用於鐮刀的容易使用且可移除的自調節刀具臂以及頭部組件的製作方法

2023-04-28 17:22:51

用於鐮刀的容易使用且可移除的自調節刀具臂以及頭部組件的製作方法
【專利摘要】本發明涉及刀具頭部（64），其安裝到鐮刀（30），以在其上保持多個刀具區段（60），同時允許單獨地移除刀具區段（60）而不需要較多的拆卸，以易於進行現場維修和更換。刀具頭部（64）的刀具銷（84）連接到由鐮刀驅動機構（62A、62B）驅動的刀具臂（66），並且能夠從上方移除而也不需要較多的拆卸。刀具銷（84）連接提供豎向自調節能力，以容納鐮刀（30）磨損以及鐮刀（30）和驅動器（62A、62B）之間的豎向不對準。刀具臂（66）是流線型的，以用於圍繞其的切割植物材料流，並且還適於容易進行移除和現場維修。
【專利說明】用於鐮刀的容易使用且可移除的自調節刀具臂以及頭部組件
[0001]本申請要求2011年5月27提交的美國臨時申請N0.61/491,060的優先權。
【技術領域】
[0002]本發明整體涉及用於農業切割機的收割臺的鐮刀的刀具臂和頭部組件，該農業切割機為例如聯合收割機、割曬機或其它農作物收割機、或者割草機，更具體地，本發明涉及容易使用、可移除且可更換的刀具臂和頭部組件，以降低修復和更換部件的複雜性和停機時間，這些部件尤其是預計隨時間而磨損和破壞的鐮刀的刀具和刀具區段，該組件是豎向自調節的，以補償鐮刀和鐮刀驅動器的磨損和豎向不對準。
【背景技術】
[0003]2011年5月27提交的 美國臨時申請N0.61/491,060的公開在這裡以引用的方式全文併入本文中。
[0004]許多年來，通常包括支撐一行刀具的切割器杆的鐮刀已經用來切割植物，包括但不限於乾草、草地、小型穀類和類似物。刀具由多個刀具或鐮刀區段構成，這些刀具或鐮刀區段以並排的關係安裝，以形成長形金屬刀具組件。長形刀具組件通常被支撐成沿著長形靜止杆縱向地滑動，該長形靜止杆具有向前伸出的、間隔開的防護件，這些防護件通過螺栓連接到結構梁。刀具組件以往復運動的方式來回運動，以使刀具相對於防護件運動，從而刀具的前刀具邊緣橫跨防護件或橫穿防護件中的狹槽。這產生了剪切或切割動作，該剪切或切割動作將捕集在刀具和防護件之間的植物杆和莖杆或其它材料切斷。
[0005]在收割機中，例如在聯合收割機或割曬機中，刀具組件和靜止杆通常與切割頭部或收割臺相連地被支撐，並被定向成沿著諸如收割臺的地板或盤的結構的前向邊緣部分側向地延伸，其在下文中有時一般稱為地板。該地板或盤限定了切割農作物或植物流動區域的下部周邊，該下部周邊可以包括傳送設備，例如一個或更多個螺旋輸送器或帶，該傳送設備可以與機器中裝備的捲軸配合進行操作，以將切割植物材料和農作物例如傳送到聯合收割機的進給器入口或者割曬機的料堆形成設備。
[0006]由於往復運動，典型的用於20英尺寬的收割臺的重量從35到38磅的刀具組件通常每循環必須減速和減速兩次。刀具組件的典型速度高達大約16赫茲或每秒16個循環。因此，可以看到，每秒高循環下的往復運動產生高加速度值和高減速度值，繼而在結構部件上產生高的力。可能出現的其它損壞包括鈍化、碎裂和破損的刀具區段，這將導致不滿意的植物切割，從而需要更換損壞的區段。
[0007]刀具區段和支撐結構還經受一般的磨損，例如摩擦磨損，這可能在用於研磨環境(例如灰塵區域和某些植物品種)的情況下被加速。因此，刀具組件的豎向高度或定位可能相對於驅動機構逐漸地降低，該驅動機構沿側嚮往復地推進該刀具組件。而且，當改變諸如刀具區段的磨損部件時，新的刀具區段可能較厚，這可能改變刀具組件的頂部與驅動機構之間的豎向關係。另外，某些靜止杆可能具有一些豎向柔性，這在操作期間可能由於鐮刀穿過不均勻的地形而導致刀具組件和驅動器的高度之間的差異。
[0008]已知的往復式鐮刀驅動器包括但不限於旋轉轂上的偏心軸、擺動驅動器或可商購獲得的類似的熟知裝置。這樣的驅動器通常位於收割臺的側面處，以從端部驅動刀具組件。就這一點而言，參考2006年10月17日公布的Regier等人的美國專利N0.7，121，074B1的現代側向定位的周轉鐮刀驅動器，該專利示出了與鐮刀的代表性簡單端部連接。端部連接是有利的，原因其允許驅動器從刀具組件容易且快速的脫開以及移除和更換刀具組件，其不會與用於移除和更換而觸及各個刀具區段相衝突，並且其允許驅動機構和鐮刀的相對位置之間的基本上柔性和變化。
[0009]側向驅動器定位的缺陷包括，收割臺必須包括大量的框架結構，以支撐驅動器以及承受由此產生的力和振動。在收割臺的端部處的端部結構或農作物分離器還必須較寬，以容納驅動器和引導相鄰的直立農作物穿過，從而增大了將相鄰的直立農作物無意中向下推的可能性。另外，對於收割臺採用定位在收割臺的相對兩側上的兩個驅動器，通常期望對驅動器的操作計時，使得由相應驅動器產生的力和振動彼此抵消。這通常涉及將兩個驅動器連接在一起的長的機械驅動路線，這是不利的，原因是增加了重量、成本和複雜性。
