СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ПРЕСС-ПОДБОРЩИК С ДАТЧИКАМИ ФОРМЫ И СПОСОБ
AGRICULTURAL BALING MACHINE WITH FORM SENSORS AND METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к сельскохозяйственному пресс-подборщику, и в частности к системе и способу детектирования формы тюков.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Пресс-подборщик для сена плунжерного типа содержит раму, которая прицеплена к трактору, и выполнен с возможностью приема сельскохозяйственного материала, такого как сено или солома, в полость для прессования, в которой сельскохозяйственный материал прессуют и формируют в тюк. Пресс-подборщик содержит механизм загрузки, в котором с земли собирают сельскохозяйственный материал, который затем направляют в прессующий канал синхронно с плунжером. Плунжер движется возвратно-поступательным образом в прессующем канале и сталкивается с каждым новым сегментом (пластом) сельскохозяйственного материала, который перемещается в канал для уплотнения в тюк. После прессования в прессующем канале достаточного количества сельскохозяйственного материала механизм прошивания шпагата вставляет шпагат через участок спрессованного материала, а затем шпагат завязывают для завершения увязывания тюка. Затем тюк проходит дальше через прессующий канал и выталкивается из тюковочной машины.
Форма тюка в тюковочном устройстве важна для детектирования соответствующей длины тюка и прямоугольности для хранения, штабелирования и транспортировки. Современные системы пытаются определить форму и длину тюка посредством детектирования сил давления, которыми являются противодействующие силы, прикладываемые к плунжеру, и связанному механизму, используемому для прессования пластов. Когда усилие превышает заданный уровень, определяют, что тюк имеет соответствующую длину, а затем инициируют последующие процессы.
Однако проблема данного устройства состоит в том, что давление, детектируемое для детектирования длины тюка, не возникает до тех пор, пока последняя группа пластов не поступит в канал, в котором их прессуют. В результате, в камеру могут поступать пласты, которые имеют изменяющуюся толщину из стороны в сторону, так что вместо прямоугольных пластов, образующих окончательный тюк, может быть смещение между одной стороной и другой. Подобное неправильное формирование может оказывать влияние на возможности укладки полученных в результате тюков и/или их транспортировки.
Соответственно, на данном уровне техники необходимо средство и способ динамичного и эффективного детектирования формы тюка с точным измерением.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение обеспечивает динамичное и эффективное детектирование формы тюка.
Изобретение, в одном виде, направлено на систему детектирования формы тюка, содержащую канал, содержащий левую и правую стенки для приема сельскохозяйственного материала. Плунжер совершает возвратно-поступательные перемещения в канале для последовательного прессования пластов сельскохозяйственного материала в тюки. Правое и левое устройства установлены соответственно на правой и левой стенках канала для измерения относительного перемещения пластов, посредством чего детектируют форму тюка.
В еще одном виде изобретение направлено на сельскохозяйственное уборочное устройство, содержащее управляемое транспортное средство для перемещения по сельскохозяйственному полю вдоль ряда скошенного сельскохозяйственного материала. Пресс-подборщик выполнен с возможностью перемещения с транспортным средством по полю, при этом пресс-подборщик содержит канал с правой и левой стенками для приема сельскохозяйственного материала. Плунжер установлен для возвратно-поступательного перемещения внутри канала для прессования сельскохозяйственного материала в пласты, которые укладываются для формирования завершенного тюка. Правое и левое устройства установлены соответственно в правой и левой стенках для детектирования перемещения правого и левого концов пластов относительно правой и левой стенок. Механизм управления принимает сигналы от устройств относительного перемещения для генерирования сигнала, указывающего направленное перемещение вправо, влево или прямо, при этом устройство содержит дисплей оператора для указания оператору, по какому направлению двигаться для получения равномерно сформированных тюков.
В еще одном виде изобретение представляет собой способ уборки материала, включающий в себя этапы, на которых вводят сельскохозяйственный материал в канал, ограниченный левой и правой стенками. Сельскохозяйственный материал прессуют посредством совершающего возвратно-поступательные перемещения плунжера для образования отдельных пластов. Последующий сельскохозяйственный материал прессуют для образования уложенных стопкой пластов. Перемещение правого и левого концов пластов относительно правой и левой боковых стенок детектируют для детектирования формы тюка, содержащего ряд уложенных стопкой пластов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Упомянутые выше и другие признаки и преимущества данного изобретения и способ их достижения станут более ясны, а изобретение будет более хорошо понятно посредством ссылки на следующее описание предпочтительного варианта осуществления изобретения, сделанное в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:
Фиг.1 представляет собой вид сбоку трактора и системы пресс-подборщика, использующих вариант осуществления плунжера представленного изобретения;
Фиг.2 представляет собой вид сверху системы пресс-подборщика по фиг.1, показанного схематичным образом;
Фиг.3 представляет собой вид сверху пресс-подборщика по фиг.1 и 2, показывающий образование тюка сельскохозяйственного материала;
Фиг.4 представляет собой подробный общий вид компонента составного элемента, детектирующего относительное перемещение, по фиг.2 и 3;
Фиг.5 представляет собой схематичное изображение дисплея оператора, встроенного в тюковочное устройство по фиг.1-4; и
Фиг.6 представляет собой блок-схему, указывающую последовательность операций, показанных в способе по фиг.1-5.
