BR112020011550A2

BR112020011550A2 - máquina de colheita com um sistema de flutuação de cilindro hidráulico eletronicamente controlado

Info

Publication number: BR112020011550A2
Application number: BR112020011550-9A
Authority: BR
Inventors: James Thomas Dunn; Graham Michael Leverick; Russell George Lyons; Bruce Robert Shearer; Kyle Edward Boch
Original assignee: Macdon Industries Ltd.
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2020-11-17
Also published as: WO2019113671A1; EP3716750A4; EP4056006A1; EP3716750A1; CA3072643A1; CA3072643C; CA3072993A1; RU2762837C1; CA3072993C

Abstract

Trata-se de uma plataforma que é sustentada por um par de cilindros de flutuação hidráulicos, em que uma pressão de flutuação nos cilindros é diretamente controlada por um controle eletrônico que fornece um sinal de controle variável para uma disposição de válvula PPRR para manter a pressão de flutuação em um valor predeterminado. Na pressão definida, uma força de elevação predeterminada é fornecida para a plataforma. Um sensor de posição é usado para gerar uma indicação de movimento e/ou aceleração e/ou velocidade. O controle eletrônico é disposto, em resposta a alterações no sinal de sensor, para alterar temporariamente o sinal de controle para variar a força de elevação, de modo que a força de elevação seja reduzida tanto quando o componente de colheita flutua para cima como quando o componente de colheita flutua para baixo a partir de uma posição de flutuação intermediária

Description

“MÁQUINA DE COLHEITA COM UM SISTEMA DE FLUTUAÇÃO DE CILINDRO HIDRÁULICO ELETRONICAMENTE CONTROLADO”

[001] Esta invenção se refere à máquina de colheita com um sistema de flutuação de cilindro hidráulico eletronicamente controlado da plataforma no trator de sustentação. Em particular, a disposição fornece primeiramente uma construção em que o efeito de atrito estático fornecido pelas vedações de cilindro é significativamente reduzido, a fim de reduzir a resistência ao movimento do cilindro na ação de flutuação. Em segundo lugar, a disposição no presente documento fornece um sistema de controle dinâmico que modifica as forças aplicadas pelo cilindro em resposta ao movimento da plataforma em relação ao trator. A presente invenção pode ser usada em muitos sistemas de engate diferentes, tais como ferramentas de feno, ancinhos, captadores, etc., porém é particularmente aplicável tanto a ceifadeiras como enleiradores, em que a plataforma é transportada em um trator ceifadeira e a colheitadeiras combinadas, em que a plataforma é transportada por um adaptador de colheitadeira combinada conectado ao alojamento de alimentador. Se usada para cortar cultura da colheita, a plataforma pode usar diferentes sistemas de corte que incluem barras de corte e cortadores rotativos ou disposições de corte similares.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A maioria dos enleiradores no mercado tem algum tipo de flutuação de plataforma hidráulica. Esses tipos de sistemas de flutuação suspendem a plataforma a partir do enleirador, de modo que ainda permaneça uma pequena porcentagem da massa de plataforma sustentada pelo solo. As vantagens desses tipos de sistemas de flutuação hidráulicos incluem a capacidade de se ajustar facilmente a uma ampla faixa de pesos/tipos de plataforma, capacidade de ajuste completa do sistema de flutuação a partir da cabine, menos peças móveis, compactação, tem efeitos de amortecimento embutidos e são bem recebidos no mercado.

[003] Entretanto, devido ao atrito interno das vedações de cilindro dos cilindros de flutuação, esses sistemas têm tipicamente capacidades de seguimento de solo insatisfatórias a menos que a massa suportada pelo solo seja significativa, na ordem de 15% da massa de plataforma. Com esse nível de pressão sobre o solo (massa da plataforma transportada pelo solo), o desgaste dos componentes em contato com o solo é significativo. Além disso, quando atinge um obstáculo, uma pressão sobre o solo mais alta é indesejável.

[004] Nos sistemas de flutuação hidráulicos tradicionais, os cilindros de flutuação de plataforma são, cada um, conectados a um respectivo acumulador, sensor de pressão e válvula de controle de pressão. As válvulas de controle de pressão são, por sua vez, conectados a uma fonte de pressão hidráulica, tal como uma bomba de detecção de carga. O controlador recebe sinais de entrada a partir dos sensores de pressão e efetua ajustes nas válvulas de controle de pressão para manter uma pressão conhecida no circuito de acumulador/cilindro. O sistema de acumulador/cilindro atua muito como uma mola, de modo que quando a plataforma atinge um obstáculo e precisa ultrapassá-lo, o acumulador fornece pressão e fluxo para o cilindro para auxiliar o movimento da plataforma. Quando a plataforma precisa descer em uma vala ou ponto baixo, o cilindro de flutuação aciona o óleo de volta para o acumulador.

[005] MacDon manteve tradicionalmente um sistema de flutuação de mola em espiral que não tem as mesmas limitações de atrito e tipicamente tem melhores capacidades de seguimento de solo. Um sistema de flutuação de mola MacDon típico pode atingir pressão sobre o solo na ordem de 10% da massa de plataforma enquanto ainda tem capacidades de seguimento de solo aceitáveis. Os sistemas de flutuação de mola são usados atualmente nos enleiradores e adaptadores de colheitadeira combinada MacDon.

[006] Os sistemas de flutuação de plataforma usam tipicamente um circuito de fluido que inclui um acumulador, cilindros hidráulicos e válvulas de controle para realizar a função de flutuação. Os veículos podem ter um único cilindro hidráulico, ou um em cada lado da plataforma, para realizar tanto uma função de elevação como de flutuação, ou eles podem ter cilindros hidráulicos separados para as funções de elevação e flutuação com a capacidade de ajustar independentemente a força de flutuação para cada lado da plataforma. Tipicamente, o operador seleciona a configuração de flutuação desejada atuando-se os comutadores oscilantes; em que uma posição de comutador reduz a força de contato de plataforma com o solo, e outra posição aumenta a força de contato de plataforma com o solo. Uma vez que a configuração de flutuação é selecionada, as válvulas de controle irão retornar para essa condição de flutuação predefinida sempre que o modo de flutuação for selecionado, independentemente das operações de elevação e abaixamento de plataforma subsequentes.

[007] Um aspecto da configuração de flutuação selecionada pelo operador é que o mesmo determina quão rapidamente a plataforma retorna de uma aceleração controlada ou “queda” controlada até sua posição de contato com o terreno após elevar em resposta ao contato com um recurso elevado do terreno. Se a plataforma cai muito lentamente, as regiões do campo podem não ser cortadas na altura desejada. Se a plataforma cai muito rapidamente, entretanto, a plataforma pode impactar ou se deslocar sobre o solo resultando, desse modo, em características de condução indesejavelmente difíceis ou irregulares. Também é possível que a plataforma possa impactar com o solo, em algumas condições, tal como terreno irregular, com força suficiente para resultar em dano à plataforma e/ou à cultura. Tipicamente, uma configuração de flutuação do operador será uma função, pelo menos em parte, da velocidade de solo do veículo. Como uma regra geral, quando se desloca sobre um campo de terreno irregular a uma velocidade relativamente baixa, o seguimento de terreno pode ser obtido em acelerações de plataforma mais lentas, em comparação com uma velocidade mais alta. desse modo, para se deslocar em baixas velocidades, um operador pode usar provavelmente a configuração de flutuação para permitir que a plataforma caia mais lentamente do que o selecionado para uma velocidade mais alta.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[008] De acordo com uma primeira definição da invenção, é fornecida uma máquina de colheita que compreende: um veículo de sustentação para passar sobre o solo em uma direção de movimento para frente; uma armação que tem pelo menos uma primeira seção de armação e uma segunda seção de armação; sendo que cada uma dentre a primeira e a segunda seções de armação tem um componente de colheita que inclui um sistema de engate de cultura e pelo menos um componente de engate no solo para fornecer uma força de sustentação a partir do solo; sendo que a primeira seção de armação é conectada de modo pivotável à segunda seção de armação em torno de um eixo geométrico geralmente paralelo à direção para frente para o movimento pivotante ascendente e descendente da segunda seção de armação em relação à primeira seção de armação; um primeiro aparelho de sustentação para sustentar a primeira seção de armação a partir do veículo, de modo que uma proporção de uma força de sustentação para contrabalançar o peso do componente de colheita seja fornecida por uma força de elevação a partir do aparelho de sustentação e uma porção restante seja fornecida pelo componente de engate no solo causada pela pressão sobre o solo no solo; sendo que o primeiro aparelho de sustentação é disposto para sustentar o componente de colheita para o movimento de flutuação ascendente e descendente da primeira seção de armação em relação ao veículo, sendo que o primeiro aparelho de sustentação compreende pelo menos um primeiro cilindro de flutuação hidráulico e um primeiro sistema hidráulico contendo um fluido hidráulico sob pressão; um segundo aparelho de sustentação para sustentar a segunda seção de armação a partir da primeira seção de armação, de modo que uma proporção de uma força de sustentação para contrabalançar o peso do componente de colheita na segunda seção de armação seja fornecida por uma força de elevação a partir da primeira seção de armação e uma porção restante seja fornecida pelo componente de engate no solo da segunda seção de armação causada pela pressão sobre o solo no solo; sendo que o segundo aparelho de sustentação é disposto para sustentar o componente de colheita para o movimento de flutuação ascendente e descendente da segunda seção de armação em relação à primeira seção de armação, sendo que o segundo aparelho de sustentação compreende pelo menos um segundo cilindro de flutuação hidráulico e um segundo sistema hidráulico contendo um fluido hidráulico sob pressão; e um sistema de controle eletrônico para fornecer um sinal de controle para variar a pressão pelo menos do primeiro sistema hidráulico e que recebe comunicação a partir de pelo menos um sensor de comunicação no dito segundo aparelho de sustentação de modo que o dito movimento pivotante da segunda seção de armação em relação à primeira seção de armação altere a pressão no primeiro sistema hidráulico.

[009] De acordo com uma segunda definição da invenção, é fornecida uma máquina de colheita que compreende: um veículo de sustentação para passar sobre o solo em uma direção de movimento para frente; uma armação que tem pelo menos uma primeira seção de armação e uma segunda seção de armação; sendo que cada uma dentre a primeira e a segunda seções de armação tem um componente de colheita que inclui um sistema de engate de cultura e pelo menos um componente de engate no solo para fornecer uma força de sustentação a partir do solo; sendo que a primeira seção de armação é conectada de modo pivotável à segunda seção de armação em torno de um eixo geométrico geralmente paralelo à direção para frente para o movimento pivotante ascendente e descendente da segunda seção de armação em relação à primeira seção de armação; um primeiro aparelho de sustentação para sustentar a primeira seção de armação a partir do veículo, de modo que uma proporção de uma força de sustentação para contrabalançar o peso do componente de colheita seja fornecida por uma força de elevação a partir do aparelho de sustentação e uma porção restante seja fornecida pelo componente de engate no solo causada pela pressão sobre o solo no solo; sendo que o primeiro aparelho de sustentação é disposto para sustentar o componente de colheita para o movimento de flutuação ascendente e descendente da primeira seção de armação em relação ao veículo, sendo que o primeiro aparelho de sustentação compreende pelo menos um primeiro cilindro de flutuação hidráulico e um primeiro sistema hidráulico contendo um fluido hidráulico sob pressão; um segundo aparelho de sustentação para sustentar a segunda seção de armação a partir da primeira seção de armação, de modo que uma proporção de uma força de sustentação para contrabalançar o peso do componente de colheita na segunda seção de armação seja fornecida por uma força de elevação a partir da primeira seção de armação e uma porção restante seja fornecida pelo componente de engate no solo da segunda seção de armação causada pela pressão sobre o solo no solo; sendo que o segundo aparelho de sustentação é disposto para sustentar o componente de colheita para o movimento de flutuação ascendente e descendente da segunda seção de armação em relação à primeira seção de armação, sendo que o segundo aparelho de sustentação compreende pelo menos um segundo cilindro de flutuação hidráulico e um segundo sistema hidráulico contendo um fluido hidráulico sob pressão; em que o primeiro e o segundo sistemas de pressão de elevação incluem um acumulador comum, de modo que a flexão descendente da segunda seção de armação force o fluido adicional para dentro do cilindro do primeiro sistema hidráulico para aplicar pressão de elevação adicional à primeira seção de armação e de modo que a flexão ascendente da segunda seção de armação remova o fluido do cilindro do primeiro sistema hidráulico para aplicar pressão de elevação reduzida à primeira seção de armação; e um sistema de controle eletrônico para fornecer um sinal de controle para variar a pressão pelo menos do primeiro sistema hidráulico.

[010] A disposição conforme apresentada em qualquer uma das definições no presente documento pode ser construída de modo que o sistema de controle eletrônico receba comunicação tanto a partir do primeiro aparelho de sustentação como do segundo aparelho de sustentação para variar a pressão tanto do primeiro e como do segundo sistemas hidráulicos.

[011] A disposição conforme apresentada em qualquer uma das definições no presente documento pode ser construída de modo que o sensor de comunicação compreenda um sensor de movimento responsivo ao movimento do segundo sistema de sustentação.

[012] A disposição conforme apresentada em qualquer uma das definições no presente documento pode ser construída de modo que o primeiro e o segundo cilindros de flutuação hidráulicos cooperem com as respectivas primeira e segunda disposições de válvula dispostas para alterar uma pressão em uma câmara do respectivo cilindro para fornecer uma força de elevação variável necessária.

[013] A disposição conforme apresentada em qualquer uma das definições no presente documento pode ser construída de modo que a disposição de válvula tenha a característica em que a disposição de válvula atua para manter a pressão do fluido hidráulico na câmara em um valor constante, cujo valor é dependente de um sinal de controle aplicado à disposição de válvula, durante alterações no volume da câmara causado pelo movimento do pistão.

[014] A disposição conforme apresentada em qualquer uma das definições no presente documento pode ser construída de modo que o sistema de controle eletrônico, para realizar as ditas alterações temporárias, seja programado para ser responsivo a um sinal de movimento a partir de um sensor de movimento e não às alterações na pressão na câmara, cujas alterações são causadas pelo movimento do pistão.

[015] Em uma disposição preferencial, o primeiro sistema hidráulico compreende um primeiro sistema de pressão de elevação disposto para aplicar uma pressão a um lado do pistão no dito pelo menos um primeiro cilindro em uma direção para elevar o componente de colheita, em que a pressão define uma força de elevação maior que uma força de elevação necessária e um primeiro sistema de pressão para baixo para aplicar uma pressão para baixo em uma direção para abaixar o componente de colheita e para aplicar a dita pressão sobre o solo no solo e o segundo sistema hidráulico compreende um segundo sistema de pressão de elevação disposto para aplicar uma pressão a um lado do pistão no dito pelo menos um segundo cilindro em uma direção para elevar o componente de colheita, em que a pressão define uma força de elevação maior que uma força de elevação necessária e um segundo sistema de pressão para baixo para aplicar uma pressão para baixo em uma direção para abaixar o componente de colheita e para aplicar a dita pressão sobre o solo no solo.

