CN104936432B - 控制方形打包机的操作 - Google Patents

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Abstract

公开了一种方形打包机，其包括打包腔、在打包腔的一端能够往复运动的活塞(16)、预压缩腔(18)以及拾取器滚筒(30)，装料的农作物在转移至打包腔内之前由转子(32)在预压缩腔内收集和预压缩装料的农作物，所述拾取器滚筒具有径向突出的尖叉，以用于从地面拾取农作物并且将农作物推进至转子。在本发明中，转矩传感器(34)连接至拾取器滚筒的至少一个尖叉，以产生指示拾取器滚筒所经受的转矩的电输出信号，以及处理电路(46)能够进行操作，以通过分析仅当尖叉的位置位于拾取器滚筒的预定角度位置内时转矩传感器的电输出信号，从而估计进入预压缩腔的农作物流量。

Description

控制方形打包机的操作
技术领域
本发明涉及一种方形打包机，并且涉及控制打包机的操作以形成密度均匀的成形良好的捆包。
背景技术
在方形打包机中，借助于具有径向突出尖叉的旋转拾取器而从地面上拾取农作物。从地面拾取的农作物被推向布置在弓形斜槽的下端部处的转子。转子用于将农作物压入弓形斜槽中，弓形斜槽作为预压缩腔。
当在打包机的打包腔中往复运动的活塞位于其往复循环的下止点位置时，填充器将预压缩腔内的农作物移入打包腔，农作物在成形处理中形成一层捆包。一旦打包腔内的捆包已经到达一定尺寸，将麻绳缠绕在捆包周围并且打结以形成完成的捆包。已完成的捆包在正成形下一捆包时维持在打包腔内，并且最终从打包机的后端部排出。
由于方形打包机是已知的并且有文献记载，因此应当认为，上述简单描述将足以理解本发明。
为了制造密度均匀、成形良好的捆包，需要确保当启动填充器循环时，预压缩腔内的农作物的密度处于所需的水平。当然填充器循环与打包腔的活塞运动是同步的，并且填充器循环仅能够在打包腔内的活塞的整数个循环结束时进行。
例如，如果打包腔内的活塞每循环三次则执行一次填充器循环，那么不合需要的是预压缩腔内的农作物密度在两个半活塞循环或三个半活塞循环之后达到所需水平。在前一情况下，在将农作物转移至打包腔时，农作物密度将过大。在后一情况下，如果填充器循环是由预压缩腔内的压力传感器启动的，则填充器循环将延迟一整个活塞循环。
DE 10 2004 035696公开了一种具有预压缩腔的打包机。传感器装置设置在预压缩腔中并且构造成使得所述传感器装置检测表示已收割的农作物相对于预压缩腔宽度的分配或吞吐量的一个或多个数值。因此，传感器装置设置有以一距离彼此间隔开的至少两个压力传感器，从而农作物的分配或吞吐量由所获得的数值的差值表示。传感器能够设置在供给装置的拾取装置、压缩叉、装载叉上或任何其它合适的部件上。因此，传感器获得一个或多个上述部件或部件组的扭转负载，以便确定已收割的农作物的分配或吞吐量。
发明目的
因而期望的是能够更精确地估计农作物流入预压缩腔的农作物流量，以便能够确保在将农作物转移至打包腔时其密度到达所需水平。
发明内容
根据本发明，提供了一种方形打包机，所述方形打包机包括打包腔、在打包腔的一端能够往复运动的活塞、预压缩腔以及拾取器滚筒，装料的农作物在转移至打包腔内之前由转子在预压缩腔内进行收集和预压缩，所述拾取器滚筒具有径向突出的尖叉，以用于从地面拾取农作物并且将农作物推进至转子，其特征在于，转矩传感器连接至拾取器滚筒的至少一个尖叉，以产生指示由拾取器滚筒的至少一个尖叉杆所经受的转矩的电输出信号，以及处理电路能够进行操作，以通过分析仅当尖叉的位置位于拾取器滚筒的预定角度位置内时转矩传感器的输出信号，从而估计进入预压缩腔的农作物流量。
如果人们要测量整个拾取器滚筒上的负荷，则所述负荷不应当仅指示农作物流量，因为尖叉在每个循环的一些阶段将沿着地面进行刮擦，而尖叉所经受的拽力将取决于这样的因素，例如拾取器滚筒的支承高度和地面的硬度。而且，当预压缩腔充满时，农作物会堆积在转子前部，从而向拾取器滚筒的尖叉提供阻力，然而当预压缩腔相对较空时，将不会产生这样的阻力。
在本发明中，通过仅仅在作用于尖叉上的唯一弯曲力矩是农作物的重量时测量尖叉上的转矩、或更特别地承载多个尖叉的尖叉杆上的转矩，避免了这样的问题。因而，当尖叉是竖直的并且因而在地面上拖拉或推动农作物朝向转子时，处理电路可以忽略在尖叉上测得的负荷，而处理电路仅注意当尖叉是水平的并且承载它们已经从地面拾取的农作物的重量时测得的负荷。
可以以多种方式确定尖叉的位置，最简单的方式是利用与拾取器滚筒的轴杆相关联的轴角编码器。轴角编码器无需是精确的，并且其形式例如可以是安装在拾取器滚筒上的一个或多个磁体，当拾取器滚筒旋转时所述一个或多个磁体致动支承框架上的一个或多个固定霍尔传感器。