[0010]從較為中心的位置，例如收割臺的中心，驅動收割臺的刀具組件或組件是期望的，原因是其與側向定位相比提供了若干優點。因此，提出了中心驅動機構。就這一點而言，參考 Priepke 的美國專利 N0.7，810，304 ；N0.7，805，919 ；N0.7，730，709 ；N0.7，520，118 ;和N0.7，401，458，以及Bich的美國專利N0.8，011，272，它們公開了同族的接合在收割臺地板中或下方的豎向緊湊鐮刀驅動器，其克服了上述關於側向驅動器的許多缺陷和缺點。然而，將鐮刀驅動機構定位在 收割臺地板中或下方仍然可能導致將驅動器與刀具組件連接的設備處於切割植物材料向後移動穿過鐮刀的路徑中，從而與材料流幹涉和/或將材料流分流，甚至可能導致某些翻耕和切割植物材料積累在連接設備的前方。因此，期望的是，將材料流的這種幹涉和分流最小化。
[0011]另外，參考Bich等人的美國專利N0.8，151，547，其公開了一種刀具臂組件，被構造成用以附接到中心驅動器，其具有的缺陷是，刀具頭部需要中間構件來附接到刀具，將刀具頭部連接到刀具臂的刀具銷的移除和更換需要移除鐮刀刀具的整個刀具頭部。
[0012]另外，期望的是，對於驅動機構與刀具組件的高度之間的任何差異或變化而言具有調節或補償的方式，以用於容納製造和組裝變化、公差和磨損，並且避免增加摩擦和粘合，該摩擦和粘合可能增加鐮刀和驅動器兩者上的磨損並且可能增加功率消耗。
[0013]作為另一種考慮，當單個或成組的刀具區段磨損超過其使用壽命，或者磨損或損壞而需要移除和更換時，期望的是，具有快速且容易更換它們的方式，尤其是在植物切割操作的現場中，以最小化停機時間和對生產的影響。
[0014]更進一步，期望的是具有移除和更換刀具頭部的刀具銷而不必將整個刀具頭部從鐮刀刀具移除以進行服務的能力。
[0015]因此，所尋求的是用於將鐮刀驅動器連接到鐮刀的刀具的設備，其適於沿著鐮刀的長度例如在收割臺上較為中心的位置處使用，容易移除、服務和更換，最小化植物材料流的中斷和分流，是沿豎向自調節的，並且提供一個或更多個其它的特徵，同時克服上述缺陷和限制中的一個或更多個。
【發明內容】

[0016]本發明公開了一種刀具頭部和臂組件，其用於將鐮刀驅動器連接到鐮刀的刀具，適於沿著鐮刀的長度在任何地方使用，其能夠容易地進行移除、服務和更換，使植物材料流的中斷和分流最小化，提供豎向自調節能力，並且克服上述缺陷和限制中的一個或更多個。
[0017]根據本發明的優選方面，刀具頭部是長形薄型構件，通過緊固件陣列附接到鐮刀切割器的長形結構梁。鐮刀刀具區段的縱向延伸的邊對邊陣列設置在刀具頭部與梁，並且通過刀具頭部的附接而固定地夾持或捕集。這種方式的附接允許將刀具頭部沿著刀具組件定位在任何期望的位置處。
[0018]作為本發明的另一個優選方面，刀具頭部包括具有增大的豎向柔性的至少一個縱向延伸部分。這可以作為階梯形或錐形形狀結合到刀具頭部中，並且額外提供薄型。增加的柔性是有利的，原因是其允許刀具頭部和鐮刀刀具的下部部分在需要的情況下撓曲，例如在彎曲的情況下或者在鐮刀是柔性種類的情況下撓曲。
[0019]作為本發明的另一個優選方面，刀具頭部包括直立的刀具銷。僅僅從刀具頭部上方就能夠移除的單個緊固件固定刀具銷。這便於從上方移除和更換刀具銷，而不必觸及刀具頭部的下側或者將其從鐮刀移除。刀具銷被構造成配合地接納在本發明的刀具臂的向下敞開的容器中，該刀具臂附接到鐮刀驅動機構，並且在刀具頭部上方以懸臂關係由鐮刀驅動機構支撐。
[0020]刀具銷具有圍繞的外支承表面，該外支承表面優選地為圓柱形或其它合適的形狀，以便於刀具頭部和刀具臂的受限相對豎向運動。因此，該特徵在刀具臂和刀具頭部的相對位置方面可以提供一定量的自調節性，以降低發生粘合、加速磨損、功率消耗和其它不期望條件的可能性。當刀具組件和支撐結構磨損時，這還將允許刀具頭部相對於刀具臂逐漸地降低，而不會影響組件往復地驅動鐮刀的能力。如果用於柔性的鐮刀，那麼刀具頭部相對於刀具臂沿豎向運動的能力可以便於緊鄰刀具頭部的鐮刀撓曲，這可以降低粘合、磨損和功率消耗。
