Сельскохозяйственное орудие и однорядные сеялки, включая системы двухстороннего действия, способы и устройства - RU2739383C1
Код документа: RU2739383C1
Чертежи
Описание
Перекрестная ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка, в рамках 35 U.S.С. § 119, испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США №62/538,309, поданной 28 июля 2017 г. и предварительной заявки на патент США №62/542,344, поданной 8 августа 2017 года. Настоящие заявки включены в данный документ посредством ссылки и в полном объеме, включая, без ограничения, технические характеристики, формулы изобретения, рефераты, а также фигуры, таблицы или чертежи, соответственно.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение в целом относится к области сельскохозяйственных орудий. Более конкретно, но не исключая, изобретение включает аспекты, относящиеся к использованию цилиндров двойного действия, расположенных на высевающих секциях сельскохозяйственных орудий для обеспечения подъемной и прижимного усилия высевающей секции.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сеялка для пропашных культур является машиной, предназначенной для точного распределения семян в почве. Сеялка для пропашных культур обычно включает в себя горизонтальный навесной брус, прикрепленный к сборной сцепке для буксировки за трактором или другим орудием. Однорядные сеялки, включающие дозаторы семян, установлены на навесном брусе. В разных конфигурациях семена могут храниться в отдельных бункерах на каждой высевающей секции или в центральном бункере и доставляться в высевающие секции по мере необходимости. Высевающие секции включают в себя почво-обрабатывающие устройства для открытия и закрытия семенной борозды и систему дозировки семян для распределения семян в семенной борозде.
Чаще всего дозатор семян содержит корпус, семенной диск и семенной желоб. Корпус сконструирован таким образом, что он образует резервуар для хранения семян. Семенной диск находится внутри корпуса и вращается, как правило, вокруг горизонтальной центральной оси. Когда семенной диск вращается, он проходит через семенной резервуар, где отбирает отдельные семена. Далее семена попадают в семенной желоб, по которому они падают в семенную борозду. Поскольку высевающая секция сеялки перемещается по полям с различными типами почвы, влажностью почвы, уровнями примесей и рельефом, а также с изменением веса компонентов на или внутри высевающих секций, может быть трудно поддерживать постоянную глубину посева и другие параметры из-за изменения условий, которые в идеале потребовали бы изменения прижимной силы давления высевающей секции. Например, посев в почву с более высоким уровнем примесей также требует большей прижимной силы высевающей секции, так как необходимо применять силу, чтобы держать очистители рядов, сошники и другие орудия в почве и на постоянной глубине.
В то же время во многих местах есть неподвижные камни или другие препятствия на или ниже поверхности почвы, которые требуют, чтобы высевающая секция могла быстро и свободно (без чрезмерного увеличения прижимной силы блока) подняться вверх и пройти над препятствием, а затем быстро опуститься вниз, оставляя минимальный промежуток ряда незасаженным или засаженным неправильно или не на желаемой глубине. Все это должно быть выполнено при постоянно увеличивающихся скоростях относительно грунта.
Для прижатия высевающих секций к почве традиционно использовались механические пружинные системы. Для преодоления их некоторых недостатков также использовались системы воздушных подушек. Пневмосистемы обеспечивают более равномерное прижимное усилие по всему вертикальному диапазону перемещения по сравнению с пружинами, и их легче отрегулировать, чем пружины. Однако из-за свойства сжатия воздуха в относительно больших объемах, необходимых для изменения давления воздуха, такой способ является очень громоздким и неприспособленным для быстрых изменений и реакций на действия органов управления из кабины на ходу. Системы воздушных подушек обычно имеют очень большую площадь поперечного сечения по сравнению со шлангом, питающим пневмопружину под давлением, которая может обеспечить большее увеличение силы и обеспечивает относительно хорошую изоляцию каждой высевающей секции относительно другой. Однако, системы воздушных подушек, как правило, не позволяют быстро изменить прилагаемое усилие из-за большого объема пневмопружины по сравнению с поперечным сечением шланга, подающего воздух. Кроме того, поскольку компьютеры и системы GPS позволили управлять процессами растениеводства с определением геопозиции при движении сельхозорудия по полю, появляется необходимость более быстрого изменения его настроек или регулировок. В случае высевающей секции также необходимо произвести большое усилие. Каждая отдельная высевающая секция сеялки должна быть способна реагировать на свойство почвы, с которой сталкивается, независимо от других высевающих секций.
Следовательно, в данной области техники существует потребность в улучшенных устройствах, системах и/или методах для обеспечения необходимого подъемного и прижимного усилия высевающих секций таким образом, чтобы обеспечить достаточный уровень усилия для различных типов высевающих секций, а также обеспечить высокую скорость реакции на изменения свойств почвы, на препятствия и другие изменения посадочного поля.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следовательно, основная особенность, цель и/или преимущество представленного изобретения направлены на то, чтобы преодолеть или облегчить решение проблемы в указанной области техники.
Другой целью, особенностью и/или преимуществом изобретения является разработка системы, обеспечивающей как подъемное, так и прижимное усилие высевающей секции сельскохозяйственного орудия.
Еще одной целью, особенностью и/или преимуществом изобретения является гидравлический цилиндр двойного действия, который связан с высевающей секцией.
Еще одной целью, особенностью и/или преимуществом изобретения является разработка системы, которая может быть вручную или автоматически перенастроена, чтобы изменить величину подъемного и\или прижимного усилия, приложенного к высевающей секции.
Эти и/или другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники. Настоящее изобретение не ограничивается только этими целями, особенностями и преимуществами. Каждый вариант воплощения может быть использован независимо от цели, свойств, преимуществ описанного изобретения в других сферах.
Согласно некоторым аспектам изобретения, узел обеспечения подъемного и/или прижимного усилия высевающей секции сельхозорудия, имеющего множество высевающих секций, включает в себя цилиндр двойного действия, включающий первую и вторую камеры, где указанный цилиндр создает прижимное усилие высевающей секции при активации первой камеры, при этом подъемное усилие высевающей секции создается системным давлением во второй камере; коллектор связан с указанным цилиндром; и клапан контроля давления, соединен с коллектором и взаимодействует с цилиндром. Коллектор и клапан контроля давления отделены от цилиндра двойного действия.
