РАБОЧАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ МАШИНА С ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНИМ УСТРОЙСТВОМ УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ
WORKING AGRICULTURAL MACHINE WITH AT LEAST ONE CONTROL AND REGULATION DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Предлагаемое изобретение относится к сельскохозяйственной рабочей машине, по меньшей мере, с одним устройством управления и регулирования согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Уровень техники
На уровне техники известен способ контроля и оптимизации рабочих и качественных параметров сельскохозяйственной рабочей машины при помощи управляющего и регулирующего устройства. Патентная заявка DE 102006044628 предлагает способ, согласно которому всегда производится оптимизация определенного количества параметров в зависимости друг от друга. Такое выборочное регулирование параметров машины было усовершенствовано, в частности, в патентной заявке DE 102009009767 за счет того, что оптимизация регулируемых параметров машины выполняется ситуационно, причем система постоянно информирует оператора сельскохозяйственной рабочей машины о выполняемой оптимизации посредством индикатора. Недостаток известных способов оптимизации заключается в том, что качество характеристик, заложенных в устройствах управления и регулирования, зависит от фактически пройденных рабочих точек. Если параметры машины и убираемой культуры резко изменяются, то устройство управления и регулирования должно использовать другую область заложенных полей характеристик, что может привести к тому, что эти области характеристик сначала потребуется привести в соответствие с новыми граничными условиями, например свойствами убираемой культуры. Это приводит к тому, что подобной системе регулирования при резком изменении условий требуется известный переходный период для повторного установления оптимального режима работы.
Раскрытие изобретения
Таким образом, задачей предлагаемого изобретения является такое усовершенствование устройства управления и регулирования сельскохозяйственной рабочей машины, которое позволит осуществлять высококачественное регулирование сельскохозяйственной рабочей машины и информировать оператора об активном в настоящий момент режиме работы устройства управления.
Согласно изобретению, эта задача решается признаками, описываемыми в независимом пункте 1 формулы изобретения.
Благодаря тому что сельскохозяйственная рабочая машина оборудована, по меньшей мере, одним устройством управления и регулирования, которое при помощи заложенных в память полей характеристик способно автоматизировать настройку и контроль рабочих и/или качественных параметров уборочной машины, которые влияют на процесс уборки урожая, а также, по меньшей мере, одним индикатором для отображения заданных и фактических значений рабочих и/или качественных параметров, а устройство управления и регулирования активизирует определенные точки измерения в заложенных в память полях характеристик, причем целенаправленно активизированные точки измерения лежат в граничных областях поля характеристик и/или вне текущей рабочей области соответствующего поля характеристик, гарантируется возможность высококачественного регулирования сельскохозяйственной рабочей машины. Это приводит, в частности, к тому, что заложенное в память поле характеристик позволяет обеспечить качественную работу сельскохозяйственной рабочей машины даже при сильно изменяющихся рабочих условиях.
В целях информирования оператора сельскохозяйственной рабочей машины об активном в настоящий момент режиме работы устройства управления и регулирования предусматривается вариант, в котором при целенаправленной активизации определенной точки измерения вместо индикации заданного и/или фактического значения соответствующего рабочего и/или качественного параметра отображается, по меньшей мере, один характеристичный символ, визуализирующий автоматическую настройку и контроль этого рабочего и/или качественного параметра.
Чтобы расходы на вычисления и регулирования, выполняемые устройством управления и регулирования, оставались на приемлемом уровне при сохранении нужного результата, выгодный вариант исполнения изобретения предусматривает ограничение целенаправленно активизируемых точек измерения в каждом поле характеристик, предпочтительно до четырех. Следующий выгодный вариант исполнения изобретения, способствующий эффективному регулированию параметров, заключается в том, что активизируемые точки измерения повторно активизируются с заданным временным интервалом, причем длительность интервала увеличивается по мере увеличения времени работы сельскохозяйственной рабочей машины. Предпочтительно, длительность интервала в начале работы составляет менее 15 минут и повышается до 30 минут по мере увеличения времени работы.