[0021]作為本發明的另一個方面，刀具臂具有安裝端部，該安裝端部被構造成用以附接到驅動機構，以便隨所述驅動機構一起進行往復側向運動，但是允許快速且容易地移除刀具頭部。刀具臂包括遠側端部，該遠側端部與安裝端部相對，設置成與驅動機構成懸臂關係而被支撐。遠側端部包括界定和限定了向下敞開的容器的內支承表面，該容器被構造成用以配合地接納刀具銷，容器的支承表面緊密接觸繞刀具銷的外支承表面，以便將刀具銷保持在容器中，而足以允許刀具臂和附接的刀具組件跟隨它們的預期側嚮往復路徑，同時在運動期間可選地允許相對於刀具臂從而相對於驅動機構的受限量的向上和向下運動。支承表面優選地較大，從而是強健的且分散載荷和磨損。
[0022]根據本發明的另一個優選方面，刀具臂的遠側端部具有相對的側部，所述相對的側部從遠側端部繞容器到安裝端部沿向後的方向成擴大的錐形，以提供流線型，從而便於植物材料流動通過，並且減少翻耕和其它不期望的效應。這優選地實施在繞容器具有V形或U形的刀具臂中，該V形或U形沿側向向外成錐形擴大到附接有刀具臂的驅動機構的元件的寬度。作為另一個優選方面，容器的上端部是封閉的或被覆蓋的。這有助於流線型效果，並且降低了汙染物進入容器的可能性。這還覆蓋和保護將刀具銷附接到刀具頭部的緊固件。[0023]作為本發明的另一個優點，與鐮刀刀具的端部處的僅僅一個或兩個緊固件相比，刀具頭部與鐮刀結構的附接方式分散了在植物切割操作期間在若干緊固件(例如優選八個或更多個)上產生的載荷，同時仍然允許流過的相對平滑的植物材料流和期望的撓曲。當需要移除和更換選擇的鐮刀刀具區段時，該附接方式還能夠移除選擇的緊固件，同時刀具頭部保持附接到鐮刀。這對於現場服務而言是有利的，原因是可以利用最少的拆卸、重新組裝和停機時間來移除和更換刀具區段。
[0024]作為根據本發明的另一個替代形式，取代在刀具頭部和刀具臂之間提供基本上自由相對樞轉運動的支承元件的是，可以使用連接刀具頭部和刀具臂的扭轉元件，其包括橡膠或類橡膠材料，當刀具頭部和刀具臂相對樞轉或旋轉時，該橡膠或類橡膠材料被加載成處於扭轉狀態。該元件可以以架座或夾具的方式連接到刀具臂，並且利用簡單的螺紋螺栓或螺釘連接到刀具頭部，以便容易且快速地進行移除和更換。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為根據本發明的包括收割臺的收割器的局部側視圖，該收割臺具有鐮刀刀具頭部和臂組件；
[0026]圖2為本發明的收割臺以及鐮刀刀具頭部和臂組件的放大局部側視圖；
[0027]圖3為收割器和收割臺的前視圖，示出了鐮刀刀具頭部和臂組件的位置；
[0028]圖3A為收割 器和收割臺的另一個前視圖，其中收割臺的鐮刀撓曲；
[0029]圖4為收割臺的局部透視圖，示出了鐮刀刀具頭部和臂組件的各方面；
[0030]圖5為放大側視圖，示出了收割臺、鐮刀驅動器以及鐮刀刀具頭部和臂組件的各方面；
[0031]圖6為鐮刀的局部透視圖，示出了刀具頭部和臂組件中的一個組件；
[0032]圖7為鐮刀的另一個局部透視圖，示出了刀具頭部和臂組件中的一個組件；
[0033]圖8為鐮刀的局部分解透視圖，示出了刀具頭部和臂組件中的一個組件的各方面；
[0034]圖9為鐮刀和一個刀具頭部的局部透視圖；
[0035]圖10為鐮刀的局部截面圖，示出了刀具頭部和臂組件中的一個組件；
[0036]圖11為鐮刀的另一個局部截面圖，示出了刀具頭部和臂組件中的一個組件，其中刀具頭部和刀具臂之間具有豎向間距；
[0037]圖12為鐮刀的局部截面圖，示出了一個刀具頭部；
[0038]圖13為一個刀具臂的另一個局部截面圖，示出了其襯套的移除；
[0039]圖14為可選的刀具頭部的局部截面圖，該刀具頭部具有階梯狀表面，以用於鐮刀的刀具區段的附接；以及
[0040]圖15為利用根據本發明的扭轉元件連接在一起的可選的刀具臂和頭部組件的局部截面圖。
【具體實施方式】
[0041]現在轉到附圖，其中在圖1至5中示出了本發明的優選實施例，示出了常規的眾所周知的農業切割機，該農業收割機為聯合收割機20，包括收割臺22。收割臺22示出為以常規的眾所周知的方式支撐在聯合收割機20的前端部24上，並且能夠操作成用以切割或切斷例如但不限於小型穀類(例如小麥)和豆類的農作物，且將切斷的農作物引導到進給器26中而傳送到聯合收割機20中，以便隨著聯合收割機20在田地上向前運動而以眾所周知的方式進行脫粒和清理。
[0042]收割臺22包括盤或地板28，該盤或地板被支撐成在收割操作期間根據需要靠近田地的表面，並且收割臺22包括沿著地板28的前邊緣部分32的側向延伸的長形鐮刀30，鐮刀30能夠操作成用以切斷植物或農作物而引導到收割臺22中，如以下解釋的。收割臺22另外包括側向延伸的長形捲軸34，該捲軸設置在鐮刀30上方，並且能夠沿著便於將切斷的植物材料或農作物引導到收割臺22中的方向旋轉。在這裡，收割臺22被構造成德雷柏類型，具有長形的、平坦的、側向運動的德雷柏帶36和38的系統，該帶具有設置在前邊緣部分32的正後方的面向上的表面，該收割臺能夠操作成以眾所周知的方式與捲軸34配合，以將切斷的植物材料或農作物朝向進給器26的入口開口傳送，而引導到聯合收割機20中。
