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那些外行人看来很蠢实际上却是精妙无比的采棉机设计

作者：张戎本站发布时间：2015年10月04日收藏

　　有哪些外行人看来很蠢的设计实际上却是精妙无比？

　　棉花地里那只特立独行的“下蛋鸡”

　　好吧，“下蛋鸡”是新疆棉农给起的外号。此鸡真名叫约翰迪尔7760车载打包采棉机。“下蛋鸡”的外号来自于它在棉田里随地滚落的圆形大棉包。

　　(来源：棉花采摘收割机)

　　2007年推出时，这个哗众取宠的圆形棉包在方垛横行的世道里被外行看来是很蠢的设计。

　　方垛横行是这么来的。

　　话说机采棉作业中**让人抓狂的不是采棉，而是卸车。核心痛点是等车难、卸车难、污损大。

　　我2011年在新疆拍这张照片时，图中的传统式的翻斗箱式采棉机在地里采了25分钟，返回地头加等小车10来分钟，装车农户不熟练洒得满地缤纷还要在车里倒腾共花了20多分钟。这样算来一台200来万元的采棉机因为遇到猪一样队友，那辆几万元的小车，一个钟头只工作了40%。相当于花200万买了台80万的机器，或者是一辆保时捷卡宴每周5个工作日被限号3天。这个车主真是欲哭无泪啊。为了减少污损，农户在地上铺床单。请注意棉花们好像并不配合。

　　老美棉农当年也抓狂。于是在1971年，德州农机大学(不在山东)的一位教授开发出拖车式地头棉花打垛机，专门在地头等着采棉机卸车，然后把棉花打成整整齐齐的大方垛，再等卡车来装运。

　　(来源：Cotton module builder)

　　这个打垛机缓解了等车难，减少了棉花污损，使得采棉机可以花更多时间在地里采棉，现在浪费的只是采棉机棉箱充满后折返地头的时间和卸车的时间。就好像卡宴限号从每周3天减少到2天了。这个方垛在美国棉田、运输车和加工厂迅速推广成为标准配置。

　　鼓掌欢迎方垛横行的时代。

　　2006年，凯斯把方形打垛机直接装上了采棉机---凯斯625车载打垛采棉机。

　　这家伙边采棉边打方垛，打满了停止采棉，跑回地头一扔，由棉垛卡车来运走。采棉机掉头跑回棉田接着干。省下了卸车所需的时间，只是浪费满载折回的时间，贵重资产利用率进一步提高，粗略地形容，卡宴限号从每周2天减少到1天了。

　　这个设计被认为是采棉机的革命性进步，特别是顺应方垛的方形车载打垛机被狂热追捧。

　　1年以后，迪尔推出了7760，也是车载打棉。呃.....什么？打的不是知趣的方垛，而是圆包？这帮工程师的脑子进棉花了吗？快到地头围观一下这个愚蠢的设计吧。

　　只见这台机器边采棉边打圆包，打好一个用塑料膜一裹先背着，等到地头再滚下去，同时继续采棉并打第二个包。如果实在没到地头第二包就满了那就把第一包滚到地里让叉车去捡。叫它“下蛋鸡”还真不冤。

　　这个塑料膜防尘防雨，棉花很爽地裹在里面，不用担心专车什么时候来接。

　　打好的圆包被从容不迫的叉车装上卡车。

　　原来这个看似愚蠢的圆包可以保护棉花，瞬间滚落，打一个背一个，彻底解决了传统采棉机等车难、卸车难、污损大的痛点，第一次真正实现了不停顿采棉作业！卡宴现在不限号啦！

　　这个故事告诉我们，做一台性感的采棉机，不怕看起来蠢，只需要：

　　一直干。不要停。

　　千指观音和会撸的Stripper：图文并茂的采棉机原理初步

　　相信继续往前看的同学纯粹是出于对农业科技的好奇心。

　　稍安勿躁，咱先看一眼棉花。

　　这是2011年8月11日新疆石河子地区刚刚有棉桃开放的棉田。上图清晰可见一朵已开苞的棉花，一颗未开苞的棉桃，叶子，枝，棉桃座儿。手工摘棉时，摘棉工用手捏住棉花揪下来了放进袋里。棉花周围的桃壳、托儿、枝都很扎手，但戴手套又影响效率。常有摘棉工(很多妇女儿童)把手弄得血迹斑斑。向摘棉工致敬。

　　上图2011年9月26日摄于新疆昌吉老龙河地区。

　　怎么才能让机器像人手一样灵巧地分清棉花和枝叶壳座呢？

　　叶子好办，在采摘季开始前，用拖拉机牵引或自走式喷药机喷洒化学脱叶剂，让叶子枯黄脱离。这是采棉“地面部队”前的“空中打击”。人对植物真的很残忍。

　　(来源：John Deere Products & Services)

　　喷完等几天就这样了：

　　然后解决把棉花弄下来的问题。现在的机械采棉技术分为两类：

　　•棉花采摘机(Cotton Picker)：采棉机只吃棉花。适用于长绒棉，避免在机械清杂时拉断纤维。比如新疆。

　　•棉花统收机(Cotton Stripper)：采棉机把棉花和桃壳桃座儿一并吃进去。适用于短绒棉，不怕后续机械清杂拉断纤维，本来也不长。比如德克萨斯州多风地区的低产短绒棉，做牛仔裤那种。

　　上面这是台面上的叫法，不好记。其实这两种方法一个是“揪”(Picking)一个是“撸”(Stripping)。

　　咱先说揪。人手可以捏住揪，机器揪之前用的不是“捏”的动作，而是“缠绕”。就像一个害羞的小萝莉用手指绞动发梢的动作。

　　翻译成机器是这样的。下图有6个采棉头，一次收六行棉花，每一个采棉头有一对黄胳膊伸出来热烈地拥抱棉株。

　　从前往后看。大家可以看到里面两三排亮棍儿(叫摘锭)装在垂直的立管上，每排立管从上到下装了20根摘锭。这样的立管每个采棉头里前后共有28排，一共560根摘锭。

　　每一根摘锭都是一根害羞女的手指。不若削葱根。

　　(来源：约翰迪尔(John Deere)中国官方网站)

　　指头上有倒钩。每根手指以每分钟几千转的高速旋转缠绕棉花。每排立管带着这20个手指以跟采棉机同步的速度先伸进棉丛再向后把棉花从植株上揪下来往后送。

　　从侧面看，后面接力的是20个脱棉盘，聚氨酯做的，超耐磨，同步旋转，把摘锭上缠绕的棉花再揪下来送到后面的棉箱。

　　这还不算完。摘锭上这时会沾有植物残渣和汁液使得下一次摘取不爽，脱棉不畅。摘锭需要通过一套清洁润滑系统用液体去除杂质恢复光滑。

　　算一算，每一个采棉头里面相当于有56双害羞女的手，一人负责一个民族都够了。6个采棉头就是一位3360根手指的千指观音，指指纠缠着苍苍白发，玩完头发的每根指头还要舔舔干净。睡前请勿脑补。

　　如果你已经吐完回来，喝口水咱们说说“撸”吧。

　　我在全网搜索没找到合适的“撸”的画面。于是自拍了一张：

　　大致就是上图这个动作。采棉头简化了许多，只有一些小刷子把棉花和桃壳桃座儿一起撸下来送到后面再清理。见下图是一台北美市场的CS690棉花统收机(CS690 Cotton Stripper)，“撸”式统收头看起来不像“揪”式摘棉头那么高大复杂，内部结构也没有那么让人心惊肉跳的比喻。只是“会撸的Stripper”这个名字太没节操。