CN104703461B - 包括逐秆器控制系统的联合收割机 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，联合收割机(1)包括联接到逐秆器控制系统(30)的倾斜度模块(40)。倾斜度模块(40)被配置为提供关于联合收割机(1)的倾斜度的信息。逐秆器控制系统(30)还被配置为根据关于联合收割机(1)的倾斜度的信息控制振荡运动的可控频率。

Description

包括逐秆器控制系统的联合收割机
技术领域
本发明总体涉及包括可在可控振荡频率下操作的逐秆器的联合收割机。
背景技术
当具有在固定振荡频率下操作的逐秆器的联合收割机上坡行进时，由于上坡，逐秆器上的农作物的运输速度将增加，引起谷物损失增加的风险，因为缩短了逐秆器处理农作物的时间。当这种联合收割机下坡行进时，逐秆器上的农作物的运输速度将减小并且生产量将降低，而且由于逐秆器上的农作物层将变得过厚而使得农作物沿逐秆器行进的时间更长，存在形成堵塞的风险，这对分离谷物来说也是不理想的，并且因此还可能导致谷物损失增加。
M.Gubsch的"Der Einfluss derauf dasAbscheidungs-unddes Strohschüttlers",Archiv derLandtechnik Band 8(1969)，部分2/3，127-139页中提出了根据联合收割机的纵向倾斜度改变逐秆器的振荡频率，以便抵消纵向倾斜的作用。但是未提出这种逐秆器驱动系统和相关的控制系统的实施例。
EP1584225提出了一种逐秆器驱动系统及能够控制逐秆器驱动系统的振荡频率和振荡的行程的相关控制系统。但是这种联合收割机需要中间框架，这会使逐秆器驱动系统的构造变复杂并且几乎不能改装具有这种系统的现有联合收割机。此外，控制系统利用农作物生产量和对于此特定农作物生产量的最佳运输速度之间的相互关系。为了估算农作物生产量，需要估算联合收割机在预定时间内处理的农作物量的生产量传感器。已经发现这种控制系统不是最佳的，因为它缺少必要的精确度，这是由于生产量传感器提供的信号噪声很大。此外，这些传感器的一些实施例需要传感器靠近农作物流不止，这使得它们经受恶劣的操作环境，包括长期接触泥土、水分、灰尘等，进一步降低了这些生产量传感器的测量结果的长期可靠性。还发现，控制系统在一些环境中的响应能力过低，主要是因为逐秆器驱动系统的惯性以及生产量传感器测量已被联合收割机处理的农作物的生产量的事实。由此，逐秆器控制系统可能无法有效处理生产量的突然变化，例如当联合收割机行进通过山谷的最低点(在该处，其纵向倾斜度快速从向下倾斜改变成向上倾斜)时发生的。当联合收割机保持匀速行进时，布置在给料器中的生产量传感器甚至将不会注意到这种改变，因为收割台和给料器处进入的农作物量不会发生明显改变。但是，纵向倾斜度的这种变化将立即增加逐秆器上农作物的运输速度，这最终会导致农作物损失增加或堵塞。尽管测量逐秆器上农作物层的厚度的生产量传感器的实施例或布置在逐秆器端部处的谷物损失传感器可检测到这些改变，但仅当逐秆器处这种效果已经明显以及谷物损失传感器位于逐秆器端部时才可进行这种估算。因此，当额外地考虑振荡逐秆器的惯性所产生的延迟时，这种控制系统将不能及时地处理这类突然变化，并且这类延迟将导致控制系统明显偏离最佳设定点，并且在这类变化随后的时间段内会发生显著的超调量。
DE102005050751示出了具有可控振荡频率的另一逐秆器驱动系统。此逐秆器驱动系统不需要中间框架并且利用逐秆器驱动系统中的带变速器，其显著简化了结构。但是仍难以将这种系统改装为现有联合收割机，因为它需要至少替换安装到具有带变速器的联合收割机的逐秆器驱动系统的曲轴上的皮带轮。此操作复杂且需要大体积设计的带变速器。此外，逐秆器驱动控制系统需要使用估算操作期间逐秆器上农作物的运输速度的传感器。这类传感器通常不存在于现有联合收割机中，并因此导致对联合收割机控制系统进行较多的修改，以便与这类传感器连接。此外，这类传感器在极严酷的环境中操作，这会影响它们的可靠性和精确度。另外，估算运输速度的这些传感器被布置在逐秆器的高度处，并且仅当在逐秆器上已经明显时才能检测到这种效果，当额外地考虑振荡逐秆器的惯性所产生的延迟时，将导致控制系统明显偏离最佳设定点和超调量，尤其是当联合收割机的纵向倾斜度突然改变时，如上所述。此外，控制系统旨在使逐秆器上的农作物的运输速度恒定。已经发现，保持这种恒定的运输速度不能确保逐秆器有效率地操作，尤其是当联合收割机的纵向倾斜度发生变化时。这是因为在不同的联合收割机纵向倾斜度处，逐秆器元件激发农作物的平均角度改变，并且因此当逐秆器处理农作物的时间保持恒定时，当联合收割机的纵向倾斜度改变时，逐秆器元件的激发作用将不同，进一步引起偏离控制系统的最佳设定点。
