Устройство для определения высоты для сельскохозяйственной техники - RU2282971C2
Код документа: RU2282971C2
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в целом к датчику для определения высоты над почвой движущегося транспортного средства, такого как уборочная машина, и, в частности, относится к устройству для определения высоты, имеющему изогнутую, входящую в контакт с грунтом штангу, в котором точка контакта штанги с почвой перемещается вперед при столкновении с возвышающимися частями почвы для обеспечения все более раннего предупреждения о возможном столкновении с почвой при уменьшении расстояния между механизмом и почвой.
Описание известного уровня техники
Обычный подход при уборке урожая предусматривает использование комбайна, имеющего жатку на его переднем конце для уборки урожая и удаления его с поля. Жатка удерживается на заданной высоте над почвой, задаваемой в соответствии с типом убираемых растений и различными рабочими условиями. Работа со слишком высоко поднятой жаткой будет приводить к уборке не всего урожая, тогда как работа слишком близко к почве повышает возможность повреждения жатки из-за столкновения с камнями и другими препятствиями на почве. При использовании более широких жаток, охватывающих более широкие полосы уборки, возможность столкновения жатки с почвой и следующее в результате этого повреждение жатки и/или комбайна, соответственно, повышается.
Используют разные типы датчиков высоты для поддержания заданной высоты уборочного механизма над почвой для получения оптимального сбора урожая. Для наиболее современных датчиков высоты используют входящую в контакт с почвой измерительную штангу, подвешенную на жатке и проходящую назад относительно направления движения. Режущий узел расположен в нижней части кожуха жатки спереди от измерительной штанги устройства для определения высоты (см. патент США №6523333). Таким образом, измерительная штанга выдает информацию, касающуюся вертикального разнесения между режущим узлом и почвой в отношении почвы, над которой режущий узел уже прошел. Невозможность получать информацию, относящуюся к местности, расположенной перед жаткой, ограничивает точность сигналов регулирования высоты, выдаваемых датчиком высоты. Кроме того, когда жатка приближается к грунту, существующие измерительные штанги входят в контакт с грунтом еще дальше позади режущего узла, таким образом, увеличивая разнесение между местоположением режущего узла и местоположением точки на почве, высота в которой определяется фактически.
В типичном случае устройство для определения высоты включает тонкий стержень, проходящий назад и входящий в контакт с почвой. Эти измерительные штанги подвергаются воздействию больших сил. Например, направленная вниз сила прилагается к измерительной штанге для обеспечения того, чтобы ее дальний конец входил в контакт с почвой. Эта направленная вниз сила имеет существенное значение для проникновения сквозь остатки срезанных растений и вхождения в контакт с почвой. Кроме того, ряды сельскохозяйственной культуры часто имеют криволинейную форму, соответствуя контуру местности. Уборка криволинейных рядов растений приводит к приложению больших боковых усилий к измерительной штанге. Способность комбайнов, которые снабжены обратным ходом, быстро поворачивать и изменять направление движения, повышает вероятность повреждения измерительной штанги, вызванного приложением больших боковых сил. Кроме того, для уменьшения эрозии все шире используют террассирование полей, на которых сформированы возвышающиеся гряды почвы или удлиненные неглубокие борозды или канавы в почве, разнесенные друг от друга. При пересечении этих возвышающихся гряд почвы или разнесенных борозд измерительная штанга для определения высоты также подвергается воздействию больших сил, при этом повышаются требования к выявлению изменений высоты почвы и реагированию на них для исключения повреждения уборочной техники. Кроме того, с целью минимизации потерь при уборке урожая уборочные жатки все шире используют на уменьшенных высотах над почвой, в связи с чем увеличиваются силы, прилагаемые к измерительной штанге. Все эти факторы приводят к увеличению вероятности повреждения датчика определения высоты, что вызывает простои уборочной техники и производственные потери.
Наконец, датчики регулирования высоты жатки обычно не имеют конфигурацию, изначально разработанную специально для существующих жаток. Таким образом, типичное устройство для определения высоты жатки не приспособлено для подгонки к существующей жатке без модификации жатки. Например, в конструкции существующего датчика для определения высоты почвы используют пару соединенных с возможностью поворота изогнутых измерительных штанг, установленных на нижней части кожуха жатки. Для размещения этой многосекционной измерительной штанги устройства для определения высоты нижнюю поверхность кожуха жатки снабжают вырезом для приема секций штанги для сохранения и защиты штанг от повреждения при их использовании. Из-за того, что не все уборочные жатки снабжены этими вырезами для помещения штанги устройства для определения высоты, использование измерительной штанги этого типа ограничено только жатками, имеющими эти вырезы.
Настоящее изобретение направлено на устранение указанных выше ограничений известного уровня техники посредством получения устройства для определения высоты, практически приспособленного для использования на сельскохозяйственной технике, такой как уборочная машина, которое обеспечивает все более раннее предупреждение о возвышении почвы, которую пересекает уборочная машина, когда ее высота над почвой уменьшается. Устройство обеспечивает более точное расположение уборочной машины по высоте, таким образом уменьшая возможность столкновения с почвой и повреждения уборочной машины. Устройство для регулирования высоты, в частности, приспособлено для расположения в передней нижней части уборочной машины для обеспечения более раннего предупреждения о подъеме почвы для регулирования высоты расположения уборочной машины.
Цели и краткое описание изобретения
Соответственно, задачей настоящего изобретения является создание устройства для определения высоты для сельскохозяйственной техники, движущейся по полю, которое увеличивает период времени между обнаружением и пересечением высоких точек почвы для обеспечения регулирования высоты и исключения столкновения с почвой.
Другой задачей настоящего изобретения является создание изогнутой измерительной штанги для устройства для определения высоты грунта, которая обладает высокой прочностью и жесткостью и податлива, обеспечивая более низкое положение датчика относительно грунта без повреждения или разрушения измерительной штанги, и входит в контакт с грунтом в точке по ее длине, которая перемещается вперед в направлении движения устройства, когда устройство для определения высоты опускается, для обеспечения более раннего предупреждения о контакте с возвышающимися частями грунта.
Еще одной задачей настоящего изобретения является получение устройства для определения высоты над грунтом, специально приспособленного для использования с сельскохозяйственными механизмами, например, используемыми на уборочной машине типа жатки комбайна, которое можно легко монтировать с использованием обычных технических средств в местоположении спереди от режущего механизма жатки или вблизи него.
Другой задачей настоящего изобретения является получение устройства для определения высоты над грунтом для использования на жатке комбайна, которое можно легко монтировать на любом конце или на внутренней части жатки в любом месте по ее длине без необходимости модифицирования жатки.
Поставленные задачи решаются тем, что устройство для использования на сельскохозяйственном механизме для измерения высоты расположения сельскохозяйственного механизма над почвой, когда указанный сельскохозяйственный механизм движется по полю, содержит: вал, смонтированный на сельскохозяйственном механизме; средство для выявления поворота, соединенное с валом и реагирующее на поворот вала для выдачи выходного сигнала, соответствующего вращательному смещению вала; и изогнутую гибкую штангу, имеющую ближний конец, соединенный с валом, и дальний конец, входящий в контакт с почвой, причем штанга имеет обращенную вверх вогнутую поверхность и поворачивается в первом направлении, когда штанга входит в контакт с возвышающейся почвой, и поворачивается во втором, противоположном направлении, когда штанга входит в контакт с углублением в почве, при этом точка контакта штанги с почвой перемещается вперед в направлении движения механизма в сторону ближнего конца штанги, когда высота механизма над почвой уменьшается, для обеспечения более раннего предупреждения о возможном контакте механизма с почвой, когда его высота над почвой уменьшается.
Устройство также может содержать нагружающее средство, соединенное с валом для нагружения вала и штанги во втором направлении поворота. Причем нагружающим средством может являться пружина, где пружиной является спиральная торсионная пружина. Нагружающим средством также может являться линейный торсионный вал.
