专利名称：自动采棉头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种全自动采棉机的采棉头。
背景技术：
小型采棉机是现在还不成熟的一类产品，很多设计都停留在实验阶段，真 正能在农业生产中广泛应用的产品非常少。传统机械化采棉机很多采用风^l直 接吸取棉花，虽然结构简单，但是采净率不高，杂质含量高。还有一种机械化 采棉机为旋转滚筒上设置大量的旋转钢针，旋转针缠绕棉花并旋转实现采摘。 这类机械虽然效率高，但是结构复杂，造价高，采摘的棉花含有大量的杂质， 需要大型清棉设备的配合，不易于推广。近段时间也出现了机械脱棉跟风机送 棉结合的产品，在实际使用中会出现棉花缠在采棉头部，或棉籽卡在脱棉辊子 之间，棉絮缠绕在辊子轴上。这些问题充分暴露出采摘头设计在整个采棉机设 计中关键性。有一类小型采棉机都是单人操作，棉花都需要一朵一朵采摘，采 摘的速度非常有限，且劳动强度大。
中国国家知识产权局于2008年9月24日公告了一名称为全自动棉花采摘 头，公告号为CN201119304。根据其说明书具体实施方式
部分结合说明书附图 可知该采摘头的摘棉装置包括采摘电机、摘棉皮带、皮带支架、分离螺旋杆、 分离螺旋杆内轴和分离隔板组成，摘棉电机设在机体的前端，皮带支架通过皮 带驱动轴与机体相联接，摘棉皮带套在皮带支架上，分离螺旋杆设在皮带支架 之间，采摘电机分别通过皮带驱动齿轮和分离螺旋杆齿轮分别驱动摘棉皮带和 分离螺旋杆。该采摘头通过摘棉装置和抽风装置自动化控制实现了棉花的采摘、 脱棉和输送棉花一系列的工作，能一定程度提高棉花的采摘效率。
但上述采摘头仍存在如下不足
1、采摘头前面的电机工作需要为其提供电源，而此电机又是安装在旋转的 釆摘头上，所以必须采用一定的旋转导电结构为电机供电，此类导电结构长时 间工作时，容易磨损失效，导致火花，导电不良等问题，干燥情况下，火花也 直接影响棉花的采摘安全；2、 采摘头实现棉花采摘的结构是皮带结构，由于采摘棉花需要一定的摩擦 力，皮带必须保持一定的柔性，在采摘的过程中，难免会被坚硬的棉花枝条刮 擦，很难保证长时间可靠工作，皮带的更换频率也会很高，对提高设备的生产
效率十分不利；
3、 单个釆摘头就使用两个电机工作，整个结构过于繁复，且可靠性不容易
控制， 一般电机的工作寿命有限，维修更换带来很多问题，增加的电机也会增 加生产成本，浪费更多的电能。
发明内容
本发明的目的在于提供自动釆棉头，可以有效解决现有采棉头采摘效率低， 杂质含量高，劳动强度大的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案自动采棉头，包括电 机和风管，其特征在于风管进口处依次连接支撑座和旋转滚筒，电机通过支 撑座与风管固定连接，支撑座内设有空心主轴，旋转滚筒内设有采棉机构，采 棉机构通过空心主轴与风管相通，空心主轴连接旋转滚筒和采棉机构，电机通 过空心主轴带动旋转滚筒和采棉机构转动。
进一步，采棉机构包括两个沿轴截面对称的釆棉部件，每个釆棉部件均包 括采摘主辊子、从动辊子和传动机构，釆摘主辊子的转轴I一端通过轴承I固 定在空心主轴上，转轴I靠近空心主轴一侧上设有与传动机构对应的传动齿轮 I，转轴I另一端固定在旋转滚筒上，从动辊子的转轴II两端通过弹性机构连 接旋转滚筒，弹性机构推动从动辊子压紧在采摘主辊子外壁上进行摩擦滚动， 空心主轴通过传动机构带动传动齿轮I实现采摘主辊子和从动辊子的相向转 动。
进一步，传动机构包括通过轴承n固定在空心主轴上的行星齿轮轴，行星 齿轮轴一端设有行星齿轮，支撑座内设有与行星齿轮对应的内齿圈，行星齿轮 轴另一端设有与传动齿轮i对应的传动齿轮in，空心主轴通过行星齿轮轴带动 行星齿轮在内齿圈上转动，实现传动齿轮m对传动齿轮i的传动。
更进一步，空心主轴通过轴承m固定在支撑座内，内齿圈与轴承ni之间设 有油封n。
进一步，釆棉部件还包括通过轴承iv转动连接在旋转滚筒上的螺杆，采摘 主辊子固定在旋转滚筒的一侧上设有传动齿轮n ，螺杆上设有对应的传动齿轮
