Высевающий диск со встроенным приводом - RU2668671C2
Код документа: RU2668671C2
Чертежи
Описание
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Данная заявка в соответствии с 119 35 раздела свода законов США испрашивает приоритет по предварительной заявке № 61/925,518, поданной 9 января 2014 года, включенной сюда путем ссылки во всей своей полноте.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение, в общем, относится к сельскохозяйственным орудиям для посева семян. Более конкретно, но не исключительно, изобретение относится к высевающему диску и дозатору сеялки, имеющему встроенный двигатель для уменьшения ширины дозатора семян и для предоставления высевающей секции для сеялки с изменяющимися конфигурациями.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Сельскохозяйственная сеялка для пропашных культур представляет собой машину, построенную для точного распределения семян в землю. Сеялка для пропашных культур обычно содержит горизонтальный брус для навешивания рабочих органов, прикрепленный к сцепному узлу для буксирования позади трактора. На брус для навешивания рабочих органов устанавливают высевающие секции. В различных конфигурациях семена могут храниться в индивидуальных бункерах на каждой высевающей секции, или они могут содержаться в центральном бункере и по мере необходимости доставляться в высевающие секции. Высевающие секции содержат землеобрабатывающие инструменты для нарезания и заделывания семенной борозды и систему дозирования семян для распределения семян в семенную борозду.
В наиболее общем виде дозатор семян содержит корпус и высевающий диск. Корпус сконструирован таким образом, что он создает резервуар, чтобы содержать объединенный резерв семян. Объединенный резерв семян также может находиться в отдельной конструкции. Высевающий диск находится внутри корпуса и вращается вокруг в общем горизонтальной центральной оси. По мере вращения высевающего диска он проходит через объединенный резерв семян, где он подбирает отдельные семена. После этого семена распределяются в семенной желобок, где они падают в семенную борозду.
Расстояние между семенами в семенной борозде регулируется посредством изменения скорости вращения высевающего диска. Наиболее часто вращение высевающего диска осуществляется посредством соединения с общим приводным валом. Приводной вал проходит горизонтально по длине бруса для навешивания рабочих органов для соединения с каждой высевающей секцией и приводится в действие с помощью единственного двигателя или контактирующего с землей колеса. В данной конфигурации норма высева может регулироваться для всех высевающих секций равномерно посредством регулирования скорости вращения общего приводного вала. Это может быть трудоемкой задачей, а оператор вряд ли будет регулировать передаточное отношение так часто, как это необходимо, чтобы сделать урожаи максимальными. Как правило, оптимальная общая норма для данной площади земли будет выбрана до посадки и будет поддерживаться на этой норме независимо от почвенных условий. Независимо от использования высевающего диска механического, пневматического или вакуумного типа, высевающий диск устанавливают внутри дозатора семян, используя независимые крепежные приспособления, и это требует использования инструментов для облегчения замены диска. Например, если фермер использует одну и ту же сеялку для посева кукурузы и сои, он должен использовать другой диск для соответствующих типов семян. Так как размеры сеялок продолжают расти, и добавляется больше высевающих секций, задача замены высевающих дисков с использованием независимых крепежных приспособлений и инструментов добавляет излишнюю нагрузку на замену высевающих дисков.
За последнее время были разработаны сеялки, предусматривающие независимое управление каждым из высевающих дисков в каждом дозаторе семян. Дозаторы содержат двигатель, такой как электрический двигатель, который прикреплен к дозатору. Например, может быть использован бесщеточный двигатель постоянного тока, который содержит выходной вал. Выходной вал продолжается из двигателя и в дозатор таким образом, что часть вала функционально соединена с высевающим диском. Вследствие этого, двигатель будет действовать таким образом, чтобы вращать высевающий диск.
Однако, при дозаторах семян с электрическим приводом электрический двигатель должен приводить в действие высевающий диск либо непосредственно через втулку, либо с помощью другого способа соединения. Используемый двигатель размещают в осевом направлении и отсоединяют от высевающего диска, что увеличивает осевую ширину дозатора семян. Данное устройство затрудняет установку и снятие двигателя. Еще один способ состоит в передаче мощности в высевающий диск через шестерни, ремни или другие средства передачи мощности, которые обеспечивают возможность размещения двигателя в более подходящем месте, облегчая его обслуживание. В результате данных попыток получился высевающий диск, оторванный от приводного двигателя, с мощностью, передаваемой через шестерни, ремни и т.д., или диск должен был быть непосредственно прикреплен к выходному валу двигателя, что вызывало бы увеличение осевой длины системы, поскольку в двигателе необходимо было бы сделать зубчатый редуктор для замедления скорости до удовлетворительных уровней.
Вследствие этого, в данной области существует потребность в дозаторе семян, содержащем высевающий диск, который имеет ширину меньше, чем ширина дозатора семян, приводимого в действие внешним, электрическим приводным двигателем. Также в данной области существует потребность в дозаторе, который содержит двигатель, приводящий в действие диск, модульного типа, который может быть быстро прикреплен к различным высевающим дискам, используемым для распределения и посева различных типов семян.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вследствие этого, принципиальная задача, отличительная особенность и/или преимущество предложенного изобретения состоит в преодолении недостатков в данной области.
Еще одна задача, отличительная особенность и/или преимущество предложенного изобретения состоит в предоставлении высевающего диска со встроенным электрическим двигателем для управления вращением диска.
Еще одна задача, отличительная особенность и/или преимущество предложенного изобретения состоит в предоставлении двигателя для управления вращением высевающего диска, при этом двигатель содержит относительно неподвижный внутренний элемент и вращающийся наружный элемент.
Еще одна задача, отличительная особенность и/или преимущество предложенного изобретения состоит в предоставлении двигателя высевающего диска, который может быть легко и быстро прикреплен к различным высевающим дискам для обеспечения возможности смены семян, которые должны быть посеяны.
Дополнительная задача, отличительная особенность и/или преимущество предложенного изобретения состоит в предоставлении высевающего диска, который имеет кольцеобразную форму с дорожкой для ячеек высевающего диска, отделенной промежутком радиально вокруг кольца.
Еще одна дополнительная задача, отличительная особенность и/или преимущество предложенного изобретения состоит в предоставлении вентилятора, встроенного в корпус дозатора семян, для обеспечения перепада давлений вдоль части высевающего диска, чтобы заставлять семена входить в контакт с ячейкой для семян высевающего диска.
Еще одна дополнительная задача, отличительная особенность и/или преимущество предложенного изобретения состоит в предоставлении высевающей секции или сеялки с множеством расположенных на ней дозаторов семян.
Еще одна дополнительная задача, отличительная особенность и/или преимущество предложенного изобретения состоит в предоставлении высевающей секции сеялки, в которой дозатор семян расположен смежно с дисками сошника секции.
Данные и/или другие задача, отличительные особенности и преимущества предложенного изобретения будут очевидны специалистам в данной области. Предложенное изобретение не должно ограничиваться данными задачами, отличительными особенностями и преимуществами. Не требуется единственного варианта осуществления, чтобы обеспечить все до единой задачи, отличительные особенности и преимущества.
Вследствие этого, некоторые аспекты изобретения содержат включение двигателя большого диаметра с узкой осевой шириной во взаимодействии с высевающим диском. Обратное расположение якоря используют таким образом, что выходной вал (внутренний элемент) двигателя является неподвижным, а наружная часть двигателя имеет возможность вращаться. Наружная часть двигателя может образовать быстроустанавливаемую втулку, в которой закрепляют кольцо высевающего диска. Это позволяет закрыть двигатель внутри защитной оболочки корпуса дозатора семян и обеспечивает открытый доступ для обслуживания двигателя. В этом случае внутренним элементом двигателя становится статор, а наружным элементом двигателя становится ротор.