[0043]更具體地參考圖3，鐮刀30沿著地板28的寬度在側向方向上在地板的第一側邊緣部分40與相對的第二側邊緣部分42之間延伸。鐮刀30包括側向延伸的長形第一切割器杆組件44以及與切割器杆組件44成端部對端部的關係延伸的側向延伸的長形第二切割器杆組件46，切割器杆組件44和46在地板28的前邊緣部分32附近以基本上縱向地對準的關係被支撐。
[0044]更具體地參考圖4和5，切割器杆組件44和46均包括多個側向面向的對準的狹槽48，這些狹槽穿過防護件50的側向延伸的陣列，防護件在沿著靜止杆的側向間隔開的間距處從靜止杆52向前伸出。靜止杆52在地板28的前邊緣部分32正前方延伸鐮刀30的長度，並且防護件50利用緊固件54安裝到杆52。繼而，杆52在前邊緣部分32附近通過緊固件54安裝到收割臺22的框架56，如圖5中最佳地示出。切割器杆組件44和46中的每個都支撐長形刀具組件 58，以用於在狹槽48內進行往復縱向運動，每個刀具組件58具有一行刀具區段60，這些刀具區段包括相對面向的角度相關的刀具邊緣，當刀具區段沿側嚮往復運動(如圖4中箭頭A所示)時，刀具邊緣與相鄰的防護件50結合而實現剪切或切割動作，該剪切或切割動作將捕集在刀具和防護件之間的植物杆和莖杆或其它材料切斷。
[0045]利用第一和第二鐮刀驅動器62A和62B往復地驅動刀具組件58。第一和第二鐮刀驅動器62A和62B在圖3和4中示出為處於收割臺22上的中心位置處，處於收割臺的相對端部處的側邊緣部分40和42之間，但是應該指出的是，可以想到，作為另外一種選擇，鐮刀驅動器62A和62B可以用在收割臺上的其它位置處，並且可以在收割臺上多個位置處使用多個鐮刀驅動器62。鐮刀驅動器62A和62B優選地完全定位在地板28內或下方，如圖5中最佳地示出，以減少其上和其周圍的切割植物材料的流動中斷。驅動器62A和62B可以包括多種機構，例如但不限於周轉驅動器，其根據具體應用的需要或需求，將純線性側向運動或樞轉側向運動施加到刀具頭部組件。作為能夠用於本發明的驅動器的代表性、非限制性例子，Prkpke 的美國專利 N0.7，810，304 ；N0.7，805，919 ；N0.7，730，709 ；N0.7，520，118 ；和N0.7，401，458，以及Bich的美國專利N0.8，011，272的公開和教導由此整體以引用方式併入本文。
[0046]鐮刀驅動器62A和62B包括驅動元件102,驅動元件在地板28的前邊緣部分32中或附近向前伸出穿過狹槽104或其它開口，以用於連接到相應的刀具組件58，並且通過相應的驅動器以邊對邊的往復運動方式進行運動，以實現切割動作。收割臺22包括刀具頭部64和刀具臂66，該刀具頭部和刀具臂配合地布置在根據本發明構造和操作的刀具頭部和臂組件68中，從而以驅動的關係將驅動器62A和62B與相應的刀具組件58連接。從刀具頭部和臂組件68的定位可以明顯看到，在植物切割操作期間，它們將直接定位在切割植物材料向後流過前邊緣32的路徑中並且定位到地板28的上表面上。因此，如果組件68較大和/或突出，那麼它們可以具有翻耕效果，導致植物材料在其前方累積和/或分開或中斷，而不會平滑地流到地板上。因此，且昂最小化這樣的流動中斷。
[0047]另外，如以上【背景技術】中所述，有時，刀具區段60將會損壞(例如破損、斷裂)，變得磨損，或者由於其它原因而需要移除和更換。有時候，在植物切割或收割期間存在這種情況，從而在田地中存在這種情況，期望的是，在部件的移除/拆卸最少的情況下，儘可能快地完成移除和更換。還已經發現的是，驅動器62A或62B與刀具組件58之間的有限量的相對豎向運動是期望的，以便於刀具組件的自由往復運動，以及如果這樣構造則容納刀具磨損和撓曲，如圖3A中撓曲的切割器杆組件46和48所示。
[0048]另外參考圖6至15，刀具頭部和臂組件68均包括長形構件70，該長形構件通過螺紋緊固件72陣列在鐮刀切割器的相應刀具頭部組件58下方附接到長形結構梁74 (圖5、