拾取农作物的速度将根据地面上农作物的密度以及打包机的行进速度而发生改变。如果农作物稀疏，则打包机可以更快速地移动以获得所需的流量，从而正当打包腔的活塞到达其下止点位置时在预压缩腔内获得所需的农作物密度。来自农作物流量传感器的读数因而可以用于向操作者提供何时增大或减小打包机速度的建议。
除了利用农作物流量来设置推荐的打包机速度之外，其还可以用于改变预压缩腔的容积。预压缩腔可以具有可移动壁以改变其容积，并且这提供了校正的参数，这使得反应时间比打包机速度更快。如果农作物流量可能导致在预压缩腔内形成过大的农作物密度，则可以相对快速地增大预压缩腔的尺寸，以确保在每个循环中允许密度均匀的农作物进入打包腔，尽管可能各层之间农作物的质量有所不同。
附图说明
现在将参考附图、仅作为示例进一步描述本发明，其中：
图1是方形打包机的移动部件的示意性图示，
图2是拾取器滚筒的示意性图示，以及
图3是用于分析连接至图2中的尖叉杆的转矩传感器的输出的电路示意图。
具体实施方式
图1示出了飞轮10，所述飞轮通过输入轴连接至拖拉机的动力输出轴(未示出)。飞轮驱动齿轮箱12，所述齿轮箱用于旋转曲柄臂14以致使活塞16往复运动。活塞16在打包腔(未示出)内往复运动，以压缩借助于预压缩腔18而引入至打包腔内的农作物层。通过填充器机构20将农作物从预压缩腔18转移至打包腔，所述填充器机构同样也由齿轮箱12驱动，填充器臂22的端部沿着图1中的虚线24所示的肾形路径。如前所述，所有的部件都是常规的，并且以常规方式运转。
本发明仅涉及确保收集在预压缩腔18内的农作物在开始填充器循环时具有所需的密度。为了实现这一目的，必须测量农作物进入预压缩腔18的流量。
通过具有径向突出尖叉的拾取器滚筒30将农作物引入预压缩腔内。将由尖叉从地面拾取的农作物推进朝向动力转子32，所述动力转子可以用作切碎机，但是其首要功能是将农作物压缩进入预压缩腔18中。
为了测量流量，用作转矩传感器的测压元件34(参见图2)安装在至少一个尖叉杆上，拾取器滚筒的各个尖叉从所述尖叉杆上突出。当尖叉处于水平位置时，农作物重量向尖叉杆施加转矩，所述转矩由测压元件34测量以指示已经从地面抬升的农作物质量。
施加至尖叉杆的转矩取决于拾取器滚筒的角度位置。当尖叉沿着地面刮擦时，尖叉杆上的转矩将取决于地面硬度以及拾取器滚筒的安放高度。而且，当尖叉竖直向上指向时，它们不受农作物重量的作用，但是可能遇到来自已经堆积在拾取器滚筒和压缩转子之间的农作物的阻力。
为了实现指示农作物流量的测量，仅在尖叉杆上的转矩只受已经从地面抬升的农作物质量影响时，分析测压元件34的输出。在本发明的一些实施例中这是通过使用轴角编码器40测量拾取器滚筒的角度而实现的，但是作为替代，可以在拾取器滚筒上设置磁体36，所述磁体致动固定霍尔效应开关，以指示应当分析测压元件34输出的时间阶段的开始和结束。
能够估计仅由一个尖叉杆承载的农作物质量，并且推断其余尖叉杆，或者测量由所有尖叉杆承载的农作物质量。
根据所得知的每根尖叉杆承载的重量及其转速，处理器能够确定转子32将农作物送入预压缩腔18内的速度。
因而，在图3中，将测压元件34的输出提供至数字处理器46，所述数字处理器适于编程并且额外被连接以接收来自轴角编码器40或霍尔效应传感器以及地面速度42的信号和齿轮箱速度信号44。齿轮箱速度信号用于确定活塞16的往复循环的持续时间。
将预压缩腔填充农作物至预期密度范围所需的时间应当符合活塞16进行一整个往复运动循环所需时间的整数倍。这是因为仅当活塞处于其下止点位置时，才可以进行填充器循环，在所处下止点位置处，活塞16打开将预压缩腔18连接至打包腔的开口。根据所得知的活塞16的往复循环的持续时间，处理器46可以确定是否需要增加或减小农作物拾取速率，从而在正确的时间点使农作物密度处于所需范围内。
从地面拾取农作物的速度当然取决于已经在地面上驱动的打包机的速度。在优选实施例中，处理器46可以通过显示屏50向打包机的操作者提供建议，从而向操作者显示推荐的地面速度，使得操作者可以增加或减小地面速度以便于改进完成的捆包的质量。
打包机的这种速度控制并不需要非常快速的响应，因为不能预期操作者快速进行加速或制动以改变预压缩腔内的农作物密度。因而，作为替代，能够改变预压缩腔18的容积，以使得各层的厚度不同但是具有所需的密度。已知的是，预压缩腔可以具有可移动臂，并且在图3所示的本发明实施例中，这种可移动臂通过闭环控制电路48定位以维持所需的密度，当估计密度过高时增大预压缩腔的容积，而当估计预测的密度过低时则减少预压缩腔的容积。