Двигателем может быть бесщеточный двигатель постоянного тока или даже может быть щеточный двигатель постоянного тока. Некоторые варианты осуществления предусматривают использование шагового двигателя. Кроме того, дополнительные варианты осуществления предусматривают добавление магнитов или магнитных материалов внутри круглого элемента самого высевающего диска, в который становится ротор узла двигателя высевающего диска. Двигатель может быть объединен с высевающим диском таким образом, что часть высевающего диска окружает или иным образом располагается вокруг по меньшей мере части окружности двигателя. В качестве альтернативы, двигатель может быть расположен таким образом, что он находится рядом или иным образом по меньшей мере частично окружает часть высевающего диска, содержащего ячейки высевающего диска и/или дорожку для семян. Однако, объединение двигателя и высевающего диска может обеспечить, чтобы они объединялись таким образом, чтобы они составляли единый блок, который может содержать множество составных элементов.
Некоторые аспекты изобретения включают в себя, что двигатель содержит элементы, которые вращают высевающий диск через подшипниковые элементы, окружающие выступающий участок высевающего диска. В такой ситуации высевающий диск может подниматься магнитным образом внутри системы для размещения высевающего диска.
Другие аспекты изобретения включают использование единственного статора или внутренней части двигателя, который используется для приведения в действие отдельных роторов отдельных высевающих дисков. В такой ситуации единственный ротор будет воздействовать на магниты отдельных участков ротора, функционально прикрепленного к высевающему диску, вызывая одновременное вращение одного или обоих дисков. Это будет обеспечивать возможность использования в каждой высевающей секции множества дозаторов, что будет допускать множество смесей материалов в виде частиц, которые должны быть посеяны.
Другие аспекты изобретения включают встраивание вентилятора либо в единственный корпус дозатора, либо между корпусами дозаторов. Вентилятор может заменять пневматические шланги и может использоваться для обеспечения перепада давлений, либо положительного, либо отрицательного, в ячейках для семян высевающих дисков, чтобы заставлять семена или другой материал в виде частиц удерживаться на высевающем диске и напротив него. Вентилятор может располагаться либо соосно с высевающим диском, либо в другом месте и прикрепляться к корпусу дозатора семян. Использование встроенного вентилятора и двигателя сильно бы уменьшило ширину дозатора семян, что обеспечило бы множество вариантов применения. Например, уменьшение ширины могло бы обеспечить возможность расположения в каждой высевающей секции множества дозаторов семян для обеспечения различных вариантов применения материалов в виде частиц. Также дозаторы можно было бы передвинуть ближе к земле для высвобождения семян или других материалов в месте близко к земле, что увеличило бы расстояние между семенами, глубину и другие посевные характеристики. Изобретение также может привести к удалению множества частей стандартных дозаторов семян, что уменьшит сложность дозаторов, количество составных элементов и, таким образом, количество составных элементов, которые будут требовать замены, технического обслуживания и прочего, с увеличением в то же время долговечности.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигура 1 представляет собой вид в перспективе посевного орудия.
Фигура 2 представляет собой вид в перспективе общепринятой высевающей секции сеялки с прикрепленным к ней пневматическим дозатором семян.
Фигура 3 представляет собой вид сбоку в вертикальном разрезе общепринятой высевающей секции фигуры 1.
Фигура 4 представляет собой вид в перспективе высевающего диска со встроенным двигателем согласно предложенному изобретению.
Фигура 5 представляет собой вид спереди в вертикальном разрезе высевающего диска фигуры 4.
Фигура 6 представляет собой вид в разрезе высевающего диска фигуры 4.
Фигура 7 представляет собой вид спереди в вертикальном разрезе высевающего диска со встроенным двигателем согласно дополнительным аспектам изобретения.
Фигура 8 представляет собой вид спереди в вертикальном разрезе высевающего диска со встроенным двигателем согласно дополнительным аспектам изобретения.
Фигура 9 представляет собой изображение высевающего диска с встроенным шаговым двигателем.
Фигура 10 представляет собой вид в разрезе дозатора семян, содержащего высевающий диск со встроенным двигателем.
Фигура 11 представляет собой вид спереди в вертикальном разрезе высевающего диска со встроенным двигателем согласно дополнительным аспектам изобретения.
Фигура 12 представляет собой вид в вертикальном разрезе дозатора семян с встроенным вентилятором для обеспечения в высевающем диске перепада давлений.
Фигура 13 представляет собой вид сзади высевающей секции с множеством дозаторов семян.
Различные варианты осуществления предложенного изобретения будут подробно описаны со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые ссылочные номера представляют одинаковые части на нескольких изображениях. Ссылка на различные варианты осуществления не ограничивает объем правовых притязаний изобретения. Фигуры, предложенные в данном документе, не являются ограничениями различных вариантов осуществления согласно изобретению и предложены для иллюстрации изобретения в виде примера.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Фигура 1 представляет собой вид в перспективе иллюстративного варианта осуществления сельскохозяйственного орудия 10, которое показано в виде посевного орудия. Подобная сеялка 10 дополнительно показана и описана в патентной заявке № 13/927177, которая включена настоящим во всей своей полноте. Фигура 1 показывает сеялку 10 с дышлом 12, которое может представлять собой телескопическое дышло, когда сеялкой 10 является складывающаяся вперед сеялка. На первом конце 14 дышла 12 расположена сцепка 16, которая используется для прикрепления посевного орудия 10 к трактору (не показано) или другому транспортному средству для буксирования посевного орудия 10. Когда дышлом 12 является телескопическое дышло, ему может способствовать добавление продольных тяг 22 на противоположных сторонах дышла 12. Продольные тяги 22 соединяют дышло 12 с первым и вторым крыльями 32, 36 таким образом, что когда крылья складываются за счет работы цилиндров 18, опоры 22 будут выдвигать или втягивать секции телескопического дышла 12 для удлинения или укорачивания дышла 12 таким образом, что крылья 32, 36 имеют возможность складываться друг смежно с другом и дышлом 12.
На заднем конце дышла 12 или около него расположена главная или центральная рама 18, которая также может быть известна, как брус для навешивания рабочих органов. Главная или центральная рама 18 продолжается обычно перпендикулярно дышлу 12. Центральная рама 18 также содержит конструкцию для центральных бункеров 26. Главный бункер 26, который также может быть известен, как бункеры насыпного заполнения, центральные бункеры или другие резервуары, вмещают материалы, такие как семена, инсектициды, удобрения и тому подобное, которые распределяются через систему в индивидуальные высевающие секции на раме и крыльях. Например, бункеры насыпного заполнения могут быть функционально соединены с пневматической системой доставки семян для доставки семян из бункеров насыпного заполнения в индивидуальные высевающие секции. Подобная пневматическая система доставки семян раскрыта в патенте США № 8448585, который включен настоящим во всей своей полноте. Центральная рама содержит множество центральных высевающих секций, продолжающихся из задней части рамы для распределения материала в поле. Центральная рама также содержит ось и транспортировочные колеса 30, продолжающиеся от рамы. Транспортировочные колеса 30 поддерживают главную или центральную раму, а также являются колесами, которые контактируют с землей, когда орудие 10 транспортируется в поле или из него.