因此，仍需要能够克服上述缺点的用于联合收割机的逐秆器驱动器和相关控制系统，其能够确保利用高精确度、高响应能力的控制系统提高逐秆器的长期操作效率，具有简单的结构，能够容易地改装现有联合收割机设计并且不需要使用在逐秆器高度处的生产量传感器或运输速度传感器。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种联合收割机，包括：
逐秆器；
逐秆器驱动系统，其连接到逐秆器并被配置为用可控频率的振荡运动驱动逐秆器；以及
逐秆器控制系统，其连接到逐秆器驱动系统并被配置为控制振荡运动的可控频率，
其特征在于，
联合收割机还步包括联接到逐秆器控制系统的倾斜度模块，倾斜度模块被配置为提供关于联合收割机的倾斜度的信息，并且在于
逐秆器控制系统还步包括配置模块，配置模块包括振荡运动的可控频率和关于联合收割机的倾斜度的信息之间的预定相互关系，逐秆器控制系统被进一步配置为利用所述预定相互关系根据关于联合收割机的倾斜度的信息控制振荡运动的可控频率。
以此方式，联合收割机设置有在发生突然变化时反应更快、具有更高的精确度和更小的超过目标风险的逐秆器控制系统，因为系统不必等到运算速度或农作物的生产量在逐秆器高度处开始发生变化，而是可以立即开始调整逐秆器驱动系统的操作，甚至在逐秆器自身的运作中发生任何明显的变化之前。进一步提高了可靠性，因为大体可在精确度更高和噪声更小的情况下测量联合收割机的倾斜度，并且传感器可被布置在与生产量或运输速度传感器相比不那么恶劣的操作环境中。
根据优选实施例，所述预定相互关系包括：
倾斜度信息的第一值，
倾斜度信息的第二值，其涉及大于与第一值相关的倾斜度的倾斜度；并且其中
与第一值相关的可控频率的变化率小于与第二值相关的可控频率的变化率。
已经发现，利用这种特定相互关系，当联合收割机的纵向倾斜度发生显著的短期变化时(这例如发生在山谷底部，当联合收割机在相对短的时间内从下山转换为上山操作时)，逐秆器驱动控制系统能够理想地降低超调量。当逐秆器在变化的联合收割机纵向倾斜度下处理农作物时，这种特定相互关系还能够考虑农作物相对于逐秆器元件的投掷角度。如上所述，当控制系统实现逐秆器上农作物的恒定运输速度时，当未考虑联合收割机的纵向倾斜度变化时，逐秆器元件的这种激发作用不同。
根据另一实施例，配置模块包括配置存储模块，配置存储模块包括用于相应的多个农作物类型和/或收割情况的多个存储的预定相互关系，并且在于，预定相互关系选自多个存储的预定相互关系。
根据另一实施例，联合收割机包括具有联接到配置模块的识别模块的收割台，并且
配置模块被布置为根据识别模块识别的与收割台类型相关的农作物类型从多个存储的预定相互关系中自动选择所述预定相互关系。
这容许使用者友好地选择和半自动地选择用于逐秆器驱动控制系统的最相关相互关系。
根据另一实施例，逐秆器控制系统还步包括连接到配置模块的校准模块和被配置为评估逐秆器的操作参数的至少一个评估传感器，校准模块被配置为根据至少一个评估传感器的测量结果修改所述预定相互关系。
可选地，在校准程序期间，校准模块被配置为：
对所述预定相互关系进行至少一个预定修改；
当所述预定修改之一引起至少一个评估传感器的测量结果发生预定变化时，修改至少一个预定相互关系。
评估传感器是例如谷物损失传感器。
配置和校准模块的这些实施例容许在它们发生时(例如收割操作之前或期间)自动优化和细调用于特定收割情况的相互关系。
根据另一实施例，倾斜度模块包括被配置为检测联合收割机的倾斜度的倾斜度传感器。
这使得简单的实施例可利用现有联合收割机上通常可用的传感器技术。
根据另一实施例，逐秆器控制系统还联接到定位模块，定位模块连接到倾斜度模块并且被配置为提供关于联合收割机的位置和取向的信息，并且，
倾斜度模块包括田地倾斜度模块，田地倾斜度模块包括与田地上的特定位置相关的田地倾斜度信息，田地倾斜度模块被配置为根据联合收割机的位置和取向以及田地倾斜度信息计算联合收割机的倾斜度。
这也使得简单的实施例可利用现有联合收割机上通常可用或可容易地改装的传感器技术，例如gps技术。
根据优选实施例，逐秆器系统还步包括连接到定位模块和倾斜度模块的计划模块，计划模块被配置为提供关于联合收割机的计划未来位置和计划未来取向的信息，并且
田地倾斜度模块还被配置为根据关于联合收割机的计划未来位置和计划未来取向的信息计算联合收割机的计划未来倾斜度。
这容许前瞻地控制逐秆器驱动系统，而非回应式地控制，这可考虑到逐秆器驱动系统的惯性作用。这种计划模块可在现有联合收割机设计中用作精确耕种计划技术并且还可容易地改装到现有联合收割机中。
根据另一优选实施例，逐秆器控制系统还联接到与田地倾斜度模块连接的田地记录模块，田地记录模块被配置为记录联合收割机当前位置处的田地倾斜度信息，并且