Предпочтительно сельскохозяйственным механизмом является жатка для уборки урожая, и устройство дополнительно содержит средство для установки указанного устройства на торцевой панели жатки.
Устройство дополнительно может содержать защитное средство, прикрепленное к жатке вблизи средства для выявления поворота для защиты средства для выявления поворота от столкновения с препятствиями на поле, по которому движется сельскохозяйственный механизм.
При этом защитное средство содержит пластину, прикрепленную к торцевой панели жатки, и средство для выявления поворота расположено между торцевой панелью и пластиной.
Сельскохозяйственным механизмом также может являться жатка для уборки урожая, имеющая прикрепленное к ней средство для отделения сельскохозяйственной культуры, причем устройство также содержит средство для установки указанного устройства на средство для отделения сельскохозяйственной культуры.
Если сельскохозяйственным механизмом является жатка для уборки урожая, имеющая нижнюю скользящую платформу, то указанное устройство также содержит средство для установки устройства на скользящей платформе.
Жатка для уборки урожая также включает режущий узел сельскохозяйственной культуры, расположенный непосредственно перед скользящей платформой, и средство для установки указанного устройства расположено вблизи режущего узла.
Средство для установки расположено непосредственно сзади от режущего узла сельскохозяйственной культуры.
Скользящая платформа включает отверстие, и средство для выявления поворота расположено вблизи отверстия, и штанга проходит сквозь указанное отверстие.
Устройство может дополнительно содержать защитное средство, прикрепленное к скользящей платформе вблизи отверстия в ней для защиты средства для выявления поворота от столкновения с препятствиями на поле, по которому движется сельскохозяйственный механизм.
Причем защитное средство содержит плоскую пластину, установленную на скользящей платформе спереди от отверстия в ней.
Штанга содержит внешнюю эластомерную оболочку и внутренний стержневой элемент из высокопрочной стали. Предпочтительно штанга также содержит металлический усиливающий элемент, расположенный внутри оболочки и примыкающий к внутреннему стержневому элементу. Причем металлический усиливающий элемент расположен на ближнем конце штанги. Предпочтительно и эластомерная оболочка, и внутренний стержневой элемент, и металлический усиливающий элемент имеют криволинейную форму.
Кроме того, штанга может содержать множество эластомерных элементов, соединенных друг с другом встык, и стержневой элемент из высокопрочной пластмассы, соединенный с эластомерными элементами.
В этом варианте штанга также содержит металлический усиливающий элемент, расположенный на ближнем конце штанги, и соединенные эластомерные элементы, и стержневой элемент, и металлический усиливающий элемент имеют криволинейную форму.
Устройство может дополнительно содержать утолщенный элемент, расположенный на дальнем конце штанги.
Поставленные задачи решаются также тем, что устройство, установленное на сельскохозяйственной жатке, используемой для уборки урожая, для регулирования высоты указанной жатки над почвой, причем жатка включает режущий механизм для скашивания сельскохозяйственной культуры, содержит: датчик поворота, установленный на жатке спереди от режущего механизма; изогнутую гибкую входящую в контакт с грунтом штангу, имеющую первый конец, прикрепленный к датчику поворота, и второй, противоположный свободный конец, проходящий назад и расположенный ниже режущего механизма и спереди от него, при этом изменения высоты почвы вызывают отклонение штанги и смещение датчика поворота, выдающего сигнал регулирования высоты, и когда высота жатки над землей уменьшается, штанга входит в контакт с почвой все более передней точкой по длине указанной штанги для обеспечения более раннего обнаружения возвышения почвы, когда высота жатки над почвой уменьшена, для исключения вхождения режущего механизма в контакт с почвой; и контроллер высоты, соединенный с жаткой и с датчиком поворота и реагирующий на сигнал регулирования высоты для подъема жатки, когда штанга сталкивается с возвышением почвы.
При этом штанга для использования с датчиком поворота, смонтированная на сельскохозяйственном механизме для вхождения в контакт с грунтом и для обеспечения определения высоты механизма над грунтом, содержит: первый гибкий удлиненный эластомерный элемент переменной кривизны, имеющий противоположные ближний и дальний концы, причем ближний конец соединен с датчиком, а дальний конец входит в контакт с грунтом; второй гибкий удлиненный элемент переменной кривизны, выполненный из высокопрочного материала и соединенный с ближним и дальним концами первого элемента и проходящий по существу между ними, причем второй элемент имеет ближний конец, соединенный с указанным датчиком; и третий высокопрочный жесткий элемент переменной кривизны, расположенный рядом с соответствующими ближними частями первого и второго элементов и соединенный с ними, причем все эти элементы имеют одинаковую кривизну, и кривизна элементов обеспечивает перемещение точки контакта указанной штанги с грунтом в направлении датчика при уменьшении высоты датчика над грунтом.
В этом варианте второй и третий элементы заключены в первый эластомерный элемент, и ближние конечные части первого и второго элементов включают соответствующее отверстие, приспособленное для приема соединительного пальца для соединения первого и второго элементов с датчиком. Второй и третий элементы выполнены из высокопрочного металла, а первый элемент включает соединительное средство на дальней его части для соединения первого элемента с удерживающим элементом, прикрепленным к механизму, для предотвращения повреждения штанги, когда механизм перемещается в обратном направлении. Удерживающим элементом является гибкий стальной трос, имеющий первый и второй противоположные концы, соответственно соединенные с сельскохозяйственным механизмом и с первым элементом.
Первый элемент штанги может включать множество изогнутых секций, соединенных друг с другом, по существу, встык. Первый элемент также включает первую, вторую и третью секции, и штанга дополнительно включает первое и второе соединительные средства для соединения первой и второй секций и второй и третьей секций соответственно. Причем каждое из первого и второго соединительных средств включает один или более соединительных болтов. Второй элемент расположен между примыкающими частями первой, второй и третьей секций первого элемента, и примыкающие части указанных секций притянуты друг к другу первым и вторым соединительными средствами и удерживают второй элемент в зажатом состоянии.
Штанга может дополнительно содержать утолщенный элемент, расположенный на дальнем конце первого элемента.
При этом в штанге жесткость уменьшается от ее ближнего конца к ее дальнему концу.
Устройство датчика для поддержания избранной высоты расположения жатки над грунтом, используемое на жатке, установленной на комбайне и включающей механизм скашивания и уборки урожая, расположенный в передней нижней части жатки для уборки урожая с поля и подачи урожая в комбайн для обработки в нем, содержит: датчик поворота; гибкую изогнутую штангу, имеющую ближний конец, соединенный с датчиком поворота, и противоположный дальний конец, входящий в контакт с грунтом, причем указанная штанга поворачивается вокруг ее ближнего конца в первом направлении, когда дальний конец штанги входит в контакт с возвышенной частью грунта, и поворачивается во втором, противоположном направлении, когда дальний конец указанной штанги входит в контакт с углублением в грунте; и крепежное средство для прикрепления штанги и датчика поворота к жатке в месте, расположенном спереди от механизма скашивания и уборки урожая жатки или вблизи него для предотвращения контакта между жаткой и возвышающейся частью грунта.
При этом жатка включает структуру для отделения ряда сельскохозяйственной культуры, проходящую вперед от механизма скашивания и уборки урожая, и крепежное средство включает крепежный кронштейн для прикрепления штанги и датчика поворота к структуре для отделения ряда сельскохозяйственной культуры.
Жатка дополнительно включает первую и вторую структуры для отделения ряда сельскохозяйственной культуры, каждая из которых прикреплена к соответствующему концу жатки, и устройство датчика включает первую и вторую комбинации из датчика поворота и штанги, каждая из которых прикреплена к соответствующей из первой и второй структур для отделения ряда сельскохозяйственной культуры.
