КОНСТРУКЦИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТОКА МАССЫ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА И ЗЕРНОУБОРОЧНЫЙ КОМБАЙН
STRUCTURE OF THE MEASURING DEVICE FOR MEASURING THE MASS FLOW OF BULK MATERIAL AND THE GRAIN-HARVESTING COMBINE

Область техники, к которой относится изобретение
Предлагаемое изобретение относится к конструкции измерительного устройства в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения и зерноуборочному комбайну в соответствии с ограничительной частью пункта 13 формулы.
Уровень техники
Конструкция измерительного устройства и зерноуборочный комбайн подобного типа известны из патентной заявки ЕР 1169905 А1. В этой заявке раскрыта конструкция измерительного устройства для измерения потока массы сыпучего материала, в частности, зерновых культур. Сыпучий материал транспортируют из расположенной ниже области захвата сыпучего материала в расположенную выше область выгрузки сыпучего материала при помощи бесконечно циркулирующего транспортирующего устройства, содержащего плоскостные транспортировочные элементы и частично окруженного корпусом. При этом сыпучий материал, выгружаемый из соответствующего транспортировочного элемента в радиальном направлении внутренней поверхности участка крыши корпуса, под действием направляющей поверхности, расположенной в верхней части транспортирующего устройства, движется, по существу, по круговой траектории. В результате сыпучий материал отклоняется в направлении чувствительной поверхности измерительного устройства. Измерительное устройство измеряет центробежную силу, развиваемую потоком массы. На основании измеренной центробежной силы можно определить расход материала, транспортируемого транспортирующим устройством. Чувствительная поверхность со стороны входа содержит отогнутую наружу переднюю кромку, в результате чего в области перехода между направляющей поверхностью и чувствительной поверхностью возникает нестабильность. Это приводит к нарушению движения потока убранной культуры до соприкосновения с чувствительной поверхностью или во время него, что влияет на точность измерения.
Раскрытие сущности изобретения
Задачей настоящего изобретения является усовершенствование конструкции измерительного устройства и зерноуборочного комбайна указанного типа таким образом, чтобы они определяли расход с более высокой точностью.
В соответствии с изобретением, эта задача решена конструкцией с признаками, раскрытыми в пункте 1 формулы, а также зерноуборочным комбайном с признаками, раскрытыми в пункте 13 формулы.
Выгодные варианты осуществления раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно пункту 1 формулы предложена конструкция измерительного устройства для измерения потока массы сыпучего материала, в частности, зерновых культур, в бесконечно обращающемся транспортирующем устройстве, содержащем плоскостные транспортировочные элементы, частично окруженном корпусом и транспортирующем сыпучий материал из расположенной ниже области захвата сыпучего материала в расположенную выше область выгрузки сыпучего материала, причем сыпучий материал, выгружаемый из соответствующего транспортировочного элемента, по существу, в радиальном направлении внутренней поверхности участка крыши корпуса, под действием направляющей поверхности, расположенной в верхней части транспортирующего устройства, может двигаться, по существу, по круговой траектории и, в результате этого, отклоняться в направлении чувствительной поверхности измерительного устройства, причем, по меньшей мере, чувствительная поверхность измерительного устройства расположена в верхней части транспортирующего устройства таким образом, чтобы в области перехода от направляющей поверхности к чувствительной поверхности поток имел тангенциальную направленность, то есть, чтобы чувствительная поверхность соприкасалась с траекторией движения потока массы. Конструкцию, по меньшей мере, чувствительной поверхности выбирают таким образом, чтобы она соприкасалась с круговой траекторией движения потока массы, что позволило бы компенсировать силы трения, создаваемые потоком массы на чувствительной поверхности. При этом результирующая сила трения действует на чувствительную поверхность в тангенциальном направлении, вследствие чего результирующая сила трения не воспринимается или практически не воспринимается измерительным устройством, распознающим лишь силы, действующие перпендикулярно чувствительной поверхности. Такая конструкция позволяет повысить точность измерения силы, так как даже в области перехода от направляющей поверхности к чувствительной поверхности устанавливается непрерывный и равномерный поток убранной культуры.
