CN102413678A - 具有称重系统的打包机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方包打包机(10)，所述方包打包机包括用于当后部部分(26)枢转到捆包排出位置中时在称重时间间隔期间对捆包称重的装置。后部部分(26)还包括用于改变沿着后部部分(26)运动的捆包的速度的制动器(103)。根据本发明，制动器(103)构造成施加可调节的制动力。这样得到具有改进的准确度的称重系统。

Description

具有称重系统的打包机
技术领域
本发明涉及农业方包打包机，所述农业方包打包机用于从田地拾取诸如干草或秸秆的农作物物料并且将农作物物料形成矩形捆包。本发明尤其涉及一种设有称重系统的打包机，所述称重系统配备有用于在捆包从打包机排出之前减慢捆包的运动的制动器。
背景技术
农业方包打包机将农作物物料收集到打包室中，在所述打包室处农作物物料通过往复活塞被压缩成平行六面体包。所完成的包被束缚以形成捆包，所述捆包继续在打包机的出口处的导引件或滑道上传输，所述导引件或滑道是所谓的捆包滑槽，所述捆包从所述导引件或滑道降到地面。现有技术的系统中的捆包滑槽通常设有倾斜机构以通过将捆包缓慢地降到地面而避免破坏捆包。在EP-A-0974260和EP-A-1935232中说明了已知的该类型的打包机的示例。在某些打包机中，捆包在排出之前还被称重。例如在EP-A-1935232中，捆包滑槽具有后部部分，所述后部部分可围绕位于捆包支承面下方的轴枢转。后部部分还设有通过承载梁支撑的称重台，所述承载梁构造成产生重量测量信号。EP-A-1935232的打包机还可以设有制动器以当捆包处于称重台上时使捆包减速。当称重台由辊式运输机形成时，这种制动器可以是布置在辊上的摩擦制动器，或者是包含在支承面中的可替换的摩擦垫或边缘。然而，这种制动系统现在设置为通过操作员手动地激活的机械制动器。因此，制动作用既不是总是必要的，也不适于在地形和农作物方面的具体条件。尤其就EP-A-1935232的打包机而言，因为称重台的枢转轴的具体结构和位置，一旦捆包的重心运动越过该枢转轴，捆包趋向于在摩擦力和重力的影响下运动。然而，该捆包的运动不受控制，并且受到农作物、天气和地形的当地条件影响。当考虑到重量测量信号时，该不受控制的运动导致随机误差，所述随机误差难以以系统的方式补偿。因此，需要从捆包定位在称重台上的时刻开始对捆包进行更多的控制，以便提高称重系统的精度。
发明内容
本发明的目的是改进具有称重装置的打包机，以便提高称重装置的精度。
本发明涉及如在所附权利要求书中所述的方包打包机和方法。
根据本发明的第一方面，提供一种方包打包机，所述方包打包机具有打包室和捆包滑槽，所述打包室具有往复活塞，所述捆包滑槽布置在打包室的排出端部处，所述捆包滑槽包括：
●前部部分；
●后部部分，所述后部部分围绕水平轴枢转地安装到前部部分，用于在上部的捆包支撑位置和下部的捆包排出位置之间枢转；
●水平轴位于捆包滑动的平面下方并且从后部部分的前缘向后偏移；
●后部部分还包括用于当后部部分枢转到捆包排出位置中时在称重时间间隔期间对捆包称重的装置；并且
后部部分还包括用于改变沿着后部部分运动的捆包的速度的制动器，其特征在于，制动器构造成施加可调节的制动力，并且打包机还包括：
●用于产生或者接收指示称重时间间隔的一个或多个参数的装置；
●控制装置，其构造成基于所述一个或多个参数调节制动力。
这样，通过简单的装置提高重量测量的准确度，所述简单的装置可对现有的打包机改型。
制动器构造成产生连续变化的或步进变化的制动力。
用于产生参数的装置可以包括微处理器，所述微处理器构造成接收由称重装置所产生的电子信号，所述称重装置例如是承载梁，所述微处理器还构造成基于电子信号计算参数(多个参数)，例如tx。
用于产生参数的装置可以包括一个或多个倾斜度传感器和处理器，所述一个或多个倾斜度传感器构造成测量可枢转的框架的倾斜度，所述处理器构造成基于由所述一个或多个倾斜度传感器所产生的信号计算参数。
根据本发明的第二方面，提供一种用于对来自根据本发明的第一方面的方包打包机的捆包称重的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
●在方包打包机(10)中产生捆包；
●使捆包运动到捆包滑槽(20)上；
●测量捆包的重量；
●产生或者接收指示称重时间间隔的一个或多个参数；
●基于所述一个或多个参数调节制动器(103)的制动力。