[016] A disposição conforme apresentada em qualquer uma das definições no presente documento pode ser construída de modo que o primeiro e o segundo sistemas de pressão de elevação incluam um acumulador comum, de modo que a flexão descendente da segunda seção de armação force o fluido adicional para dentro do cilindro do primeiro sistema hidráulico para aplicar pressão de elevação adicional à primeira seção de armação e de modo que a flexão ascendente da segunda seção de armação remova o fluido do cilindro do primeiro sistema hidráulico para aplicar pressão de elevação reduzida à primeira seção de armação.

[017] Embora a disposição no presente documento possa ser usada em muitos tipos diferentes de máquina, a construção é particularmente projetada para uso, em que a primeira seção de armação compreende uma seção central fixada ao veículo e a segunda seção de armação compreende uma dentre um par de seções de aba e em que o veículo compreende uma colheitadeira combinada e o componente de colheita inclui um cortador para cortar uma cultura em pé.

[018] De acordo com uma definição adicional da invenção, é fornecida uma máquina de colheita que compreende: um veículo de sustentação para passar sobre o solo; um componente de colheita que inclui um sistema de engate de cultura e pelo menos um componente de engate no solo para fornecer uma força de sustentação a partir do solo; um aparelho de sustentação para sustentar o componente de colheita em relação ao veículo para movimento de flutuação ascendente e descendente do componente de colheita, de modo que uma proporção de uma força de sustentação para contrabalançar o peso do componente de colheita seja fornecida por uma força de elevação a partir do aparelho de sustentação e uma porção restante seja fornecida pelo componente de engate no solo causada pela pressão sobre o solo no solo; sendo que o aparelho de sustentação compreende: pelo menos um cilindro de flutuação hidráulico que tem um pistão móvel no cilindro disposto de modo que o movimento do pistão em relação ao cilindro faça com que a dita força de elevação seja aplicada ao componente de colheita;

um sistema hidráulico que contém um fluido hidráulico sob pressão para aplicar uma pressão a um lado do pistão no dito pelo menos um cilindro em uma direção para elevar o componente de colheita; sendo que o sistema hidráulico em operação é disposto para fornecer uma pressão que define uma força de elevação maior que uma força de elevação necessária; e um sistema de pressão para baixo para aplicar uma pressão para baixo ao componente de colheita em uma direção para abaixar o componente de colheita e para aplicar a dita pressão sobre o solo no solo; em que o sistema de pressão para baixo inclui um sistema de controle eletrônico para fornecer um sinal de controle a fim de variar a pressão para baixo.

[019] Embora, em alguns casos, o sistema hidráulico em operação seja disposto para fornecer uma pressão que define uma força de elevação maior que uma força de elevação necessária, também é possível que a força de elevação possa ser menor, o que poderia deixar algum peso da plataforma transportado pelo solo. Desde que esse peso seja menor que a força sobre o solo desejada final.

[020] Tipicamente, a máquina de colheita é uma plataforma colheitadeira que é montada em uma colheitadeira combinada, mas muitas outras máquinas de colheita podem usar um sistema estabelecido no presente documento. O sistema de engate no solo é tipicamente um membro de deslizamento que passa sobre o solo a fim de manter a barra de corte tão próxima ao solo quanto possível, porém outras disposições podem ser usadas, em que a barra de corte é mantida elevada.

[021] De preferência, o sistema de controle eletrônico opera no sistema de pressão para baixo e não no sistema hidráulico, de modo que quaisquer alterações na pressão no sistema hidráulico sejam causadas pelo movimento do sistema e não por alterações no sinal de controle. Ou seja, o sistema de pressão para baixo é independente do sistema hidráulico, de modo que a pressão permaneça de falto inalterada, embora alterações possam ocorrer devido ao movimento do cilindro que força o fluido para dentro e para fora do cilindro. Tipicamente, um acumulador é fornecido no circuito hidráulico, a fim de absorver o fluxo no fluido. Ou seja, a pressão do dito sistema hidráulico não varia em resposta ao dito sinal de sensor.

[022] Em alguns casos, alterações são realizadas na pressão com o uso do sinal de sensor de posição e do sinal de sensor de pressão, mas apenas para manter a pressão correta no acumulador inferior para compensar alterações de vazamento, temperatura, etc. Ou seja, o sistema não faz alterações nessa pressão, a fim de efetuar alterações na pressão sobre o solo com base no movimento de plataforma.

[023] A fim de operar o sistema de controle eletrônico, de preferência, é fornecido um sensor disposto para fornecer um sinal de sensor para o sistema de controle eletrônico em resposta ao movimento do componente de colheita no movimento de flutuação ascendente e descendente do componente de colheita, sendo que o sistema de controle eletrônico é disposto em resposta ao sinal de sensor para alterar temporariamente o sinal de controle para alterar temporariamente a pressão para baixo e, subsequentemente, em resposta ao dito sinal de sensor para reverter para um valor definido da pressão para baixo. Ou seja, de preferência, o sistema de controle eletrônico é disposto em resposta a alterações no dito sinal de sensor para alterar temporariamente o sinal de controle para variar a força para baixo do sistema de pressão para baixo em resposta ao movimento detectado do componente de colheita.

[024] De preferência, o sistema de controle eletrônico é disposto para variar a pressão de modo que a força de elevação do aparelho de sustentação seja reduzida, a fim de aplicar uma força sobre o solo aumentada, tanto quando o componente de colheita flutua para cima a partir de uma posição de flutuação intermediária como quando o componente de colheita flutua para baixo a partir da posição de flutuação intermediária.

[025] Além disso, de preferência, o sistema de controle eletrônico e o dito sensor são dispostos em resposta ao dito sinal para gerar um valor indicativo de aceleração e/ou velocidade do sistema de engate de cultura no dito movimento de flutuação ascendente e descendente do componente de colheita e para variar o sinal de controle em resposta ao valor de aceleração e/ou velocidade.

[026] Em uma disposição preferencial, o sistema de pressão para baixo é disposto para variar a pressão em um sistema hidráulico de pressão para baixo, em que o fluido hidráulico a partir do sistema hidráulico de pressão para baixo é aplicado ao cilindro em uma face reversa do pistão, a fim de se opor à pressão de elevação do sistema hidráulico.

[027] Em outra alternativa, o sistema de pressão para baixo compreende um componente separado cilindro disposto para aplicar uma força para baixo a uma ligação de elevação em uma direção para se opor a uma força do pistão no cilindro gerada pela pressão do sistema hidráulico. Esse pode ser outro cilindro ou um compartimento de gás, em que o componente separado é disposto para gerar a dita força para baixo em resposta a uma pressão em um fluido.

[028] De acordo com uma definição adicional da invenção, é fornecida uma máquina de colheita que compreende: um veículo de sustentação para passar sobre o solo; um componente de colheita que inclui um sistema de engate de cultura e pelo menos um componente de engate no solo para fornecer uma força de sustentação a partir do solo; um aparelho de sustentação para sustentar o componente de colheita, de modo que uma proporção de uma força de sustentação para contrabalançar o peso do componente de colheita seja fornecida por uma força de elevação a partir do aparelho de sustentação e uma porção restante seja fornecida pelo componente de engate no solo causada pela pressão sobre o solo no solo;

sendo que o aparelho de sustentação é disposto para sustentar o componente de colheita para movimento de flutuação ascendente e descendente em relação a uma posição de flutuação intermediária do componente de colheita; sendo que o aparelho de sustentação compreende: pelo menos um cilindro de flutuação hidráulico; um sistema hidráulico que contém um fluido hidráulico sob pressão; um sistema de controle eletrônico para fornecer um sinal de controle, a fim de variar a pressão; sendo que o sistema de controle eletrônico é disposto para variar a pressão, de modo que a força de elevação do aparelho de sustentação seja reduzida tanto quando o componente de colheita flutua para cima a partir da dita posição de flutuação intermediária como quando o componente de colheita flutua para baixo a partir da dita posição de flutuação intermediária.

[029] De preferência, além disso, o sistema de controle eletrônico e o sensor são dispostos em resposta ao sinal para gerar um valor indicativo de aceleração e/ou velocidade do sistema de engate de cultura no dito movimento de flutuação ascendente e descendente do componente de colheita e para variar o sinal de controle em resposta ao valor de aceleração e/ou velocidade.

[030] A posição intermediária pode ser definida por um ponto ou uma zona pequena, mas, em alguns casos, a posição intermediária inclui uma região em cada lado de um ponto no qual a região da força de elevação é mantida constante.

[031] Em alguns casos, a taxa de redução da força de elevação em um lado do ponto intermediário é diferente daquela no outro lado. Ou seja, a taxa de redução da força de elevação à medida que o componente de colheita se move para cima pode ser maior do que aquela quando o componente de colheita se move para baixo.

[032] Em alguns casos, a redução da força de elevação é direta ou linearmente proporcional à distância movida. Entretanto, algoritmos mais complexos podem ser usados para variar a força de elevação em relação à distância movida pelo componente de engate de colheita.

[033] Mais especificamente, a disposição revelada no presente documento pode fornecer uma máquina de colheita que compreende: um veículo de sustentação para passar sobre o solo a ser colhido; um componente de colheita que inclui um sistema de engate de cultura e pelo menos um componente de engate no solo para fornecer uma força de sustentação a partir do solo; um aparelho de sustentação para sustentar o componente de colheita de cultura a partir do veículo para movimento de flutuação ascendente e descendente do componente de colheita de cultura, de modo que uma parte de uma força de sustentação seja fornecida pelo aparelho de sustentação e uma parte seja fornecida pelo componente de engate no solo; sendo que o aparelho de sustentação inclui pelo menos um cilindro de flutuação hidráulico disposto de modo que a aplicação de um fluido hidráulico sob pressão hidráulica ao dito pelo menos um cilindro de flutuação faça com que uma força de elevação seja aplicada ao componente de colheita de cultura pelo movimento do dito pelo menos um cilindro de flutuação, cuja força de elevação é proporcional à dita pressão hidráulica; sendo que o dito pelo menos um cilindro de flutuação compreende vedações de cilindro através das quais um componente do dito pelo menos um cilindro de flutuação desliza em relação a outro componente do dito pelo menos um cilindro de flutuação; uma fonte de fluido hidráulico para fornecimento do fluido hidráulico ao dito pelo menos um cilindro de flutuação em uma pressão maior que a dita pressão hidráulica; um retorno para o dito fluido hidráulico;

uma disposição de válvula para controlar um fluxo e pressão do dito fluido hidráulico a partir da dita fonte até o dito pelo menos um cilindro de flutuação; sendo que a disposição de válvula é conectada ao dito pelo menos um cilindro de flutuação, tal fluxo de fluido para dentro e para fora do dito pelo menos um cilindro de flutuação é controlado pela disposição de válvula na dita pressão hidráulica controlada pela disposição de válvula; um sistema de controle eletrônico para fornecer um sinal de controle para o componente de válvula para alterar a dita pressão predeterminada em dependência de um valor do sinal; sendo que a dita disposição de válvula compreende: uma primeira conexão à dita fonte; uma segunda conexão ao dito pelo menos um cilindro de flutuação; uma terceira conexão para descarga do dito fluido hidráulico para o dito retorno; e um componente de válvula operável para controlar o fluxo de fluido hidráulico a partir da dita fonte até o dito pelo menos um cilindro de flutuação e o fluxo de fluido hidráulico a partir do dito pelo menos um cilindro de flutuação até o dito retorno a fim de manter a dita pressão hidráulica no dito pelo menos um cilindro de flutuação em uma pressão predeterminada definida em dependência do dito sinal de controle a partir do dito sistema de controle; e uma disposição para causar o movimento reciprocante relativo em um padrão de onda alternado entre o dito um componente do dito pelo menos um cilindro de flutuação e o dito outro componente do dito pelo menos um cilindro de flutuação.

[034] O objetivo é que, de preferência, o padrão de onda alternado tenha uma amplitude suficiente para fazer com que as vedações se liberem do engate por atrito com o componente, a fim de manter o movimento entre os componentes nas ditas vedações de cilindro para reduzir o atrito estático. A amplitude necessária para atingir isso pode variar de acordo com as pressões no cilindro e o peso da plataforma e pode ser prontamente determinada por uma pessoa versada na técnica. A vedação ou vedações em questão são tipicamente aquelas na parede de cilindro, na cabeça de pistão e/ou na cabeça de cilindro na haste de pistão. Em alguns casos, podem ser usados cilindros em que não há vedação na haste. Outras constrições também podem ser certamente fornecidas. A ação na qual a vedação se libera do outro componente pode precisar do movimento real da vedação ao longo da superfície ou pode precisar apenas de uma flexão daquela vedação, de modo que sua superfície se afaste do contato com uma porção fixa da superfície do componente. Em qualquer caso, pode- se determinar que a quantidade de força necessária para causar o movimento dos componentes em resposta a um sinal de controle pode cair até um valor da ordem de 10% do valor normal, em que o sinal alternado não é aplicado.

[035] De preferência, o padrão de onda alternado tem uma frequência na faixa de 5 a 15 Hz

[036] De preferência, o movimento reciprocante relativo é fornecido por um sinal padrão de onda alternado aplicado pelo dito sistema de controle eletrônico na dita disposição de válvula para alterar a dita pressão predeterminada em dependência de um valor do sinal. Entretanto, o movimento pode ser obtido por alterações na pressão do fluido aplicado ao cilindro, aplicada ao fluido por um componente diferente da válvula. Várias fontes para alterações na pressão podem ser obtidas incluindo componentes mecânicos. Além disso, outros componentes na plataforma que geram uma pressão de fluido podem ser usados para fornecer uma pressão de fluido alternada.

[037] O padrão pode ser tipicamente senoidal, porém outros formatos também podem ser usados.

[038] A fim de evitar interferência com a operação do cilindro para controlar a flutuação, de preferência, o padrão de onda alternado tem uma frequência na faixa

XXX. Quando a válvula é do tipo que usa uma bobina para alternar entre fluxos de entrada e saída, essa frequência é significativamente diferente da faixa de frequência típica do movimento da bobina.

[039] À medida que o padrão de onda alternado é usado em uma situação em que a plataforma pode permanecer estacionária por um período de tempo, tal como durante a ação de flutuação, em que nenhuma alteração no solo ocorre, o padrão de onda alternado pode ser interrompido quando o cilindro é usado em um estado de elevação ou abaixamento, no momento em que o cilindro, certamente, está se movendo continuamente. Isso evita a necessidade de cálculos para extrair a forma de onda dos sistemas de captação quando a forma de onda não é necessária.