В целях информирования оператора сельскохозяйственной рабочей машины о выполняемой внутри машины целенаправленной активизации точек измерения, которые в настоящее время лежат вне рабочей зоны, предусматривается выгодный вариант, в котором характеристичный символ, по меньшей мере, частично перекрывает индикацию рабочего и/или качественного параметра, а по меньшей мере частично перекрытый рабочий и/или качественный параметр отображается в пассивном, предпочтительно, затемненном виде.
Кроме того, в выгодном варианте исполнения изобретения при перерегулировании автоматической активизации точки измерения, выполненном пользователем, характеристичный символ затемняется. Кроме того, в связи с этим предусматривается, что при отключенной автоматической регулировке и контроле параметров на индикатор может выводиться соответствующее указание. Таким образом, до сведения оператора в любом случае будет доведено, что в настоящее время используются не все доступные возможности оптимизации настроек.
В выгодном варианте исполнения изобретения комплексная оптимизация работы сельскохозяйственной рабочей машины достигается за счет того, что рабочие параметры включают в себя настройки параметров машины и убираемой культуры, а качественные параметры - параметры «Потери на сепарацию», «Потери на очистку», «Мякина», «Объем мякины» и «Доля зерна в мякине».
Кроме того, оператор сельскохозяйственной рабочей машины сможет быстро определить статус активации доступных функций автоматической настройки в том случае, если в функции автоматической настройки будут заложены, по меньшей мере, поля характеристик, описывающие качественные критерии, причем каждой функции автоматической настройки на индикаторе будет соответствовать своя пиктограмма, активация функции автоматической настройки будет визуализироваться путем выделения соответствующей пиктограммы, а деактивация - путем затемнения соответствующей пиктограммы.
Чтобы в любой момент времени гарантировать, что сельскохозяйственная рабочая машина будет оптимально использовать доступные ей настройки, можно предусмотреть вариант, в котором устройство управления и регулирования будет включаться автоматически при запуске рабочей машины.
Краткое описание графических материалов
Прочие выгодные варианты исполнения изобретения раскрываются в зависимых пунктах формулы и детально поясняются ниже на основании вариантов исполнения, представленных на фигурах, на которых изображено:
Фигура 1: схематичный вид сельскохозяйственной рабочей машины, выполненной в виде зерноуборочного комбайна.
Фигура 2: схематичная структура индикатора устройства управления и регулирования.
Фигуры 3а-3d: схематичная структура индикатора устройства управления и регулирования в различных рабочих режимах.
Осуществление изобретения
На фигуре 1 схематично представлена сельскохозяйственная рабочая машина 1, выполненная в виде зерноуборочного комбайна 2, в передней части которого установлена жатка 3, которая известным образом соединена с наклонным транспортером 4 зерноуборочного комбайна 2. Поток 5 убранной культуры, движущийся по наклонному транспортеру 4, передается в верхней задней части наклонного транспортера 4 на молотильное устройство 7 зерноуборочного комбайна 2, нижняя часть которого, по меньшей мере, частично заключена в так называемое подбарабанье 6. Концевой барабан 8, расположенный за молотильным устройством 7, отклоняет поток 5 культуры, выходящий из задней части молотильного устройства 7, таким образом, чтобы он передавался непосредственно на сепарирующее устройство 10, выполненное в виде сепарирующего ротора 9. Во вращающемся сепарирующем роторе 9 поток 5 культуры направляется таким образом, чтобы содержащиеся в потоке 5 культуры свободные зерна 11 осаждались в нижнюю часть сепарирующего ротора 9. Изобретение предполагает, что сепарирующее устройство 10, выполненное в представленном варианте исполнения в виде сепарирующего ротора 9, может быть также выполнено в виде известного (и потому не показанного на фигуре) клавишного соломотряса. Зерна 11, отделенные в подбарабанье 6 и в сепарирующем роторе 9, проходят через возвратное днище 12 и питающее днище 13 очищающего устройства 17, состоящего из нескольких уровней 14, 15 фильтрации и воздуходувного устройства 16. Затем очищенный поток зерна передается при помощи элеваторов 18 в бункер 19 для зерна. В дальнейшем жатка 3, наклонный транспортер 4, молотильное устройство 7 с относящимся к нему подбарабаньем 6, сепарирующее устройство 10, очищающее устройство 17, элеваторы 18 и бункер 19 для зерна будут называться рабочими органами 20 сельскохозяйственной рабочей машины 1.
