СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ МАШИНА С УЛУЧШЕННЫМ СЛЕДОВАНИЕМ РАБОЧИХ ОРУДИЙ ПРОФИЛЮ ПОЛЯ
AGRICULTURAL MACHINE WITH IMPROVED WORKING TOOLS FIELD PROFILE FOLLOWING

Изобретение относится к общей технической области сельскохозяйственного машиностроения. Изобретение относится к сельскохозяйственной машине для обработки почвы или для посева семян с буксируемым шасси и с рабочими орудиями, распределенными на продольной штанге из нескольких секций, при этом указанная продольная штанга содержит, по меньшей мере, две первичных балки, проходящих в рабочей конфигурации по существу поперечно к направлению движения.
В случае машины для посева или сеялки рабочие орудия опираются на грунт с заранее определенным давлением или должны обрабатывать почву на определенной глубине для обеспечения хорошего прорастания семян и для равномерного роста растений. В случае машины для обработки почвы или для подготовки посевной борозды рабочие орудия в виде зубьев или дисков должны работать на определенной рабочей глубине.
Такая машина для посева семян представлена в документе US 8001914 B2. Эта сельскохозяйственная машина содержит буксируемое шасси с двухсекционной продольной штангой. Таким образом, продольная штанга содержит две первичных балки, на которых установлены рабочие орудия. Речь идет о пунктирной сеялке большой ширины, рабочие орудия которой высевают семена в борозды на определенной глубине. Каждая первичная балка направлена поперечно к направлению движения и соединена с шасси через шарнир с по существу горизонтальной осью, параллельной направлению движения. Свободный конец первичной балки опирается на грунт через опорное колесо. Каждая секция поворачивается вверх или вниз вокруг шарнира с горизонтальной осью в зависимости от поверхности, зондируемой находящимся на конце опорным колесом. Таким образом, только рабочие орудия, находящиеся в непосредственной близости от опорного колеса, будут иметь точное положение относительно грунта для соблюдения необходимой рабочей глубины. Другие рабочие орудия, более удаленные от опорного колеса, будут лишь приблизительно следовать неровностям грунта, и глубина посева семян не будет равномерной по всей длине первичной балки. Кроме того, необходимо отметить, что опорное колесо расположено спереди первичной балки, тогда как рабочие орудия расположены сзади. С учетом направления движения это расстояние между опорным колесом и рабочими орудиями тоже приводит к снижению точности, что касается следования ими профиля поля. Это же относится и к рабочим орудиям, расположенным ближе к центру, поскольку колеса, осуществляющие контроль глубины, удалены от рабочих орудий, так как закреплены сзади шасси.
Задача изобретения состоит в устранении вышеуказанных недостатков, присущих известным устройствам за счет создания сельскохозяйственной машины с улучшенной адаптацией рабочих орудий к почве.
Согласно изобретению, в сельскохозяйственной машине с каждой первичной балкой связана вторичная балка при помощи двух шатунных устройств, при этом рабочие орудия установлены на указанных вторичных балках, причем каждая вторичная балка опирается на грунт при помощи двух опорных колес и выполнена с возможностью свободного перемещения во время работы для следования профилю поля. Благодаря этим отличительным признакам, каждая вторичная балка со своими рабочими орудиями может точно следовать неровностям поля. Таким образом, свобода движения шатунных устройств позволяет рабочим орудиям производить работу на заданной глубине по всей длине вторичной балки. Следовательно, каждая вторичная балка может точно следовать неровностям поля и работать точно по профилю поля. Положение вторичной балки в пространстве не зависит от положения шасси. Во время работы вторичная балка расположена по существу параллельно поверхности грунта.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показана сельскохозяйственная машина в соответствии с изобретением в рабочей конфигурации, вид в перспективе;
на фиг. 2 показана секция штанги сельскохозяйственной машины во время работы на поле с левым уклоном, вид сзади;
на фиг. 3 показана секция штанги сельскохозяйственной машины во время работы на поле с правым уклоном, вид сзади;
на фиг. 4 показан вид сбоку в рабочем положении;
на фиг. 5 показан вид сбоку в другом рабочем положении.
Сельскохозяйственная машина 1 для обработки почвы или для посева семян в соответствии с изобретением содержит буксируемое шасси 2 и рабочие орудия 3, распределенные на продольной штанге 4 из нескольких секций, что позволяет сельскохозяйственной машине производить работу на широкой рабочей полосе. Продольная штанга 4 содержит, по меньшей мере, две первичных балки 4а, 4b. В рабочей конфигурации первичные балки 4а, 4b расположены по существу поперечно к направлению движения А. Первичные балки 4а, 4b расположены в продолжении друг друга и по существу находятся на одной линии с учетом направления движения А.