[040] Além disso, a disposição revelada no presente documento pode fornecer uma máquina de colheita que compreende: um veículo de sustentação para passar sobre o solo; um componente engate de colheita que inclui um sistema de corte de cultura e pelo menos um componente de engate no solo para fornecer uma força de sustentação a partir do solo; um aparelho de sustentação para sustentar o componente de colheita de cultura a partir do veículo para movimento de flutuação ascendente e descendente do componente de colheita de cultura, de modo que uma proporção predeterminada de uma força de sustentação seja fornecida pelo aparelho de sustentação e uma porção restante seja fornecida pelo componente de engate no solo; sendo que o aparelho de sustentação inclui pelo menos um cilindro de flutuação hidráulico disposto de modo que a aplicação de um fluido hidráulico sob pressão hidráulica ao dito pelo menos um cilindro de flutuação faça com que uma força de elevação seja aplicada ao componente de colheita de cultura pelo movimento do dito pelo menos um cilindro de flutuação, cuja força de elevação é proporcional à dita pressão hidráulica;

uma fonte de fluido hidráulico para fornecimento do fluido hidráulico ao dito pelo menos um cilindro de flutuação em uma pressão maior que a dita pressão hidráulica; um retorno para o dito fluido hidráulico; uma disposição de válvula para controlar um fluxo e pressão da dita pressão hidráulica a partir da dita fonte até o dito pelo menos um cilindro de flutuação; sendo que a disposição de válvula é conectada ao dito pelo menos um cilindro de flutuação, tal fluxo de fluido para dentro e para fora do dito pelo menos um cilindro de flutuação é controlado pela disposição de válvula na dita pressão hidráulica controlada pela disposição de válvula; um sistema de controle eletrônico para fornecer um sinal de controle para o componente de válvula para alterar a dita pressão predeterminada em dependência de um valor do sinal; sendo que a dita disposição de válvula compreende: uma primeira conexão à dita fonte; uma segunda conexão ao dito pelo menos um cilindro de flutuação; uma terceira conexão para descarga do dito fluido hidráulico para o dito retorno; e um componente de válvula operável para controlar o fluxo de fluido hidráulico a partir da dita fonte até o dito pelo menos um cilindro de flutuação e o fluxo de fluido hidráulico a partir do dito pelo menos um cilindro de flutuação até o dito retorno a fim de manter a dita pressão hidráulica no dito pelo menos um cilindro de flutuação em uma pressão predeterminada definida em dependência do dito sinal de controle a partir do dito sistema de controle; um sensor disposto para fornecer um sinal de sensor para o dito sistema de controle eletrônico em resposta ao movimento do componente de colheita de cultura no dito movimento de flutuação para cima e/ou para baixo do componente de colheita de cultura; sendo que o dito sistema de controle eletrônico é disposto para fornecer um valor definido do dito sinal de controle para fornecer a dita força de elevação em um valor definido para manter a dita proporção predeterminada da dita força de sustentação; sendo que o dito sistema de controle eletrônico é disposto em resposta ao dito sinal de sensor para alterar temporariamente o sinal de controle para alterar temporariamente a força de elevação.

[041] De preferência, o sistema de controle eletrônico é disposto subsequente à alteração temporária, em resposta ao dito sinal de sensor, para reverter para o valor definido. Desse modo, de preferência, o sistema de controle eletrônico é disposto em resposta a alterações no dito sinal de sensor para alterar temporariamente o sinal de controle para variar a força de elevação e, desse modo, alterar a resposta do cilindro de flutuação hidráulico em resposta ao movimento detectado do componente de colheita de cultura.

[042] Por exemplo, o sistema de controle eletrônico é disposto após a detecção de um final da aceleração no movimento de flutuação ascendente para alterar o sinal de controle para diminuir a força de elevação para amortecer o movimento ascendente.

[043] Desse modo, o sistema de controle pode ser usado para aumentar ou diminuir a força de elevação dinamicamente durante o tempo em que a plataforma está sendo elevada pelo contato com o solo ou outro obstáculo, a fim de aprimorar a resposta às forças de contato com o solo. Além disso, assim que o contato com o solo é removido, desse modo, interrompendo qualquer aceleração adicional, a força de elevação pode ser significativamente reduzida, de modo que o peso da plataforma seja reaplicado na direção descendente, desse modo, amortecendo qualquer movimento de flutuação ascendente adicional. Isso evita ou reduz a situação em que a plataforma é elevada pela força sobre o solo ou engate com um obstáculo e, então, permanece elevada por um período de tempo prolongado interferindo, desse modo, no corte da cultura enquanto a plataforma permanece elevada.

[044] Será observado que o controle dinâmico das forças de elevação que dependem do movimento da plataforma pode ser usado tanto em um modo de flutuação no solo como durante o corte em uma altura elevada definida. Na última condição, a ação de flutuação é tipicamente fornecida a fim de flutuar a plataforma sobre quaisquer obstáculos, mesmo que a ação de corte principal esteja na posição elevada a partir do solo. Além disso, em alguns casos, tais como valas e montes, a altura de solo pode variar suficientemente, que a plataforma se engata no solo mesmo que nominalmente definida em uma altura acima do solo. Em todos esses casos, portanto, o controle dinâmico das forças de elevação aumenta a força disponível para elevar a plataforma em relação à alteração na altura do solo ou em relação ao obstáculo. Ao mesmo tempo, a ação de elevação é interrompida ou reduzida quando o obstáculo é removido, a fim de reduzir o tempo em que a plataforma permanece elevada acima da condição necessária.

[045] Em uma situação em que a plataforma está em uma altura de corte elevada, as forças descendentes também podem ser dinamicamente controladas para retornar mais eficazmente a plataforma para a altura de corte necessária. Desse modo, as forças descendente podem ser aumentadas no início do movimento descendente e podem ser reduzidas em direção ao final do movimento descendente para levar a plataforma mais suavemente de volta para sua altura necessária.

[046] A fim de fornecer a melhor força de amortecimento, de preferência, o sistema de controle eletrônico é disposto para alterar o sinal de controle para diminuir a força de elevação até um valor menor que o dito valor definido. A plataforma irá, portanto, acelerar para baixo em vista dessa força de elevação reduzida, até a plataforma alcançar o solo, em que a aceleração descendente é interrompida e o sistema de controle reaplica o valor definido.

[047] De uma maneira simétrica, de preferência, o sistema de controle eletrônico é disposto mediante a detecção de aceleração no movimento de flutuação descendente para alterar o sinal de controle para diminuir a força de elevação para ajudar na aceleração do dito movimento de flutuação descendente. Ou seja, quando a plataforma estava passando sobre o solo sem flutuação necessária, e quando uma imersão no solo exige que a plataforma caia até o nível de solo inferior, a força de elevação pode ser rapidamente reduzida a fim de auxiliar o movimento descendente da plataforma com o uso do peso da plataforma. Além disso o sistema de controle eletrônico pode ser disposto mediante a detecção de um final da dita aceleração no dito movimento de flutuação descendente, ou seja, a plataforma foi reengatada ao solo, para alterar o sinal de controle para aumentar a força de elevação para amortecer o dito movimento descendente.

[048] De preferência o sensor compreende um sensor de posição para gerar um sinal de posição indicativo de uma posição do cilindro em seu movimento e o sistema de controle eletrônico é disposto para calcular a partir do sinal de uma velocidade e uma aceleração do componente de colheita de cultura. Entretanto, outras disposições de sensor podem ser fornecidas, incluindo, por exemplo, um dispositivo de detecção de aceleração específico e um dispositivo de detecção de movimento relativo específico, todos os sentidos estão agora prontamente disponíveis de forma eficaz e pouco dispendiosa devido ao seu amplo uso em outras áreas.

[049] De preferência, o sistema de controle eletrônico é, portanto, disposto para obter uma taxa de mola ajustável de modo abrangente para a dinâmica do sistema de flutuação.

[050] De preferência, o sistema de controle eletrônico é, portanto, disposto para obter o amortecimento ajustável de modo abrangente para a dinâmica do sistema de flutuação.

[051] Nesta invenção, o sistema de controle eletrônico pode ser disposto para obter a dinâmica do sistema de flutuação ajustável de modo abrangente com base no estado de operação do implemento que inclui, porém sem limitação, a altura de implemento, velocidade de solo e alterações no terreno (ângulo de inclinação, etc.)

[052] Além disso, de preferência, o sistema de controle eletrônico pode ser disposto para permitir que o operador selecione a partir da dinâmica do sistema de flutuação predefinido que pode ser adaptado a diferentes condições e implementos de campo.

[053] A fim de obter vantagem dos benefícios de um sistema de flutuação hidráulico, a disposição no presente documento fornece um sistema que reduz o efeito do atrito no sistema de flutuação para fornecer capacidades de seguimento de solo excelentes. Esse sistema pode ser aplicado a enleiradores e adaptadores combinados ou qualquer outro implemento agrícola que esteja flutuando suspenso a partir do transportador (ferramentas de feno, ancinhos, captadores, etc.). O sistema pode ser usado quando flutua em uma plataforma que está cortando no solo, assim como uma plataforma que está cortando a uma altura acima do nível do solo. Embora o sistema seja particularmente aplicável à flutuação de plataforma principal na parte frontal do trator, a mesma construção também pode ser usada para a flutuação de aba em uma plataforma de esteira flexível do tipo mostrado na patente nº US 5.005.343 (Patterson), expedida em 9 de abril de 1991, cuja revelação é incorporada no presente documento a título de referência.

[054] O sistema no presente documento compreende um ou mais cilindros de flutuação que são usados para suspender a plataforma a partir do transportador. Em (ou próximo) a cada cilindro se situa uma válvula de alívio redutora de pressão proporcional eletronicamente controlada (PPRR) que controla a pressão naquele cilindro. A válvula é controlada por um controlador eletrônico que recebe pressão (ou força) e retroalimentação de posição/velocidade/aceleração a partir do sistema de flutuação e varia a pressão no cilindro para obter características de flutuação prescritas. Uma pressão e fluxo hidráulico são fornecidos para a válvula a partir de uma fonte, que pode ser um acumulador carregado até mais do que a pressão máxima exigida pelo sistema de flutuação, um circuito de acionamento que tem uma pressão mínima que é mais do que a pressão máxima exigida pelo sistema de flutuação ou alguma outra fonte hidráulica. Entretanto, a pressão a partir da válvula é aplicada direta ou imediatamente ao cilindro sem a presença de um acumulador no circuito que pode, de outro modo, amortecer a ação da pressão no cilindro.

[055] Ou seja, embora a maioria dos sistemas tenha um acumulador hidraulicamente conectado de maneira direta ao cilindro em modo de flutuação, a presente disposição usa uma válvula PPRR eletronicamente controlada diretamente entre a fonte de pressão e o cilindro de flutuação. Isso permite que o sistema tenha controle instantâneo muito preciso do cilindro de flutuação pressão de modo que o mesmo possa ajustar a pressão com base nas alterações instantâneas do sistema de flutuação. Os sistemas de acumulador são muito menos precisos/responsivos, uma vez que uma alteração de pressão hidráulica, quando comandada, é dividida entre o movimento de cilindro e a carga de acumulador).

[056] Cada cilindro de flutuação tem um respectivo sensor de posição, sensor de pressão e válvula de alívio redutora de pressão. A válvula é, então acoplada a uma fonte de pressão. O controlador recebe a entrada dos sensores e controla cada válvula PPRR independentemente, com base nesses sinais de entrada. O sinal a partir do sensor de posição pode ser diretamente ligado ao cilindro ou pode ser ligado a algum outro elo (ou elos) de flutuação que indica a posição de plataforma. Esse sinal pode ser usado para calcular no sistema de controle eletrônico, a velocidade e a aceleração da plataforma, assim como a posição plataforma na faixa de flutuação. As válvulas PPRR controlam diretamente os cilindros sem acumulador entre a válvula e o cilindro. Essa é a representação mais simples do sistema.

[057] Em outro aprimoramento da invenção, adiciona-se um acumulador, sensor de pressão e válvula controle para melhorar a resposta do sistema de flutuação. O controlador recebe um sinal de entrada a partir do sensor de pressão e controla a válvula para manter uma faixa de pressão no acumulador que é algum valor mais alto (200 a 250 psi, por exemplo) que a pressão máxima exigida nos sensores de pressão. Essa pressão máxima é dependente do peso da plataforma e pode ser determinada através de calibração com o uso de métodos convencionais, em que a força de elevação é gradualmente aumentada até que a plataforma se eleve a partir do solo e adicionando-se um valor predeterminado àquele valor detectado, ou por valores armazenados com base no ID de plataforma para cada tamanho e tipo de plataforma.

[058] Com esse método, o acumulador pode fornecer fluxo instantâneo para as válvulas PRR provavelmente de maneira mais rápida do que a bomba de captação de carga pode responder à demanda de fluxo.

[059] Observe que esse tipo de sistema de flutuação também pode ser usado para flutuar as abas em uma plataforma de flexão. Usa-se um cilindro para reagir o peso da aba próxima ao pivô de aba e controlar esse cilindro com o sistema proposto.

[060] Além disso do que foi mencionado acima, os algoritmos de controle eletrônico incluem um método de controle da saída para a válvula PRR proporcional que controla a pressão de cilindro, para incentivar a plataforma a seguir o solo mais eficazmente.

[061] Parte do controle eletrônico que é usado envolve aplicar um sinal de controle oscilante à válvula PPRR que fornece pressão de flutuação para o cilindro. Isso cria uma pressão variada no cilindro que faz com que o cilindro oscile ligeiramente. Com isso, o cilindro sempre está em movimento e isso reduz o efeito de atrito das vedações de cilindro. Essa oscilação da pressão também ajuda a compensar a histerese ou banda morta da válvula de alívio/redutora de pressão proporcional. Esse tipo de válvula inclui uma bobina que oscila para trás e para frente entre as posições de fluido de entrada e saída para manter a pressão em uma posição determinada pelo sinal para o solenoide da válvula, em que a posição da bobina é controlada por uma conexão piloto à linha de pressão de saída. Tipicamente, a conexão piloto é interna à própria válvula e não exige um duto para a linha de saída ou para o cilindro controlado. Esse tipo de válvula tem uma banda morta entre onde a mesma alivia a pressão e onde a mesma reduz a pressão.

[062] Um recurso adicional do sistema consiste no fato de que o sistema fornece uma taxa de mola programável ou declínio de flutuação que pode ser personalizado para uma variedade de requisitos de flutuação, tais como altura de corte, velocidade de solo, condições de solo, etc. Essa taxa de mola pode ser ajustada de modo instantâneo e contínuo com base nas entradas de sensor a partir do sistema de flutuação, operador ou outros sistemas, tal como detecção por radar, sonar ou laser de obstáculos e contornos de solo.

[063] Um recurso adicional do sistema inclui a capacidade de ter amortecimento ajustável do sistema de flutuação, novamente com base nos requisitos ou situações de flutuação.

[064] Outro recurso envolve o aumento ou redução da pressão de cilindro de flutuação com base na posição de flutuação e direção de movimento. Por exemplo, isso permite reduzir a pressão de flutuação se a plataforma for detectada para se mover para baixo (enquanto corta através de uma vala, por exemplo), de modo que a plataforma siga o solo à medida que o solo cai. Um ajuste similar pode ser realizado para aumentar ou diminuir a pressão de flutuação se a plataforma for detectada como se movendo sobre um monte.

[065] Outro recurso envolve o aumento ou diminuição da pressão de cilindro de flutuação com base na velocidade e/ou aceleração de plataforma.

[066] Outros recursos da invenção fornecem:

a- Oscilar a pressão de flutuação para reduzir os efeitos de histerese de válvula PRR proporcional, assim como atrito de sistema (mecânico) e vedação de cilindro. b- Detectar a alteração na posição de flutuação/última direção/velocidade de deslocamento (isso pode ser efetuado com sensores que medem o comprimento de cilindro, posição de ligação de flutuação, etc.) e, então, diminuição/aumento de pressão de flutuação para fazer com que a plataforma caia mais rápido ou se eleve mais rápido. c- Diferentes configurações de característica de flutuação com base na condição de solo, velocidade de solo, cultura, corte no/fora do solo. d- Taxa de mola programada.

