CN1723753A - 用于农机设备的托盘提交器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于农机设备的自动化托盘提交器。该托盘提交器具有用于存储托盘的存储仓和用于将托盘送到期望位置的可转动工作台机构。

Description

用于农机设备的托盘提交器

技术领域

本发明涉及一种自动托盘分配机构，更具体地，涉及到一种用于农机设备的自动托盘分配机构。

背景技术

许多年来，人们一直有在收集站或者收获站对农产品进行自动化堆垛的需求。农产品的自动堆垛使得单个的设备操作员很容易地收获大量的农产品。显然，已收获并堆垛的农产品需要以容易运输的形式从场地输送到销售商或者最终消费者处。因此，通常在卡车运输中使用托盘滑道，以将这些农产品从现场输送到中心分配地点。

在任意的特定工作轮班中，自动化的农业操作需要对这些大量的农产品进行连续的包装。这样，典型的农业操作需要在收获位置处移动、布置和临时存储大量的这些可叠起堆放的托盘。由于距离相当大，因此无论空的或满的托盘或容器在移动和重新布置时都会有问题。典型地，农场工人将空的存储托盘移动到收获位置周围的分散位置处。在分散位置处，可以用人工或者用自动化设备来填充托盘。这些空的存储容器的尺寸和重量会造成巨大的人类环境改造学问题。自动装载托盘消除了低的生产率和每次需要新的托盘时、工作者不得不离开卡车驾驶室的麻烦。自动堆垛草皮收获机已经在市场上出现有一段时间。一种目前可用的商业机器使用一堆托盘，该堆托盘位于将草皮装入托盘的区域之后。当托盘装满的时候，它下降到地面，并且草皮收获机向前移动，将已装满的托盘留在后面。当机器向前移动的距离足够长的时候，托盘分配器将一堆托盘最下面的托盘推到机器的叉子上，并且另一个托盘前进以装载草皮卷。

这种方法有几个缺点。在空中，托盘堆垛需要比运输设备足够高，从而清除满满一托盘的草皮，这就造成机器的重心很高。另外，当需要手动装载托盘到分配器时，这样的高度使得很难接触到托盘分配器。这样的高度还意味着必须将车辆的叉子配置成比正常装载接入空托盘时的位置要高，这就需要操作者在装载托盘时停止收获操作。这就降低了生产率。另外，分配器在草皮装载区域的后面至少将托盘的长度增加到机器的总长度，从而使得机器不稳定并且不易操作。很难操作这种不易操作的机器，特别是在小草皮地里更难操作这种机器，因为在小草皮地需要较多的转向以收获给定区域内的草皮。另外，较长的机器可能需要外支撑轮支撑延伸的机构。这样的轮子需要用弹簧来装载或者给机器装上铰链以允许起伏行进，并且带来额外的复杂度。

因此，希望能够提供一种农产品容器存储和传输系统，使得如所需的那样将新托盘或者空容器传输到农业现场变得便利。还期望提供一种无需操作员或持续的服务车辆帮助就可以将空的托盘或者容器类似地输送到期望位置的系统。另外还期望提供一种可以如所期望的那样存储空的农产品容器的系统，并且该系统使得存储、输送、布置和移动足够数量的这种容器变得便利，从而避免在整个工作轮班中需要额外的车辆介入。还期望提供一种系统，使得农业工人可以如所需的那样在收获设备内放置容器。

发明内容

本发明的目的是克服后置式托盘分配器的上述缺陷。公开的是一种农业收获机，该农业收获机具有安装在草皮收获机侧面的托盘递送系统。该托盘递送系统与草皮收获及处理设备相对放置，并且完全安装在机器上。一堆托盘被装载到仓(magazine)中，并且由固定在仓的相对侧的第一套可转动凸缘进行支撑。仓的下面是托盘运送工作台，该工作台被配置成可在水平面内转动，并且第二套可转动凸缘被配置成使托盘落入到装载位置。

从下面提供的详细说明可以明确地了解到本发明的其它可应用领域。应该意识到，在指出本发明最佳实施例时，下面的详细说明和特定例子只是用于对本发明进行说明，而并不用于对本发明的范围进行限定。