Шасси 2 представляет собой продольную раму 5, оборудованную спереди системой 6 сцепки, предназначенной для соединения со сцепкой трактора (не показан), а сзади - тележкой 7. Трактор перемещает и приводит в действие сельскохозяйственную машину 1 в направлении движения, показанном стрелкой А. Таким образом, изобретение касается буксируемой сельскохозяйственной машины, шасси 2 которой опирается на грунт через колеса 8 тележки 7. Для адаптации к различным производимым работам высоту шасси 2 относительно тележки 7 можно регулировать при помощи, по меньшей мере, одного привода 9. В представленном примере привод 9 выполнен в виде домкрата, содержащего цилиндр и поршень, который перемещается в одном или в другом направлении под действием текучей среды. Предпочтительно привод 9 является двухступенчатым домкратом. Предпочтительно между тележкой 7 и рамой 2 установлены два привода 9. Эти приводы 9 предназначены для подъема или опускания шасси 2 сельскохозяйственной машины 1.
Согласно важному отличительному признаку изобретения, сельскохозяйственная машина 1 содержит вторичную балку 10а, 10b, соединенную с каждой первичной балкой 4а, 4b при помощи двух шатунных устройств 11, при этом на вторичных балках 10а, 10b установлены рабочие орудия 3, и каждая вторичная балка 10а, 10b опирается на грунт при помощи двух опорных колес 12 и выполнена с возможностью свободного перемещения во время работы, чтобы следовать профилю поля. Таким образом, все рабочие орудия 3 могут точно следовать неровностям поля и обеспечивать, таким образом, равномерную глубину обработки по всей длине вторичной балки 10а, 10b. Свобода движения шатунных устройств 11 позволяет вторичной балке 10а, 10b точно следовать неровностям поля и профилю грунта во время работы. Вторичная балка 10а, 10b идеально адаптируется к профилю поля и следует ему во время работы, при этом ее положение является по существу параллельным поверхности грунта. Положение вторичной балки в пространстве не зависит от положения продольной штанги 4 и, в частности, от положения соответствующей первичной балки 4а, 4b. Предпочтительно каждая вторичная балка 10а, 10b является по существу параллельной соответствующей первичной балке 4а, 4b.
Согласно другому отличительному признаку, шатунное устройство 11 расположено по существу вблизи каждого конца вторичной балки 10а, 10b. Шатунное устройство 11 расположено с двух сторон от центральной плоскости вторичной балки 10а, 10b. Предпочтительно с каждым шатунным устройством 11 связано, по меньшей мере, одно опорное колесо 12. Таким образом, каждая вторичная балка 10а, 10b опирается на грунт, по меньшей мере, двумя опорными колесами 12. Каждое опорное колесо 12 выполнено с возможностью опираться на грунт и следовать профилю поля, а также обеспечивать функцию регулирования рабочей глубины для рабочих орудий 3. Рабочие орудия 3 закреплены на вторичных балках 10а, 10b равномерно через постоянные промежутки. Они распределены симметрично относительно центральной вертикальной плоскости сельскохозяйственной машины 1.
Предпочтительно опорное колесо 12 находится вблизи каждого конца вторичной балки 10а, 10b. Это положение опорных колес 12 вблизи концов вторичной балки 10а, 10b обеспечивает устойчивость. Предпочтительно опорное колесо 12 расположено между шатунным устройством 11 и ближайшим концом вторичной балки 10а, 10b. Опорные колеса 12 расположены с двух сторон от двух шатунных устройств 11. При точках опоры или поверхностях опоры на грунт через отстоящие друг от друга опорные колеса 12 следование профилю поля и, следовательно, ориентация вторичной балки 10а, 10b более точно соответствуют неровностям поля. Предпочтительно опорные колеса 12 находятся на удалении от центральной вертикальной плоскости соответствующей вторичной балки 10а, 10b.
