CN106879305B - 控制可变桨距风扇叶片的桨距的控制系统、方法和收割机 - Google Patents

控制可变桨距风扇叶片的桨距的控制系统、方法和收割机 Download PDF

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Abstract

本申请涉及控制可变桨距风扇叶片的桨距的控制系统、方法和收割机。具体地，涉及反转发动机风扇的收割机。具体地，涉及一种用于控制通过收割机的发动机驱动的可变桨距风扇的多个风扇叶片的桨距的控制系统。该控制系统包括第一、第二以及第三反馈装置，它们提供指示至少一个收割机温度、环境温度以及发动机载荷的第一、第二以及第三反馈信号。该控制器能够操作以执行如下动作：接收第一、第二以及第三反馈信号，查寻初始桨距设置，生成初始桨距设置信号，以及比较收割机温度与收割机温度限制，并且如果满足某些条件，则生成风扇反转信号。

Description

控制可变桨距风扇叶片的桨距的控制系统、方法和收割机
技术领域
本公开总体上涉及收割机，并且更具体地说，涉及用于基于产量来控制收割机风扇速度的系统和方法。
背景技术
为了收割庄稼，收割机的发动机和风扇速度通常按恒定速度设置，而与产量无关。
发明内容
在一个实施方式中，公开了一种用于控制可变桨距(pitch)风扇的多个风扇叶片的桨距的控制系统。所述可变桨距风扇通过收割机的发动机驱动。所述可变桨距风扇被配置成在第一方向产生气流。所述控制系统包括第一反馈装置，该第一反馈装置提供指示至少一个收割机温度的第一反馈信号。设置第二反馈装置，该第二反馈装置提供指示环境温度的第二反馈信号。设置第三反馈装置，该第三反馈装置提供指示发动机载荷的第三反馈信号。控制器可操作以接收所述第一反馈信号、所述第二反馈信号以及所述第三反馈信号。利用所述发动机载荷和所述环境温度，从查寻表查寻初始桨距设置。生成初始桨距设置信号，以将所述多个风扇叶片的所述桨距设置成等于所述初始桨距设置。比较所述收割机温度与收割机温度限制，并且如果所述收割机温度是等于和大于所述收割机温度限制中的至少一个，则生成风扇反转信号。所述风扇反转信号被配置成临时使所述多个风扇叶片的所述桨距改变，以便在使所述气流回到在所述第一方向上流动之前，使所述气流在与所述第一方向相反的第二方向上流动。记录连续的风扇反转信号之间的计时器间隔。确定所述计时器间隔是否已经增加，并且如果增加，则生成随后桨距设置信号，该随后桨距设置信号用于将所述多个风扇叶片的所述桨距改变成随后桨距设置，该随后桨距设置与先前桨距设置递增地不同但在相同的改变方向上，而如果未增加，则生成所述随后桨距设置信号，以按所述随后桨距设置将所述多个风扇叶片的所述桨距设置成在相反的改变方向上。
在另一实施方式中，公开了一种用于利用具有控制器的控制系统来控制通过收割机的发动机驱动的可变桨距风扇的风扇叶片的桨距的方法。所述方法包括以下步骤：接收来自第一反馈装置的、指示至少一个收割机温度的第一反馈信号。接收来自第二反馈装置的、指示环境温度的第二反馈信号。接收来自第三反馈装置的、指示发动机载荷的第三反馈信号。利用所述发动机载荷和所述环境温度，从查寻表查寻初始桨距设置。生成初始桨距设置信号，以将所述风扇叶片的所述桨距设置成等于所述初始桨距设置。比较所述收割机温度与收割机温度限制，并且如果所述收割机温度是等于和大于所述收割机温度限制中的至少一个，则生成风扇反转信号。所述风扇反转信号被配置成临时使所述多个风扇叶片的所述桨距改变，以便在使所述气流回到在所述第一方向上流动之前，使所述气流在与所述第一方向相反的第二方向上流动。记录连续的风扇反转信号之间的计时器间隔。确定所述计时器间隔是否已经增加，并且如果增加，则生成随后桨距设置信号，该随后桨距设置信号用于将所述多个风扇叶片的所述桨距改变成随后桨距设置，该随后桨距设置与先前桨距设置递增地不同但在相同的改变方向上，而如果未增加，则生成所述随后桨距设置信号，以按所述随后桨距设置将所述多个风扇叶片的所述桨距设置成在相反的改变方向上。