[067] A retroalimentação a partir de um sensor de pressão não necessariamente pode ser exigida à medida que o sistema pode ser capaz de usar apenas a saída para a válvula PWM. Por exemplo, a pressão de saída de válvula pode ser correlacionada à entrada eletrônica de válvula, então, tecnicamente, se um sinal conhecido for enviado para a válvula, sabe-se em qual pressão de saída a válvula está ajustada. Entretanto, tipicamente, o sensor de pressão pode ser necessário devido às alterações nas características de válvula devido às alterações de temperatura, desgaste, vibração, etc., que pode ser muito grande para tornar isso viável.

[068] O sinal do sensor de pressão pode ser usado como uma retroalimentação para confirmar que a válvula está, de fato, emitindo a pressão de saída exigida conforme definido pelo sinal de controle. Desse modo, pode ser possível fornecer uma disposição na qual a retroalimentação é usada apenas periodicamente para verificar o valor de saída, de modo que o sinal do sensor de pressão não seja direta e repetidamente usado pelo sistema de controle. Ou seja, periodicamente, a pressão de saída pode ser verificada e um fator de correção usado em cálculos subsequentes pelo sistema de controle, se for constatado que a pressão de saída medida não corresponde ao valor pretendido, conforme definido pelo dispositivo de controle.

[069] Como uma alternativa, uma disposição pode ser efetuada para funcionar onde o sistema conhece a posição da plataforma na faixa de flutuação (a partir dos sensores de posição) e podem usar esse conhecimento para realizar alterações na pressão de flutuação para encontrar um valor ideal que coloca a plataforma com uma força mínima sobre o solo com base nos cálculos de velocidade e aceleração.

[070] Embora o movimento de onda alternado seja fornecido, de preferência, por uma forma de onda no sinal a partir do dispositivo de controle, também é possível usar um método alternativo em que uma versão mecânica de pontilhamento, tal como uma disposição de pistão/manivela que oscila a pressão de flutuação. Por exemplo, em um cortador de facas, o sistema também pode usar a pulsação do circuito de acionamento da faca.

[071] Vários métodos para obter pressão de fornecimento de flutuação podem ser usados incluindo pressão de circuito de acionamento, pressão de circuito de acionamento com um acumulador e válvulas de verificação, bomba de detecção de carga de circuito fechado.

[072] A calibração é tipicamente executada pelo método convencional no qual o sistema é operado para aumentar a pressão de flutuação até que a plataforma saia do solo e, então, use o sistema para aumentar/diminuir a pressão de flutuação para obter pressão de contato com o solo ideal. Outros métodos de calibração, certamente, podem ser usados, muitos dos quais são conhecidos pelas pessoas versadas na técnica.

[073] De preferência, nas modalidades ou aspectos definidos acima, nota-se que a disposição de válvula tem a característica de que a disposição de válvula atua para manter a pressão do fluido hidráulico na câmara em um valor constante, cujo valor é dependente de um sinal de controle aplicado à disposição de válvula, durante alterações no volume da câmara causadas pelo movimento do pistão.

[074] De preferência, nas modalidades ou aspectos definidos acima, nota-se que o sistema de controle eletrônico, para realizar as ditas alterações temporárias, é programado para ser responsivo ao sinal de movimento e não às alterações na pressão na câmara, cujas alterações são causadas pelo movimento do pistão. Tal sistema não é prático com o tipo de válvula usado no presente documento, porque a válvula atua para manter a pressão de cilindro constante até que o sinal de controle que exige uma alteração na pressão seja calculado. Desse modo, nenhuma alteração na pressão deve ser detectada.

[075] Embora a válvula seja, desse modo, destinada e opere para manter a pressão constante apesar de o movimento do pistão no cilindro alterar o volume da câmara, o sistema pode incluir um sensor de retroalimentação para assegurar que a pressão definida seja mantida sem desvio inaceitável. Entretanto, esse sensor de retroalimentação não é usado no cálculo da pressão necessária e, desse modo, no sinal de controle necessário que corresponde àquela pressão necessária.

[076] Conforme explicado em mais detalhes doravante, a câmara do cilindro ao qual a pressão controlada é aplicada pela disposição de válvula pode se situar no lado de elevação do pistão, de modo que aumentos na pressão atuem para aumentar a força de elevação ou, com mais preferência, a pressão controlada é aplicada pela disposição de válvula em uma direção, de modo que aumentos na pressão atuem para diminuir a força de elevação. Tipicamente, isso é aplicado no lado de força para baixo do pistão para contrabalançar uma força de elevação geralmente constante de um acumulador aplicado ao lado de elevação do pistão.

[077] Outro recurso da invenção consiste no fato de que quando o sistema de controle eletrônico opera no sistema de pressão para baixo, o mesmo leva em consideração alterações na pressão no sistema de pressão de elevação causadas pelo movimento do pistão.

[078] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecida uma colheitadeira combinada que compreende: um veículo de sustentação para passar sobre o solo, sendo que o veículo tem um alojamento de alimentador para receber uma cultura colhida; uma plataforma que inclui um sistema de corte de cultura e pelo menos um componente de engate no solo para fornecer uma força de sustentação a partir do solo; um aparelho de sustentação situado entre o alojamento de alimentador e a plataforma para sustentar a plataforma, de modo que uma proporção de uma força de sustentação para contrabalançar o peso do componente de colheita seja fornecida por uma força de elevação a partir do aparelho de sustentação e uma porção restante seja fornecida pelo componente de engate no solo causada pela pressão sobre o solo no solo; sendo que o aparelho de sustentação é disposto para sustentar o componente de colheita para movimento de flutuação ascendente e descendente em relação a uma posição de flutuação intermediária do componente de colheita; sendo que o aparelho de sustentação compreende pelo menos um cilindro de flutuação hidráulico, sendo que o sistema hidráulico contém um fluido hidráulico sob pressão e um sistema de controle eletrônico para fornecer um sinal de controle a fim de variar a pressão.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[079] As modalidades da invenção serão descritas agora em conjunto com os desenhos anexos, em que:

[080] A Figura 1 é uma vista lateral de um veículo que tem uma plataforma e um sistema de flutuação de plataforma, de acordo com a presente invenção. Nessa modalidade, o veículo é um enleirador.

[081] A Figura 1A é uma vista lateral de um veículo que tem uma plataforma e um sistema de flutuação de plataforma, de acordo com a presente invenção. Nessa modalidade, o veículo é uma colheitadeira combinada.

[082] A Figura 2 é uma ilustração esquemática de uma disposição simples do sistema de controle, de acordo com a presente invenção, para uso na plataforma da Figura 1.

[083] A Figura 3 é uma ilustração esquemática de uma segunda disposição do sistema de controle, de acordo com a presente invenção, para uso na plataforma da Figura 1, que inclui um acumulador como uma parte da fonte de fluido para assegurar o fluxo de fluido suficiente e imediato para satisfazer as válvulas PPRR.

[084] A Figura 4 é uma ilustração esquemática de uma terceira disposição do sistema de controle, de acordo com a presente invenção, para uso na plataforma da Figura 1, disposto para capturar energia da plataforma flutuante.

[085] A Figura 5 é um fluxograma que mostra a operação do sistema.

[086] A Figura 6 é um gráfico que mostra a operação do sistema para alterar a força sobre o solo em resposta ao movimento da plataforma.

[087] A Figura 7 é uma ilustração esquemática de um sistema similar àquele da Figura 4, em que a força de elevação maior que aquela necessária para elevar a plataforma é fornecida por um cilindro hidráulico e se opõe a um segundo cilindro ou outro dispositivo pressurizado, tal como um compartimento de gás, em que a pressão do segundo cilindro é controlada pelas válvulas.

[088] A Figura 8 é uma ilustração esquemática de um sistema similar àquele das Figuras 4 e 7, em que a força de elevação maior que àquela necessária para elevar a plataforma é fornecida por um cilindro hidráulico e se opõe a uma disposição de mola mecânica, em que a força de mola é aplicada pela mola é ajustada por um sistema mecânico operado pelo controlador.

[089] A Figura 9 é uma ilustração esquemática de uma primeira modalidade do sistema de suspensão, de acordo com a invenção, para uma máquina que inclui uma seção central ou primeira seção e uma seção de aba ou segunda seção que é pivotante em relação à seção central e o sistema inclui um primeiro cilindro para fornecer uma flutuação da primeira seção em relação ao veículo de sustentação e uma flutuação da segunda seção em relação à primeira.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[090] A Figura 1 mostra a presente invenção utilizada em conexão com o enleirador autopropulsado 100, entretanto, será observado que os princípios da presente invenção não se limitam a um enleirador autopropulsado, ou a qualquer tipo específico de máquina de colheita que tenha uma plataforma. A Figura mostra o enleirador 100, que compreende um trator 102 e uma plataforma 104. A plataforma 104 é fixada de modo pivotável à extremidade frontal da armação ou chassi 106 do enleirador 100, de modo que o mesmo possa se mover para cima e para baixo em relação ao chassi 106.

[091] Tal fixação da plataforma 104 à armação 106 é obtida através de um par de braços inferiores 108 (sendo que apenas o esquerdo é mostrado, sendo que o direito está na mesma posição e em configuração espelhada no lado direito do veículo) pivotado em uma extremidade da armação 106 e na outra extremidade na plataforma 104, assim como através de um elo superior central 110.

[092] O elo 110 pode adotar a forma de um cilindro hidráulico único ou duplo 112 cuja extensão e retração é controlada pelo operador para controlar remotamente o ângulo da barra de foice 114 na parte frontal inferior da plataforma 104.

[093] Um único cilindro de elevação/flutuação 116 é mostrado interconectando o braço inferior 108 à armação 106. O cilindro 116 sustenta cada lado da plataforma, isto é, cada lado da plataforma é sustentado por seu próprio cilindro de elevação/flutuação 116. Novamente, apenas lado esquerdo do cilindro de elevação/flutuação 116 é mostrado. O lado direito do cilindro de elevação/flutuação

118 é construído, configurado e disposto de modo idêntico ao lado esquerdo do cilindro de elevação/flutuação 116 e é interconectado de maneira idêntica à plataforma e à armação, porém é configurado na forma de imagem espelhada àquele do lado esquerdo do veículo.

[094] Na Figura 1A, a mesma disposição é aplicada a uma colheitadeira combinada, em que o trator combinado é mostrado em 300 e inclui um alojamento de alimentador 301 que pode ser elevado e abaixado, de modo que a extremidade frontal seja movida para cima e para baixo sob o controle dos componentes eletrônicos combinados e um sensor de altura que detecta a posição da plataforma 104 em relação ao alojamento de alimentador. Uma armação principal 303 é fixada ao alojamento de alimentador para movimento com o mesmo. Uma plataforma armação 304 é transportada na armação 303 pelos cilindros de flutuação 116, conforme descrito no presente documento. Desse modo, a plataforma pode flutuar para cima e para baixo e pode torcer lado a lado nos dois cilindros 116, cada um, em um respectivo lado do alojamento de alimentador. Por uma questão de completeza, será notado que a plataforma é uma plataforma de esteira (draper) com esteiras laterais 305 e uma esteira de alimentação 306 situada atrás de uma barra de corte 128 e um deslizador de engate no solo 114.

[095] Em ambas as modalidades, um sensor de posição 120 em um local adequado pode se situar diretamente no cilindro ou que está na Figura 1 acoplado a e entre a armação 106 e a alavanca angular 122 e é configurado para detectar a posição do cilindro. isso pode ser feito no cilindro ou em outro local, tal como na posição relativa da alavanca angular 122 em relação à armação 106. O sensor de posição mostrado aqui é um potenciômetro que fornece um sinal que varia quando a plataforma se move para cima e para baixo (tem um componente de translação vertical) em relação à armação 106. Nesse sentido, o sensor de posição também é um sensor de altura que detecta a altura da plataforma do trator. A disposição particular do sensor de posição 120 em relação à armação 106 e em relação à alavanca angular 122 pode ser variada dependendo do espaço disponível, o tipo de transdutor desejado e a resolução do sensor. Será observado que, nessa modalidade, a disposição de alavanca angular da conexão entre o cilindro 116 e os braços de elevação 108 atua de modo que a força de elevação fornecida pelos braços de elevação 108 não seja diretamente proporcional à força de elevação do cilindro devido a alterações na vantagem mecânica à medida que o movimento ocorre. Essa relação entre a força de elevação do cilindro e a força de elevação real dos braços na plataforma precisa ser levada em consideração no cálculo de uma força de elevação necessária do cilindro e, desse modo, as pressões a serem aplicadas ao cilindro, conforme discutido em detalhes doravante.

[096] A disposição, portanto, fornece uma máquina de colheita, tipicamente uma máquina colheitadeira de cultura, que compreende o veículo de sustentação 102 para passar sobre o solo a ser colhido e um componente de colheita, tipicamente uma plataforma colheitadeira 104, incluindo um sistema de engate de cultura 114 e pelo menos um componente de engate no solo ou placa de deslizamento 128 para fornecer uma força de sustentação a partir do solo. O aparelho de sustentação 110, 106, 116 e 108 atua para sustentar a plataforma colheitadeira de cultura a partir do veículo para movimento de flutuação ascendente e descendente da plataforma colheitadeira de cultura, de modo que uma parte de uma força de sustentação seja fornecida pelo aparelho de sustentação e uma parte seja fornecida pelo componente de engate no solo 128.

[097] O aparelho de sustentação inclui pelo menos um e tipicamente dois cilindros de flutuação hidráulicos 116 e 117 dispostos, de modo que a aplicação de um fluido hidráulico sob pressão hidráulica aos cilindros de flutuação 116 e 117 faça com que uma força de elevação seja aplicada à plataforma colheitadeira de cultura pelo movimento do cilindro de flutuação cuja força de elevação é proporcional à pressão hidráulica aplicada ao cilindro.

[098] Os cilindros de flutuação incluem vedações de cilindro 116A através das quais o componente de pistão desliza em relação ao componente de cilindro do cilindro de flutuação. O circuito que aplica pressão aos cilindros inclui uma fonte 12 de fluido hidráulico para fornecimento do fluido hidráulico ao cilindro de flutuação em uma pressão maior que uma pressão hidráulica necessária. A fonte 12 inclui uma bomba 16 e um dreno 14 que fornecem um retorno para o fluido hidráulico.

[099] O circuito inclui duas seções separadas para fornecer fluido sob pressão aos respectivos cilindros 116 e 117, incluindo para cada um, uma respectiva disposição de válvula 18, 20 para controlar um fluxo e pressão da pressão hidráulica a partir da fonte até os respectivos cilindros.

