САМОДВИЖУЩАЯСЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ УБОРОЧНАЯ МАШИНА С ПОВОРОТНОЙ ВОКРУГ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСИ УБОРОЧНОЙ НАСАДКОЙ
AUTOMOTIVE HARVESTER WITH ROTATING AROUND VERTICAL AXIS HARVESTING HEAD

Изобретение относится к самодвижущейся сельскохозяйственной уборочной машине, содержащей шасси, которое опирается на находящиеся в сцеплении с почвой средства, посредством которых уборочная машина может перемещаться в нормальном переднем направлении по полю, рулевое управляющее устройство, посредством которого управляются находящиеся в сцеплении с почвой средства, расположенное внутри шасси обрабатывающее собираемый урожай устройство и расположенный на передней стороне шасси втягивающий транспортер, перед которым расположена установленная относительно шасси с возможностью поворота вокруг вертикальной оси уборочная насадка для приема собираемого урожая, который в режиме уборки подается с помощью втягивающего транспортера в обрабатывающее собираемый урожай устройство.
Многие типы самодвижущихся сельскохозяйственных уборочных машин содержат шасси, которое снабжено приводными передними колесами и управляемыми задними колесами. Примерами являются зерновые комбайны и силосоуборочные комбайны. На передней стороне шасси уборочной машины установлена уборочная насадка для приема лежащего или стоящего на поле собираемого урожая, которая в режиме уборки передает собираемый урожай на соединенный с шасси втягивающий транспортер, который в зерновых комбайнах называется наклонным транспортером, а в силосоуборочных комбайнах - втягивающим корпусом. Втягивающий транспортер подает собираемый урожай во внутреннее пространство шасси, в котором расположены обрабатывающие собираемый урожай устройства, такие как молотильное, разделительное и очищающее устройства в зерновых комбайнах и измельчители в силосоуборочных комбайнах.
Уборочные насадки обычно являются сменными, однако в противном случае жестко устанавливаются на втягивающем транспортере. Для согласования с контуром почвы втягивающий транспортер, как правило, крепится относительно шасси уборочной машины с возможностью поворота с помощью исполнительного механизма вокруг горизонтальной и проходящей поперек переднего направления оси. Подходящий блок управления измеряет высоту уборочной насадки над почвой с помощью датчика и управляет исполнительным механизмом так, что достигается желаемая высота или желаемое давление прилегания уборочной насадки к почве. Этот управляющий блок может дополнительно поворачивать уборочную насадку относительно втягивающего транспортера вокруг горизонтальной и проходящей в переднем направлении уборочной машины оси (см. ЕР 1269823 А1), что целесообразно в зерновых комбайнах для работ на склонах с самостоятельной горизонтальной ориентацией шасси с помощью переставляемых по высоте колес при движении по боковым склонам. Предлагалось также автоматически поворачивать уборочную насадку относительно втягивающего транспортера вокруг горизонтальной и проходящей поперек переднего направления оси (DE 29519842 U) с целью обеспечения постоянно оптимального угла резания уборочных ножей относительно собираемого урожая. Таким образом, известны поворачиваемые относительно втягивающего транспортера вокруг горизонтальных осей уборочные насадки.
Для уменьшения радиуса наружного в повороте конца уборочной насадки и тем самым обеспечения более легкого маневрирования уборочной машины при скашивании края поля в углах поля, соответственно, ориентации также направляющих для стеблей в поворотах поперек переднего направления уборочной машины предлагалось всю уборочную насадку устанавливать с возможностью поворота относительно уборочной машины вокруг вертикальной оси и управлять в зависимости от угла поворота рулевого колеса уборочной машины (ЕР 1808063 А1 и ЕР 1733606 А1).