在又一实施方式中，公开了一种收割机。所述收割机包括用于收割庄稼的收割结构。提供了一种用于接收已收割庄稼的庄稼接受器和用于提供动力的动力模块。所述收割机还包括用于控制可变桨距风扇的多个风扇叶片的桨距的控制系统。所述可变桨距风扇通过收割机的发动机驱动。所述可变桨距风扇被配置成在第一方向上产生气流。所述控制系统包括第一反馈装置，该第一反馈装置提供指示至少一个收割机温度的第一反馈信号。设置第二反馈装置，该第二反馈装置提供指示环境温度的第二反馈信号。设置第三反馈装置，该第三反馈装置提供指示发动机载荷的第三反馈信号。控制器可操作以接收所述第一反馈信号、所述第二反馈信号以及所述第三反馈信号。利用所述发动机载荷和所述环境温度，从查寻表查寻初始桨距设置。生成初始桨距设置信号，以将所述多个风扇叶片的所述桨距设置成等于所述初始桨距设置。比较所述收割机温度与收割机温度限制，并且如果所述收割机温度是等于和大于所述收割机温度限制中的至少一个，则生成风扇反转信号。所述风扇反转信号被配置成临时使所述多个风扇叶片的所述桨距改变，以便在使所述气流反转回到在所述第一方向上流动之前，使所述气流在与所述第一方向相反的第二方向上流动。记录连续的风扇反转信号之间的计时器间隔。确定所述计时器间隔是否已经增加，并且如果增加，则生成随后桨距设置信号，该随后桨距设置信号用于将所述多个风扇叶片的所述桨距改变成随后桨距设置，该随后桨距设置与先前桨距设置递增地不同但在相同的改变方向上，而如果未增加，则生成所述随后桨距设置信号，以按所述随后桨距设置将所述多个风扇叶片的所述桨距设置成在相反的改变方向上。
通过考虑本详细描述和附图，其它特征和方面将变清楚。
附图说明
图1是根据一个实施方式的收割机的立体图。
图2是根据另一实施方式的收割机的侧视图。
图3是根据另一实施方式的收割机的控制系统的示意图。
图4是根据一个实施方式的可变桨距风扇的局部视图。
图5是用于收割庄稼的例示性方法的示意图。
在详细说明任何实施方式之前，要明白的是，本公开在其应用方面不限于在下面的描述中阐述的或者在下面的附图中例示的组件的构造和布置(arrangement)的细节。本公开能够具有其它实施方式，并且能够按各种方式具体实践或执行。本发明的另一些实施方式可以包括根据一个或更多个从属权利要求的特征的任何组合，并且这种特征可以共同或分离地合并成任何独立权利要求。
具体实施方式
图1和图2例示了收割机10。所例示的收割机10是棉花收割机15(例如，采棉机(cotton picker)、摘棉铃机(cotton stripper))。通过本公开设想其它类型的收割机10(例如，组合)。
收割机10包括底盘20。所例示的底盘20通过前轮25和后轮30支承，但其它支承也可设想(例如，轨道)。收割机10适于移动通过田地35来收割庄稼(例如，棉花、玉米、秣草(stover)、干草，以及苜蓿)。操作员台40由底盘20支承。操作员界面45位于操作员台40中。
参照图2，动力模块50可以在底盘20下支承。该动力模块可以是发动机55，其驱动液压马达60或机械驱动65，以向可变桨距风扇70提供动力。操作员可以从操作员界面45设置用于动力模块50的最小动力。该操作员还可以从操作员界面45设置最小发动机速度。总体上按75指示的水、润滑剂，以及燃料箱可以支承在底盘20上。
收割结构80可联接至底盘20。所例示的收割结构80被配置成从田地35中摘下棉花。该收割结构80可以是摘棉铃机端头85(图1)、一个或更多个采棉单元90(图2)，或者另一收割结构80(例如，玉米收割台(corn head))。另选的是，该收割结构80可以被配置成摘下玉米或其它庄稼。
参照图1和图2，风道系统95可联接至该收割结构80。庄稼接受器100可联接至该风道系统95。参照图1，所例示的庄稼接受器100是回转打垛机(round module builder)。另选的是，庄稼接受器100可以是篮筐(未示出)。所例示的回转打垛机105包括清洁机108，其通过除去残屑和碎屑来清洁从摘棉铃机端头85收割的棉花。参照图2，回转打垛机105包括储蓄器110，其被配置成接收通过采棉单元90收割的棉花或其它庄稼。
