KR20130012932A - 파종기를 위한 파종 유닛 구동부 - Google Patents

Abstract

파종기를 위한 파종 유닛 구동부가 제공되며, 파종 공간 제어 메커니즘은 파종기의 후방에서와 같이 변속기 외부에 있다. 하나의 메커니즘은 체인 및 스프로켓 파종 공간 제어 메커니즘을 구동하도록 변속기로부터의 출력축(22)을 사용한다. 다른 실시예는 파종기 주행 속도에 기초하여 제어되는 구동 모터를 사용한다. 전기 또는 유압 모터가 사용될 수 있다.

Description

파종기를 위한 파종 유닛 구동부{PLANTING UNIT DRIVE FOR PLANTER}

본 발명은 파종기에 관한 것이고, 특히 파종기의 파종 유닛 구동부, 특히 벼 이앙기에 관한 것이다.

전형적인 벼 이앙기의 구동 트레인이 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 이앙기(10)는 변속기(14)에 구동적으로 결합된 엔진(12)을 포함한다. 변속기는 전방 차축에 연결된 전륜(18)들을 가지는 전방 차축(16)을 구동하고, 2개의 후향 지향식 출력축(20 및 22)들을 포함한다. 변속기 출력축(20)은 후륜(28)들을 구동하는 후방 차축(26)에 있는 차동 장치(24)에 연결된다. 변속기 출력축(22)은 횡축(32)에 결합된 직각 구동부(right angled drive)를 포함하는 파종 유닛 구동 기어박스(30)를 구동한다. 횡축(32)은 이앙기의 후방에 있는 파종 유닛(34)에 동력을 공급한다.

다시 변속기(14)를 주목하면, 변속기는 기어박스(42)에 결합된 유체 정역학적 유닛(40)을 포함하고, 제 1, 제 2, 중립 및 후진 기어(reverse gear)들이 기어박스 내로 제공되고, 작업자에 의해 선택될 수 있다. 기어박스(42)의 하나의 출력부(44)는 전방 및 후방 차축들을 구동한다. 제 2 출력부(46)는 파종 설정 기어박스(48)를 구동한다. 컨트롤러 레버(도시되지 않음)는 작업자에게 파종 유닛(34)들이 구동되는 속도로 이동하는 것을 허용하고, 이에 의해, 파종 공간을 제어한다. 변속기 내에서의 기어박스(48)의 포함은 변속기의 복잡성 및 비용에 더해진다. 또한, 기어박스(48)에 제공되는 것과 다른 파종 공간들을 만들도록 이앙기를 변경하는 이앙기 작업자의 능력이 없다.

본 발명은 상기된 문제점을 해결하기 위한 파종기를 위한 파종 유닛 구동부를 제공하는데 있다.

상기된 파종 유닛 구동부는 변속기로부터 파종 공간 제어부를 제거하고, 횡축(32)에 연결된 파종기의 후방에 파종 공간 제어 메커니즘을 제공한다. 하나의 메커니즘은 체인 및 스프로켓 파종 공간 설정 메커니즘을 구동하도록 변속기로부터의 출력축(22)을 사용한다. 또 다른 실시예는 횡축(32) 상의 구동 모터를 사용하며, 구동 모터는 파종기 주행 속도에 기초하여 제어된다.

본 발명에 따라서, 상기된 종래 기술의 문제점이 해결될 수 있다.

도 1은 종래의 벼 이앙기의 구동 트레인의 개략도.
도 2는 벼 이앙기의 변속기 기어박스의 사시도.
도 3은 도 2의 기어박스로부터 파종 유닛 구동부를 동작시키기 위한 전기 회로도.
도 4는 체인 및 스프로켓 파종 공간 설정 메커니즘의 평면도.
도 5는 대안적인 파종 유닛 구동부의 개략도.

도 1은 중립 기어 및 후진 기어를 선택할 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 전진 구동 기어를 선택하는데 사용되는 변속기 기어박스(102)를 도시한다. 기어박스(102)는 유체정역학적 유닛 등과 같은 유압 변속기 출력부에 의해 구동되는 입력축(104)을 포함한다. 출력축(106)은 이앙기의 전방 차축을 구동하는데 사용된다. 2개의 후방 출력축들이 제공되고, 출력축(108)은 이앙기의 후방 차축에 연결되어 이를 구동하는 한편, 출력축(110)은 파종 유닛을 구동한다.