田地倾斜度模块被进一步配置为根据记录的田地倾斜度信息计算计划未来田地倾斜度信息。
以此方式，控制系统不需要大量完整的田地特征的现有知识来前瞻性地控制逐秆器驱动系统。
根据另一实施例，关于联合收割机的倾斜度的信息包括关于联合收割机的纵向倾斜度的信息。
这容许简单有效地设置逐秆器驱动控制系统，因此联合收割机的纵向倾斜度对逐秆器上农作物的运输速度和投掷角度影响最大。
根据实施例，联合收割机还步包括提供预定频率的持续旋转运动的主驱动系统，并且，
逐秆器驱动系统连接到主驱动系统并且包括：
至少一个带变速器系统，其连接到主驱动系统、联接到逐秆器控制系统并被配置为由逐秆器控制系统控制以将主驱动系统的预定频率的持续旋转运动转化为可控频率的持续旋转运动，
至少一个曲轴，其连接到带变速器系统和逐秆器，以将可控频率的持续旋转运动转化为可控频率的振荡运动。
优选地，带变速器系统包括：
旋转轴；
彼此相距固定距离地被布置在旋转轴的两个轴向端处的第一变速器盘和第二变速器盘；
被布置在第一变速器盘和第二变速器盘之间的中心变速器盘，中心变速器盘或者第一变速器盘和第二变速器盘能够沿旋转轴的轴向方向移动，以改变中心变速器盘分别与第一变速器盘和第二变速器盘之间的第一横向距离和第二横向距离；
第一变速器带，其一端连接到主驱动系统的第一皮带轮，并且其另一端被布置在第一变速器盘和中心变速器盘之间；
第二变速器带，其一端被布置在第二变速器盘和中心变速器盘之间，并且其另一端连接到曲轴的第二皮带轮；
变速器定位系统，其连接到旋转轴并包括执行器，执行器被配置为相对于第一皮带轮和第二皮带轮控制旋转轴的位置，致使旋转轴分别与第一皮带轮和第二皮带轮之间的第一中心距离和第二中心距离改变，以便将预定频率的持续旋转运动转化为可控频率的持续旋转运动。
带变速器的此实施例和布置容许简单可控的结构并且容许对现有联合收割机容易地进行改装，因为不需要对曲轴的皮带轮和主驱动器进行任何修改。此外，带变速器的此实施例容许使用单个拉紧器216来为变速器的两个带提供足够的拉力。优选地，当例如修改现有联合收割机设计时，带拉紧器216可提供合适的拉力，而不需要修改带拉紧器的现有设计。
根据本发明的第二方面，提供一种操作根据本发明第一方面的联合收割机的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
逐秆器控制系统接收代表关于倾斜度模块提供的联合收割机的倾斜度的信息的输入信号；
逐秆器控制系统通过利用振荡运动的可控频率和关于联合收割机的倾斜度的信息之间的预定相互关系处理输入信号来计算输出信号；以及
逐秆器控制系统提供用于控制振荡运动的可控频率的输出信号。
根据此方法的实施例，所述输入信号代表以下一个或多个：
联合收割机的高度位置对时间或联合收割机的纵向位置的导数；
相对于相应的两个时间点或联合收割机的两个纵向位置，联合收割机的两个高度位置差异的比率；并且
输出信号代表以下一个或多个：
振荡运动的可控频率的绝对值；
相对于振荡运动的可控频率的基准值的相对值。
附图说明
图1示意性地图示根据本发明的联合收割机的实施例；
图2更详细地示意性图示根据本发明的联合收割机的逐秆器驱动系统的实施例；
图3示意性地图示联合收割机的可控频率和倾斜度之间的有利关联；
图4和5示意性地示出处于不同操作模式的图2的逐秆器驱动系统的实施例；
图6更详细地示出图4和5的逐秆器驱动器的带变速器；
图7图示图6的带变速器的一部分。
具体实施方式
图1示出根据本发明的联合收割机1的实施例。其涉及在收割操作期间大体沿纵向驱动方向D行进的自走式联合收割机1，在收割操作中，经由收割台2从田地收集农作物，并经由给料器将农作物供给到脱离和分离单元4。如图1所示，脱离和分离单元4包括与合适的凹面协作以从农作物秸秆释放和分离谷物的多个横向脱离和分离滚筒。农作物可包括例如小麦、玉米、稻谷、大豆、黑麦、草籽、大麦、燕麦等。已与秸秆分离的谷物落到谷物清洁机构5上，其包括鼓风机和往复运动的筛子，以从谷物中分离谷糠和其他杂质并可选择地收集未脱粒或部分脱粒的材料，通常被称作待进一步加工的残穗。然后经清洁的谷物升高进入谷物箱6并且残穗被供给到单独的复脱机或返回农作物脱离和分离单元4再次进行脱离。脱粒和分离单元4将剩余农作物，主要是秸秆，供给到一组并列逐秆器10，逐秆器10由振荡运动驱动并且大体沿农作物运输方向C将剩余的农作物运输到联合收割机1的后端以便堆积在田地上。这些逐秆器10的上表面通常有孔，以容许剩余的谷物穿过孔达到逐秆器底部，其将这些谷物向前和向下导引到清洁机构5。