Запорный клапан может быть оперативно соединен со второй камерой каждого из цилиндров двойного действия на каждой из высевающих секций для отключения давления в системе, поданного во вторые камеры.
Регулирующий клапан содержит регулирующий клапан прижимного усилия для управления прижимным усилием на высевающей секции, и отдельный клапан управления подъемным усилием для управления усилием подъема высевающей секции.
Клапан управления прижимной силой может быть электрически управляемым соленоидом.
Запорный клапан оперативно может быть подключен ко второй камере каждого из цилиндров двойного действия на каждой из высевающих секций для отключения давления в системе, поданного во вторые камеры.
Клапан управления подъемной силой может быть электрически управляемым соленоидом.
Дополнительное давление может быть подано в первую камеру, чтобы преодолеть системное давление, чтобы обеспечить прижимное усилие высевающей секции.
Блок управления может быть добавлен в каждую высевающую секцию для управления избыточным давлением.
Избыточное давление можно контролировать с трактора.
Согласно дополнительным аспектам изобретения разработан узел для обеспечения подъемного и/или прижимного усилия высевающей секции сельхозсеялки, имеющей множество высевающих секций, который включает в себя цилиндр двойного действия, включающий первую камеру на одной стороне поршня и вторую камеру на стороне штока поршня, причем указанный цилиндр устроен для создания подъемного усилия при давлении в системе путем подачи упомянутого давления в системе ко второй камере цилиндра; коллектора, соединенного с указанным цилиндром; и регулирующего давление клапана, соединенного с коллектором и сообщающегося с цилиндром для управления величиной давления, поданного в первую камеру. Коллектор и клапан контроля давления находятся на рабочем брусе сельхозорудия.
Согласно некоторым вариантам воплощения изобретения, узел включает в себя коллектор на клапане контроля давления для получения необходимого количества жидкости при подаче давления во вторую камеру.
Согласно другим дополнительным аспектам изобретения, предлагаемая система обеспечения подъемного и/или прижимного усилия высевающей секции сельхозорудия включает в себя: цилиндр двойного действия, включающий первую камеру на стороне поршня и вторую камеру на стороне штока поршня, при этом указанный цилиндр обеспечивает подъемное усилие при системном давлении путем подачи указанного системного давления во вторую камеру цилиндра; коллектор, сообщающийся с указанным цилиндром; и клапан контроля давления, соединенный с коллектором и сообщающийся с цилиндром для контроля уровня давления в первой камере. Вторая камера цилиндра двойного действия может быть, соответственно, под системным давлением, чтобы обеспечить подъемное усилие, и под добавленным давлением в первой камере для преодоления системного давления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигура 1 является видом в перспективе посадочного сельхозорудия.
Фигура 2 является видом в перспективе некоторого количества высевающих секций, присоединенных к рабочему брусу посадочного сельхозорудия.
Фигуры 3А и 3В являются видом сверху и в разрезе высевающей секции, присоединенной к рабочему брусу.
Фигура 4 является видом в перспективе высевающей секции.
Фигура 5 является видом в перспективе высевающей секции с удаленными компонентами.
Фигура 6 является увеличенным видом части высевающей секции, показывающим аспекты узла обеспечения подъемного/прижимного усилия согласно изобретению.
Фигура 7 является еще одним увеличенным видом высевающей секции.
Фигура 8 является еще одним увеличенным видом высевающей секции и узла подъемного/прижимного усилия.
Фигура 9 является еще одним увеличенным видом высевающей секции и узла подъемного/прижимного усилия, показывающим компоненты в другой конфигурации.
Фигура 10 является увеличенным видом сверху и сзади высевающей секции и узла подъемного/прижимного усилия.
Фигура 11 является увеличенным видом сверху и в плане высевающей секции и узла подъемного/прижимного усилия.
Фигура 12 является еще одним увеличенным видом сверху.
Фигура 13 является увеличенным видом сбоку конфигурации высевающей секции с узлом подъемного/прижимного усилия.
Фигура 14 является видом Фигуры 13 с добавленной сборкой.
Фигура 15 является видом спереди и сбоку высевающей секции с узлом подъемного/прижимного усилия согласно аспектам изобретения.
Фигура 16 является видом в перспективе узла подъемного/прижимного усилия в соответствии с изобретением.
Фигура 17 является другим видом узла подъемного/прижимного усилия в соответствии с изобретением.
Фигура 18 является фронтальным видом в перспективе узла подъемного/прижимного усилия Фигуры 17.
Фигура 19 является схематическим изображением множества высевающих секций с цилиндрами двойного действия.
Фигура 20 является схемой системы подъемного и прижимного усилия, включающей клапан на каждой высевающей секции для контроля давления подъемного усилия.
Фигура 21 является схемой системы подъемного и прижимного усилия, показывающей клапан на каждой высевающей секции и контроллер включения/выключения для всех секций.
Фигура 22 является схемой системы подъемного и прижимного усилия, показывающей набор цилиндров подъемного усилия при системном давлении.
Фигура 23 является схемой системы подъемного и прижимного усилия, аналогичной Фигуре 22, но с одним контроллером включения/выключения для управления всеми секциями.
Фигура 24 является схемой системы подъемного и прижимного усилия с клапаном в каждой секции для управления подъемным усилием и коллектором на каждом клапанном блоке секций.
Фигура 25 является схемой системы подъемного и прижимного усилия, показывающей электронное управление подъемным усилием каждого цилиндра.