축(110)은 기어박스(102)가 제 1 또는 제 2 기어 또는 중립에 있을 때에만 구동된다. 축(110)은 기어박스(102)가 후진에 있을 때에는 구동되지 않는다. 기어박스(102)는 도 3의 전기 회로(120)에서 도시된 바와 같이 출력축(110)을 구동하거나 또는 구동하지 않도록 제어되는 전기 클러치(112)를 포함한다. 회로(120)는 작업자 스위치(122)를 포함하고, 작업자는 작업자 스위치를 통해 파종 유닛의 구동을 제어한다. 파종 위치에서, 클러치(112)는, 후진 스위치(124)가 개방되지 않는 한, 상기 축을 구동하도록 작동된다. 스위치(124)는 기어박스(102)가 후진 기어에 있을 때 개방된다. 후진 스위치(124)를 개방하는 것에 의해, 파종기가 후진하고 있는 동안 파종 유닛의 동작은 방지된다. 작업자 스위치(122)가 오프 위치에 있을 때, 스위치(122)는 개방하고, 클러치(112)는 작동되지 않고, 이에 의해 축(110)이 구동되는 것을 방지하고 파종 유닛이 동작하는 것을 방지한다. 클러치(112)가 기어박스(102) 내에 있고 파종 유닛 구동 출력축(110)과 기어박스 입력축(104)를 결합하는 것으로서 기술되었지만, 파종 유닛의 동작을 가능하게 하거나 또는 방지하도록 클러치가 기어박스(102)와 파종 유닛 사이의 파종 유닛 구동부의 어딘가에 위치될 수 있다는 것이 인식될 것이다.

벼 이앙기는 전형적으로 파종 유닛에 의한 사용을 위한 모종 매트(seeding mat)를 홀딩하는 이앙기의 후방에 있는 모종 베드를 가진다. 모종 베드는 파종 유닛 니들(planting unit needle)들의 각 회전에 대해 신규의 모종 "줄기(tree)"들을 공급하도록 나란히 움직인다. 모종 매트들이 먼저 모종 베드 상으로 위치될 때, 모종 베드는 그 측면 주행의 최좌측 위치 또는 최우측 위치에 위치되는 것이 바람직하다. 이러한 것은 다소 중간에서와 대비되는 것으로서 파종이 모종 매트의 모서리로 시작하는 것을 가능하게 한다. 최좌측 또는 최우측 위치로의 모종 베드의 움직임을 간략화하도록, 작업자 스위치(122)는 소위 "인덱싱 위치(indexing position)"로 지칭되는 제 3 위치를 포함한다. 이 위치에 있을 때, 회로는 폐쇄되고, 클러치(112)를 작동시켜, 축(110)을 회전시키고 파종 유닛을 동작시킨다. 모종 베드가 최좌측 또는 최우측 위치에 도달할 때, 접촉 스위치(126 또는 128) 중 하나가 개방되고, 이에 의해, 클러치(122)의 동력을 끊고, 축(110)의 회전과 파종 유닛의 동작을 정지시킨다.

기어박스(102)는 파종 공간을 변화시키도록 출력축(108)에 대한 출력축(110)의 속도의 가변적인 선택을 위한 어떠한 기어도 가지지 않는다. 파종 공간의 조정은 이앙기의 후방에 있는 파종 공간 제어 메커니즘(130)에 의해 달성된다. 메커니즘(130)은 파종 유닛 구동 횡축(132)에 출력축(110)을 연결한다. 횡축(132)은 이앙기의 후방에 있는 측면 이격 파종 유닛들을 구동하도록 이앙기를 가로질러 측면으로 연장한다. 파종 공간 제어 메커니즘(130)은 기어박스(102)의 출력축(110)에 결합된 입력축(136)을 가지는 직각 기어박스(134)를 통해 구동된다. 기어박스(134)의 출력축(138)은 가변 크기의 5개의 스프로켓(142a 내지 142e)들을 가지는 스프로켓 세트(140)를 구동한다. 횡축(132)은 또한 가변 크기의 스프로켓(146a 내지 146e)들을 가지는 제 2 스프로켓 세트(144)에 의해 구동된다. 체인(150)은 스프로켓(142a 내지 142e)들 중 하나와 스프로켓(146a 내지 146e)들 중 하나의 주위를 감싼다. 체인(150)이 그 주위를 감싸는 스프로켓들의 크기는 축(138)에 대한 횡축의 속도비를 결정한다. 축(138)은 파종기를 추진하는 출력축(108)에 대한 고정비로 구동된다. 상이한 쌍의 스프로켓(142, 146)들에 대한 체인(150)의 교체는 출력축(138)에 대한 횡축의 속도비를 변화시킨다. 이러한 것은 차례로 파종 유닛에 의해 파종되는 모종들의 공간을 변화시킨다. 축(152, 154)들은 도시되지 않은 아이들러 스프로켓을 지지하고, 체인(150)은 또한 그 주위를 감싼다.

