СЕЯЛКА С ВЫСОКОСКОРОСТНЫМ УСТРОЙСТВОМ ПОДАЧИ СЕМЯН
SEED DRILL WITH HIGH SPEED SEED FEEDER

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящей заявкой, в рамках 35 U.S.C. § 119, испрашивается приоритет предварительной заявки на патент США №62/565 881, поданной 29 сентября 2017 г. И №62/596 350, поданной 8 декабря 2017 г. Настоящие заявки включены в данный документ посредством ссылки и в полном объеме, включая, без ограничения, технические характеристики, формулы изобретения, рефераты, а также фигуры, таблицы, приложения или чертежи, соответственно.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в целом относится к области сельскохозяйственных орудий. Более конкретно, без оганичений, изобретение относится к сеялке с подающим устройством для подачи семян от дозирующей системы высевающей секции в семенную борозду в почве.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Сеялка для пропашных культур является машиной, предназначенной для распределения семян в почве. Сеялка для пропашных культур обычно включает в себя горизонтальный навесной брус, прикрепленный к сборной сцепке для буксировки за трактором. Высеивающие секции установлены на навесном брусе. В разных конфигурациях семена могут храниться в отдельных бункерах на каждой высевающей секции или в центральном бункере и доставляться в высевающие секции по мере необходимости. Высевающие секции включают в себя почвообрабатывающие устройства для открытия и закрытия семенной борозды и систему дозировки семян для распределения семян в семенной борозде.
Чаще всего дозатор семян содержит корпус и семенной диск. Корпус сконструирован таким образом, что он образует емкость для накопителя семян. Семенной диск находится внутри корпуса и вращается, как правило, вокруг горизонтальной центральной оси. Когда семенной диск вращается, он проходит через накопитель семян, где отбирает отдельные семена. Далее семена из дозатора семян подаются в семенную борозду.
Шаг высева приблизительно регулируется изменением скорости вращения семенного диска. Наиболее распространенные системы подачи семян от семенного диска в семенную борозду могут быть отнесены к системам с подачей под действием силы тяжести. В случае подачи семян под действием силы тяжести входной конец семяпровода располагается под системой дозировки семян. Отдельные семена из системы дозировки семян падают в семяпровод и, под действием силы тяжести, выпадают из его выходного конца в семенную борозду. Для контроля работы сеялки обычно используются системы контроля. Такие системы, как правило, используют датчик семян, установленный на каждом семяпроводе, для регистрации прохождения семени по нему.
Однако такие системы с подачей под действием силы тяжести могут влиять на шаг высева сеялки. Например, поскольку шаг высева зависит от скорости вращения семенного диска и гравитационной постоянной, помехи, нагрузки или другие случайные факторы, действующие на семя, могут значительно влиять на шаг высева. Например, если семя ударится о стенку семяпровода на пути к семенной борозде, это может вызвать задержку или не вертикальное падение семени. Если предыдущее или последующее семя не испытало такого же воздействия, семена могут быть расположены слишком близко или слишком далеко друг от друга.
Кроме того, рост скорости посадки создает дополнительные проблемы. Буксировка посадочного орудия по полю с большей скоростью увеличивает скорость сажаемых семян относительно почвы, что приводит к перекатыванию и подскакиванию семян при попадании в семенную борозду и, в результате, к неравномерному шагу посадки. В данной области техники хорошо известны негативные агрономические эффекты неудовлетворительного размещения семян и неравномерного шага высева.
Следовательно, в данной области техники существует потребность в сельскохозяйственном посадочном орудии, которое содержит устройство подачи семян, подающее семена от дозатора в семенную борозду на поле обеспечивая более равномерный шаг высева для увеличения получаемого урожая.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следовательно, основная цель, особенность и/или преимущество представленного изобретения направлены на то, чтобы преодолеть недостатки в указанной области техники.
Другой целью, особенностью и/или преимуществом представленного изобретения является оснащение сельскохозяйственной сеялки устройством подачи семян, обеспечивающим равномерный шаг высева.
Еще одной целью, особенностью и/или преимуществом представленного изобретения является разработка устройства, механизма и/или узла, подающего семена от дозирующего устройства в почву.
Еще одной целью, особенностью и/или преимуществом представленного изобретения является разработка устройства подачи семян, обеспечивающего оптимальный шаг высева.
Еще одной целью, особенностью и/или преимуществом представленного изобретения является разработка устройства подачи семян, обеспечивающего сев с повышенной скоростью.
Еще одной целью, особенностью и/или преимуществом представленного изобретения является разработка устройства подачи семян, на работу которого не влияют резкие нагрузки, возникающие при движении.
Еще одной целью, особенностью и/или преимуществом представленного изобретения является обеспечение контролируемой подачи семян от дозатора в почву, при котором семена имеют близкую к нулю горизонтальную скорость относительно почвы, независимо от скорости сеялки.
Эти и/или другие цели, особенности и преимущества настоящего изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники. Настоящее изобретение не ограничивается только этими целями, особенностями и преимуществами. Каждый вариант воплощения может быть использован независимо от цели, свойств, преимуществ описанного изобретения в других сферах.
Изобретение относится к различным системам подачи семян для получения желаемого, постоянного шага высева, независимо от скорости движения сеялки. Некоторые аспекты систем могут включать в себя подачу семян от дозатора в семенную борозду, на которую не влияют такие факторы, как внешние силы, включая свободное падение под действием силы тяжести. Кроме того, по меньшей мере некоторые системы обеспечивают укладку семян с практически нулевой скоростью относительно почвы, благодаря чему семя укладывается в семенную борозду мягко, что предотвращает или уменьшает его перекатывание в борозде и способствует обеспечению правильных интервалов между семенами.
Изобретение, кроме прочего, относится к высевающей секции, предназначенной для использования с сельскохозяйственным орудием, которое оснащено по меньшей мере одним дозатором с семенным диском. Дозатор имеет выходное отверстие и приспособлен к подаче семян в выходное отверстие по одному. Вращающаяся щетка, взаимодействуя с отверстием дозатора, получает семена из дозатора. Конвейер, взаимодействуя с вращающейся щеткой, получает семена от вращающейся щетки и опускает семена в почву с близкой к нулю горизонтальной составляющей скорости относительно почвы. Высеивающая секция может включать в себя второй дозатор со вторым семенным диском. Семенной диск может вращаться вокруг оси расположенной, как правило, вдоль направления движения высевающей секции. Вращающаяся щетка может вращаться вокруг своей оси, которая, как правило, расположена горизонтально и перпендикулярно оси семенного диска. Ось щетки, как правило, перпендикулярна оси семенного диска. Высеивающая секция может иметь гребенку, взаимодействующую с вращающейся щеткой, установленную вблизи конвейера для направления семян с вращающейся щетки на конвейер. Конвейер может содержать ремень с гребнями внутри кожуха конвейера. Движение ремня с гребнями может быть синхронизировано со скоростью вращения вращающейся щетки таким образом, чтобы семена, выходящие с вращающейся щетки, имели скорость близкую к скорости движения ремня с гребнями. Дозаторы могут содержать вакуумный канал, находящийся под гнездами семенного диска, для удержания семян на диске, вакуумный канал расположен таким образом, чтобы, по мере вращения семенного диска, семена в гнездах перемещались наружу в радиальном направлении к выходному отверстию дозатора.
Изобретение также относится к сельскохозяйственному посадочному орудию, которое включает в себя множество высеивающих секций. Каждая из множества высеивающих секций содержит дозатор с выводом семян, устройство для переноса семян, взаимодействующее с выводом семян, для получения семян из дозатора по одному, и конвейер семян, взаимодействующий с устройством для переноса семян, для получения семян из устройства для переноса семян по одному в зоне передачи удаленной от дозатора. Конвейер семян приспособлен для переноса семян от зоны передачи до зоны выпуска, приближенной к дну семенной борозды, и приспособлен для выпуска семян с малой или нулевой горизонтальной скоростью относительно дна борозды. Устройство для переноса семян может быть выполнено в виде щеточного колеса. Устройство для переноса семян приспособлено для передачи семян по одному в зоне передачи со скоростью передачи близкой к скорости конвейера семян. Конвейер семян может включать в себя ремень с гребнями.