Различные варианты воплощения изобретения будут подробно описаны со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые позиции обозначают одинаковые части на всех видах. Ссылка на различные воплощения изобретения не ограничивает объема изобретения. Фигуры, представленные здесь, не являются ограничениями для различных вариантов воплощения в соответствии с изобретением и представлены только лишь для описательной иллюстрации изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ
Фигура 1 является видом в перспективе сельхозорудия. Сельхозагрегат 10, показанный на Фигуре 1, также известен как сеялка или посадочный блок. Сельхозсеялка 10, как показано на фигуре, используется для посадки одного или более видов культур на поле. Например, сеялка 10 может быть орудием точного высева, которое используется для точного полевого посева, чтобы максимально оптимизировать условия выращивания посаженных видов семян. При этом, орудие в целом может быть вообще любым, применяемым для точного земледелия. Сеялка 10, показанная на Фигуре 1, включает в себя дышло 12, включающий сцепку 13 на своем переднем конце. Сцепка обычно используется для крепления к трактору или другому тягачу (не показан). дышло обычно направлен в сторону движения тягача. На противоположном конце дышла 12 расположен рабочий брус 16, показанная на Фигуре 1, обычно расположенная перпендикулярно дышлу 12 во время сева. Тяги 14 соединяют рабочий брус 16 и дышло 12. Тяги 14 используются для удержания рабочего бруса 16 перпендикулярно относительно дышла 12 во время посадки. Кроме того, дышло может быть телескопического типа, тогда сеялка 10 может откидываться вперед. Как показано на Фигуре 1 один или более складных цилиндров 21 могут быть соединены между рабочим брусом 16 и дышлом 12 и могут быть выдвинуты или втянуты для перемещения орудия 10 из посевного положения, показанного на Фигуре 1, в транспортное положение, в котором, как правило, рабочий брус 16 или его части располагаются обычно параллельно дышлу 12. Конкретное положение посадочного блока 10 не ограничено описанным в изобретении.
Рабочий брус 16, в зависимости от ширины орудия, может включать в себя секции. Как показано на Фигуре 1, рабочий брус 16 может включать в себя центральную секцию 17 рабочего бруса и первую и вторую секции крыльев или секции 18, 20 панели крыльев, идущие от противоположных боковых сторон центральной секции 17 рабочего бруса. Секции или крылья 18, 20 рабочего бруса 16 позволяют складывать сеялку вперед или вверх для транспортировки. Однако точное описание рабочего бруса также не должно ограничивать описание данной заявки. Например, также предполагается, что рабочий брус может подниматься и поворачиваться различными способами. На чертеже также показаны один или более цилиндры 19 прижимного давления крыла. Цилиндры 19 прижимного давления крыла расположены, как правило, в месте присоединения крыльев к центральной части рабочего бруса. Цилиндр 19 прижимного давления крыла может использоваться для поддержания прижимного давления на крылья, а также для подъема крыльев при необходимости.
Кроме того, как часть сеялки 10, могут быть добавлены один или более семенных резервуаров 22, а также бак для удобрений 24. Содержимое емкости для семян и/или удобрений 22, 24 может доставляться к отдельной высевающей секции с помощью пневматической системы подачи семян или с помощью другой системы подачи. Это позволит поддерживать вес в местах расположения резервуаров. Однако следует также понимать, что высевающие секции включают в себя бункеры для сыпучего наполнителя, в частности, бункеры высевающих секций содержат семена и/или удобрения. Однако, вес самих бункеров высевающих секций также влияет на прижимное усилие и/или прижимное давление. На Фигуре также показано множество колес 28 и вентиляторов 26. Вентиляторы 26 могут использоваться как вспомогательные в пневмосистеме подачи для бункеров, а также помогают избегать перепадов давления для расходомеров высевающих секций 30. Колеса 28 могут использоваться для транспортировки сеялки и облегчения движения по полю. Все множество землеобрабатывающих элементов в виде высевающих секций 30 соединено с рабочим брусом 16 и используется для выполнения сельскохозяйственных операций (например, посадки, высевания, рядового сева, обработки почвы и т.д.)
Фигура 2 является увеличенным видом части сеялки 10. На Фигуре показан разрез рабочего бруса 16, включающего в себя несколько высевающих секций 30, прикрепленных к ней. Как показано на Фигуре 1, некоторое количество высевающих секций 30 будет располагаться по длине рабочего бруса, включая его секции. Высевающие секции могут быть различной формы и могут быть задействованы в обработке почвы. Примерами высевающих секций для использования с навесным оборудованием могут быть блоки для обработки почвы, посадки, сеялки, или тому подобное. Этот перечень не следует рассматривать как полный, и в целом устройства для обработки почвы не следует рассматривать как часть настоящей заявки. Также высевающие секции 30 могут включать в себя несколько элементов для выполнения нескольких сельхозопераций. Описание представленного изобретения не ограничено точностью конфигураций или перечисленным здесь оборудованием, в целом предполагается использовать любой тип известного землеобрабатывающего оборудования, которое известно и/или применяется для сельхозопераций. Высевающие секции 30 соединены с рабочим брусом 16, например, параллельной связкой, так, что высевающие секции обычно поддерживаются рабочим брусом 16 (однако они также могут поддерживаться каким-либо иным образом при контакте с почвой или иным образом взаимодействуя с почвой). Тяга 32 может использоваться для соединения между креплением 31, которое соединено с рабочим брусом 16, и рамной конструкцией 36 высевающей секции 30. Тяга 32 как показано на Фигурах включает верхние стержни 33 и нижние стержни 34. Тяга 32 с четырьмя стержнями допускает некоторое вертикальное перемещение высевающей секции 30 относительно рабочего бруса 16 и наоборот, когда сеялка 10 движется по полю. Кроме того, следует отметить, что дополнительные типы и/или конфигурации соединений и/или других компонентов соединения с возможностью такого вертикального перемещения высевающей секции 30 относительно рабочего бруса 16 могут быть включены как часть компонентов, раскрытых в данном изобретении, и должны рассматриваться как часть описанного в данном документе изобретения. Более того, в некоторых случаях тяга может быть установлена или настроена на предотвращение движения высевающей секции 30 относительно рабочего бруса 16, временно или постоянно.