5IV,传动齿轮II啮合传动齿轮IV实现螺杆转动。
进一步，采摘主辊子的外壁呈两个人字形凸起，两个人字形首尾对应。 进一步，电机设有动力输出的电机齿轮，主轴上设有圆柱齿轮，电机齿轮
和圆柱齿轮之间设有传动的双联齿轮，电机齿轮通过双联齿轮、圆柱齿轮驱动
主轴转动。
更进一步，双联齿轮包括一大齿轮和一小齿轮，大齿轮啮合电机齿轮，小 齿轮啮合圆柱齿轮，实现电机齿轮对主轴的减速传动。 进一步，空心主轴后端与风管进口处之间设有油封I。 进一歩，空心主轴前端与支撑座之间采用阶梯式迷宫密封。 本发明由于采用了上述技术方案，棉花采摘效率高，杂质含量低，采摘损 耗功率低，只需要一个动力输入即实现驱动整个采棉头工作，大大提高了采棉 头的可靠度和使用寿命。该自动釆棉头采用负压吸风跟旋转采摘头结合的复合 型自动采棉方式，利用离心式风机在一定容积的箱体内产生负压，通过管道将 负压作用于棉花，使成熟的棉絮顺着风压方向被拉伸，整个自动采棉头采用单 动力输入，大幅度降低了故障率，卧式旋转采摘头可以在棉田里自由穿梭并且 不停旋转，采摘主辊子采用双人字形滚轮采摘棉花，模拟出类似手工采棉的间 歇性抓取动作，采棉后不破坏棉花植株，采摘主辊子将棉絮咬合并旋转，棉花 随之被从棉托上脱离下来，顺着管道吸入箱体内，采用负压吸风使棉花在被采 摘的过程中不需要经过风机叶轮，防止风叶打断棉绒，可以实现多次采摘，提 高设备的使用效率，动力机构采用机械齿轮传动，减少了动力的损失，齿轮采 用钢制齿轮，这样可以提高设备的工作稳定性，有利于提高工作效率，延长设 备的工作寿命。
下面结合附图对本发明作进一步说明
图1为本发明自动采棉头的结构示意图2为本发明中采棉机构的结构示意图3为本发明中采摘主辊子的结构示意图4为图3的正视图5为本发明自动釆棉头的剖视图6为图5中I处结构放大示意图；图7为图5中II处结构放大示意图； 图8为图5中III处结构放大示意图9为本发明中采摘主辊子与空心主轴的连接示意图IO为本发明中行星齿轮轴与空心主轴的连接示意图;
图11为本发明整体传动机构的结构示意图12为本发明自动采棉头采摘棉花时的示意图13为本发明中采棉机构靠近棉花时的示意图14为本发明中采棉机构咬住棉花时的示意图15为本发明中采棉机构使棉花脱离棉桃时的示意图;
图16为本发明中采棉机构完全吸入棉花时的示意图。
具体实施例方式
如图1至图16所示，为本发明自动采棉头，包括电机1和风管2，风管2 进口处依次连接支撑座3和旋转滚筒4，电机1通过支撑座3与风管2固定连接， 支撑座3内设有空心主轴31，如图8所示，空心主轴31后端与风管2进口处之 间设有油封I36，可以防止风管2内的灰尘和枝叶掉落到轴承内，提高轴承的 使用寿命和可靠性；如图6所示，空心主轴31前端与支撑座3之间采用阶梯式 迷宫密封将外界隔离，防止外部的杂质进入旋转滚筒4内部而影响传动。电机l 设有动力输出的电机齿轮ll，空心主轴31上设有圆柱齿轮33，电机齿轮ll和 圆柱齿轮33之间设有传动的双联齿轮34，电机齿轮11通过双联齿轮34、圆柱 齿轮33驱动空心主轴31转动；双联齿轮34包括一大齿轮341和一小齿轮342， 大齿轮341啮合电机齿轮11，小齿轮342啮合圆柱齿轮33，实现电机齿轮11 对空心主轴31的减速传动。
旋转滚筒4轴截面上设有两个进棉口 41，旋转滚筒4内设有采棉机构，采 棉机构通过空心主轴31与风管2相通，空心主轴31连接旋转滚筒4和采棉机 构，电机1驱动空心主轴31，电机1通过空心主轴31带动旋转滚筒4和采棉机 构转动。采棉机构包括两个沿轴截面对称的采棉部件，每个采棉部件均包括采 摘主辊子5、从动辊子6和传动机构7，采摘主辊子5的转轴I 51 —端通过轴承 I 52固定在空心主轴31上，转轴I 51靠近空心主轴31 —侧上设有与传动机构 7对应的传动齿轮I 53，转轴I 51另一端固定在旋转滚筒4上，从动辊子6的 转轴1161两端通过弹性机构连接旋转滚筒4，弹性机构包括滑块62和弹簧63，滑块62压在从动辊子6的转轴II61端部，弹簧63 —端抵住旋转滚筒4的内壁， 弹簧63另一端抵住滑块62，弹性机构推动从动辊子6压紧在采摘主辊子5外壁 上进行摩擦滚动，空心主轴31通过传动机构7带动传动齿轮I 53实现采摘主辊 子5和从动辊子6的相向转动并于进棉口 41对应；采摘主辊子5的外壁呈两个 人字形凸起55，两个人字形凸起55首尾对应，两个人字形凸起55和从动辊子 6相向转动用于咬住棉花。