В настоящее время существует потребность во все более широких уборочных насадках. Однако ширина не опирающихся отдельно на почву уборочных насадок ограничена несущей способностью уборочной машины, соответственно, почвы под колесами или гусеницами уборочной машины. Хотя известно также описание уборочных машин с установленными на уборочной насадке колесами (US 4329833 А1), однако имеются опасения, что такие уборочные машины при трудных почвенных условиях, таких как, например, на боковом склоне или при размягченной почве, едва ли могут продвигаться вперед, поскольку привод осуществляется лишь на колеса уборочной машины и пассивно управляемые (установленные сзади) колеса уборочной насадки едва ли могут, например на боковом склоне, направлять уборочную насадку по желаемой колее.
Положенная в основу изобретения задача состоит в создании самодвижущейся уборочной машины, содержащей установленную с возможностью поворота относительно уборочной машины вокруг вертикальной оси уборочную насадку, которая даже при трудных почвенных условиях может без проблем перемещаться по полю.
Эта задача решена согласно изобретению с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения, при этом в других пунктах формулы изобретения указаны признаки предпочтительных модификаций изобретения.
Самодвижущаяся сельскохозяйственная уборочная машина содержит шасси, которое опирается на находящиеся в сцеплении с почвой средства (например, колеса и/или гусеницы), с помощью которых обеспечивается возможность движения уборочной машины в нормальном переднем направлении по полю. Уборочная машина снабжена работающим вручную или автоматически, базирующимся, например, на спутниковом устройстве определения местоположения и/или на измеряющей механически или оптически состояние поля опорной технике рулевым управляющим устройством, предназначенным для управления находящимися в сцеплении с почвой средствами, для чего колеса переставляются вокруг вертикальной оси, а гусеницы могут приводиться в движение с разными скоростями. Внутри шасси расположено обрабатывающее собираемый урожай устройство, и на передней стороне шасси находится втягивающий транспортер, перед которым расположена установленная с возможностью поворота относительно шасси вокруг вертикальной оси уборочная насадка для приема собираемого урожая. Собираемый урожай подается в режиме уборки с помощью втягивающего транспортера в обрабатывающее собираемый урожай устройство. Уборочная насадка опирается на почву с помощью приводных и управляемых с помощью приводимого в действие с помощью посторонней силы, соединенного с рулевым управляющим устройством исполнительного механизма средств сцепления с почвой уборочной насадки, которые могут быть также колесами и/или гусеницами (гусеничные движители).
Другими словами, уборочная насадка снабжена управляемыми и приводными средствами сцепления с почвой уборочной насадки (в виде колес и/или гусениц (гусеничные движители)). Исполнительный механизм для управления средствами сцепления с почвой уборочной насадки соединен с рулевым управляющим устройством уборочной машины, так что средствами сцепления с почвой уборочной насадки можно желаемым образом управлять вручную или автоматически с целью обеспечения движения уборочной насадки и уборочной машины по желаемой траектории. Таким образом, уборочная насадка не только подпирается средствами сцепления с почвой уборочной насадки, но также активно перемещается вперед и активно управляется. За счет этого улучшается тяга при трудных почвенных условиях и уменьшается уплотнение почвы. Отпадает необходимость в отдельном исполнительном механизме для поворота уборочной насадки относительно шасси уборочной машины.
В одном предпочтительном варианте выполнения между уборочной насадкой и втягивающим транспортером расположен еще вытянутый (продольно протяжный) промежуточный транспортер. Уборочная насадка смещена относительно уборочной машины вперед, что обеспечивает то преимущество, что уборочная насадка может быть выполнена настолько широкой, что она в боковом направлении может выходить за наружный конец разгрузочного транспортера уборочной машины и транспортное средство для приема собираемого урожая или остатков собираемого урожая может двигаться позади уборочной насадки внутри ее боковых габаритных размеров. Разгрузочный транспортер также не должен быть настолько длинным, чтобы выступать в сторону за уборочную насадку.