IO、11、12和14 )(在圖14中，從切割器杆組件44的刀具組件58省略了梁74，如以下將要討論的)。相應刀具組件58的若干刀具區段60設置在梁74和構件70之間，以便通過這種附接而被夾持或捕集，同時刀具組件的其它刀具區段60以眾所周知的方式利用額外的緊固件72進行安裝，以直接附接到梁74。刀具頭部64的特徵包括受控的或有限的豎向柔性，這提供與其上附接的鐮刀的各部分一起彎曲或撓曲到有限程度的能力。這種能力優選地通過減小構件70的至少 一個縱向端部76相對於中間或相對端部的豎向高度或程度而獲得，該豎向高度或程度如圖12中的高度Hl和H2所示，從而導致階梯形形狀，但是應當認識到，作為另外一種選擇，可以使用具有期望柔性的錐形或其它形狀。緊固件72在這裡包括螺栓，這些螺栓從梁74、刀具區段60和刀具頭部64中的匹配孔下方插入，並且向上延伸穿過這些孔，在孔的頂部處螺栓通過螺紋接合到螺母78。在端部76上，螺母78位於構件70的頂部上。在較厚的區域上，螺母78位於面向上的承窩80中，承窩80凹入到構件70的頂部表面中，使得在需要的情況下可以在兩個位置處使用相同長度的緊固件72。緊固件72布置成間隔開的縱向延伸的陣列，並且設置有足夠的數量，例如八個或更多個，以便固定附接到梁74而用於夾持或捕集刀具區段60，以及用於承受由於邊對邊切割運動和往復動作所產生的剪切載荷，該剪切載荷相對於構件70是縱向的。
[0049]為了提供增加的剪切強度以及較佳地對準刀具頭部64、刀具區段60和梁74的孔的手段，刀具頭部64優選地承載至少一個且優選兩個向下延伸的銷82，銷82定位成被接納在刀具區段和梁的一者或多者中的對準的孔中，如圖12所示。銷82優選地設置在預定位置處，該預定位置對應於刀具銷84或者緊挨著刀具銷84，該刀具銷被定位成用於連接到刀具臂66。刀具銷84優選地通過螺紋緊固件86安裝在刀具頭部64的頂部表面上，螺紋緊固件在刀具頭部64的上表面中通過螺紋接納在螺紋孔88中。當張緊緊固件86時，其頭部抵靠肩部90，該肩部繞穿過銷的孔92的上端部延伸，該孔92接納緊固件86。這種布置允許僅僅通過移除緊固件86就將刀具銷84從刀具頭部64移除，而不需要觸及刀具頭部的下側或者將刀具頭部從鐮刀移除。[0050]刀具銷84被構造成配合地接納在刀具臂66的遠側端部96中的向下開口的容器94中，以連接到相應的驅動器62A或62B。在這裡，刀具銷84的周圍具有平滑的、直的外表面98，該外表面優選地為圓柱形並且其尺寸形成為匹配地接納在容器94中以便可任選地在容器中上下運動，從而便於刀具頭部64和刀具臂66的相對上下運動，如圖11中的箭頭VM所示。
[0051]刀具臂66具有與遠側端部96相對的安裝端部100，該安裝端部被構造成用以附接到驅動器62A或62B的驅動元件102，從而隨著該驅動元件一起進行往復側向運動，如圖7 (和圖4)中的箭頭A所示。在這裡要調用的是，運動可以是直的、邊對邊運動或側向樞轉運動，這將取決於所用的驅動器的類型。另外在這裡，可以看到，與驅動元件102的連接包括豎向鍵106，該豎向鍵 配合地接納在驅動元件102的豎向鍵槽108中，以便容易地對準，並且在由於植物切割動作產生的邊對邊剪切載荷條件下提供強度。刀具臂66通過螺紋緊固件110在元件102的端部上保持就位，螺紋緊固件110接納在臂66的孔112中，並且通過螺紋與驅動元件102中的螺紋孔114接合，如圖8所示。
[0052]針對刀具臂66的容器94，其優選地由內支承表面116界定和限定，該內支承表面界定和限定了容器94，並且在這裡也為圓柱形，且其尺寸形成為用以接納刀具銷84。內表面116和刀具銷的外表面98之間的配合可以是緊密的，或者在期望的情況下可以允許刀具臂66和刀具銷84之間的相對自由豎向運動，但是實際上沒有側向間隙，可選的豎向運動將被限制到最大距離VM(圖11)，這種限制是藉助於，由於刀具臂66附接到驅動器62A或62B的元件102所產生的刀具臂66的固定豎向位置，以及由於刀具頭部64附接到刀具組件58和容納在切割器杆44或46的狹槽48中所產生的刀具頭部64的保持。刀具銷和容器兩者均應當足夠強健，以應對由於鐮刀的延長的操作所產生的重複側向力。然而，應該指出的是，外表面98和支承表面116可以採用可選的形狀，例如但不限於矩形、方形、六邊形、八邊形和其它多邊形。圓柱形形狀的優點在於，還允許刀具頭部和刀具組件通過刀具銷相對於刀具臂繞豎向軸線進行旋轉，而刀具頭部和刀具臂不會相對於彼此傾斜。
[0053]因此，例如如果採用柔性的鐮刀，如果表面98和116之間的交界允許相對豎向運動，那麼這種運動將允許柔性鐮刀藉助於刀具銷84的自由度而平滑地進行上下撓曲，以在容器94內向上或向下運動，但是刀具銷將受到約束而不能傾斜或擺動，從而降低發生粘合併且降低所導致的功率消耗增加和磨損增加的可能性。
[0054]為了便於刀具銷84和容器94相對於彼此向上和向下運動以及相對於彼此旋轉的能力，刀具臂66可任選地包括被構造成用以保持一定量油脂以分布在容器94中的內部油脂貯存器118以及用於根據需要重新供應油脂的連接油脂配合件120。作為另外一種選擇，油脂或潤滑劑浸潰的襯套或類似物可以用於容器94，以減少刀具銷和刀具臂之間的交界部處的摩擦。容器94的下端部和上端部優選地封閉，以防止諸如灰塵、粉塵和類似物的汙染物進入支承表面116和外表面98之間的交界部中，下部開口 140用常規環形或環密封件142密封，上端部以下述方式密封。