继续参照图2，馈送器115可联接至底盘20。该馈送器115被配置成从储蓄器110接收棉花或其它庄稼。馈送器115包括多个辊120，这些辊被配置成，压缩棉花，或其它庄稼，并传递棉花，或其它庄稼至回转打垛机105的打包机125。
参照图3和4，公开了一种具有用于控制可变桨距风扇70的多个风扇叶片140的桨距135的控制系统130的收割机10。该可变桨距风扇70通过收割机10的发动机55来驱动。该可变桨距风扇70被配置成在第一方向145产生气流。
参照图3，控制系统130包括第一反馈装置150，该第一反馈装置150提供指示至少一个收割机温度的第一反馈信号。该收割机温度是以下各项中的至少一个：液压储存器温度、泵驱动齿轮箱储存器(gearbox reservoir)温度、变速箱油槽(transmission sump)温度、发动机增压空气温度、以及发动机冷却剂温度。
设置第二反馈装置155，该第二反馈装置155提供指示环境温度的第二反馈信号。设置第三反馈装置160，该第三反馈装置160提供指示发动机载荷的第三反馈信号。第三反馈信号可以指示百分比发动机载荷。将控制器165设置成接收第一、第二以及第三反馈信号。控制器165可操作以利用发动机载荷和环境温度，从查寻表查寻初始桨距设置。控制器165生成初始桨距设置信号，以将所述多个风扇叶片140的桨距设置成等于初始桨距设置。控制器165比较收割机温度与收割机温度限制，并且如果收割机温度是等于和大于收割机温度限制中的至少一个，则生成风扇反转信号。该风扇反转信号被配置成临时使所述多个风扇叶片140的桨距135改变，以便在使气流回到在第一方向145上流动之前，使气流在与第一方向145相反的第二方向170上流动。该风扇反转信号可以使桨距135改变至最大桨距。控制器165可操作以记录连续的风扇反转信号之间的计时器间隔，并且确定该计时器间隔是否已经增加，并且如果增加，则生成用于将所述多个风扇叶片140的桨距135改变成随后桨距设置的随后桨距设置信号，该随后桨距设置与先前桨距设置递增地不同，但处于相同改变方向；而如果未增加，则生成随后桨距设置信号，以按随后桨距设置将所述多个风扇叶片140的桨距135设置成处于相反改变方向。
另选的是，该风扇反转信号可以在通过棉花收割机15开始垛排出周期时生成。可以使用操作员界面45，以生成通过控制器165接收的人工模式信号，并且使控制器165生成风扇反转信号。另选的是，可以使用操作员界面45，以设置通过控制器165接收的反转时间范围，并且设置桨距135因风扇反转信号而改变的时间量。
图5例示了一种控制可变桨距风扇70的多个风扇叶片140的桨距135的方法。在步骤175中，接收第一反馈信号。在步骤180中，接收第二反馈信号。在步骤185中，接收第三反馈信号。在步骤190中，利用发动机载荷和环境温度，从查寻表查寻初始桨距设置。在步骤195中，生成初始桨距设置信号，以将所述多个风扇叶片的桨距设置成等于初始桨距设置。在步骤200中，比较收割机温度与收割机温度限制，并且如果收割机温度是等于和大于收割机温度限制中的至少一个，则生成风扇反转信号。所述风扇反转信号被配置成，临时使所述多个风扇叶片的桨距改变，以便在使气流回到在第一方向上流动之前，使该气流在与第一方向相反的第二方向上流动。该风扇反转信号可以被配置成使所述多个风扇叶片的所述桨距改变成使所述气流在所述第二方向上流动的最大桨距。在其中收割机是棉花收割机的实施方式中，风扇反转信号可以在开始垛排出周期时生成。收割机可以具有操作员界面，该操作员界面用于生成通过控制器接收的人工模式信号，并且使控制器生成风扇反转信号。另选的是，操作员界面可以使得能够设置通过控制器接收的反转时间范围，并且设置所述多个风扇叶片的桨距因风扇反转信号而改变的时间量。
在步骤205中，记录连续的风扇反转信号之间的计时器间隔。在步骤210中，确定该计时器间隔是否已经增加，并且如果增加，则生成用于将所述多个风扇叶片的桨距改变成随后桨距设置的随后桨距设置信号，该随后桨距设置与先前桨距设置递增地不同，但处于相同改变方向；而如果未增加，则生成随后桨距设置信号，以按随后桨距设置将所述多个风扇叶片的桨距设置成处于相反改变方向。