常规上，联合收割机的所有主要单元都由从主驱动系统8(主要是内燃机形式)获得的动力驱动。主驱动系统8通常以基本恒定的速度操作并且改变其输出扭矩以满足直接驱动发动机输出皮带轮9的多个带和/或链驱动器的需求，由此使这些装置以预定频率持续旋转运动。如下面更详细地解释的，以此方式驱动的单元之一是逐秆器10。逐秆器10经由逐秆器驱动系统20连接到主驱动系统8。逐秆器驱动系统20将主驱动系统8的预定频率的持续旋转运动转化为可控频率的振荡运动，以驱动逐秆器10。为了控制逐秆器驱动系统20的振荡运动的此可控频率，联合收割机1包括逐秆器控制系统30。通过增加此可控频率，可增大逐秆器10上农作物的运输速度。通过减小此可控频率，可降低逐秆器10上农作物的运输速度。当联合收割机1沿其移动方向D行进并沿此移动方向D经历正纵向倾斜(这大体意味着上坡行进)时，由于上坡，逐秆器上农作物的运输速度将增大，导致谷物损失增加的风险，因为逐秆器10处理农作物的时间缩短了。当联合收割机1经历负纵向倾斜(这大体意味着上坡行进)时，逐秆器上农作物的运输速度将减小，生产量降低的风险增加，并且由于农作物沿逐秆器10行进的时间增加而存在形成堵塞的风险。此外，在此情形中，由于对于最佳的谷物分离来说逐秆器上的农作物层过厚，因而存在谷物损失增加的风险。
为了自动抵消由联合收割机1的纵向倾斜度变化导致的逐秆器10上的运输速度变化，联合收割机1包括为逐秆器控制系统30提供联合收割机1的倾斜度信息的倾斜度模块40。明显，经由倾斜度模块40提供关于联合收割机1的倾斜度的总体信息，由该信息可获得联合收割机1的纵向倾斜度。因此，倾斜度模块40自身不必提供联合收割机1的纵向倾斜度信息。逐秆器控制系统30将以此方式确保根据此联合收割机1的纵向倾斜度信息自动控制逐秆器10的振荡运动的可控频率。根据具体的简单实施例，如图1所示，倾斜度模块40包括能够检测联合收割机1的纵向倾斜度(指的是大体沿移动方向D的倾斜度)的倾斜度传感器42。此倾斜度传感器42可以是根据联合收割机1的纵向倾斜度输出先后的已知传感器。根据替代性实施例，倾斜度模块还可包括能够从定位模块50(例如gps模块)获得纵向倾斜度信号的田地倾斜度模块44，定位模块50提供联合收割机1的位置信息的连续测量值。根据联合收割机1的位置信息的这些连续测量值，可在所有三个维度内确定联合收割机的位置和取向以及它们的任何改变。因此，田地倾斜度模块44还可根据定位模块50的测量值确定纵向倾斜度。
根据另一实施例，田地倾斜度模块44包括与田地上的特定位置相关的田地倾斜度信息。于是，田地倾斜度模块44仅需从定位模块50接收联合收割机1的位置和取向。基于此信息，田地倾斜度模块44可计算联合收割机1的纵向倾斜度，这意味着结合定位模块50提供的联合收割机1的位置和取向及田地倾斜度模块44提供的田地倾斜度信息。此配置容许将田地倾斜度信息用于联合收割机1的未来位置和未来取向和/或使用能够提供比例如可从定位模块50所获得的精确度更高的田地倾斜度信息的地理信息系统。田地倾斜度模块44可例如包括联合收割机1正在其中操作的田地的高精度数字地形图或具有高精度gps系统的农用车辆之前经过时所绘制的地形图。
为了充分利用田地倾斜度模块44所提供的田地倾斜度信息，根据图2所示的替代性实施例的联合收割机还步包括计划模块60。这种计划模块60可以例如是精确耕种系统的导航单元的一部分，在操作期间该导航单元沿田地上的预定路径导引联合收割机1或使其自动转向。由此，这种计划模块60以此方式向倾斜度模块40提供关于联合收割机1的计划未来位置和计划未来取向的信息。基于此信息，倾斜度模块44将能够计算与联合收割机1的计划未来纵向倾斜度相关的计划未来田地倾斜度信息，使得逐秆器控制系统30可预期到所有计划中的变化而不是仅在这些变化发生时作出反应。这还容许逐秆器控制系统30进一步补偿逐秆器驱动系统20的惯性。这在横穿山谷底部、山顶或在地头转弯时(在此期间联合收割机1的纵向倾斜度可能发生显著变化)尤其有用。例如当联合收割机1沿上坡通过田地时，当接近地头时，它将频繁地转过U形转弯，并且随后将向后沿下坡通过相邻通路。这种从上坡操作到下坡操作的短期转变需要逐秆器控制系统30进行相应的短期改变。计划模块60能够在这种计划的未来短期变化实际发生之前通知逐秆器控制系统30这种变化，从而使其能够及时地对逐秆器驱动系统20进行必要的改变。
根据图2所示的特定实施例，逐秆器控制系统30还包括田地记录模块70。记录模块70记录联合收割机1沿田地行进时的当前位置并将此信息供给到田地倾斜度模块44。田地倾斜度模块44能够以此方式汇编田地的倾斜度信息，这将例如容许未来在田地上进行操作时使用此信息。此外，记录的倾斜度信息将容许田地倾斜度模块44计算与联合收割机1的计划未来位置和计划未来取向相关的田地倾斜度信息。这可利用例如WO2012/007549中描述的方法实现，基于来自相邻位置的已知田地特征和对于这些田地特征变化的假设获得田地中特定位置的预期田地特征。例如，将假设未来的田地通路将具有与相邻的之前田地通路相同的坡度。以此方式，即使没有关于联合收割机待处理的整个田地的可用田地倾斜度信息，田地倾斜度模块44也将能够根据田地记录模块70所提供的记录的田地倾斜度信息计算与联合收割机的计划未来位置和计划未来取向相关的计划未来田地倾斜度信息。
