落地棉和棉株上遗留棉回收装置及落地棉遗留棉回收方法

1.本发明属于棉花收获领域，特别是一种用于落地棉和棉株上遗留棉捡拾收获方法。


背景技术：

2.中国的新疆地区气候干燥，光热资源丰富，非常适合棉花的种植，种植面积非常大，是棉花的主产区。新疆地区的棉花种植普遍需要铺设地膜和滴灌带，采用66 10cm行距种植模式，以便满足采棉机对行采收。新疆地区面积大，天山南北气候存在差异，北疆(天山以北地区)降温较早，棉花的采收时间为每年的9月20日-10月20日，南疆(天山以南地区)气候较为温暖，棉花采收时间比北疆地区晚，为每年的10月10日-11月10日。南疆和北疆的棉花采收时间都是约1个月，采收时间较长。对于采收较早的棉花，会有一些未成熟的棉铃在采收后成熟，成为棉株上的遗留棉。对于采收较晚的棉花，由于棉花吐絮时间较长，采棉机的采摘头碰撞棉花，棉花会掉落到地面上，成为落地棉。据调研，每年有约3％的棉花会成为遗留棉和落地棉未能收获。据统计，新疆种植棉花有2500千公顷，产量达到500万吨，按3％计算，有15万吨棉花被遗留在棉田中，浪费量巨大。因此，对落地棉和遗留棉的收获，成为一个迫切需要解决的问题。
3.目前，解决落地棉和遗留棉收获的方法主要是用箱式采棉机进行二次采收，箱式采棉机的作业成本是80元/亩。棉花是大宗的经济作物，销售价格受国际市场行情的影响非常大，当棉花销售价格较低时，棉花种植户不能从二次采收中获得利润，棉花种植户就会放弃二次采收。另外，箱式采棉机只能对棉株上的遗留棉进行收获，不能捡拾落地棉。也有一些企业研制了梳齿刮板式遗留棉捡拾收获机，但是该机也只能收获棉株上的遗留棉，不能收获落地棉。也有一些企业研制了弹齿式落地棉和棉株上遗留棉捡拾收获机，代表机具有山东春明牌落地棉捡拾收获机、山东大力牌落地棉捡拾收获机以及新疆骆氏兄弟农机公司研制的落地棉捡拾收获机，这些落地棉捡拾收获机的工作原理是，设计带有柔性弹性的滚筒，滚筒与地面平行，作业时滚筒旋转，柔性弹齿与地面接触，将地面上的棉花挑起，弹齿也会和棉株接触，将棉株上的棉花收获，这种收获方法的捡拾收获机工作效率高，但是存在的问题是，柔性弹齿与地面接触，在挑起地面棉花的同时，也会将地膜捡拾起来，使收获的棉花中包含地膜，甚至会将滴灌带捡起缠绕在滚筒上，导致机具故障。
4.可以看出，收获落地棉和棉株上的遗留棉的难点是，收获落地棉花的同时，不能捡拾滴灌带和地膜。


技术实现要素：

5.本发明专利的目的在于对采棉机收获过的棉田进行二次采收，收获落地棉和棉株上遗留棉，同时避免捡拾地膜和滴灌带，提供一种用于落地棉和棉株上遗留棉的捡拾收获方法和装置，用刚性弹齿与棉株接触摘取棉株上的棉花，用柔性皮带与地膜表面接触，将地膜表面的棉花挑起，然后用气吹和气吸组合作业捡拾落地棉花，最后用气流管道收集捡拾
的棉花，最终实现落地棉和棉株上遗留棉的收获。
6.本发明专利提出了一种用于落地棉和棉株上遗留棉回收装置，包括捡拾滚筒(2)、护罩壳(3)、集棉输送带(4)、气力捡拾部件(5)、大吹棉管(6)、主吸棉管(7)、支吸棉管一(3-1)、支吸棉管二(8)、支吸棉管三(5-1)和风机(9)，所述捡拾滚筒(2)在圆周上均布有捡拾靶(10)；所述捡拾靶(10)有圆管(10-1)和固定在圆管(10-1)上的弹齿(10-2)和皮带(10-3)组成，皮带(10-3)的长度大于弹齿(10-2)的长度；所述护罩壳(3)在捡拾滚筒(2)上方，护罩壳(3)呈圆弧行，在护罩壳(3)上设置支吸棉管一(3-1)；所述集棉输送带(4)位于捡拾滚筒(2)后方和护罩壳(3)下方，集棉输送带(4)的平面与水平面平行，集棉输送带(4)共两个，互相对齐；所述的支吸棉管二(8)位于两个集棉输送带(4)的中间位置，在集棉输送带(4)的上方，支吸棉管二