При этом направляющая поверхность может входить в состав отдельного направляющего участка, примыкающего к участку крыши в области выгрузки сыпучего материала. Такой направляющий участок облегчает взаимозаменяемость и обеспечивает доступ к расположенной ниже чувствительной поверхности.
В альтернативном варианте осуществления направляющая поверхность может входить в состав участка крыши. В этом варианте осуществления направляющая поверхность находится в верхней части впуска транспортирующего устройства, то есть до точки отклонения транспортирующих элементов.
В частности, измерительное устройство может быть установлено на креплении, расположенном на стороне, противоположной направляющей поверхности. При этом крепление может быть расположено на отдельном направляющем участке. Если направляющая поверхность выполнена в составе участка крыши, крепление размещают, соответственно, на внешней стороне участка крыши.
Также предусмотрен вариант, в котором расстояние между свободным концом соответствующего транспортировочного элемента и участком крыши, окружающим транспортировочное устройство в области выгрузки сыпучего материала, в положении транспортировочного элемента, в котором расстояние до участка крыши минимально, выбирают таким образом, чтобы сыпучий материал, находящийся на транспортировочном элементе, можно было выгрузить практически полностью, а поступление потока на чувствительную поверхность могло бы быть равномерным.
Предпочтительно, минимальное расстояние между свободным концом соответствующего транспортировочного элемента и участком крыши, окружающим транспортировочное устройство в области выгрузки сыпучего материала, в положении транспортировочного элемента, в котором расстояние до участка крыши минимально, должно быть равно расстоянию между свободным концом транспортировочного элемента и точкой его отклонения на бесконечно обращающемся приводе транспортирующего устройства или быть меньше его. Учет минимального расстояния между свободным концом соответствующего транспортировочного элемента и участком крыши, окружающим транспортировочное устройство в области выгрузки сыпучего материала, важен для того, чтобы дать сыпучему материалу, выгружаемому транспортировочными элементами на параболическую траекторию, достаточно места для адаптации к контуру крыши, то есть сформировать равномерный непрерывный поток массы. Дополнительное преимущество при расположении направляющей поверхности и чувствительной поверхности в области выгрузки сыпучего материала в транспортировочном устройстве или за этой областью заключается в том, что транспортировочные элементы испытывают меньшую остаточную нагрузку, когда соответствующий транспортировочный элемент прошел область с выставленным минимальным интервалом.
Для этого расстояние между свободным концом транспортировочного элемента и участком крыши должно соответствовать, по меньшей мере, половине расстояния от свободного конца транспортировочного элемента до окружности или делительного диаметра верхнего отклоняющего элемента, обеспечивающего отклонение. По существу, транспортирующее устройство содержит транспортирующую цепь, на которой с равными промежутками расположены транспортирующие элементы. При этом отклонение транспортирующей цепи осуществляют с помощью двух цепных зубчатых колес, расположенных в нижней и верхней части транспортирующего устройства.
Следующий аспект заключается в том, что минимальное расстояние между свободным концом транспортировочного элемента и участком крышки в области выгрузки сыпучего материала должно быть постоянным. Это гарантирует постоянное и равномерное поступление сыпучего материала на чувствительную поверхность, что важно для точности и воспроизводимости результатов измерения.
В частности, измерительное устройство может содержать элемент измерения силы, посредством которого чувствительную поверхность устанавливают на транспортирующем устройстве. Подключение чувствительной поверхности исключительно посредством элемента измерения силы позволяет устранить помехи, обусловленные гистерезисом возможной опоры.
При этом чувствительная поверхность может быть ориентирована относительно потока массы сыпучего материала таким образом, чтобы результирующая сила трения, полученная из сил трения, возникающих на чувствительной поверхности, действовала параллельно продольной оси элемента измерения силы. Благодаря ориентации результирующей силы трения параллельно продольной оси элемента измерения силы измерительное устройство не распознает или практически не распознает силы трения. Для этого расстояние между результирующей силой трения и осью элемента измерения силы должно быть минимальным.
При этом элемент измерения силы может быть выполнен в виде платформенных весов. Элемент измерения силы, выполненный в виде платформенных весов, измеряет усилие, оказываемое потоком массы сыпучего материала на чувствительную поверхность, независимо от плеча силы, с которым он расположен на направляющем участке.
Предпочтительно, участок крыши может состоять из нескольких частей.