От противоположных сторон центральной рамы или главной рамы 24 продолжаются первое и второе крылья 32, 36. Первое и второе крылья 32, 36 обычно являются зеркальным отражением друг друга, и, вследствие этого, будет описано только одно крыло. Следует иметь в виду, что противоположное крыло 36 обычно имеет такие же составные элементы. Первое крыло 32 содержит первую раму 34, расположенную отдельно от главной рамы 24, но расположенную обычно в той же самой плоскости. С первой рамой 34 соединено множество высевающих секций. Высевающие секции первого крыла 32 обычно являются такими же, как высевающие секции главной рамы 24 и высевающие секции противоположного крыла 36, которое продолжается от рамы 34 второго крыла. Количество высевающих секций у орудия 10 может варьировать в зависимости от размера орудия 10, требований поля, типа поля, типа материала, распределяемого в поле, и тому подобное. Также, от рамы 34 крыла продолжаются колеса 38 крыла. Колеса 38 крыла поддерживают крылья 32, 36 и позволяют орудию 10 перемещаться без проникновения высевающих секций в землю при повороте в поле, проходя водоводы и тому подобное.
Орудие 10 содержит множество высевающих секций 40, продолжающихся из крыльев 32, 36 и центральной рамы 24. На фигурах 2 и 3 показана общепринятая высевающая секция 40 сеялки с расположенным на нем пневматическим дозатором 42 семян. Например, в дозаторе семян может использоваться отрицательное или положительное давление, вызываемое воздухом, для удерживания и транспортировки семян. Высевающая секция 40 и пневматический дозатор 42 семян могут относиться к типу, показанному и описанному в патентной заявке США № 13/829726, которая включена настоящим во всей своей полноте. Изобретение предусматривает другие типы дозаторов семян, включая механический, щеточный, пальцевый и тому подобное, которые могут быть использованы с предложенным изобретением. Высевающая секция 40 содержит крепление U-образными болтами для установки высевающей секции 40 на раму сеялки или брус для навешивания рабочих органов (на центральной раме и крыльях), как ее иногда называют, которая может представлять собой стальную трубу 5 на 7 дюймов (хотя используют другие размеры). Однако, вместо U-образных болтов могут быть использованы другие установочные конструкции. Крепление содержит боковую пластину 44, которая используется для прикрепления левого и правого параллелограммных навесных устройств 46. Каждое навесное устройство может представлять собой шарнирный четырехзвенник, как показано на фигурах. Иногда описывают двойное навесное устройство, имеющее верхние параллельные звенья и нижние параллельные звенья, при этом задние концы параллельных звеньев шарнирно прикреплены к раме 48 высевающей секции 40. Рама 48 содержит опору для пневматического дозатора 42 семян и семенной бункер 50, а также конструкцию, содержащую стойку для установки пары копирующих землю колес 58. Рама 48 также прикреплена к заделывающему блоку 54, который содержит пару наклонных заделочных колес 56A, 56B. Высевающая секция 40 также содержит пару дисковых сошников 53. Несмотря на то, что высевающая секция 40, показанная на фигурах 2 и 3, выполнена с возможностью использования с системой наполнения семян насыпью, следует иметь в виду, что высевающая секция 40 может иметь один или более рядковых бункеров 50 на каждой из высевающих секций 40. Иллюстративные версии высевающих секций с индивидуальными бункерами показаны и описаны в патентной заявке США № 14/176198, которая включена настоящим во всей своей полноте.
Как упоминалось, орудие 10 и высевающие секции 40, показанные и описанные на фигурах 1-3, содержат пневматический дозатор 42 семян для поштучного разделения и транспортировки семян или другого материала в виде частиц из источника доставки семян в созданную борозду в поле перед заделыванием указанной борозды заделочными колесами 56.
Аспект предложенного изобретения содержит новый дозатор 60 семян, содержащий узел 64 высевающего диска, такой как узел высевающего диска, показанный на фигурах 4-6. В предшествующих дозаторах 60 семян используются различные типы систем привода для вращения высевающего диска 64 дозатора 60 семян для того, чтобы поштучно разделять и транспортировать семена или другой материал в виде частиц через дозатор 60 семян в землю, например, в борозду, образованную в земле. Некоторые подобные системы содержат системы непосредственного привода, в которых цепь или другой элемент функционально соединен с одной или более колесными осями для вращения колес приблизительно с такой же скоростью относительно земли. Тем не менее, другие включают использование двигателей с электрическим приводом, расположенных в каждом дозаторе семян, для того, чтобы приводить в действие высевающий диск дозатора посредством выходного вала двигателя. Подобная ситуация включает установку двигателя смежно с дозатором 60 семян или на нем, при этом выходной вал продолжается в дозатор 60 семян и в контакт с высевающим диском 64 для приведения высевающего диска 64 в действие вращающимся образом. Например, предшествующие электрические двигатели содержат бесщеточные двигатели постоянного тока, которые требуют множества зубчатых редукторов внутри двигателя, которые заставляют увеличивать размер двигателя. Однако, один недостаток подобных содержащихся предшествующих систем состоит в том, что двигатель должен быть выполнен и иметь такие размеры, что размер двигателя является причиной ширины размера дозатора семян, которая занимает очень много пространства высевающей секции.
Вследствие этого, аспектом предложенного изобретения является обеспечение замены указанных внешних приводных двигателей дозаторов 60 семян встроенным бесщеточным двигателем 66 постоянного тока с самим высевающим диском 64 для того, чтобы уменьшить ширину дозатора 60 семян, что предоставит множество преимуществ и выгод по сравнению с предшествующими дозаторами семян. Подобный дозатор 60 семян показан на фигурах 4-6.
Бесщеточные двигатели постоянного тока обычно содержат ротор и статор. Наружный элемент двигателя обычно называют статором, так как обычно он является неподвижным в процессе работы двигателя. Статор содержит магниты, которые обмотаны электрическими обмотками, через которые может проходить электрический ток для приведения двигателя в действие. Во внутренней части двигателя находится постоянный магнит с противоположными полюсами. Через проволоку, обмотанную вокруг магнитов статора, пропускают электричество, которое вызывает вращение постоянного магнита ротора. Затем данное вращение может передаваться через шестерни и другие передающие механизмы для обеспечения вращения выходного вала. Однако, вследствие требующихся зубчатых редукторов двигателя корпус бесщеточного двигателя постоянного тока должен быть довольно большим для того, чтобы вмещать все составные элементы бесщеточного двигателя постоянного тока. Предложенное изобретение предусматривает использование новой конфигурации бесщеточного двигателя постоянного тока, в которой ротор, который также может упоминаться, как якорь, и статор являются реверсивными. Реверсирование якоря и статора включает вращение различных составных элементов двигателя при приведении двигателя в действие, что предоставит множество уникальных и предпочтительных выгод для высевающего диска, используемого в дозаторе семян.
Изобретение предусматривает реверсирование ротора 70 и статора 68 бесщеточного двигателя постоянного тока, который тогда может быть объединен с самим высевающим диском 64. Данное объединение двигателя 66 и высевающего диска 64 предоставляет двигатель 66, который наряду с самим высевающим диском 64 может быть помещен внутри корпуса 62 дозатора семян. Например, объединенный высевающий диск и двигатель могут образовать встроенный, неразъемный блок, или может быть множество составных элементов, объединенных для взаимодействия друг с другом. это устраняет необходимость внешнего механизма привода для дозатора 60 семян, защищает двигатель 66 от множества внешних элементов и существенно уменьшает ширину, требующуюся для дозатора 60 семян, что предусматривает осуществления множества вариантов составных элементов высевающей секции 40, которые ранее не предусматривались в сельскохозяйственной промышленности.