Согласно другой особенности изобретение относится к высеивающей секции для использования с сельскохозяйственным орудием, имеющим дозатор. Дозатор имеет семенной диск, который вращается вокруг оси семенного диска. Дозатор имеет выходное отверстие. Семенной диск имеет переднюю и заднюю поверхность. Передняя поверхность включает внутреннюю часть и изогнутую наружную часть, которая выступает вперед с внешнего края плоской внутренней части. В плоской внутренней части семенного диска выполнен ряд отверстий, расположенных по окружности на некотором расстоянии, радиально направленном от изогнутой наружной части к центру диска. Каждое отверстие приспособлено вмещать одно семя. Вращающееся колесо вращается вокруг оси колеса. Вращающееся колесо расположено таким образом, что его наружная часть соответствует и близко прилегает к изогнутой наружной части передней поверхности семенного диска так, что при вращении семенного диска он приводит семя, удерживаемое в одном из отверстий, в соприкосновение с внешней частью колеса, при этом вращающееся колесо перемещает семя наружу вдоль изогнутой внешней части семенного диска к выходному отверстию дозатора. Конвейер, взаимодействуя с выходным отверстием дозатора, получает семена от вращающегося колеса и выпускает семена близко к почве с близкой к нулю горизонтальной составляющей скорости относительно почвы. Вращающееся колесо может быть щеточным колесом. Ось семенного диска, как правило, располагается вдоль направления движения высевающей секции. Ось колеса, как правило, перпендикулярна оси семенного диска. Ось щетки, как правило, перпендикулярна оси семенного диска. Конвейер может содержать ремень с гребнями внутри кожуха конвейера. Движение ремня с гребнями синхронизировано со скоростью вращения вращающейся щетки таким образом, чтобы семена, выходящие с вращающейся щетки, имели скорость близкую к скорости движения ремня с гребнями. Дозатор может иметь заднюю крышку, которая закрывает заднюю поверхность семенного диска, и источник вакуума для создания вакуума между задней крышкой и задней поверхностью диска для удержания семян в контакте с отверстиями семенного диска при его вращении. Высеивающая секция может иметь прокладку, которая образует воздухонепроницаемое уплотнение между задней крышкой и наружной частью семенного диска, при этом семенной диск вращается относительно прокладки. Прокладка может иметь плечо, выступающее вдоль внешней стенки, таким образом, чтобы взаимное перемещение семенного диска и задней крышки навстречу друг другу или в стороны друг от друга не нарушало герметичность уплотнения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигура 1 является видом в перспективе посадочного сельхозорудия согласно одному из вариантов воплощения, описанных в изобретении.
Фигура 2 является вертикальным видом сбоку высеивающей секции для использования с посадочным орудием.
Фигура 3 является вертикальным видом сбоку высеивающей секции, включающей двойной дозатор семян и систему подачи семян согласно настоящему изобретению.
Фигура 4 показывает устройство подачи семян Фигуры 3 отдельно от остальных компонентов высеивающей секции.
Фигура 5 является внутренним видом дозатора, показывающим компоненты дозатора и путь семян через дозатор.
Фигура 6 показывает внутреннюю крышку дозатора семян Фигуры 5, включая вакуумный канал.
Фигура 7 является частичным детальным видом выходного отверстия дозатора и камеры вращающейся щетки.
Фигура 8 является частичным детальным видом вращающейся щетки и ремня с гребнями конвейера семян.
Фигура 9 является детальным видом гребенки для направления семян с вращающейся щетки на конвейер.
Фигура 10 является частичным детальным видом элементов привода вращающейся щетки и конвейера семян.
Фигура 11 является вертикальным видом сбоку другого варианта высеивающей секции с одиночным дозатором семян и системой подачи семян согласно настоящему изобретению.
Фигура 12 является частичным детальным видом дозатора семян, щеточного колеса и конвейера семян высеивающей секции Фигуры 11.
Фигура 13 является вертикальным видом сбоку высеивающей секции с дозатором семян и системой подачи семян согласно другому варианту воплощения настоящего изобретения.
Фигура 14 является вертикальным видом спереди высеивающей секции с дозатором семян Фигуры 13.
Фигура 15 является боковым видом вертикального разреза высеивающей секции с дозатором семян Фигуры 14.
Фигура 16 является детальным боковым видом части вертикального разреза Фигуры 15.
Фигура 17 является разрезом, схематически иллюстрирующим особенности дозатора и системы подачи семян Фигур 13-16.
Фигура 18 является частичным видом в разрезе в изометрической проекции дозатора и системы подачи семян Фигур 13-16.
Фигура 19 является детальным увеличенным видом в разрезе в изометрической проекции дозатора и системы подачи семян Фигуры 18.
Фигура 20 является детальным увеличенным видом в разрезе части дозатора семян Фигуры 19.
Фигура 21 является частичным увеличенным видом в разрезе, показывающим сопряжение и уплотнение между колесом дозатора и крышкой в нижней части дозатора семян.
Фигура 22 является частичным детальным видом в разрезе в изометрической проекции, показывающим сопряжение и уплотнение между колесом дозатора и крышкой в верхней части дозатора семян.
Фигура 23 является видом в перспективе высеивающей секции согласно дополнительным аспектам изобретения.
Фигура 24 является видом сверху высеивающей секции Фигуры 23.
Фигура 25 является вертикальным видом сбоку высеивающей секции Фигуры 23.
Фигура 26 является боковым видом в сечении по линии 26-26 высеивающей секции Фигуры 24.
Фигура 27 является видом сзади в сечении по линии 27-27 Фигуры 25 высеивающей секции Фигуры 23.
Фигура 28 является видом в перспективе дозатора семян и системы подачи семян согласно аспектам изобретения.
Фигура 29 является вертикальным видом сбоку дозатора и системы подачи семян Фигуры 28.
Фигура 30 является видом в сечении дозатора и системы подачи семян Фигуры 28.
Фигура 31 является видом в сечении с противоположной стороны Фигуры 30.
Фигура 32 является видом спереди дозатора и системы подачи семян Фигуры 28.
Фигура 33 является видом сзади дозатора и системы подачи семян Фигуры 28.
Фигура 34 является видом сверху дозатора и системы подачи семян Фигуры 28.
Фигура 35 является видом в сечении по линии 35-35 Фигуры 29.
Фигура 36 является видом в сечении по линии 36-36 Фигуры 29.
Фигура 37 является видом в перспективе семенного диска и устройства поштучной подачи семян согласно аспектам изобретения.
Фигура 38 является вертикальным видом сбоку семенного диска и устройства поштучной подачи семян Фигуры 37.
Фигура 39 является видом в перспективе разделителя.
Фигура 40 является видом сзади семенного диска.
Фигура 41 является видом в перспективе уплотнения дозатора.
Фигура 42 является видом в сечении уплотнения Фигуры 41.
Различные варианты воплощения системы подачи семян и связанных с ней компонентов описаны со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые позиции обозначают одинаковые части на всех видах. Ссылка на различные варианты воплощения изобретения не ограничивает объема изобретения. Фигуры, представленные здесь, не являются ограничениями для различных вариантов воплощения в соответствии с изобретением и представлены только лишь для описательной иллюстрации изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ
На Фиг. 1 показано сельскохозяйственное орудие 10, в данном случае, сеялка. Сеялка 10 обычно цепляется к трактору и буксируется им. Однако, следует также понимать, что орудие 10 может приводиться в движение другим оборудованием и/или машинами. В настоящем изобретении сельскохозяйственное орудие 10 будет называться сеялкой.
Сеялка 10 включает в себя дышло 14 с передним концом 16 и противоположным задним концом (не показан). Дышло 14 включает в себя сцепку 18 на переднем конце 16, сцепка 18 присоединяется к трактору. На противоположном конце дышла 14 расположен рабочий брус 22. Дышло 14 может быть телескопического типа с компонентами, которые могут быть вставлены одни в другие так, что сельхозорудие 10 является складывающимся вперед орудием. Однако настоящее изобретение не ограничивается сельхозорудиями такого, складывающегося вперед, типа и включает в себя любое такое орудие используемое в сельском хозяйстве.