在图2的实施例中，逐秆器控制系统30还包括配置模块80。这种配置模块80包括逐秆器10的振荡运动的可控频率和联合收割机1的纵向倾斜度信息之间的预定相互关系。图3示意性地示出了两个这种相互关系。图3示出了相对于联合收割机1的水平位置的纵向倾斜度(在横轴上以度为单位)和逐秆器10的可控频率(在纵轴上以每分钟转数(rpm)为单位)之间的相互关系。这些相互关系之一由实线示出。它示出了10°的正纵向倾斜度或上坡约20％对应于约170rpm的可控频率；0°的纵向倾斜度或在水平地面上时对应于约210rpm的可控频率；-10°的负纵向倾斜度或下坡约20％对应于约240rpm的可控频率。虚线示出另一个这种相互关系，其示出了对于相同范围的纵向倾斜度变化较小的可控频率变化。根据实施例的配置模块80还包括包含多个存储的预定相互关系的配置存储模块82。于是，配置模块80例如能够基于农作物类型或收割情况选择这些存储的相互关系中的一个。实线可以是例如用于收割小麦的存储的相互关系，而虚线可以是例如用于收割玉米的存储的相互关系。根据替代性实施例，实线可以是例如用于收割水分含量高的农作物的存储的相互关系，而虚线是用于收割水分含量低的相同农作物的存储的相互关系。明显，配置模块80可从配置存储模块82获得存储的用于特定农作物类型和/或收割情况的许多其他相互关系。例如，操作者可在使联合收割机1的操作者与逐秆器控制系统30相互作用的合适的操作者接口100处输入农作物类型和/或收割情况。但是，当联合收割机1包括具有识别模块的收割台2时，也可自动确定农作物类型。这种识别模块提供关于附接到联合收割机1上的收割台类型的信息，由此容许识别该收割台是否适合收割例如小麦或玉米。当此信息被提供给配置模块80时，这将容许配置模块80自动选择最适合的存储相互关系函数。替代性地，可同样地利用合适的传感器自动确定收割情况，例如农作物的水分含量或温度。
根据图3所示的实施例，同样明显的是，与负纵向倾斜度的第一范围R1相关的可控频率变化率小于与正纵向倾斜度的第二范围R2相关的可控频率变化率。这是有益的，因为当上坡行进时，可控频率的较快下降容许通过保持逐秆器10上农作物材料的运输速度足够低来保持谷物损失不增加。在下端处稍微超过最佳运输速度考虑到逐秆器元件的投掷角变化并且也是安全的，因为这不会立即对谷物损失产生负面影响。但在下坡操作期间，情况一样，并且为了考虑逐秆器元件的投掷角变化以及使谷物损失保持稳妥，可取的是相比上坡操作使可控频率的变化率较小。由此，运输速度将足够高，以避免堵塞或对联合收割机的操作效率产生其他负面效果，同时还避免关于谷物损失的任何可能的负面效果。明显的是，可限定除图3所示那些之外的其他合适的范围R1和R2，只要第二范围R2涉及比第一范围R1的纵向倾斜度高的纵向倾斜度。另外，明显的是，根据替代性实施例，不必使用对于联合收割机1的倾斜度信息的范围，只要当与倾斜度信息的一个或多个较大值相比时，对于倾斜度信息的一个或多个较小值，相关可控频率的变化率较小即可。
图2的实施例的逐秆器控制系统30还包括与相互关系模块80连接的校准模块90。此校准模块90容许进一步优化配置模块80的相互关系。为了达到此目的，校准模块90连接到至少一个评估传感器92，例如布置在逐秆器10下游端处的谷物损失传感器。替代需要操作者输入例如收割情况(例如农作物的水分含量)，校准模块90可自动尝试对预定的相互关系进行多个改变，同时核查对评估传感器92的测量结果的影响，随后利用引起评估传感器92的测量结果发生期望的变化的所应用的改变之一修改预定的相互关系。根据尤其有效的操作方法，校准模块90可在持续3个田地通路的校准程序期间利用与三个不同的水分水平(每个田地通路对应一个)相关的三个不同的相互关系操作联合收割机1。基于这些通路中每个期间谷物损失传感器92的测量结果，可选择产生最佳的谷物损失情况的特定相互关系。明显，可以选择其他评估传感器92，其监控与联合收割机1的期望操作相关的合适的参数或参数组合，例如农作物生产量、燃料消耗等。