Высевающая секция 30 содержит раму 36. Открывающее колесо или колеса 37 присоединены к раме. Колеса сошника или другие открывающие элементы (колеса, сошник, хвостовик и т.д.) проникают в почву, создавая борозду для внесения в нее семян. Например, Фигуры не показывают счетчик семян или счетчики на высевающей секции 30. Однако как показано в совместных Патентах США №№9282691 и 9622402, включенных, во всей полноте, в данный документ посредством ссылки, счетчики семян могут использоваться с устройствами открывания борозды 37, чтобы размещать семена контролируемым образом для обеспечения промежутков между ними для обеспечения оптимальных условий выращивания. Устройство открывания устанавливает глубину укладки семян и может контролироваться, как будет пояснено ниже. Один или более из элементов для установки глубины, такой как измерительные колеса 38, могут быть включены как часть блока 30 для дополнения и контроля глубины борозды, созданной открывающим элементом 37. Регулировочный элемент 39 также включен в высевающие секции 30 как показано на Фигурах и может быть использован для регулировки глубины открывающего элемента 37 относительно системы закрывания борозды и/или калибровочного элемента 38. Следовательно, глубину борозды можно настроить вручную (например, механически) или в электронном виде, например вручную или автоматически, для обеспечения подходящей или выбираемой глубины для полевого посева семян. Такие способы контроля можно найти в совместных Патентных заявках США №13/457 577, поданной 27 апреля 2012 г., №13/457 815, поданной 27 апреля 2012 г. и №13/458 012, поданной 27 апреля 2012 года, содержание которых включено в данный документ посредством ссылки, в полном объеме и для всех целей.
Однако, поскольку характеристики почвы могут меняться в зависимости от ряда условий, глубина борозды не всегда может быть постоянной. Например, такие свойства, как тип почвы, ее состав, препятствия и тому подобное могут повлиять на способность поддержания желаемой глубины борозды высевающей секцией. Вследствие этого, варианты воплощения настоящего изобретения включают дополнение к узлу 40 подъемного и/или прижимного усилия (который также называют узлом дополнительного усилия, узлом цилиндров, приводным узлом, узлом прижимного усилия и т.п.), оперативно присоединяемого к высевающим секциям 30 и к рабочему брусу 16. Каждая высевающая секция может быть оперативно подсоединена к силовому узлу 40 связкой 32. При том что термин «узел прижимного усилия» широко здесь используется, следует понимать, что узел прижимного усилия 40 используется для создания как прижимного, так и подъемного усилия для высевающих секций 30 и, как правило, относительно рабочего бруса 16. Как станет понятно в дальнейшем, прижимное усилие является результирующей силой, действующей, в целом, вниз по направлению к поверхности почвы, о чем свидетельствует высевающая секция, в то же время подъемное усилие направлено в обратном направлении, оно является результирующей силой, направленной вверх от поверхности почвы. Приложенное к высевающей секции 3 0 усилие помогает в поддержании желаемой глубины борозды, созданной компонентами высевающих секций 30. Таким образом, в условиях более плотных почв, например, может потребоваться увеличить величину прижимного усилия, чтобы прижать открывающий орган 37 с большей силой к почве, так, чтобы поддерживать желаемую глубину борозды открывающим элементом. При этом, способность обеспечения подъемного усилия узлом прижимного усилия 4 0 также позволит поднять высевающую секцию или разгрузить ее. Это можно использовать, когда вес высевающей секции меньше, чем сопротивление почвы, а также когда необходимо приподнять высевающие секции от земли.
Как показано на Фигурах 3А и 3В, силовой узел 40, который может быть использован для создания как подъемного, так и прижимного усилия, содержит в общем компоненты цилиндра двойного действия 48, коллектора 44, регулирующегоа клапан, крепления 35, 42 и 52 и блок управления 58. Кроме того, регулирующий клапан, согласно некоторым аспектам, будет включать в себя два регулирующих клапана. Например, узел 40 может включать в себя клапан управления прижимным усилием 46а и клапан управления подъемным усилием. Клапан управления прижимным усилием 46а может включать в себя соленоид или другой активируемый элемент для управления клапаном. Клапан управления подъемным усилием может быть активируемым, или же таким, чтобы в общем поддерживать подъемное усилие системным давлением, как будет пояснено далее. Понятно, что под системным давлением в общем подразумевается давление (например, гидравлическое давление), подаваемое от источника энергии/жидкости. Кроме того, следует понимать, что прижимное усилие может уменьшиться до такой степени, что подъемное усилие станет переменным. В таком случае клапан управления подъемным усилием будет регулируемым. Однако следует понимать, что эти компоненты не являются ограничивающими или необходимыми для всех примеров, и узел 40 может включать в себя меньше или больше компонентов, которые могут потребоваться в том или ином варианте. Например, понятно, что узел 40 также может включать электрические провода, гидравлические шланги и/или чувствительный элемент для определения величины прижимного усилия, приложенного к или в высевающей секции 30. Кроме того, один или более компонентов могут быть исключены из узла.
Фигура 3В является видом в разрезе высевающей секции 30, установленной на рабочем брусе 16 с помощью параллельной связки, как показано линией разреза А-А на Фигуре 3А. Как показано на рисунке 3В, цилиндр двойного действия 48 оперативно прикреплен к рабочему брусу 16 с помощью монтажного блока 42, который может включать в себя U-образный болт, прикрепленный к рабочему брусу. Коллектор 44 и управляющий клапан присоединены частично узлом крепления 42. Управляющий клапан может содержать провода 41, которые подключены к блоку управления 58. Блок управления 58 может быть интеллектуальной системой управления, например, блоком обработки, вычислительным блоком, процессором, сервером или вообще любым другим устройством обработки данных, способным получать, хранить, интерпретировать команды, инструкции и/или генерировать команды и управлять работой узла прижимного усилия 40. Таким образом, блок управления 58 может использоваться для подачи команд на клапан управления узлом прижимного усилия 40. Блок управления 58 может быть подключен через проводное соединение или с помощью беспроводного соединения с пользовательским интерфейсом, отдельным вычислительным блоком (планшет, телефон, сервер, компьютер, и т.д.) и может быть запрограммирован или иным образом способен принимать инструкции для управления узлом прижимного усилия 40.