Соответствующие ссылочные позиции обозначают соответствующие детали на всех нескольких изображениях. Приведенный пример, показанный в данном документе, иллюстрирует один вариант осуществления изобретения, и подобное пояснение примером никоим образом не следует истолковывать в качестве ограничения объема правовых притязаний изобретения.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее со ссылкой на чертежи, а более конкретно на фиг.1, показан сельскохозяйственный тюковочный аппарат 10, содержащий трактор и пресс-подборщик 14, который приводится в действие валом отбора мощности (PTO), установленным между ними. Хотя показано в виде составного элемента, буксируемого трактором 12 и получающего от него энергию, квалифицированным специалистам в данной области следует понимать, что устройство может быть объединено в единый самоходный и управляемый блок и все равно заключать в себе настоящее изобретение.
Далее, со ссылкой конкретно на фиг.2 и 3 схематичным образом показана система по фиг.1. Пресс-подборщик 14, показанный штриховыми линиями, относится к плунжерному типу, и для данной цели плунжер 20 расположен внутри канала 22, чтобы совершать возвратно-поступательные перемещения и в процессе совершения возвратно-поступательных перемещений формировать сельскохозяйственный продукт в прямоугольные сегменты, называемые пластами. Канал 22 образован правым и левым стеновыми узлами 24 и 26, соответственно. Стеновая секция 24 имеет предваряющий участок 25, в которой плунжер 20 совершает возвратно-поступательные перемещения. Секция 25 продолжается и представляет собой единое целое со стеновой секцией 28, соединенной с последующей стеновой секцией 30 и расположенной под углом внутрь к вершине 36. Стеновой узел 26 содержит предваряющий участок 27, также принимающий плунжер 20. Стеновая секция 27 соединена с направленной внутрь стеновой секцией 32 и направленной наружу стеновой секцией 34, соединенными в вершине 38. Верхняя и нижняя стенки для канала 22 не показаны для упрощения понимания изобретения. Сходящимися панелями являются продолжающиеся внутрь панели 28 и 32, продолжающиеся к вершине 36 и 38, которые обеспечивают сужающийся канал для того, чтобы оказывать давление на пласты, создавая тюк, как пояснено далее.
Механизм для возвратно-поступательного плунжера 20 не показан для упрощения понимания представленного изобретения, но в обычном виде представляет собой эксцентриковый кривошипный механизм, получающий вращательную энергию от PTO 16, преобразуемую в возвратно-поступательное перемещение. В дополнение, не показан механизм для подачи сельскохозяйственного материала в канал 22, также как опущен механизм, посредством которого связывают получаемые в результате тюки для облегчения понимания процесса.
Далее со ссылкой на фиг.3 показан типичный тюк, который подлежит обработке. Плунжер 20 прессует сельскохозяйственный материал в то, что в данной области известно как отдельные пласты 29, имеющие толщину, определяемую степенью, с которой плунжер прессует свободный материал. Высота и ширина пластов 29 определена в общем шириной и высотой канала 20. Как следует понимать по фиг.3, плунжер 20 образует последовательные пласты 29, которые укладывают конец к концу по мере того, как они перемещаются через канал 22. Количество материала, который поступает в пресс-подборщик 14, определяется распределением материала, поступающего в канал 22, и в некоторой степени определяется взаимным расположением трактора и пресс-подборщика относительно рядов сельскохозяйственного материала, который был предварительно срезан. Как утверждалось выше, возвратно-поступательный ход плунжера 20 толкает пласты 29 в направлении вершины 36 и 38 канала 22. В стопке пластов 29 слева на фиг.3 тюки были скреплены шпагатом с помощью соответствующего механизма для получения в результате тюка 31. Как следует понимать по фиг.3, некоторые пласты 29 могут иметь изменяющуюся толщину справа налево в канале 22. До сих пор длина тюка определялась посредством противодействующих сил на плунжер 20 или на редуктор, приводимый в действие PTO 16, так что определялась только общая оценка длины тюка 31. В предыдущем уровне техники отсутствует возможность детектирования изменения в толщине пластов 29 справа налево.