(8)下端的方向平行于集棉输送带(4)的平面；所述的气力捡拾部件(5)位于捡拾滚筒(2)后方和集棉输送带(4)的下方，气力捡拾部件(5)包括前端三角形分行架(5-2)，三角形分行架(5-2)后方布置有平行于水平面的吸棉板(5-3)，吸棉板(5-3)上布置有支吸棉管三(5-1)，支吸棉管三(5-1)与水平面垂直，在吸棉板(5-3)后方布置有吹棉板(5-4)，吹棉板(5-4)呈钝角，并与水平面垂直，在吹棉板(5-4)上布置有小吹棉管(5-5)，即气力捡拾部件(5)包含前端的三角形分行架(5-2)和后端收棉装置，所述收棉装置包含水平设置的吸棉板(5-3)和垂直设置的吹棉板(5-4)，吸棉板(5-3)和吹棉板(5-4)连接形成半包围的收棉区；所述大吹棉管(6)位于气力捡拾部件(5)两侧，大吹棉管(6)呈l形，下端与水平面平行。所述的支吸棉管一(3-1)、支吸棉管二(8)和支吸棉管三(5-1)与主吸棉管(7)相通。
7.上述装置中，所述的捡拾滚筒(2)上均布的捡拾靶(10)的数量为6-10根，所述捡拾靶形成环形设置，组合成筒状。
8.上述装置中，所述的捡拾靶(10)的圆管(10-1)上的弹齿(10-2)和皮带(10-3)是间隔布置，即布置一组弹齿(10-2)，然后在布置一组皮带(10-3)，每组弹齿(10-2)和皮带(10-3)的数量为2-5个。
9.上述装置中，所述的捡拾靶(10)上的弹齿(10-2)由金属材料制成。
10.上述装置中，所述的捡拾靶(10)上的皮带(10-3)的材料为帆布或者橡胶。
11.上述装置中，所述的弹齿(10-2)和圆管(10-1)轴线与捡拾滚筒(2)转动轴线的连线之间的夹角为0
°‑
60
°
。
12.上述装置中，所述的皮带(10-3)和圆管(10-1)轴线与捡拾滚筒(2)转动轴线的连线平行。
13.上述装置中，所述的护罩壳(3)上布置的支吸棉管一(3-1)的数量为3-5个，支吸棉管一(3-1)呈圆形。
14.上述装置中，所述的护罩壳(3)上布置的支吸棉管位于护罩壳(3)的前端，支吸棉管的轴线与垂直线之间的夹角为30
°‑
60
°
。
15.上述装置中，所述的气力捡拾部件(5)上的小吹棉管(5-5)数量为3-10个，均布在吹棉板(5-4)上，小吹棉管(5-5)与水平面之间的夹角为0
°‑
30
°
，向下倾斜，孔径为5-20mm。
16.一种落地棉和棉株上遗留棉回收方法，其特征在于：使用如权利要求1～9所述的落地棉和棉株上遗留棉回收装置，具体步骤如下：
17.a、通过捡拾滚筒转动，皮带(10-3)转动能够将地面的落地棉扬起，弹齿(10-2)转动能够将残留在棉柱上的遗留棉剥落，利用捡拾滚筒旋转将棉花输送至护罩壳(3)内，并通
3)的数量为2-5个。
28.上述方法中，所述的捡拾靶(10)上的弹齿(10-2)由金属材料制成。
29.上述方法中，所述的捡拾靶(10)上的皮带(10-3)的材料为帆布或者橡胶。
30.上述方法中，所述的弹齿(10-2)和圆管(10-1)轴线与捡拾滚筒(2)转动轴线的连线之间的夹角为0
°‑
60
°
。
31.上述方法中，所述的皮带(10-3)和圆管(10-1)轴线与捡拾滚筒(2)转动轴线的连线平行。
32.上述方法中，所述的护罩壳(3)上布置的支吸棉管一(3-1)的数量为3-5个，支吸棉一管呈圆形。
33.上述方法中，所述的护罩壳(3)上布置的支吸棉管一(3-1)位于护罩壳(3)的前端，支吸棉管一(3-1)的轴线与垂直线之间的夹角为30
°‑
60
°
。
34.上述方法中，所述的气力捡拾部件(5)上的小吹棉管(5-5)数量为3-10个，均布在吹棉板(5-4)上，小吹棉管(5-5)与水平面之间的夹角为0
°‑
30
°
，向下倾斜，孔径为5-20mm。