Цилиндр двойного действия 48 содержит корпусную часть 49 и шток 50. Шток состоит из поршневой части (не показана), находящейся внутри корпуса 49, которая может разделять корпус на первую камеру 61 со стороны поршня штока и вторую камеру 62 со стороны штока.
Как показано на всех Фигурах, и, как будет пояснено, аспект изобретения включает то, что регулирующий клапан и коллектор 44, как правило, отделены от цилиндра двойного действия 48, так что они не поддерживаются. Другими словами, управляющий клапан и коллектор 44 не связаны непосредственно с цилиндром 48, а, наоборот, разделены некоторым расстоянием между собой. Коллектор 44, который управляется действием регулирующего клапана, может контролировать поток жидкости, например, гидравлической жидкости, и может быть соединен с первой и второй камерами на противоположных сторонах поршня в корпусе цилиндра. Как заявлено, управляющий клапан может включать в себя несколько управляющих клапанов, таких как клапан прижимного усилия 46а и клапан подъемного усилия.
Например, следует понимать, что корпус 49 цилиндра 48 включает в себя первую камеру 61 на верхнем конце корпуса и вторую камеру 62, как правило, на нижнем конце корпуса и на противоположной стороне поршня со стороны его штока в корпусе. Шланг прижимного усилия 54 обычно соединяет коллектор 44 и первую камеру 61 цилиндра 48. Это может быть реализовано посредством соединения "TEE", как показано на Фигуре 7. Второй шланг 56 (шланг подъемного усилия) соединяет коллектор 44 и вторую камеру 62 цилиндра 48. Однако второй шланг 56 (шланг подъемного усилия) может быть непосредственно подключен/присоединен к системе давления, где бы ни находился источник системы давления. Поступление гидравлической жидкости из коллектора через первый шланг 52 в первую камеру 61 вытолкнет шток 50 цилиндра 48, чтобы создать результирующее прижимное усилие на высевающую секцию 30. Другими словами, поступление жидкости создает давление путем увеличения объема в камере, и это давление, которое создает результирующее усилие. Аналогично, вытекание жидкости из первой камеры 61 и поступление во вторую камеру 62, например, через шланги 54 и 56 через коллектор 44, обеспечит втягивание штока 50 относительно корпуса 49, которое будет создавать подъемное усилие высевающей секции 30. Это подъемное усилие будет обеспечивать уменьшение величины усилия или давления высевающей секции на поверхность почвы.
Поскольку клапан управления прижимного усилия 46а электрически соединен с блоком управления 58 проводами 41, блок управления 58 соединен с управляющим клапаном 46а, который может быть соленоидом, при приведении в действие или движении жидкости через коллектор 44, который затем подает гидравлическую жидкость в первую 61 или вторую камеру 62 цилиндра 48 и обеспечивает, таким образом, чистое подъемное или прижимное усилие для этого. Кроме того, следует понимать, что клапан управления прижимным усилием 46а обычно имеет электрическое управление, но клапан управления подъемным усилием настроен так, чтобы обеспечивать по существу постоянное усилие подъема, т.е. усилие подъема определяется давлением в системе, как показано на Фигуре 22. Блок управления 58 может работать несколькими способами. Например, как показано на Фигуре 3В, датчик 60 расположен на высевающей секции 30 и настроен на определение величины прижимного усилия, оказываемого посредством высевающей секции 30. Датчик 60 может быть датчиком различных типов, и может включать в себя тензометры, преобразователи давления или вообще любую другую конфигурацию датчика для расчета и/или определения величины усилия, которое прилагается к высевающей секции. В некоторых конфигурациях датчик может быть соединен с блоком управления 58 таким образом, что изменение прижимного усилия, воспринимаемое датчиком 60, будет активировать блок управления 58 для обеспечения изменения прижимного/подъемного усилия узлом 40. Также предполагается, что датчик 60 может быть соединен с пользовательским дисплеем или графическим пользовательским интерфейсом оператора. Этот графический интерфейс пользователя может отображать величину прижимного усилия, которую показывает и рассчитывает датчик 60, так что оператор может вручную связаться с блоком управления 58 для регулировки величины прижимного и/или подъемного усилия, приложенного узлом прижимного усилия 40 к высевающей секции 30. Таким образом, предполагается, что управление узлом прижимного усилия 40 может быть ручным и/или автоматическим.
Цилиндр двойного действия 48 может быть прикреплен одним концом к монтажному блоку 42 силового узла 40, а другим концом или стержнем 50 с высевающей секцией 30, например, через соединение 32 связки 52. Как показано на Фигурах 2-5, поперечина 35 проходит между нижними рычагами 34 связки 32. Эта поперечная балка 35 может быть расположена, в общем, в любом месте по длине нижних рычагов 34. Шток 50 соединен с поперечной балкой 35 так, что шток 50 может быть соединен с возможностью вращения, чтобы позволить соединению вращаться вокруг поперечной балки 35. Следовательно, когда прижимное усилие активируется силовым узлом 40, гидравлическая жидкость попадает в первую камеру 61 цилиндра 48 по шлангу 54 через коллектор 44, это будет выдвигать шток 50 из корпуса 49. Это движение будет создавать усилие в общем вниз, в направлении к поперечной балке 35, которая будет оказывать большее прижимное давление на высевающую секцию 30. Когда прижимное усилие должно уменьшиться, или усилие подъема должно быть приложено через силовой узел 40, гидравлическая жидкость поступает по шлангу 56 во вторую камеру 62 цилиндра 48, которая передает усилие нижней стороне поршня в нем, который будет втягивать шток 50 относительно корпуса 49. Это вызовет подъемное усилие в целом на поперечную балку 35, которая создаст подъемное усилие и уменьшит величину давления высевающей секции 30 на почву. Следовательно, прижимной узел 40, как показано и описано в настоящей заявке, обеспечит как прижимное, так и/или подъемное усилие посредством соединения с поперечной балкой 35. Однако следует понимать, что использование поперечной балки, например, как показано на Фигурах 2-5, не является единственным способом соединения цилиндра 48 с рычажным механизмом или любой частью высевающей секции для обеспечения прижимной или подъемной силы.
