CN103416170A - 具有形状检测器的农用打捆机和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于农业材料的打捆机，包括将通道中的农作物材料压缩成薄层的往复活塞，所述薄层层叠以提供具有预期尺寸的捆长度。打捆机由具有操作者显示器的可操纵拖拉机牵引和供给动力。容纳活塞的通道具有支撑星形轮的左侧壁和右侧壁，星形轮具有突进到用于薄层和捆的通道中的点。捆从右侧到左侧的相对运动被确定并被指示给车辆的操作者，以向右、向左或直线驾驶，从而确保捆在它们的宽度范围内具有均匀的厚度。

Description

具有形状检测器的农用打捆机和方法

技术领域

本发明涉及农用打捆机，并且更特别地，涉及用于检测捆的形状的系统和方法。

背景技术

活塞式干草打捆机包括框架，该框架被钩在拖拉机上，并被构造为将诸如干草或稻草之类的农作物材料接收在挤压腔中，在挤压腔中农作物材料被挤压并形成捆。打捆机包括装载机构，农作物材料被从地面收集到装载机构中，随后被以与活塞同步的方式发送到挤压通道中。活塞以往复方式在挤压通道中移动并遇到移入通道中的农作物材料的每个新的分段(薄层)，用于压缩成捆。在已经将足够量的农作物材料压入挤压通道中之后，线绳穿线机构将线绳插入穿过被压缩的材料的一部分中，随后线绳被系紧以完成所述捆的捆绑。捆随后进一步行进通过挤压通道并被从打捆机中排出。

为了储存、堆积和运送目的，打捆装置中的捆的形状在确定捆的合适的长度和矩形性时是重要的。当前的系统通过检测作为施加在活塞和用来压缩薄层的相关联的机构的反作用力的压力确定捆形状和长度。当该作用力超过给定水平时，捆被确定为具有合适的长度，并且随后启动后续的过程。

然而，这种装置的问题在于，用于确定捆的长度的压力检测在最后一组薄层进入它们在其中被压缩的通道中之前并不发生。结果，从一侧到另一侧具有变化的厚度的薄层可能进入室，从而代替形成最终的捆的矩形薄层，在一侧和另一侧之间可能存在偏移。这种畸形对堆放所产生的捆和/或运送它们的能力会具有影响。

因此，本领域中需要的是用于以精确的测量动态地和有效地检测捆的形状的装置和方法。

发明内容

本发明提供捆的形状的动态的和有效的检测。

在一种形式中，本发明涉及一种用于捆的捆形状检测系统，包括通道，该通道具有用于接收农作物材料的左侧壁和右侧壁。活塞在所述通道以将材料薄层连续地压缩成捆。左侧装置和右侧装置分别安装在所述左侧壁和右侧壁上，用于测量所述薄层的相对运动，由此检测捆的形状。

在另一种形式中，本发明涉及一种农用收割装置，包括用于在被切割的农作物材料的行上横过农田的可操纵车辆。打捆机能够与车辆一起在农田上移动，并且所述打捆机具有带有左侧壁和右侧壁的通道，所述通道用于接收农作物材料。活塞被安装为用于在所述通道内进行往复运动，用于将农作物材料压缩成薄层，所述薄层层叠以形成完整的捆。左侧装置和右侧装置分别安装在所述左侧壁和右侧壁中，用于确定右侧和左侧薄层相对于左侧壁和右侧壁的运动。控制机构接收来自所述相对运动装置的信号，用于产生指示向右、向右或直线的定向运动的信号，并且装置具有操作者显示器，该操作者显示器用于向操作者指示在哪个方向上移动以产生均匀成形的捆。

在又一种形式中，本发明是一种收割材料的方法，包括使农作物材料进入由左侧壁和右侧壁限定的通道的步骤。由往复活塞压缩农作物材料以产生分离的薄层。压缩后续的农作物材料以产生形成捆的层叠的薄层。检测薄层的左端和右端相对于右侧壁和左侧壁的运动以确定包括一系列层叠的薄层的捆的形状。

附图说明

通过参照本发明的实施例的结合附图的以下描述，本发明的上述的和其它的特征和优点以及获得它们的方式将变得更加明显，并且将更好地理解本发明本身，其中：

图1为利用本发明的活塞的实施例的拖拉机和打捆机系统的侧视图；

图2为以图1的打捆机系统的示意形式示出的平面图；

图3为图1和2的打捆机的平面图，示出农业材料的捆的形成；

图4为图2和3的相对运动检测部件的组成的详细的透视图；

图5为结合在图1-4的打捆装置中的操作者显示器的示意性图示；和

图6为表示图1-5的方法中示出的步骤顺序的图表。

相应的附图标记贯穿几个视图表示相应的部件。在此提出的示例说明本发明的一个实施例，并且该示例不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

现在参照附图，并且更特别地参照图1，示出了农用打捆设备10，该农用打捆设备10包括拖拉机和打捆机14，拖拉机和打捆机14由连接在其间的动力输出(PTO)轴驱动。虽然被示出为由拖拉机12牵引和接收来自拖拉机12的动力的部件，但本领域技术人员应当明白，该设备可以组合成单个自推进的和可操纵的单元，并且仍然体现本发明。