Причем в устройстве дальний конец штанги входит в контакт с грунтом в точке, расположенной ниже механизма скашивания и уборки урожая, когда жатка находится в поднятом положении относительно грунта.
Устройство согласно изобретению дополнительно содержит защитную структуру, прикрепленную к структуре для отделения ряда сельскохозяйственной культуры для предотвращения контакта датчика поворота и крепежного средства с растениями и любыми препятствиями на грунте. Крепежное средство прикреплено к жатке вблизи механизма скашивания и уборки урожая, при этом штанга проходит вниз и назад от механизма скашивания и уборки урожая.
Устройство предпочтительно дополнительно содержит защитную структуру, прикрепленную к жатке для предотвращения контакта датчика поворота и крепежного средства с растениями и любыми препятствиями на грунте. При этом жатка включает нижнюю скользящую платформу, и крепежное средство прикрепляет штангу и датчик поворота к скользящей платформе, причем штанга входит в контакт со скользящей платформой и принимает менее изогнутую форму, когда штанга входит в контакт с возвышенной частью грунта и совершает существенный поворот в первом направлении.
Передняя часть скользящей платформы расположена вблизи механизма скашивания и уборки урожая, и штанга проходит вниз и назад от механизма скашивания и уборки урожая. Передняя часть скользящей платформы также включает отверстие, расположенное вблизи крепежного средства, и штанга проходит сквозь указанное отверстие.
В этом варианте устройство согласно изобретению дополнительно содержит защитную структуру, прикрепленную к скользящей платформе для предотвращения контакта датчика поворота и крепежного средства с растениями и любыми препятствиями на поле.
Причем точка контакта штанги с грунтом перемещается вперед по длине штанги в направлении движения комбайна по полю, когда высота расположения жатки над грунтом уменьшается, для обеспечения все более раннего предупреждения о возможном контакте жатки с грунтом, когда жатка приближается к грунту.
Также создано устройство для использования с сельскохозяйственным механизмом для определения высоты указанного сельскохозяйственного механизма над грунтом, когда сельскохозяйственный механизм движется по полю, содержащее: вал, установленный на сельскохозяйственном механизме; датчик поворота, соединенный с валом и реагирующий на поворот вала для выдачи выходного сигнала, отображающего вращательное смещение вала; и изогнутую гибкую штангу, имеющую ближний конец, соединенный с валом, и дальний конец, входящий в контакт с грунтом, причем штанга имеет обращенную вверх вогнутую поверхность и поворачивается в первом направлении, когда штанга входит в контакт с возвышенной частью грунта, и поворачивается во втором, противоположном направлении, когда штанга входит в контакт с углублением грунта, при этом указанная штанга отличается тем, что она обладает повышающейся жесткостью по направлению от ее дальнего конца к ее ближнему концу.
Другой вариант устройства для использования с сельскохозяйственным механизмом для определения высоты сельскохозяйственного механизма над грунтом, когда сельскохозяйственный механизм движется по полю, причем указанное устройство имеет нижнюю поверхность, расположенную над грунтом, содержит: вал, установленный на сельскохозяйственном механизме; датчик поворота, соединенный с валом и реагирующий на поворот вала для выдачи выходного сигнала, отображающего вращательное смещение вала; и изогнутую гибкую штангу, имеющую ближний конец, соединенный с валом, и дальний конец, входящий в контакт с грунтом, причем штанга имеет обращенную вверх вогнутую поверхность и поворачивается в первом направлении, когда штанга входит в контакт с возвышенной частью грунта, и поворачивается во втором, противоположном направлении, когда штанга входит в контакт с углублением грунта, при этом точка контакта штанги с грунтом перемещается вперед в направлении движения механизма в сторону ближнего конца штанги, когда высота расположения механизма над грунтом уменьшается, для обеспечения все более раннего предупреждения о возможном контакте с грунтом механизма, когда его высота над грунтом уменьшается, при этом штанга входит в контакт с нижней поверхностью устройства и принимает менее изогнутую форму при вхождении в контакт с возвышающейся частью грунта.
При этом сельскохозяйственным механизмом является жатка для уборки урожая, имеющая нижнюю скользящую платформу, формирующую нижнюю поверхность устройства.
Устройство дополнительно содержит средство для установки указанного устройства на скользящей платформе.
Жатка для уборки урожая дополнительно включает режущий узел для уборки урожая, расположенный непосредственно спереди от скользящей платформы, и средство для прикрепления указанного устройства расположено вблизи режущего узла для уборки урожая. Причем крепежное средство расположено непосредственно сзади от режущего узла для уборки урожая, и штанга входит в контакт со скользящей платформой и принимает менее изогнутую форму, когда штанга входит в контакт с возвышенной частью грунта и подвергается повороту в первом направлении. Скользящая платформа включает отверстие, и датчик поворота расположен вблизи отверстия, и штага проходит сквозь указанное отверстие.
Устройство может дополнительно содержать защитное средство, прикрепленное к скользящей платформе вблизи отверстия в ней для защиты датчика поворота от столкновения с растениями и другими препятствиями на поле, по которому движется сельскохозяйственный механизм. Защитное средство содержит плоскую пластину, установленную на скользящей платформе спереди от отверстия в ней.
В еще одном варианте устройство, установленное на сельскохозяйственной жатке, используемой для уборки урожая, для регулирования высоты расположения жатки над грунтом, причем жатка включает нижнюю поверхность и режущий механизм для скашивания сельскохозяйственной культуры, содержит: датчик поворота, установленный на жатке спереди от режущего механизма; изогнутую гибкую штангу, входящую в контакт с грунтом и имеющую первый конец, прикрепленный к датчику поворота, и второй, противоположный свободный конец, проходящий назад и расположенный ниже режущего механизма и спереди от него, причем изменение возвышения грунта вызывает отклонение штанги и смещение датчика поворота для выдачи сигнала регулирования высоты, при этом, когда высота жатки над грунтом уменьшается, штанга входит в контакт с грунтом в точках, все быстрее перемещающихся вперед по длине указанной штанги, для обеспечения более раннего обнаружения возвышенной части грунта, когда высота расположения жатки над грунтом уменьшается, для исключения контакта грунта с режущим механизмом, причем, когда штанга сталкивается с возвышенной частью грунта и отклоняется, штанга входит в контакт с нижней поверхностью жатки и принимает менее изогнутую форму; и контроллер высоты, соединенный с жаткой и с датчиком поворота и реагирующий на сигнал регулирования высоты для подъема жатки, когда штанга сталкивается с возвышающейся частью грунта.
Штанга для использования с датчиком поворота, установленная на сельскохозяйственном механизме для вхождения в контакт с грунтом и обеспечения определения высоты механизма над грунтом, причем указанный сельскохозяйственный механизм включает нижнюю панель, содержит: первый гибкий удлиненный эластомерный элемент переменной кривизны, имеющий противоположные ближний и дальний концы, причем ближний конец соединен с указанным датчиком, а дальний конец входит в контакт с грунтом; второй гибкий удлиненный элемент переменной кривизны, выполненный из высокопрочного материала и соединенный с ближним и дальним концами первого элемента и проходящий по существу между ними, причем второй элемент имеет ближний конец, соединенный с указанным датчиком; и третий высокопрочный жесткий элемент переменной кривизны, расположенный рядом с соответствующими ближними частями первого и второго элементов и соединенный с ними, причем все эти элементы имеют одинаковую кривизну, и кривизна элементов обеспечивает перемещение точки контакта штанги с грунтом в направлении указанного датчика при уменьшении высоты датчика над грунтом, при этом штанга входит в контакт с нижней панелью сельскохозяйственного механизма и принимает менее изогнутую форму, когда штанга входит в контакт с возвышающейся частью грунта.