Кроме того, поставленная задача решена зерноуборочным комбайном с бесконечно обращающимся транспортирующим устройством, содержащим плоскостные транспортировочные элементы, частично окруженным корпусом и транспортирующим сыпучий материал из расположенной ниже области захвата сыпучего материала в расположенную выше область выгрузки сыпучего материала, причем сыпучий материал, выгружаемый из соответствующего транспортировочного элемента, по существу, в вертикальном направлении, под действием направляющей поверхности, расположенной в области выгрузки сыпучего материала, может двигаться, по существу, по круговой траектории и, в результате этого, отклоняться в направлении чувствительной поверхности измерительного устройства для измерения потока массы сыпучего материала, в частности, зерновых культур, отличающимся конструкцией измерительного устройства по одному из пунктов 1-12 формулы изобретения.
При этом выгоден вариант, в котором транспортирующее устройство, выполненное в виде цепного транспортера, будет содержать натяжное устройство, расположенное в области захвата сыпучего материала на зерноуборочном комбайне. Расположение натяжного устройства в области захвата сыпучего материала, то есть в нижней части транспортирующего устройства позволяет обеспечивать необходимое натяжение транспортирующей цепи, не затрудняя соблюдение минимального расстояния от соответствующего транспортировочного элемента до участка крыши в верхней части транспортирующего устройства.
Краткое описание чертежей
Ниже приводится детальное описание предложенного изобретения на основании вариантов осуществления, представленных на фигурах, на которых изображено:
Фигура 1: схематичный вид сбоку зерноуборочного комбайна.
Фигура 2: фрагмент транспортирующего устройства зерноуборочного комбайна, выполненного в виде цепного транспортера.
Фигура 3: упрощенное изображение фрагмента транспортирующего устройства, показанного на фигуре 2.
Фигура 4: фрагмент альтернативного расположения измерительного устройства в верхней части транспортирующего устройства.
Осуществление изобретения
На фигуре 1 представлена сельскохозяйственная уборочная машина в смысле настоящего изобретения, представляющая собой самоходный зерноуборочный комбайн 10. Зерноуборочный комбайн 10 оснащен разнообразными рабочими агрегатами 14, предназначенными для захвата и обработки убираемой культуры 12. В данном зерноуборочном комбайне 10 к рабочим агрегатам 14 относится жатка 16, предназначенная для захвата убираемой культуры 12, и соединенный с ней наклонный транспортер 18, предназначенный для транспортировки убранной культуры 12 в зерноуборочный комбайн. С наклонного транспортера 18 убранная культура 12 в виде потока убранной культуры поступает на обмолачивающее устройство 20 зерноуборочного комбайна 10, выполненное в виде дополнительного рабочего агрегата 14. С помощью отклоняющего барабана 22 поток убранной культуры поступает в сепарирующее устройство 24, выполненное в виде разделительного ротора и предназначенное для осаждения свободно перемещающихся зерен из потока культуры в нижнюю часть комбайна. Далее поток убранной культуры поступает через возвратное днище 26 на очищающее устройство 28, содержащее просеивающие решетки и воздуходувное устройство для очистки убранной культуры. Свободно перемещающиеся зерна из потока убранной культуры транспортируются в зерновой бункер 32 транспортирующим устройством 30, выполненным в виде цепного транспортера. Для этого транспортирующее устройство 30 захватывает очищенную культуру в нижней области 40 захвата сыпучего материала, расположенной в нижней части транспортирующего устройства 30, и транспортирует ее в верхнюю область 42 выгрузки сыпучего материала, расположенную в верхней части транспортирующего устройства 30. Кроме того, зерноуборочный комбайн 10 содержит приводной двигатель 34, обеспечивающий приводную мощность, необходимую для работы рабочих агрегатов 14 и движения зерноуборочного комбайна 10, например, с помощью гидростатического ходового привода (не показанного на фигуре). Для этого рабочие агрегаты 14 и ходовой привод зерноуборочного комбайна 10 соединяют с приводным механизмом 34 в целях передачи энергии.