在所附权利要求书中阐述了各种特征。

Claims (20)

1.一种控制系统，该控制系统用于控制通过收割机的发动机驱动的可变桨距风扇的多个风扇叶片的桨距，所述可变桨距风扇被配置成在第一方向上产生气流，所述控制系统包括：
第一反馈装置，该第一反馈装置提供指示至少一个收割机温度的第一反馈信号；
第二反馈装置，该第二反馈装置提供指示环境温度的第二反馈信号；
第三反馈装置，该第三反馈装置提供指示发动机载荷的第三反馈信号；以及
控制器，该控制器能够操作以：
接收所述第一反馈信号、所述第二反馈信号以及所述第三反馈信号；
利用所述发动机载荷和所述环境温度，从查寻表查寻初始桨距设置；
生成初始桨距设置信号，以将所述多个风扇叶片的所述桨距设置成等于所述初始桨距设置；
比较所述收割机温度与收割机温度限制，并且如果所述收割机温度是等于和大于所述收割机温度限制中的至少一个，则生成风扇反转信号，所述风扇反转信号被配置成临时使所述多个风扇叶片的所述桨距改变，以便在使所述气流反转回到在所述第一方向上流动之前，使所述气流在与所述第一方向相反的第二方向上流动；
记录连续的风扇反转信号之间的计时器间隔；
确定所述计时器间隔是否已经增加，并且如果增加，则生成随后桨距设置信号，该随后桨距设置信号用于将所述多个风扇叶片的所述桨距改变成随后桨距设置，该随后桨距设置与先前桨距设置递增地不同但在相同的改变方向上，而如果未增加，则生成所述随后桨距设置信号，以按所述随后桨距设置将所述多个风扇叶片的所述桨距设置成在相反的改变方向上。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述收割机温度是以下各项中的至少一个：液压储存器温度、泵驱动齿轮箱储存器温度、变速箱油槽温度、发动机增压空气温度、以及发动机冷却剂温度。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述第三反馈信号指示百分比发动机载荷。
4.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述风扇反转信号被配置成，使所述多个风扇叶片的所述桨距改变为使所述气流在所述第二方向上流动的最大桨距。
5.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述控制系统被包括在棉花收割机中，并且所述风扇反转信号在垛排出周期开始时生成。
6.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述控制系统被包括在棉花收割机中，该棉花收割机具有操作员界面，该操作员界面用于生成通过所述控制器接收的人工模式信号，并且使所述控制器生成所述风扇反转信号。
7.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述控制系统被包括在棉花收割机中，该棉花收割机具有操作员界面，该操作员界面用于设置通过所述控制器接收的反转时间范围，并且设置所述多个风扇叶片的所述桨距因所述风扇反转信号而改变的时间量。
8.一种利用具有控制器的控制系统来控制通过收割机的发动机驱动的可变桨距风扇的风扇叶片的桨距的方法，该方法包括以下步骤：
接收来自第一反馈装置的、指示至少一个收割机温度的第一反馈信号；
接收来自第二反馈装置的、指示环境温度的第二反馈信号；
接收来自第三反馈装置的、指示发动机载荷的第三反馈信号；以及
利用所述发动机载荷和所述环境温度，从查寻表查寻初始桨距设置；
生成初始桨距设置信号，以将所述风扇叶片的所述桨距设置成等于所述初始桨距设置；
比较所述收割机温度与收割机温度限制，并且如果所述收割机温度是等于和大于所述收割机温度限制中的至少一个，则生成风扇反转信号，所述风扇反转信号被配置成临时使多个风扇叶片的所述桨距改变，以便在使气流反转回到在第一方向上流动之前，使所述气流在与所述第一方向相反的第二方向上流动；
记录连续的风扇反转信号之间的计时器间隔；以及
