全自动采棉机采摘头总成 【技术领域】
本发明涉及一种采棉农用机械附属部件，特别涉及一种全自动采棉机采摘头总成。
背景技术
棉花是人们日常生活、医用和工业不可缺少的产品。棉花的种植一般采用大面积播种的形式，由于其生产特点，收获时需要将成熟的棉朵从棉株上摘下后在进入后续加工工序。由于摘棉需要经过识别和摘取过程，是一种较为复杂的工作，因而现有技术中，棉花采摘通过人工进行成为一种普遍的作业方式。人工采摘虽然能够保证采摘效果，但是劳动效率低下，浪费大量劳动力，在需要抢收时无法满足作业需求。
为解决以上问题，出现了采棉机，采棉机具有采摘效率高、节约劳动力的特点，在抢收作业时，效果更为明显。由于棉花种植模式的多样性及气候环境区别，进口采棉机在使用过程中存在对工作环境要求较高和价格昂贵的缺点；由于同一棉株上的棉朵成熟期并不一致，而进口采棉机的采棉头的结构特点，在采棉过程中会对棉株产生过度挤压，因而无法在青叶期采摘棉花，只能在棉花全部开放并脱叶以后才能采摘，还须配套飞机或人工喷施化学剂，催发棉花早熟，否则则无法进行采摘，工序复杂、浪费成本；所采摘棉花不能分级，含杂质多，含杂率在20％以上，甚至会超过30％，收购等级和价格均低于手工采棉，对棉农造成较大的经济损失；对这种棉花的加工还需要专门的进口轧花设备，增加了棉花的加工成本。同时，进口采棉机采净率百分之九十左右，采净率较低，并且经过专门设备轧、清过的棉花，其纤维受损程度相对增大，棉花的白度降低，降低棉花的市场竞争力。
为解决进口采棉机的以上问题，出现了多种采棉机的采摘头结构，但普遍存在采摘过程中对棉株过度挤压的缺点，因而对棉株造成破坏，无法在青叶期采摘棉花，只能在棉花完全开放脱叶后才能一次采收无法分次采摘；挤压后锥针插入棉株中将棉株干枯的棉叶、棉梗被混入棉朵中，因而杂质较多，无法分出棉花等级，大大降低了棉花的经济价值。
因而，需要一种采棉机的采摘头，对采摘环境适应性较强，采摘时不破坏棉株，无论是在青叶期和枯叶期，都能随时采收棉花，可对同一棉株重复采摘，降低棉花含杂率和提高采净率，对后续处理设备无特殊要求，降低棉花采摘成本和后续加工成本；采棉机本身体积小、重量轻和制造成本低。
【发明内容】
有鉴于此，本发明的目的提供一种全自动采棉机采摘头总成，对采摘环境适应性较强，不破坏棉株，无论是在青叶期和枯叶期，都能随时采收棉花，可对同一棉株重复采摘，降低棉花含杂率和提高采净率，对后续处理设备无特殊要求，降低棉花采摘成本和后续加工成本，采棉机本身体积小、重量轻和制造成本低。
本发明的全自动采棉机采摘头总成，包括驱动电机、针齿筒和弹簧输送机构，所述针齿筒沿轴向设置；所述针齿筒外表面设置针齿，驱动电机的转子与针齿筒传动配合；
弹簧输送机构包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧以轴线平行于针齿筒轴线的方式设置在针齿筒旁，所述螺旋弹簧与驱动电机转子传动配合，所述螺旋弹簧的展开方向由前向后与其旋转方向相反。
进一步，还包括筒状采摘头外壳，所述筒状采摘头外壳沿轴向设置针齿筒槽，所述针齿筒凸出筒状采摘头外壳外圆表面沿筒状采摘头外壳轴向设置在针齿筒槽内；
针齿筒包括筒体轴、筒体支架和设置在筒体支架外表面的针齿，筒体轴与筒体支架在圆周方向固定配合，筒状采摘头外壳前端并列固定设置采摘头外壳后端盖和采摘头外壳前端盖，驱动电机固定设置在采摘头外壳前端盖上，针齿筒转动配合设置在采摘头外壳后端盖上，筒体轴穿过采摘头外壳后端盖并与采摘头外壳后端盖和采摘头外壳前端盖转动配合；筒体轴通过筒体传动机构与驱动电机转子传动配合；
弹簧输送机构还包括弹簧定位支撑，所述弹簧定位支撑以轴线平行于针齿筒轴线的方式设置在针齿筒旁，螺旋弹簧转动配合套在弹簧定位支撑上，所述弹簧定位支撑穿过采摘头外壳后端盖固定设置在采摘头外壳前端盖上，所述螺旋弹簧通过输送传动机构与驱动电机转子传动配合。
进一步，所述采摘头外壳端盖前端设置锥型导向头；