这样，以简单的方式提高重量测量的准确度。
附图说明
现在将通过示例参照附图进一步详细地说明本发明，其中：
●图1示出根据本发明的实施例的打包机；
●图2示出根据图1的打包机的剖视图；
●图3示出由如图1中所示的打包机所产生的捆包的重量测量信号，其作为时间的函数；
●图4、5和6示出图2的重量测量信号的细节；
●图7示出施加在打包机中的控制循环的组成部分和根据本发明的称重方法的示意图。
具体实施方式
图1和2示出根据本发明的打包机10。主要结构部件与EP1935232中所述的打包机相对应，并且主要结构部件包括打包机框架12，所述打包机框架12优选地构造成被钩挂到牵引车(未示出)上。方形捆包通过往复活塞形成在打包室16中，捆包继而被束缚并且从打包室的后部端部排放到捆包滑槽20上。捆包滑槽由两个部分形成：前部部分22和后部部分26。前部部分22包括：第一部分22a，其枢转地附装到打包机框架12上；和第二部分，其形成由竖直板22b和水平板22c构成的框架。第二部分22b、22c借助轴28枢转地附装到第一部分22a，所述轴28仅用于使滑槽的后部部分运动到运输位置中，如在EP1935232中更加详细地说明。后部部分26包括：枢转框架26a，所述枢转框架26a围绕轴128枢转，所述轴128位于前部部分22a的支承面下方且在后部部分26的前缘后面；和称重台26b，所述称重台26b借助承载梁26c支撑在枢转框架26a上。以此方式枢转地安装到前部部分22的后部部分26围绕与行进方向垂直的水平轴128在上部的捆包支撑位置和下部的捆包排出位置之间枢转，以允许每个捆包当离开捆包滑槽20时在捆包不倾倒到其端部上的情况下将捆包降到地面上。一旦称重台26b在捆包排出位置中枢转，则枢转轴128的位置使捆包清楚地分离，以便使捆包可以在该适当的称重时间间隔期间被称重。称重台由辊式运输机形成，如可在图2中更加清晰地看到。根据本发明的该实施例，多个辊中的一个辊，优选地是最后的辊30，设有安装在辊的轴上的制动器件，并且构造成通过制动力影响辊的转速。制动器103可以是已知类型的磁力制动器，例如来自Warner Electric的法兰安装的制动器。制动器能够是其它已知的构造，例如液力盘式制动器或鼓式制动器。通常，可用于本发明的制动器具有可基于控制信号调节的制动力。这意味着控制器可以被激活或者不起作用，并且当相关的控制信号传递到制动器时，可以改变所得到的制动力。优选地，制动力的改变可以持续的方式或步进的方式控制。打包机包括用于产生这种控制信号的控制装置。所述控制装置可以是现有技术中已知的任何类型的电子控制器单元。
图3示出当使用根据本发明的打包机执行根据本发明的方法时作为时间的函数的称重数据记录。圆圈示出捆包的实际重量，而星形指示由承载梁信号得到的重量。可以看到，两个值并不总是对应。在图4、5和6中，更加清晰地观察由图3中的相同的附图标记所指示的测量结果。在全部三种情况下，Wp表示与测量重量值(单位kg)对应的测量信号的峰值。确定时间间隔tx，该时间间隔tx在测量重量紧在达到Wp之前达到Wp-Wx处的点与测量重量紧在已经达到峰值重量Wp之后达到Wp-Wx处的点之间。Wx是适当的阈值重量并且在图4、5和6中所示的示例中被设定到10kg，但是可以选择为不同的重量或者Wp的某一百分数。时间间隔tx指示捆包处于最佳称重条件时的时间间隔。图4示出最期望的状况，其中tx等于约1.5s，其大约与打包机的活塞运动的周期(42循环/分钟)对应。测量重量较好地与捆包的实际重量对应。在图5的情况下，捆包已经在较高的速度下沿着称重台运动，产生约0.5s的时间间隔tx。这可能是由于以下事实：打包机例如沿着斜坡运动。显然，重量信号还没有被足够快速地处理以能够接近实际重量，并且产生了不可忽略的误差。在图6中，示出捆包在称重台上花费太多时间时的测量。重量信号的振荡可能是由于地形的凸起，导致捆包在称重台上上下跳动，或者可能是由于从打包室16中出来的下一个捆包的影响。结果表明峰值重量是实际重量的过高估值。
根据优选的实施例，将活塞周期作为tx的期望值，其因而用作控制参数以控制制动器。当测量重量时，确定tx，并且基于该参数调节制动动力。例如，如果tx小于1.5s时，则制动动力增大，并且如果tx大于1.5s时，则制动动力减小。这在图7中绘制的控制循环中示意性地示出，并且所述控制循环包括：承载梁26c；处理单元101，在该处测量重量信号被处理以产生tx值；和控制单元102，其基于tx控制制动器103。
该控制循环限定根据本发明的该实施例的方法，所述方法包括以下步骤：