确定所述计时器间隔是否已经增加，并且如果增加，则生成随后桨距设置信号，该随后桨距设置信号用于将所述多个风扇叶片的所述桨距改变成随后桨距设置，该随后桨距设置与先前桨距设置递增地不同但在相同的改变方向上，而如果未增加，则生成所述随后桨距设置信号，以按所述随后桨距设置将所述多个风扇叶片的所述桨距设置成在相反的改变方向上。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述收割机温度是以各项下中的至少一个：液压储存器温度、泵驱动齿轮箱储存器温度、变速箱油槽温度、发动机增压空气温度、以及发动机冷却剂温度。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第三反馈信号指示百分比发动机载荷。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述风扇反转信号被配置成，使所述多个风扇叶片的所述桨距改变成使所述气流在所述第二方向上流动的最大桨距。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述控制系统被包括在棉花收割机中，并且所述风扇反转信号在垛排出周期开始时生成。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述控制系统被包括在棉花收割机中，该棉花收割机具有操作员界面，该操作员界面用于生成通过所述控制器接收的人工模式信号，并且使所述控制器生成所述风扇反转信号。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述控制系统被包括在棉花收割机中，该棉花收割机具有操作员界面，该操作员界面用于设置通过所述控制器接收的反转时间范围，并且设置所述多个风扇叶片的所述桨距因所述风扇反转信号而改变的时间量。
15.一种收割机，该收割机包括：
收割结构，该收割结构用于收割庄稼；
庄稼接受器，该庄稼接受器用于接收已收割庄稼；
动力模块，该动力模块用于提供动力；
控制系统，该控制系统包括：
第一反馈装置，该第一反馈装置提供指示至少一个收割机温度的第一反馈信号；
第二反馈装置，该第二反馈装置提供指示环境温度的第二反馈信号；
第三反馈装置，该第三反馈装置提供指示发动机载荷的第三反馈信号；以及
控制器，该控制器能够操作以：
接收所述第一反馈信号、所述第二反馈信号以及所述第三反馈信号；
利用所述发动机载荷和所述环境温度，从查寻表查寻初始桨距设置；
生成初始桨距设置信号，以将风扇叶片的所述桨距设置成等于所述初始桨距设置；
比较所述收割机温度与收割机温度限制，并且如果所述收割机温度是等于和大于所述收割机温度限制中的至少一个，则生成风扇反转信号，所述风扇反转信号被配置成使所述风扇在反转回到一气流方向之前反转所述气流方向达一时段；
记录连续的风扇反转信号之间的计时器间隔；
确定所述计时器间隔是否已经增加，并且如果增加，则生成随后桨距设置信号，以按递增地不同的随后桨距设置在相同的方向上设置所述风扇叶片的所述桨距，而如果未增加，则生成所述随后桨距设置信号，以按递增地不同的桨距在相反的方向上设置所述风扇叶片的所述桨距。
16.根据权利要求15所述的收割机，其中，所述收割机是棉花收割机，并且所述收割结构是采棉单元和摘棉铃机端头中的至少一种。
17.根据权利要求15所述的收割机，其中，所述收割机温度是以下各项中的至少一个：液压储存器温度、泵驱动齿轮箱储存器温度、变速箱油槽温度、发动机增压空气温度、以及发动机冷却剂温度。
18.根据权利要求15所述的收割机，其中，所述第三反馈信号指示百分比发动机载荷。
19.根据权利要求15所述的收割机，其中，所述风扇反转信号被配置成，使多个风扇叶片的所述桨距改变成使所述气流在第二方向上流动的最大桨距。
20.根据权利要求15所述的收割机，所述收割机还包括操作员界面，该操作员界面用于生成通过所述控制器接收的人工模式信号，并且使所述控制器生成所述风扇反转信号。
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