Уборочная насадка может содержать три сегмента со средствами для приема собираемого урожая, на задней стороне которых расположены транспортеры, которые передают принимаемый собираемый урожай на промежуточный транспортер. Средний сегмент для приема собираемого урожая может быть традиционной, обычно отдельно применяемой уборочной насадкой, например жаткой, с поперечным шнековым транспортером или лентами для поперечной транспортировки собираемого урожая. Эта обычно отдельно применяемая уборочная насадка может быть съемно установлена с помощью обычных держателей на промежуточном транспортере.
Для транспортировки уборочной насадки по дороге сегменты уборочной насадки можно переводить в сложенное транспортировочное положение, в котором наружные сегменты повернуты назад из своего рабочего положения противоположно переднему направлению вокруг вертикальной оси и находятся над промежуточным транспортером. Средний сегмент (или наружные сегменты) уборочной насадки можно затем дополнительно сдвигать противоположно переднему направлению относительно средств сцепления с почвой уборочной насадки в положение транспортировки. Уборочную насадку можно затем буксировать с помощью уборочной машины или другого тягового транспортного средства для следующего использования или хранения.
Предпочтительно предусмотрена возможность изменения скорости подачи промежуточного транспортера и управления на основе датчика для измерения с прогнозированием количества принимаемого собираемого урожая для обеспечения равномерности количества подаваемого в обрабатывающее собираемый урожай устройство собираемого урожая. В этой связи делается ссылка на раскрытие в DE 19921466 А1.
Вертикальная ось, вокруг которой уборочная насадка поворачивается относительно транспортного средства, может находиться между промежуточным транспортером и втягивающим транспортером или между уборочной насадкой и промежуточным транспортером. Однако возможно также наличие двух таких осей, из которых одна находится между промежуточным транспортером и втягивающим транспортером, а другая - между уборочной насадкой и промежуточным транспортером.
Как правило, управление исполнительным механизмом для управления средствами сцепления с почвой уборочной насадки осуществляется так, что управление ими происходит в противоположном направлении относительно управляемых, находящихся в сцеплении с почвой средств уборочной машины. За счет этого уборочная насадка движется приблизительно по той же траектории, что и уборочная машина, что, например, при развороте на краю поля приводит к меньшему радиусу поворота. Однако при движении по боковому склону может быть целесообразным подавать в рулевое управляющее устройство сигналы относительно наклона бокового склона и посредством рулевого управляющего устройства управлять исполнительным механизмом уборочной насадки в зависимости от наклона бокового склона, для того чтобы уборочная насадка двигалась по желаемой траектории за счет тяги с помощью средств сцепления с почвой уборочной насадки вверх по склону с целью компенсации возможного проскальзывания.
Данное изобретение пригодно для всех видов уборочных машин, таких как зерновые комбайны, силосоуборочные комбайны, хлопкоуборочные машины или самодвижущиеся прессы тюков.
Ниже приводится более подробное описание изобретения на основании примера выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг.1 - самодвижущаяся уборочная машина с уборочной насадкой и двумя транспортными средствами на виде сверху;
фиг.2 - уборочная машина, согласно фиг.1, при движении в повороте;
фиг.3 - уборочная машина, согласно фиг.1, при движении по боковому склону;
фиг.4 - уборочная насадка по фиг.1 в частично приведенном в транспортировочное состояние положении; и
фиг.5 - уборочная насадка по фиг.1 в полностью приведенном в транспортировочное состояние положении.
Показанная на фиг.1 уборочная машина 10 в виде зернового комбайна содержит шасси 12, которое опирается на два передних приводных находящихся в сцеплении с почвой средства 14 в виде колес и на два задних управляемых находящихся в сцеплении с почвой средства 16 в виде колес, и кабину 18 водителя, из которой водитель может управлять уборочной машиной. При уборке и при движении по дороге уборочная машина 10 движется в заданном направлением взгляда водителя в кабине 18 нормальном переднем направлении V (то есть направление движения вперед). Однако она может временно двигаться также, например, при развороте назад.