进一步，所述针齿筒的针齿通过齿条设置在筒体支架上，所述采摘头外壳后端盖上固定设置凸轮槽，所述齿条尾端通过直轴与筒体支架转动配合，前端通过凸轮臂与凸轮槽配合；所述凸轮槽驱动凸轮臂使齿条绕其直轴轴线摆动，使针齿筒凸出筒状采摘头外壳外圆表面的齿条形成与针齿筒自转方向相同的倾角，使针齿筒位于筒状采摘头外壳内圆内与弹簧输送机构对应区域的齿条形成与针齿筒自转方向相反的倾角；
进一步，所述弹簧输送机构两个一组设置在相邻针齿筒之间，一组弹簧输送机构的两个螺旋弹簧的旋转方向相反；所述弹簧定位支撑的横截面为人字形结构、十字形结构或一字形结构；所述一组的两个弹簧输送机构之间沿轴向固定设置隔板；
进一步，所述针齿筒和弹簧输送机构以悬臂安装的方式设置在采摘头外壳后端盖上，所述弹簧输送机构悬臂端长于针齿筒悬臂端，针齿筒的尾端与针齿筒槽之间设置轴向间距；
进一步，所述驱动电机设置在采摘头外壳前端盖前端，采摘头外壳后端盖与采摘头外壳前端盖前端之间形成齿轮箱，驱动电机转子穿过采摘头外壳前端盖延伸进入齿轮箱；所述锥型导向头罩在驱动电机及采摘头外壳前端盖外部，所述锥型导向头设置散热孔；
进一步，所述齿条上的针齿为针或锯齿，所述针或锯齿向尾端形成倾角；
进一步，所述针齿筒为1-7个设置在筒状采摘头外壳上，筒状采摘头外壳上与针齿筒对应设置1-7个针齿筒槽；
进一步，所述筒体传动机构和输送传动机构均为齿轮传动机构。
本发明的有益效果：本发明的全自动采棉机采摘头总成，采用针齿桶结构的采摘头，棉花采摘头从棉株自由状态的空隙中水平穿行，将棉朵均匀分布在采摘头周向360°范围内，采摘棉花过程中不需要对棉株进行挤压，因而不破坏棉株，棉株处于自然生长状态，青叶期采摘棉花不会挤烂棉叶、棉朵，因此可以分期多次采摘棉花，分出棉花等级；采摘时将棉花直接吸入采摘头内部，将采摘的棉花直接与棉叶、棉梗等杂质隔离开，防止采摘的棉花被污染，降低棉花的含杂率；采摘时，棉花采摘头按360度自转，保证了高水平的棉花采净率；本发明在棉株青叶期第一次采摘棉花，采净率在95％以上，在棉花全部开放并脱叶以后采摘，采净率可达98％以上；弹簧输送机构利用螺旋传送原理从针齿筒上将棉花脱离并输送，保证棉花纤维不被破坏，利于保证棉花品质；本发明对后续处理设备无特殊要求，降低棉花采摘成本和后续加工成本，采棉机本身体积小、重量轻和制造成本低。
【附图说明】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为采摘头总成结构示意图；
图2为图1I处放大图；
图3为凸轮盘上凸轮槽平面图；
图4为图1沿A-A向剖视图；
图5为齿条结构示意图；
图6为采摘头总成立体图。
【具体实施方式】
图1为采摘头总成结构示意图，图2为图1I处放大图，图3为凸轮盘上凸轮槽平面图，图4为图1沿A-A向剖视图，图5为齿条结构示意图，图6为采摘头总成立体图，如图所示：图中箭头方向为棉花流动方向；本实施例的全自动采棉机采摘头总成，包括驱动电机5、筒状采摘头外壳2、针齿筒1和弹簧输送机构7，所述筒状采摘头外壳2沿轴向设置针齿筒槽21，所述针齿筒1凸出筒状采摘头外壳2外圆表面沿筒状采摘头外壳2轴向设置在针齿筒槽21内；
所述针齿筒1包括筒体轴14、筒体支架11和设置在筒体支架外表面的针齿，筒体轴14和筒体支架11在圆周方向固定配合，筒状采摘头外壳2前端并列固定设置采摘头外壳后端盖8和采摘头外壳前端盖6，驱动电机5固定设置在采摘头外壳前端盖6上，筒体支架11转动配合设置在采摘头外壳后端盖8上，筒体轴14穿过采摘头外壳后端盖8并与采摘头外壳后端盖8和采摘头外壳前端盖6转动配合；筒体轴14通过筒体传动机构19与驱动电机5转子传动配合；
弹簧输送机构包括螺旋弹簧71，所述螺旋弹簧71以轴线平行于针齿筒1轴线的方式设置在针齿筒1旁，所述螺旋弹簧71与驱动电机5转子传动配合，所述螺旋弹簧71的展开方向由前向后与其旋转方向相反。
