КОНСТРУКЦИЯ ШАРНИРНО-СОЧЛЕНЕННОЙ УБОРОЧНОЙ ЖАТКИ С ДАТЧИКОМ НАГРУЗКИ
ARTICULATED HARVESTING HEAD LOAD SENSOR ARRANGEMENT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к сельскохозяйственным уборочным машинам. Более конкретно, оно относится к сельскохозяйственным уборочным жаткам. Еще более конкретно, оно относится к конструкциям шарнирно-сочлененной сельскохозяйственной уборочной жатки с датчиком нагрузки.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сельскохозяйственные уборочные жатки, такие как ленточные жатки, приспособлены для следования близко к земле при уборке зерновых культур. Для того чтобы гарантировать, что они следуют близко к земле, они приспособлены для контакта с землей и приложения небольшого приземляющего усилия к земле. Для того чтобы гарантировать, что лишь небольшая часть их веса действительно прижимается к земле, предусмотрены электрогидравлические схемы. Когда грунт поднимается и опускается под сельскохозяйственной уборочной жаткой, положение сельскохозяйственной уборочной жатки регулируется вверх и вниз относительно сельскохозяйственного комбайна, на котором закреплена сельскохозяйственная уборочная жатка. Это позволяет сельскохозяйственной уборочной жатке приспосабливаться к изменяющемуся рельефу местности.
В последние годы были разработаны шарнирно-сочлененные сельскохозяйственные уборочные жатки. Шарнирно-сочлененные жатки содержат две или более удлиненные секции, которые шарнирно соединены друг с другом. При изменении рельефа местности каждая секция поднимается или опускается относительно земли независимо от других секций.
Одной из проблем шарнирно-сочлененных сельскохозяйственных уборочных жаток является поддержание относительно постоянного и малого усилия на землю. Например, в трехсекционной шарнирно-сочлененной сельскохозяйственной уборочной жатке, две крайние секции шарнирно соединены с центральной секцией. Центральная секция закреплена на самом сельскохозяйственном комбайне. Две крайние шарнирно-сочлененные секции опираются на землю, а также опираются на саму центральную секцию. Для того чтобы поддерживать постоянное приземляющее усилие двух крайних шарнирно-сочлененных секций на землю, часть их нагрузки необходимо передавать на центральную секцию. Кроме того, центральная секция также должна поддерживать относительно постоянное приземляющее усилие на землю. Такая передача нагрузки между секциями и самим сельскохозяйственным комбайном представляет собой сложную задачу.
Вместе с тем, когда рельеф местности изменяется, две крайние шарнирно-сочлененные секции могут контактировать с землей с таким усилием, что обе крайние шарнирно-сочлененные секции оттягиваются назад, что может привести к повреждению сельскохозяйственной уборочной жатки или транспортера зерноуборочного комбайна, который поддерживает сельскохозяйственную уборочную жатку и перемещает ее по полю.
Для того чтобы предотвратить это, важно, чтобы происходили некоторые автоматические реакции всякий раз, когда крайние шарнирно-сочлененные секции сельскохозяйственной уборочной жатки слишком глубоко зарываются в землю и создают слишком большое усилие противодавления.
Поэтому существует необходимость в усовершенствованной конструкции для контроля приземляющего усилия, прикладываемого к крайним секциям шарнирно-сочлененной сельскохозяйственной уборочной жатки, чтобы позволить предпринять корректирующее действие и предотвратить повреждение шарнирно-сочлененной сельскохозяйственной уборочной жатки.
Задачей настоящего изобретения является создание такой конструкции.
КРАТКАЯ СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с одним аспектом изобретения, предложена конструкция шарнирно-сочлененной уборочной жатки с датчиком нагрузки, содержащая: первую секцию уборочной жатки; вторую секцию уборочной жатки, шарнирно соединенную с первой секцией уборочной жатки; и первый поворотный шкворень, шарнирно соединяющий первую секцию уборочной жатки со второй секцией уборочной жатки; причем первый поворотный шкворень представляет собой ось действия нагрузки, выполненную с возможностью генерирования электрического сигнала, указывающего нагрузку, приложенную к упомянутому первому поворотному шкворню.