Кроме того, зерноуборочный комбайн 10 содержит управляющее и регулирующее устройство 52, соединенное с устройством 80 ввода и вывода внутри кабины зерноуборочного комбайна 10 с возможностью передачи сигналов. Кроме того, управляющее и регулирующее устройство 52 соединено с несколькими датчиками, установленными на зерноуборочном комбайне 10 и предназначенными для определения эксплуатационных параметров и параметров убираемой культуры. Под датчиками 20, установленными на зерноуборочном комбайне 10 или внутри него, понимают, в частности, датчик 44 влажности для определения влажности убранной культуры (в частности, очищенной), по меньшей мере, один датчик 46 частоты вращения, предназначенный для контроля частоты вращения приводного двигателя 34, датчик 50 наклона и, по меньшей мере, один датчик 48 ускорения, определяющий ускорения, действующие на зерноуборочный комбайн 10 и обусловленные перемещением по полю или приводным двигателем 34 и прочими компонентами зерноуборочного комбайна 10, передающими приводное усилие. Возможна установка дополнительных датчиков, регистрирующих эксплуатационные параметры и параметры убираемой культуры, которые могут влиять, в частности, на измерение расхода очищенной культуры в транспортировочном устройстве 30.
На фигуре 2 представлен фрагмент транспортировочного устройства 30, выполненного в виде цепного транспортера для комбайна 10. Транспортирующее устройство 30 содержит корпус 54, окружающий основную часть бесконечно обращающейся транспортировочной цепи 56, которая приводится в движение и отклоняется соответствующим нижним и верхним цепным или ведущим колесом 60а, 60b, расположенным в области 40 захвата сыпучего материала или в области 42 выгрузки сыпучего материала. В области 40 захвата сыпучего материала и в области 42 выгрузки сыпучего материала корпус 54 имеет отверстия, через которые подают и отводят убранную культуру. На бесконечно обращающейся транспортировочной цепи 56 на равном удалении друг от друга расположены плоскостные транспортирующие элементы 58. Транспортирующие элементы 58 в форме лопастей ориентированы, по существу, перпендикулярно транспортировочной цепи 56. Направление подачи и возврата транспортирующего устройства 30 обозначено стрелками FR. Так, к транспортирующему устройству 30 может быть присоединен, по меньшей мере, один датчик 46, контролирующий скорость подачи транспортирующего устройства 30. Этот датчик может быть выполнен в виде датчика 46 частоты вращения, контролирующего частоту вращения одного из цепных зубчатых колес 60а, 60b. В альтернативном варианте может быть предусмотрен оптический датчик, определяющий временные промежутки между проходящими транспортирующими элементами 58.
В области 42 выгрузки сыпучего материала верхнее цепное колесо 60b частично окружено цельным или составным участком 62 крыши. Участок 62 крыши содержит первую часть 62а с сечением в форме, по существу, сектора круга, частично охватывающую верхнее цепное колесо 60b в радиальном направлении. На стороне, обращенной к области 42 выгрузки сыпучего материала, участок 62 крыши содержит вторую часть 62b с сечением в форме, по существу, прямоугольника. При этом радиус кривизны второй части 62b меньше радиуса кривизны первой части 62а участка 62 крыши.
К участку 62 крыши примыкает направляющая часть 64. Направляющая часть 64 выполнена в виде отдельного компонента. Переход 78 между участком 62 крыши и направляющей частью 64, обращенный к верхнему цепному колесу 60b, имеет тангенциальную траекторию в окружном направлении. При этом направляющая часть 64 на участке 62 крыши, по существу, не имеет уступов, образуя тангенциальный переход. Транспортирующие элементы 58, находящиеся, по существу, в горизонтальной плоскости перед достижением верхнего цепного колеса 60b, транспортируют убранную культуру сначала из нижней области 40 захвата сыпучего материала в верхнюю область 42 выгрузки сыпучего материала. Путем отклонения транспортирующих элементов 58 вокруг верхнего цепного колеса 60b убранную культуру, находящуюся на плоском транспортировочном элементе 58, выгружают в радиальном направлении участка 64 крыши. При этом внутренняя поверхность участка 62 крыши, обращенная к цепному колесу 60b, ограничивает траекторию полета убранной культуры, выгружаемой транспортировочными элементами 58 по параболической траектории, в радиальном направлении. Стрелки GS показывают движение потока сыпучего материала или убранной культуры вдоль участка 62 крыши, направляющего участка 64 и чувствительной поверхности 68.