Кроме того, сельскохозяйственная рабочая машина 1 оснащена кабиной 21 водителя, в которой расположено, по меньшей мере, одно управляющее и регулирующее устройство 23 с индикатором 22, которое автоматически или под управлением оператора 24 сельскохозяйственной рабочей машины 1 может регулировать несколько известных (и потому не расписанных подробно) процессов. Управляющее и регулирующее устройство 23 посредством так называемой системы 25 шин известным образом обменивается данными с несколькими датчиками 26. Структура датчиков 26 детально описана в патентной заявке DE 10147733, содержание которой, тем самым, в полном объеме включается в состав данной патентной заявки. Таким образом, структура датчиков 26 в дальнейшем не будет описываться еще раз. Кроме того, управляющее и регулирующее устройство 23 соединено с системой 28 помощи водителю, в состав которой входит индикатор 27. Кроме того, изобретение предусматривает вариант, в котором система 28 помощи водителю может быть непосредственно встроена в управляющее и регулирующее устройство 23, а информация 29 (пояснения к которой будут даны ниже), подготовленная системой 28 помощи водителю, выводится непосредственно на индикатор 22, соединенный с управляющим и регулирующим устройством 23.
На фигуре 2 представлена схема индикатора 22 управляющего и регулирующего устройства 23, а также вычислительное устройство 30, относящееся к управляющему и регулирующему устройству 23 и соединенное с индикатором 22. Вычислительное устройство 30 устроено таким образом, чтобы оно могло обрабатывать не только внутреннюю информацию 31, поставляемую датчиками 26, но и внешнюю информацию 32 и заложенную в самом вычислительном устройстве информацию 33 (в частности, специальные знания), генерируя разнообразные выходные сигналы 34. При этом выходные сигналы 34 устроены таким образом, чтобы они содержали, по меньшей мере, сигналы 35 управления индикатором и сигналы 36 управления рабочими органами, причем первые определяют отображение на индикаторе 22, а последние обуславливают изменение самых разнообразных рабочих параметров 37 рабочих органов 20 сельскохозяйственной рабочей машины 1. При этом стрелка 37 обозначает частоту вращения молотильного барабана. Кроме того, как уже говорилось, управляющее и регулирующее устройство 23 соединено с системой 28 помощи водителю, причем система 28 помощи водителю встроена в сельскохозяйственную рабочую машину 1 таким образом, чтобы она могла обмениваться данными 38 (способом, который будет подробнее описан ниже) как с управляющим и регулирующим устройством 23, так и с относящимся к нему индикатором 22. Информация на индикаторах 22, 27, показанная на фигуре 2, дана для примера и будет подробнее описана ниже. В центральной части индикатора 22 управляющего и регулирующего устройства 23 находится так называемое окно 38 горячих клавиш, которое может произвольно определяться пользователем 24. В этом окне отображается важная информация о машине, например уровень топлива в баке 38a, настройки 38b параметров машины и скорость 38с движения.
Согласно изобретению, в правой части индикатора 22 расположены сегменты 39, предназначенные для отображения текущих значений определенных качественных параметров 40 сельскохозяйственной рабочей машины 1. В представленном варианте исполнения верхний сегмент 39 показывает состав так называемой «мякины» 41, причем слева отображается «объем мякины» 41a, а справа - «доля зерна в мякине» 41b. Левый нижний сегмент 39 показывает так называемые «потери на сепарацию» 42, то есть потери того зерна, которое выбрасывается из машины сепарирующим устройством 10, выполненным в виде сепарирующего ротора 9 или клавишного соломотряса и расположенным в задней части сельскохозяйственной рабочей машины 1, и, соответственно, не передается в бункер 19 для зерна. Правый нижний сегмент 39 показывает так называемые «потери на очистку» 43, причем здесь отображаются потери того зерна, которое выбрасывается из сельскохозяйственной рабочей машины 1 очищающим устройством 17 (аналогично сепарирующему устройству 10) и не передается в бункер 19 для зерна. Кроме того, каждый из сегментов 39 индикатора содержит указатель 44 заданного значения, выполненный в виде горизонтальной черты. Этот указатель определяет максимально допустимый и задаваемый оператором 24 уровень потерь для соответствующего качественного параметра 40, благодаря чему оператор 24 может быстро понять, является ли удовлетворительным качество работы сельскохозяйственной рабочей машины 1.