На фиг. 1 показана сельскохозяйственная машина 1 в соответствии с изобретением в рабочей конфигурации только с двумя рабочими орудиями 3. Рабочие орудия 3 закреплены сзади вторичных балок 10а, 10b. Первичные балки 4а, 4b и вторичные балки 10а, 10b расположены поперечно к направлению движения А. Две вторичные балки 10а, 10b расположены в линию относительно друг друга с учетом направления движения А. В не показанном альтернативном варианте вторичные балки 10а, 10b расположены со смещением в направлении движения А. Показанная на фиг. 1 сельскохозяйственная машина 1 является машиной для посева семян. Дальнейшее описание относится к точной сеялке или пунктирной сеялке. Рабочие орудия 3 являются орудиями, предназначенными для распределения семян одно за другим и их высевания в посевную борозду через постоянные промежутки. Таким образом, рабочее орудие 3 представляет собой высевающий аппарат, содержащий бункер, распределитель, элементы закапывания и контроля глубины. Высевающий аппарат может также содержать элементы утрамбовки и/или засыпки. Монтаж высевающего аппарата на продольной штанге осуществляют при помощи деформирующегося параллелограмма, который позволяет ему перемещаться параллельно грунту и индивидуально адаптироваться к выступам и впадинам грунта. В случае сеялки с центральным бункером высевающий аппарат не содержит бункера. В случае рядковой сеялки высевающий аппарат не содержит бункера и индивидуального распределителя.
Как показано на фиг. 1, два опорных колеса 12 связаны с одним шатунным устройством 11. Таким образом, каждая вторичная балка 10а, 10b опирается на грунт через четыре опорных колеса 12. Одно опорное колесо 12 расположено с двух сторон каждого шатунного устройства 11. Использование нескольких опорных колес 12 обеспечивает лучшую грузоподъемность и более точное следование профилю поля.
На фиг. 2 и 3 представлен вид сзади левой части сельскохозяйственной машины 1 в рабочей конфигурации на поле с уклоном. На этих фигурах рабочие орудия не показаны. На фиг. 2 показано поле с левым уклоном, а на фиг. 4 показано поле с правым уклоном. Кроме того, на фиг. 2 и 3 показаны левая первичная балка 4b и левая вторичная балка 10b. В этом примере осуществления вторичная балка 10b опирается на грунт только при помощи двух опорных колес 12, то есть внутреннего опорного колеса, которое находится ближе к центральной плоскости 18 сельскохозяйственной машины 1, и наружного опорного колеса, которое находится ближе к противоположному концу. Как видно из этих фигур, свобода движения шатунных устройств 11 позволяет рабочим орудиям 3 и вторичной балке 10b точно следовать неровностям поля во время работы. Предпочтительно правая часть сельскохозяйственной машины 1 является симметричной по отношению к левой части.
Предпочтительно положение шатунных устройств 11 вторичной балки 10а, 10b является независимым, так как каждое шатунное устройство 11 является плавающим во время работы. Таким образом, вторичные балки 10а, 10b не обязаны сохранять такой же наклон или такое же положение, что и соответствующая первичная балка 4а, 4b. Каждый конец вторичной балки 10а, 10b обладает свободой движения вверх или вниз и в поперечном направлении, чтобы следовать профилю грунта. Эта подвижность обеспечивает точное следование профилю поля. Усилие движения шасси 2 и, в частности, первичной балки 4а, 4b передается на вторичную балку 10а, 10b посредством соединения через шатунные устройства 11.
Как показано на фиг. 2 и 3, вторичная балка 10b имеет наклон, тогда как первичная балка 4b является по существу горизонтальной. Шатунные устройства 11 показаны в двух крайних положениях: в верхнем положении и в нижнем положении. На фиг. 2 шатунное устройство 11, ближнее к центральной вертикальной плоскости 18 сельскохозяйственной машины 1, находится в верхнем положении, тогда как другое шатунное устройство находится в нижнем положении. Благодаря шатунным устройствам 11, каждая вторичная балка 10а, 10b имеет относительно большую амплитуду движения порядка 8° вверх и 8° вниз. Положение шатунных устройств 11 на фиг. 3 является противоположным положению на фиг. 2. Во время работы вторичная балка 10b может принимать все возможные наклоны в интервале между верхним положением и нижним положением шатунных устройств 11. Центр поворота каждой вторичной балки 10а, 10b находится между ее двумя шатунными устройствами 11. В представленном варианте осуществления шатунные устройства 11 предпочтительно находятся на каждом конце в части, составляющей треть длины вторичной балки 10а, 10b.