В другом примере реализации устройство для использования с сельскохозяйственным механизмом, имеющим скользящую платформу для определения высоты скользящей платформы сельскохозяйственного механизма над грунтом, когда сельскохозяйственный механизм движется по полю, содержит: вал, установленный на сельскохозяйственном механизме; датчик поворота, соединенный с валом и реагирующий на поворот вала для выдачи выходного сигнала, отображающего вращательное смещение вала; и изогнутую гибкую штангу, имеющую ближний конец, соединенный с валом, и дальний конец, входящий в контакт с грунтом, причем штанга имеет обращенную вверх вогнутую поверхность и поворачивается в первом направлении, когда штанга входит в контакт с возвышенной частью грунта, и поворачивается во втором, противоположном направлении, когда штанга входит в контакт с углублением грунта, при этом штанга отличается тем, что она имеет повышающуюся жесткость от ее дальнего конца к ее ближнему концу, причем штанга принимает менее изогнутую форму и входит в контакт со скользящей платформой сельскохозяйственного механизма, когда штанга входит в контакт с возвышающейся частью грунта.
В другом варианте устройство для использования с сельскохозяйственным механизмом для определения высоты сельскохозяйственного механизма над грунтом, когда сельскохозяйственный механизм движется по полю, содержит: вал, установленный на сельскохозяйственном механизме; датчик поворота, соединенный с валом и реагирующий на поворот вала для выдачи выходного сигнала, отображающего вращательное смещение вала; и изогнутую гибкую штангу, имеющую ближний конец, соединенный с валом, и дальний конец, входящий в контакт с грунтом, причем штанга имеет обращенную вверх вогнутую поверхность и поворачивается в первом направлении, когда штанга входит в контакт с возвышающейся частью грунта, и поворачивается во втором, противоположном направлении, когда штанга входит в контакт с углублением грунта, при этом точка контакта штанги с грунтом перемещается вперед в направлении движения механизма в сторону ближнего конца штанги, когда высота расположения механизма над грунтом уменьшается, для обеспечения все более раннего предупреждения о возможном контакте механизма с грунтом, когда его высота над грунтом уменьшается; и нагружающее средство, соединенное с валом для нагружения вала и штанги в направлении второго направления поворота, причем нагружающее средство прилагает направленное вниз усилие к дальнему концу штанги, входящей в контакт с грунтом, при этом нагружающее средство выполнено с возможностью регулирования для приложения выбранного направленного вниз усилия к штанге в диапазоне направленных вниз усилий.
Нагружающее средство включает пружину, и положение пружины можно изменять в диапазоне положений для задания выбранного значения направленной вниз силы, прилагаемой к дальнему концу штанги. Причем нагружающее средство дополнительно включает соединительный кронштейн, имеющий множество разнесенных вырезов, каждый из которых приспособлен для закрепления указанной пружины, и направленная вниз сила, прилагаемая к дальнему концу штанги, задана посредством закрепления пружины в одном из вырезов соединительного кронштейна. Также нагружающее средство включает в комбинации пружину и средство для изменения напряжения пружины для задания выбранного значения направленной вниз силы, прилагаемой к дальнему концу штанги, находящегося в диапазоне значений направленных вниз сил.
Устройство согласно изобретению может дополнительно содержать установочное средство для задания нулевого опорного значения высоты для датчика поворота относительно поверхности грунта. Причем установочное средство выполнено с возможностью регулирования для задания избранного нулевого опорного значения в диапазоне нулевых опорных значений высоты.
Предпочтительно датчик поворота включает пружину, и установочное средство соединено с пружиной для создания напряжения пружины, соответствующего нулевому опорному значению высоты. Установочное средство позволяет изменять напряжение пружины для изменения нулевого опорного значения высоты до выбранного значения.
Если сельскохозяйственным механизмом является жатка для уборки урожая, включающая режущий узел жатки, то устройство согласно изобретению дополнительно включает средство для установки гибкой штанги вблизи режущего узла жатки.
Крепежное средство расположено непосредственно сзади от режущего узла жатки.
В другом варианте устройство для определения высоты сельскохозяйственного механизма над грунтом, когда сельскохозяйственный механизм движется по полю, содержит: вал, установленный на сельскохозяйственном механизме; датчик поворота, соединенный с валом и реагирующий на поворот вала для выдачи выходного сигнала, представляющего вращательное смещение вала; штангу, имеющую ближний конец, соединенный с валом, и дальний конец, входящий в контакт с грунтом, причем штанга поворачивается в первом направлении, когда штанга входит в контакт с возвышающейся частью грунта, и поворачивается во втором, противоположном направлении, когда штанга входит в контакт с углублением грунта, при этом поворот штанги, выявленный датчиком, определяет высоту расположения сельскохозяйственного механизма над грунтом; и нагружающее средство для приложения направленного вниз усилия к дальнему концу штанги, входящей в контакт с грунтом, при этом нагружающее средство выполнено с возможностью регулирования для приложения выбранного направленного вниз усилия к штанге в диапазоне направленных вниз усилий.
Причем нагружающее средство соединено с валом для приложения нагрузки к валу и к штанге во втором направлении поворота и включает пружину, при этом положение пружины можно изменять в диапазоне положений для задания выбранного значения направленного вниз усилия, прилагаемого к дальнему концу штанги.
Нагружающее средство может дополнительно включать соединительный кронштейн, имеющий множество разнесенных вырезов, каждый из которых приспособлен для удерживания указанной пружины, и направленное вниз усилие, прилагаемое к дальнему концу штанги, задают посредством закрепления пружины в одном из вырезов соединительного кронштейна.
Предпочтительно нагружающее средство включает в комбинации пружину и средство для изменения напряжения пружины для задания выбранного значения направленного вниз усилия, прилагаемого к дальнему концу штанги в диапазоне значений направленных вниз усилий.
Устройство согласно изобретению может дополнительно содержать установочное средство для задания нулевого опорного значения высоты для датчика поворота относительно поверхности грунта. Установочное средство выполнено с возможностью регулирования для задания выбранного нулевого опорного значения высоты в диапазоне нулевых опорных значений высоты и соединено с валом, проходящим сквозь пружину, и выполнено с возможностью фиксирования вращательного положения вала для установления нулевого опорного значения высоты. Причем установочное средство способно изменять вращательное положение вала для изменения нулевого опорного значения высоты до выбранного значения.
Если сельскохозяйственным механизмом является жатка для уборки урожая, включающая режущий узел жатки, то устройство согласно изобретению дополнительно включает средство для установки штанги вблизи режущего узла жатки. Крепежное средство расположено непосредственно сзади от режущего узла жатки.
Если сельскохозяйственным механизмом является жатка для уборки урожая, устройство дополнительно содержит средство для установки указанного устройства на торцевой панели жатки.
При этом устройство дополнительно содержит защитное средство, прикрепленное к жатке вблизи датчика поворота для защиты датчика поворота от столкновения с препятствиями на поле, по которому движется сельскохозяйственный механизм.
В случае, когда сельскохозяйственным механизмом является жатка для уборки урожая, имеющая прикрепленное к нему средство для отделения сельскохозяйственной культуры, устройство дополнительно содержит средство для установки указанного устройства на средстве для отделения сельскохозяйственной культуры.
Если сельскохозяйственным механизмом является жатка для уборки урожая, имеющая нижнюю скользящую платформу, устройство дополнительно содержит средство для установки указанного устройства на скользящей платформе. При этом жатка для уборки урожая дополнительно включает режущий узел, расположенный непосредственно спереди от скользящей платформы, и средство для установки указанного устройства расположено вблизи режущего узла. Скользящая платформа включает отверстие, датчик поворота расположен вблизи указанного отверстия, и штанга проходит сквозь это отверстие.