Claims (7)

1.一种方形打包机，所述方形打包机包括打包腔、在打包腔的一端处能够往复运动的活塞(16)、预压缩腔(18)以及拾取器滚筒(30)，装料的农作物在转移至打包腔内之前由转子(32)收集和预压缩在预压缩腔内，所述拾取器滚筒具有带有径向突出的尖叉的至少一个尖叉杆，以用于从地面拾取农作物并且将农作物推进至转子(32)，其特征在于，转矩传感器(34)连接至拾取器滚筒(30)的所述至少一个尖叉杆，以产生指示拾取器滚筒(30)的所述至少一个尖叉杆所经受的转矩的电输出信号，以及处理电路(46)能够进行操作，以通过分析仅当尖叉的位置位于拾取器滚筒(30)的预定角度位置内时转矩传感器(34)的输出信号，从而估计进入预压缩腔(18)的农作物流率，其中，所述拾取器滚筒的预定角度位置使得尖叉杆上的转矩仅受到已经从地面抬升的农作物质量的影响。
2.根据权利要求1所述的方形打包机，其中，轴角编码器(40)与拾取器滚筒(30)的轴杆相关联。
3.根据权利要求1所述的方形打包机，其中，所述尖叉的位置通过使用一个或多个磁体(36)而确定，所述一个或多个磁体安装在拾取器滚筒(30)上并且与支承框架上的一个或多个霍尔效应传感器相互作用。
4.根据权利要求1所述的方形打包机，其中，处理电路(46)连接至显示单元(50)，以用于向操作者显示所推荐的地面速度。
5.根据权利要求1所述的方形打包机，其中，处理电路(46)连接至用于改变预压缩腔(18)的容积的控制电路(48)。
6.根据权利要求1所述的方形打包机，其中，转矩传感器是测压元件。
7.一种估计由方形打包机从地面拾取农作物的速度的方法，所述方形打包机包括打包腔、在打包腔的一端处可往复运动的活塞(16)、预压缩腔(18)以及拾取器滚筒(30)，装料的农作物在转移进入打 包腔之前由转子(32)收集和预压缩在预压缩腔内，拾取器滚筒具有带有径向突出的尖叉的至少一个尖叉杆，以用于从地面拾取农作物并且将农作物推进至转子(32)，在所述方法中，由转矩传感器(34)测量拾取器滚筒(30)的所述至少一个尖叉杆所经受的转矩，并且仅当尖叉的位置位于拾取器滚筒(30)的预定角度位置内时由处理电路(46)分析转矩传感器的输出信号，以确定转矩传感器(34)的输出信号的参数，所述输出信号的参数指示进入预压缩腔(18)内的农作物流率，其中，所述拾取器滚筒的预定角度位置使得尖叉杆上的转矩仅受到已经从地面抬升的农作物质量的影响。
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