Как показано на Фигуре 1, на центральном рабочем брусе 22 расположены центральные бункеры 24. Бункеры 24 предназначены для хранения семян, удобрений, инсектицидов или других материалов для использования в сельском хозяйстве. Оба бункера 24 могут содержать один и тот же материал или же разные материалы. Использование центральных бункеров 24 позволяет загружать и хранить в централизованном положении большое количество материалов. Однако, изобретение также предполагает использование одного или более бункеров, расположенных на каждой высеивающей секции 34 для подачи семян высеивающим секциям, как показано на Фигуре 3. Если центральные бункеры 24 на центральном рабочем брусе 22 используются, следует понимать, что центральные бункеры находятся в жидкостном соединении с каждой из высеивающих секций 34. Это может быть сделано при помощи отдельных шлангов к каждой высеивающей секции или меньшим количеством шлангов с разветвителями, которыми шланг делится для подачи семян или других материалов к более чем одной высеивающей секции. Также к центральному рабочему брусу крепится множество центральных колес, которые известны как транспортные колеса 26, обычно расположенных снизу от центрального рабочего бруса 22. Колеса 26 касаются почвы и поддерживают центральные бункеры 24. Колеса стабилизируют сельхозорудие 10 и касаются почвы в рабочем или транспортном положении, например, если сельхозорудие 10 является складывающимся вперед орудием, то крылья 28, 30 складываются вперед и колеса 32 крыльев не касаются почвы.
Обычно с обеих сторон рабочего бруса 22 находятся первое и второе крылья 28, 30. Крылья 28, 30 обычно идентичны и являются зеркальным отражением друг друга. Поэтому, показано только одно крыло и следует понимать, что другое крыло обычно имеет такую же конструкцию. Первое крыло 28 включает в себя брус 29. На брусе 29 установлено множество высеивающих секций 34, а также множество колес 32. Колеса 32 устроены так, чтобы касаться почвы. Высеивающие секции 34 могут быть сеялками, приспособлениями для внесения удобрений, распылителями инсектицидов или иными распылителями, дисками или плугами. Крылья 28, 30 могут также включать в себя по меньшей мере один цилиндр складывания и прижимной цилиндр. Предполагается также, что множество прижимных цилиндров используются на сельхозорудии с большим количеством секций. Цилиндр(ы) складывания устроены таким образом, чтобы складывать крылья в положение, в котором перовое и второе крылья 28, 30 в целом прилегают к дышлу 14 сельхозорудия 10.
Фигура 2 является боковым вертикальным видом высеивающей секции 34, а конкретно, сеялки включающей в себя дозатор семян 36. Высеивающая секция 34 включает в себя дозатор 36, устройство открывания борозды 38, бункеры высеивающих секций 39 и устройство закрывания борозды 40. Высеивающая секция 34 также включает в себя стандартные части, такие как рама 41, тяга 42, крепление 43 для установки на сеялке 10, копирующие колеса 44 и механизм управления глубиной 45. Копирующие колеса 44 и механизм управления глубиной 45 работают вместе, управляя глубиной борозды, создаваемой устройством открывания борозды 38. Кроме того, бункер высеивающей секции 39 соединен с источником семян, таким как центральный бункер 24, который подает семена для посадки на дозатор 36 каждой высеивающей секции 34. В другом варианте, бункер высеивающей секции 39 может быть самостоятельным устройством, не соединенным с центральным бункером.
Фигура 3 является боковым вертикальным вскрытым видом другого варианта воплощения высеивающей секции 34 согласно типовым аспектам изобретения. Вариантом воплощения Фигуры 3 является двойной дозатор 50, который включает в себя два дозатора 36, которые могут содержать семена разных гибридов одного растения или даже семена различных растений. Как правило, одновременно работает только один дозатор 36, но возможна параллельная работа и/или работа обоих дозаторов одновременно, синхронно, со сдвигом по времени или иным видом согласования друг с другом. Дозаторы 36 могут быть включены или выключены в зависимости от того, какой гибрид или растение должно быть посажено в той или иной части поля. Оба дозатора 36 могут работать одновременно для высокой плотности посадки или для одновременной посадки разных растений. При работе, семена извлекаются из одного (или обоих) диска дозатора и попадают на вращающуюся щетку 54, как показано в левой части щетки 54 на Фигуре 3. Щетка 54 на Фигуре 3 вращается против часовой стрелки. Затем щетка 54 переносит семена на ремень с гребнями 58, который переносит семена в почву. Как видно из Фигуры 3, семена движутся по S-образному пути от щетки на ремень и затем в почву, и подаются налево, когда покидают ремень 58. Другие примеры вариантов воплощения изобретения используют систему с одним дозатором, как показано на Фигурах 10-11.
Фигура 4 демонстрирует устройство подачи семян 50 отдельно от высеивающей секции 34, показанной на Фигуре 3. Как видно на Фигуре 4, устройство подачи семян 50 включает в себя вакуумный соединитель 52 для создания вакуума в дозаторах семян 36. Также необходимо заметить, что вакуум может быть заменен положительным давлением, что делает дозатор семян воздушным дозатором независимо от типа давления. Далее, как будет понятно из дополнительных фигур, любой вариант воплощения высеивающих секций, дозаторов, систем подачи семян и/или любой их комбинации может включать в себя выделенные или иным образом интегрированные пневматические системы. Такие пневматические системы показаны и описаны в совместном патенте США № 9 763 380, выданном 19 сентября 2017 года, содержание которого включено, во всей полноте и для любых целей, в данный документ посредством ссылки.
Работа дозаторов семян 36 детально описана ниже со ссылкой на фигуру 5. Существенной особенностью дозаторов 36 является то, что они подают семена по одному на вращающуюся щетку 54, взаимодействующую с дозаторами 36. Вращающаяся щетка 54 перемещает семена на конвейер 56. Конвейер 56 доставляет семена близко к дну семенной борозды, где семена покидают конвейер 56 с горизонтальной составляющей скорости, которая по существу равна скорости высеивающей секции 34 относительно почвы и направлена в противоположную сторону, так что горизонтальная скорость каждого зерна относительно почвы равна или близка к нулю. Другими словами, семена падают более или менее вертикально, без направленного вперед импульса, обусловленного направлением движения сеялки. В варианте воплощения, показанном на фигуре 4, конвейер 56 включает в себя ремень с гребнями 58 в корпусе 60. Ремень 58 сделан из эластичного материала, который включает в себя равномерно расположенные гребни 62, выступающие под прямым углом из поверхности ремня 58. При работе, промежутки между соседними гребнями 62 действуют как ячейки для семян 64 так, что одиночное семя, находящееся в любой ячейке, транспортируется от щетки 54 к точке сброса 66 вблизи дна семенной борозды, обычно на уровне почвы или ниже. Например, точка сброса может находиться приблизительно в 38 мм (1,5 дюйма) от дна борозды.
Фигура 5 показывает детальный вид в разрезе дозатора 36 согласно примеру варианта воплощения системы с двойным дозатором. Каждый дозатор 36 включает в себя вращающийся диск 68 внутри наружного корпуса 70. Передняя поверхность 69 диска 68 видна на фигуре 5. Гнезда для семян 74 расположены вдоль наружной части диска 68. Гнезда 74 расположены под углом к соответствующему радиусу диска 68 так, что внутренняя часть каждого гнезда 74 находится впереди наружной части гнезда по вращению диска (по часовой стрелке как показано на фигуре 5). По периметру диска 68 расположены лопатки 76. Лопатки 76 ориентированы в целом перпендикулярно плоскости диска 68. Наружные кромки лопаток 76 находятся вблизи внутренней поверхности наружного корпуса 70 так, что семена не могут попасть между лопатками 76 и внутренней поверхностью наружного корпуса 70. Наружные и внутренние лопатки устройства поштучной подачи семян 78 и 80 расположены на внутренней стенке 73 и наружном корпусе 70 соответственно. Между диском 68 и вакуумной камерой, расположенной между дозаторами 34, предусмотрена внутренняя крышка 82. Как показано на фигуре 6, внутренняя крышка 82 включает в себя вакуумный канал 84, который формирует вакуумную дорожку под гнездами 74. Вакуумный канал 84 отклоняется радиально наружу относительно диска 68 между приблизительно 4 и 6 часов, как показано на фигуре 5. При работе это отклонение вакуумного канала 84 помогает сдвинуть разделенные семена, находящиеся в гнездах 74 наружу в сторону отверстия 86 в днище дозатора 34.