Устройство может дополнительно содержать защитное средство, прикрепленное к скользящей платформе вблизи отверстия в ней для защиты датчика поворота от столкновения с препятствиями на поле, по которому движется сельскохозяйственный механизм.
При этом жатка включает структуру для отделения ряда сельскохозяйственной культуры, выступающую вперед от механизма скашивания и уборки урожая, и крепежное средство включает крепежный кронштейн для прикрепления штанги и датчика поворота к структуре для отделения ряда сельскохозяйственной культуры.
Жатка предпочтительно включает первую и вторую структуры для отделения ряда сельскохозяйственной культуры, каждая из которых прикреплена к соответствующему концу жатки, и устройство включает первую и вторую комбинации из датчика поворота и штанги, каждая из которых прикреплена к соответствующей первой и второй структурам для отделения ряда сельскохозяйственной культуры.
При этом устройство дополнительно содержит защитную структуру, прикрепленную к структуре для отделения ряда сельскохозяйственной культуры для предотвращения контакта датчика поворота и крепежного кронштейна с растениями и любыми препятствиями на грунте. Крепежный кронштейн прикреплен к жатке вблизи механизма скашивания и уборки урожая, при этом штанга проходит вниз и назад от механизма скашивания и уборки урожая.
В еще одном варианте штанга для использования с датчиком поворота на сельскохозяйственном механизме для вхождения в контакт с грунтом и обеспечения определения высоты расположения механизма над грунтом содержит: первый изогнутый гибкий удлиненный элемент, имеющий ближний конец, соединенный с датчиком поворота, и противоположный дальний конец, входящий в контакт с грунтом, при этом удлиненный элемент представляет собой цельную деталь из эластомерного материала; и второй изогнутый металлический усиливающий элемент, расположенный на ближней конечной части первого элемента для повышения прочности штанги, при этом штанга способна изгибаться в боковом направлении, ориентированном, по существу, поперек направления движения механизма, при столкновении штанги с грунтом или с препятствием на грунте.
При этом первый элемент включает соединительное средство на дальней его части для соединения первого элемента с удерживающим элементом, прикрепленным к механизму, для предотвращения повреждения штанги, когда механизм перемещается в обратном направлении. Удерживающим элементом является гибкий стальной трос, имеющий первый и второй противоположные концы, соответственно соединенные с сельскохозяйственным механизмом и с первым элементом.
Штанга может дополнительно содержать утолщенный элемент, расположенный на дальнем конце первого элемента. Предпочтительно первый и второй элементы штанги имеют одинаковую кривизну. Причем каждый из первого и второго элементов имеет переменный радиус кривизны по всей его длине.
Краткое описание чертежей
Прилагаемая формула изобретения излагает новые признаки, которые отличают изобретение. Однако само изобретение, а также другие его задачи и преимущества будут лучше понятны при ознакомлении с нижеследующим подробным описанием предпочтительного варианта осуществления изобретения, данного в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковые ссылочные номера обозначают подобные элементы на всех фигурах, на которых:
фиг.1 - частичный перспективный вид спереди комбайна с прикрепленной к нему жаткой, включающей устройство для определения высоты, соответствующее принципам настоящего изобретения;
фиг.2 - частичный перспективный вид спереди нижней части жатки комбайна, показывающий вариант монтажа устройства для определения высоты на внутренней нижней части жатки в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения;
фиг.3 - перспективный вид с пространственным разделением деталей одного варианта выполнения устройства для определения высоты в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.4 - перспективный вид, показывающий подробно способ, которым прикрепляют к жатке комбайна устройство для регулирования высоты, показанное на фиг.4;
фиг.5 - частичный перспективный вид, частично показанный пунктиром, иллюстрирующий дополнительные детали устройства для определения высоты, соответствующего настоящему изобретению;
фиг.5а и 5b - перспективный вид с пространственным разделением деталей и вид в сборе устройства для определения высоты, показанного на фиг.5, которое включает признак регулирования для изменения направленного вниз усилия для вхождения в контакт с грунтом, прилагаемого к измерительной штанге;
фиг.6 - частичный перспективный вид варианта выполнения устройства для определения высоты, показанного на фиг.2, иллюстрирующий подробно способ, которым оно смонтировано на жатке;
фиг.7 - перспективный вид другого варианта выполнения устройства для определения высоты, соответствующего принципам настоящего изобретения; и
фиг.8-12 - вертикальные виды сбоку другого варианта выполнения устройства для определения высоты, соответствующего настоящему изобретению, иллюстрирующие способ, которым точка контакта измерительной штанги перемещается вперед по длине штанги в направлении движения, когда расстояние между датчиком и почвой уменьшается.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
На фиг.1 показан частичный перспективный вид спереди устройства 10 для определения высоты для использования на жатке 14, прикрепленной к передней части комбайна 12. Комбайн 12 имеет обычную конструкцию и работает обычным способом и включает шасси 30, установленное на четыре колеса и удерживаемое ими, причем на фигуре показаны три колеса как элементы 28а, 28b и 28с. Водитель располагается в кабине, установленной на шасси. Внутри шасси также расположены силовая установка и различные средства для обработки зерна, а также бункер для временного содержания зерна, отделенного от стеблей, скошенных жаткой. Эти части комбайна 12 являются обычными и, таким образом, не составляют часть настоящего изобретения и не показаны на фиг.1. Жатка 14 также имеет обычную конструкцию и работает обычным способом и включает узел 36 для сбора урожая (показан частично), используемый для сбора различных злаков. Жатка 14 также включает удлиненный кожух, ориентированный, в целом, под углом 90° относительно направления движения комбайна в ходе уборки урожая.
Жатка 14 включает первую и вторую торцевые панели 14а и 14b. Хотя на фиг.1 показана только одна секция жатки, прикрепленная к передней части комбайна 12, можно соединять друг с другом торцевыми панелями несколько секций жатки и монтировать на передней части комбайна для образования широкой уборочной полосы. В типичном случае, к верхней части жатки 14 прикреплен механизм 36 захвата/уборки урожая для направления срезанной части растений в комбайн для обработки, причем на фиг.1 показана лишь часть этого механизма, поскольку он не составляет часть настоящего изобретения. Как показано, к первой и второй торцевым панелям 14а, 14b прикреплены первое и второе устройства 10 и 11 для определения высоты соответственно, которые аналогичны по способу работы и конфигурации и соответствуют принципам настоящего изобретения. Вдоль жатки 14 проходит шнек 20, также ориентированный, в целом, поперек направления движения комбайна 12. Шнеку 20 сообщается вращательное движение при помощи комбинации ведомого цепного колеса 24, приводной цепи 22 и ведущего цепного колеса 26, которому сообщает вращательное движение двигатель (не показан) комбайна. Шнек состоит из двух соответствующих друг другу спиральных секций, которые направляют зерно и стебли растений, скошенных жаткой 14, к центру кожуха жатки, откуда они направляются в направлении задней части комбайна в приемную камеру молотилки (не показана) комбайна для обработки в комбайне. Нижняя часть жатки 14 снабжена скользящей платформой 18, проходящей по длине кожуха жатки и приспособленной для вхождения в контакт с почвой и скольжения по ее возвышающимся неровным участкам. Вблизи передней части скользящей платформы 18 расположен режущий механизм 16, который совершает возвратно-поступательное движение для срезания верхних частей растений, захваченных жаткой 14, когда комбайн 12 движется по полю. Скошенные таким образом растения с зерном направляются поперечным шнеком 20 для обработки описанным выше образом.