[0100] Conforme anteriormente explicado, os valores são do tipo PPRR que incluem uma bobina 21 que pode deslizar para trás e para frente dentro da válvula para conectar as portas de entrada e saída 22, 23 à linha 24 ao respectivo cilindro. A bobina é acionada por um solenoide 25 a fim de posicionar o solenoide em um local necessário para gerar uma pressão necessária dependendo de um sinal para o solenoide fornecido por um controlador 28 em uma linha de controle 29. A bobina também é controlada pela pressão piloto na linha 30 e 31 conectada respectivamente à entrada e saída da válvula. Tais válvulas são comercialmente disponíveis junto a muitos fornecedores diferentes e são conhecidas como válvulas redutoras/de alívio de pressão proporcional. Essa ação para manter a pressão dentro do cilindro à medida que a mesma é fornecida ao longo da linha 24 em um valor predeterminado definido pelo sinal na linha 29 a partir do sistema de controle ao fornecer e descarregar repetidamente o fluido em relação ao cilindro através das portas 22 e 23.

[0101] O sinal de controle para as válvulas é gerado e controlado pelo sistema de controle eletrônico a fim de alterar a pressão predeterminada no respectivo cilindro em dependência de um valor do sinal aplicado.

[0102] Desse modo, a disposição de válvula inclui uma primeira conexão 33 à fonte 12 e uma segunda conexão 34 ao retorno em conjunto com a saída 24 para o cilindro.

[0103] O componente de válvula opera para controlar o fluxo de fluido hidráulico a partir da fonte até o cilindro de flutuação e o fluxo de fluido hidráulico a partir do cilindro de flutuação para o retorno, a fim de manter a pressão hidráulica no cilindro de flutuação a uma pressão predeterminada definida em dependência do sinal de controle a partir do sistema de controle.

[0104] O sistema de controle 28 inclui um subcomponente 35 que atua para gerar um sinal de onda alternado a fim de fornecer uma disposição para causar o movimento reciprocante relativo em um padrão de onda alternado entre o componente de pistão do cilindro de flutuação e o componente de cilindro do cilindro de flutuação, a fim de manter o movimento entre os componentes nas vedações de cilindro para reduzir o efeito do atrito estático.

[0105] Ou seja, o movimento reciprocante relativo é fornecido pelo sinal padrão de onda alternado aplicado pelo sistema de controle eletrônico à disposição de válvula para alterar a pressão predeterminada em dependência de um valor do sinal de onda alternado.

[0106] O subcomponente 35 é controlado pelo sistema de controle 28, de modo que o padrão de onda alternado seja aplicado apenas quando o cilindro não estiver em modo de flutuação e não quando o cilindro for usado em um estado de elevação ou abaixamento.

[0107] O circuito inclui adicionalmente sensores de pressão 40 e 41 que detectam a pressão nas linhas de alimentação de fluido para que os cilindros forneçam um sinal que é comunicado para o sistema de controle 28. À medida que as válvulas são dispostas para fornecer a saída de pressão em resposta ao sinal de controle fornecido, a medição da saída de pressão não é teoricamente necessária. Entretanto,

em vista da temperatura e outras alterações que podem ocorrer, é desejável verificar a pressão de saída para assegurar que a mesma não desvie ao longo do tempo e seja mantida na pressão exigida, conforme determinado pelo sinal de controle. A verificação de retroalimentação fornecida pelos sensores de pressão pode ser realizada periodicamente e não faz parte da operação de sistema de controle para gerar os sinais de saída.

[0108] Os sensores de posição 120 e 121 que detectam a posição dos cilindros fornecem um sinal que é fornecido de volta para o sistema de controle 28. O sistema pode executar com o uso apenas da entrada dos sensores de posição, uma vez que o sistema de controle 28 pode calcular a partir das alterações no sinal dos sensores de posição tanto a velocidade como a aceleração do cilindro e, portanto, a da plataforma. Um algoritmo adequado para efetuar tais cálculos é certamente bem conhecido para as pessoas versadas na técnica. Entretanto, além dos sensores de posição ou como uma alternativa para os mesmos, o sistema pode incluir um acelerômetro 42 montado na plataforma em um ou mais locais adequados para fornecer uma saída indicativa do movimento relativo da plataforma e da aceleração da plataforma.

[0109] O circuito pode incluir adicionalmente uma entrada de operador 45 que permite que o operador insira vários parâmetros conforme necessário para controlar o sistema de controle 28. O sistema de controle também inclui linhas de entrada responsivas a vários parâmetros da plataforma de operação que incluem, por exemplo, um indicador de velocidade de solo 46 e um indicador de condição de cultura

47. Esses são mostrados apenas esquematicamente à medida que as pessoas versadas na técnica podem determinar os parâmetros de entrada adequados. Uma linha de entrada adicional pode ser fornecida a partir de um sistema de predição 48 que pode usar sensores de altura de solo e altura de cultura para detectar antecipadamente e a altura pretendida da ação de corte. O sinal pode ser usado para predizer os obstáculos ou alterações necessárias na altura de corte, de modo que o sistema de controle possa gerar sinais adequados para elevar o abaixar os cilindros 116, 117 até uma posição necessária.

[0110] O sistema de controle eletrônico é disposto para fornecer controle dinâmico da força de elevação aplicada pelos cilindros à plataforma. Desse modo, em resposta a qualquer movimento da plataforma detectado pelos sensores de posição ou por outro acelerômetro e sensores do tipo movimento relativo, o sistema de controle pode alterar a pressão aplicada aos cilindros pelas válvulas controle a fim de aumentar ou diminuir a força de elevação a partir da condição de flutuação predefinida para alterar o movimento da plataforma.

[0111] Desse modo, por exemplo, mediante a detecção da aceleração no movimento de flutuação ascendente, o sistema de controle pode atuar para alterar o sinal de controle para aumentar a força de elevação para auxiliar a aceleração no movimento de flutuação ascendente.

[0112] Além disso, o sistema de controle eletrônico pode atuar mediante a detecção de um final da aceleração ascendente no movimento de flutuação ascendente para alterar o sinal de controle para diminuir a força de elevação para amortecer o movimento ascendente.

[0113] Essas duas ações dinâmicas podem ser usadas, por exemplo, no impacto de um obstáculo ou no aumento rápido no nível do solo para acelerar rapidamente a plataforma para cima para remover o solo e, então, para interromper o movimento ascendente por meio de uma ação de amortecimento para fazer com que a plataforma flutue de volta para baixo tão rapidamente quanto possível. Para forçar a plataforma para baixo mais rapidamente, o sistema de controle eletrônico pode atuar para alterar o sinal de controle para diminuir a força de elevação a um valor menor que o valor de flutuação definido.

[0114] De modo simétrico, o sistema de controle eletrônico pode atuar mediante a detecção de aceleração no movimento de flutuação descendente para alterar o sinal de controle para diminuir a força de elevação para ajudar a aceleração no movimento de flutuação descendente e mediante a detecção de um final da aceleração no movimento de flutuação descendente para alterar o sinal de controle para aumentar a força de elevação para amortecer o movimento descendente.

[0115] Na Figura 3, é mostrada uma disposição na qual é fornecido um acumulador adicional 60 que tem um sensor de pressão 61 e uma válvula de alimentação 62. Esse acumulador pode ser usado para fornecer ou assegurar fluxo de fluido suficiente para a entrada das válvulas 18 e 20 e atender os requisitos para fluxo de fluido rápido para os cilindros, se necessário. Desse modo, se a fonte de pressão 16 que compreende uma bomba tiver taxa de fluxo insuficiente na partida, o fluxo pode ser fornecido pelo acumulador.

[0116] Na Figura 4, é mostrado um esquema hidráulico opcional para capturar energia da plataforma que a flutuação também pode ser usada.

[0117] Nessa versão da invenção, os cilindros 116 e 117 são invertidos em relação àquele mostrado nas Figuras 2 e 3. Além disso, a pressão fornecida para os cilindros a partir das válvulas 18 e 20 é oposta à pressão de um fornecimento 201 que inclui um acumulador 200 em uma pressão constante, de modo que a força de elevação seja gerada por uma diferença na pressão das válvulas 18 e 20 em relação àquela do fornecimento 201. Em outras palavras, a ação de elevação é fornecida pela pressão da fonte 201 e essa é oposta à pressão fornecida pelas válvulas 18 e 20 para diminuir a força de elevação para um valor determinado pelas válvulas 18, 20 sob o controle do sistema de controle 28. A fim de, portanto, aumentar a força de elevação, a pressão nos cilindros fornecida pelas válvulas 18, 20 é reduzida e vice-versa.

[0118] Ou seja, há um acumulador adicional 200 que fornece energia de flutuação para os cilindros de flutuação que está acima do que é normalmente necessário para flutuar a plataforma. As válvulas PPRR 18, 20 são controladas para adicionar força para baixo aos cilindros 116, 117 para fazer com que a plataforma flutue abaixo do solo. O sistema de controle para as válvulas PPRR é similar à disposição descrita acima, porém com esse sistema, o fluxo e/ou pressão necessários para ajustar a flutuação são inferiores.

[0119] Além disso, com esse sistema, o sistema está capturando a energia da plataforma que flutua para baixo, para dentro do acumulador 200 com o uso de uma válvula de fechamento intercalada 203 que atua como uma válvula de bloqueio usada quando a ação de flutuação deve ser desativada. Um sensor de pressão 202 e válvula de controle 204 são usados em conjunto com o controlador 28 para controlar a pressão nesse sistema acumulador.

[0120] Na maioria dos casos, cada cilindro 116, 117 nessa disposição terá um acumulador separado 200 independente do acumulador do outro cilindro. À medida que o movimento do pistão no cilindro 116, 117 altera o volume da câmara abaixo do pistão que é o lado de pressão de elevação do pistão, o fluido precisa fluir entre a câmara de lado de fundo/elevação e o respectivo acumulador 200 que irá alterar a pressão na câmara à medida que o acumulador é de volume finito. Essa alteração na pressão, desse modo, irá alterar a pressão de elevação e, portanto, exige uma alteração na pressão de força para baixo a partir da câmara superior e da válvula 18, 20 para manter uma força de elevação total necessária. Isso pode ser compensado com o uso do sinal a partir do sensor para calcular a alteração na pressão que ocorre ou, com mais preferência, a pressão em cada um dos dois acumuladores 200 é detectada pelo sensor de pressão 202 e comunicada para o controle 28. Isso permite que o cálculo da pressão necessária na câmara de pressão superior ou inferior, leve em consideração a alteração necessária para criar um novo ponto de ajuste para a pressão e também a alteração necessária para levar em consideração a alteração na pressão de elevação na câmara inferior.

[0121] Conforme estabelecido acima, esse é mantido a um valor constante,

que pode ser definido em valores diferentes dependendo dos vários parâmetro de operação, e as variações na força de elevação são aplicadas pelas válvulas 18, 20 no lado superior do pistão para aplicar uma variação na pressão que se opõe à força ascendente constante no lado inferior do pistão.

[0122] Desse modo, os cilindros de flutuação podem ser usados em qualquer orientação, e são mostrados invertidos nessa modalidade. Pode-se observar que os cilindros de flutuação podem ser usados em uma configuração de tração, em vez de também em uma configuração de impulso. Em todas as Figuras 2, 3 e 4, o peso de plataforma se situa na direção descendente. Ou seja, as variações na pressão fornecida pelas válvulas podem ser usadas em várias orientações diferentes para alterar a força de elevação gerada pelos cilindros.

[0123] Os sensores para coletar informações sobre o estado dinâmico do implemento podem incluir um potenciômetro linear que mede a extensão do cilindro hidráulico e um transdutor de pressão que fornece retroalimentação para a pressão fornecida. Em outras interpretações, a força transmitida para o implemento através do cilindro hidráulico pode ser monitorada com um transdutor de força ou a altura do implemento a partir do solo pode ser medida direta ou indiretamente.

[0124] Além disso, em vez de calcular a velocidade e a aceleração do sensor de posição, os sensores de movimento e acelerômetros podem ser usados para fornecer sinais diretos proporcionais a esses valores.

[0125] A disposição pode ser usada para obter uma taxa de mola ajustável de modo abrangente para a dinâmica do sistema de flutuação do implemento

[0126] A disposição pode ser usada para obter amortecimento ajustável de modo abrangente para a dinâmica do sistema de flutuação do implemento

[0127] A disposição pode ser usada para obter dinâmica de sistema de flutuação ajustável de modo abrangente com base no estado de operação do implemento que inclui, porém sem limitação, altura de implemento, velocidade de solo e alterações no terreno (ângulo de inclinação, etc.)

[0128] A disposição pode permitir que o operador selecionar a partir da dinâmica de sistema de sistema de flutuação predefinida que pode ser personalizada para diferentes condições de campo e implementos.

[0129] Embora os sistemas de flutuação existentes possam obter forças sobre o solo aceitáveis quando a plataforma está estacionária, devido ao fato de que a força aplicada é geralmente independente do estado de movimento da plataforma, a plataforma ainda irá responder dinamicamente com base em sua massa, não no ponto de ajuste do sistema de flutuação. Por exemplo, o sistema de flutuação pode ser definido de modo que a força sobre o solo seja 227 Kg (500 Ib), entretanto, a fim de que a plataforma acelere para cima ou para baixo, uma entrada de força adicional é necessária. Com base na segunda lei de Newton (F = ma), essa força adicional irá gerar uma aceleração na plataforma que é inversamente proporcional à massa da plataforma. Portanto, embora a plataforma possa ser estaticamente leve (isto é, leve quando está estacionária), a fim de que a mesma realmente se mova para cima e para baixo para seguir o solo, sua dinâmica ainda será dirigida por sua massa e forças sobre o solo mais altas serão necessárias para realmente elevar a plataforma. Uma implicação dessa disposição é que quanto menor a força sobre o solo estática for ajustada, mais lenta a plataforma será capaz de cair. Isso se deve ao fato de que a força de entrada máxima no sistema de flutuação para fazer a plataforma cair é igual ao peso flutuado da plataforma. Portanto, quanto menor o peso flutuado da plataforma, menor a aceleração resultante. A existência de atrito dentro do sistema também levará em consideração quão leve o sistema de flutuação é capaz de ser. O atrito cria uma assimetria entre a força sobre o solo necessária ao elevar e abaixar a plataforma. Isso leva à força sobre o solo mais alta durante a elevação e ao movimento mais lento durante o abaixamento. Isso também cria um limite para o quão leve a força sobre o solo estática pode ser ajustada, à medida que o peso flutuado precisa ser maior que o atrito no sistema, a fim de que a plataforma seja realmente capaz de cair após ser elevada.

[0130] O sistema de flutuação da presente invenção permite que essas limitações sejam reduzidas devido ao fato de que a força aplicada pelo sistema de flutuação pode ser controlada com base no estado de movimento da plataforma. Com base na retroalimentação de sensor coletada, o controlador pode realmente adicionar mais força ao sistema quando a plataforma está sendo elevada, a fim de ajudar a mesma a elevar mais rapidamente com menos força sobre o solo. Adicionalmente, quando a plataforma começa a cair, o controlador pode diminuir a força aplicada, de modo que a mesma caia mais rapidamente. Ao ser capaz de ajustar a força fornecida pelo sistema de flutuação com base no estado de movimento da plataforma, a dinâmica da plataforma pode ser alterada, de modo que não seja mais unicamente dirigida pela massa da plataforma. Isso pode permitir que uma plataforma pesada não tenha apenas força sobre o solo aceitável quando estacionária, mas também levante e abaixe como se realmente tivesse menos massa. Isso também contorna a limitação de que a aceleração para baixo mínima é ligada ao peso flutuado da plataforma, permitindo que a força sobre o solo estacionária do sistema de flutuação também seja mais baixa do que poderia ser obtido com um sistema de flutuação convencional.