Как показано на фигуре 5, емкость для семян 88 формируется внутренней стенкой 72 и внутренней отделяющей стенкой 73. Как далее показано на фигуре 5, накопитель семян, как правило, формируется в левом нижнем квадранте диска 68. При вращении диска 68 по часовой стрелке отдельные семена из накопителя семян прилипают к гнездам 74. Лопатки устройства поштучной подачи семян 78 и 80 отбрасывают избыточные семена так, что к тому времени как гнездо 74 минует лопатки 78 и 80 в гнезде 74 находится только одно семя на одной линии с вакуумным каналом 84. При дальнейшем вращении диска 68, начиная приблизительно с положения на 4 часа, вакуумный канал 84 вынуждает семя двигаться радиально наружу в гнезде 74 в направлении к периферии диска и пройти через промежуток во внутренней стенке 73. Задняя лопатка 76 толкает семя через отверстие для загрузки семян 86 во внешнем корпусе 70, где семя подбирается вращающейся щеткой 54. Зона загрузки семян показана на фигуре 7. Гребни 88 расположены между соседними лопатками 76. Гребни поддерживают лопатки 76 и, что более важно, повторяют контур зоны загрузки семян, позволяя вращающейся щетке с семенами, попавшими в нее выше, проходить без помех, а также удерживать семена внутри щетки.
Вращающаяся щетка 54 вращается вокруг оси, которая, как правило (в основном) перпендикулярна оси вращения диска 68. В других вариантах воплощения оси могут находиться друг к другу под углом отличным от 90 градусов. В некоторых вариантах воплощения предпочтительно, чтобы ось вращения щетки 54 была в целом перпендикулярна направлению движения высеивающей секции 34 так, чтобы щетка 54 придавала семенам движение в направлении параллельном направлению движения высеивающей секции 34. Вращающаяся щетка 54 имеет эластичную щетину, которая мягко удерживает семя и перемещает его при вращении щетки. Согласно по меньшей мере одному варианту воплощения, вращающаяся щетка 54 включает в себя нейлоновую щетину и представляет собой полосу нейлоновой щетины, закрепленную на круглой втулке. Внешний диаметр щетки, согласно одному варианту воплощения, приблизительно 100 мм (4 дюйма), однако, возможны и другие параметры в зависимости от необходимости. Как показано, щетина имеет волнистый или зубчатый профиль, однако это не является необходимым свойством щетки.
Как показано на фигуре 7, лопатки 76 имеют тонкий профиль в направлении движения щетки 54. Кроме того, скорость щетины относительно лопаток 76 в направлении движения щетины значительно превосходит скорость движения лопаток 76 относительно щетины в направлении движения лопаток 76. Соответственно, лопатки 76 будут проходить сквозь щетину вращающейся щетки 54 без существенного бокового сдвига или деформации щетины. Согласно одному из вариантов воплощения, в зоне контакта лопаток 76 и щетки 54 скорость щетины может быть приблизительно в десять раз выше скорости лопаток 76.
Вращающаяся щетка 54 действует как устройство для переноса семян, перемещая семена из дозаторов 36 на конвейер 56. Согласно аспекту некоторых вариантов воплощения, вращающаяся щетка 54 и ремень с гребнями 58 в значительной степени синхронизированы так, что скорость семени, покидающего щетку 54, близка к скорости ремня с гребнями 58 так, что семя перемещается в ячейку приема семян 64 между соседними гребнями 62 мягко, с минимальными сотрясениями. Как показано на фигуре 8, перемещение семени со щетки на ремень конвейера 58 происходит в верхней точке конвейера 56 или вблизи нее, когда ремень 58 оборачивается вокруг натяжного ролика (приводного шкива) 90. Изгиб ремня 58 отклоняет гребни 62 друг от друга, увеличивая проход в ячейку приема семян 64 между гребнями 62 и облегчая попадание семян в ячейку 64 по одному на ячейку.
Как показано на фигуре 9, гребенка 92 или аналогичная конструкция может быть установлена на корпусе конвейера 60 в переходной области между щеткой 54 и конвейером 56 для обеспечения удаления семян из щетки 54. В частности, гребенка 92 может включать в себя одиночные зубья 94, которые выступают в щетку 54. Зубья имеют такую форму, чтобы отражать и направлять семена вниз, из щетки 54 на движущийся ремень с гребнями 58.
Как показано на фигуре 10, синхронизация щетки 54 с ремнем с гребнями 58 может быть обеспечена соединением приводных механизмов щетки 54 и ремня с гребнями 58. Например, щетка 54 может иметь шестерню 96, которая приводится во вращение шестерней 100, а натяжной ролик 90 приводится во вращение шестерней 98. Поскольку шестерни 98 и 100 находятся в зацеплении, обеспечивается синхронизация вращения натяжного ролика 90 и щетки 54. Одна из шестерен 98 или 100 является приводной и передает вращение на другую шестерню 98 или 100. Скорость вращения шестерен 98 и 100 управляется механически или электроникой в зависимости от скорости движения сеялки относительно почвы и желаемого шага высева. Соответственно, при увеличении скорости движения сеялки относительно почвы, скорость вращения щетки 54 и движения ремня 58 увеличивается для увеличения скорости выброса семян, чтобы поддерживать постоянный шаг высева и обеспечить вертикальное падение семян с минимальной или нулевой горизонтальной скоростью относительно почвы. Каждый из компонентов, семенной диск 68, вращающаяся щетка 54 и конвейер 56 могут приводиться в движение индивидуальными электродвигателями, которые управляются центральным блоком управления или процессорным блоком (не показан), который получает входные данные о скорости движения орудия относительно почвы и желаемом шаге высева. В другом варианте, компоненты могут иметь общий привод от одного или более источников, таких как электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания или приводы, действующие от движения орудия.
Аналогично, скорость вращения семенного диска 68 дозаторов семян 36 также пропорциональна скорости движения сеялки 10 относительно почвы (и желаемой плотности посадки), чтобы подавать семена на щетку 54 с необходимой частотой. Диск 68 может быть механически связан с колесами сеялки на почве для обеспечения пропорциональности скорости вращения диска 68 скорости движения сеялки или же для регулировки скорости вращения диска 68 могут быть использованы электронные датчики скорости. Далее, GPS, показания скорости трактора и тому подобное могут показывать и/или иным способом предоставлять данные о скорости относительно почвы для синхронизации скорости вращения так, чтобы семена выпускались с нулевой относительной скоростью. Скорость относительно почвы может быть скоростью трактора, сеялки, части сеялки (например, высеивающей секции) или какой-либо из их комбинаций. Диск 68 может приводиться во вращение электронным шаговым двигателем или иным известным устройством для привода вращения.
Фигуры 11 и 12 показывают высеивающую секцию 234 аналогичную высеивающей секции 34 описанной выше, но использующую один дозатор 236. Устройство подачи семян 250 включает в себя дозатор 236, который подает семена по одному на вращающуюся щетку 254, взаимодействующую с дозатором 236. Вращающаяся щетка 254 перемещает семена на конвейер 256. Конвейер 256 доставляет семена близко к дну семенной борозды, где семена покидают конвейер 256 с горизонтальной составляющей скорости, которая равна скорости высеивающей секции 234 относительно почвы и направлена в противоположную сторону, так что горизонтальная скорость каждого зерна относительно почвы равна или близка к нулю. Так же как и в варианте воплощения с двойным дозатором показанном на фигуре 4, конвейер 256 включает в себя ремень с гребнями 258 в корпусе 260. Ремень 258 сделан из эластичного материала, который включает в себя равномерно расположенные гребни 262, выступающие под прямым углом из поверхности ремня 258.
В воплощении, с одиночным дозатором, показанном на фигурах 11 и 12, дозатор 236 включает в себя вращающийся диск 268, который вращается вокруг оси, совпадающей с направлением движения высеивающей секции 234, но наклоненной относительно горизонтали. Семена попадают на вращающуюся щетку 254 в нижней части дозатора 236. Однако, в отличие от конструкции с двойным дозатором, описанной выше, вместо использования лопаток 76 для перемещения семян на щетку 254, в одиночном дозаторе 236 для перемещения семян на щетку 254 используется конфигурация вакуумного канала, а также сила тяжести и инерция семян. После того, как семя оказывается на щетине щетки 254, щетка 254 переносит его на короткое расстояние к конвейеру 256, где семена переносятся на ремень конвейера 258. Гребенка 292 помогает направлять семена на ремень 258 между гребнями 262. Желательно чтобы, когда семена извлекаются из щетки 254, они имели ту же скорость, что и гребни 262, для обеспечения мягкого переноса на ремень 258. Затем семена падают на конвейер под действием силы тяжести, по одному семени между соседними гребнями 262. Это не обязательно означает, что между каждыми двумя гребнями есть семя, но что семя временно заключается между двумя гребнями, внутренней частью и стенкой корпуса конвейера. Равномерное распределение гребней 262 обеспечивает равные расстояния между семенами после того, как они выпадут из конвейера 256 со скоростью, которая компенсирует скорость движения сеялки.