Будут показаны и описаны подобные иллюстративные варианты применения для дозатора 60 семян, содержащего высевающий диск 64 со встроенным двигателем 66 внутри корпуса 62 дозатора семян.
Фигуры 4-6 иллюстрируют один аспект дозатора 60 семян, содержащего двигатель 66, интегрированный с высевающим диском 64. Необходимо заметить, что термин объединение не требует, чтобы двигатель находился внутри наружного профиля или внутри окружности высевающего диска 64. Вместо этого, термин может быть использован для описания узла, в котором двигатель 66 высевающего диска 64 непосредственно приводит в действие высевающий диск 64 способом, в котором двигатель 66 непосредственно или иным образом функционально прикреплен к высевающему диску 64 или иным образом содержится в виде части высевающего диска 64, а в некоторых вариантах осуществления все находится внутри корпуса 62 дозатора семян.
Как показано на фигурах 4-6, дозатор 60 семян содержит корпус 62 для по существу окружения узла 64 высевающего диска. Узел 64 высевающего диска содержит в общем круглый элемент 72 высевающего диска, который способен вращаться внутри корпуса 62 дозатора семян для закрепления семян или другого материала в виде частиц в ячейке 74 высевающего диска для распределения семян или другого материала в виде частиц в землю. Круглый элемент 72 содержит множество ячеек 74 высевающего диска, разнесенных от его центральной оси и формирующих дорожку 76 для ячеек высевающего диска, по которой будут вращаться ячейки 74 высевающего диска. В вариантах осуществления, показанных на фигурах 4-6, круглый элемент 72 высевающего диска 64 обычно представляет собой диск с кольцеобразной формой с отверстием или другой полой внутренней частью. Внутри открытой области элемента 72 с кольцеобразной формой высевающего диска расположен двигатель 66 для обеспечения вращательного механизма привода для высевающего диска 64. Двигателем 66, показанным на фигурах, может быть бесщеточный двигатель постоянного тока. Однако, как упоминалось, составные элементы двигателя 66 были изменены на обратные таким образом, что внутренний элемент 68 является по существу неподвижным и может называться статором 68, в то время, как наружная часть 70 может называться ротором 70 или якорем и способна вращаться относительно внутреннего элемента 68. Вследствие этого, предполагается, что магниты и обмотки внутреннего и наружного элементов 68, 70 могут быть изменены на обратные для обеспечения, чтобы ток, подаваемый в двигатель 66, вызывал вращение наружного элемента 70 относительно обычно неподвижного внутреннего элемента 68. Затем внутренний элемент 68 может быть прикреплен к корпусу 62 дозатора семян или иным образом зафиксирован внутри него таким образом, чтобы наружный элемент 70 имел возможность вращаться относительно внутреннего элемента, удерживая в то же время двигатель 66 в общем на месте внутри корпуса 62.
Кроме того, двигатель 66 может быть прикреплен к элементу 72 с кольцеобразной формой высевающего диска посредством крепежного элемента 78, 80 двигателя 66 и элемента 72 высевающего диска. Таким образом, узел, показанный на фигурах 4-6, может быть в общем по сути модульным, так что различные элементы 72 высевающего диска могут быть прикреплены к общему двигателю 66 для обеспечения посева различных типов семян. Например, различные типы семян, такие как кукуруза, соя, сахарная кукуруза, хлопок и тому подобное, имеют меняющиеся размеры, формы и посевные требования и/или характеристики. Ячейки 74 высевающего диска и дорожки 76 для семян изменяются согласно типу семян, для посева которых должен быть использован элемент 72 высевающего диска. Вследствие этого, еще один аспект изобретения предусматривает использование общего двигателя 66 с различными элементами 72 высевающего диска, которые выполнены с возможностью использования с изменяющимися типами семян. Таким образом, согласно некоторым вариантам осуществления двигатель содержит наружные крепежные элементы 78, в то время, как элемент 72 с кольцеобразной формой высевающего диска содержит свои собственные крепежные элементы 80. Крепежные элементы 78, 80 могут быть сцеплены друг с другом с возможностью скольжения или иным образом так, что двигатель 66 размещают с совпадающими прорезями и отверстиями, а затем вращают для фиксации двигателя 66 в соединение с элементом 72 диска. Когда должен быть использован другой высевающий диск 64, например, когда должны быть посеяны другие семена, или если имеется повреждение высевающего диска 64, двигатель 66 можно быстро повернуть для расцепления с элементом 72 диска, и для обеспечения возможности повторного зацепления отдельного элемента 72 высевающего диска. Таким образом, показанные варианты осуществления могут быть по сути в общем модульными, так что узел 64 высевающего диска может быть быстро и легко заменен с учетом вариантов в процессе посева.
Кроме того, как лучше всего показано на фигуре 6, работа узла 64 высевающего диска не будет изменяться на основании типа высевающего диска 72, используемого со встроенным двигателем 66. Как показано на фигуре 6, внутренний элемент 68 двигателя 66, наружный элемент 70 и элемент 72 высевающего диска обычно находятся на одной оси друг с другом. Они являются соосными вокруг центральной оси 84 узла 64 высевающего диска, внутри дозатора 60 семян. Внутренний и наружный элементы 68, 70 двигателя 66 выполнены таким образом, что подача тока в двигатель 66 будет заставлять наружный элемент 70 вращаться вокруг по существу неподвижного внутреннего элемента 68 двигателя 66. Так как наружный элемент 70 прикреплен к высевающему диску 72 кольцеобразной формы, элемент 72 высевающего диска начнет вращаться также с наружным элементом 70 двигателя 66. Данное вращение будет приводить в действие высевающий диск 64 внутри дозатора 60 семян, чтобы начать посев семян или внесение другого материала в виде частиц. Таким образом, остальные составные элементы дозатора 60 семян, которые могут содержаться, являются известными. Например, когда дозатором 60 семян является пневматический дозатор семян, корпус 62 дозатора семян может содержать крепление к источнику воздуха, такому как источник разрежения. Кроме того, внутри корпуса 62 дозатора семян может содержаться объединенный резерв распределяемых семян. Высевающий диск 64 со встроенным двигателем 66 задействуют для вращения элемента 72 высевающего диска таким образом, чтобы ячейки 74 высевающего диска проходили через объединенный резерв семян (не показано). В то же самое время источник воздуха обеспечивает перепад давлений на противоположных сторонах ячеек 74 высевающего диска таким образом, чтобы семена прикреплялись к ячейке 74 высевающего диска по мере того, как высевающий диск 64 проходит через объединенный резерв семян. Дозатор 60 семян будет продолжать вращение через устройство для поштучной подачи семян (не показано), которое способствует обеспечению, чтобы в каждой ячейке 74 высевающего диска находилось только одно семя. Дозатор 60 непрерывно вращается до тех пор, пока отдельное семя не пройдет через зону без перепада давлений, что вытесняет семя из ячейки 74 для семян высевающего диска 64. Затем семя проходит через желобок или другой элемент и в направлении борозды, которая была создана в поле. Затем заделочные колеса 56 для семян высевающей секции 40 заделывают землю вокруг семян, расположенных в семенной борозде, высевая таким образом семена.