如图1和2所示，联合收割机1包括提供预定频率的持续旋转运动的主驱动系统8。此旋转运动经由主驱动皮带轮9的带传递到第一皮带轮26，随后传递到逐秆器驱动系统20。此逐秆器驱动系统20连接到主驱动系统8并包括至少一个带变速器系统22，以将预定频率的持续旋转运动转化为可控频率的持续旋转运动，如下面将更详细地解释的。随后，带变速器系统22连接到曲轴24，以将可控频率的持续旋转运动转化为用于逐秆器10的此可控频率的振荡运动。这种带变速器可以是本领域技术人员已知的带变速器的合适实施例，例如图1示意性地示出的。在大多数这类系统中，执行器偏置具有用于带的倾斜接触面的变速器盘，以便改变操作期间带变速器的旋转轴线和带之间的距离并由此改变可控频率。如图1和2所示，逐秆器控制系统30通过经由合适的传感器32(诸如旋转编码器)测量曲轴24的旋转速度，并控制带变速器22的执行器，以将其设定为达到期望的曲轴旋转速度。
尽管已知带变速器系统22的若干可行设计，但在图2中示出并在图4至7中更详细地示出的实施例尤其有利，因为它容许将现有联合收割机修改为根据本发明的联合收割机，而不需进行大量修改。如图2示意性地示出的，带变速器系统22的替代性实施例(在图7中更详细地示出)包括旋转轴202，第一变速器盘204和第二变速器盘206相对于彼此以固定距离布置在旋转轴202的两个轴向端处。第一变速器盘204和第二变速器盘206之间布置有中心变速器盘208。根据实施例，第一变速器盘204和第二变速器盘206可沿旋转轴202的轴向方向一起移动。包括第一和第二变速器盘的组件的这种轴向移动致使中心变速器盘208与各个第一和第二变速器204、206之间的第一和第二横向距离T1、T2改变。变速器定位系统210包括执行器212，执行器212控制此旋转轴202相对于由主驱动系统8驱动的第一皮带轮26的位置，其由图2中的中心距离D1示出。变速器定位系统210还控制相对于与曲轴24连接的第二皮带轮28的位置，其由图2中的中心距离D2示出。当执行器212改变这些距离D1和D2时，沿包括第一和第二变速器盘204、206的组件的旋转轴202的轴向方向的位置将相对于中心变速器盘208改变，如由第一变速器带214和第二变速器带218的长度决定的。这意味着横向距离T1和T2将改变，而T1和T2之和将保持恒定。例如当经由执行器212增加D1时，并且由于第一变速器带214具有恒定长度，因此第一变速器带214将靠近旋转轴202移动，这继而致使第一变速器盘204沿旋转轴202的轴向方向远离中心变速器盘208移动，从而增加第一横向距离T1。横向距离T1增大将致使横向距离T2相应地减小，第二变速器带需要进一步远离旋转轴202移动，这结合第二变速器带218的恒定长度平衡了中心距离D2的减小。明显，对于以此方式起作用的带变速器，如本领域技术人员通常已知的，并且如图7清楚示出的，变速器带的接触面和变速器盘的相应接触面相对于与旋转轴202的轴向方向正交的方向合适地倾斜。第一变速器带214在一端处连接到主驱动系统8的皮带轮26，并且其另一端被布置在第一变速器盘204和中心变速器盘208之间。第二变速器带218在一端处连接到曲轴24的皮带轮28，并且其另一端被布置在第二变速器盘206和中心变速器盘208之间。以此方式，变速器定位系统210可通过重新定位带变速器系统22的旋转轴202将预定频率的持续旋转运动转化为可控频率的持续旋转运动。此外，此种形式的带变速器系统22可被布置在现有联合收割机1中，而不需要对主驱动系统的皮带轮以及逐秆器驱动系统的皮带轮进行任何修改。根据带变速器22的替代性实施例，中心变速器盘208被布置为可沿中心轴的轴向方向相对于被布置在固定轴向位置的第一和第二变速器盘204、206移动。如图4和5所示，明显，带变速器22的此实施例容许使用单个带拉紧器216来为两个变速器带214、218提供足够大的拉力。这容许修改不具有这种带变速器的现有逐秆器驱动系统，而不需要任何额外的改变，继而添加带变速器和两个变速器带。
图4至7示出了带变速器系统22的实施例，其中，定位系统210还步包括围绕枢转轴线222枢转的枢转臂220，用于将旋转轴202连接到执行器212。图4示出了D1由于执行器212(例如液压或电动执行器)处于其最收缩状态而处于最小值的情况。图5示出D1由于执行器212处于其最伸展状态而处于最大值的情况。如图6更详细地示出的，可提供合适的止动件226以限制变速器定位系统210的移动范围。在本实施例中，止动件226被实现为限制枢转臂220的移动范围的支架。最后，图7提供变速器系统22的另一细节图，提供了处于与D2达到最小值的图5位置相对应的位置的变速器系统22的剖视图，这意味着第二变速器带218将相对于旋转轴202向外移动并且第一变速器带214将相对于旋转轴202向内移动，致使可移动的中心变速器盘208向右移动，如图7所示。
如从以上实施例的描述中清楚可知的，通常，逐秆器控制系统30在接收到代表联合收割机1的倾斜度信息的收入信号时开始执行操作这种联合收割机1的方法。