Фигуры 13-22 иллюстрируют другой вариант воплощения этого изобретения. Высеивающая секция 300 показана на фигурах 13-16. Высеивающая секция 300 содержит много особенностей, описанных здесь. Монтажный кронштейн 302 обеспечивает крепление на брусе сельхозорудия. Тяга 304 соединяет монтажный кронштейн 302 с рамой 306, которая поддерживает рабочие элементы высеивающей секции 300. Рама 306 соединена с устройством открывания борозды 310, выполненным в виде дисковых ножей или подобном. Устройство закрывания борозды (не показано) установлено на регулировочном механизме закрывания борозды 318 на задней стороне секции 300. Копирующие колеса 312 расположены в непосредственной близости от устройства открывания борозды 310 для регулировки глубины устройства открывания борозды 310. Регулировочный механизм 314 служит для регулировки относительного положения копирующих колес 312 относительно устройства открывания борозды 310. Также на раме 306 установлено устройство подачи семян, которое включает в себя дозатор 308 и конвейер семян 316.
Дополнительные подробности по устройству подачи семян высеивающей секции 300 можно увидеть на разрезах фигуры 15 и 16. Дозатор 308 включает в себя вращающийся семенной диск 322. Семенной диск 322 включает в себя несколько отверстий 324, каждое из которых при вращении диска 322 содержит одно семя (не показано) аналогично вариантам воплощения описанным выше. Однако, в устройстве подачи семян 300 вращающееся колесо, такое как вращающаяся щетка 320 установлено вплотную к передней поверхности (сторона семян) диска 322 для отделения и/или удаления иным способом семян из отверстий 324 и перемещения семян на конвейер 316. В частности, щетка 320 перемещает семена наружу в радиальном направлении (относительно семенного диска) вдоль изогнутой части 326 передней поверхности (сторона семян, противоположная вакуумной стороне диска) вращающегося семенного диска 322. Как описано в вариантах воплощения выше, щетка 320 ускоряет семена до скорости близкой к скорости и направлению движения ремня 328 конвейера 316, который переносит семена к точке выброса в непосредственной близости от дна борозды. В отличие от вариантов воплощения, описанных выше, в данном варианте воплощения щетка 320 забирает семена непосредственно с поверхности семенного диска и перемещает их на конвейер 316, а в вариантах воплощения описанных выше щетка расположена тангенциально к семенному диску и получает семена после того, как они уже покинули отверстия диска.
На Фигуре 17 показана схема, иллюстрирующая некоторые особенности системы подачи семян 301, которая включает в себя принципы системы, использованные в высеивающей секции 300. Семенной диск 322 в дозаторе 308 вращается вокруг оси семенного диска 330. Дозатор 308 включает в себя привод, вращающий семенной диск 322, который не показан, но хорошо известен (например, электродвигатель, функционально связанный с диском). Семенной диск 322 имеет переднюю поверхность 332 (сторона семян) и заднюю поверхность 334 (вакуумная сторона или сторона давления). Передняя поверхность 332 семенного диска 322, как правило, плоская, окружающая ось 330 семенного диска, хотя эта геометрия в целом не критична. Наружная часть 326 семенного диска 322 изогнута так, чтобы соответствовать радиусу вращающегося колеса 320, которое вращается вокруг оси 321. Кривизна не обязательно должна совпадать во всех вариантах воплощения. Отверстия 324 выполнены в семенном диске 322 в начале изогнутой части 326 или рядом.
Отдельные семена 336 удерживаются на передней поверхности 332 семенного диска 322 в отверстиях 324. Семена 336 удерживаются на месте разницей давлений на противоположных концах отверстий 324, которая может создаваться как положительным, так и отрицательным (вакуум) давлением. Согласно показанному варианту воплощения, частичный вакуум создается между задней поверхностью 334 семенного диска 322 и задней крышкой 338. Разделительный механизм (см. Фиг. 22) может быть использован для обеспечения нахождения только одного семени 336 в каждом отверстии 324. Прокладка 340 окружает наружную стенку 341 вращающегося семенного диска 322 и обеспечивает в целом герметичное уплотнение между семенным диском 322 и задней стенкой 338. Хотя на фигуре прокладка 340 расположена на наружной стенке, следует заметить, что она также может быть расположена на внутренней стороне наружной стенки семенного диска, как показано в других вариантах воплощения. В связи с этим следует понимать, что прокладки могут располагаться снаружи или внутри наружной стенки/края семенного диска так, чтобы создавать в целом замкнутую зону давления диска. Передняя крышка 342 содержит в себе дозатор 308 и защелки с задней крышкой для удержания прокладки 340 на месте. Семенной диск 322 может скользить по плечу прокладки 340. Поскольку прокладка 340 выступает за часть наружной стенки 341, уплотнение между семенным диском 322 и задней крышкой не нарушается при небольших перемещениях задней крышки и семенного диска 322 друг относительно друга.
При работе семенной диск 322 непрерывно вращается. При проходе отверстий через накопитель семян (не показан), семена 336 прилипают к отверстиям 324 и отделяются, проходя через устройство для поштучной подачи семян 348 (см. Фиг. 20). Далее каждое семя 336 в отверстии 324 достигает вращающейся щетки 320. Вращающаяся щетка 320 забирает семена 336 и перемещает их по радиусу в наружном направлении из отверстия 324 вдоль изогнутой поверхности 326 с семенного диска 322. Колесо 320 ускоряет семена до скорости и направления внешней части колеса 320 и направляет их в проход 344 в дозаторе, находящийся вблизи конвейера со скоростью и направлением близкими к скорости и направлению движения конвейерного ремня 328. Поскольку колесо 320 движется значительно быстрее семенного диска 322 (порядка 10 раз быстрее в районе отверстий 324) существует небольшое окружное движение семян 336 относительно щетки 320 вследствие инерции и трения о вращающийся семенной диск 322 на коротком расстоянии от отверстия 324 до конвейера 316. В связи с этим может быть полезно, чтобы передняя поверхность 332 семенного диска 322 имела низкое трение для снижения сил трения, действующих на семя 336 при перемещении его щеткой 320, которые могут вызвать нежелательное боковое смещение семян и в экстремальных случаях потенциально повредить семя.
Фигуры 18-22 показывают разные виды различных особенностей системы подачи семян 301. На фигурах 18 и 19 показана гребенка 346, которая предотвращает застревание семян в щетке 320 и направляет их на ремень конвейера 328. Как показано на фигурах 19 и 21, прокладка 340 имеет гибкое плечо, которое выступает на внешнюю стенку 341 семенного диска 322. Еще раз отмечается, что прокладка 340 может также располагаться на внутренней стенке или внутренней стороне стенки. Передняя крышка 342 и задняя крышка 338 включают в себя проточки для фиксации прокладки 340 и для придания жесткости плечу прокладки 340 путем ограничения ее свободной гибкой части. Устройство поштучной подачи семян 348 лучше всего видно на фигуре 20. Устройство закреплено на внутренней поверхности передней крышки. При проходе семян на круговом ряду отверстий 324 через устройство для поштучной подачи семян 348 излишки семян отбиваются в сторону, оставляя по одному семени в каждом отверстии. Устройство поштучной подачи семян может иметь разную конструкцию, например устройство с одной или несколькими лопатками (см. например патент США №9 277 688, включенный во всей полноте в данный документ посредством ссылки), отбойники, колеса или щетки, такие как показаны на Фиг. 39 данного изобретения. Тип устройства поштучной подачи семян не должен ограничивать данное изобретение.