[0055]可以想到，在使用的情況下，包括支承表面的軸承的支承表面116和/或軸承自身和/或刀具銷，將會磨損到需要進行更換的程度。為了方便進行更換，容器94的支承表面116包括可移除的支承元件122的內周邊表面，其可以包括例如固態的或浸潰的套筒或襯套，或者滾子、滾針或球形軸承，通過下部開口 140壓力配合到腔體124中，並且容器94的上端部示出為通過可移除的插塞126封閉，該插塞也能夠用於移除支承元件122。當進行收割且時間非常重要時，利用本領域能夠獲得的工具容易地且快速地移除和更換支承元件122的能力是極為期望的。在一個優選構造中，插塞126定位成密封地抵靠肩部128的下表面，該下表面在支承元件122上方至少部分地繞腔體124的上部開口 130延伸且限定了該上部開口 130 (圖13)，並且形成針對汙染物和水分進入的期望密封條件。當支承元件122需要移除和更換時，可以利用壓板向下按壓插塞126，或者在壓板不可獲得的情況下，例如在實地進行服務的情況下，諸如錘子的合適工具和承窩132或者具有與支承元件類似的直徑的其它合適物品，可以用來將插塞向下推壓或敲擊通過腔體124，並且在使用環密封件142的情況下還將移除該環密封件142。在兩種情況下，插塞126的向下運動將支承元件122從腔體124通過下部開口 140向下推。然後，更換需要簡單地更換腔體124中靠著肩部128的插塞126，並且將支承元件或新的插塞按壓或敲擊就位。
[0056]在這裡，可以看到，腔體124和下部開口 140具有比上部開口 130大的第一橫向跨度或直徑，插塞126的橫向跨度或直徑稍稍小於腔體124和下部開口的橫向跨度或直徑，以便於插塞穿過，但是這防止穿過上部開口 130。插塞126可以包括隆起132，該隆起從插塞向上延伸，並且被構造成用以可密封地匹配並接合肩部128，以形成上部密封條件。隆起132還加強了插塞126。
[0057]因此，對於本發明的刀具頭部和臂組件，通過移除僅僅兩個緊固件78和螺母80，可以移除和更換通過刀具頭部64夾持到鐮刀的刀具區段60的大部分，並且通過移除刀具臂66 (僅僅需要移除兩個緊固件110)和一個緊固件86，可以移除和更換刀具銷84。
[0058]在另一個優選的構造中，如各個附圖所示，刀具臂66的遠側端部96具有相對的側部136和138，所述側部朝向安裝端部100擴大成錐形。這使得每個刀具臂具有流線型，以便於植物材料繞其流動。當從上方看時，這種錐形優選地實施為繞遠側端部96延伸的V形或U形，並且額外地用來使切割的植物材料偏轉到一定程度而離開收割臺的地板28的前端部32中的狹槽，驅動器62A和62B的從動元件延伸穿過該狹槽。
[0059]刀具頭部64的任選特徵包括受控的或有限的豎向柔性，這提供與其上附接的鐮刀的各部分一起彎曲或撓曲到有限程度的能力。這種能力優選地通過減小構件70的至少一個縱向端部76相對於中間或相對端部的豎向高度或程度而獲得，該豎向高度或程度如圖12中的高度Hl和H2所示，從而導致階梯形形狀，但是應當認識到，作為另外一種選擇，可以使用具有期望柔性的錐形或其它形狀。
[0060]作為本發明的另一個可選變型形式，更具體地參考圖14，期望的是，相應切割器杆組件44和46的刀具組件58在驅動器62A和62B附近交疊，從而在鐮刀的切割動作中不存在間隙。避免切割器杆的一個或兩個的不期望撓曲和磨損的一個選擇是，刀具組件之一可以上或下加墊片，從而在往復運動時不需要撓曲而在另一個上方或下方行進。作為根據本發明的另一個選擇，刀具頭部64之一的長形構件70之一還在交疊區域中在其下側上具有階梯部分144，在這裡是組件44的構件70。階梯部分144在構件70的其餘部分的下表面上方升高的量為H3，該升高量等於刀具區段60的厚度。另外，刀具區段60通過從下側向上的緊固件72直接附接到構件70的階梯部分144，使得緊固件與那些刀具區段的下側平齊或者凹入在那些刀具區段的下側中，從而可以在切割器杆組件46的刀具組件58的刀具區段60上交疊且能夠進行相對運動，以消除作為由於彎曲而額外磨損的來源的這個區域，並且消除為此加墊片的任何需要。為了適應這種情況，切割器杆組件46的刀具區段60將利用緊固件72附接到該組件的梁74，緊固件72與刀具區段的上表面平齊或者凹入到刀具區段的上表面中。在這裡，可以看到，階梯部分144由於其減小的區段而能夠被構造成根據需要提供某些期望的柔性，以用於柔性的切割器杆組件。