现在具体地参照图2和3，如以示意性形式示出的图1的系统。如由虚线示出的打捆机14属于活塞式的，并且为此目的，活塞20定位在通道22内以往复运动，并且在往复运动的过程中将农业产物形成为被称为薄层的矩形分段。通道22分别由左侧壁组件24和右侧壁组件26限定。壁部24具有上游部25，活塞20在上游部25中往复运动。上游部25延伸至壁部28并与壁部28成一体，壁部28连接至下游壁部30并向内倾斜至顶点36。壁组件26具有上游部27，上游部27还容纳活塞20。壁部27与在顶点38接合的内向壁部32和外向壁部34连接在一起。为了简化和理解本发明，未示出通道22的上下壁。会合面板是延伸至顶点36和38的向内延伸面板28和32，提供变窄的通道，以将压力施加至如稍后所讨论的那样编成捆的薄层。

为了简化和理解本发明，用于往复活塞20的机构未被示出，但在典型形式中，将是接收来自PTO16的旋转动力的偏心曲柄机构，该旋转动力被转换成往复运动。此外，为了便于理解该过程，未示出用于将农作物材料输送到通道22中的机构，还省略了通过其捆绑所产生的捆的机构。

现在参照图3，示出了被处理的典型的捆。活塞20将农作物材料压缩成本领域已知为单独的薄层29的物件，该薄层29具有由活塞压缩松散材料的程度确定的厚度。薄层29的高度和宽度通常由通道20的宽度和高度决定。如在图3中明显看出，活塞20形成连续的薄层29，连续的薄层29在它们移动通过通道22时被首尾相连地堆放。进入打捆机14的材料的量由进入通道22的材料的分配决定，并且在某种程度上，由拖拉机和打捆机相对于已经被预先割断的农业材料的行的关系决定。如上所述，活塞20的往复运动将薄层29推向通道22的顶点36和38。在薄层29向着图3的左侧的堆叠中，已经由合适的机构由线绳固定捆，以产生捆31。如在图3中明显看出，一些薄层29在通道22中从右侧到左侧可以具有变化的厚度。迄今，捆的长度已经由被PTO16驱动的活塞20或齿轮箱上的反作用力决定，以便仅确定捆31的长度的总测量值。在现有技术中，不具有确定薄层29的厚度的左右变化的能力。

根据本发明，左侧装置40和右侧装置42被设置为确定薄层29相对于左侧壁构件24和右侧壁构件26的运动，以指示哪一侧具有比另一侧大的厚度。如在本文中图示的那样，装置40和42在图4中被图示为包括星形轮52，星形轮52被以轴颈方式连接用于在框架48中旋转，星形轮52由螺钉50固定至各个侧壁并穿过狭槽56和对应的侧壁延伸到通道22中。星形轮52具有突进到通道中的单独的点54，使得星形轮52响应于薄层29相对于通道22的运动旋转。示出计数器58，其被安装为检测和提供关于星形轮52的旋转的信号。如此产生的信号经由线路60或62被连接至ECU64，ECU64又经由线路66连接至显示器68。点54的数量和它们穿过狭槽56到通道22中的突进到被选择为提供相对运动的最佳的和精确的测量。此外，装置40和42定位在顶点36和38的下游，在通道22分叉的位置处，以防止装置40和42反向旋转。这是因为农作物材料的任何反向运动即使未被消除也被最小化。显示器68可以采取多种形式，但如图所示，是具有面向右箭头纹样70和面向左箭头纹样72的显示器。在操作者输入方面，被启动到一侧或另一侧(在本文中被图示为右侧)的箭头纹样(chevrons)的量向操作者指示拖拉机12必须被引向右侧以维持捆的一致厚度。当操作者被引导来回移动直线路径时，最内的相对的箭头纹样70和72提供钻石形状以向操作者指示合适的直线路径。虽然图示了具有作为箭头纹样的LED或LCD标记的显示，但本领域技术人员应当明白，多种其它形式的显示可以用来引导操作者。

为了总结在打捆机14的操作中利用的方法，薄层从左侧相对于右侧的相对运动由计数器58决定，并通过内部电子元件转换成引导操作者转动至左侧或转动至右侧或来回移动直线路径的信号。启动的箭头纹样元件的数量向操作者指示拖拉机必须转动以来回移动农业材料的行的中心的程度。

在图6中图示了该方法的详细实施方案，其中以方块形式示出控制系统的元件。在步骤74中，存在系统启动，来自EEprom的用于左手和右手计数的存储值、之前的捆长度、校准指示器(箭头纹样)的第一、第二和第三存储值被加载。在步骤76中，确定是否已经发送薄层，并且如果已经发送，这表示薄层已经进入通道。在步骤78中，指示是否已经发送活塞20，这开始薄层的压缩过程。在步骤80中，确定左手和右手薄层计数二者，并且在步骤82中确定所述计数之间的差异，以便在步骤84中，在显示器68上显示向右、向左或直线的驱动方向。在步骤86中，驱动方向迂回到最近的箭头值，并且显示器68被更新。在步骤88中，通过确定除以2的用于左手的计数加上右手的计数的数量来计算捆长度。当达到合适的捆长度时，在步骤90中开始捆绑周期，这引起线绳44自动围绕所完成的捆31固定。此时，左手和右手计数相加为零，并且重复循环。