Фиг. 23-27 представляют дополнительные виды высеивающей секции 400 согласно и включая аспекты изобретения. Аналогично ранее описанным высеивающим секциям, высеивающая секция 400 включает в себя плиту 402 или иную деталь для крепления высеивающей секции 400 к рабочему брусу сеялки. Простираясь в целом от торцевой плиты 402, крепится тяга 404, допускающая некоторое вертикальное перемещение высеивающей секции 400 относительно других высеивающих секций и компонентов сеялки. Системы, устройства и/или узлы для создания прижимной и/или подъемной силы для высеивающей секции, хотя и не показаны, должны также использоваться с высеивающей секцией. Такая система показана и описана в Патентной заявке США №16/047 236, которая включена в данный документ посредством ссылки, в полном объеме. Также включена рама 406. Высеивающая секция 400 также включает в себя устройства открывания борозды 408 в виде дисковых сошников на фигурах. Для регулировки глубины открываемой борозды и измерения и регулировки дополнительной прижимной и/или подъемной силы включены копирующие колеса 410, система регулировки глубины 412 и сенсор 418.
К раме 406 крепится навесной бункер 414, который также может называться мини бункером. Навеска 414 включает в себя, в том числе, крышку, резервуар и патрубок 416. Патрубок 416 может быть присоединен, через распределительную систему, к одному или более бункеру посадочного орудия для получения для высеивающей секции семян по запросу. Семена могут храниться, по меньшей мере временно, в бункере 414, откуда они затем подаются в накопитель семян дозатора для поштучного разделения и посадки.
Фигуры 26 и 27, которые являются разрезами высеивающей секции 400, показывают дополнительные аспекты изобретения, которые включают, в том числе, дозатор 420 и систему подачи семян в почву 450. Дозатор 420 и система подачи семян 450 аналогичны показанным и описанным на Фиг. 13-22. Дозатор получает семена через патрубок 416 и временно хранит семена в накопителе семян 423 внутри корпуса 422 дозатора 420. Диск 430, вращающийся в корпусе 422, взаимодействует с семенами в накопителе 423, вследствие разницы давлений на отверстиях для семян, в диске семена прилепляются к отверстиям в диске 430. Следует отметить, что вся вторая сторона семенного диска 430 находится под давлением и зон, в которых разница давлений отключается, нет. Семена перемещаются с диском 430 пока не удаляются при помощи комбинации отбойника 424 и щеточного колеса 452, находящихся по разные стороны семенного диска 430, что будет описано ниже. Семена переносятся щеточным колесом 452 со скоростью вращения большей, чем скорость вращения диска 430, к точке, где семена направляются на ремень 454. Ремень 454 включает в себя гребни 455, которые обеспечивают контролируемую доставку в точку сброса 462. Скорость ремня 454 синхронизирована со скоростью высеивающей секции 400 относительно почвы таким образом, что семена покидающие ремень 454 и систему подачи семян 450 имеют горизонтальную составляющую скорости равную указанной скорости относительно почвы и направленную в противоположную сторону так, что семена имеют нулевую скорость относительно почвы, что уменьшает подскакивание, перекатывание и другие перемещения семян при контакте с почвой.
Фиг. 27 является видом сзади в сечении высеивающей секции 400, показывающим вторую или находящуюся под давлением сторону семенного диска с отбойником семян 424. Как показано, отбойник 424 является вращающейся деталью с зубцами или иными выступами, практически выровненными с соответствующими отверстиям для семян в семенном диске. Выступы, по меньшей мере частично, входят в отверстия для семян и выталкивают семена из отверстий, помогая щеточному колесу 452, вращающемуся в основном поперек вращающегося семенного диска, удалять семена.
Фиг. 27 также показывает положение ремня 454 относительно колес 408 устройства открывания борозды. Корпус ремня 456 находится, по меньшей мере частично, между колесами 408 устройства открывания борозды, чтобы семена из него попадали как можно ближе к переднему краю создаваемой борозды для уменьшения перемещения семян в борозде до ее закрытия. Фиг. 27 также показывает, что дозатор 420 установлен в целом перпендикулярно направлению движения высеивающей секции 400, в то время как щеточное колесо 452 и ремень 454 в целом установлены в направлении движения секции.
Фиг. 28-29, а также Фиг. 32-33 показывают различные виды дозатора 420 и системы подачи семян в почву 450, включая их корпуса. Дозатор 420 включает в себя диск 430 в корпусе 422. Корпус 422 может быть цельным или состоящим из нескольких деталей, соединенных между собой временно или выборочно защелками, зажимами или иным способом. Например, в некоторых вариантах воплощения корпус 422 может включать в себя сторону давления 427 и сторону семян 429. Сторона давления 427 может включать в себя соединение с источником давления, таким как вакуум, вентилятор, нагнетатель и т.п. В показанных вариантах воплощения источником давления является индивидуальный или интегрированный иным способом вентилятор 428, который расположен на корпусе 422. Интегрирование вентилятора 428 в дозатор имеет множество преимуществ, таких как индивидуальное управление каждым дозатором каждой высеивающей секции, большая эффективность, сокращение количества шлангов/патрубков на сеялке и т.д. Дополнительные преимущества и описание интеграции вентилятора 428 в дозатор 422 показано и описано в Патенте США № 9 763 380, включенном во всей полноте в данный документ посредством ссылки. Вентилятор 428 может включать в себя вращающийся с высокой скоростью орган для создания разницы давлений в дозаторе, и может передавать давление в корпусе через вырез, отверстие, патрубок и т.п. Вентилятор 428 может быть электрически соединен с источником электрической энергии для работы. Дополнительно, вентилятор может быть соединен с процессорным блоком, центральным процессором или другим компьютерным устройством для выдачи команд и/или управления вентилятором на каждом дозаторе каждой высеивающей секции.
Также на стороне давления корпуса 422 показан электродвигатель 426. Электродвигатель 426 используется для привода семенного диска 430 внутри корпуса. Как станет понятно в дальнейшем, диск 430 включает в себя шестерню 435, которая взаимодействует с выходным валом электродвигателя 426, где вращение выходного вала приводит к соответствующему вращению диска. Электродвигатель 426 также может быть соединен с центральным процессором/управлением для управления скоростью вращения в зависимости, в том числе, от типа семян, плотности посадки, скорости высеивающей секции, шага высева и других входных данных, относящихся к севу. Входные данные могут вводиться, просматриваться и загружаться при помощи центрального процессора и дисплея, таких, как описаны в совместной патентной заявке PCT № PCT/US2017/064246, включенной во всей полноте в данный документ посредством ссылки.
Напротив стороны давления 427 в корпусе 422 находится сторона семян 429. Сторона семян включает в себя накопитель 423 или канал для семян, доставляемых в накопитель дозатора. Корпусные элементы изготавливаются из жесткого полимера, такого как пластик или подобного, и могут быть приняты меры для снижения статического заряда компонентов, например путем установки одного или более заземлений.
Вблизи корпуса дозатора 422 установлена и функционально связана с ним система 450 подачи семян в почву и ее компоненты. Компоненты включают в себя щеточное колесо 452 и его корпус 453. Как будет понятно далее, щеточное колесо содержит множество щетинок выступающих из оси, мягких и эластичных, чтобы деформироваться при переносе семени от семенного диска 430 к ремню 454. Корпус 453 также может быть выполнен из жесткого материала, такого как пластик.
К корпусу 453 щеточного колеса присоединен корпус 456 для ремня 454. Корпус 456 ремня является вытянутой конструкцией, содержащей жесткий материал, вмещающий ремень 454 и другие компоненты в нем. Корпус 456 ремня может быть цельным или состоять из нескольких компонентов, которые соединены друг с другом, обеспечивая выборочный доступ внутрь. Отверстие 462 расположено в нижней точке корпуса 456 или рядом с ней, чтобы совпадать с точкой сброса, в которой семена выпадают с ремня в борозду для посева.
Хотя это явно не показано, один или более сенсор устанавливается на корпусе 456 ремня 454 для отслеживания прохода семян, скорости ремня и других аспектов движения ремня и/или семян внутри корпуса 456. Сенсор(ы) может быть установлен в общем в любом месте корпуса 456 ремня, в котором он сможет измерять движение ремня и/или семян внутри.
Дополнительные компоненты, показанные на фигурах, включают двигатель 463 и редуктор 464. Двигатель 463 является электродвигателем, таким как бесщеточный электродвигатель постоянного тока. Двигатель 463 используется для привода щеточного колеса 452 и ремня 454. Крутящий момент передается от двигателя к щеточному колесу 452 и ремню 454 через редуктор 464. Редуктор 464 включает в себя шестерни для получения и передачи вращения от двигателя 463. Шестерни могут быть пронумерованы для получения вращения непосредственно от двигателя или преобразованного вращения от соответствующей шестерни, их размер и положение могут быть подобраны для получения желаемого результата (например, скорости вращения) известным способом. Двигатель 463 может быть соединен с центральным процессором или контроллером для регулировки скорости системы 450 в зависимости от скорости относительно почвы, плотности посадки и других данных, и может быть настроен таким образом, чтобы семена, сброшенные в точке сброса 462 могли иметь горизонтальную скорость, по существу, равную скорости движения и направленную в противоположную сторону так, чтобы семена имели нулевую скорость относительно почвы. Редуктор и двигатель обеспечивают такую скорость.