[0061]更具體地參考圖15，刀具頭部和臂組件68示出為包括可選的刀具銷結構以用於將刀具頭部64附接到刀具臂66，該結構包括作為刀具銷的扭轉元件146，以允許它們之間的某些受限且受控的相對樞轉動作。扭轉元件146包括環形襯套或塊狀物和貫穿的通道，該環形襯套或塊狀物由具有回彈性特性的橡膠或類橡膠材料製成，該通道接納或承載螺紋緊固件148，該螺紋緊固件通過螺紋接納在刀具頭部64的長形構件70的螺紋孔中，接納方式與上述刀具銷84的附接方式相同。扭轉元件146的外周邊優選地接納在容器150中，該容器在這裡包括處於刀具臂66的端部中的凹腔，並且該外周邊接納在伴隨的帶152中，該帶能夠繞元件146張緊並且通過緊固件154固定。因此，至少極大地防止扭轉元件146的外周邊相對於刀具臂66進行旋轉運動，並且至少極大地防止扭轉元件146的內周邊相對於刀具頭部64進行相對樞轉運動，從而僅僅通過元件146的內部彈性扭轉變形來實現刀具頭部64和刀具臂66的相對樞轉運動。扭轉元件146的彈性可以根據需要被有利地構造成用以允許刀具頭部和刀具臂之間的某些非常有限的相對豎向運動和/或扭轉，以便容納切割器杆的某些彎曲。扭轉元件還可以有利地能夠吸收由鐮刀的操作產生的某些震動載荷並且限制這些震動載荷傳遞到與其相連的驅動器62A或62B。與上述涉及刀具銷84的構造類似，使用扭轉元件146也是有利的，原因是其和緊固件148可以僅僅從上方就能夠快速地移除和更換。
[0062]根據所有上述內容，對於本領域技術人員而言明顯的是，已經示出和描述了一種新型刀具頭部和臂組件。然而，還應當明顯的是，在本發明的原理和範圍內，許多改變是可能的和能夠想到的，包括在已經描述和示出以解釋本發明的特性的細節、材料和部件布置方面。因此，雖然前述描述和討論涉及本發明的某些優選實施例或元素，但是還應當理解，基於前述描述和討論，在不脫離本發明的範圍的情況下，本發明的概念可以容易地結合在其它實施例和構造中或者用於其它實施例和構造。因此，以下權利要求用來以所示的特定形式寬泛地保護本發明，並且不脫離本發明的精神和範圍的所有改變、修改、變化以及其它用途和應用被認為由本發明所涵蓋，本發明僅僅由以下的權利要求限制。
【權利要求】
1.一種刀具頭部和臂組件，其用於將鐮刀切割器連接到往復驅動機構，該刀具頭部和臂組件包括: 長形刀具頭部，該長形刀具頭部中具有布置成縱向間隔開的陣列的多個孔，所述多個孔被構造和布置成用以分別接納多個緊固件，以將鐮刀的刀具頭部和多個刀具區段附接到鐮刀切割器的結構梁，在刀具頭部上預定位置處以從刀具頭部成向上延伸的關係而可移除地安裝有刀具銷，該刀具銷具有繞其延伸的外表面；以及 刀具臂，該刀具臂具有安裝端部，該安裝端部被構造成用以附接到驅動機構，以便刀具臂隨所述驅動機構一起進行往復側向運動，該刀具臂包括遠側端部，該遠側端部與安裝端部相對，設置成與驅動機構成懸臂關係而被支撐，該遠側端部具有界定和限定了向下敞開的容器的內表面，該容器被構造成用以配合地接納刀具銷，容器的內表面繞刀具銷的外表面緊密接觸，以便將刀具銷保持在容器中，而足以用於刀具臂使刀具頭部進行往復運動並且使附接的鐮刀刀具區段隨刀具頭部一起進行側嚮往復運動，同時允許刀具臂和刀具頭部之間的受限量的相對豎向運動。
2.根據權利要求1所述的刀具頭部和臂組件，其中刀具銷通過螺紋緊固件安裝到刀具頭部，螺紋緊固件沿軸向延伸穿過刀具銷並且通過螺紋與刀具頭部接合，以允許僅僅從上方就能夠更換刀具銷。
3.根據權利要求1所述的刀具頭部和臂組件，其中刀具頭部具有與刀具銷沿縱向間隔開的至少一個部分，所述至少一個部分被構造成用以允許所述一個部分相對於刀具銷的豎向撓曲。
4.根據權利要求1所述的刀具頭部和臂組件，其中刀具臂具有相對的側部，所述相對的側部從遠側端部到安裝 端部成擴大的錐形，以便於植物材料流動通過。
5.根據權利要求4所述的刀具頭部和臂組件，其中所述相對的側部從上方看具有大致V形形狀。
6.根據權利要求1所述的刀具頭部和臂組件，其中刀具臂的容器具有封閉的上端部。
7.根據權利要求1所述的刀具頭部和臂組件，其中刀具銷的外表面和刀具臂的內表面具有匹配的圓柱形形狀。