虽然关于至少一个实施例描述了本发明，但在本公开内容的精神和范围内可以进一步修改本发明。因此，本申请意在覆盖本发明的利用其一般原则的任何变化、使用或修改。此外，本申请意在涵盖偏离本公开内容的、如落入本发明所属的技术领域中的已知实践或惯例范围内并且落入所附权利要求的限制内的这种偏离。

Claims (20)

1.一种用于捆的捆形状检测系统，包括：

通道，所述通道具有用于接收农作物材料的左侧壁和右侧壁；

活塞，所述活塞在所述通道中往复以将材料薄层压缩成捆；和

左侧装置和右侧装置，所述左侧装置和右侧装置分别安装在所述左侧壁和右侧壁上，用于测量所述材料薄层的相对运动；

由此检测捆的畸形。

2.根据权利要求1所述的捆形状检测系统，其中所述左侧装置和右侧装置安装在所述左侧壁和右侧壁中，并且突进到所述通道中。

3.根据权利要求2所述的捆形状检测系统，其中所述左侧装置和右侧装置是具有突进到所述通道中的点的星形轮。

4.根据权利要求3所述的捆形状检测系统，还包括用于计数所述星形轮的旋转的装置，由此能够检测相对运动。

5.根据权利要求2所述的捆形状检测系统，其中所述左侧装置和右侧装置安装在所述左侧壁和右侧壁中并相对于所述通道定位，以便使农作物材料的反向运动或回弹最小化。

6.根据权利要求5所述的捆形状检测系统，其中所述通道壁会合并从顶点分叉，并且所述左侧装置和右侧装置在所述顶点的下游。

7.一种农用收割装置，包括：

可操纵车辆，用于在被切割的农作物材料的行上横过农田；

能够与车辆一起在农田上移动的打捆机，所述打捆机包括具有左侧壁和右侧壁的通道，用于接收农作物材料；

活塞，该活塞被安装为在所述通道内进行往复运动，用于将农作物材料压缩成薄层，所述薄层层叠以形成完整的捆；和

左侧装置和右侧装置，所述左侧装置和右侧装置分别安装在所述左侧壁和右侧壁中，用于确定右侧和左侧薄层相对于左侧壁和右侧壁的运动；

控制装置，用于接收来自所述相对运动装置的信号，用于产生指示向右、向左或直线的定向运动的信号，所述控制装置将信号馈送至操作者显示器，用于向操作者指示横过哪个方向以产生均匀成形的捆。

8.根据权利要求7所述的农用收割装置，其中所述左侧装置和右侧装置安装在所述左侧壁和右侧壁中，并且突进到所述通道中。

9.根据权利要求8所述的捆形状检测装置，其中所述左侧装置和右侧装置是具有突进到所述通道中的点的星形轮。

10.根据权利要求9所述的农用收割装置，还包括用于计数所述星形轮的旋转的装置，由此能够检测相对运动。

11.根据权利要求7所述的农用收割装置，其中所述左侧装置和右侧装置安装在所述左侧壁和右侧壁中并相对于所述通道定位，以便使农作物材料的反向运动或回弹最小化。

12.根据权利要求11所述的农用收割装置，其中所述通道壁会合并从顶点分叉，并且所述左侧装置和右侧装置在所述顶点的下游。

13.根据权利要求7所述的农用收割装置，其中所述控制装置比较所述薄层的右侧和左侧的相对运动并平衡所述相对运动以产生预定捆长度。

14.根据权利要求13所述的农用收割装置，还包括操作者显示器，该操作者显示器接收来自所述控制装置的信号以引导操作者转向右侧、左侧或直线中的一个。

15.根据权利要求14所述的农用收割装置，其中所述操作者显示器包括面向右和面向左箭头纹样，被激活的箭头纹样的数量向操作者指示操作者应当转动以产生均匀成形的捆的程度。

16.根据权利要求15所述的农用收割装置，其中所述操作者显示器的所述最内的面向右和面向左箭头纹样被激活以显示钻石图案。

17.一种收割材料的方法，包括下述步骤：

使农作物材料进入由左侧壁和右侧壁限定的通道；

由往复活塞压缩农作物材料以产生分离的薄层；

压缩后续的农作物材料以产生形成捆的层叠的薄层；

确定薄层的左端和右端相对于右侧壁和左侧壁的运动以确定捆形状。

18.根据权利要求17所述的收割材料的方法，其中所述通道的左侧壁和右侧壁会合至顶点并从顶点分叉。

19.根据权利要求18所述的收割材料的方法，其中所述薄层的左端和右端的相对运动由星形装置确定，所述星形装置穿过所述通道的分叉部分中的所述左侧壁和右侧壁突进到所述通道中。

20.根据权利要求17所述的收割材料的方法，包括如下步骤：向操作者指示反映所述捆的左端和右端的相对运动的信号，从而能够校正农作物材料进入通道。

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