Использование электрического двигателя для приведения в действие дозатора 60 семян обеспечивает множество преимуществ над предшествующим механическим средством для приведения в действие дозатора 60 семян. Например, электрический двигатель обеспечивает больший крутящий момент и мгновенное действие вращения высевающего диска 64 в дозаторе 60 семян. Кроме того, индивидуальное объединение электрического двигателя с каждым высевающим диском 64 дозатора 60 семян предусматривает независимую работу каждого дозатора 60 семян. Индивидуальная работа каждого дозатора семян предусматривает множество вариантов применения для посева. Например, когда некоторые высевающие секции 40 сеялки проходят через область, которая не должна засеиваться, средства управления системы обеспечивают возможность отсекания конкретных двигателей дозаторов 60 семян, что обеспечивает, что место не будет засеяно высевающими секциями 40. Однако, так как другими высевающими секциями 40 можно управлять независимо, в указанных блоках 40 дозаторы 60 семян будут продолжать работать. Кроме того, независимое управление дозаторами 60 семян встроенным двигателем, предусматривает нахождение в каждой высевающей секции 40 многосеменных дозаторов 60, например, для использования с мультигибридным посевом. Таким образом, в каждой высевающей секции 40 двигатель с электрическим управлением может независимо приводиться в действие для активирования конкретного дозатора 60 семян, содержащего конкретную смесь семян, который будет затем высевать эти семена в конкретное место в поле. Однако, когда должна быть посеяна другая смесь семян, первый дозатор 60 может отсекаться посредством электрического двигателя, в то же время мгновенно активируется второй дозатор 60, чтобы начать посев второй смеси. Таким образом, использование электрических двигателей, объединенных с высевающим диском 64 дозаторов 60 семян, предусматривает использование в каждой высевающей секции 40 двух или даже более дозаторов 60 семян для обеспечения возможности мультигибридного посева секции 10 сеялки.
Согласно некоторым вариантам осуществления двигатель 66, интегрированный с элементом 72 высевающего диска 64 может иметь диаметр между 2-15 дюймов, в то же время более предпочтительным является приблизительно 6½ дюйма. Для этого потребуется двигатель, который имеет приблизительно 1-1,5 дюйма в ширину и потребуется приблизительно 1,7 ампер для активирования и питания. Однако, следует иметь в виду, что с изобретением могут использоваться другие диаметры, толщина и энергетические требования, которые могут быть выбраны на основании требований к посеву. Например, предполагается, что по мере увеличения диаметров двигателя, толщина и потребление энергии для приведения в действия будет уменьшаться. Наличие двигателя с шириной менее чем 1,5 дюйма обеспечит возможность вставки двигателя внутрь существующих корпусов дозаторов семян. В дополнение, включение двигателя внутрь корпуса обеспечит другие преимущества. Например, корпус 62 дозатора семян теперь может быть образован с уменьшенной шириной вследствие удаления внешнего двигателя, прикрепленного к корпусу. Предполагается, что размер корпуса может составлять приблизительно два дюйма в ширину.
Другие варианты применения и/или выгоды уменьшения ширины дозатора 60 семян включают предоставление возможности расположения дозатора 60 семян ближе к земле и возможно между и позади дисков сошника высевающей секции 40. Подобное местоположение должно обеспечить множество выгод. Например, высвобождение семян в месте близко к земле будет уменьшать отскакивание семян перед достижением земли, будет обеспечивать лучшую точность размещения в отверстие земли, может улучшать эффективность расстояния между семенами, может обеспечить возможность посева с большей скоростью по полю и может обеспечивать дополнительные выгоды, которые должны быть очевидны специалистам в данной области. Уменьшение ширины корпуса 62 дозатора семян будет обеспечивать возможность установки корпуса 62 дозатора семян в ранее недоступных местах. Кроме того, заключение двигателя внутри корпуса 62 дозатора семян будет защищать двигатель от внешних элементов, таких как пыль и другой мусор. Дополнительно, использование двигателя, как показано и описано, будет улучшать эффективность двигателя, так как он не содержит редукторов, которые требовались для предшествующих электрических двигателей постоянного тока. Другие выгоды состоят в том, что заключение предусматривает повышенный диаметр высевающего диска, которое позволяет двигателям создавать более высокий доступный крутящий момент при более низкой скорости.
Дополнительно, несмотря на то, что показан двигатель, который необходимо защелкивать и вставлять с вращением в элемент 72 с кольцеобразной формой высевающего диска, могут быть предусмотрены другие типы соединений между двигателем 66 и элементом 72 высевающего диска. Например, для обеспечения модульности высевающего диска 64 и двигателя 66 элементы могут вставляться с защелкиванием друг с другом. Кроме того, предполагается, что двигатель также должен быть постоянно прикреплен к высевающему диску 64. Изобретение не должно ограничиваться конкретными способами показа и описания крепления между двигателем и элементом 72 высевающего диска, и следует иметь в виду, что любой тип крепления между двигателем и высевающим диском 64 может быть включен, как часть изобретения.
Фигура 7 раскрывает еще один аспект изобретения, который включает объединение двигателя 66 с элементом 72 высевающего диска для образования узла 64 высевающего диска, который может быть расположен внутри корпуса 62 дозатора 60 семян. Фигура 7 раскрывает узел, в котором двигатель 66, которым может быть бесщеточный электрический двигатель постоянного тока, расположен смежно с наружной кромкой элемента 72 высевающего диска или по меньшей мере частично окружает ее. Элемент 72 высевающего диска содержит в общем круглый элемент, который содержит множество ячеек 74 высевающего диска, образующих дорожку 76 для семян, в которой ячейки 74 высевающего диска радиально отделены промежутком от центральной оси круглого элемента 72. Однако, в аспекте, показанном на фигуре 7, двигатель 76 окружает элемент 72 высевающего диска или находится смежно с элементом 72 высевающего диска таким образом, чтобы он имел возможность приведения в действие элемента 72 высевающего диска вокруг наружных частей элемента 72 диска внутри семенного элемента 60.
Двигатель 66, как показано на фигуре 7, содержит внутренний элемент 68 и наружный элемент 70. Внутренним элементом 68 в данном конкретном варианте осуществления может быть элемент ротор или якорь, в то время, как наружным элементом является по существу неподвижный элемент статор. Вследствие этого, в данном конкретном варианте осуществления внутренний элемент 68 содержит постоянные магниты, тогда как наружный элемент 70 содержит магнитные элементы с обмотанными вокруг электрическими обмотками. Подача электроэнергии на обмотки задействует двигатель 66 таким образом, что внутренний элемент 68 начнет вращаться в то время, как наружный элемент 70 остается по существу неподвижным.
В подобной конфигурации внутренний элемент 68 двигателя 66, показанный на фигуре 7, будет функционально прикреплен к элементу 72 высевающего диска таким образом, что вращение внутреннего элемента 68 будет также вызывать вращение элемента 72 высевающего диска одновременно с ним. Таким образом, внутренний элемент 68 двигателя 66 может быть закреплен, например, постоянно или выборочно прикрепляя внутренний элемент 68 к элементу 72 диска.