Учитывая сложные взаимосвязи между разнообразнейшими параметрами 38a-c машины и, по меньшей мере, качественными параметрами 40, функции настройки сепарирующего устройства 10 и очищающего устройства 17 заложены в так называемые функции 45 автоматической настройки. В представленном варианте исполнения (см. фиг.2) функция 46 автоматической настройки сепарации запрограммирована на оптимизацию работы сепарирующего устройства 10, а функция 47 автоматической настройки очистки - на оптимизацию работы очищающего устройства 17, причем эти функции заложены в управляющее и анализирующее устройство 23. Изобретение допускает, что каждая из доступных функций 45 автоматической настройки может быть полностью или частично заложена в систему 28 помощи водителю.
На фигуре 3 приведены схематичные изображения, дающие более полное представление об индикаторе 22, относящемся к управляющему и регулирующему устройству 23, а также о доступных функциях 45 автоматической настройки. На фигуре 3a показана схематичная структура доступных функций 45 автоматической настройки, позволяющая лучше понять принцип их действия. Функция 46 автоматической настройки сепарации и функция 47 автоматической настройки очистки, равно как и любая функция 45 автоматической настройки, предназначенная для настройки рабочих органов 20 сельскохозяйственной рабочей машины 1, определяется полями характеристик 48. Характеристики 49, образующие поле 48 характеристик, в зависимости от факторов 50 воздействия описывают различные оценочные параметры 51 сельскохозяйственной рабочей машины 1. В предлагаемом варианте оценочный параметр 51 образует описанные ранее качественные параметры 40. В представленном варианте исполнения факторы 50 воздействия включают, по меньшей мере, частоту вращения сепарирующего устройства 10, выполненного в виде сепарирующего ротора 9, а также частоту вращения воздуходувного устройства 16, соединенного с очищающим устройством 17, и ширину раскрытия уровней 14, 15 фильтрации. Во время эксплуатации сельскохозяйственной рабочей машины 1, в данном случае, во время уборки урожая зерноуборочным комбайном 2 полученные рабочие точки 52 передаются непосредственно в поле 48 характеристик. Как показано в нижней части фигуры 3a, сельскохозяйственная рабочая машина 1 часто работает лишь в малой области 53 соответствующего заложенного поля 48 характеристик. Чтобы поле 48 характеристик, заложенное в управляющем и регулирующем устройстве 23, качественно воспроизводило соответствующий моделируемый процесс сепарации или очистки во всем заданном диапазоне значений, регулярно выполняется подход к точкам 54 измерения, которые не находятся в текущей использующейся области 53 соответствующего поля 48 характеристик и/или в его пограничных зонах. Вследствие этого модели сепарации или очистки, заложенные в функциях 45 автоматической настройки, достаточно точно отражают соответствующий процесс даже в пограничных зонах полей 48 характеристик и в не использующихся в настоящее время областях соответствующего поля 48 характеристик.
Если сельскохозяйственная рабочая машина 1 (в представленном варианте исполнения - зерноуборочный комбайн 2) эксплуатируется с включенной функцией 46 автоматической настройки сепарации и с включенной функцией 47 автоматической настройки очистки, то индикатор 22, соединенный с управляющим и регулирующим устройством 23, будет иметь структуру, показанную на фигуре 3b и описанную ранее. Значение каждого качественного параметра 40, в данном случае, «объема мякины» 41a, «доли зерна в мякине» 41b, «потерь на сепарацию» 42 и «потерь на очистку» 43 качественно визуализируется в форме выделенных цветом поверхностей 55. Каждая из поверхностей 55 изменяет свою протяженность в зависимости от значений «потерь на сепарацию» 42, «потерь зерна» 43 и «состава мякины» 41a, 41b, которые определяются управляющим и регулирующим устройством 23. При этом задачей функций 45 автоматической настройки является поддержание качественных критериев 40 в оптимальном состоянии и недопущение превышения ими соответствующего указателя 44 заданного значения.