附图说明

通过详细的说明和下列附图，可以更好地理解本发明，其中：

图1为根据本发明教导的具有托盘存储容器的农机设备的侧视图；

图2为根据本发明教导的使用托盘提交器的草皮收获机的左后视图；

图3和图4为图2所示草皮收获机的侧视图和右视图；

图5-7为图2所示草皮收获机的俯视图、后视图和仰视图；

图8和图9为图2所示草皮收获机的右后透视图和左视图；

图10为图2所示的草皮收获机，如图所示托盘提交器位于启动位置；

图11为图2所示的草皮收获机，如图所示托盘提交器位于完全启动位置；

图12为图2所示的草皮收获机，其中托盘存储机构位于存储运输位置；

图13-16表示托盘堆垛的分度；

图17和图18表示工作台机构的作用。

具体实施方式

以下对优选实施例的详细说明实质上仅是示范性的，并不用于对本发明及其应用和使用进行限制。图1是农业收获机20的整体等角视图，农业收获机20包括：用于收获农作物的收获机构21；配置成将该农作物运输到第一存储位置24的运输机构22；托盘存储容器26；和配置成将托盘从托盘存储容器26移动到第一位置24的可转动工作台机构28。该农业收获机20进一步包括用于在草皮地上平移的轮式底盘30和操作员占用的操作室。

运输机构22的形式可以为具有关节臂25和拾取头27的机器人。在本发明的上下文中，机器人定义为受到数字控制的臂。通俗地，即使是由操作员远程控制某机器的部分操作，该机器仍然可以被称为机器人。参考标号34标识输送机，该输送机将卷好的草皮传送到草皮收获机的后面。从输送机34将卷好的草皮放置到可分度的收集器输送机40。收集器输送机40由具有分度突缘的橡胶制成，当每次草皮卷移动到其上时，收集器输送机40都向前移动，直到收集到一小团的草皮卷。这时，计算机(未示出)控制关节臂25和拾取头来拾取小团的草皮卷，并且将它们放置在堆腔42。在这点，堆腔42具有一对起动叉，该对起动叉支撑着草皮支撑滑道或无滑道草皮垛。

关节臂安装在基座44上，用于绕着垂直轴X-X转动。第一臂部分46的端部转动地安装在基座44上，用于绕着垂直轴X-X转动，并且第二臂部分48的端部在水平轴附近转动地安装在第一臂部分46的另一端。拾取头27安装在第二臂部分48的另一端，以绕着垂直轴转动。液压缸驱动所有这4个部分绕轴转动。电反馈告知计算机每个汽缸的精确位置。计算机控制每个汽缸的位置和速度。可以对计算机编程，以使得拾取头的行进时间最优化，从而获得最大的生产率。

另外，计算机利用压力传感器或者来自于夹形叉的编码器信息来控制臂的位置。该信息用于感知什么时候草皮卷开始落入叉子或者先前行上。该特征使得机器人补整直径变动的草皮卷的位置，而直径变动的草皮卷会导致各个层具有不同的厚度。当草皮开始落入堆垛时，通过感知压力的减少可以减少周期时间。

全面参照图1到图7，所示的是一种根据本发明教导使用托盘提交器的草皮收获机。该收获机100具有可动的底盘102和座舱部分101。在收获机100的第一侧103上布置有收获机构104，收获机构104图示为水平的草皮切割机构106。托盘提交机构110通常位于收获机的后面，并且在收获机的第二侧108上。为了更加清楚，移除先前所说明的、将草卷从收获机构104移动到托盘的机器人机构。不过可以想象，该系统可以包括具有关节臂的机器人。同样，该系统还可能利用X-Y-Z固定框架运输机构。

提交机构110具有托盘仓112，托盘仓112被配置成保存多个空的农业存储容器。如图所示，托盘仓112被配置成保存多个或者成堆的空托盘。当托盘提交机构110位于其收获位置114时，三个围壁116形成托盘仓112。开口侧118形成用于将空托盘装载到仓112中的区域。一套可转动的凸缘(flange)115位于托盘仓内，该套可转动的凸缘115被配置成支撑和提升托盘堆垛。可以使用标准叉式升运机或者用手来装载空的托盘。