8.一種刀具頭部和刀具臂組件，其用於將鐮刀切割器連接到往復驅動機構，該刀具頭部和刀具臂組件包括: 長形刀具頭部，該長形刀具頭部中具有布置成縱向間隔開的陣列的多個孔，所述多個孔分別接納多個緊固件，以將鐮刀切割器的多個刀具區段以縱向延伸的大致端部對端部抵接的關係安裝在鐮刀切割器的刀具頭部與結構梁之間，其中安裝所述多個刀具區段的方式允許獨立地移除和更換至少某些刀具區段，而同時其它的刀具區段仍然通過刀具頭部安裝在結構梁上，在刀具頭部的上表面上預定位置處以從刀具頭部成向上延伸的關係安裝有刀具銷，其中安裝刀具銷的方式允許僅僅通過從其上方進入就能夠移除和更換刀具銷，該刀具銷具有繞其延伸的外表面；以及 刀具臂，該刀具臂具有安裝端部，該安裝端部可移除地附接到驅動機構，以便刀具臂隨所述驅動機構一起進行往復側向運動，該刀具臂包括遠側端部，該遠側端部與安裝端部相對，由此在刀具頭部上方與驅動機構成懸臂關係而被支撐，該遠側端部具有界定和限定了向下敞開的容器的內表面，該容器配合地接納刀具銷，容器的內表面繞刀具銷的外表面緊密接觸，以便將刀具銷保持在容器中，而足以用於刀具臂使刀具頭部進行往復運動並且使附接的鐮刀刀具區段隨刀具頭部一起進行側嚮往復運動，同時允許刀具臂和刀具頭部之間的受限量的相對豎向運動。
9.根據權利要求8所述的刀具頭部和臂組件，其中刀具銷通過螺紋緊固件安裝到刀具頭部，螺紋緊固件沿軸向延伸穿過刀具銷並且通過螺紋與刀具頭部接合。
10.根據權利要求8所述的刀具頭部和臂組件，其中刀具頭部具有與刀具銷間隔開的至少一個部分，所述至少一個部分被構造成用以允許所述至少一個部分相對於刀具銷的豎向撓曲。
11.根據權利要求8所述的刀具頭部和臂組件，其中刀具臂具有相對的側部，所述相對的側部從遠側端部周圍朝向安裝端部成擴大的錐形，以便於植物材料流動通過。
12.根據權利要求8所述的刀具頭部和臂組件，其中刀具臂的相對的側部從上方看形成大致V形形狀。
13.根據權利要求8所述的刀具頭部和臂組件，其中刀具臂的容器具有封閉的上端部。
14.根據權利要求8所述的刀具頭部和臂組件，其中刀具銷的外表面和刀具臂的內表面是大致圓柱形的。
15.一種刀具頭部和臂組件(68)，其用於將長形鐮刀切割器(30)連接到驅動機構(62A、62B)，以便使鐮刀切割器(30)進行往復縱向運動，該刀具頭部和臂組件包括長形刀具頭部(64)，該長形刀具頭部通過緊固件(54)附接到鐮刀切割器的長形結構梁(74)； 其特徵在於，刀具頭部(64)和梁(74)之間夾持鐮刀刀具區段(60)的縱向邊對邊陣列，使得緊固件(54)中所選的緊固件能夠被移除，而同時刀具頭部(64)保持附接到梁(74)，以允許移除和更換鐮刀刀具區段(60)中所選的鐮刀刀具區段，刀具頭部(64)包括至少一個縱向延伸部分(76)，所述至少一個縱向延伸部分具有減小的豎向跨度，以允許其豎向撓曲，在刀具頭部(64)上通過緊固件(72)以直立的關係安裝有刀具銷(84)，該緊固件能夠從刀具頭部(64)上方移除，以允許從上方移除和更換刀具銷(84)，刀具銷(84)被構造成用以配合地接納在驅動機構(62A、62B)的向下敞開的容器(94)中，並且具有圍繞的平滑的、直的外表面(98)。
16.根據權利要求15所述的刀具頭部組件(68)，其還包括刀具臂(66)，該刀具臂具有安裝端部(100)，該安裝端部被構造成用以附接到驅動機構(62A、62B)，以便刀具臂(66)隨所述驅動機構一起進行往復側向運動，刀具臂(66)包括與安裝端部(100)相對的遠側端部(96)，該遠側端部設置成與驅動機構(62A、62B)成懸臂關係而被支撐，該遠側端部(96)具有界定和限定了向下敞開的容器(94)的內表面(116)，該容器被構造成用以配合地接納刀具銷(84)，容器的內表面(116)繞刀具銷的外表面(98)緊密接觸，以便將刀具銷(82)保持在容器(94)中，而足以用於刀具臂(66)使刀具頭部(64)進行往復運動並且使附接的鐮刀刀具區段(60)隨刀具頭部一起進行側嚮往復運動，同時僅僅允許刀具銷(84)和刀具臂(66)的受限量的相對向上和向下運動。
17.根據權利要求16所述的刀具頭部組件(68)，其中刀具臂(66)的遠側端部(96)具有相對的側部，所述相對的側部從遠側端部(96)到安裝端部(100)成擴大的錐形，以便於植物材料流動通過。
18.根據權利要求16所述的刀具頭部組件(68)，其中刀具臂(66)的遠側端部(96)從上方看具有大致V形形狀。
19.根據權利要求16所述的刀具頭部組件(68)，其中刀具臂(66)的容器(94)具有封閉的上端部。
20.根據權利要求16所述的刀具頭部組件(68)，其中刀具銷(84)的外表面(98)和刀具臂(66)的內表面(116) 是大致圓柱形的。
【文檔編號】A01D34/14GK103997885SQ201280036049
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年5月29日 優先權日:2011年5月27日
【發明者】J·T·庫克, G·L·比奇, D·M·德克里斯多福, A·R·威爾伯特, B·R·諾爾, C·D·羅伯茨 申請人:凱斯紐荷蘭(上海)機械研發有限公司