倾斜度模块40基于例如倾斜度传感器42或定位模块50的测量结果提供此输入信号。随后，逐秆器控制系统30通过利用振荡运动的可控频率和联合收割机的倾斜度信息之间的预定相互关系(例如图3所示的)处理输入信号来计算输出信号。然后，逐秆器控制系统30将用于控制振荡运动的可控频率的此输出信号提供给例如变速器定位系统210。
根据特定的简单实施例，其中例如定位模块50提供联合收割机的高度位置，输入信号可代表联合收割机1的高度位置对时间的导数。高度位置随时间的这种改变代表沿联合收割机行进方向的斜率。替代性地，可采用对联合收割机1的纵向位置的导数，而非对时间的导数。此外，联合收割机的高度位置随联合收割机沿其行进方向的位移而发生的改变正比于其纵向倾斜度。根据另一替代方案，可利用与相应的两个时间点或联合收割机1的两个纵向位置相对应的联合收割机1的两个高度位置差异的比率，而非计算导数。输出信号可代表振荡运动的可控频率的绝对值，但是合适的替代方案是可行的，例如相对于振荡运动的可控频率的基准值的相对值。
尽管已经参照具体实施例说明了本发明，但对于本领域技术人员来说明显的是，本发明不限于前述说明性实施例的细节，并且在不脱离本发明的范围的情况下，可对本发明进行各种改变和修改。因此，本发明的实施例在任何方面都是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而非前述描述指示，并且因此处于权利要求的等价描述的含义和范围内的所有改变都包括在本发明内。换言之，本发明涵盖落在基本原理的范围内并且在本发明申请中声明了其基本属性的任何和所有修改、改变或等价描述。此外，本发明申请的读者应该理解，词语“包括”不排除其他元件或步骤，表示英语不定冠词的词语“一”不排除多个，并且单个元件，诸如计算机系统、处理器或其他集成单元，可满足权利要求中论述的若干装置的多个功能。权利要求中的任何附图标记都不应该被解释为限制相关各个权利要求。术语“第一”、“第二”、“第三”、“a”、“b”、“c”等，当用于说明书或权利要求中时，用于区分相似元件或步骤，并且不一定描述依次的或按时间顺序的顺序。类似地，术语“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等用于描述，并且不一定表示相对位置。应该理解，如此使用的术语在合适的情况下可互换使用，并且本发明的实施例能够根据本发明按其他顺序操作或在与以上描述或示出的取向不同的取向中操作。

Claims (14)

1.一种联合收割机(1)，包括：
逐秆器(10)；
逐秆器驱动系统(20)，其连接到逐秆器(10)并被配置为用可控频率的振荡运动驱动逐秆器(10)；以及
逐秆器控制系统(30)，其连接到逐秆器驱动系统(20)并被配置为控制振荡运动的可控频率，
联接到逐秆器控制系统(30)的倾斜度模块(40)，该倾斜度模块(40)被配置为提供关于联合收割机(1)的倾斜度的信息，
逐秆器控制系统(30)还包括配置模块(80)，该配置模块(80)包括振荡运动的可控频率和关于联合收割机(1)的倾斜度的信息之间的预定相互关系，逐秆器控制系统(30)还被配置为利用所述预定相互关系根据关于联合收割机(1)的倾斜度的信息控制振荡运动的可控频率，其中所述预定相互关系包括倾斜度信息的第一值和倾斜度信息的第二值，该第二值涉及的倾斜度大于与第一值相关的倾斜度，与第一值相关的可控频率的变化率小于与第二值相关的可控频率的变化率。
2.如权利要求1所述的联合收割机，其特征在于，配置模块(80)包括配置存储模块(82)，该配置存储模块(82)包括用于相应的多个农作物类型和/或收割情况的多个存储的预定相互关系，并且所述预定相互关系选自所述多个存储的预定相互关系。
3.如权利要求2所述的联合收割机，其特征在于，所述联合收割机(1)包括具有联接到配置模块(80)的识别模块的收割台(2)，并且
配置模块(80)被布置为根据识别模块所识别的与收割台类型相关的农作物类型而从所述多个存储的预定相互关系中自动地选择预定相互关系。
4.如权利要求1至3中的任意一项所述的联合收割机，其特征在于，逐秆器控制系统(30)还包括连接到配置模块(80)的校准模块(90)和被配置为评估逐秆器(10)的操作参数的至少一个评估传感器(92)，所述校准模块(90)被配置为根据所述至少一个评估传感器(92)的测量结果修改所述预定相互关系。
5.如权利要求4所述的联合收割机，其特征在于，在校准程序期间，校准模块(90)被配置为：
对所述预定相互关系进行至少一个预定修改；
当所述预定修改之一引起所述至少一个评估传感器(92)的测量结果发生预定变化时，修改所述预定相互关系。
6.如权利要求1至3中的任意一项所述的联合收割机，其特征在于，倾斜度模块(40)包括被配置为检测联合收割机(1)的倾斜度的倾斜度传感器(42)。