Если теперь потребуется достичь определенной точки 54 измерения при помощи функций 45 автоматической настройки, то для описанного здесь варианта исполнения (см. фиг.3c и 3d) получаются два состояния 56, 57 активации. В одном состоянии 56 активации (фиг.3c) функция 46 автоматической настройки сепарации автоматически выполняет переход в точку 54 активации, которая лежит либо вне использующейся в настоящее время области 53, либо в пограничной зоне поля 48 характеристик, описывающего отделение зерна на сепарирующем устройстве 10. Чтобы оператор 24 сельскохозяйственной рабочей машины 1 получил информацию о том, что функция 46 автоматической настройки сепарации выполняет переход к точке 54 измерения, лежащей вне текущей рабочей области 53, на индикаторе 22с затемняется поверхность 55, соответствующая качественному параметру 40 «потери на сепарацию» 42. Кроме того, возможен вариант, в котором изменение размера затемненной поверхности 55 будет заморожено или будет по-прежнему отображать изменение «потерь на сепарацию» 42. Последний вариант информирует оператора 24 о ходе изменения, причем до достижения установившегося состояния может случиться так, что «потери на сепарацию» 42 кратковременно превысят отметку указателя 44 заданного значения. Чтобы подавать оператору 24 ясно различимый сигнал об оптимизации точки 54 измерения, лежащей вне текущей рабочей области 53, изобретение предусматривает, по меньшей мере, частичное перекрытие сегмента 39, отображающего «потери на сепарацию» 42, характеристичным символом 58, причем частично перекрытый рабочий и/или качественный параметр 37, 40 отображается в пассивном, предпочтительно, затемненном виде.
Аналогичным образом можно настроить структуру индикатора 22 для следующего состояния 57 активации согласно фигуре 3d. В этом случае функция 47 автоматической настройки очистки автоматически переходит к точке 54 измерения, которая лежит либо вне текущей области 53, либо в пограничной зоне поля 48 характеристик, описывающего отделение зерна на очищающем устройстве 17. Чтобы оператор 24 сельскохозяйственной рабочей машины 1 получил информацию о том, что функция 47 автоматической настройки очистки выполняет переход к точке 54 измерения, лежащей вне текущей рабочей области 53, на индикаторе 22d затемняются поверхности 55, соответствующие качественным параметрам 40 «потери на очистку» 43, «объем мякины» 41a, «доля зерна в мякине» 41b. Кроме того, возможен вариант, в котором изменение размера затемненной поверхности 55 будет заморожено или будет по-прежнему отображать изменение «потерь на очистку» 43, «объема мякины» 41a и «доли зерна в мякине» 41b. Последний вариант информирует оператора 24 о ходе изменения, причем до достижения установившегося состояния может случиться так, что «потери на очистку» 43, «объем мякины» 41a и «доля зерна в мякине» 41b кратковременно превысят отметки соответствующих указателей 44 заданного значения. Чтобы подавать оператору 24 ясно различимый сигнал об оптимизации точки 54 измерения, лежащей вне текущей рабочей области 53, изобретение и в этом случае предусматривает, по меньшей мере, частичное перекрытие сегмента 39, отображающего «потери на очистку» 43, характеристичным символом 58, причем частично перекрытый рабочий и/или качественный параметр 37, 40 отображается в пассивном, предпочтительно, затемненном виде.
Каждая из имеющихся функций 45 автоматической настройки может известным образом и независимо друг от друга активироваться и деактивироваться автоматически или под управлением оператора 24. Таким образом, количество одновременно работающих функций 45 автоматической настройки может определяться произвольно. Предпочтительно все функции 45 автоматической настройки всегда включаются вместе для оптимизации работы сельскохозяйственной рабочей машины 1. Согласно изобретению, целенаправленное отключение функции 45 автоматической настройки может быть обусловлено тем, что оператор 24 целенаправленно изменяет рабочий параметр 37 путем ввода определенного значения. Если оператор 24 производит перерегулирование во время целенаправленного перехода в точки 54 измерения, характеристичные символы 58 затемняются, и выделяются (возможно) затемненные до этого времени символы рабочих и/или качественных параметров 37, 40. В связи с этим можно также предусмотреть вариант, в котором оператору 24 на индикатор 22 выводится явное указание на отключение функций 45 автоматической настройки.