이앙기 작업자가 2개의 스프로켓 세트(140 및 144)에 의해 제공되는 것과 다른 파종 공간을 원하면, 이러한 스프로켓 세트들은 다른 파종 공간을 제공하는 다른 스프로켓 세트로 교체될 수 있다. 그러므로, 파종 공간 제어 메커니즘(130)은, 파종 공간 제어 메커니즘이 변속 기어박스 내에 있는 이앙기에 의해 제공되는 것보다, 가능한 파종 공간에서 큰 융통성을 제공한다. 다른 구동 메커니즘은 도 4에 도시된 체인 및 스프로켓 세트 대신에 사용될 수 있으며, 예를 들어, 무한 가변 변속이 사용될 수 있다.

유압 구동 모터를 이용하는 또 다른 대안적인 배열이 도 5에 도시된다. 변속기(200)는, 단지 기어박스(202)가 출력축(207)을 통해 전방 및 후방 차축(204, 206)들을 구동하는 것 외에는 기어박스(102)와 유사한 기어박스(202)를 가진다. 기어박스(202)는 파종기에 제 1 기어, 제 2 기어 및 후진 기어, 또한 중립 위치를 제공한다. 변속기(200)는 유압 펌프(208)를 포함하거나, 또는 유압 유체 압력을 제공하도록 외부 유압 펌프를 구동한다. 파종 유닛을 구동하도록 변속기로부터의 출력축이 없다. 오히려, 유압 펌프로부터 및 유압 펌프로의 유압 유체 라인(210, 212)들이 비례 제어 밸브(214) 및 유압 모터(216)로 보내진다. 모터(216)는 차례로 횡축(232) 상에 있는 기어박스(218)에 대한 구동 입력부이다. 횡축(232)은 파종 유닛(234)들에 구동적으로 결합된다.

유압 모터(216)를 위한 제어 시스템은 컨트롤러(236)와, 이앙기 주행 속도를 컨트롤러에 공급하도록 구동축 상에 있는 속도 센서(238)를 포함한다. 속도 센서(238)는 변속기의 하류측 어딘가에 있으며, 이앙기의 실제 차륜 속도를 검출할 수 있다. 대안적으로, 레이더 지면 속도 센서가 사용될 수 있거나, 또는 위성 항법 장치 신호 또는 다른 위치 신호에 기초하여 속도를 계산할 수 있다. 컨트롤러(236)는 원하는 파종 공간을 위하여 원하는 속도로 기어박스(218)를 구동하도록 비례 제어 밸브(214)를 작동시킨다. 작업자 입력 디바이스(240)는 작업자가 원하는 파종 공간을 컨트롤러에 입력하는 것을 허용한다. 기어박스(218)에 또는 횡축(232) 상에 있는 피드백 엔코더(242)는 컨트롤러(236)가 비례 제어 밸브(214)를 통한 속도의 조정을 만들 수 있도록 횡축(232)의 실제 속도에 대한 피드백을 컨트롤러에 제공한다. 기계적인 체인 및 스프로켓 파종 공간 제어 메커니즘처럼, 유압 모터는 파종 공간 제어 메커니즘에 기초한 변속기보다 많은 옵션을 작업자에게 제공할 수 있다.

컨트롤러(236)는 클러치(112) 대신에 회로에 위치된 컨트롤러(236)을 구비한 도 3의 전기 회로로부터의 입력을 수신할 수 있다. 회로가 개방할 때, 컨트롤러(236)는 파종 유닛(234)의 동작을 정지시키거나 또는 방지한다. 이와 같이, 파종 유닛(234)의 동작은 이앙기가 후진에 있을 때 방지되며, 모종 베드의 최좌측 또는 최우측 위치가 도달될 때 파종 유닛(234)과 모종 베드를 정지시키도록 "인덱싱" 모드를 허용한다.

여전히 또 다른 대안적인 파종 유닛 구동 메커니즘은 위에서 도시 및 기술된 유압 모터(216) 대신에 전기 모터를 사용한다. 물론, 전력의 준비가 유압력 대신에 필요하게 된다.

파종 유닛 구동부가 전방 및 후방 차축을 가지는 이앙기라는 상황에서 기술되었지만, 전형적으로 탑승용 이앙기(ride-on transplanter)들에 제공됨으로써, 파종 공간 구동부는 마찬가지로 밀면서 가는(walk-behind) 파종기에서 사용될 수 있다. 또한, 파종 유닛 구동부는 파종기 주행 속도에 기초한 구동부를 필요로 하는 디스펜서를 가지는 임의의 파종기 또는 다른 분배 기계에서 사용될 수 있으며, 분배 기계는 구동 변속기를 가진다.

바람직한 실시예를 기술하였지만, 첨부된 청구항들에서 한정된 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 변형들이 만들어질 수 있다는 것은 자명하게 된다.