Упомянутый первый поворотный шкворень может быть цилиндрическим и может образовывать продольную ось.
Упомянутая продольная ось первого поворотного шкворня может быть расположена по существу вертикально.
Конструкция шарнирно-сочлененной уборочной жатки с датчиком нагрузки может дополнительно содержать второй поворотный шкворень, причем упомянутый второй поворотный шкворень может быть выполнен с возможностью шарнирного соединения первой секции уборочной жатки со второй секцией уборочной жатки.
Упомянутый первый поворотный шкворень может образовывать две диаметрально противоположные цапфы перекрестной цапфы.
Упомянутый первый поворотный шкворень может быть расположен внутри второго поворотного шкворня, а второй поворотный шкворень может содержать центральное отверстие и два противоположных конца, которые образуют две диаметрально противоположные цапфы перекрестной цапфы.
Центральная ось второго поворотного шкворня может быть расположена в той же плоскости, что и центральная ось первого поворотного шкворня.
Первый поворотный шкворень может поворачиваться совместно с первой секцией уборочной жатки относительно второй секции уборочной жатки.
В соответствии со вторым аспектом изобретения, может быть предложена конструкция шарнирно-сочлененной уборочной жатки с датчиком нагрузки, содержащая: первую секцию уборочной жатки; вторую секцию уборочной жатки; третью секцию уборочной жатки; первый поворотный шкворень, шарнирно соединяющий первую секцию уборочной жатки со второй секцией уборочной жатки; и второй поворотный шкворень, шарнирно соединяющий третью секцию уборочной жатки со второй секцией уборочной жатки; причем упомянутый первый поворотный шкворень и упомянутый второй поворотный шкворень представляют собой оси действия нагрузки.
Первый поворотный шкворень может быть выполнен с возможностью генерирования первого сигнала нагрузки, указывающего приземляющее усилие, прикладываемое к первой секции уборочной жатки, а второй поворотный шкворень может быть выполнен с возможностью генерирования второго сигнала нагрузки, указывающего приземляющее усилие, прикладываемое к третьей секции уборочной жатки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе спереди сельскохозяйственной уборочной жатки в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе спереди сельскохозяйственной уборочной жатки, показанной на фиг. 1, с удаленными задними пластинами и транспортерными лентами.
Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе крупным планом правого шарнирного соединения между центральной секцией сельскохозяйственной уборочной жатки, показанной на фиг. 1-2, и правой боковой секцией сельскохозяйственной уборочной жатки, показанной на фиг. 1-2.
Фиг. 4 представляет собой вид в перспективе правого шарнирного соединения, показанного на фиг. 3, в разрезе по линии 4-4 в соответствии с фиг. 3.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Термины «поперечный», «поперек», «сбоку» или «боковой» относятся к направлению, которое является горизонтальным и по существу параллельным продольному удлинению самой сельскохозяйственной уборочной жатки. Данное направление перпендикулярно направлению движения «V» машины, когда она перемещается по полю, убирая зерновые культуры. Термины «перед», «передний», «вперед», «впереди» и т.п. относятся к направлению движения «V». Термины «задний», «сзади», «позади», «назад» и т.п. относятся к направлению, противоположному направлению движения «V». Термины «внутренний» или «внутри» относятся к направлению, по существу параллельному продольному удлинению сельскохозяйственной уборочной жатки и к поперечной середине сельскохозяйственной уборочной жатки. Термины «наружный» или «снаружи» относятся к направлению, по существу параллельному продольному удлинению сельскохозяйственной уборочной жатки и от поперечной середины сельскохозяйственной уборочной жатки.
Сельскохозяйственная уборочная жатка, описанная здесь, является симметричной относительно вертикальной и продолжающейся вперед и назад плоскости, проходящей через поперечную середину сельскохозяйственной уборочной жатки 100. Поэтому приведенное ниже описание, относящееся к структуре и конструкции правой стороны сельскохозяйственной уборочной жатки 100, одинаково применимо к левой стороне сельскохозяйственной уборочной жатки 100, но в зеркальном отражении.