35.本发明具体的效果是：用柔性的皮带(10-3)与地膜接触，在将地面棉花挑起的同时，不会将地膜捡起，避免收集的棉花中含有地膜；用l形大吹棉管(6)将棉株行距为10cm的地面上的棉花吹到棉株行距为66cm的地面上，然后用吹吸组合的方法捡拾落地棉，可以提高落地棉花捡拾率。
附图说明
36.图1是落地棉和棉株上遗留棉回收装置在落地棉收获机上的位置结构示意图；
37.图2是落地棉和棉株上遗留棉回收装置的主视结构示意图；
38.图3是落地棉和棉株上遗留棉回收装置的俯视结构示意图；
39.图4是落地棉和棉株上遗留棉回收装置去除部分护罩壳的结构示意图；
40.图5是捡拾滚筒的主视结构示意图；
41.图6是捡拾滚筒的侧视结构示意图；
42.图7是捡拾滚筒的a-a剖视图；
43.图8是捡拾靶的结构示意图；
44.图9是气力捡拾部件的主视图；
45.图10是气力捡拾部件的俯视图；
46.图11是气力捡拾部件的b-b剖视图。
47.图中标记：1是落地棉和棉株上遗留棉回收装置；2是捡拾滚筒；3是护罩壳；3-1是支吸棉管一；4是集棉输送带；5是气力捡拾部件；5-1是支吸棉管三；5-2是三角形分行架；5-3是吸棉板；5-4是吹棉板；5-5是小吹棉管；6是大吹棉管；7是主吸棉管；8是支吸棉管二；9是风机；10是捡拾靶；10-1是圆管；10-2是弹齿；10-3是皮带。
具体实施方式
48.下面结合附图，以收获棉株行距为66 10cm的落地棉和和棉株上遗留棉为例，本发明专利的实施过程做进一步的说明。
49.s1、制作用于落地棉和棉株上遗留棉回收装置
50.落地棉和棉株上遗留棉回收装置是落地棉和棉株上遗留棉收获机的关键装置，落地棉和棉株上遗留棉回收装置1位于落地棉和棉株上遗留棉收获机的前端，如图1所示。落地棉和棉株上遗留棉回收装置1包括捡拾滚筒2、护罩壳3、集棉输送带4、气力捡拾部件5、大吹棉管6、主吸棉管7、支吸棉管一3-1、支吸棉管二8、支吸棉管三5-1和风机9，如图1、图2、图3和图4所示。所述捡拾滚筒2在圆周上均布有捡拾靶10，捡拾靶10的数量为6-10根，如图5、图6和图7所示。所述捡拾靶10有圆管10-1和固定在圆管上的弹齿10-2和皮带10-3组成，如图8所示，弹齿10-2和皮带10-3用螺栓固定在圆管10-1上，皮带10-3的长度大于弹齿10-2，弹齿10-2和皮带10-3是间隔布置在圆管10-1上，即布置一组弹齿10-2，然后在布置一组皮带10-3，每组弹齿10-2和皮带10-3的数量为2-5个，弹齿10-2由金属材料制成，皮带10-3的材料为帆布或者橡胶。所述的弹齿10-2和圆管10-1轴线与捡拾滚筒2转动轴线的连线之间的夹角为0
°‑
60
°
。所述的皮带10-3和圆管10-1轴线与捡拾滚筒2转动轴线的连线平行。
51.所述护罩壳3在捡拾滚筒2上方，护罩壳3呈圆弧行，在护罩壳3的前端设置支吸棉管一3-1，支吸棉管一3-1的数量为3-5个，支吸棉管一3-1呈圆形，支吸棉管一3-1的轴线与垂直线之间的夹角为30
°‑
60
°
。
52.所述集棉输送带4位于捡拾滚筒2后方和护罩壳3下方，集棉输送带4的平面与水平面平行，集棉输送带4共两个，互相对齐，工作时，两个集棉输送带4的转动方向相反，都是朝内部转动，将落在集棉输送带4上的棉花集中在中间位置，在两个集棉输送带4的中间位置布置有支吸棉管二8，支吸棉管二8在集棉输送带4的上方，支吸棉管二8下端的方向平行于集棉输送带4的平面，用于吸取由集棉输送带4集中的棉花。
53.所述的气力捡拾部件5位于捡拾滚筒2后方和集棉输送带4的下方，气力捡拾部件5的包括前端三角形分行架5-2，三角形分行架5-2后方布置有平行于水平面的吸棉板5-3，吸棉板5-3上布置有支吸棉管三5-1，支吸棉管三5-1与水平面垂直，在吸棉板5-3后方布置有吹棉板5-4，吹棉板5-4呈钝角，并与水平面垂直，在吹棉板上布置有小吹棉管5-5，小吹棉管数量为3-10个，均布在吹棉板5-4上，小吹棉管5-5的孔径为5-20mm，小吹棉管5-5与水平面之间的夹角为0