На направляющем участке 64 расположено измерительное устройство 70. Для этого на внешней стороне направляющего участка 64 предусмотрено крепление 74. На креплении 74 установлен элемент 72 измерения силы. На элементе 72 измерения силы находится чувствительная поверхность 68, искривленная в соответствии с траекторией GS потока. Элемент 72 измерения силы и чувствительная поверхность 68 входят в состав измерительного устройства 70. Направляющая часть 64 содержит направляющую поверхность 66, обращенную к верхнему цепному колесу 60b. Следующий переход 78 между направляющей поверхностью 66 направляющей части 64 и чувствительной поверхностью 68 измерительного устройства 70 также имеет тангенциальную траекторию. Чувствительная поверхность 68 измерительного устройства 70 расположена в верхней части транспортирующего устройства 30 таким образом, чтобы переход 78 от направляющей поверхности 66 к чувствительной поверхности 68 имел тангенциальный профиль. При этом измерительное устройство 70 располагают в области выгрузки транспортирующего устройства 30, то есть после того, как убранная культура полностью покинет транспортировочные элементы 58 в форме лопастей. Чувствительная поверхность 68 устойчива к износу и абразивному воздействию и характеризуется шероховатостью.
Убранная культура, выгружаемая из транспортирующего устройства 30 в области 42 выгрузки сыпучего материала, поступает на подающий шнек 76, транспортирующий ее в зерновой бункер 32.
На фигуре 3 в упрощенном виде показана верхняя часть транспортирующего устройства 30 согласно фигуре 2. На этой фигуре отсутствуют компоненты транспортирующего устройства 30, расположенные ниже верхнего цепного колеса 60b, а также подающий шнек 76, расположенный в области 42 выгрузки сыпучего материала. На фигуре показан транспортирующий элемент 58, свободный конец 58а которого находится в зените верхнего цепного колеса 60b. В этом положении транспортировочного элемента 58, называемом зенитом, расстояние между свободным концом 58а и участком 62 крыши, частично окружающим транспортировочное устройство 30 в области 42 выгрузки сыпучего материала, минимально. С достижением этого положения соответствующего транспортировочного элемента 58 необходимо обеспечить практически полную выгрузку убранной культуры, находящейся на транспортировочном элементе 58. Для этого расстояние между свободным концом 58а соответствующего транспортировочного элемента 58 и участком 62 крыши, окружающим транспортировочное устройство 30 в области 42 выгрузки сыпучего материала, в положении транспортировочного элемента 58, в котором расстояние до участка 62 крыши минимально, выбирают таким образом, чтобы можно было практически полностью выгрузить сыпучий материал, находящийся на транспортировочном элементе 58, и реализовать равномерную подачу потока на чувствительную поверхность 68. При этом участок 62 крыши и свободный конец 58а соответствующего транспортировочного элемента 58, находящийся в точке зенита, удалены друг от друга на минимальное расстояние А. Минимальное расстояние А равно расстоянию В между свободным концом 58а транспортировочного элемента 58 и его точкой 58b отклонения на бесконечно обращающейся транспортировочной цепи 56 транспортирующего устройства 30 или быть меньше его. При этом расстояние A соответствует половине расстояния от свободного конца 58а транспортировочного элемента 58 до делительного диаметра D верхнего цепного колеса 60b. Для поддержания постоянного минимального расстояния А предусмотрено натяжное устройство, предназначенное для натяжения транспортировочной цепи и расположенное в нижней части транспортирующего устройства 30.
Кроме того, на фигуре 3 показана конструкция измерительного устройства 70. Измерительное устройство 70 опирается на крепление 74 на направляющей части 64 посредством корпуса, в который входит элемент 72 измерения силы. Чувствительная поверхность 68 соединена с транспортирующим устройством 30 лишь посредством элемента 72 измерения силы. Это позволяет исключить влияние помех, обусловленных гистерезисом возможной опоры. Переходы 78 между второй частью 62b участка 62 крыши и направляющей частью 64, а также между направляющей частью 64 и чувствительной поверхностью 68 измерительного устройства 70 имеют, как уже было сказано выше, тангенциальный профиль. Соответствующий тангенциальный профиль переходов 78 гарантирует поступление потока убранной культуры на чувствительную поверхность 68 по тангенциальной траектории.