Поскольку первое и второе устройства 10 и 11 для определения высоты работают аналогичным способом и имеют аналогичную конфигурацию, для упрощения описания будет описано только первое устройство для определения высоты. Первое устройство 10 для определения высоты включает изогнутую гибкую измерительную штангу 34, имеющую первый ближний и второй противоположный дальний конец. Устройство 10 для определения высоты также включает сенсорный механизм 32, смонтированный на первой торцевой панели 14а жатки и соединенный с ближним концом измерительной штанги 34 для удерживания измерительной штанги в подвешенном состоянии. Сенсорный механизм 32 описан подробно ниже. Дальний конец измерительной штанги 34 прикреплен к задней части жатки 14 при помощи высокопрочного соединительного троса 38, который, предпочтительно, выполнен из стали. Соединительный трос 38 предотвращает повреждение измерительной штанги 34 сенсорного механизма в случае движения комбайна 12 в обратном направлении.
На фиг.2 показан другой вариант выполнения устройства 64 для определения высоты, соответствующий принципам настоящего изобретения. Как и в описанном выше варианте осуществления изобретения, устройство 64 для определения высоты прикреплено к жатке 50, имеющей первую и вторую торцевые панели 52 и 54, а также узел 58 для уборки урожая, установленный в верхней части жатки. Режущий механизм 56 расположен в нижней передней части жатки 50 непосредственно перед скользящей платформой 62, образующей нижнюю часть жатки. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.2, устройство 64 для определения высоты прикреплено к скользящей платформе 62 и подвешено на ней при помощи крепежного узла 66, описанного подробно ниже. Как и в описанном выше варианте осуществления изобретения, устройство 64 для определения высоты включает изогнутую гибкую измерительную штангу 68 и соединительный трос 69, соединяющий дальний конец измерительной штанги с задней частью жатки 50. С жаткой 50 и комбайном соединен гидравлический цилиндр 60 для подъема и опускания жатки между нерабочим и рабочим положениями и для изменения высоты расположения жатки над почвой в соответствии с сигналами, поступающими от устройства для определения высоты, соответствующего настоящему изобретению.
На фиг.3 показан перспективный вид с пространственным разделением деталей устройства 70 для определения высоты, соответствующего другому варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.4 показан перспективный вид устройства 70 для определения высоты, установленного на средстве 120 для отделения ряда растений жатки, а на фиг.5 показан перспективный вид устройства для определения высоты в собранном виде. Устройство 70 для определения высоты, показанное на фиг.3, приспособлено для установки на боковой панели жатки, как показано в случае с устройствами 10 и 11 для определения высоты на фиг.1. Устройство 70 для определения высоты включает удлиненную изогнутую гибкую измерительную штангу 72, имеющую внешнюю эластомерную оболочку 73, показанную на фигуре прерывистыми линиями, и внутренний высокопрочный стержень 74 из пружинной стали, который способен упруго изгибаться. Эластомерная оболочка 73 защищает измерительную штангу 72, поглощая ударные силы, воздействующие на измерительную штангу, например, когда она сталкивается с препятствием, таким как камень или корень на поле.
От первого конца измерительной штанги 72 проходит металлический усиливающий элемент 84, расположенный внутри внешней эластомерной оболочки 73 и соединенный со стержнем 74 из пружинной стали, например, сварными швами, который придает измерительной штанге 72 очень высокую прочность, в частности, в отношении боковых сил. Можно также сформировать комбинацию из стержня 74 и усиливающего элемента 84 посредством загибания самого стержня в обратном направлении и расположения загнутой назад части вплотную к стержню в районе ближнего конца стержня, как в варианте, показанном на фиг.3. Эластомерная оболочка 73, стержень 74 и усиливающий элемент 84 имеют один радиус кривизны на протяжении тех соответствующих частей их длины, где каждый из этих элементов входит в контакт с одним или более из двух других элементов, и ни один из этих элементов не имеет постоянного, фиксированного радиуса по всей его длине. Каждый элемент стержня будет возвращаться к своей первоначальной кривизне при устранении силы, которая изменяет его кривизну. Штанга 72 выполнена гибкой и имеет криволинейную форму, показанную на фигуре, назначение которой подробно указано ниже. Один конец стержня 74 из пружинной стали снабжен отверстием 74а для установки штанги в устройство 70 для определения высоты. Первый ближний конец измерительной штанги 72 снабжен первым концевым отверстием 72а, тогда как второй противоположный конец измерительной штанги снабжен вторым дальним концевым отверстием 72b. Второе концевое отверстие 72b предназначено для приема комбинации из резьбового элемента 78а и гайки 78b для прикрепления одного конца соединительного троса 76 ко второму дальнему концу штанги 72. Первое концевое отверстие 72а штанги 72 приспособлено для приема комбинации из эластомерного вкладыша 80 и вставки 82. Вставка 82 установлена в эластомерный вкладыш 80 и имеет сквозное отверстие. Отверстие во вставке 82 предназначено для приема резьбового элемента 87, который также вставлен в отверстие 74а на конце стержня 74 из пружинной стали для прикрепления ближнего конца штанги 72 к кронштейну 86. Ближний конец штанги 72 жестко прикреплен к кронштейну 86 при помощи комбинации из резьбового элемента 87 и гайки 88. К кронштейну 86 также прикреплен при помощи первого и второго резьбовых элементов 98а и 98b датчик 94 поворота. Датчик 94 поворота имеет электрическое соединение с комбинацией из контроллера 114 жатки и интерфейса 112 контроллера при помощи комбинации из электрического соединителя 96 и одного или более электрических проводов 97.
Кронштейн 86 включает круглое отверстие, в которое вставлен зафиксированный вал 92. Первый конец зафиксированного вала 92 прикреплен к датчику 94 поворота, а второй противоположный конец вращающегося вала соединен с установочным средством 102 датчика. Зафиксированный вал 92 вставлен в цилиндрический вращающийся держатель 90 вала. Держатель 90 вала вставлен в отверстие 100а корпуса 100 датчика. Внутри корпуса 100 датчика расположена торсионная пружина 106, причем торсионная пружина расположена вокруг держателя 90 вала и соединяется с ним, когда оба эти компонента расположены в корпусе 100 датчика. Держатель 90 вала проходит сквозь корпус 100 датчика через отверстие 100а и через второе выровненное отверстие в противоположной стенке корпуса датчика, которое не показано на фигуре для упрощения. Внутри корпуса 100 датчика на держателе 90 вала расположены первая комбинация из вкладыша 108 и стопорного кольца 109а и вторая комбинация из вкладыша 110 и стопорного кольца 109b, отнесенные друг от друга, для удерживания держателя вала внутри корпуса, одновременно допуская свободное вращение держателя вала внутри корпуса датчика. Стопорное кольцо 109а приспособлено для расположения в первом кольцевом пазе 90а во вращающемся держателе 90 вала, а стопорное кольцо 109b приспособлено для расположения во втором кольцевом пазе (не показан на фиг.3 для упрощения) для прочного соединения держателя вала с корпусом 100 с обеспечением возможности вращения держателя вала. Кроме того, к корпусу 100 датчика при помощи комбинации из болта 104а и гайки 104b прикреплено установочное средство 102 датчика. Установочное средство 102 датчика выполнено в конфигурации тонкой удлиненной структуры в форме шпильки, обернутой вокруг болта 104а и свободно вращающейся вокруг болта. Один конец установочного средства 102 датчика вставлен в конечную часть 92а с надрезом зафиксированного вала 92. Кроме того, один конец торсионной пружины 106 неподвижно соединен с держателем 90 вала внутри корпуса 100 датчика. Благодаря вхождению в зацепление с надрезанной конечной частью 92а зафиксированного вала 92, установочное средство 102 датчика прочно удерживает зафиксированный вал в зафиксированном положении внутри корпуса 100 датчика и устанавливает нулевое опорное значение высоты (базисную точку или начало отсчета) для устройства для определения высоты, при этом опорное значение высоты можно регулировать. Опорное значение высоты можно легко изменять посредством выполнения множества разнесенных отверстий в корпусе 100 таким образом, чтобы каждое отверстие было приспособлено для приема комбинации из болта 104а и соответствующей гайки 104b для изменения положения установочного средства 102 датчика и ориентации, с которой он входит в зацепление с концом 92а зафиксированного вала 92. Держатель 90 вала может свободно вращаться на зафиксированном валу 92, на котором он установлен. Когда держатель 90 вала прикреплен к концу торсионной пружины 106, торсионная пружина увлекает держатель вала в заданное вращательное положение внутри корпуса 100 датчика. Поворотное смещение измерительной штанги 72, прикрепленной к кронштейну 86, вызывает соответствующее поворотное смещение комбинации держателя 90 вала. В устройстве, показанном на фиг.3, внутренняя часть датчика 94 поворота удерживается зафиксированной фиксированным валом 92, тогда как корпус датчика может поворачиваться при вращении вращающегося держателя 90 вала для отображения поворота измерительной штанги 72 вокруг оси держателя вала, расположенного внутри корпуса 100 датчика. Поворот вала 90 выявляется датчиком 94 поворота, который выдает соответствующий сигнал через электрический соединитель 96 и провод (провода) 97 в интерфейс 112 контроллера, который, в свою очередь, выдает сигнал в контроллер 114 жатки. Контроллер 114 жатки соединен с жаткой для регулирования высоты жатки в соответствии с поворотом измерительной штанги 72 устройства 70 для определения высоты.