°‑
30
°
，向下倾斜。
54.所述大吹棉管6位于气力捡拾部件5两侧，大吹棉管6呈l形，下端与水平面平行，大吹棉管的孔径为25-50mm。
55.所述的支吸棉管一3-1、支吸棉管二8和支吸棉管三5-1与主吸棉管7相通。
56.s2、捡拾滚筒捡拾落地棉和棉株上的遗留棉
57.落在地面的棉花受雨水、露水的影响，棉花会和棉花叶混杂在一起，黏附在地膜或者土壤上，如果用负压气流直接吸取，负压气流很难吸捡起落地棉花，为此捡拾滚筒2平行于地面逆时针方向旋转，捡拾滚筒2上的皮带10-3与地面接触，将地面上的棉花挑起，其中一部分挑起的棉花被甩到滚筒上方的护罩壳3中，弹齿10-2不与地面接触，转动的过程中穿插在棉株间，采摘棉株上的遗留棉并进入护罩壳3内部，因为捡拾的棉花中会掺杂有棉花叶、棉壳和棉杆等杂质，为了避免用吸棉管吸取棉花时发生堵塞，用护罩壳3上的支吸棉管一3-1吸取部分棉花，余下的棉花被抛送到捡拾滚筒2后方的集棉输送带4上；两个集棉输送带4转动方向相反，将棉花集中到中间位置，由中间位置的支吸棉管二8吸取这些棉花。
58.s3、气吹10cm行距间落地棉到66cm行距间的地面
59.用l形的大气吹管6行走在行距为10cm的棉株间，大吹棉管6的下部不与地面接触，
距离地面3-10cm，大吹棉管6中产生正压气流将10cm棉株间地面上的棉花吹到棉株行距为66cm的地面上。
60.s4、气吹和气吸组合收获66cm行距间的落地棉
61.气力捡拾部件5紧挨着地面，但与地面不发生接触，用气力捡拾部件5上的小吹棉管5-5从倾斜于地面的方向将地面上的棉花吹起，然后用支吸棉管三5-1吸取吹起的落地棉花。
62.s5、收集捡拾的棉花
63.通过捡拾滚筒2和气力捡拾部件5的联合作业，已经将落地棉和棉株上遗留棉花吸捡起来，支吸棉管一3-1、支吸棉管二8和支吸棉管三5-1中的棉花在吸力的作用下，进入主吸棉管7中，最后棉花通过主吸棉管7进行收集并进入集棉箱中。
64.落地棉和棉株上遗留棉回收装置作业效果
65.本试验中的样机是在功率为117kw的自走式收获机动力底盘基础上加装落地棉和棉株上遗留棉回收装置、风机、气流管道和集棉箱等改进设计完成，样机由石河子市天惠农业机械科技有限公司生产制造，试验在新疆兵团第八师145团进行，试验用地的条件是，棉花行距为66 10cm，棉花平均株高85cm，株距10cm，棉田已经用采棉机进行收获，棉株上有遗留棉，地膜表面有落地棉花。试验前对样机进行调整，使大气吹管可以行走在10cm的棉行间，大气吹管距离地面7cm，气力捡拾部件行走在66cm的棉行间，气力捡拾部件与地面之间的距离为5cm，捡拾滚筒上的皮带与地面可以接触，弹齿不与地面接触，弹齿旋转的过程中与棉行对齐。样机的行走速度设定为20m/min，捡拾滚筒的转速设置为200转/min。风机旋转，所有的吸棉管产生足够的负压气流，可以吸捡棉花，吹棉管产生足够的正压气流，可以吹动地面的棉花。试验结果检查落地棉和棉株上的遗留棉的采净率。实验结果表明，落地棉的采净率为87％，棉株上的遗留棉的采净率为92％，满足了收获需要。
66.对于其它行距种植的棉花在落地棉和棉株上遗留棉收获时可以参照本专利中的落地棉花和棉株上遗留棉花捡拾收获方法。
67.上述所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，他们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均颖包含在本发明的保护范围之内。