Кроме того, аналогично варианту осуществления, показанному на фигуре 7, дозатор 60 семян может включать то, что внутренний элемент 68 на одной линии с осью круглого элемента 72 является по существу неподвижным статором, а часть, указанная под номером 68 на фигуре 7, является наружным элементом, якорем или ротором, двигателя 66. Таким образом, в подобной конфигурации наружный элемент 70 будет продолжаться по меньшей мере частично позади элемента 72 диска и прикрепляться вне наружной кромки элемента 72 высевающего диска. Вследствие этого, в то время как внутренняя часть двигателя на его оси остается неподвижной, наружный элемент 70, прикрепленный к элементу 72 высевающего диска, начнет вращаться, что вызывает вращение также элемента 72 высевающего диска. Он будет проводить ячейку 74 высевающего диска через объединенный резерв семян дозатора 60 семян, через устройство поштучного разделения и в участок падения дозатора 60 семян таким образом, что семена будут удаляться из ячейки 74 высевающего диска в направлении борозды, образованной в поле.
Фигура 8 показывает еще один аспект предложенного изобретения, который включает объединение двигателя 66 с элементом 72 высевающего диска с образованием узла 64 высевающего диска. Аналогично конфигурации, показанной на фигуре 7, узел 64, показанный на фигуре 8, содержит бесщеточный двигатель постоянного тока, который содержит наружный вращающийся элемент, ротор, который может быть показан посредством ссылки 70. Однако, вместо наружного элемента 70, постоянно прикрепленного или даже выборочно прикрепленного к круглому элементу 72 высевающего диска 64, конфигурация, показанная на фигуре 8, включает использование крутящихся или трущихся элементов 86, радиально опирающихся вокруг наружной кромки элемента 72 высевающего диска. Элементы 86 могут быть прикреплены к вращающемуся ротору 70 двигателя 66. Вследствие этого, когда двигатель 66 активирован, наружная часть 70 ротора начинает вращаться вокруг центральной оси. Крутящиеся или трущиеся элементы 86, которые контактируют с элементом 72 высевающего диска в трех точках вокруг наружной кромки высевающего диска 64, также начнут вызывать вращение элемента 72 высевающего диска вокруг центральной оси 84. Это обеспечивает другой способ, в котором бесщеточный двигатель постоянного тока, который содержит измененные на обратные наружный и внутренний элементы ротора, может быть использован, чтобы приостановить вращение элемента 72 высевающего диска, а затем дозатора 60 семян. Однако, также следует иметь в виду, что для содействия вращению высевающего диска может быть использовано больше или меньше, чем три точки контакта.
Фигура 9 раскрывает еще один вариант осуществления двигателя 66 и элемента 72 узла 64 высевающего диска для обеспечения вращения высевающего диска 64 в дозаторе 60 семян. На фигуре 9 показано, что двигатель представляет собой шаговый двигатель, который содержит зубчатые части 90 вокруг своей наружной периферии. Шаговый двигатель относится к типу двигателя постоянного тока, который делит полное вращение на ряд равных стадий. Положением двигателей можно управлять для передвижения и удерживания на одной из данных стадий без всякого датчика обратной связи, при условии, что размер двигателя тщательно подобран для данного применения.
Аналогично сказанному выше, составные элементы двигателя 66, показанного на фигуре 9, были изменены на обратные таким образом, что внутренний элемент становится по существу неподвижным элементом 68, статором, в то время как наружная часть становится вращательным элементом 70 двигателя, якорем или ротором. Таким образом, подача электрического тока на обмотку, которая намотана или накручена вокруг магнитов внутреннего элемента 68, статора, будет вызывать вращение постоянных магнитов наружного элемента 70, ротора вокруг его общей центральной оси 84. Вращение может быть фиксированным, так что наружный элемент 70 испытывает равные стадии вращения и, таким образом, прикрепляет элемент 72 высевающего диска вокруг центральной оси 84. Это обеспечит дополнительный аспект управляемого вращения высевающего диска 64 в дозаторе 60 семян.
Фигура 10 показывает еще один аспект предложенного изобретения, содержащий дозатор 60 семян. Дозатор 60 семян содержит корпус 62 дозатора семян. Внутри корпуса 62 дозатора семян находится узел 64 высевающего диска, который содержит в общем круглый элемент 72 высевающего диска, функционально прикрепленный или встроенный в двигатель 66, который может представлять собой бесщеточный электрический двигатель постоянного тока. Аналогично предшествующим вариантам осуществления двигатель 66 содержит конфигурацию, измененную на обратную, в которой внутренняя часть 68 является по существу неподвижным элементом, статором, который может содержать магниты, на которые накручена обмотка. Снаружи внутренней части 68 находится наружный элемент 70, которым может быть вращательный элемент, ротор или якорь, который может содержать в нем постоянные магниты. Таким образом, подача электрического тока на обмотку, намотанную вокруг магнитов внутреннего элемента 68, будет действовать с постоянными магнитами наружного элемента 70, заставляя наружный элемент 70 начать вращение вокруг его общей оси. Величина электрического тока и подача или остановка электрического тока будет обеспечивать точное управление вращением двигателя 66.
В конфигурации, показанной на фигуре 10, по существу или в общем круглый элемент 72 высевающего диска расположен смежно с двигателем 66 высевающего диска и функционально его закрепляет, например, с помощью крепежного средства 78, 80. Таким образом, наружный элемент 70 двигателя 66 может быть прикреплен к элементу 72 высевающего диска любым способом. Однако, как показано на фигуре 10, элемент 72 высевающего диска содержит выступающий участок 94, который продолжается в общем перпендикулярно корпусу высевающего диска. Выступающий участок 94 может быть расположен между подшипниковыми элементами 92, расположенными внутри корпуса 62 дозатора семян. Подшипниковыми элементами 92 обычно может быть любой подшипниковый элемент, например, шариковые подшипники, жидкостные подшипники, магнитные подшипники, роликовые подшипники, подшипники скольжения и тому подобное. Подшипниковые элементы 92 используют для уменьшения трения, что обеспечивает возможность свободного вращения элемента 72 высевающего диска в корпусе 62 дозатора семян. Таким образом, вращение наружной части 70 двигателя 66 будет вызывать вращение элемента 72 высевающего диска, в то время как подшипниковые элементы 92 будут обеспечивать легкое вращение внутри корпуса 62 семенного элемента.
Как упоминалось, подшипниковыми элементами 92 обычно может быть любой подшипниковый элемент, способный уменьшать трение вращения. Например, подшипниковым элементом могут быть магнитные подшипники, так что высевающий диск 64 магнитным образом поднимается внутри корпуса 62 дозатора семян между подшипниковыми элементами 92. Магнитно-поднимающийся высевающий диск 64 будет уменьшать трение и изнашивание составных элементов внутри дозатора 60 семян. В дополнение, подшипниковые элементы 92 могут быть расположены за пределами объединенного резерва семян и могут использоваться со стандартным пневматическим дозатором 60 семян таким образом, что элемент 72 высевающего диска вращается через объединенный резерв семян, причем имеется источник воздуха для обеспечения перепада давлений через ячейки 74 для семян высевающего диска 64, чтобы обеспечить возможность прикрепления или сцепления семян с ячейками 74 для семян элемента 72 высевающего диска. Продолжающееся вращение элемента 72 высевающего диска через дозатор 60 семян будет пропускать семена через место без перепада давлений, в котором семена будут удаляться из ячеек 74 высевающего диска и будут падать через дозатор 60 семян в борозду в поле.