Уборочная насадка 20 применяется в виде образованного из трех сегментов 22, 24 и 26 кукурузного початкособирателя с початкообрывочными блоками для приема собираемого урожая и подачи через задние транспортеры 28, 30, 32 на вытянутый промежуточный транспортер 34, который в свою очередь подает его на выполненный в виде наклонного транспортера втягивающий транспортер 36 уборочной машины 10. Собираемый урожай подается с помощью втягивающего транспортера 36 в обрабатывающее собираемый урожай устройство 35 уборочной машины 10, которое само по себе известно и может быть выполнено в виде осевой или тангенциальной молотилки для обмолота и разделения собираемого урожая. Зерно и мякина падают через решетки на дне обрабатывающего собираемый урожай устройства 35 в систему очистки, которая удаляет мякину и подает чистое зерно в подъемник зерна, который подает чистое зерно в зерновой бункер 38. Чистое зерно из зернового бункера 38 можно разгружать с помощью разгрузочного транспортера 40 в прицеп 42 первого транспортного средства 44. Обмолоченная, освобожденная от зерна солома выбрасывается из обрабатывающего собираемый урожай устройства 36 через выходной канал 46 на прицеп 48 второго транспортного средства 50. Приводные компоненты уборочной машины 10 приводятся в действие с помощью двигателя внутреннего сгорания. В последующем все указания направления, такие как вперед, назад, вверх, вниз даны относительно нормального переднего направления V.
Уборочная насадка 20 содержит три сегмента 22, 24 и 26. Левый сегмент 22 находится на левой стороне вытянутого промежуточного транспортера 34, а правый сегмент 24 находится на правой стороне вытянутого промежуточного транспортера 34. Задние транспортеры 28 и 30 левого и правого сегмента 22, 24 транспортируют собираемый урожай поперек переднего направления V к середине уборочной насадки 20, где он принимается на промежуточный транспортер 34 и подается на втягивающий транспортер 36. Средний сегмент 26 уборочной насадки 20 расположен перед левым и правым сегментом 22, 24, и его транспортер 32 транспортирует принимаемый средним сегментом 26 собираемый урожай назад к вытянутому промежуточному транспортеру 34. Средний сегмент 26 может быть отдельной обычной уборочной насадкой. Поскольку средний сегмент 26 перекрывается внутренними зонами сегментов 22 и 24, то при движении в поворотах не возникает потери собираемого урожая. Однако в качестве альтернативного решения или дополнительно средний сегмент 26 можно сдвигать или поворачивать вокруг вертикальной оси с помощью исполнительного механизма (не показан) при движении в повороте к середине поворота с целью предотвращения таких потерь собираемого урожая.
Транспортеры 28-32 и 34 могут быть выполнены в виде ленточных конвейеров и приводиться в движение с помощью электродвигателя или гидравлически. Приводные элементы сегментов 22-26 могут также приводиться в действие с помощью электродвигателей или гидромоторов. Вместо показанной предназначенной для уборки кукурузы уборочной насадки 20 можно также применять предназначенную для уборки зерна саму по себе жесткую или гибкую уборочную насадку, которая снабжена мотовилами, жатками и транспортерами 28-32 в виде шнеков или транспортерных лент. В качестве альтернативного решения можно снабжать уборочную насадку 20 также косилочными барабанами, которые обеспечивают прием без заторов собираемого урожая, в частности для автономных, работающих без оператора уборочных машин. Уборочная насадка 20 может быть также предназначена для уборки подсолнухов.