Фигуры 30 и 31 являются противоположными разрезами дозатора 420 и системы подачи семян 450 как показано и описано. Как показано на фигурах, дозатор 420 включает в себя дополнительные компоненты, такие как подшипник 470 для облегчения вращения диска 430 в корпусе. Также для диска 430 показаны лицевая сторона 431, также называемая стороной семян, и тыльная сторона 432, также называемая вакуумной стороной или стороной давления. Сторона семян 431 является стороной, которая взаимодействует с семенами, а сторона давления 432 является стороной, в которой создается давление, необходимое для создания перепада давлений на отверстиях 434 в диске 430. Как будет пояснено, диск 430 включает в себя, в общем, плоскую внутреннюю часть 438 и изогнутую внешнюю часть 439. Отверстия 434 расположены, в общем, на пересечении внутренней и внешней частей, где диск начинает искривляться. Кривизна внешней части 439 диска 430 в общем совпадает с щеточным колесом 452 так, что щеточное колесо способно вращаться вдоль изогнутого профиля диска. Точка, в которой щеточное колесо 452 и диск 430 взаимодействуют, указана на фигурах номером 474. Как описано, щеточное колесо 452 включает в себя множество выступающих наружу щетинок, используемых для того, чтобы снять семена с диска, ускорить их и перенести на ремень 454. Это происходит, в общем, в месте 475 как показано на фигурах.
Дополнительные элементы ремня 454 включают, но не ограничиваются ими, нижний ролик 458 и верхний ролик 459. Ремень 454 содержит внутреннюю поверхность 457 с гребнями 455, выступающими на некотором расстоянии друг от друга из внутренней поверхности 457. Внутренняя поверхность 457 окружает верхний и нижний ролики 458, 459 и может быть натянута при помощи натяжителя 460. Верхний и/или нижний ролик может быть соединен с редуктором 464 и двигателем 463 для сообщения ремню 454 вращения, которое может соответствовать скорости движения высеивающей секции 400 относительно почвы для обеспечения выбранной плотности посадки и шага высева.
Далее, датчик 472 может быть установлен на ремне 454, например, на корпусе 456 ремня, для мониторинга движения ремня и характеристик семян во время движения ремня. Например, датчик может использоваться для определения наличия семян, расстояния между последовательными семенами, наличия нескольких семян между соседними гребнями, пропусков и любой другой информации, относящейся к посадке. Датчик может обеспечивать обратную связь с процессором, управлением и/или пользователем для определения эффективности и точности системы посева, для обнаружения ошибок и их исправления, для посева семян с желаемыми интервалами и плотностью. Дополнительные датчики могут быть расположены вдоль ремня, включая и противоположную сторону для определения того, что семена были сброшены с ремня и не продолжают перемещаться на нем.
Принцип работы и перемещение семян лучше всего может быть показано на фиг. 30. Семена подаются в дозатор 420 и заполняют накопитель семян 423. Диск 430, вращающийся в дозаторе 420, находится под давлением, чтобы создать перепад давления на отверстиях 434 в диске. Вследствие этого семена прилипают к отверстиям 434 при прохождении отверстий через накопитель семян 423. Диск 430 вращается через устройство для поштучной подачи семян 500, чтобы на каждом отверстии 434 осталось не более одного семени. Диск 430 продолжает вращение в сторону щеточного колеса 452, которое расположено приблизительно в положении на 6 часов 474 дозатора 420. В этом или близком к этому положении на тыльной стороне 432 диска 430 расположен отбойник 424, который вращается и попадает, по меньшей мере частично, зубцами в отверстия 434. Отбойник 424 помогает извлекать семена из отверстий 434 в районе положения щеточного колеса 452, чтобы подобрать и перенести семена с диска 430 на щеточное колесо 452. Щеточное колесо 452, по меньшей мере частично, забирает, сталкивает или иным способом перемещает семена с диска 430 в направлении ремня 454. Щеточное колесо 452 вращается со значительно большей скоростью (например, до 10 раз быстрее), чем диск 430, чтобы начать соответствовать скорости движения высеивающей секции и/или сеялки относительно почвы. Щетинки щеточного колеса 452 помогают перемещать семена.
Щеточное колесо 452 перемещает семена в направлении ремня 454 и передает семена на ремень приблизительно в положении на 5 часов, как показано на Фиг. 30. Таким образом, щеточное колесо перемещает семена не очень далеко. Затем семена попадают между соседними гребнями 455 ремня 454 в точке передачи 475, где ремень 454 начинает транспортировать семена. Ремень 454 движется со скоростью соответствующей скорости движения сеялки относительно почвы и управляется двигателем 463, редуктором 464 и роликами 458, 459. Семена проходят мимо по меньшей мере одного датчика 472 для получения информации о движении перед началом отрезка пути указанного стрелкой 478 на Фиг.30. Движение продолжается в направлении точки сброса 462 в нижней точке, или рядом с ней, удлиненного ремня 454. Семена покидают ремень 454 с горизонтальной составляющей скорости, в целом равной скорости движения высеивающей секции 400 и направленной в противоположную сторону, чтобы семена падали с нулевой скоростью относительно почвы, что уменьшает подскакивание, перекатывание и другие перемещения семян при контакте в борозде. Таким образом, семена высеиваются при помощи дозатора 420 и системы подачи семян 450 вариантов воплощения данного изобретения.
Фиг. 34-36 являются дополнительными видами дозатора 420. Фиг. 35 является частичным разрезом, показывающим части лицевой стороны 431 семенного диска 430. Как будет пояснено, диск 430 включает в себя множество радиально расположенных отверстий 434, образующих путь семян. Отверстия проходят диск 430 насквозь. Поблизости от отверстий, под некоторым углом к ним расположены соответствующие семенные каналы или карманы 436. Каналы 436 захватывают семена в накопителе семян 423 (место обозначено на Фиг. 35 в положении приблизительно на 8 часов), чтобы перемешать их и направить к отверстиям. Каналы образуют выемки на поверхности лицевой стороны 431 диска 430, но не проходят диск 430 насквозь. Также на Фиг. 35 показано устройство для поштучной подачи семян 500, которое будет детально рассмотрено далее. Устройство для поштучной подачи семян 500 используется для разделения семян, т.е. обеспечения того, что в каждом отверстии 434 находится одно семя.
Фиг. 36 является видом с противоположной стороны Фиг. 35, с деталью 427 корпуса снятой для того, чтобы показать внутреннюю часть корпуса 422. Фигура показывает тыльную сторону или сторону давления 432 семенного диска 430, которая включает в себя отверстия 434, которые проходят диск насквозь. Также на Фигуре 36 показана шестерня 435, которая находится в зацеплении с выходным валом электродвигателя 426, передавая вращение диску 430. Шестерня 435 расположена радиально от оси диска 430 между осью и внешним краем диска. Зубья 435 направлены наружу (в сторону противоположную оси). Таким образом, вал не помешает и не окажется на пути семян или других компонентов дозатора 420. Отбойник (также называемый эжектором) 424 также показан на фигуре. Эжектор 424 является вращающимся эжекторным колесом, которое помогает удалять семена с диска. Как указано, отбойник 424 включает в себя вращающуюся деталь с выступами, которые соответствуют отверстиям 434. Вращающаяся деталь соединена с корпусом 422 через петлю 425, позволяющую осевое движение детали отбойника 424 относительно диска 430. Деталь 424 также может отклоняться относительно диска.