На фиг.5а и 5b показаны соответственно перспективные виды с пространственным разделением деталей и в собранном состоянии, показывающие дополнительные детали устройства 70 для определения высоты, показанного на фиг.3, 4 и 5. Как показано на фиг.5а и 5b, торсионная пружина 106 прикреплена к держателю 90 вала при помощи резьбового пальца 89, такого как болт или винт, вставленного сквозь внутреннюю часть 106а пружины в резьбовое отверстие 90с в боковой поверхности держателя вала. Внешний конец 106b торсионной пружины 106 прикреплен к корпусу 100 датчика при помощи соединительного кронштейна 95. Соединительный кронштейн 95 прикреплен к внутренней поверхности корпуса 100 датчика обычным средством, таким как резьбовой соединительный болт, который не показан на фигуре для упрощения. Соединительный кронштейн 95 имеет форму буквы "Е" и включает первый и второй разнесенные вырезы 95а и 95b. Каждый первый и второй вырезы 95а, 95b приспособлен для приема и прочного удерживания внешнего конца 106b торсионной пружины 106. Соединительный кронштейн 95 и два выреза 95а и 95b в нем позволяют устанавливать внешний конец 106b торсионной пружины 106 в соответствии с необходимой величиной напряжения, сообщаемого торсионной пружине. Например, когда торсионная пружина 106 прилагает поворотное усилие к измерительной штанге 72 вокруг оси поворота, совмещенной с вращающимся валом 92, это поворотное усилие и, таким образом, направленную вниз силу, с которой дальний конец измерительной штанги 72 входит в контакт с грунтом или с растениями, находящимися на грунте, можно регулировать, как необходимо. При расположении внешнего конца 106b торсионной пружины 106 во втором, нижнем вырезе 95b соединительного кронштейна 95, торсионная пружина может поддерживаться под повышенным напряжением для отклонения дальнего конца измерительной штанги 72 вниз с большей силой. С другой стороны, при расположении внешнего конца 106b торсионной пружины 106 в первом, верхнем вырезе 95а соединительного кронштейна 95 торсионная пружина 106 будет поддерживаться под уменьшенным напряжением и будет сообщать дальнему концу измерительной штанги 72 уменьшенное направленное вниз усилие. Таким образом, усилие, с которым дальний конец измерительной штанги 72 входит в контакт с грунтом или с растениями на грунте, можно регулировать как необходимо для обеспечения проникновения измерительной штанги сквозь слой растений заданного диапазона толщины на грунте. Хотя на фигурах показан соединительный кронштейн 95, имеющий только два регулировочных положения, соединительный кронштейн 95 может иметь размеры и конфигурации, обеспечивающие наличие большого количества положений для регулирования напряжения, дающих возможность сообщать измерительной штанге 72 торсионной пружиной 106 усилие вхождения в контакт с грунтом в широком диапазоне величин.
Как показано на фиг.4, вблизи устройства 70 для определения высоты расположена защита датчика или защитная пластина 124. Защитная пластина 124 прикреплена к средству 120 для отделения ряда сельскохозяйственной культуры жатки при помощи одного или более резьбовых болтов 126. Предпочтительно, защитная пластина состоит из высокопрочного ударостойкого материала, такого как металл или пластмасса, и предназначена для защиты устройства 70 для определения высоты от повреждения при столкновении с собираемым урожаем/остатками срезанных растений, а также с препятствиями на поле, такими как камни.
На фиг.6 показан частичный перспективный вид другого варианта выполнения устройства 130 для определения высоты, соответствующего настоящему изобретению. Устройство 130 для определения высоты, показанное на фиг.6, приспособлено для прикрепления к скользящей платформе 62 жатки 50 вблизи режущего механизма 149 жатки, показанного на фиг.2. В варианте, показанном на фиг.6, устройство 130 для определения высоты прикреплено к скользящей платформе 62 жатки вблизи отверстия 132а в платформе. Устройство 130 для определения высоты включает корпус 142 датчика, прикрепленный к верхней поверхности скользящей платформы 132 жатки при помощи множества резьбовых соединителей. Внутри корпуса 142 датчика расположен держатель 143 вала, проходящий сквозь расположенные друг против друга отверстия в противоположных стенках корпуса. Держатель 143 вала может свободно вращаться внутри корпуса 142 датчика и соединен одним из его концов с вращающимся валом 144, как в описанном выше варианте осуществления изобретения. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.6, вращающийся вал 144 расположен внутри торсионной пружины 146 и проходит сквозь нее. Один конец торсионной пружины 146 неподвижно прикреплен либо к корпусу 142 датчика, либо к скользящей платформе 132, а второй конец торсионной пружины соединен с вращающимся валом 144. Датчик поворота также соединен с вращающимся валом 144, хотя это не показано на фигуре для упрощения. С вращающимся валом 144 также соединен соединительный кронштейн 145, поворачивающийся вместе с ним. Соединительный кронштейн 145 включает в целом плоскую монтажную пластину 136, к которой прикреплен один конец измерительной штанги 134 при помощи комбинации из резьбового болта 138 и гайки 140. Комбинация из соединительного кронштейна 145 и монтажной пластины 136 проходит через отверстие 132а в скользящей платформе 132 жатки. Когда измерительная штанга 134 отклоняется и смещается при столкновении с почвой в направлении, показанном стрелкой 150, комбинация из вращающегося вала 144, соединительного кронштейна 145 и монтажной пластины 136 поворачивается вокруг, в целом, горизонтальной оси, проходящей через вращающийся вал. Датчик поворота (не показан), соединенный с вращающимся валом 144, выявляет поворот измерительной штанги 134 и выдает соответствующий сигнал для регулирования высоты жатки над почвой. К нижней поверхности скользящей платформы 132 жатки при помощи обычных средств, таких как сварные швы или резьбовые болты, прикреплена защита 148 датчика в форме, в целом, плоской, высокопрочной пластины из стали или пластмассы для защиты устройства 130 для определения высоты от повреждения при столкновении с почвой.