Элемент 72 измерения силы выполнен в виде платформенных весов. Элемент 72 измерения силы такого типа измеряет силы, действующие на чувствительную поверхность 68, независимо от плеча силы, определяемого расстоянием между точкой монтажа на креплении 74 и расположением чувствительной поверхности на элементе 72 измерения силы. Поток убранной культуры, движущийся вдоль чувствительной поверхности 68, отклоняясь, создает обусловленную уклоном и силой тяжести результирующую центробежную силу, обозначенную вектором F_G силы. Элемент 72 измерения силы установлен таким образом, чтобы направления измерения измерительного устройства 70 и результирующей центробежной силы F_G, действующей на чувствительную поверхность 68, совпадали. Элемент 72 измерения силы воспринимает измеренную силу, обозначенную результирующим вектором F_K силы. Ориентация вектора F_K силы совпадает с направлением измерения элемента 72 измерения силы. Трение проходящего потока убранной культуры о чувствительную поверхность 68 вызывает силы трения, обозначенные вектором F_R силы. Профиль вектора F_R результирующих сил трения параллелен продольной оси LA элемента 72 измерения силы или перпендикулярен направлению измерения элемента 72 измерения силы, вследствие чего возникающие силы трения не участвуют в измерении силы для определения расхода. Такая конструкция чувствительной поверхности 68 компенсирует силы трения.
Ниже будет описан способ определения потока массы очищенной убранной культуры, направляемого транспортирующим устройством 30 в зерновой бункер 32. Как было сказано выше, очищенная убранная культура, выгружаемая транспортирующим устройством 30, отклоняется направляющей поверхностью 66 направляющей части 64 в области 42 выгрузки сыпучего материала в направлении чувствительной поверхности 68 измерительного устройства 70. Массу потока убранной культуры определяют измерением результирующей центробежной силы (вектора F_G силы), действующей на чувствительную поверхность 68 измерительного устройства 70, причем компенсируются, по меньшей мере, два параметра, влияющих на это измерение силы. С одной стороны, особая конструкция элемента 72 измерения силы компенсирует результирующую силу трения (вектор F_R силы), вызываемую движением потока убранной культуры по чувствительной поверхности 68.
Кроме того, предусмотрена компенсация, по меньшей мере, второго параметра, влияющего на измерение силы. Под параметрами, влияющими на измерение силы, понимают, в частности, внешние механические силы, действующие на транспортирующее устройство 30, по существу, в вертикальном направлении, снижение частоты вращения или скорости транспортировки в транспортирующем устройстве 30, а также наклон измерительного устройства 70. Также учитывается вид убираемой культуры и ее свойства, в частности, влажность культуры. В зависимости от вида убираемой культуры масса и размер отдельных частиц очищенной убранной культуры влияют на характеристики потока и результирующую центробежную силу F_G, действующую на чувствительную поверхность 68. Влажность убранной культуры может влиять на скорость, с которой убранная культура движется после сброса с соответствующего транспортировочного элемента 58 вдоль направляющей части 64 и чувствительной поверхности 68. Кроме того, влажность убранной культуры может влиять на статическое трение убранной культуры.
Чтобы учесть эти влияния при определении потока массы на основании измерения силы измерительным устройством 70, управляющее и регулирующее устройство 52 соединено с датчиками 44, 46, 48 с возможностью передачи сигналов. Соответствующий датчик 44, 46, 48 подает сигнал, отражающий соответствующую контролируемую измеряемую величину; управляющее и регулирующее устройство 52 принимает и анализирует сигнал и учитывает его влияние на результирующую силу F_K, измеренную элементом 72 измерения силы.
Так, датчик 46 частоты вращения позволяет определять временное снижение, то есть падение частоты вращения приводного двигателя 34. Временное снижение частоты вращения приводного двигателя 34 приводит к снижению частоты вращения или уменьшению скорости транспортировки транспортирующего устройства 30. Управляющее и регулирующее устройство 52 соответственно рассчитывает связанное с этим уменьшение скорости потока убранной культуры вдоль чувствительной поверхности 68, означающее уменьшение расхода. Таким образом, результирующая центробежная сила F_G, с которой поток убранной культуры действует на чувствительную поверхность 68, определяется с учетом уменьшения скорости при измерении силы измерительным устройством 70 в целях определения расхода.
