910099140
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月25日 優先權日2009年5月25日
發明者勇 陳 申請人:浙江亞特電器有限公司