Фиг. 37 и 38 являются видами семенного диска 430, в частности, лицевой или семенной стороны 431 семенного диска 430. Как указано, семенной диск 430 включает в себя ось и множество отверстий/ячеек 434 для семян, расположенных радиально вокруг оси и формирующих путь семян. Отверстия 434 проходят диск 430 насквозь. Рядом с отверстиями 434 расположены соответствующие семенные каналы 436, выполненные под углом и частично углубленные в диск. Каналы 436 предназначены для перемешивания семян и направления их из накопителя семян к отверстиям 434. Каналы 436 имеют выполненную под углом переднюю стенку, внутреннюю торцевую стенку и заднюю стенку, в общем перпендикулярную поверхности диска. Наружная торцевая стенка возле отверстия также выполнена под углом/скошена и заканчивается, в общем, на отверстии. Форма канала выполнена под углом к линии радиуса, проведенного от оси к отверстию, образуя в результате угол, который опережает линию радиуса. Между отверстиями 434 расположены выступающие наружу щитки или лопатки 437. Лопатки 437 выступают за край диска 430 и отделяют отверстия. Лопатки расположены, в общем, таким образом, что щеточное колесо 452 может поместиться между соседними лопатками и удалить семя, находящееся между лопатками. Однако лопатки 437 не обязательно должны быть включены во все варианты воплощения.
Также на фигурах показано устройство поштучной подачи семян 500, в деталях показанное на Фиг. 39. Как указано, устройство для поштучной подачи семян 500 предназначено для разделения семян на диске 430 таким образом, чтобы каждом отверстии 434 находилось одно семя. Устройство 500 крепится к корпусу 422 и «едет» по внешнему краю 440 диска 430. Устройство поштучной подачи семян 500 имеет корпус 504, который включает в себя одну или более поверхностей для движения вдоль внешнего края 440. Однако, устройство поштучной подачи семян 500 в действительности может касаться, а может не касаться диска 430. Устройство 500 закреплено на корпусе 422 через деталь 502, которая может быть выполнена из пружинной стали, чтобы отклонять устройство поштучной подачи семян 500 от корпуса и прижимать к диску 430 в осевом направлении. Кроме того, имеется поджимающий элемент 501, в форме пружинной проволоки, позволяющий устройству поштучной подачи семян 500 перемещаться в радиальном направлении, поджимая его в сторону оси диска 430. Устройство поштучной подачи семян также включает в себя лопатку 506, выступающую вниз из корпуса 504. Разделительный элемент 508 выступает из лопатки 506. На фигурах, разделительный элемент имеет вид множества одиночных разреженных щеток, направленных на сторону семян 431 диска 430 в районе пути семян, чтобы «смахивать» сдвоенные семена с отверстий 434, которые могли прилипнуть. Щетки могут быть заменены деталями лопатки, описанными в Патенте США № 9 277 688, включенном во всей полноте в данный документ посредством ссылки.
Кроме того, как показано на Фиг. 37 и описано здесь, диск 430 включает в себя внутреннюю часть 438, которая, в общем, плоская, и внешнюю изогнутую часть 439. Изогнутая внешняя часть 439 начинается приблизительно от местонахождения отверстий для семян 434 и имеет кривизну соответствующую внешнему профилю щеточного колеса 452. Изогнутая внешняя часть 439 заканчивается на краю 440. Также следует отметить, что фигура показывает, что внешний профиль/край 440 выступает наружу дальше, чем внешний край 441 тыльной стороны 432 диска 430.
Фиг. 40 является видом тыльной стороны 432 диска 430. Как показано, отверстия 434 проходят диск 430 насквозь и, с тыльной стороны, имеют профиль, при котором с тыльной стороны отверстие имеет больший диаметр и сужается по направлению к лицевой стороне. Это позволяет повышать давление с лицевой стороны 431 диска 430. Шестерня 435 более детально показана на Фиг. 40, так же как и отбойник или эжектор 424. Как указано, эжектор 424 вращающегося типа, что включает вращающуюся деталь 443 с зубьями 444 радиально расположенными на ней. Промежутки между зубьями 444 совпадают с промежутками между отверстиями 434. Деталь 443 закреплена на рычаге 445, который подвижно закреплен на корпусе 422 петлей 425. Это позволяет эжектору 424 наклоняться к диску 430, в то же время допуская осевое перемещение последнего, что может быть необходимо в случае возникновения помех вращению, искривления или иной деформации диска 430. Фигура также показывает устройство поштучной подачи семян 500, установленное на краю 440 диска 430.
Кроме того, фигура, вместе с Фиг. 41-42, описывает установку и использование уплотнения или прокладки 480 на тыльной стороне 432 диска 430. Уплотнение или прокладка 480 используется для создания зоны под давлением с тыльной стороны диска 430, таким образом, область внутри уплотнения или прокладки 480, которая включает в себя весь путь семян, находится под давлением. Это гарантирует, что все отверстия 434 будут под давлением все время при работе дозатора. Уплотнение находится в желобке или полости 487 (см. например, Фиг. 30), который образуется между частью корпуса 422 и внутренней стороной наружного края или стенки 441 диска 430.
Уплотнение или прокладка 480 содержит гибкий, пластичный или иным образом эластичный материал (такой как резина, силикон и т.п.), который окаймляет часть диска 430, радиально внутри прокладки 480, чтобы создать зону повышенного давления. Для облегчения создания такой зоны, уплотнение 480 имеет уникальную конструкцию, показанную на Фиг. 42. Уплотнение 480 включает в себя основную часть 483 и выступающую кромку уплотнения 485. Кромка 485 изогнута, и выступает, в основном, вдоль основной части 483 и соединена с основной частью соединением 486. Компоновка уплотнения или прокладки 480 и использование соединения 486 позволяет основной части 483 и кромке 485 двигаться друг относительно друга без разрывов и повреждений. При открытии и закрытии подачи давления, уплотнение сработает и деформируется, чтобы закрыть края 481, 482 на противоположных сторонах, создавая закрытую зону повышенного давления. Например, при воздействии давления на уплотнение кромка 485 прижимается радиально наружу, а основная часть 483 - радиально внутрь. Соединение 486 позволяет основной части 483 и кромке 485 двигаться навстречу друг другу и в стороны друг от друга.
Дополнительные изменения и/или вариации могут быть выполнены в системах, как показано и описано. Например, система дозатора как показано и описано в Патентной заявке США № 15/343 342, включенной во всей полноте в данный документ посредством ссылки, может быть использована вместо или вместе с любой системой подачи семян, показанной и описанной в данном документе. Щеточное колесо и ремень могут получать семена от дозатора из заявки '342 и управлять подачей семян со скоростью необходимой для компенсации скорости движения сеялки и/или высеивающей секции.
Кроме того, необходимо отметить, что любые компоненты, варианты воплощения, аспекты, системы или части любых фигур как показано и/или описано, могут быть использованы с любыми другими компонентами, вариантами воплощения, аспектами, системами или частями любых фигур как показано и/или описано, чтобы получить в результате дополнительные варианты воплощения. Специалисты в данной области техники легко поймут и знают без излишних испытаний, как заменить компоненты, основываясь на информации, приведенной в данном документе. Это включает в себя, но не ограничивается, тип давления, количество дисков дозатора, количество дозаторов высеивающей секции, использование датчиков, расположение дозаторов и/или систем подачи семян относительно направления движения сеялки, источник давления (общий источник со шлангами или интегрированный), двигатель, использование прижимной силы и т.д.
Варианты воплощения и аспекты изобретения как показано и описано обеспечивают многочисленные преимущества. Управляемая доставка семян от дозатора до борозды обеспечивает повышение точности и/или эффективности поддержания расстояния между семенами при посадке, особенно с точки зрения увеличения скорости посадки. Следует отметить, что высокоскоростной посадкой считается посадка со скоростью, в общем, более 12,9 км/ч (8 миль/ч) и в диапазоне 12,9-24,1 км/ч (8-15 миль/ч). Однако это не должно быть ограничением и высокоскоростная посадка может быть задана вне этого диапазона. Способность к высокоскоростной посадке позволяет фермерам производить посадку за меньшее время и в пределах временного диапазона основанного, по меньшей мере отчасти, на географическом климате и местных условиях. Описанные аспекты позволяют использовать такую высокоскоростную посадку, при обеспечении высокой степени поштучного разделения семян, эффективности и точности посадки вследствие идеального поддержания предлагаемой системой шага высева и плотности посадки. Таким образом, различные конфигурации систем подачи семян показаны и описаны.
Следует понимать, что показанные и описанные системы приведены в качестве примера, и таким образом представлено изобретение управляемой системы доставки семян от дозатора в почву для обеспечения стабильного и постоянного шага высева. Следует принять во внимание, что многочисленные варианты, изменения и прочее, что очевидно для специалистов в данной области техники, должны рассматриваться как часть данного изобретения.