弹簧输送机构还包括弹簧定位支撑72，螺旋弹簧71转动配合套在弹簧定位支撑72上，保证挂棉时对棉花产生足够的周向摩擦力，防止打滑，提高输送效率；所述弹簧定位支撑72穿过采摘头外壳后端盖8固定设置在采摘头外壳前端盖6上；本实施例中，螺旋弹簧71通过与其在圆周方向固定配合的弹簧座74穿过采摘头外壳后端盖8，所述弹簧座74与采摘头外壳后端盖8转动配合并与输送传动机构73传动配合。
本实施例中，筒体转轴14转动配合设置支撑轴套15，所述支承轴套15前端固定设置在采摘头外壳后端盖8上，筒体转轴14尾端穿出支撑轴套15与筒体支架11传动配合，筒体支架11套在支撑轴套15外圆与其转动配合；
本实施例中，所述驱动电机5设置在采摘头外壳前端盖6前端，采摘头外壳后端盖8与采摘头外壳前端盖6前端之间形成齿轮箱，所述筒体传动机构19和输送传动机构73均设置在齿轮箱内，结构简单紧凑，体积小，利于方便棉花采摘；所述采摘头外壳前端盖6前端设置锥型导向头4，所述锥型导向头4罩在驱动电机5及采摘头外壳前端盖6外部，所述锥型导向头4设置散热孔41，用于通风散热，利于驱动电机5保持良好的运行状态；采用锥型导向头4结构，利于分开行内棉株，并不对棉株造成损坏，利于多次重复采摘；驱动电机5前置，使采摘头总成结构紧凑，稳定性和强度较高，缩短驱动传动链，提高传动效率，节约驱动能源。
本实施例中，所述针齿筒1地针齿通过齿条12设置在筒体支架11上，所述采摘头外壳后端盖8上固定设置凸轮槽13a，本实施例中，凸轮槽13a设置在凸轮盘13上，凸轮盘13固定在采摘头外壳后端盖8上，拆装灵活；所述齿条12尾端通过直轴12b与筒体支架11转动配合，前端通过凸轮臂12a与凸轮槽13a配合；所述凸轮槽13a驱动凸轮臂12a使齿条12绕其直轴12b轴线摆动，使针齿筒11凸出筒状采摘头外壳2外圆表面的齿条12形成与针齿筒1自转方向相同的倾角，使针齿筒1位于筒状采摘头外壳2内圆内与弹簧输送机构对应区域的齿条12形成与针齿筒1自转方向相反的倾角；实际制造时，通过调整凸轮槽的形状实现上述目的；采用凸轮结构驱动针齿偏摆，可针对采棉和脱棉改变其偏角，采棉时，偏角使针刺迎向棉朵，利于将棉花顺利采下并利于携带，脱棉时，偏角背向针齿筒的转动方向，棉花利用自身惯性和脱棉机构的外力作用顺利脱离针齿筒。
本实施例中，所述弹簧输送机构7两个一组设置在相邻针齿筒1之间，一组弹簧输送机构7的两个弹簧定位支撑72的旋转方向相反；所述弹簧定位支撑72的横截面为人字形结构、十字形结构或一字形结构，采用人字形结构、十字形结构或一字形结构，给螺旋弹簧71留出足够的挂棉空间，增大对棉花的拉扯力，提高输送效率；本实施例中采用人字形结构，所述一组的两个弹簧输送机构7之间沿轴向固定设置隔板，输送棉花时，一组的两个弹簧输送机构将棉花担在隔板3上进行输送，防止棉花呈球状打滑原地不动，提高输送效率。
本实施例中，所述针齿筒1和弹簧输送机构以悬臂安装的方式设置在采摘头外壳后端盖8上，所述弹簧输送机构悬臂端长于针齿筒11悬臂端，利于脱净针齿筒11上的棉花，提高采摘效率；针齿筒1的尾端与针齿筒槽21之间设置轴向间距；设定一定的间距，保证真空吸引风的流量，防止棉花挂在弹簧输送机构尾端不易脱离，提高输送效率。
本实施例中，所述齿条12上的针齿为针或锯齿，所述针或锯齿向尾端形成倾角，本实施例中采用锯齿结构，形成一定的倾角利于棉花从锯齿上脱离，提高采摘效率；所述针齿筒1为1-7个设置在筒状采摘头外壳2上，筒状采摘头外壳2上与针齿筒对应设置1-7个针齿筒槽21；本实施例中针齿筒1为3个设置在筒状采摘头外壳2上，能够适应于现有棉朵的大小，达到较高采净率。
本实施例中，所述筒体传动机构19和输送传动机构73均为齿轮传动机构；传动体积小结构紧凑，适合于本发明结构紧凑的特点，并且传动效率高，节约驱动能源。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。