102, 134 : 기어박스
104 : 입력축
108, 110, 138, 207 : 출력축
112 : 클러치
120 : 전기 회로
122 : 작업자 스위치
124 : 후진 스위치
126, 128 : 접촉 스위치
130 : 파종 공간 제어 메커니즘
132, 232 : 파종 유닛 구동 횡축
140, 144 : 스프로켓 셋트
150 : 체인
152, 154 : 축
200 : 변속기
204 : 전방 차축
206 : 후방 차축
208 : 유압 펌프
210, 212 : 유압 유체 라인
214 : 비례 제어 밸브
216 : 유압 모터
236 : 컨트롤러
238 : 속도 센서
240 : 작업자 입력 디바이스
242 : 피드백 엔코더

Claims (12)

1. 파종기로서,
   상기 파종기를 지지하는 차륜들을 가지는 적어도 하나의 차축;
   상기 파종기를 추진하도록 상기 차륜들을 구동하기 위하여 상기 적어도 하나의 차축에 동작 가능하게 결합된 변속기;
   적어도 하나의 파종 유닛;
   상기 변속기로부터의 파종 유닛 구동 출력축; 및
   파종 공간을 변화시키도록 상기 파종기 주행 속도에 대한 파종 유닛 속도를 변화시키도록 동작 가능한, 상기 변속기 외부 및 상기 변속기와 상기 파종 유닛들 사이에 있는 파종 공간 제어 메커니즘을 포함하는, 파종기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 파종 공간 제어 메커니즘은 체인과, 그 주위를 체인이 감싸는 다수의 스프로켓 쌍들을 포함하며, 각 쌍의 스프로켓들은 상기 파종기 주행 속도에 대한 상이한 비의 파종 유닛 속도를 만드는, 파종기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 메커니즘의 측면으로 연장하는 횡축을 추가로 포함하며, 상기 스프로켓 쌍들 중 한 스프로켓은 상기 횡축에 연결되는, 파종기.
4. 제 1 항에 있어서, 회전 구동 동력에 상기 파종 유닛들을 연결하는 전기 제어식 클러치를 추가로 포함하고, 상기 클러치는, 회로가 개방하고 상기 클러치가 작동되지 않는 오프 위치, 상기 회로가 폐쇄되고 상기 파종 유닛들이 구동되는 파종 위치, 및 상기 변속기가 후진 기어에 있을 때 상기 회로를 개방하는 후진 위치를 구비한 작업자 스위치를 가지는 전기 회로에 있는, 파종기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 회로 작업자 스위치는 인덱싱 위치를 추가로 가지며, 상기 인덱싱 위치에서, 상기 회로가 폐쇄되고, 파종기 모종 베드가 최우측 또는 최좌측 주행 위치에 있을 때 좌우 접촉 스위치들이 상기 회로를 개방하며, 이에 의해, 상기 접촉 스위치들 중 하나가 개방될 때 파종 유닛 동작이 정지하는, 파종기.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 클러치는 상기 변속기 내에 수용되는, 파종기.
7. 파종기로서, 상기 파종기를 지지하는 차륜들을 가지는 적어도 하나의 차축;
   상기 파종기를 추진하도록 상기 차륜들을 구동하기 위하여 상기 적어도 하나의 차축에 작동 가능하게 결합되는 변속기;
   적어도 하나의 파종 유닛;
   상기 파종 유닛들을 구동하는 모터; 및
   상기 모터를 동작시키는 동력원을 포함하는, 파종기.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 모터는 유압 모터이며, 상기 모터를 동작시키는 동력원은 상기 변속기에 의해 구동되는 유압 펌프인, 파종기.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 유압 펌프는 변속기 하우징 내에 있는, 파종기.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 유압 모터의 속도를 제어하도록 유압 회로에 있는 비례 제어 밸브를 추가로 포함하는, 파종기.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 비례 제어 밸브에 작동 가능하게 결합된 전자 컨트롤러, 상기 파종기 주행 속도를 감지하는 속도 센서, 원하는 파종 공간을 입력하는 작업자 입력 디바이스, 및 실제 파종 유닛 속도를 검출하고 상기 컨트롤러에 파종 유닛 속도 신호를 제공하는 피드백 센서를 포함하는 상기 유압 모터용 제어 시스템을 추가로 포함하는, 파종기.
12. 제 7 항에 있어서, 모터 속도를 제어하도록 상기 모터에 동작 가능하게 결합되는 전자 컨트롤러, 상기 파종기 주행 속도를 감지하는 속도 센서, 원하는 파종 공간을 입력하는 작업자 입력 디바이스, 및 실제 파종 유닛 속도를 검출하고 상기 컨트롤러에 파종 유닛 속도 신호를 제공하는 피드백 센서를 포함하는 상기 모터용 제어 시스템을 추가로 포함하는, 파종기.

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