Другим параметром, влияющим на определение потока массы на основании измерения сил измерительным устройством 70, является влажность убранной культуры. Содержание влаги в убранной культуре зависит от времени уборки урожая и внешних условий окружающей среды, в частности, погодных условий. Чем больше влажность, тем выше может быть общий вес зерна. Более важно влияние на скорость, с которой движется убранная культура после сброса с соответствующего транспортировочного элемента 58, и влияние на характеристики трения. Соответственно, оказываемые проходящим потоком культуры на чувствительную поверхность 68 результирующие силы, результирующая центробежная сила F_G и результирующая сила трения, могут изменяться при сохранении расхода. Для компенсации этого влияния характеристику распознавания измерительного устройства 70 изменяют в зависимости от влажности убираемой культуры. Для определения влажности очищенной убранной культуры, как было отмечено выше, в зерноуборочный комбайн 10 можно устанавливать датчик 44 влажности. Предпочтительно, этот датчик 44 влажности устанавливают в области 40 захвата сыпучего материала. В альтернативном варианте можно вручную определить содержание влаги в убираемой культуре в начале уборки урожая. Результат такого ручного определения влажности можно передать на управляющее и регулирующее устройство 52 при помощи устройства 80 ввода и вывода, чтобы соответствующим образом изменить характеристики распознавания измерительного устройства 70.
При уборке урожая зерноуборочным комбайном 10 характер обрабатываемой почвы может приводить к продольному и/или поперечному наклону зерноуборочного комбайна 10, а динамика движения может приводить к изменениям ускорения. Элемент 72 измерения силы измеряет результирующую центробежную силу F_G, действующую на чувствительную поверхность 68, в полном объеме лишь в том случае, если она действует точно в направлении измерения элемента 72 измерения силы. Если наклон элемента 72 измерения силы изменяется относительно наклона зерноуборочного комбайна 10, то сила тяжести будет действовать на чувствительную поверхность 68 и поток убранной культуры под другим углом. Изменение результирующей центробежной силы F_G и результирующей силы F_K, измеренной элементом 72 измерения силы, под действием наклона зерноуборочного комбайна 10 рассчитывается соответствующим образом и, таким образом, компенсируется при определении расхода или пропускной способности на основании измерения силы. Такая компенсация может производиться внутри измерительного устройства 70. В альтернативном варианте датчик 50 наклона расположен на зерноуборочном комбайне 10 или внутри него. Сигналы, принимаемые датчиком 50 наклона и отражающие продольный и/или поперечный наклон, передаются в управляющее и регулирующее устройство 52 и анализируются им. Управляющее и регулирующее устройство 52 на основании этих значений наклона компенсирует влияние наклона на определение расхода.
Кроме того, на определение расхода влияют внешние механические силы, действующие на транспортирующее устройство 30, по существу в вертикальном направлении. Под ними понимают силы ускорения, возникающие в результате движения по полю или воздействия приводов зерноуборочного комбайна 10. В последнем случае речь идет о вибрациях, передаваемых приводом и приводными элементами зерноуборочного комбайна на кузов и, следовательно, транспортировочное устройство 30. Эти силы также воздействуют на измерительное устройство 70, вызывая отклонения результирующих сил F_K, измеренных элементом 72 измерения силы во время начала ускорения. Так, прохождение углубления в почве может привести к внезапному ускорению, по существу, в вертикальном направлении, что повлияет на измерение результирующей центробежной силы F_G, вызываемой движением потока культуры по чувствительной поверхности 68. Эта дополнительная сила, вызванная ускорением, также компенсируется. При этом такая компенсация также может производиться внутри измерительного устройства 70. В альтернативном варианте датчик 48 ускорения располагают на зерноуборочном комбайне 10 или внутри него. Сигналы этого датчика также принимаются и анализируются управляющим и регулирующим устройством 52, что позволяет компенсировать влияние ускорения на измерение силы.
С целью компенсации этих факторов воздействия в память управляющего и регулирующего устройства 52 с возможностью последующего вызова записаны соответствующие алгоритмы или характеристики распознавания, которые могут быть ориентированы на вид убираемой культуры или уборочной машины.