На фиг. 1, сельскохозяйственная уборочная жатка 100 включает в себя левую секцию 102, центральную секцию 104 и правую секцию 106. Левый транспортер 108 бесконечного ленточного типа расположен на левой стороне сельскохозяйственной уборочной жатки 100. Левый транспортер 108 перемещает зерновые культуры направо и к поперечной середине сельскохозяйственной уборочной жатки 100.
Правый транспортер 110 бесконечного ленточного типа расположен на правой стороне сельскохозяйственной уборочной жатки 100. Правый транспортер 110 перемещает зерновые культуры налево и к поперечной середине сельскохозяйственной уборочной жатки 100.
Центральный транспортер 112 бесконечного ленточного типа расположен на центральной секции сельскохозяйственной уборочной жатки 100 и выполнен с возможностью приема срезанного материала зерновой культуры и перемещения его назад через отверстие 114 в задней стенке сельскохозяйственной уборочной жатки 100.
Удлиненный нож 116, совершающий возвратно-поступательное движение, продолжается поперечно по переднему краю сельскохозяйственной уборочной жатки 100 по существу по всей ширине сельскохозяйственной уборочной жатки 100. Он выполнен с возможностью срезания хлебных злаков около их корней. Данные хлебные злаки направляются посредством обычного мотовила (не показанного) уборочной жатки назад на левый транспортер 108, правый транспортер 110 и центральный транспортер 112.
Ссылаясь на фиг. 2, правая секция 106 содержит правую раму 118, которая содержит верхний элемент 120 рамы, который продолжается поперечно по всей ширине правой секции 106, нижний элемент 122 рамы, который продолжается поперечно по всей ширине правой секции 106, множество вертикальных распорок 124, которые соединяют верхний элемент 120 рамы с нижним элементом 122 рамы, и отлитую деталь 126, которая прикреплена к внутренним концам как верхнего элемента 120 рамы, так и нижнего элемента 122 рамы. Нижний элемент 122 рамы содержит множество разнесенных, удлиняющихся вперед консолей 128, которые поддерживают валики 130, а также поддерживают нож 116, совершающий возвратно-поступательное движение. Опорные валики 130 поддерживают бесконечные ленты на правой секции 106, которые показаны на фиг. 1.
Центральная секция 104 содержит центральную раму 132, которая содержит верхний элемент 134 рамы, которые продолжается поперечно по всей ширине центральной секции, нижний элемент 136 рамы, который продолжается поперечно по всей ширине центральной секции 104, отлитую деталь 138, расположенную в левом конце центральной секции 104, которая прикреплена к внешним левым концам как верхнего элемента 134 рамы, так и нижнего элемента 136 рамы, отлитую деталь 140, расположенную в правом конце центральной секции 104, которая прикреплена к внешним правым концам как верхнего элемента 134 рамы, так и нижнего элемента 136 рамы, множество вертикальных распорок 142, которые соединяют верхний элемент 134 рамы с нижним элементом 136 рамы, и множество разнесенных, удлиняющихся вперед консолей 144, которые поддерживают валики 146, а также поддерживают нож 116, совершающий возвратно-поступательное движение. Опорные валики 146 поддерживают бесконечные ленты на центральной секции 104, которые показаны на фиг. 1. Центральная секция 104 одинаковая в каждом конце со всеми элементами, симметричными относительно центральной вертикальной и продолжающейся вперед и назад плоскости.
На фиг. 3 показано правое шарнирное соединение 148. Правое шарнирное соединение 148 содержит переднее шарнирное соединение и заднее шарнирное соединение. Переднее шарнирное соединение содержит два продолжающихся внутрь выступа 150 отлитой детали 126, которые образуют между собой зазор. Данный зазор принимает продолжающийся наружу выступ 152 отлитой детали 140. Первый поворотный шкворень 154 помещается в и поддерживается в отверстиях в двух продолжающихся внутрь выступах 150 и продолжающихся наружу выступах 152. Данная конструкция позволяет отлитой детали 126 (и соответственно правой секции 106) поворачиваться вверх и вниз относительно отлитой детали 140 (и соответственно центральной секции 104) вокруг продолжающейся вперед и назад оси 156. Центральная линия первого поворотного шкворня 154 совпадает с продолжающейся вперед и назад осью 156.