Например, Фигуры 6-15 раскрывают дополнительные аспекты заявки, которые включают варианты того, как силовой узел 4 0 может быть соединен с рычажным механизмом 32. Как показано на Фигуре 6, например, цилиндр 48 соединен с кареткой 51. Узел 51 каретки включает в себя элементы, которые обычно имеют U-образную форму и которые соединены с возможностью поворота с нижними рычагами 34 рычажного механизма 32. Однако действие цилиндра и его соединение с коллектором 44 в регулирующем клапане будет поддерживаться, так, что регулирующий клапан и коллектор будут контролировать удлинение при втягивании штока цилиндра 48. Однако, когда шток 50 выдвинут, усилие будет приложено к каретке 51, которая затем передаст результирующее прижимное усилие на нижние рычаги 34 рычажного механизма 32, который будет оказывать результирующее прижимное усилие на высевающую секцию 30. Втягивание штока 50 равным образом будет воздействовать результирующим подъемным усилием на высевающую секцию 30, опирающуюся на соединение каретки 51 с нижними рычагами 34 рычажного механизма 32.
Далее, на Фигуре 7 показана дополнительная версия каретки, в которой цилиндр размещен так же, как описано выше, а каретка с возможностью вращения соединена с креплением силового узла 42, и корпусом цилиндра 49 подсоединена к связке частично. Однако, выдвижение стержня относительно корпуса по-прежнему будет оказывать результирующее прижимное усилие на высевающую секцию и втягивание штока 50 относительно корпуса 49, это будет приводить к увеличению подъемного усилия на высевающей секции 30. Кроме того, сам цилиндр не может быть полностью развернут, и вместо этого он должен быть устроен так, чтобы система в целом работала так, как в предыдущих примерах. Следовательно, описываемое изобретение не должно быть ограничено точной конфигурацией, показанной на Фигурах, и это следует понимать так, что, как правило, любое соединение цилиндра с передаточным механизмом и/или высевающей секцией должно рассматриваться как часть описываемого изобретения, раскрытого здесь.
Фигуры 16-18 поясняют другие виды узла 40 без высевающей секции 30 и/или рабочего бруса 16.
На Фигуре 19 показана схема силового узла в соответствии с аспектами данного изобретения. На Фигуре показан привод, подключенный к трактору для управления потоком гидравлической жидкости. На Фигуре показаны камеры цилиндра подъемной и прижимной силы, которые находятся на противоположных сторонах поршня привода. Диаметр цилиндра может быть подобран по размеру относительно штока, чтобы обеспечить подъемную силу при системном давлении, например, подаваемую гидравлическим источником питания. Это позволит устранить, смягчить и/или уменьшить потребность в отдельном клапане подъемного усилия. Чтобы преодолеть эту подъемную силу, необходимо некоторое количество жидкости направить в верхнюю часть цилиндра, создавая давление на поршень и шток вниз, чтобы передать прижимное усилие на высевающую секцию.
Для того чтобы определить диаметр привода/цилиндра относительно штока, следует отметить, что исполнительный механизм 48 содержит корпус 49 и шток 50. На конце штока 50 внутри корпуса имеется поршень (см., например, Фигура 19). Корпус 49 будет иметь площадь поперечного сечения А1. Шток может иметь площадь поперечного сечения А2. Разность А1-А2 дает результирующую площадь подъемного усилия, которая может быть обозначена как A3. Результирующая величина прижимной силы (F) может быть определена путем снятия регулируемого давления (РА1) на поршень и вычитания системного давления на шток со стороны поршня (РА3). Максимальное прижимное усилие (Fmax) может возникать, когда давление системы (Psystem) воздействует на поверхность или площадь поперечного сечения штока диаметром (А2). Точно так же минимальное прижимное усилие (Fmin) возникает, когда РА1 равно нулю. Fmax, Fmin и Psystem являются известными параметрами, которые позволят вам найти идеальный А1 и А2 для системы.
На Фигурах 20-25 показаны гидравлические схемы систем дополнительного усилия высевающих секций согласно различным аспектам воплощения изобретения. Например, на Фигуре 20 показан регулирующий клапан в каждой секции, который контролирует величину подъемной силы, приложенной к узлу. Полного перекрытия подачи подъемного усилия нет.
Фигура 21 показывает систему, в которой управление подъемной силой осуществляется в каждой секции, например, с помощью клапана. Дополнительно существует один клапан включения/выключения, который работает как запорный для всех секций, которые могут быть активированы для перекрытия подачи подъемной силы, приложенной к ним или от них. Единственный регулирующий клапан (на Фигуре обозначен как «ПОДЪЕМНАЯ СИЛА ВКЛ/ВЫКЛ») контролирует все секции.
Фигура 22 является схемой, показывающей ситуацию, когда подъемная сила соответствует системному давлению, например, установленному источником гидравлического давления. Отсутствуют клапаны подъемной силы в секциях, или, другими словами, нет контроля величины подъемной силы в цилиндрах/системах каждой из секций. Отсутствует единственный выключатель для подъемного усилия, и прижимное усилие прилагается для преодоления подъемного усилия при системном давлении. Одно дополнительное значительное преимущество устранения клапана подъемной силы, показанное на Фигуре 22, заключается в том, что это уменьшает требования к гидравлическому потоку от источника давления. Когда вы устраняете клапан подъемной силы, жидкость со стороны штока нагнетается со стороны поршня и уменьшает величину мощности источника, которая требуется для наполнения этой камеры. Масло перетекает на сторону поршня цилиндра, и уменьшает потребность в давлении от источника давления, когда шток выдвигается.