Уборочная насадка 20 снабжена средствами 52 сцепления с почвой уборочной насадки в виде колес, которые приводятся в движения с помощью электродвигателей или гидромоторов и управляются с помощью приводимого в действие внешней силой исполнительного механизма 54, который может быть выполнен в виде гидравлического цилиндра или электродвигателя. Вытянутый промежуточный транспортер 34 на своем заднем конце шарнирно соединен с возможностью поворота вокруг вертикальной оси 56 с втягивающим транспортером 36. Другая (или альтернативно применяемая) ось 60, с возможностью поворота вокруг которой промежуточный транспортер 34 может быть шарнирно соединен с уборочной насадкой 20, находится между уборочной насадкой 20 и вытянутым (продольно протяженным) промежуточным транспортером 34. Рулевое управляющее устройство 62 уборочной машины 10 соединено, с одной стороны, с исполнительными механизмами для управления задними колесами 16 и, с другой стороны, с исполнительным механизмом 54 для управления средствами 52 сцепления с почвой уборочной насадки. Как показано на фиг.2, в ситуации разворота уборочной машины 10 на краю поля рулевое управляющее устройство 62 управляет задними колесами 16 и средствами 52 сцепления с почвой уборочной насадки обычно в противоположных направлениях, так что уборочная насадка 20 и уборочная машина 10 двигаются на общей траектории, и соблюдается закон Аккермана. Углы разгрузочного транспортера 40 и выходного канала 46, как показано на фиг.3, могут самостоятельно синхронизироваться с углом промежуточного транспортера 34 вокруг оси 56 для облегчения работы водителей транспортных средств 44, 50.
Втягивающий транспортер 36 обычным образом шарнирно соединен с возможностью поворота с шасси 12 уборочной машины 10, а именно на своем заднем конце вокруг проходящей поперек переднего направления V и горизонтально оси. Промежуточный транспортер 34 закреплен жестко (без возможности поворота) на втягивающем транспортере 36. Поскольку уборочная насадка 20 опирается через средства 52 сцепления с почвой уборочной насадки на почву, то предусмотренный для поворота втягивающего транспортера 36 вокруг указанной оси исполнительный механизм может работать в плавающем режиме, в котором втягивающий транспортер может свободно поворачиваться вокруг оси, или же этот исполнительный механизм может отсутствовать. Можно также снабжать вытянутый промежуточный транспортер 34, в частности, в зоне его середины сочленяющим шарниром 72 с горизонтальной, проходящей поперек переднего направления поворотной осью, с которым согласован перестановочный механизм 74. В качестве альтернативного решения или дополнительно перестановка сочленяющего шарнира 72 осуществляется с помощью исполнительного механизма для перестановки втягивающего транспортера 36 вокруг горизонтальной, проходящей поперек переднего направления V оси. С помощью сочленяющего шарнира 72 можно предотвращать соприкосновения с почвой при волнистой почве (в частности, с гребнями) и/или согласовывать с углом установки сегментов 22-26. В другом варианте выполнения промежуточный транспортер 34 соединен с втягивающим транспортером 36 с возможностью поворота вокруг горизонтальной и проходящей поперек переднего направления V оси. В этом случае сочленяющий шарнир 72 можно переставлять лишь с помощью исполнительного механизма 74, или же сочленяющий шарнир 72 отсутствует, и перестановка (настройка) угла установки сегментов 22-26 осуществляется с помощью исполнительного механизма для перестановки втягивающего транспортера 36.
Другие средства 76 сцепления с почвой уборочной насадки в виде колес установлены на наружных концах наружных сегментов 22 и 24. Управление и предпочтительно также привод других средств 76 сцепления с почвой уборочной насадки также осуществляется с помощью соединенных с рулевым управляющим устройством 62 исполнительных механизмов 54. Другие средства 76 сцепления с почвой уборочной насадки облегчают ведение уборочной насадки 20 параллельно боковому склону. Кроме того, они облегчают управление уборочной насадкой 20 в варианте выполнения с обеими вертикальными осями 56 и 60.