7.如权利要求1至3中的任意一项所述的联合收割机，其特征在于，逐秆器控制系统(30)还联接到定位模块(50)，该定位模块(50)连接到倾斜度模块(40)并且被配置为提供关于联合收割机(1)的位置和取向的信息，并且
倾斜度模块(40)包括田地倾斜度模块(44)，该田地倾斜度模块(44)包括与田地上的特定位置相关的田地倾斜度信息，田地倾斜度模块(44)被配置为根据联合收割机(1)的位置和取向以及田地倾斜度信息计算联合收割机(1)的倾斜度。
8.如权利要求7所述的联合收割机，其特征在于，逐秆器系统(30)还包括连接到定位模块(50)和倾斜度模块(40)的计划模块(60)，该计划模块(60)被配置为提供关于联合收割机(1)的计划未来位置和计划未来取向的信息，并且
田地倾斜度模块(44)还被配置为根据关于联合收割机(1)的计划未来位置和计划未来取向的计划未来田地倾斜度信息计算联合收割机(1)的计划未来倾斜度。
9.如权利要求8所述的联合收割机，其特征在于，逐秆器控制系统(30)还联接到与田地倾斜度模块(44)连接的田地记录模块(70)，该田地记录模块(70)被配置为记录在联合收割机(1)当前位置处的田地倾斜度信息，并且
田地倾斜度模块(44)还被配置为根据记录的田地倾斜度信息计算计划未来田地倾斜度信息。
10.如权利要求1至3中的任意一项所述的联合收割机，其特征在于，关于联合收割机(1)的倾斜度的信息包括关于联合收割机(1)的纵向倾斜度的信息。
11.如权利要求1至3中的任意一项所述的联合收割机，其特征在于，联合收割机(1)还包括提供预定频率的持续旋转运动的主驱动系统(8)，并且逐秆器驱动系统(20)连接到主驱动系统(8)并且包括：
至少一个带变速器系统(22)，其连接到主驱动系统(8)、联接到逐秆器控制系统(30)并被配置为由逐秆器控制系统(30)控制以将主驱动系统(8)的预定频率的持续旋转运动转化为可控频率的持续旋转运动，
至少一个曲轴(24)，其连接到带变速器系统(22)和逐秆器(10)，以将可控频率的持续旋转运动转化为可控频率的振荡运动。
12.如权利要求11所述的联合收割机，其特征在于，带变速器系统(22)包括：
旋转轴(202)；
彼此相距固定距离地被布置在旋转轴(202)的两个轴向端处的第一变速器盘(204)和第二变速器盘(206)；
被布置在第一变速器盘(204)和第二变速器盘(206)之间的中心变速器盘(208)，中心变速器盘(208)或者第一变速器盘(204)和第二变速器盘(206)能够沿旋转轴(202)的轴向方向移动，以改变中心变速器盘(208)分别与第一变速器盘(204)和第二变速器盘(206)之间的第一横向距离和第二横向距离；
第一变速器带(214)，其一端连接到主驱动系统(8)的第一皮带轮(26)，并且其另一端被布置在第一变速器盘(204)和中心变速器盘(208)之间；
第二变速器带(218)，其一端被布置在第二变速器盘(206)和中心变速器盘(208)之间，并且其另一端连接到曲轴(24)的第二皮带轮(28)；
变速器定位系统(210)，其连接到旋转轴(202)并包括执行器(212)，该执行器(212)被配置为相对于第一皮带轮(26)和第二皮带轮(28)控制旋转轴(202)的位置，使旋转轴(202)分别与第一皮带轮(26)和第二皮带轮(28)之间的第一中心距离和第二中心距离改变，以便将预定频率的持续旋转运动转化为可控频率的持续旋转运动。
13.一种操作根据前述权利要求中的任意一项所述的联合收割机(1)的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
逐秆器控制系统(30)接收代表由倾斜度模块(40)提供的关于联合收割机(1)的倾斜度的信息的输入信号；
逐秆器控制系统(30)通过利用振荡运动的可控频率和关于联合收割机的倾斜度的信息之间的预定相互关系处理输入信号来计算输出信号，其中所述预定相互关系包括倾斜度信息的第一值和倾斜度信息的第二值，该第二值涉及的倾斜度大于与第一值相关的倾斜度，与第一值相关的可控频率的变化率小于与第二值相关的可控频率的变化率；以及
逐秆器控制系统(30)提供用于控制振荡运动的可控频率的输出信号。
14.如权利要求13所述的操作联合收割机的方法，其特征在于，所述输入信号代表以下中的一个或多个：
联合收割机(1)的高度位置对时间或联合收割机(1)的纵向位置的导数；
相对于相应的两个时间点或联合收割机(1)的两个纵向位置，联合收割机(1)的两个高度位置差异的比率；并且
输出信号代表以下中的一个或多个：
振荡运动的可控频率的绝对值；
相对于振荡运动的可控频率的基准值的相对值。
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