Фигура 11 раскрывает еще один вариант осуществления узла 64 высевающего диска. Как упоминалось, изобретение предусматривает, что высевающий диск 64 содержит встроенный в общем любым образом двигатель 66. Например, были показаны и описаны иллюстративные примеры, в которых двигатель 66 является модульным, прикреплен к высевающему диску 64 кольцеобразной формы, окружая по меньшей мере частично часть высевающего диска 64, расположен смежно с высевающим диском 64 или окружая иным образом помещен внутри, помещен рядом или иным образом прикреплен к высевающему диску 64. В варианте осуществления, показанном на фигуре 11, по существу круглый элемент 72 высевающего диска 64 становится частью самого двигателя 66.
Например, как было упомянуто, бесщеточные двигатели постоянного тока используют концепцию магнитов, содержащих обмотки, обмотанные или намотанные вокруг магнитов, для создания в общем неподвижного элемента 68, статора. Смежно с элементом, статором, прикреплен один или более магнитов, которые активируются за счет подачи тока через обмотки, вызывая вращение магнитов вокруг или внутри неподвижных магнитов статора. Концепция фигуры 11 проходит на одну стадию дальше за счет содержания внутреннего элемента 68, статора. Расположен вокруг и функционально прикреплен к по существу неподвижному элементу 68, статору, в общем круглый элемент 72 высевающего диска 64, который может иметь кольцеобразную форму. Таким образом, элемент 72 диска с кольцеобразной формой может быть постоянно или модульно прикреплен к элементу 68, статору, например, с помощью защелок, ползунов или других средств, показанных под номерами 78, 80. Кроме того, элемент 72 диска с кольцеобразной формой может содержать магниты или магнитный материал для образования элемента 72 с кольцеобразной формой.
Фигура 11 показывает включение постоянных магнитов 96, помещенных вокруг элемента 72 диска с кольцеобразной формой и радиально отделенных от него промежутком. Например, в процессе отливки или формирования элемента 72 диска с кольцеобразной формой иным образом магниты 96 могут постоянно располагаться таким образом, что они образуют часть элемента 72 диска с кольцеобразной формой. Затем данные магниты 96 будут активироваться при подаче электрического тока на неподвижный внутренний элемент 68, статор, заставляя элемент 72 диска с кольцеобразной формой начинать вращение вокруг внутреннего элемента 68, статора. Таким образом, элемент 72 диска с кольцеобразной формой становится частью как высевающего диска 64, так и самого двигателя 66. Вследствие этого, вместо постоянного прикрепления элемента 68, статора, к высевающему диску 64, элемент 72 диска может быть иным образом вращательно соединен с элементом 68, статором, например, с помощью использования между ними подшипников, которые будут обеспечивать возможность вращения элемента 72 диска относительно элемента 68, статора.
Кроме того предполагается, что элемент 72 диска с кольцеобразной формой содержит магнитный материал, например, за счет включения в композицию элемента 72 диска с кольцеобразной формой железного или других магнитных материалов. Например, при определении композиции элемента 72 диска с кольцеобразной формой, предполагается, что железный или иные магнитные материалы должны содержаться, например, за счет включения углеродных волокон с магнитными наконечниками или других средств. Это будет обеспечивать наличие в общем по существу магнитного элемента 72 диска с кольцеобразной формой. Вследствие этого, когда электрический ток подается через обмотку элемента 68, статора, сам элемент 72 диска будет представлять собой магнит наружного ротора, который будет воздействовать на статор 68 для вращения вокруг внутреннего и неподвижного элемента 68, статора. Вследствие этого, это обеспечивает еще один способ, с помощью которого можно манипулировать стандартным двигателем постоянного тока для обеспечения вращения высевающего диска 66 без использования внешнего выходного вала. В подобных вариантах осуществления управление вращением элемента 72 высевающего диска можно регулировать с помощью выходного электрического тока через обмотки магнита 96 статора 68, что может увеличить скорость вращения, остановить или начать вращение, или иным образом управлять вращением на основании принципов двигателя постоянного тока. За счет создания элемента 72 диска с кольцеобразной формой, самого ротора, дозатор семян содержит еще меньше движущихся частей, которые могут повреждаться в процессе работы высевающего диска.
Кроме того, предполагается, что магнитный элемент 72 диска с кольцеобразной формой может быть легко заменен вокруг внутреннего элемента 68, статора, таким образом, что элемент 72 диска, содержащий конфигурации подшипников ячеек 74 высевающего диска и дорожки 76 для семян, может быть быстро и легко соединен внутри дозатора 60 семян и со статором 68, так что дозатор 60 семян становится в общем модульным элементом.
Фигура 12 показывает еще один аспект изобретения, который включает встраивание вентилятора 98 в дозатор 60 семян, например, в корпус 62 дозатора семян для того, чтобы обеспечить перепад давлений на противоположных сторонах высевающего диска 64, помещенного внутри корпуса 62. Как упоминалось, изобретение предусматривает использование прежде существующего снабжения воздухом, например, форвакуумных шлангов, прикрепленных к дозатору 60 семян. Однако, в целях дополнительного уменьшения ширины и соединений для дозатора 60 семян, изобретение предусматривает встраивание элемента 98 вентилятора в сам корпус 62 дозатора семян для обеспечения перепада давлений внутри корпуса. Вентилятором 98 может быть плоский вентилятор или другой вентилятор с узким или плоским основанием, который известен в данной области. Вентилятор 98 может быть встроен в корпус 62, например, на центральной оси 84, как показано на фигуре 12. Вентилятор 98 будет содержать множество турбин 100, которые когда крутятся, будут создавать поток, который создает перепад давлений на противоположных сторонах высевающего диска 64, помещенного внутри корпуса 62 дозатора семян. Вентилятор 98 также может быть встроен таким образом, чтобы он не являлся единой частью корпуса 62 дозатора семян, но был прикреплен иным образом в отверстии корпуса 62 дозатора семян для того, чтобы также обеспечивать перепад давлений внутри корпуса 62 дозатора семян.
Фигура 13 показывает один возможный вариант применения уменьшения дозатора 60 семян за счет встраивания приводного двигателя и/или вентилятора пневматических дозаторов семян. В варианте осуществления, показанном на фигуре 13, предоставлена высевающая секция 40, которая предусматривает множество смешанных посевов. Высевающая секция 40 содержит первый, второй и третий дозаторы 102, 104, 106 семян, которые расположены на единственной высевающей секции 40 и прикреплены к раме 24. Уменьшение ширины дозаторов семян позволит размещение множества дозаторов семян на высевающей секции 40, не увеличивая в то же время ширины высевающей секции 40 больше, чем имеется сейчас. Это позволит модифицировать существующие сеялки также с уменьшенной шириной дозаторов семян.
Высевающая секция 40 содержит первый, второй и третий источники 112, 114 и 116 семян, которые подают различные смеси семян в каждый из дозаторов 102, 104, 106 семян. Например, некоторыми источниками семян могут быть бункеры, расположенные в высевающей секции 40, тогда как другими источниками семян могут быть пневматические системы доставки семян, в которых смесь транспортируется из центрального или насыпного бункера в каждую из высевающих секций 40. Предложенное изобретение не должно ограничиваться конфигурацией, показанной на фигуре 13, и включает в себя в общем любую возможную конфигурацию источников семян. Также могут быть использованы различные количества источников семян и дозаторов семян, включая, но без ограничения, 2, 3, 4, 5 или более блоков. Примеры высевающих секций, содержащих множество дозаторов семян можно найти в заявке США № 14/478222, которая включена настоящим во всей своей полноте.