На фиг.7 показан другой вариант выполнения устройства 152 для определения высоты, соответствующий принципам настоящего изобретения. Как и в описанном выше варианте осуществления изобретения, устройство 152 для определения высоты, показанное на фиг.7, приспособлено для прикрепления к нижней передней кромке или поверхности скользящей платформы 154 жатки вблизи режущего механизма 180 жатки. В устройстве, показанном на фиг.7, верхний конец измерительной штанги 166 прикреплен к соединительному кронштейну 164 при помощи комбинации из эластомерного вкладыша 174 и вставки 172 и комбинации из резьбового болта 168 и гайки 170. Соединительный кронштейн 164 также прикреплен к цилиндрическому соединителю 160 вала при помощи обычных средств, таких как сварные швы, которые не показаны на фигуре для упрощения. Первый и второй концы соединителя 160 вала прочно прикреплены к нижней поверхности скользящей платформы 154 жатки при помощи первого и второго монтажных кронштейнов 156а и 156b соответственно. Соединитель 160 вала с возможностью вращения прикреплен к первому и второму монтажным кронштейнам 156а, 156b, обеспечивая свободное вращение комбинации из соединительного кронштейна 164 и прикрепленной к нему измерительной штанги 166 относительно жатки. Первый конец соединителя 160 вала прикреплен к торсионному валу 158, который показан как имеющий шесть сторон, а второй противоположный конец соединителя вала прикреплен к вращающемуся валу 162. Другой конец торсионного вала 158 прочно прикреплен к жатке обычным способом таким образом, что прикрепленный конец торсионного вала не может свободно вращаться вокруг его продольной оси. Другой конец вращающегося вала 162 прикреплен к датчику 176 поворота, который измеряет угол поворота вала и прикрепленной к нему измерительной штанги 166, как и в описанных выше вариантах осуществления изобретения. Вращающийся вал 162 может быть жестким, или он может быть выполнен в форме гибкого стального троса для облегчения монтажа датчика 176 поворота на жатке. Торсионный вал 158 поддерживает заданный наклон измерительной штанги 166 относительно жатки и прилагает поворотное усилие к измерительной штанге, которое должно быть преодолено перед поворотом измерительной штанги, когда она входит в контакт с почвой. Усилие, прилагаемое к измерительной штанге 166 торсионным валом 158, удерживает дальний конец измерительной штанги 166 в контакте с почвой. Для защиты устройства для определения высоты от повреждения при столкновении с растениями или с препятствиями на поле на передней части жатки установлен удлиненный криволинейный щиток 178, показанный прерывистой линией. Устройство 152 для определения высоты, включающее жесткий удлиненный торсионный вал 158, может также обеспечивать изменение направленного вниз усилия, прилагаемого к измерительной штанге 156, как и в описанном выше варианте осуществления изобретения. Например, торсионный вал 158 может иметь форму шестигранного вала, показанного на фиг.7, который удерживается на месте монтажным кронштейном (не показан), по меньшей мере, частично расположенным вокруг торсионного вала и прикрепленным к скользящей платформе 154 жатки множеством монтажных болтов (также не показаны). По длине монтажного кронштейна может быть выполнено множество резьбовых отверстий, каждое из которых приспособлено для приема резьбового болта, который входит в зацепление с одной из боковых поверхностей торсионного вала 158. Когда нижний конец измерительной штанги 166 входит в контакт с грунтом, торсионный вал 158 может вращательно смещаться и прилагать необходимое направленное вниз усилие к измерительной штанге. Вращательное положение торсионного вала 158 можно фиксировать посредством затягивания резьбовых болтов, входящих в контакт с боковыми поверхностями торсионного вала 158 и предотвращающих его вращение для сохранения необходимого направленного вниз усилия, прилагаемого к измерительной штанге 166. Хотя это устройство не показано на фигурах, специалист в данной области техники может легко его реализовать.
Теперь со ссылками на фиг.8-12 будет описана работа измерительной штанги 190, соответствующей настоящему изобретению. Измерительная штанга 192 включает первую, вторую и третью секции 192а, 192b и 192с. Первая и вторая секции 192а, 192b прочно соединены друг с другом множеством соединительных болтов 206, а вторая и третья секции измерительной штанги 192 прочно соединены друг с другом множеством вторых соединительных болтов 208. Нижний дальний конец измерительной штанги 192 снабжен утолщенной частью 204 для вхождения в контакт с почвой 210. Измерительная штанга 192 также включает стержень 200 из высокопрочной пластмассы и металлический усиливающий элемент 202, как и в описанных выше вариантах осуществления изобретения. Металлический усиливающий элемент 202 соединен с датчиком 194 поворота и отступает от него. Первая секция 192а измерительной штанги соединена с металлическим усиливающим элементом при помощи резьбового соединительного болта 196. Стержень 200 из высокопрочный пластмассы также соединен с металлическим усиливающим элементом 202 при помощи обычных средств и с тремя секциями измерительной штанги 192 при помощи множества первых и вторых соединительных болтов 206 и 208, которые притягивают друг к другу части штанги таким образом, что пластмассовый стержень зажат между ними. Измерительная штанга 190 имеет заданную кривизну, как показано на разных фигурах.
На фиг.8 устройство 190 для определения высоты показано в положении максимального возвышения, и расстояние между датчиком 194 поворота (и
жаткой, к которой он прикреплен) показано как h1. При таком возвышении утолщенная часть 204 измерительной штанги 192 входит в контакт с почвой 210 на расстоянии x1 от датчика 194
поворота, находясь позади него, когда комбайн движется в направлении справа налево при взгляде на фиг.8-12. На фиг.9 показан вертикальный вид сбоку устройства 190 для определения высоты в положении
среднего возвышения, когда расстояние между датчиком 194 поворота и почвой составляет h2. При такой уменьшенной высоте средняя часть измерительной штанги 192 входит в контакт с почвой на
расстоянии x2 от датчика 194 поворота, находясь позади него, когда x2
На фиг.12 показан вертикальный вид сбоку устройства 190 для определения высоты, когда датчик 194 поворота входит в контакт с почвой, и измерительная штанга имеет по существу линейную конфигурацию. Жатка и устройство для определения высоты не будут работать в положении, показанном на фиг.12, но эта фигура иллюстрирует высокую прочность и гибкость измерительной штанги 192, которая допускает вхождение в контакт нижней части жатки с почвой таким образом, чтобы измерительная штанга входила в контакт с почвой на протяжении существенной части ее длины без повреждения или разрушения измерительной штанги. Кроме того, по существу плоская конфигурация, которую принимает измерительная штанга 192, когда она по существу полностью входит в контакт с почвой без повреждений измерительной штанги, устраняет необходимость в наличии выемки в нижней поверхности жатки для приема измерительной штанги, когда жатка входит в контакт с почвой, как это бывает у некоторых существующих жаток.
Хотя были показаны и описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно, что в него могут быть внесены изменения и модификации без отхода от объема изобретения в более широком диапазоне его аспектов. Таким образом, назначением прилагаемой формулы изобретения является охват всех таких изменений и модификаций как соответствующих сущности и объему настоящего изобретения. Предмет изобретения в приведенном выше описании и изображенный на прилагаемых чертежах предложен только в качестве иллюстрации и не вносит ограничений. Фактический объем изобретения ограничен только нижеследующей формулой изобретения при ее рассмотрении в надлежащей перспективе на основе известного уровня техники.
Реферат
Изобретения относятся к сельскохозяйственному машиностроению и могут быть использованы для определения высоты над грунтом уборочных сельскохозяйственных механизмов, таких как жатка комбайна. Устройство включает установленный на жатке датчик поворота и прикрепленную к нему одним концом удлиненную изогнутую гибкую измерительную штангу. Измерительная штанга имеет обращенную вверх вогнутую поверхность и включает внешнюю оболочку и внутренний механический стержень для повышения прочности при поворотах и при движении по неровной местности. Штангу располагают вблизи нижней части жатки с режущим узлом для скашивания урожая. Когда жатка встречается с возвышающимися частями грунта, точка контакта штанги с грунтом перемещается вперед вдоль штанги, что обеспечивает более раннее предупреждение о возвышении грунта для обеспечения заблаговременного регулирования высоты и исключения возможного повреждения жатки. 12 с. 86 з.п. ф-лы, 12 ил.