●在方包打包机的打包室中产生捆包；
●使捆包运动到捆包滑槽上；
●测量作为时间的函数的捆包重量；
●从该测量得到参数tx，其指示称重时间间隔；
●基于tx调节由制动器施加在打包室中所产生的下一个捆包上的制动力。
这里没有说明精确的控制算法，并且精确的控制算法也是在本领域的技术人员的知识范围内。当考虑到该方法作为图3中所应用的方法时，在附图标记4所标识的重量测量处开始，tx将约为1.5s，如以上参照图4的说明所解释。因为这表示称重时间间隔等于期望的称重时间间隔，所以控制器将把等于当前制动力的制动力应用为用于下一个捆包的制动力。在附图标记5所标识的下一次重量测量期间，tx约为0.5s，如以上参照图5的说明所解释。因为这表示称重时间间隔小于期望的称重时间间隔，所以与当前的制动力相比，控制器将减小用于下一个捆包的制动力。在下一次重量测量期间，所减小的制动力将导致约1.5s的tx，并且该制动力将继续保持用于下一个捆包。在附图标记6所标识的下一次重量测量期间，tx大于1.5s，如以上参照图6的说明所解释。因为这表示称重时间间隔大于期望的称重时间间隔，所以与当前的制动力相比，控制器将增大用于下一个捆包的制动力。在下一次重量测量期间，所增大的制动力将导致约1.5s的tx，并且该制动力将继续保持用于下一个捆包。为了确定参数tx，10kg的Wx值可以用其它值替换。然而，如果该值太小，则图6中所示类型的误差将无法检测到。
制动器的控制可以基于除了tx以外的其它参数。在根据EP-A-1935232的图1中所示的打包机上，可以存在有倾斜度传感器以测量称重台26b的倾斜度。如在EP-A-1935232中所述，这些倾斜度传感器可以用于确定时间间隔ti，在所述时间间隔ti期间，称重台处于预定的倾斜度范围内，所述预定的倾斜度范围是最佳称重范围，例如围绕水平线14度。时间间隔ti则可以以相同的方式用作上述的tx，作为用于控制制动力的基础。
正常地，制动器可以在每次重量测量之后完全不起作用并且在下一次测量之前被重新激活。这可以是有用的，这是因为制动动力会在实际的测量周期之外对捆包排出有消极影响。例如，在时间间隔tx之后或者在时间间隔ti之后的给定的秒数，制动器不起作用，并且当通过倾斜度传感器检测到称重台的第一次倾斜时，或者当重量测量信号经过指示称重台上存在有捆包的某一最小重量时，制动器被重新激活。
在上述的方法中，tx或ti的每个确定值都用作用于在下一次重量测量期间调节制动器的基础。或者，当处理器充分快速地操作时，可以在每个测量周期内控制制动器，以在对捆包称重时影响捆包的速度。这可以例如通过测量每个上升的重量测量峰值的斜率并且基于该斜率调节制动动力而实现。
根据一个实施例，基于打包机在其上运动的地形的倾斜度而控制制动力。在本技术领域中已知在打包机上施加检测装置来检测该倾斜度。指示该倾斜度的信号可以用作用于控制制动力的输入，以便当打包机沿着下坡运动(即，被牵引)时，施加较小的制动力，并且当打包机沿着上坡运动时，施加较大的制动力。
根据另一个实施例，可以存在有这样的装置，即，所述装置输入指示被打包机收集的农作物的类型的参数。操作员例如可以在打包开始之前输入这种参数。控制装置继而被编程以根据农作物的类型施加制动力：例如，具有较高密度的农作物会接收到较大的制动力。
上述的全部参数可以通过根据本发明的方法单独地或者组合地用在打包机上。
本发明可应用到任何类型的制动系统，而不仅应用到安装在辊式运输机的辊上的制动器。例如，同样的控制方法可以应用在可运动的摩擦板或摩擦垫上，所述可运动的摩擦板或摩擦垫构造成在捆包的一个或多个表面上施加摩擦力，由此影响捆包沿着捆包滑槽的速度。
由权利要求书所限定的本发明不受附图中所示的和所述的示例性实施例限制，但是可以等同地包括落入权利要求书的范围内的组合和变型方案。

Claims (15)

1.一种方包打包机(10)，所述方包打包机具有打包室(16)和捆包滑槽(20)，所述打包室具有往复活塞，所述捆包滑槽布置在所述打包室(16)的排出端部处，所述捆包滑槽(20)包括：
-前部部分(22，22a，22b，22c)；
-后部部分(26，26a，26b，26c)，所述后部部分围绕水平轴(128)枢转地安装到所述前部部分(22，22a，22b，22c)，用于在上部的捆包支撑位置和下部的捆包排出位置之间枢转；
-所述水平轴(128)位于捆包滑动的平面下方并且从所述后部部分(26)的前缘向后偏移；