На фигуре 4 представлена альтернативная конструкция измерительного устройства 70. В этом варианте осуществления чувствительная поверхность 68 находится в первой части 62а участка 62 крыши. При этом направляющая поверхность 66 входит в состав первой части 62а участка 62 крыши. Расположение измерительного устройства 70, то есть элемента 72 измерения силы и чувствительной поверхности 68, в первой части 62а означает нахождение за пределами зернового бункера 34. В этом варианте осуществления направляющая поверхность 66 расположена в верхней области входа транспортирующего устройства 30, то есть перед точкой отклонения транспортирующих элементов 58. Такое расположение или позиционирование чувствительной поверхности 68 выгодно тем, что убираемая культура отклоняется сильнее вследствие повышенной кривизны чувствительной поверхности 68. Таким образом, на чувствительную поверхность 68 воздействуют повышенные силы, что позволяет легко измерять даже малый расход убранной культуры. Кроме того, вследствие небольшого расстояния между свободным концом 58а транспортировочного элемента 58 и чувствительной поверхностью 68 в этой области происходит активное движение убранной культуры. Это приводит к уменьшению влияния трения при измерении потока массы. Кроме того, активное движение убранной культуры обеспечивает непрерывность потока культуры, на который в меньшей степени влияет сила тяжести.
Расположение измерительного устройства 70 вне зернового бункера 34 требует принятия мер, препятствующих потере урожая вследствие выброса в области между участком 62 крыши и измерительным устройством 68.
Одна из возможных мер заключается в уплотнении чувствительной поверхности 68 по периметру относительно первой части 62а, позволяющем избежать потерь убранной культуры. Также можно поддерживать минимальный зазор между чувствительной поверхностью 68 и первой частью 62а, не пропускающий убранную культуру. В альтернативном варианте можно обеспечить улавливание убранной культуры, падающей в зазор между чувствительной поверхностью 68 и первой частью 62а, специальным устройством и ее возврат на транспортировочное устройство.
Чтобы, несмотря на наличие уплотнения, обеспечить измерение расхода с соединением чувствительной поверхности 68 с первой частью 62а участка 62 крыши, для уплотнения используют эластичный материал. Эластичный материал уплотнения позволяет чувствительной поверхности 68 незначительно отклоняться в направлении измерения элемента 72 измерения силы под действием результирующей центробежной силы F_G. Измерение центробежной силы F_G, передаваемой потоком убранной культуры на чувствительную поверхность 68, определяют путем отклонения чувствительной поверхности 68 в направлении измерения относительно первой части 62а. При этом необходимо учитывать, что материал, используемый для уплотнения по периметру, вызывает результирующую восстанавливающую силу F_A, противоположную результирующей центробежной силе F_G. Эта результирующая восстанавливающая сила F_A компенсируется соответствующим образом с учетом специфических характеристик материала уплотнения и геометрических условий расположения элемента 72 измерения силы. Еще один аспект этого варианта осуществления предполагает изготовление участка 62 крыши из пластмассы.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
10 зерноуборочный комбайн
12 убранная культура
14 рабочие агрегаты
16 жатка
18 наклонный транспортер
20 обмолачивающее устройство
22 отклоняющий барабан
24 сепарирующее устройство
26 возвратное днище
28 очищающее устройство
30 транспортирующее устройство
32 зерновой бункер
34 приводной двигатель
40 область захвата сыпучего материала
42 область выгрузки сыпучего материала
44 датчик влажности
46 датчик частоты вращения
48 датчик ускорения
50 датчик наклона
52 управляющее и регулирующее устройство
54 корпус
56 транспортирующая цепь
58 транспортировочные элементы
58а свободный конец элемента 58
60а нижнее цепное колесо
60b верхнее цепное колесо
62 участок крыши
62а первая часть элемента 62
62b вторая часть элемента 62
64 направляющая часть
66 направляющая поверхность
68 чувствительная поверхность
70 измерительное устройство
72 элемент измерения силы
74 крепление
76 подающий шнек
78 тангенциальный переход
80 устройство ввода и вывода
А минимальное расстояние
В расстояние
D делительный диаметр элемента 60b
FR направление транспортировки
GS траектория потока
F_G вектор центробежной силы
F_R вектор силы трения
F_K вектор ускорения
F_A вектор восстанавливающей силы