传动机构7包括通过轴承I172固定在空心主轴31上 的行星齿轮轴71,行星齿轮轴71 —端设有行星齿轮73，支撑座3内设有与行 星齿轮73对应的内齿圈35，行星齿轮轴71另一端设有与传动齿轮I 53对应的 传动齿轮I1174，空心主轴31通过行星齿轮轴71带动行星齿轮73在内齿圈35 上转动，实现传动齿轮I1174对传动齿轮I 53的传动。空心主轴31通过轴承I1132 固定在支撑座3内，如图7所示，内齿圈35与轴承ni32之间设有油封I137，油 封1137将行星齿轮73与轴承I1132隔开，防止杂质进入轴承I1132，提高轴承I1132 的使用寿命和可靠性，同时提高了自动采棉头的气密性。采棉部件还包括通过 轴承IV82转动连接在旋转滚筒4上的螺杆8，采摘主辊子5固定在旋转滚筒4 的一侧上设有传动齿轮I154,螺杆8上设有对应的传动齿轮IV81，传动齿轮I154 啮合传动齿轮IV81实现螺杆8转动，整个采棉过程中螺杆8结构一直处于工作 状态，只要有棉花进入旋转滚筒4，棉花除了受风压作用外，也受到螺杆8的推 动作用，使棉花立刻被传送到风管2。该自动采棉头的机械设计使得动力源的选 择面拓宽，主动力源可以采用电机1驱动，也可以直接通过传动轴将动力输入 到旋转滚筒和采棉机构。
为本发明传动过程如下
电机1动力输出的电机齿轮11啮合双联齿轮34的大齿轮341，双联齿轮 34的小齿轮342啮合空心主轴31上的圆柱齿轮33，实现电机1对空心主轴31 的减速传动；空心主轴31带动旋转滚筒4转动和采棉机构的行星齿轮轴71转 动，行星齿轮73啮合支撑座3的内齿圈35进行转动，使行星齿轮轴71通过轴 承II72绕自身的中轴转动；行星齿轮轴71的自转带动传动齿轮III74转动，传 动齿轮I1174带动与其啮合的传动齿轮I 53转动，实现对采摘主辊子5的增速传 动，釆摘主辊子5通过摩擦力带动从动辊子6与其进行相向转动用于咬住棉花； 传动齿轮I 53通过转轴I 51带动传动齿轮I154转动，传动齿轮I154啮合传动 齿轮IV81带动螺杆8转动，即上述的行星齿轮轴71、采摘主辊子5、从动辊子 6和螺杆8，既自转又绕空心主轴31的中轴公转，沿轴截面对称的两个采棉部件只需要一个输入动力即可以驱动整个采棉头工作。 本发明采棉过程如下
如图12所示，自动采棉头的旋转滚筒4一边旋转一边在棉花植株之间穿行;
当旋转滚筒4靠近或接触棉花时，如图13所示，由于旋转滚筒4的两个采丰帛口 存在风压，棉花就被吸入到进棉口 41内；当旋转滚筒4转动一定角度如图14 所示，此时棉花已经被釆摘主辊子5和从动辊子6咬住，并往里牵引棉花，同 时旋转滚筒4的转动也可以将棉花从棉桃上脱离出来；当旋转滚筒4继续旋转 一定角度如图15所示，此时棉花已经完全脱离棉桃；当旋转滚筒4再继续转动 一定角度如图16所示，此时棉花被完全采摘入旋转滚筒4内。整个采棉过禾呈中 螺杆8结构一直处于工作状态，只要有棉花进入旋转滚筒4，受到风压和螺杆8 的双重作用，棉花会立刻被传送到风管2。
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权利要求
1、自动采棉头，包括电机(1)和风管(2)，其特征在于所述风管(2)进口处依次连接支撑座(3)和旋转滚筒(4)，所述电机(1)通过支撑座(3)与风管(2)固定连接，所述支撑座(3)内设有空心主轴(31)，所述旋转滚筒(4)内设有采棉机构，所述采棉机构通过空心主轴(31)与风管(2)相通，所述空心主轴(31)连接旋转滚筒(4)和采棉机构，所述电机(1)通过空心主轴(31)带动旋转滚筒(4)和采棉机构转动。