[0131] É desejável fornecer aprimoramentos mecânicos, tais como atrito de sistema reduzido, uma menor banda morta na válvula hidráulica e redução de restrição hidráulica para que o fluxo de desloque para dentro e para fora do cilindro, uma vez que isso irá reduzir a quantidade de intervenção exigida pelo controlador para produzir a dinâmica favorável. O aprimoramento da qualidade dos sinais de retroalimentação para reduzir os efeitos de ruído (tanto mecânicos como elétricos) dota o controlador de dados mais confiáveis a partir dos quais toma decisões de controle.

[0132] A intenção de um sistema de flutuação é reduzir a força sobre o solo de uma plataforma a fim de reduzir o desgaste e aprimorar as capacidades de seguimento de solo. Até o momento, todos os sistemas de flutuação são baseados em um equilíbrio estático do implemento. Em outras palavras, uma força é aplicada de modo que a mesma eleve uma porção do peso da plataforma, de modo que a força sobre o solo seja mais baixa. Desde que a plataforma não se mova para cima ou para baixo ao longo de toda a sua faixa de flutuação, esse sistema é eficaz na redução de força sobre o solo. Por exemplo, se uma plataforma pesa 3.175 Kg (7.000 Ib) e o sistema de flutuação está ajustado para transportar 3.084 Kg (6.800 lb), então apenas 91 Kg (200 Ib) precisam ser reagidos pelo solo. Entretanto, considerar apenas o estado estático do sistema negligencia dois fatores importantes; atrito e inércia.

[0133] Em um sistema com menos atrito, a força sobre o solo é igual se a plataforma estiver sendo elevada ou abaixada (supondo que isso seja feito muito lentamente). Entretanto, quando o atrito é introduzido no sistema, a força sobre o solo não é mais igual durante a elevação ou abaixamento. De fato, a diferença entre a força sobre o solo durante a elevação e o abaixamento é igual a duas vezes o atrito no sistema. Como um resultado do atrito, há uma força sobre o solo mínima que pode ser obtida. Se esse limiar mínimo for excedido, a plataforma não cairá mais sob sua própria influência após a mesma ser elevada, à medida que o peso flutuado da plataforma não é suficiente para superar o atrito. Embora minimizar o atrito no sistema possa ajudar a reduzir esse efeito, isso ainda irá representar uma limitação do sistema.

[0134] Outra desvantagem importante de basear um sistema de flutuação no equilíbrio estático da plataforma é que a dinâmica da plataforma ainda será dirigida pelo peso da plataforma quando a mesma estiver em movimento. Com base na segunda lei de Newton:

[0135] Desse modo, uma plataforma de 3.175 Kg (7.000 Ib) (sem atrito), ajustada em força sobre o solo estática de 91 Kg (200 Ib) pode obter apenas uma aceleração para baixo máxima de 0,03 g. Isso também exige 408 Kg (900 Ib) de força sobre o solo para acelerar a plataforma para cima a 0,1 g. embora a força sobre o solo estática possa ser ajustada razoavelmente leve, quanto mais leve ela se torna, mais lentamente a plataforma é capaz de cair após ser elevada. Além disso, a inclinação da linha (e, consequentemente, a força sobre o solo necessária para produzir uma dada aceleração) permanece ligada à massa da plataforma, não ao ponto de ajuste do sistema de flutuação. Como um resultado dessa limitação, a plataforma ainda irá responder dinamicamente como se tivesse 3.175 Kg (7.000 Ib); todo o sistema de flutuação é capaz de alterar a força sobre o solo estática do sistema. Quando o efeito de atrito é combinado com essa limitação, não é surpreendente que haja limitações a quão leve um sistema de flutuação existente pode se tornar antes que suas capacidades de seguimento de solo sejam comprometidas.

[0136] A fim de tentar aprimorar a resposta dinâmica do sistema de flutuação, o sistema de flutuação precisa não apenas alterar a força sobre o solo estática, mas também quanta força sobre o solo é necessária para elevar e abaixar a plataforma. O sistema de flutuação hidráulico descrito no presente documento alcança isso introduzindo-se retroalimentação em relação ao estado dinâmico do sistema no sistema de controle de flutuação. Embora um grande número de medições diferentes possa ser usado para inferir informações relacionadas ao estado dinâmico do sistema (tal como força, pressão hidráulica ou outras medições cinéticas), conforme descrito no presente documento, a extensão do cilindro de flutuação é medida com um potenciômetro e esse sinal pode ser numericamente diferenciado para determinar o estado cinemático do sistema.

[0137] A fim de alterar a dinâmica da plataforma com o uso do sistema de flutuação, a força de entrada do sistema de flutuação não pode permanecer constante,

mas, em vez disso precisa variar em relação ao estado dinâmico (velocidade e aceleração) da plataforma. O objetivo do algoritmo de controle não é apenas reduzir a força sobre o solo estática quando a plataforma estiver estacionária, mas também para reduzir a quantidade de força necessária para elevar a plataforma e para permitir que a plataforma caia mais rapidamente (como se fosse uma plataforma mais leve). Tal sistema permite uma força sobre o solo mais baixa, assim como melhores capacidade de seguimento de solo. Uma força de alteração dinâmica aplicada pelo sistema de flutuação pode reduzir o impacto de atrito dentro do sistema.

[0138] A pressão alvo calculada pelo estado de posição, velocidade e aceleração do cilindro é gerada com o uso de um controlador PID simples. Esse PID analisa intermitentemente a diferença entre a pressão alvo e a pressão medida e, então ajusta a saída para tentar minimizar o erro. O controlador PID pode ser suplementado com uma tabela de pesquisa em malha aberta. A capacidade de manter de maneira robusta e confiável a pressão de cilindro na pressão alvo facilita o desenvolvimento de uma resposta de cilindro responsiva e estável.

[0139] O pontilhamento é sobreposto na saída da válvula PWM na tentativa de reduzir a quantidade de histerese no sistema. O pontilhamento é a adição intencional de “ruído” ao sinal. Nessa configuração, as ondas de pontilhamento senoidal foram usadas. Deve-se notar que embora a saída do controlador possa ser senoidal, a flutuação de pressão obtida não é necessariamente perfeitamente senoidal devido à capacidade da hidráulica para replicar o sinal de entrada. Esse sinal de pontilhamento foi calculado e simplesmente adicionado à saída do controlador PID para obter a saída total para a válvula.

[0140] Há três parâmetros que podem ser controlados para alterar a natureza do pontilhamento; a amplitude da onda, período e formato (senoidal, quadrada, triangular, etc.). Uma variedade de parâmetros diferentes pode ser usada para tentar reduzir a histerese e aprimorar a resposta do sistema.

[0141] O pontilhamento relativamente eficaz pode ser obtido com um período de onda de pontilhamento de apenas 80 a 100 ms e uma amplitude de apenas 2% da faixa de ciclo de trabalho PWM operacional total, embora tanto um período mais longo como onda de pontilhamento de amplitude mais alta podem ser necessários para obter um resultado similar.

[0142] O período da onda de pontilhamento parece ligado à extremidade baixa pela capacidade de resposta da válvula PRR, assim como a capacidade de entrega do fluxo necessário para mover o cilindro. Acima desse limite inferior, o efeito da onda de pontilhamento está mais diretamente relacionado à entrada de potência de cada meia forma de onda. Consequentemente, uma forma de onda de amplitude mais alta é necessária em períodos de pontilhamento mais curtos, embora uma forma de onda de amplitude mais baixa possa ser usada com um período de onda de pontilhamento mais longo. A manutenção de uma magnitude de pontilhamento de 7% e variação do período de pontilhamento em períodos de pontilhamento curtos <150 ms não foram particularmente eficazes. Os períodos de pontilhamento de 200 a 250 ms são eficazes, enquanto que se o período de pontilhamento for adicionalmente aumentado, a plataforma pode agitar de maneira perceptível. Essa agitação pode ser reduzida reduzindo-se a amplitude da forma de onda, de modo que a potência de cada meia forma de onda seja mais baixa. Entretanto, é melhor manter o período de pontilhamento o mais baixo possível, a fim de ajudar a aprimorar o tempo de reação do sistema, de modo que o período de pontilhamento mais curto que é eficaz seja selecionado.

[0143] Qualquer movimento necessário será apenas auxiliado por metade da forma de onda de pontilhamento e impedido pela outra metade da mesma. É útil interpretar a onda de pontilhamento como o controlador verificando consecutivamente para ver se a plataforma deseja se elevar e, então verificando se a mesma deseja abaixar. A quantidade de potência na meia onda de pontilhamento exigida para realizar essas verificações irá se relacionar tanto ao atrito no sistema, assim como à capacidade de resposta da hidráulica. É útil desativar o pontilhamento quando um estado de elevação ou abaixamento, à medida que metade da onda de pontilhamento estará atuando contra o movimento pretendido.

[0144] As entradas de pressão, posição, velocidade e aceleração para a estrutura de controle são calculadas da seguinte forma. Conforme anteriormente discutido, o cilindro é mantido em movimento constante ao ter a pressão no cilindro sempre variando ligeiramente ao ter uma onda senoidal aplicada à saída de válvula (denominada como pontilhamento). Isso pode tornar mais difícil a determinação da pressão e da posição do cilindro, à medida que isso adiciona uma quantidades substanciais de ruído. Como resultado, as técnicas de filtragem e cálculo de média são usadas para tentar e distinguir o movimento em massa do sistema enquanto ignoram o movimento causado pelo pontilhamento. Essas técnicas podem reter mais capacidade de resposta com o uso das propriedades da onda de pontilhamento, em vez de simplesmente filtrar de maneira mais agressiva.

[0145] Uma vez que o pontilhamento cria variação tanto na pressão no cilindro, assim como na posição, ambos esses valores são medidos ao longo de um único período de onda de pontilhamento a fim de tentar reduzir a influência que o pontilhamento tem em seu cálculo. Um período de pontilhamento mais curto, portanto é desejável para ajudar a aprimorar a capacidade de resposta desse cálculo.

[0146] Uma vez que os termos velocidade e aceleração se baseiam em um cálculo de diferença, esses são realizado de modo diferente dos termos posição e pressão; em vez de observar apenas um único período de pontilhamento, esses cálculos observam os dois últimos períodos de pontilhamento. A posição (ou velocidade) é, então comparada em locais equivalentes dentro da onda de pontilhamento. Isso permite que o cálculo seja sensível às alterações na posição que são baixas em magnitude do que aquelas criadas pela onda de pontilhamento.

Novamente, o cálculo é medido ao longo de um único período de pontilhamento. A velocidade é calculada observando-se o quanto a posição alterou entre locais comparáveis na forma de onda de pontilhamento. Para que um sistema de flutuação hidráulico produza capacidades de seguimento de solo adequadas, é desejável que o mesmo imite a resposta de uma mola. A fim de simular um efeito semelhante à mola, a extensão do cilindro é usada para variar a pressão de cilindro. Nessa configuração, uma taxa de mola linear simples foi adicionada. A taxa de mola é introduzida criando- se uma função linear que determina a pressão alvo com base na extensão de cilindro medida. Isso fez com que a força de entrada necessária aumentasse à medida que a aba era elevada mais alto. Essa equação abaixo mostra a taxa de mola mais recente usada para alterar a dinâmica da plataforma:

[0147] Com base no sistema baseado em mola atual, acredita-se que ter a plataforma se tornando mais pesada à medida que a mesma se torna elevada seja benéfico. Isso tem o efeito de inclinar a plataforma, de modo que ela naturalmente deseje cair. Entretanto, desde que a pressão alvo em uma dada altura leve a uma força sobre o solo diferente de zero, a plataforma sempre deve desejar cair. Se o terreno leva a períodos de tempo prolongados gastos com a plataforma elevada ou abaixada, esses períodos de tempo ocorrem com a força sobre o solo que é mais leve ou mais pesada que o ponto de ajuste. Desde que a taxa de mola não seja ajustada de modo particularmente agressivo, isso provavelmente não é um problema, entretanto, pode haver um valor que tem uma resposta de plataforma mais uniforme ao longo de toda sua faixa de movimento para evitar que seja muito leve e deseje elevar quando estiver muito pesada e inclinada para empurrar quando estiver muito leve.

[0148] Em uma disposição, a pressão de ponto de ajuste da plataforma pode seguir ao redor de uma média móvel da posição da plataforma. Esse é um modo eficaz para implementar uma taxa de mola sem sacrificar o desempenho de pressão de plataforma quando se passa longos períodos de tempo fora da sua posição normal. Tal disposição faz com que a plataforma deseje inicialmente retornar para sua última posição (ao se tornar mais pesada quando elevada ou mais leve quando abaixada), porém precisa se adaptar a uma alteração na posição se a mesma for mantida durante um período de tempo.

[0149] Além disso, quando a dinâmica da plataforma altera em relação à posição da plataforma através do uso de uma taxa de mola, o sinal de potenciômetro da plataforma também é usado para alterar a pressão alvo em relação à velocidade e aceleração. Conforme anteriormente descrito, tanto os termos velocidade como aceleração foram calculados de um modo que tente minimizar a detecção de movimento causado por pontilhamento, a fim de focalizar apenas no movimento em massa da plataforma.

[0150] O termo velocidade se refere ao amortecimento do sistema. Uma vez que a plataforma já teve uma resposta com excesso de amortecimento, esse termo é usado para tentar reduzir o amortecimento do sistema reforçando-se o movimento da plataforma. Esse termo tem algumas similaridades com as pressões de assistência de elevação e abaixamento, exceto pelo fato de que em vez de adicionar uma pressão constante ao alvo, o efeito varia com a magnitude da velocidade da plataforma. Deve- se notar que esse termo pode ter o efeito de tender a desestabilizar a plataforma. É útil criar uma função baseada em velocidade não linear que restringe velocidades menores e reforça velocidades maiores. Também pode ser benéfico tornar esse termo saturado em um valor máximo para assegurar que esse efeito não reduza a força sobre o solo necessária para elevar a plataforma abaixo de zero (o que poderia fazer com que a plataforma continue a acelerar para cima até que a mesma alcançasse a elevação completa.

[0151] O termo aceleração se refere à inércia do sistema. Ao reforçar as acelerações, o controlador é capaz de reduzir a inércia eficaz da plataforma para ajudar a mesma a reagir às forças de entrada como se pesasse menos. Entretanto, na prática, a obtenção de uma segunda derivada numérica de uma entrada de sensor é inerentemente ruidosa, então a capacidade de implementar isso é limitada. Dito isso, ainda há um valor para incorporar um termo que liga a pressão alvo diretamente à aceleração da plataforma em alguma extensão. Embora inicialmente uma única constante seja usada, esse termo pode ser dividido em dois parâmetros; um para controlar o impacto de acelerações positivas e um para controlar o impacto de acelerações negativas.