-所述后部部分(26)还包括用于当所述后部部分(26)枢转到所述捆包排出位置中时在称重时间间隔期间对捆包称重的装置；并且
-所述后部部分(26)还包括制动器(103)，所述制动器用于改变沿着所述后部部分(26)运动的捆包的速度，
其特征在于，所述制动器(103)构造成施加能调节的制动力，并且所述打包机还包括：
-用于产生或者接收指示所述称重时间间隔的一个或多个参数的装置(26c，101)；
-控制装置(102)，其构造成基于所述一个或多个参数调节所述制动力。
2.根据权利要求1所述的打包机，其特征在于，所述后部部分(26)包括辊式运输机，并且所述制动器(103)安装在所述辊式运输机的辊中的至少一个辊(30)的轴上，所述制动器构造成影响所述至少一个辊的转速。
3.根据权利要求1所述的打包机，其特征在于，所述制动器(103)包括一个或多个能运动的制动板或制动垫，所述一个或多个能运动的制动板或制动垫构造成在捆包的一个或多个表面上施加摩擦力。
4.根据以上权利要求中任一项所述的打包机，其特征在于，所述用于对捆包称重的装置包括承载梁(26c)，并且所述后部部分(26)包括：
-枢转框架(26a)，其围绕所述水平轴(128)枢转；和
-分离的称重台(26b)，其借助包括所述承载梁(26c)的支架支撑在所述枢转框架(26a)上。
5.根据权利要求4所述的打包机，其特征在于，设置用于测量所述枢转框架(26a)相对于所述捆包滑槽(20)的其余部分的倾斜度的装置，并且所述倾斜度产生指示所述称重时间间隔的参数。
6.根据以上权利要求中任一项所述的打包机，其特征在于，由所述用于对捆包称重的装置测量到的重量产生指示所述称重时间间隔的参数。
7.根据以上权利要求中任一项所述的打包机，其特征在于，所述打包机包括用于测量所述打包机相对于水平线的倾斜度的装置，并且其中，所述倾斜度产生指示所述称重时间间隔的参数。
8.根据以上权利要求中任一项所述的打包机，其特征在于，所述打包机包括用于接收指示被所述打包机收集的农作物类型的参数的装置，并且其中，该参数产生指示所述称重时间间隔的参数。
9.一种用于对来自根据以上权利要求中任一项所述的方包打包机的捆包称重的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-在所述方包打包机(10)中产生捆包；
-使所述捆包运动到所述捆包滑槽(20)上；
-测量所述捆包的重量；
-产生或者接收指示所述称重时间间隔的一个或多个参数；
-基于所述一个或多个参数调节所述制动器(103)的制动力。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过以下方式产生所述指示称重时间间隔的参数中的至少一个：
-从所述捆包的重量测量确定峰值重量测量值Wp；
-从所述捆包的重量测量确定在当测量重量紧在所述峰值重量测量值Wp之前等于Wp-Wth时的时刻与当所述测量重量紧在所述峰值重量测量值Wp之后再次等于Wp-Wth时的时刻之间的时间间隔tx。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过以下方式产生所述指示称重时间间隔的参数中的至少一个：从所述捆包的重量测量确定当测量重量曲线朝向所述峰值重量测量值Wp上升时的所述测量重量曲线的斜率。
12.根据当引用权利要求4时的权利要求9及其从属权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过以下方式产生所述指示称重时间间隔的参数中的至少一个：从对所述称重台(26b)的倾斜度的测量确定时间间隔ti，在所述时间间隔ti期间所述称重台(26b)的倾斜度处于预定的范围。
13.根据以上权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，当所述称重时间间隔小于所述往复活塞的周期时，所述制动力增大，并且当所述称重时间间隔大于所述往复活塞的周期时，所述制动力减小。
14.根据以上权利要求9至13中任一项所述的方法，其特征在于，在已经对捆包称重之后开始到对下一个捆包称重之前为止的时间间隔期间使所述制动器(103)不起作用。
15.根据以上权利要求9至14中任一项所述的方法，其特征在于，由指示所述打包机在其上运动的地形的倾斜度的参数和/或指示被所述打包机收集的农作物类型的参数确定所述指示称重时间间隔的参数中的至少一个。
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