在托盘仓112的底部布置有可转动的工作台机构120，该工作台机构被配置成从托盘仓112移出托盘并将托盘移动到第一装载位置122。正如下面所描述的，第一装载位置122接近于工作台机构120，在该位置处，布置有一对叉式升运机型的叉子。第一装载位置122位于或者接近于叉子旋转的位置，从而使得已装满的托盘从农机设备中脱离。

如从图3和5中最好看到的那样，托盘仓112具有顶面124，顶面124低于座舱101的最高部位126。这样的布置降低系统的整体重心中心，并且减少设备无意地倾翻的可能性。另外如从图3和5中最好看到的那样，托盘仓112存储在底盘122的轮子132的后面。

图8和图9为图2所示的草皮收获机的右后透视图和左视图。在此处，图示的收获机构104在于2003年7月22日递交的、专利申请号为No.10/624，462、主题为“机器人草皮堆垛器”的共有的未决专利申请中被描述，合并在此作为参考。主要示出的是收集器机构136，它被分度，并从草皮切割机(未示出)收集草卷。通常，该机构的重量和位置可补偿托盘仓的重量。

图10是图2所示的草皮收获机的后透视图，其具有如图所示处于半启动位置的托盘提交器。正如所见，可转动的工作台机构120将空滑道运送到叉子140上。工作台机构120绕着支点转动，使得滑道可以布置在相对于叉子140的适当方位处。一对可松开且可转动的凸缘142与工作台机构120构成为整体。当托盘从仓112移动到第一装载位置122时，凸缘142用于悬挂空的托盘。

如从图11中最好看到的那样，工作台机构120被配置成绕着支点转动，以将滑道定位在叉子140上。在将滑道释放到叉子140上时，工作台机构120被配置成在托盘仓112下面回转，并且接收另一空托盘。在这点，该系统被配置成利用叉子将该托盘提升到合适位置，以装载草卷。

当工作台机构120转动越过托盘、并且托盘的前部对着叉子的前部时，定位旋转的工作台机构120的枢轴线152，以使得托盘集中在托盘叉子的上面。当工作台机构120的侧面130被旋转到托盘仓112的下面时，对着叉子的工作台机构120的侧面130被定位成使得该侧面130连同仓112一起形成用于界定装载草皮托盘的空间的壁。

整个托盘分配机构116可转动到工作位置和运输位置。在运输位置处，整个托盘分配机构基本上在草皮收获机器的其它部分的整体长度之内转动，从而减少长度。因此，与将整个托盘分配机构固定在适当位置相比，这样可以更容易地公路、穿门和过桥等运输。

图12为托盘分配器在缩小的运输位置处的视图。整个草皮提交机构110包括托盘仓112和可转动机构120，提交机构110绕着枢轴线152转动，以将提交机构110带到相关联的底盘102的轮子之间。

托盘分配机构由草皮收获机器控制，这样，当托盘分配机构启动时，它自动地执行其周期，而不需要由操作员在每一步发出指令。

实际上，如从图13-16中最好看到的那样，既可以用叉车将整堆托盘装载入托盘仓112、也可以用手每次一个地将整堆托盘装载入托盘仓112。搁在第二套可松开的凸缘115上的托盘连接到仓112中的一对轴。第一对轴转动，以打开由第二套凸缘115所形成的盘，从而使得该堆托盘落入由可转动的工作台120所支撑的第一套凸缘142。接着，轴转动回到它们的原始位置。就这样，随着轴的转动，连接到轴的第二凸缘115拾取该堆托盘中除了最底下的托盘之外的托盘，其中此时该最底下的托盘搁在第一套凸缘142上。托盘堆垛在托盘提交机构110的仓部分的底部之上，使得可转动工作台120有空隙，从而可以从仓121下面转出、并且到达草皮收获机的叉子的上面。从图17和图18中可以看出，当可转动工作台机构120调准到托盘叉子上面时，第二套轴转动，以打开由第一套凸缘142形成的盘，将托盘落到叉子上。接着，工作台机构120转回到仓112的下面，准备开始下一周期。