[0152] As acelerações positivas se referem a quando a força sobre o solo é aumentada e a plataforma começa a levantar, ou quando a plataforma impacta o solo após a queda. A fim de ajudar a plataforma se manter após assentar no solo, acelerações positivas foram usadas para diminuir um pouco a pressão alvo do controlador. Isso torna a plataforma momentaneamente mais pesada quando a mesma entra em contato com o solo para ajudar a impedir que a mesma suba novamente. Isso também tem o efeito de tornar a plataforma um pouco mais pesada quando se tenta primeiro elevar a mesma. Entretanto, uma vez que a aceleração da plataforma que impacta o solo é notavelmente maior que a aceleração inserida ao elevar a plataforma, o efeito é mais notável no caso de um impacto.

[0153] As acelerações negativas se referem a quando a plataforma desacelera durante a elevação e começa a cair. A fim de ajudar a impedir que a plataforma fique suspensa, acelerações negativas também são usadas para diminuir a pressão alvo da plataforma, tornando a mesma momentaneamente mais pesada e, portanto menos provavelmente suspensa. Ao começar a desacelerar a taxa na qual se eleva plataforma, a mesma começa a se tornar mais pesada.

[0154] É possível desenvolver equações não lineares que usam os estados de posição, velocidade e aceleração de movimento (assim como outras variáveis, tais como velocidade de solo, altura de corte, etc.) para personalizar extensivamente a resposta dinâmica do sistema.

[0155] A conversão da pressão alvo da estrutura de controle na força de flutuação de saída do sistema de maneira rápida e precisa é importante para otimizar a resposta de sistema. Embora a estrutura PID de circuito fechado for bem eficaz na replicação da pressão alvo, técnicas de controle mais avançadas podem ajudar a aprimorar adicionalmente essa resposta. A inclusão de uma tabela de pesquisa de circuito aberto e desatualização do controlador PID para um fator de correção podem sem usados. É possível reduzir o impacto do atraso da válvula fornecendo-se ultrapassagens momentâneas na saída atual ao solenoide para ajudar o mesmo a alterar as direções mais rapidamente.

[0156] A medição de maneira confiável e robusta da posição, velocidade e aceleração do cilindro é necessária para controlar responsivamente a dinâmica de flutuação sem introduzir instabilidade. É desejável que esses cálculos forneçam um sinal limpo com o menor atraso possível. Na configuração atual, todos os cálculos são ligados ao período de pontilhamento, independentemente se o pontilhamento está realmente ativo. Pode ser benéfico se mover em direção a dois cálculos distintos; um quando o pontilhamento está ativo e um quando não está. Isso pode ajudar a permitir capacidade de resposta mais alta em situações em que o ruído causado pelo pontilhamento não precisa ser considerado.

[0157] O sistema de flutuação hidráulico descrito no presente documento fornece um sistema de flutuação que é mais responsivo, com capacidades de seguimento de solo aprimoradas e uma força sobre o solo mais baixa. O sistema se baseia no uso de um controlador eletrônico e retroalimentação dos sensores a fim de decidir qual pressão deve ser fornecida ao cilindro de flutuação hidráulico. Essa pressão é, então fornecida com o uso de uma válvula de alívio/redutora de pressão proporcional com base no sinal de saída do controlador. O sistema resultante permite uma pressão hidráulica altamente personalizada (e, consequentemente, força) fornecida pelo sistema de flutuação. Isso permite que o sistema de flutuação ajuste a força fornecida pelo sistema de flutuação a fim de reduzir os efeitos de atrito no sistema, assim como para alterar fundamentalmente a dinâmica de como a plataforma se move.

[0158] Referindo-se agora à Figura 6, é mostrado um gráfico da operação do sistema para alterar a força sobre o solo em resposta ao movimento da plataforma.

[0159] Conforme mostrado, é fornecida uma área intermediária ou zona central que atua como uma banda morta em que nenhuma alteração na força sobre o solo é aplicada, conforme indicado em 91, em resposta a alterações na altura de plataforma, conforme detectada pelos sensores 120, 121 anteriormente descritos, que detectam as posições dos cilindros. Em cada extremidade 92, 93 da zona central a força sobre o solo é aumentada a partir de um valor definido 95, conforme indicado em 95, 96 em uma escala linear diretamente proporcional à altura de solo. Será notado que a força sobre o solo é aumentada à medida que a altura aumenta ou se eleva a partir da altura de base nominal indicada em O e à medida que a altura diminuiu ou cai. A taxa de aumento na força sobre o solo é maior, conforme mostrado em 96 à medida que a plataforma se eleva, conforme mostrado em 95, do que onde a plataforma cai. Essas taxas de aumento podem ser personalizadas para fornecer uma resposta da plataforma ao movimento que mantém melhor a plataforma em contato com o solo. As taxas podem ser lineares, conforme mostrado. As taxas podem ser mais complexas incluindo porções determinadas pela velocidade e/ou aceleração da plataforma em seu movimento ascendente ou descendente. É preferencial que a taxa de aumento na força para baixo seja maior no lado de elevação da zona central que no lado inferior, porque a ação de elevação muitas vezes é causada pelo impacto com um obstáculo, de modo que seja mais agressiva ou vigorosa no movimento que exige uma resposta maior pelo sistema de flutuação através de uma redução na força de elevação.

[0160] A zona central ou banda morta 91 pode ser zero ou um ponto na linha central O, ou pode ter uma extensão finita, a fim de permitir que pequenas alterações na altura ocorram antes da alteração na flutuação ser introduzida a fim de reduzir a força de elevação que causa um aumento na força sobre o solo. O comprimento da zona central 91 e também a taxa de proporcionalidade 95, 96 podem ser ajustáveis por meio de programação.

[0161] Será entendido que o alojamento de alimentador convencional da colheitadeira combinada convencional do sistema de plataforma, no presente documento, inclui tipicamente um sistema de centralização em que o alojamento de alimentador é levantado e abaixado continuamente em uma ação de captura que tenta manter a altura do suporte de plataforma no alojamento de alimentador em uma altura intermediária da ação de flutuação. Ou seja, o ponto central está alterando continuamente à medida que o alojamento de alimentador procura manter a altura de flutuação de plataforma no meio da faixa de flutuação. Entretanto, a área intermediária da zona central se situa geralmente no meio dos limites superior e inferior do movimento de flutuação. Em um sistema típico, a ação de flutuação pode ser da ordem de 15,24 cm (6 polegadas) em qualquer direção a partir do ponto central. Uma banda morta adequada pode ter 2,54 a 5,08 cm (1 a 2 polegadas) para permitir que a barra de corte flutue para cima e para baixo ao longo da distância sem alterar a força de elevação.

[0162] O aumento na força sobre o solo é obtido na disposição da Figura 3 ao diminuir a pressão nos cilindros que atuam para elevar a plataforma a fim de reduzir a força de elevação. Na disposição da Figura 4, o aumento na força sobre o solo é obtido aumentando-se a contrapressão no lado traseiro do cilindro contra a força de elevação constante fornecida no lado de elevação do cilindro.

[0163] Conforme mostrado na Figura 7, é fornecido um sistema similar àquele da Figura 4, em que a força de elevação maior que aquela necessária para elevar a plataforma é fornecida por um cilindro hidráulico 96 e é oposta a um segundo cilindro 97, em que a pressão do segundo cilindro 97 é aplicada à direção descendente oposta à força de elevação do cilindro 96 e é controlada pelas válvulas 18, 20, conforme descrito acima, sob o controle do controlador 28.

[0164] Conforme mostrado na Figura 8, é fornecido um sistema similar àquele da Figura 4, em que a força de elevação maior que àquela necessária para elevar a plataforma é fornecida pelo cilindro hidráulico 96 e é oposta a uma disposição de mola mecânica 98, em que a força de mola aplicada pela mola 98 é ajustada por um sistema mecânico 981 operado pelo controlador 28.

[0165] O sistema pode, desse modo, passar pelas seguintes etapas:

[0166] Etapa 1 --- Ambos os acumuladores 200 e 60 estão sem óleo.

[0167] Etapa 2 --- Carregar o acumulador inferior para elevar a plataforma do solo adicionando-se óleo a partir de um circuito de carga. A pressão de ponto de ajuste de acumulador inferior se situa tipicamente entre 1.500 e 2.400 PSI dependendo do peso de plataforma. Uma vez que isso é feito, a pressão no acumulador inferior é travada na pressão fixa.

[0168] Etapa 3 --- Carregar o acumulador superior 60 com óleo. Adicionar óleo a partir do circuito de carga externo. A pressão é mantida entre 1.100 e 2.400 PSI com o uso do circuito de acionamento de esteira e/ou válvulas de carga.

[0169] Etapa 4 --- Determinar o ponto de ajuste de flutuação. Comandar a válvula PPR para aumentar a pressão até a plataforma ser abaixada de volta até a parada. A pressão no acumulador inferior aumentou devido ao óleo estar sendo forçado para dentro do acumulador inferior 200. Quando a plataforma está parada, lembrar dessa pressão como o ponto de ajuste para flutuação

[0170] Etapa 5--- Flutuação ativa. Ajustar a pressão aqui com o uso da válvula PPR 18, 20 para equilibrar o peso de plataforma e manter a força sobre o solo desejada. A quantidade de pressão necessária depende da posição na faixa de flutuação. Adicionar óleo intermitentemente conforme necessário a partir de uma fonte de pressão, tal como o circuito de acionamento de esteira. Tipicamente, varia entre

1.000 e 3.000 PSI. O sistema inferior permanece fechado. O óleo flui para dentro e para fora do acumulador 200 à medida que a plataforma flutua para baixo e para cima. A pressão varia dependendo da posição de flutuação. Pressão de gás em relação de acumulador (ignorando alterações de temperatura). Pode-se calcular qual deve ser a pressão no acumulador inferior com base no sensor de posição com base no volume de óleo no acumulador. Portanto, pode-se monitorar a pressão e manter a mesma dentro de uma faixa de tolerância para compensar vazamento, alterações de temperatura, etc. Isso é feito apenas intermitentemente e apenas para compensar o vazamento, alterações de temperatura, etc.

[0171] A válvula de alívio redutora de pressão (PRR) controla a pressão entre 0 e 820 PSI com base nos requisitos de sistema. O acumulador superior 60 é um reservatório de armazenamento para tempo de reação imediato. Isso alimenta a pressão tanto para os sistemas LH como RH. O sensor de posição detecta a extensão de cilindro com um em cada lado. O acumulador inferior é ajustado na pressão fixa e mantido em relação à posição de flutuação. Cada lado tem seu próprio acumulador

[0172] Essa disposição permite que o sistema aplique uma taxa de mola ao sistema que pode adicionar pressão ao lado superior do cilindro para tornar artificialmente a plataforma mais pesada à medida que ela flutua para cima.

[0173] O sistema atua para detectar a posição do cilindro e a partir disso derivar a velocidade e aceleração da plataforma. A partir disso, o sistema determina se a plataforma está sendo forçada para cima pelo solo ou se essa força desapareceu. Se a plataforma não estiver mais acelerando para cima (ou seja, a mesma perdeu contato com o solo), o sistema atua para adicionar pressão à parte superior do cilindro e forçar a mesma de volta ao solo.

[0174] O sistema pode adicionar “pontilhamento” à parte superior do cilindro para manter as vedações de pistão/haste em movimento constante para reduzir o efeito de histerese.

[0175] Referindo-se agora à construção mostrada na Figura 9, isso inclui todos os componentes descritos em detalhes acima para controlar as forças de elevação para a estrutura. A máquina de colheita, nesse caso, uma plataforma 104 usada em uma colheitadeira combinada 63 é mostrada apenas esquematicamente.

[0176] A armação nessa modalidade tem uma primeira seção ou seção de armação central 64 e uma segunda seção ou seção de armação de aba 65 acoplada à seção central por um pivô 66, de modo que a armação de aba possa pivotar para cima e para baixo em resposta a alterações de contorno de solo com uma extremidade externa 67 da armação de aba se movendo para cima e para baixo. Ou seja, a seção de armação central é conectada de modo pivotável na dobradiça 66 à seção de armação de aba em torno de um eixo geométrico genericamente paralelo à direção de deslocamento para frente do veículo para movimento pivotante ascendente e descendente.

[0177] Cada uma das seções de armação central e de aba tem um componente de colheita 114 que inclui um sistema de engate de cultura que compreende a barra de corte e pelo menos um componente de engate no solo 128 para fornecer uma força de sustentação a partir do solo, conforme descrito acima. Esses componentes não são mostrados na ilustração esquemática da Figura 9. Será observado tipicamente que é fornecida também uma segunda seção de armação de aba simétrica à primeira e montada de maneira simétrica àquela descrita no presente documento.

[0178] Um primeiro suporte 68 é fornecido para sustentar a seção de armação central 64 a partir do veículo 63. Esse suporte inclui um cilindro 69 acoplado na parte superior a um membro de armação da colheitadeira combinada fornecido na parte frontal do alojamento de alimentador (não mostrado) e na parte inferior ao elo 108 que se estende para frente até o acoplamento de elevação 70 embaixo da seção central da plataforma. A seção de aba 65 é sustentada contra o movimento descendente pivotante ao solo por um aparelho de sustentação 68A que inclui um cilindro adicional 71 conectado entre um acoplamento 72 na seção central e um acoplamento 73 na seção de aba na extremidade interna da seção de aba para manter a seção de aba em um ângulo exigido em relação ao pivô 66.

[0179] Os cilindros 69 e 71 são da construção e operação conforme mostrado e descrito em relação à Figura 4.

[0180] Ou seja, a seção central 64 é transportada em dois cilindros 69 que têm a construção e operação de cilindros 116 e 117, um dos quais é mostrado em 69 na Figura 9. O cilindro 71 da seção de aba tem a mesma construção e operação que àquelas dos cilindros 116, 117. Conforme mostrado na Figura 9, o cilindro 69 da seção central trabalha em cooperação com o cilindro 71 da seção de aba.

[0181] De modo simétrico, outro cilindro de sustentação para a seção central trabalha em cooperação com um cilindro da segunda seção de aba, porém esses não são mostrados e descritos à medida que eles são simétricos aos componentes 69 e

71.

[0182] Os cilindros de sustentação 69 e 71 atuam de modo que uma proporção de uma força de sustentação para contrabalançar o peso do componente de colheita seja fornecida por uma força de elevação a partir do aparelho de sustentação e uma porção restante seja fornecida pelo componente de engate no solo causada pela pressão sobre o solo no solo. Isso é claramente descrito acima, em que os cilindros 69 e 71 operam dessa maneira em relação às seções 64 e 65.

[0183] O cilindro 69 inclui uma pistão 74 que divide o cilindro em câmaras inferior e superior 74A, 74B. O cilindro 71 inclui um pistão 75 que divide o cilindro em câmaras separadas 75A, 75B.

[0184] O primeiro aparelho de sustentação 68 inclui, desse modo, o primeiro cilindro de flutuação hidráulico 69 e um primeiro sistema hidráulico geralmente indicado em 76. O sistema 76 inclui uma primeira seção 76A que fornece o fluido hidráulico sob pressão para a câmara 74A e uma segunda seção 76B que fornece fluido hidráulico sob pressão para a câmara 74B.

[0185] O segundo aparelho de sustentação 68A inclui, desse modo, o segundo cilindro de flutuação hidráulico 71 e um segundo sistema hidráulico geralmente indicado em 80. O sistema 80 inclui a primeira seção 76A, que é comum a ambos os cilindros 69 e 71, que fornece fluido hidráulico sob pressão para a câmara 75A e uma segunda seção 80B que fornece fluido hidráulico sob pressão para a câmara 75B.