Таким образом, во время работы, так как приводные двигатели для семян объединены с высевающим диском 64 внутри дозаторов 102, 104, 106 семян, для активирования каждого дозатора, электрический ток должен подаваться на выбранный дозатор. Вследствие этого, если необходимо активировать центральный дозатор 104 семян, система управления, включающая интеллектуальное управление или управление оператора, может активировать подачу тока в дозатор, который начнет вращение высевающего диска 64 внутри корпуса дозатора. Он будет проводить диск через объединенный резерв семян и передавать семена через воронку 108 для семян и вниз в семяпровод 110 в борозду в поле, которая затем заделывается заделочными колесами 56. Однако, вследствие электрической природы двигателей дозаторов семян, когда необходимо активировать другой дозатор семян, ток изменяется для отсекания дозатора 104 семян и для мгновенного активирования другого дозатора, такого как дозатор 102. Управление электрическими двигателями через электрический ток предусматривает мгновенное и непрерывно обновляющееся изменение смесей, которые должны быть посеяны, с использованием системы, показанной в высевающей секции 40 фигуры 13. Кроме того, как упоминалось, уменьшение ширины обеспечит возможность расположения дозаторов семян на в общем стандартной высевающей секции 40. В дополнение, вентилятор может выключаться или оставаться включенным, когда дозатор семян не используется. Вентилятор будет способен поддерживать перепад давлений, даже когда дозатор не используется, так что семена сохраняются в ячейках высевающего диска. Это способствует повторному включению дозатора таким образом, чтобы семена могли распределяться почти мгновенно при включении дозатора.
Таким образом, в иллюстративных вариантах осуществления предложенное изобретение было показано и описано для предоставления уникальной и новой посевной системы, в которой двигатель объединен с высевающим диском для обеспечения непосредственного приведения в действие высевающего диска в дозаторе семян. Несмотря на то, что утверждалось, что внутренний статор является неподвижным, а ротор вращается вокруг него, в некоторых вариантах осуществления предусматривается, что справедливым может быть и обратное, и для приведения в действие высевающего диска наружный элемент, ротор, может быть неподвижным, в то время, как внутренний элемент, статор, может вращаться. Кроме того, как было упомянуто, использование двигателя, объединенного с диском, может позволить двигателю высевающего диска быть модульным. Например, изобретение предоставляет систему, в которой имеется возможность отключения профилей ячеек высевающего диска, чтобы соответствовать необходимости и желанию посева семян с использованием одного и того же дозатора семян и двигателя. Кроме того, предполагается, что для приведения в действие двух отдельных высевающих дисков, встроенных и функционально соединенных с указанным статором, может быть использован один центральный или внутренний статор. Кроме того, в такой ситуации один единственный вентиляторный узел может быть расположен между двумя дисками, приводимыми в действие общим статором, для приведения в действие одного или другого, например, обеспечивая перепад давлений для одного или другого.
Кроме того, изобретение содержит возможность автономной аккумуляторной батареи питания внутри дозатора семян или функционально соединенной с дозатором семян таким образом, чтобы не было необходимости запускать дозаторы семян на основании мощности, подаваемой трактором. Таким образом, дозаторы семян могут быть полностью независимыми друг от друга и могут быть полностью автономными так, чтобы они работали сами на основании системы управления, которая соединена с каждым из дозаторов.
В дополнение, предполагается, что дозаторы семян включают использование датчика для определения семени, которое было прикреплено к диску. Например, датчик может быть расположен внутри или смежно с корпусом дозатора семян для определения, сцепилось ли семя с ячейкой для семян высевающего диска. Подобный датчик может принимать форму лазерного, интеллектуального видения, цветового видения и тому подобное. Кроме того, предполагается, что семена должны быть покрыты материалом, чтобы предоставить датчику возможность показать, прикреплено ли семя к высевающему диску в ячейке высевающего диска или нет.
Тип двигателя, интегрированного с высевающим диском 64, можно изменять и все-таки достигать выгод, преимуществ и целей изобретения. Например, вместо щеточного или бесщеточного двигателя постоянного тока может быть использован двигатель осевого потока. Подобный двигатель может относиться к типу бесщеточного двигателя переменного тока. бесщеточный электрический двигатель переменного тока представляет собой электрический двигатель, приводимый в действие от электрического входа переменного тока, в котором отсутствует любой вид коммутатора или контактного кольца. В общем термин 'бесщеточный двигатель переменного тока' будет относиться к синхронному двигателю с постоянными магнитами (PMSM) или двигателю с постоянными магнитами (PMM), синхронному двигателю, в котором вместо обмотки в роторе используются постоянные магниты. PMSM относятся либо к осевому потоку, радиальному потоку, поперечному потоку, либо к потоку, переключающемуся в зависимости от конфигурации составных элементов, причем каждая топология имеет различные компромиссы между эффективностью, размером, массой и рабочей скоростью. В альтернативных конструкциях вместо магнитов можно использовать магнитное сопротивление. Асинхронные индукционные двигатели также представляют собой бесщеточные электрические двигатели переменного тока.
Двигатель с постоянными магнитами (PM) осевого потока обычно имеет плоскую форму, компактную конструкцию и высокую плотность мощности. двигатели PM осевого потока также называются двигателями дискового типа и могут быть разработаны в виде двусторонних или односторонних машин, с якорными пазами или без них, с внутренними или внешними PM двигателями и с PM, установленными на поверхности или внутреннего типа. По мере того, как увеличивается выходная мощность двигателя осевого потока, контактная поверхность между ротором и валом становится меньше.
В подобной конфигурации двигатель осевого потока будет занимать место встроенного двигателя, например, двигателя, показанного на фигуре 4, который будет тогда запускать вращение высевающего диска 62 в дозаторе семян. Также следует иметь в виду, что для обеспечения вращение высевающего диска в дозаторе другие типы относительно тонких двигателей могут быть использованы вместо тех, которые явно упомянуты.
Вследствие этого, было показано и описано посевное орудие, которое содержит дозатор семян, содержащий высевающий диск, который объединен с двигателем для приведения в действие высевающего диска внутри дозатора семян. Предложенное изобретение предусматривает множество вариантов, опций и альтернатив, и не должно ограничиваться конкретными иллюстративными вариантами осуществления, описанными здесь. Например, несмотря на то, что прежде было раскрыто множество вариантов осуществления и аспектов вариантов осуществления, предполагается, что может быть множество изменений показанных иллюстративных вариантов осуществления. Специалистам в данной области следует понимать, что могут существовать различные другие изменения, которые находятся в рамках объема правовых притязаний изобретения.
Реферат
Сельскохозяйственная сеялка содержит множество высевающих секций, прикрепленных к брусу для навешивания рабочих органов. Высевающие секции содержат дозаторы семян для получения, поштучного разделения и распределения семян или других частиц. Дозаторы семян содержат высевающий диск с дорожкой для семян для получения семян в корпусе дозатора семян. Высевающий диск содержит двигатель, имеющий по существу неподвижный внутренний элемент и вращающийся наружный элемент, и по существу круглый элемент, функционально прикрепленный к двигателю таким образом, что вращение наружного элемента вращает круглый элемент. При этом круглый элемент, наружный элемент и внутренний элемент соосны вокруг центральной оси высевающего диска для уменьшения осевой ширины высевающего диска и для увеличения диаметра двигателя. Внутри внутренней части круглого высевающего диска может быть расположен встроенный двигатель таким образом, что комбинация ширины диска и двигателя остается минимальной. Использование изобретения позволит уменьшить осевую ширину дозатора и упростить смену высевающего диска. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 13 ил.