Правое шарнирное соединение 148 содержит также заднее шарнирное соединение, которое в свою очередь содержит верхний и продолжающийся внутрь выступ 158, и нижний и продолжающийся внутрь выступ 160, которые образуют между собой зазор. Эти два выступа соединены вместе посредством второго поворотного шкворня 162, который поддерживается в отверстиях как в верхнем и продолжающемся внутрь выступе 158, так и в нижнем и продолжающемся внутрь выступе 160. Второй поворотный шкворень 162 продолжается вертикально и содержит центральную ось 164, которая пересекается с продолжающейся вперед и назад осью 156.
Заднее шарнирное соединение дополнительно содержит передний и продолжающийся наружу выступ 166, и задний и продолжающийся наружу выступ 168. Выступы 166 и 168 образуют между собой пространство, через которое продолжается второй поворотный шкворень 162. Третий поворотный шкворень 170 помещается в и поддерживается в отверстиях в продолжающемся наружу выступе 166 и продолжающемся наружу выступе 168.
Третий поворотный шкворень 170 окружает и поддерживает центральный участок второго поворотного шкворня 162. В третьем поворотном шкворне 170 образовано цилиндрическое отверстие 172, образованное в центральном участке третьего поворотного шкворня 170. Отверстие 172 проходит полностью через третий поворотный шкворень 170 и поддерживает центральный участок второго поворотного шкворня 162. Центральная ось 164 пересекает продольную ось 176 третьего поворотного шкворня 170. Ось 164 второго шарнира и продольная ось 176 пересекаются под прямым углом. Продольная ось 176 и продольная ось 156 совпадают. Правая секция 106 поворачивается относительно центральной секции 104 вокруг продольной оси 176 и продольной оси 156.
Заднее шарнирное соединение представляет собой карданное соединение или универсальный шарнир. Второй поворотный шкворень 162 и третий поворотный шкворень 170 образуют перекрестную цапфу универсального шарнира. Верхний и нижний концы второго поворотного шкворня 162 образуют верхний и нижний концы, соответственно, перекрестной цапфы. Они являются диаметрально противоположными цапфами перекрестной цапфы, ориентированными по существу вертикально. Передний и задний концы третьего поворотного шкворня 170 образуют передний и задний концы, соответственно, перекрестной цапфы. Они являются диаметрально противоположными цапфами перекрестной цапфы, ориентированными по существу горизонтально.
Данная конструкция универсального шарнира особенно предпочтительна в случае повреждения сельскохозяйственной уборочной жатки 100. Если приземляющее усилие, действующее на правую секцию 106, становится слишком большим, то первый поворотный шкворень 154 может сломаться. Благодаря выполнению заднего шарнирного соединения в виде универсального шарнира, правая секция 106 способна поворачиваться как назад, так и вверх от земли вокруг заднего шарнирного соединения, если первый поворотный шкворень 154 сломается. Кроме того, если первый поворотный шкворень 154 сломается, то либо оператор, либо автоматическая система, механически зафиксированная, оперативно втягивает гидравлический цилиндр 178, тем самым активно поднимая правую секцию 106 от земли и от препятствия, которое привело к поломке первого поворотного шкворня. Кроме того, такое одновременное перемещение правой секции 106 вверх и назад обеспечивается, поскольку заднее шарнирное соединение выполнено в виде универсального шарнира.
Гидравлический цилиндр 178 подсоединен к и между центральной секцией 104 и правой секцией 106. Штоковый конец гидравлического цилиндра 176 подсоединен к верхней части отлитой детали 126 в точке, расположенной выше оси 156. Цилиндрический конец гидравлического цилиндра 178 подсоединен к верхней части отлитой детали 140.
Когда гидравлический цилиндр 178 уменьшается в длину, он притягивает верхнюю часть правой секции 106 и верхнюю часть центральной секции 104 друг к другу. Это позволяет правой секции 106 поворачиваться вверх относительно центральной секции 104 вокруг оси 156 и оси 176. Когда гидравлический цилиндр 178 увеличивается в длину, он позволяет верхней части правой секции 106 и верхней части центральной секции 104 удаляться друг от друга. Это позволяет правой секции 106 поворачиваться вниз относительно центральной секции 104 вокруг оси 156 и оси 176.