Фигура 23 является схемой без клапанов в высевающих секциях для обеспечения подъемного усилия, где, без них, подъемное усилие обеспечивается давлением системы. Однако, в отличие от Фигуры 22, есть единственный клапан включения/отключения подъемной силы, который предназначен для подключения или отключения подъемной силы во всех секциях одновременно.
Фигура 24 является схемой, на которой каждая секция сеялки, включающая сборку, содержит в себе регулирующий клапан величины подъемной силы в высевающей секции. Нет единого общего включателя/выключателя подъемной силы, управляющего секциями. Однако, схема на Фигуре 24 включает коллекторы, связанные с приводами в сборе. Коллекторы отсоединены от исполнительных механизмов и расположены вместе с клапанными блоками в сборе.
Фигура 25 является схемой, на которой представлено электронное управление подъемным усилием сборок высевающих секций. Электронное управление может быть в виде соленоида или другого электрически управляемого элемента, который управляет подъемным усилием на каждой высевающей секции.
Как описано в данном документе, каждая высевающая секция включает в себя силовой узел 40. Клапан прижимного усилия 46а управляется по принципу «секция за секцией». Дополнительно, может присутствовать общее прижимное усилие для всех секций, при котором используется клапан подъемной силы для управления всеми секциями, как представлено с учетом различных конфигураций на Фигурах 20-25. Это обеспечит подъемное и/или прижимное усилие, необходимое сеялке 10. Как описано в данном документе и показано на Фигуре 19, каждый высевающая секция может иметь клапан регулирования прижимной силы 46а и регулирующий клапан подъемного усилия. Это показано схемами на Фигурах 20, 21, 24 и 25. Кроме того, клапан регулирования прижимного усилия 46а может включать в себя электрически управляемый соленоид, в то время как клапан контроля подъемной силы может быть настроен на системное давление таким образом, что системное давление должно быть превышено, чтобы придать прижимное усилие высевающей секции через узел. Это показано на фигурах представленного описания изобретения, которые показывают включение отдельного электромагнитного соленоидного клапана прижимного усилия 46а и клапана подъемного усилия.
Дополнительные аспекты могут включать в себя то, что каждая высевающая секция включает в себя специализированный блок управления 58 или блок управления 58, который применяется для нескольких высевающих секций. Например, предполагается, что специализированный блок управления или блок 58 управляет несколькими высевающими секциями. Так как сеялка включает в себя больше секций, добавляются еще блоки управления, так что каждый блок управления будет управлять несколькими прижимными узлами высевающих секций. Кроме того, предполагается, что в посадочных блоках с меньшим количеством секций, блок управления может контролировать только две секции, или что блоки управления управляют любым числом от одной до того количества секций, которые размещены на сеялке (например, от 1 до N, где N равно общему количеству секций сеялки). Когда сеялка включает в себя множество блоков управления, они могут быть связаны между собой электронным или беспроводным интерфейсом для отправки информации на дисплей или интерфейс оператора, так что оператор может следить за работой каждой из высевающих секций и/или каждого из блоков управления. Например, интерфейс может быть таким, что оператор может отключать некоторое количество секций, которые управляются общим блоком управления для определения величины приложенных прижимного и/или подъемного усилия и определять, необходимы ли какие-либо изменения. Это также может упростить устранение неисправностей в узлах прижимной силы, поскольку блоков управления меньше, и, таким образом, любые проблемы могут быть решены для высевающих секций, связанных с выбранным устройством управления.
Более того, предполагается, что блок управления будет удален, а система каждой высевающей секции может быть подключена и контролироваться с трактора, например оператором трактора.
Датчик 60 можно считать датчиком прижимной силы для определения величины прижимного усилия, прикладываемого или иным образом воздействующего на высевающую секцию 30, например, между калибровочными колесами и почвой. Например, датчик 60 может быть подключен к калибровочным колесам для определения полезного усилия, приложенного к калибровочным колесам, основываясь, по меньшей мере частично, на весе высевающей секции 30, воздействии, оказываемом почвой, и любой прижимной или подъемной силы, прилагаемой приводом или другим устройством. Как описано в данном документе, величина прижимной силы, воспринимаемая датчиком, может передаваться на блок управления 58, клапан управления или на другое устройство, такое как дисплей пользователя на буксирующем транспортном средстве, портативное вычислительное устройство (планшет, телефон, карманное гаджет и т.д.) или даже на специальное вычислительное устройство в удаленном от сеялки месте. Эта информация с датчика может быть использована для настройки или мониторинга прижимной силы, прилагаемой к конкретной секции, и может быть использована для корректировки порядно, то есть независимо от высевающей секции. Датчик 60, как показано на Фигурах, размещают, как правило, между рычагом, соединенным с калибровочными колесами датчика, и частью рамы 36 высевающей секции 30. Однако следует понимать, что точная конфигурация датчика не является важной в данной заявке, и, как правило, любой датчик, способный измерять прижимное усилие на высевающей секции (например, на калибровочных колесах), может использоваться и считается частью изобретения.
Таким образом, конфигурация узла прижимной силы, как описано в данном документе, предусматривает разделение регулирующего клапана и цилиндра. Клапан управления и коллектор не связаны напрямую с цилиндром, другими словами, не привязаны напрямую к нему. Кроме того, коллектор и регулирующий клапан могут быть установлены и размещаться на рабочем брусе с помощью звеньев или других частей посадочного блока, а не на самой высевающей секции. Регулирующий клапан может быть размещен на рабочем брусе сеялки, с помощью звеньев, на рабочем брусе или вообще где угодно, но не на высевающей секции. Это обеспечивает многочисленные преимущества. Например, это позволяет провести провода, минуя рычажный механизм, соединяющий высевающие секции с рабочим брусом сеялки. Это уменьшает беспорядок и обеспечивает более чистый внешний вид, облегчает производство, устранение неисправностей, ремонт и тому подобное. Это также справедливо для гидравлических жидкостей. Гидравлические шланги, идущие от коллектора к цилиндру, можно разместить таким образом, чтобы по сравнению с тем, что в настоящее время представлено на рынке, они выглядели чище. Таким образом, представленное изобретение может обеспечить преимущества по сравнению с тем, что известно в настоящее время.