Поскольку управляющее и регулирующее устройство 23 известным образом устроено так, что оно отображает изменение качественных параметров 40 постоянно и независимо от статуса функций 45 автоматической настройки, в следующем варианте исполнения изобретения может быть предусмотрено отображение на индикаторе 22 пиктограмм 59, обозначающих функции 45 автоматической настройки. При активации функции 45 автоматической настройки соответствующая пиктограмма 59 выделяется, по меньшей мере, цветом. Соответственно, деактивация функции 45 автоматической настройки обозначается затемнением соответствующей пиктограммы 59.
Кроме того, изобретение предусматривает, что каждой функции 45 автоматической настройки назначено собственное поле 48 характеристик, причем отдельные функции 45 автоматической настройки, в том числе с использованием нескольких полей 48 характеристик, могут влиять на оптимизацию работы сельскохозяйственной рабочей машины 1. В представленном варианте исполнения функция 47 автоматической настройки очистки учитывает поля 48 характеристик, которые описывают как «потери на очистку» 43, так и «объем мякины» 41a и «долю зерна в мякине» 41b. Чтобы используемые поля 48 характеристик предоставляли пригодные к использованию значения для оценочных параметров 51 и, тем самым, для оптимальной работы сельскохозяйственной рабочей машины 1 даже при меняющихся факторах 50 воздействия, изобретение предусматривает ограничение перехода в точки 54 измерения, лежащие вне текущей рабочей области 53 или в пограничных зонах полей 48 характеристик, определенными временными интервалами или определенным количеством точек 54 измерения. Предпочтительно количество целенаправленно активизируемых точек 54 измерения ограничивается четырьмя точками. Определенные интервалы времени, в течение которых различные точки 54 измерения активизируются повторно, выбираются таким образом, чтобы длительность интервала возрастала по мере увеличения времени работы сельскохозяйственной рабочей машины 1, то есть предпочтительно, чтобы в начале работы длительность составляла менее 15 минут, а по мере увеличения времени работы увеличивалась до 30 минут. Кроме того, возможен вариант, в котором управляющее и регулирующее устройство 23 и, тем самым, функции 45 автоматической настройки автоматически включались при запуске сельскохозяйственной рабочей машины 1. Кроме того, в связи с этим возможен вариант, в котором при отключенных функциях 45 автоматической настройки оператору 24 может выводиться сообщение о том, что включение соответствующей функции 45 автоматической настройки повысит эффективность.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1
сельскохозяйственная рабочая машина
2
зерноуборочный комбайн
3
жатка
4
наклонный транспортер
5
поток убранной культуры
6
подбарабанье
7
молотильное устройство
8
концевой барабан
9
сепарирующий ротор
10
сепарирующее устройство
11
зерно
12
возвратное днище
13
питающее днище
14
уровень фильтрации
15
уровень фильтрации
16
воздуходувное устройство
17
очищающее устройство
18
элеватор
19
бункер для зерна
20
рабочий орган
21
кабина водителя
22
индикатор
23
управляющее и регулирующее устройство
24
оператор
25
система шин
26
датчик
27
индикатор
28
система помощи водителю
29
информация
30
вычислительное устройство
31
внутренняя информация
32
внешняя информация
33
информация
34
выходной сигнал
35
сигнал индикации
36
сигнал рабочего органа
37
рабочий параметр
38
окно горячих клавиш
39
сегмент индикатора
40
качественный параметр
41
мякина
41a
объем мякины
41b
доля зерна в мякине
42
потери на сепарацию
43
потери на очистку
44
указатель заданного значения
45
функция автоматической настройки
46
функция автоматической настройки сепарации
47
функция автоматической настройки очистки
48
поле характеристик
49
характеристика
50
фактор воздействия
51
оценочный параметр
52
рабочая точка
53
область
54
точка измерения
55
поверхность
56
состояние регулирования
57
состояние регулирования
58
характеристичный символ
59
пиктограмма.