Второй поворотный шкворень 162 представляет собой ось действия нагрузки. Он выполнен с возможностью восприятия нагрузок, прикладываемых ко второму поворотному шкворню 162, чтобы генерировать соответствующий сигнал нагрузки и передавать данный сигнал нагрузки во внешнее устройство через провод 180 датчика. Когда правая секция 106 поворачивается вверх и вниз относительно центральной секции 104, второй поворотный шкворень 162 поворачивается вместе с правой секцией 106. Таким образом, независимо от поворотного положения правой секции 106, второй поворотный шкворень 162 сохраняет неизменное пространственное положение и ориентацию с правой секцией 106, и соответственно выдает более стабильный сигнал нагрузки независимо от поворотного положения правой секции 106.
Первый поворотный шкворень 154, второй поворотный шкворень 162 и третий поворотный шкворень 170 образуют продольные оси, которые расположены в одной плоскости. Первый поворотный шкворень 154 и третий поворотный шкворень 170 содержат продольные оси, которые являются совпадающими. Второй поворотный шкворень 162 и третий поворотный шкворень 170 содержат продольные оси, которые пересекаются в середине перекрестной цапфы.
Когда сельскохозяйственная уборочная жатка 100 перемещается по полю в направлении движения «V» (см. фиг. 1-2), правая секция 106 контактирует с землей. Если данный контакт с землей небольшой, то правая секция 106 будет скользить над землей, и земля будет прикладывать к правой секции 106 лишь небольшое усилие «GF», направленное назад (см. фиг. 1-2). Но если данный контакт с землей будет большим, то правая секция будет стремиться врезаться в землю, и земля будет прикладывать к правой секции 106 очень большое усилие «GF», направленное назад (см. фиг. 1-2). Усилие «GF», направленное назад, создает крутящий момент вокруг правого шарнирного соединения 148, которому противодействует противоположный крутящий момент, прикладываемый к правому шарнирному соединению 148 посредством усилия «F1», прикладываемого первым поворотным шкворнем 154 (см. фиг. 3) и усилия «F2», прикладываемого вторым поворотным шкворнем 162 (см. фиг. 3). В результате, при любом усилии от земли «GF», усилия «F1» и «F2» будут значительно больше чем «GF». Если же усилие от земли «GF» будет слишком большим, то возможно повреждение сельскохозяйственной уборочной жатки 100. Второй поворотный шкворень 162 выдает сигнал нагрузки, который характеризует величину усилия от земли «GF» и может быть использован для управления работой зерноуборочного комбайна.
Следует понимать, что конкретные конструкции, показанные и описанные в данном документе, не являются единственными способами осуществления настоящего изобретения. Конструкции, показанные в данном документе, представляют собой предпочтительные на данный момент варианты осуществления настоящего изобретения. Однако специалист в области разработки и изготовления зерноуборочных комбайнов и сельскохозяйственных уборочных жаток способен легко придумать другие варианты, которые также находятся в пределах объема приведенной ниже формулы изобретения.
Например, задний поворотный шкворень необязательно должен быть выполнен в виде универсального шарнира. Вместо этого, задний поворотный шкворень может быть выполнен точно таким же, как передний поворотный шкворень с одним поворотным шкворнем, продолжающимся вперед и назад, вместо третьего поворотного шкворня 170 и коаксиальным с первым поворотным шкворнем 154. В данной конструкции, один поворотный шкворень будет представлять собой ось действия нагрузки.
В качестве другого примера, первый поворотный шкворень 154 может представлять собой ось действия нагрузки второго поворотного шкворня 162.
В качестве другого примера, перекрестная цапфа, образованная вторым поворотным шкворнем и третьим поворотным шкворнем, может быть повернута на 90° вокруг поперечно продолжающейся оси так, что второй поворотный шкворень 162 занимает показанное положение третьего поворотного шкворня 170, а третий поворотный шкворень 170 занимает показанное положение второго поворотного шкворня 162.