Более того, предполагается, что клапан управления подъемным усилием может быть, в некоторых случаях, полностью исключен. Предполагается, что цилиндр двойного действия может быть перекомпанован. Например, цилиндр включает корпус и шток. Шток может включать поршень в корпусе, как известно. Предполагается, что если сторона штока поршня находится под давлением системы, это снимает необходимость в регулирующем клапане. Это системное давление будет поддерживать подъемное усилие на высевающей секции цилиндром. Для того, чтобы увеличить прижимное усилие, создаваемое узлом прижимного усилия 40, гидравлическая жидкость давит на поршень таким образом, чтобы преодолеть системное давление на стороне штока, и это создает достаточное усилие для выдвижения штока относительно корпуса, который будет производить усилие, которое будет прилагаться, как правило, в направлении вниз на высевающей секции, чтобы увеличить прижимную силу, прилагаемую к ней. Например, если предположить, что трактор обеспечивает давление в 13,79 МПа (2000 фунтов/кв. дюйм), диаметр цилиндра будет соответствовать площади поверхности штока, которая соответствует подъемной силе. Следовательно, это позволяет удалить клапан из цилиндра и может к тому же уменьшить количество компонентов узла прижимной силы, как описано в данном документе.
Следовательно, как описано в данном документе, сеялка может включать узел прижимной силы, который может включать в себя цилиндр двойного действия, который может создавать прижимное или подъемное усилие на высевающую секцию сеялки относительно рабочего бруса сеялки. Прилагаемое подъемное или прижимное усилие может к тому же использоваться для регулирования и/или поддержания желаемой глубины борозды, создаваемой компонентом высевающей секции, и может быть индивидуально направлено на каждую высевающую секцию вдоль длины рабочего бруса сеялки. Преимущества отделения клапана и коллектора от цилиндра двойного действия могут обеспечить более чистый внешний вид для загрязняющихся частей сеялки, что уменьшит осложнения, связанные со многими посадочными орудиями. Это обеспечит управление, которое может быть как ручным, так и автоматическим для изменения или регулировки величины подъемного или прижимного усилия на высевающую секцию посредством сборки относительно рабочего бруса, что обеспечит дополнительные преимущества.
Следовательно, следует учитывать, что узел подъемного и прижимного усилия, показанный и описанный здесь, является только частью многочисленных изменений и вариантов, которые должны быть учтены, как неотъемлемая часть заявки. Например, в то время как фигуры показывают различные конфигурации и/или аспекты узла подъемного и прижимного усилия, следует понимать, что любая особенность каждой из фигур может быть использована с любыми другими фигурами и использована для обеспечения подъемного и прижимного усилия на высевающую секцию с помощью узла, описанного в данном документе. Таким образом, Фигуры сами по себе не должны ограничивать точное описание представленного изобретения.
Реферат
Группа изобретений относится к сельскому хозяйству. Узел для обеспечения подъемного и/или прижимного усилия на высевающую секцию сельскохозяйственного орудия, имеющего множество высевающих секций, содержит цилиндр двойного действия, включающий в себя первую камеру и вторую камеру. Цилиндр сконфигурирован для создания прижимного усилия сельскохозяйственной высевающей секции, когда активирована его первая камера, и в котором подъемное усилие приложено к сельскохозяйственной высевающей секции второй камерой при давлении системы. Цилиндр сообщен с коллектором. С коллектором соединен клапан регулирования давления, сообщающийся с цилиндром. Запорный клапан функционально соединен со второй камерой каждого из цилиндров двойного действия в каждой из высевающих секций, для отключения системного давления, подаваемого во вторые камеры. Узел также содержит контроллер включения/выключения, способный одновременно управлять запорным клапаном в каждой из высевающих секций. Коллектор и клапан регулирования давления отделены от цилиндра двойного действия. Узел для обеспечения подъемного и/или прижимного усилия на высевающей секции сельскохозяйственной сеялки, имеющей множество высевающих секций, содержит цилиндр двойного действия, включающий в себя первую камеру на первой стороне поршня и вторую камеру на стороне штока поршня. Цилиндр сконфигурирован так, чтобы обеспечить подъемное усилие при системном давлении путем подачи указанного системного давления из источника системы давления во вторую камеру цилиндра. Цилиндр сообщен с коллектором. С первой камерой и коллектором соединен шланг прижимного усилия. Шланг подъемного усилия соединен по текучей среде со второй камерой и коллектором или источником системы давления. Клапан регулирования давления соединен с коллектором и сообщен с цилиндром для управления величиной давления, подаваемого в первую камеру. Коллектор и клапан регулирования давления размещены на рабочем брусе сельскохозяйственного орудия. Система для создания подъемного и/или прижимного усилия на высевающей секции сельскохозяйственного орудия содержит цилиндр двойного действия, включающий в себя первую камеру на первой стороне поршня и вторую камеру на стороне штока поршня. Диаметр цилиндра подобран по размеру относительно штока, расположенного на стороне штока поршня, для обеспечения подъемной силы при системном давлении. Причем подъемная сила при системном давлении обеспечивает подачу указанного системного давления во вторую камеру цилиндра. С цилиндром сообщен коллектор. Клапан регулирования давления соединен с коллектором и сообщен с цилиндром для контроля величины давления, подаваемого в первую камеру. Вторая камера цилиндра двойного действия находится, по существу, под системным давлением, чтобы обеспечить подъемную силу, и добавленное давление подается в первую камеру для преодоления системного давления. Обеспечивается необходимый уровень подъемного и прижимного усилия для различных типов высевающих секций таким образом, а также высокая скорость реакции на изменения свойств почвы, на препятствия и другие изменения посадочного поля. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 26 ил.