На фиг. 4 и 5 представлен вид сбоку задней части сельскохозяйственной машины 1 в соответствии с изобретением в рабочей конфигурации. На фиг. 4 шатунное устройство 11 показано в верхнем положении, а на фиг. 5 шатунное устройство 11 показано в нижнем положении. На этих фигурах рабочие орудия не показаны. Предпочтительно часть вторичной балки 10а, 10b, содержащаяся в вертикальной плоскости, проходящей через шатунное устройство 11, может перемещаться плоским движением. Это движение происходит относительно соответствующей первичной балки 4а, 4b, благодаря шатунным устройствам 11. Такое движение позволяет рабочим орудиям 3 оставаться по существу параллельно поверхности грунта. Вторичная балка 10а, 10b расположена по существу ниже первичной балки 4а, 4b таким образом, что вторичные балки 10а, 10b находятся ближе к грунту, чем первичные балки 4а, 4b.
Предпочтительно каждое шатунное устройство 11 содержит четыре шарнира, один из которых является поворотным шарниром 13 с горизонтальной осью, перпендикулярной к направлению движения А. Вместе эти четыре шарнира по существу образуют четырехугольник. Предпочтительно четырехугольник является параллелограммом, позволяющим вторичной балке 10а, 10b перемещаться вертикально и по существу параллельно грунту. Шатунное устройство 11 содержит, по меньшей мере, один нижний шатун 14 и, по меньшей мере, один верхний шатун 15. Поворотный шарнир 13 соединяет первичную балку 4а, 4b с одним из концов нижнего шатуна 14. Другой конец нижнего шатуна 14 соединен с вторичной балкой 10а, 10b через кольцевой линейный шарнир. Каждый верхний шатун 15 содержит на своих концах шарнир типа шарового, соединяющий первичную балку 4а, 4b и вторичную балку 10а, 10b. Благодаря этим различным шарнирам подвижность каждой вторичной балки 10а, 10b позволяет рабочим орудиям оптимально адаптироваться к профилю грунта.
Следование профилю поля рабочими орудиями 3 обусловлено близостью точек опоры и рабочих орудий 3. Следовательно, опорные колеса 12 должны находиться вблизи рабочих орудий 3, чтобы глубина работы рабочих орудий 3 была по существу одинаковой по всей длине вторичной балки 10а, 10b. Предпочтительно опорные колеса 12 по существу находятся на одной линии с указанными рабочими орудиями 3, если смотреть сверху и с учетом направления движения А. Таким образом, опорные колеса 12 расположены между рабочими орудиями 3. В случае сеялки поверхность опоры на грунт опорных колес 12 по существу совмещена с элементами закапывания. Учитывая, что рабочие орудия 3 расположены рядом с опорными колесами 12, их следование профилю поля существенно улучшается. В альтернативном варианте опорные колеса 12 могут быть расположены перед вторичными балками 10а, 10b.
Каждое шатунное устройство 11 содержит систему упора 16, позволяющую ограничивать смещение вниз и, в частности, контролировать максимальную глубину работы. В случае орудий, предназначенных для посева семян в почву, это позволяет избегать слишком глубокого проникновения орудий в грунт, если он является рыхлым. Нижний упор можно регулировать в зависимости от производимых работ. Во время транспортировки и разворотов в конце поля систему упора 16 активируют для отвода рабочий орудий 3 от грунта. Это позволяет сельскохозяйственной машине маневрировать с увеличенным клиренсом без риска повреждения рабочих орудий 3.
Для соблюдения регламентных норм при движении по дорогам во время транспортировки большую рабочую ширину сельскохозяйственной машины 1 необходимо уменьшить. Для этого первичные балки 4а, 4b складывают посредством их поворота вокруг соответствующего шарнира 17 с по существу вертикальной осью. Первичные балки 4а, 4b откидываются вверх для уменьшения габаритной ширины транспортировки. Согласно альтернативному варианту, первичные балки 4а, 4b складываются назад.
В случае почвообрабатывающей сельскохозяйственной машины рабочие орудия 3 выполнены в виде дисков или зубьев.
В не показанном на фигурах примере осуществления обе первичных балки 4а, 4b могут быть расположены со смещением относительно друг друга с учетом направления движения А.
В другом не показанном варианте осуществления изобретения, продольная штанга 4 состоит, по меньшей мере, из трех секций.
Разумеется, изобретение не ограничивается вариантами осуществления, описанными выше и показанными на прилагаемых чертежах. В них можно вносить изменения в том, что касается состава и числа различных элементов, или посредством их замены техническими эквивалентами, не выходя при этом за пределы объема защиты, определенного нижеследующей формулой изобретения.