[0186] A seção 76A que é comum para as câmaras 74A e 75A inclui um acumulador 761 carregado a uma pressão exigida por um sistema de carga 770, um sensor de pressão 762, uma válvula de bloqueio 763, uma trajetória 764 para a câmara 74A e uma trajetória 765 para a câmara 75A.

[0187] A seção 76B para a câmara 74B inclui um acumulador 766, uma válvula PPRR 767, um sensor de pressão 768 e uma trajetória 769 para a câmara 74B.

[0188] A seção 80B para a câmara 75B inclui o acumulador 766, uma PRR válvula 801, um sensor de pressão 802, uma válvula de bloqueio 803 e uma trajetória 804 para a câmara 75B.

[0189] O acumulador comum 761 para as câmaras 74A e 75A atua para carregar essas câmaras a uma pressão de elevação maior que a pressão de elevação exigida. O acumulador é carregado a uma pressão definida, conforme descrito acima.

[0190] As válvulas PPRR 767 e 801 operam da maneira descrita acima em relação às câmaras 74B e 75B.

[0191] Um sistema de controle eletrônico 81 recebe entrada dos sensores de posição 82 e 83 que detectam posições de movimento dos cilindros 69 e 71. O controle 81 fornece saídas para controlar as válvulas PPR 767 e 801 e o sistema de carga 770.

[0192] Conforme anteriormente descrito, os cilindros 69 e 71, desse modo, fornecem uma força de elevação no lado dos pistões 74 e 75 definida pelas câmaras 74A e 75A que é definida como um valor exigido pelo sistema de carga 761 e mantido no valor definido e apenas controlado contra desvio. Uma contrapressão é aplicada pelas válvulas PPRR 767 e 801 às câmaras 74B e 75B sob controle pelo controle 81 com o uso das operações e algoritmos descritos acima.

[0193] O controle 81, desse modo, atua para fornecer um sinal de controle para variar a pressão pelo menos do primeiro sistema hidráulico 76 controlando-se a válvula 767 para alterar a contrapressão na câmara 74A. Para fazer isso, o controle 81 recebe comunicação do sensor de posição 83 no segundo aparelho de sustentação 68A de modo que o movimento pivotante da seção de armação de aba em relação à seção de armação central altere a pressão no primeiro sistema hidráulico da seção central.

[0194] Além disso, conforme mostrado, o controle 81 recebe comunicação tanto do primeiro aparelho de sustentação no sensor de posição 82 como do segundo aparelho de sustentação no sensor 83 para variar a pressão tanto do primeiro como do segundo sistemas hidráulicos nas válvulas 767 e 801.

[0195] Conforme descrito anteriormente, a válvula 767 tem a característica de que a disposição de válvula atua para manter a pressão do fluido hidráulico na câmara 74B em um valor constante dependente do sinal de controle a partir do controle 81. De modo simétrico e em uma pressão diferente, conforme necessário, a válvula 801 tem a característica de que a disposição de válvula atua para manter a pressão do fluido hidráulico na câmara 75B em um valor constante dependente do sinal de controle a partir do controle 81 durante alterações no volume da câmara causadas pelo movimento do pistão.

[0196] O primeiro sistema hidráulico compreende um primeiro sistema de pressão de elevação 76A disposto para aplicar uma pressão a um lado do pistão 74 no cilindro 69 em uma direção para elevar o componente de colheita, em que a pressão define uma força de elevação maior que uma força de elevação necessária e o sistema de pressão para baixo 76B para aplicar a pressão para baixo em uma direção para baixar o componente de colheita e aplicar a pressão sobre o solo no solo. O segundo sistema hidráulico 80 compreende um segundo sistema de pressão de elevação definido pelo sistema comum 76A disposto para aplicar uma pressão a um lado do pistão 75 no segundo cilindro 81 em uma direção para elevar o componente de colheita e o segundo de pressão para baixo 80 para aplicar uma pressão para baixo em uma direção para abaixar o componente de colheita e para aplicar a pressão sobre o solo no solo.

[0197] O sistema de controle eletrônico opera para variar o primeiro e o segundo sistemas de pressão para baixo e não no primeiro e no segundo sistemas de pressão de elevação que permanecem constantes quando ajustados pelo sistema de carga 770.

[0198] O primeiro e o segundo sistemas de pressão de elevação definidos pelo sistema comum 76A incluem o acumulador comum 761, de modo que a flexão descendente da seção de armação de aba force o fluido adicional a partir da câmara 75A para dentro da câmara 74A do cilindro 69 para aplicar pressão de elevação adicional à seção de armação central e, de modo que a flexão ascendente da segunda seção de armação remova o fluido do cilindro do primeiro sistema hidráulico para aplicar pressão de elevação reduzida à primeira seção de armação.

[0199] Conforme anteriormente descrito e mostrado na Figura 6, o controle 81 é disposto para variar a pressão na câmara 74A do cilindro 69, de modo que a força de elevação seja reduzida tanto quando o componente de colheita flutua para cima a partir de uma posição de flutuação intermediária como quando o componente de colheita flutua para baixo a partir da posição de flutuação intermediária.

[0200] Conforme descrito acima, o controle 81 é operado para gerar um valor indicativo de aceleração e/ou velocidade do componente de colheita no dito movimento de flutuação ascendente e/ou descendente do componente de colheita e para variar o sinal de controle em resposta ao dito valor de aceleração e/ou velocidade.

[0201] A Figura 9 mostra um lado de todo o sistema, em que os componentes ilustrados são duplicados para o outro lado da plataforma, exceto para o acumulador superior 766, em que apenas um é exigido para toda a máquina e esse acumulador tem taxa de pressão e fluxo suficientes para todas as quatro disposições de válvula PPRR.

[0202] Nessa modalidade, há um acumulador 761 que é usado para fornecer a pressão para flutuar todo um lado da plataforma e flutuar a aba. Os cilindros podem ser dimensionados de modo que a pressão exigida para cada uma das funções (flutuação e flexão) possa ser substancialmente igual, de modo que as pressões de controle a partir das duas válvulas PPRR 767 e 801 possam ser similares.

[0203] Com essa modalidade, quando a aba flutua para cima, a pressão no acumulador inferior 761 irá diminuir naturalmente porque o óleo irá sair do acumulador para elevar a aba, o que fará com que a força de elevação do cilindro de flutuação 69 diminua naturalmente mesmo antes de uma alteração no lado superior 75B do cilindro pressão com a válvula PPRR. Esse é um efeito desejável, embora não seja necessário, uma vez que o sistema pode obter esse controle complemente pela válvula PPRR. Ou seja, em uma disposição alternativa (não mostrado) o acumulador 761 é separado em dois acumuladores individuais em sua própria pressão definida com cada um carregando as câmaras 74A e 75A, respectivamente, em que o efeito pelo qual as câmaras 74A e 75A se comunicam para transferir automaticamente as forças de elevação não é mais usado e é totalmente substituído pela contrapressão dentro das câmaras 74B e 75B.

[0204] As válvulas de bloqueio 763 e 803 mostradas servem para bloquear a flexão e a flutuação em uma posição fixa para serem usadas quando se desconecta a plataforma da colheitadeira combinada e/ou para transporte.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Máquina de colheita CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: um veículo de sustentação para passar sobre o solo; um componente de colheita que inclui um sistema de engate de cultura e pelo menos um componente de engate no solo para fornecer uma força de sustentação a partir do solo; um aparelho de sustentação para sustentar o componente de colheita, de modo que uma proporção de uma força de sustentação para contrabalançar o peso do componente de colheita seja fornecida por uma força de elevação a partir do aparelho de sustentação e uma porção restante seja fornecida pelo componente de engate no solo causada pela pressão sobre o solo no solo; sendo que o aparelho de sustentação é disposto para sustentar o componente de colheita para movimento de flutuação ascendente e descendente em relação a uma posição de flutuação intermediária do componente de colheita; sendo que o aparelho de sustentação compreende: pelo menos um cilindro de flutuação hidráulico; um sistema hidráulico que contém um fluido hidráulico sob pressão; um sistema de controle eletrônico para fornecer um sinal de controle, a fim de variar a pressão; sendo que o sistema de controle eletrônico é disposto para variar a pressão, de modo que a força de elevação do aparelho de sustentação seja reduzida tanto quando o componente de colheita flutua para cima a partir da dita posição de flutuação intermediária como quando o componente de colheita flutua para baixo a partir da dita posição de flutuação intermediária.

2. Máquina de colheita, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito sistema de controle eletrônico e o dito sensor são dispostos em resposta ao dito sinal para gerar um valor indicativo de aceleração e/ou velocidade do sistema de engate de cultura no dito movimento de flutuação ascendente e descendente do componente de colheita e para variar o sinal de controle em resposta ao dito valor de aceleração e/ou velocidade.

3. Máquina de colheita, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que a posição de flutuação intermediária inclui uma região em cada lado de um ponto no qual a região da força de elevação é mantida constante.

4. Máquina de colheita, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a taxa de redução da força de elevação em um lado da posição de flutuação intermediária é diferente daquela do outro lado.

5. Máquina de colheita, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADA pelo fato de que a taxa de redução da força de elevação à medida que o componente de colheita se move para cima é maior do que quando o componente de colheita se move para baixo.

6. Máquina de colheita, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que a redução da força de elevação é proporcional à distância movida.

7. Máquina de colheita, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que a disposição de válvula tem a característica de que a disposição de válvula atua para manter a pressão do fluido hidráulico na câmara em um valor constante, cujo valor é dependente de um sinal de controle aplicado à disposição de válvula, durante alterações no volume da câmara causadas pelo movimento do pistão.

8. Máquina de colheita, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADA pelo fato de que o aparelho de sustentação compreende pelo menos um cilindro de flutuação hidráulico que tem um pistão móvel no cilindro disposto de modo que o movimento do pistão em relação ao cilindro faça com que a dita força de elevação seja aplicada ao componente de colheita; em que um sistema hidráulico que contém um fluido hidráulico sob pressão para aplicar uma pressão a um lado do pistão no dito pelo menos um cilindro em uma direção para elevar o componente de colheita; sendo que o sistema hidráulico em operação é disposto para fornecer uma pressão que define uma força de elevação maior que uma força de elevação necessária; e sendo que é fornecido um sistema de pressão para baixo para aplicar uma pressão para baixo ao componente de colheita em uma direção para abaixar o componente de colheita e para aplicar a dita pressão sobre o solo no solo; sendo que o dito sistema de controle eletrônico para é fornecer um sinal de controle a fim de variar a pressão para baixo do sistema de pressão para baixo; sendo que o sistema de controle eletrônico opera no sistema de pressão para baixo e não no sistema hidráulico; e sendo que o sistema de controle eletrônico opera no sistema de pressão para baixo e leva em consideração alterações na pressão do sistema de pressão de elevação causadas pelo movimento do pistão.

9. Máquina de colheita, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que é fornecido um sensor disposto para fornecer um sinal de sensor para o dito sistema de controle eletrônico em resposta ao movimento do componente de colheita no dito movimento de flutuação ascendente e descendente do componente de colheita, sendo que o dito sistema de controle eletrônico é disposto em resposta ao dito sinal de sensor para alterar temporariamente o sinal de controle para alterar temporariamente a pressão para baixo.

10. Máquina de colheita, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito sistema de controle eletrônico é disposto subsequentemente em resposta ao dito sinal de sensor para reverter para um valor definido da pressão para baixo.

11. Máquina de colheita, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito sistema de controle eletrônico é disposto em resposta a alterações no dito sinal de sensor para alterar temporariamente o sinal de controle para variar a força para baixo do sistema de pressão para baixo em resposta ao movimento detectado do componente de colheita.

12. Máquina de colheita, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, CARACTERIZADA pelo fato de que o sistema de pressão para baixo é disposto para variar pressão em um sistema hidráulico de pressão para baixo, em que o fluido hidráulico do sistema hidráulico de pressão para baixo é aplicado ao cilindro em uma face reversa do pistão a fim de se opor à pressão do dito sistema hidráulico.

13. Máquina de colheita CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: um veículo de sustentação para passar sobre o solo; um componente de colheita que inclui um sistema de engate de cultura e pelo menos um componente de engate no solo para fornecer uma força de sustentação a partir do solo; um aparelho de sustentação para sustentar o componente de colheita em relação ao veículo para movimento de flutuação ascendente e descendente do componente de colheita, de modo que uma proporção de uma força de sustentação para contrabalançar o peso do componente de colheita seja fornecida por uma força de elevação a partir do aparelho de sustentação e uma porção restante seja fornecida pelo componente de engate no solo causada pela pressão sobre o solo no solo; sendo que o aparelho de sustentação compreende: pelo menos um cilindro de flutuação hidráulico que tem um pistão móvel no cilindro disposto de modo que o movimento do pistão em relação ao cilindro faça com que a dita força de elevação seja aplicada ao componente de colheita; um sistema hidráulico que contém um fluido hidráulico sob pressão para aplicar uma pressão a um lado do pistão no dito pelo menos um cilindro em uma direção para elevar o componente de colheita; sendo que o sistema hidráulico em operação é disposto para fornecer uma pressão que define uma força de elevação maior que uma força de elevação necessária; e um sistema de pressão para baixo para aplicar uma pressão para baixo ao componente de colheita em uma direção para abaixar o componente de colheita e para aplicar a dita pressão sobre o solo no solo; em que o sistema de pressão para baixo inclui um sistema de controle eletrônico para fornecer um sinal de controle a fim de variar a pressão para baixo; sendo que o sistema de controle eletrônico opera no sistema de pressão para baixo e não no sistema hidráulico; e sendo que o sistema de controle eletrônico opera no sistema de pressão para baixo e leva em consideração alterações na pressão do sistema de pressão de elevação causadas pelo movimento do pistão.

14. Máquina de colheita, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADA pelo fato de que é fornecido um sensor disposto para fornecer um sinal de sensor para o dito sistema de controle eletrônico em resposta ao movimento do componente de colheita no dito movimento de flutuação ascendente e descendente do componente de colheita, sendo que o dito sistema de controle eletrônico é disposto em resposta ao dito sinal de sensor para alterar temporariamente o sinal de controle para alterar temporariamente a pressão para baixo.

15. Máquina de colheita, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito sistema de controle eletrônico é disposto subsequentemente em resposta ao dito sinal de sensor para reverter para um valor definido da pressão para baixo.

16. Máquina de colheita, de acordo com a reivindicação 14 ou 15,

CARACTERIZADA pelo fato de que o dito sistema de controle eletrônico é disposto em resposta a alterações no dito sinal de sensor para alterar temporariamente o sinal de controle para variar a força para baixo do sistema de pressão para baixo em resposta ao movimento detectado do componente de colheita.

17. Máquina de colheita, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, CARACTERIZADA pelo fato de que o sistema de pressão para baixo é disposto para variar pressão em um sistema hidráulico de pressão para baixo, em que o fluido hidráulico do sistema hidráulico de pressão para baixo é aplicado ao cilindro em uma face reversa do pistão a fim de se opor à pressão do dito sistema hidráulico.