В соответствии с настоящим изобретением, правое и левое устройства 40 и 42 обеспечены для детектирования перемещения пластов 29 относительно правого и левого стеновых элементов 24 и 26 для того, чтобы указывать, какая сторона имеет большую толщину, чем другая. Как проиллюстрировано в данном документе, на фиг.4 показаны устройства 40 и 42, которые содержат звездочку 52, установленную с возможностью вращения на раме 48, которая прикреплена к соответствующим боковым стенкам винтами 50 и которая продолжается в канал 22 через щелевое отверстие 56 и соответствующие боковые стенки. Звездочки 52 имеют отдельные точки 54, которые выступают в канал таким образом, чтобы звездочки 52 поворачивались в ответ на перемещение пластов 29 относительно стенок канала 22. Показан счетчик 58, выполненный с возможностью детектирования и обеспечения сигнала относительно вращения звездочки 52. Сигнал, генерируемый таким образом, соединен посредством линий 60 или 62 с ECU 64, который, в свою очередь, соединен с дисплеем 68 через линию 66. Число точек 54 и их выступ в канал 22 через щелевое отверстие 56 выбирают таким образом, чтобы обеспечить оптимальное и точное измерение относительного перемещения. В дополнение, устройства 40 и 42 расположены после вершины 36 и 38, где канал 22 отклоняется таким образом, чтобы предотвращать обратное вращение устройств 40 и 42. Вот почему всякое обратное перемещение сельскохозяйственного материала, если не устраняется, то минимизируется. Дисплей 68 может иметь несколько вариантов, но, как проиллюстрировано, представляет собой дисплей, содержащий обращенные вправо шевроны 70 и обращенные влево шевроны 72. В терминах ввода оператора число шевронов, активированных с одной стороны или с другой, в данном случае проиллюстрированных справа, показывает оператору, что трактор 12 должен быть направлен вправо для сохранения согласованной толщины для тюка. Когда оператор получает подсказку двигаться по прямой траектории, самые внутренние противоположные шевроны 70 и 72 обеспечивают ромб, чтобы показать оператору соответствующую прямую траекторию. В то время как проиллюстрирован дисплей с устройством индикации либо из LED, либо из LCD в качестве шевронов, квалифицированным специалистам в данной области следует понимать, что для направления оператора может быть использовано множество других вариантов дисплея.
Для обобщения способа, используемого в работе пресс-подборщика 14, относительное перемещение пластов с левой стороны относительно правой стороны детектируют посредством счетчиков 58 и посредством внутреннего электронного оборудования преобразуют в сигнал, дающий подсказку оператору либо поворачивать влево, либо поворачивать вправо или двигаться по прямой траектории. Число активированных шевронных элементов указывает оператору степень, в которой трактор необходимо повернуть, чтобы двигаться по центру ряда сельскохозяйственного материала.
На фиг.6 проиллюстрировано подробное осуществление способа, на котором элементы системы управления показаны в виде блоков. На этапе 74 систему запускают, и загружают сохраненные значения из EEprom для левого и правого счетчиков, длину предыдущего тюка, первое, второе и третье сохраненные значения корректирующих индикаторов (шевронов). На этапе 76 определяют, был ли отправлен пласт и поступил ли, в данных обозначениях, пласт в канал. На этапе 78 указывают, был ли отправлен плунжер 20, который начинает процесс прессования пластов. На этапе 80 осуществляют подсчет пластов как слева, так и справа, а на этапе 82 определяют разницу между подсчетами, чтобы на этапе 84 на дисплее 68 указать направление перемещения либо вправо, либо влево, либо прямо. На этапе 86 направление перемещения округляют до значения ближайшей стрелки и обновляют дисплей 68. На этапе 88 раздетектируют длину тюка посредством детектирования числа подсчетов слева, добавления к подсчетам справа, разделенным на два. Когда достигается соответствующая длина тюка, на этапе 90 запускают цикл увязывания, который вызывает автоматическое закрепление шпагата 44 вокруг завершенных тюков 31. В это момент, подсчеты слева и справа приводят к нулю и цикл повторяют.
Несмотря на то что данное изобретение было описано в отношении по меньшей мере одного варианта осуществления, настоящее изобретение может быть дополнительно модифицировано в пределах сущности и объема правовых притязаний данного раскрытия. Вследствие этого, настоящее изобретение предполагает охват любых изменений, применений или адаптаций изобретения с использованием его общих принципов. Кроме того, настоящее изобретение предполагает охват таких отступлений от представленного раскрытия, которые попадают в пределы известного или обычного практического использования в области, к которой относится данное изобретение, и которые попадают в пределы границ приложенной формулы изобретения.