Кроме того, предусмотрена возможность подачи в рулевое управляющее устройство 62 сигналов относительно наклона бокового склона, которые могут предоставляться с помощью подходящего датчика или занесенной в память трехмерной карты или устройства определения позиции. Таким образом, рулевое управляющее устройство может управлять исполнительным механизмом уборочной насадки в зависимости от наклона бокового склона, как показано на фиг.3, при работе уборочной машины 10 и транспортных средств 44, 50 с прицепами 42, 48 на боковом склоне. В этом случае уборочная машина 10 и средства 52 сцепления с почвой уборочной насадки направляются вверх по склону с целью компенсации проскальзывания вниз по склону и обеспечения движения уборочной машины 10 и уборочной насадки 20 по желаемой траектории. На фиг.4, 5 показано приведение уборочной насадки в транспортировочное положение для транспортировки по дороге. После отделения промежуточного транспортера 34 от втягивающего транспортера 36 и отвода уборочной машины 10 левый и правый сегменты 22, 24 с их транспортерами 28, 30 поворачивают вручную или с помощью подходящих исполнительных механизмов вокруг вертикальной оси 64 (относительно показанного на фиг.1 рабочего положения) назад противоположно переднему направлению V до прилегания их транспортеров 28, 30 друг к другу и ориентации сегментов 22 в переднем направлении V. В этом случае достигается показанное на фиг.4 положение. Затем средний сегмент 26 с транспортером 32 вручную или с помощью подходящих исполнительных механизмов оттягивают назад относительно удерживающей средства 52 сцепления с почвой уборочной насадки рамы, с которой шарнирно соединены также сегменты 22, 24 на осях 64, и позиционируют над средствами 52 сцепления с почвой уборочной насадки, так что возникает показанное на фиг.5 положение. Затем уборочную насадку 20 можно с помощью установленной на промежуточном транспортере 34 сцепки 68 буксировать за уборочной машиной 10 или отдельным трактором 66. При этом средства 52 сцепления с почвой уборочной насадки устанавливаются с помощью исполнительного механизма 54 в положение движения прямо. Вытянутый промежуточный транспортер 34 может быть выполнен в отличие от показанного также короче левого и правого сегмента 22, 24 и при движении по дороге (см. фиг.5) может быть удлинен с помощью выдвижного дышла с целью обеспечения присоединения сцепки 68 позади сегментов 22, 24, или же сцепка 68 устанавливается сзади (в ситуации по фиг.1 снаружи) на одном или обоих сегментах 22, 24. Можно также поворачивать средний сегмент 26 вокруг горизонтальной и проходящей поперек переднего направления V оси (не изображена) вверх над средствами 52 сцепления с почвой уборочной насадки вместо сдвигания, как показано на фиг.5, или же он может оставаться при движении по дороге в положении, показанном на фиг.4.
Преимущество вытянутого промежуточного транспортера 34 состоит в том, что оба транспортных средства 44, 50 могут двигаться внутри боковых ограничений уборочной насадки 20 позади уборочной насадки 20. Кроме того, относительно длинный путь транспортировки промежуточного транспортера 34 обеспечивает возможность выравнивания количества подаваемого в обрабатывающее собираемый урожай устройство 35 собираемого урожая посредством автоматического изменения скорости транспортировки промежуточного транспортера и на основании данных одного или нескольких датчиков 70, которые служат для измерения с прогнозированием количества принимаемого собираемого урожая. Датчик 70 может, например, измерять приводную мощность транспортеров 28-32 на основании потребляемых электрических токов или на основании падения давления гидравлической жидкости в служащем для привода гидромоторе или же оптически измерять количество стоящего перед уборочной насадкой 20 собираемого урожая с помощью камеры или лазерного сканирующего устройства. Кроме того, вытянутый промежуточный транспортер 34 обеспечивает возможность обнаружения возможно увлекаемых посторонних тел с помощью детектора, который может работать, например, с рентгеновским или микроволновым излучением и мягко и своевременно останавливать уборочную машину, включая промежуточный транспортер 34, с целью удаления посторонних тел оператором или автоматически с помощью подходящих средств.