2、 根据权利要求1所述的自动采棉头，其特征在于所述采棉机构包括两个 沿轴截面对称的采棉部件，所述每个采棉部件均包括采摘主辊子(5)、从动 辊子(6)和传动机构(7)，所述采摘主辊子(5)的转轴I (51)—端通过轴承I (52) 固定在空心主轴(31)上，所述转轴I (51)靠近空心主轴(31)—侧上设有与传 动机构(7)对应的传动齿轮I (53),所述转轴I (51)另一端固定在旋转滚筒(4) 上，所述从动辊子(6)的转轴II(61)两端通过弹性机构连接旋转滚筒(4)，所 述弹性机构推动从动辊子(6)压紧在采摘主辊子(5)外壁上进行摩擦滚动，所 述空心主轴(31)通过传动机构(7)带动传动齿轮I (53)实现釆摘主辊子(5)和 从动辊子(6)的相向转动。
3、 根据权利要求2所述的自动采棉头，其特征在于所述传动机构(7)包括通 过轴承II(72)固定在空心主轴(31)上的行星齿轮轴(71)，所述行星齿轮轴(71) 一端设有行星齿轮(73)，所述支撑座(3)内设有与行星齿轮(73)对应的内齿圈 (35)，所述行星齿轮轴(71)另一端设有与传动齿轮I (53)对应的传动齿轮ni (74)，所述空心主轴(31)通过行星齿轮轴(71)带动行星齿轮(73)在内齿圈(35) 上转动，实现传动齿轮III(74)对传动齿轮I (53)的传动。
4、 根据权利要求3所述的自动采棉头，其特征在于所述空心主轴(31)通过轴 承III(32)固定在支撑座(3)内，所述内齿圈(35)与轴承ni(32)之间设有油封I1 (37)。
5、 根据权利要求2所述的自动采棉头，其特征在于所述采棉部件还包括通 过轴承IV(82)转动连接在旋转滚筒(4)上的螺杆(8)，所述采摘主辊子(5)固定 在旋转滚筒(4)的一侧上设有传动齿轮II (54)，所述螺杆(8)上设有对应的传 动齿轮IV(81)，所述传动齿轮II(54)啮合传动齿轮IV(81)实现螺杆(8)转动。
6、 根据权利要求2所述的自动采棉头，其特征在于所述采摘主辊子(5)的外壁呈两个人字形凸起(55)，所述两个人字形凸起(55)首尾对应。
7、 根据权利要求1所述的自动采棉头，其特征在于所述电机(l)设有动力输 出的电机齿轮(11)，所述空心主轴(31)上设有圆柱齿轮(33),所述电机齿轮(11) 和圆柱齿轮(33)之间设有传动的双联齿轮(34)，所述电机齿轮(ll)通过双联 齿轮(34)、圆柱齿轮(33)驱动空心主轴(31)转动。
8、 根据权利要求7所述的自动采棉头，其特征在于所述双联齿轮(34)包括一 大齿轮(341)和一小齿轮(342)，所述大齿轮(341)啮合电机齿轮(11)，所述小 齿轮(342)啮合圆柱齿轮(33)，实现电机齿轮(11)对空心主轴(31)的减速传动。
9、 根据权利要求l所述的自动采棉头，其特征在于所述空心主轴(31)后端与 风管(2)进口处之间设有油封I (36)。
10、 根据权利要求l所述的自动采棉头，其特征在于所述空心主轴(31)前端与 支撑座(3)之间釆用阶梯式迷宫密封。
全文摘要
本发明公开了自动采棉头，包括电机、风管、支撑座和旋转滚筒，支撑座内设有空心主轴，旋转滚筒内设有采棉机构，空心主轴连接旋转滚筒和采棉机构，电机带动旋转滚筒和采棉机构转动，采棉机构包括两个沿轴截面对称的采棉部件，每个采棉部件均包括采摘主辊子、从动辊子和传动机构，采摘主辊子的转轴I一端通过轴承I固定在空心主轴上，转轴I靠近空心主轴一侧上设有与传动机构对应的传动齿轮I，从动辊子的转轴II两端通过弹性机构的推动压紧在采摘主辊子外壁上进行摩擦滚动，空心主轴通过传动机构带动传动齿轮I实现采摘主辊子和从动辊子的相向转动。本发明棉花采摘效率高，杂质含量低，采摘损耗功率低，提高了采棉头的可靠度和使用寿命。
文档编号A01D46/16GK101558709SQ200910099140
公开日2009年10月21日 申请日期2009年5月25日 优先权日2009年5月25日
发明者勇 陈 申请人:浙江亚特电器有限公司