当满满一货盘的草皮逐渐减少时，叉子只需要在其回到堆垛位置的过程中轻微升起，以接收货盘并且不会妨碍草皮堆垛臂开始堆垛周期。托盘分配机构离开该侧，并且不会造成机器的整体长度变长。

本发明的说明实质上仅仅是示范性的，因此不脱离本发明要旨的各种变化应该包括在本发明的范围之内。不认为这些变化脱离了本发明的精神和范围。

Claims (24)

1、一种农机设备，包括：

用于收获农作物的收获机构；

配置成将该农作物运输到第一位置的运输机构；

用于存储空的农作物容器的存储机构；和

配置成将空的农作物容器从该存储机构移动到该第一位置的可转动的工作台机构。

2、根据权利要求1所述的农机设备，其中该收获机构是草皮切割机。

3、根据权利要求1所述的农机设备，其中该运输机构是机器人臂。

4、根据权利要求1所述的农机设备，其中该托盘存储机构包括托盘堆垛支撑仓。

5、根据权利要求4所述的农机设备，其中该托盘堆垛支撑仓包括第一分度机构，该第一分度机构被配置成将托盘传送到工作台机构中。

6、根据权利要求5所述的农机设备，其中该第一分度机构包括可动凸缘。

7、根据权利要求1所述的农机设备，其中该工作台机构可绕着第一轴旋转。

8、根据权利要求7所述的农机设备，其中该第一轴邻近该第一位置。

9、根据权利要求8所述的农机设备，其中该工作台机构包括释放机构，该释放机构被配置成将托盘放置在该第一位置。

10、根据权利要求1所述的农机设备，进一步在该第一位置包括一对可动支撑叉。

11、一种草皮收获机，包括：

用于在草皮地上平移的轮式底盘；

用于切割多个草皮条的水平切割机构；

配置成容纳草皮条的收集器；

配置成将草皮从该收集器传送到草皮存储位置的机构；

托盘存储容器；和

配置成将托盘从该托盘存储容器传输到草皮存储位置的可转动的工作台机构。

12、根据权利要求11所述的草皮收获机，其中该机构是机器人臂。

13、根据权利要求11所述的草皮收获机，其中该托盘存储容器可转动到轮式底盘后面的第一位置。

14、根据权利要求11所述的草皮收获机，其中该收集器是分段的带。

15、根据权利要求11所述的草皮收获机，其中该托盘存储容器包括分度机构，该分度机构被配置成将托盘从仓部分传输到可转动的工作台机构。

16、根据权利要求11所述的草皮收获机，其中该轮式底盘包括一对可动的支撑叉。

17、根据权利要求16所述的草皮收获机，其中该可转动的工作台机构可绕着与草皮存储位置相交的轴转动。

18、根据权利要求11所述的草皮收获机，进一步包括草皮卷绕机构。

19、根据权利要求16所述的草皮收获机，其中所述叉具有卸下位置，草皮托盘在该卸下位置处被卸下到场地中，并且其中该可转动的工作台机构被配置成当叉为空的、并且接近卸下位置时，将空的托盘放置在该叉上。

20、一种草皮收获机，包括：

用于在草皮地上平移的轮式底盘；

用于从场地切割多个草皮条的水平切割机构；

配置成将草皮从场地传送到草皮存储位置的机构；

具有第一对可转动的支持凸缘的托盘存储容器；和

配置成将托盘从托盘存储容器传输到草皮存储位置的可转动的工作台机构，所述可转动工作台具有第二套可转动凸缘。

21、根据权利要求20所述的草皮收获机，其中该机构包括机器人臂。

22、根据权利要求20所述的草皮收获机，其中该托盘存储容器可转动到轮式底盘后的第一位置。

23、根据权利要求20所述的草皮收获机，其中该机构包括分段的带。

24、根据权利要求20所述的草皮收获机，其中该第一套可转动凸缘可从第一托盘堆垛支撑位置转动到第二托盘释放位置。

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