专利名称：棉花收获机行单元速度的同步控制的利记博彩app
技术领域：
本发明总的涉及棉花收获机，同时更具体地，涉及这种收获机的 行单元驱动结构.背景技术对于摘锭采摘棉花的收获机，地面速度和采摘单元鼓速度之间的 同步对实现优化采摘效率和棉花质量是关键的。目前的收获机使用机 械方法，诸如通过地面驱动变速箱和液压泵之间的连接件的齿轮驱 动，将地面速度同步到单元速度。机械系统典型地在地面速度与单元 速度之间提供线性关系，同时同步仅能在一个齿轮的范围中出现。当 变速箱变位齿轮或收获机从向前的方向变向时就失去同步。此外，因 为效率改变、公差累积，以及零件磨损包括轮胎花紋磨损，超时地失 去地面速度与单元速度的同步。反过来，不正常的同步影响田间效率 和收获的棉花质量。机械驱动系统不允许速度比的容易的调节以包容可变化的田间和 种植条件。例如，在浓密棉花条件下，操作者可能希望相对于行单元 地面速度增加采摘器鼓的速度以增加作物中采摘器摘锭密集性。在低 产量棉花中，操作者通常增加收获机速度，但是由于在行中结合较少 棉花可能不保证鼓轮速度的成比例增加。采摘单元的超速增加零件的 磨损。当机械在反方向移动时目前的基于机械驱动的系统允许单元反向 旋转。这种反向操作可能导致滑动离合器以起动并能逆着喷水装置柱 和脱棉器向后带动棉花以反向影响采摘单元的调节.为了防止这一 点，操作者执行复杂的程序，该程序包括脱开单元、倒退、停止、结 合单元，然后在向前的方向行进。现有的机械驱动系统要求复杂的联动装置和比较多的运动零件。 当液压控制手柄移离空档位置时对行单元的直接联动驱动也允许单元 被驱动。
发明内容因此本发明的一个目的是提供一种改进的棉花收获机驱动结构。 本发明的另一目的是提供克服上述问题的大多数或全部的这种结构。本发明的另 一 目的是提供一种改进的棉花收获机行单元驱动结 构，该结构便于地面速度对单元速度的调节且在所有地面速度时不论 变速箱齿轮比或选择的速度范围具有确实的采摘单元同步性。另一目 的是提供具有同步比率调节的这种结构。还有另一目的是提供一种包 括非线性地面速度对行单元速度性能的棉花收获机行单元驱动结构.具有感知地面速度输入的电子控制器基于来自传统地面速度传感 器的收获机地面速度和预设的地面速度对单元速度曲线计算适当的单 元速度。此外，该控制器包括一个自动的或手动的比率调节输入。该 比率调节输入允许不同于预设速度增加或减少单元速度。该控制器通 过来自单元速度传感器的输入读出单元速度并且向单元速度致动器或液压、可变皮带轮上的电子驱动控制器(EDC)，或其它合适的连续可 变的传动装置发送信号以便将单元速度调节到计算的值。该控制器基于地面速度和预设地面速度对单元速度曲线计算适当 的单元速度。该控制器还对操作者的调节比率输入响应以便将行单元 速度调节到比由单元速度曲线确定的预设定值快百分之几或慢百分之 几。该控制器从单元速度传感器读出单元速度然后向单元速度致动器 或液压或可变化的皮带轮上的电子驱动控制器(BDC)或其它合适的连续可变传动装置发送一个信号以便将单元速度调节到计算的值.在植林通过采摘单元之后监测器感知植林上残流的棉花并向电子控制器提供反馈.作物残留的反馈用于自动地对速度比率进行调节以 减少残留在田间中的棉花量.该监测器可以是一台摄相机，它聚焦于 行单元壳中存在的植林上或者聚焦于收获机后面的收获的作物行上。 残留在植林上的开放的棉桃对摄相机监测器呈现高的白色信息量以提供为确定残留在植林上的棉花的近似量的易处理的信号，当来自监视 器的信号指示未采摘的棉花是预选最大水平以上时可以通过降低收获 机速度或增加单元的速度来增加相对于地面速度的采摘单元的速度. 当该信号指示未采摘的棉花处在最小可接受的水平以下时，该控制器 可以自动地增加相对单元速度的地面速度以增加收获的产品。在自动 控制模态下可以调节同步比输入以便修正对残留在田间的可接受的作
物量和/或棉花质量与机器生产率之间的希望的平衡的自动控制。自动 控制有助于最大化生产率和减少作物损害，特别在具有高度变化的田 地和作物状态的田间，操作者不致疲劳.该驱动结构在所有地面速度不论传动齿轮比或选择的速度范围有 助于非线性地面速度对单元速度调节具有确定的采摘单元同步化。可 以相对于地面速度增加行单元速度，例如，当行单元最初进入要收获 的行且收获机较慢地移动时.同步化不受驱动系效率变化和磨损的影响.操作者可以调节行进 中的收获进程以便相对于收获机速度减慢或加快行单元驱动以最佳匹 配收获状态并实现在作物损失与为优化生产率的收获机速度之间的希 望的平衡。此外，在绳系操作过程中该驱动系统允许液压控制手柄被 置于空档的位置。通过在收获机，包括零件置换，的制造或工作过程 中提供电子同步化并消除手动同步化处理，实现显著的时间节约。该 驱动结构通过在所有速度允许地面速度对单元速度同步化并具有调节 功能以满足变化的作物和田间条件而提供改善的效率和棉花质量。使 用了电子控制，如果是齿轮传动同时单元被啮合，则单元仅当机器试 图在向前的方向移动时工作.该电子装置通常当收获机反向时防止单 元工作。如果希望，操作者可以通过置机器于空档且停车制动器结合 在相反方向移动单元然后移动手柄到相反位置。本发明的这些和其它目的、特征及优点从参照以下附图的描述将 变得显而易见。
图1是具有地面速度对采摘单元同步的棉化收获机皮带驱动结构 的示意图。图2是类似图1的视图但表示直接的单元液压驱动.图3是类似图1的视图但表示连续地可变化的传动，诸如动力源 和采摘单元之间的可变化的皮带轮。图4是说明非线性特性的驱动结构控制器的单元速度对地面速度 的曲线的一个例子，它能以该驱动结构来实现，并表示收获行进的调 节(上和下点划线)。
具体实施方式
参照图1其中示意性地表示棉花采摘器10的部分，它包括在采摘 器前端横向地隔开的许多个普通的棉花收获机行单元12并包括用以接 纳棉花植林18的行接纳区域16.该行单元12包括旋转的棉花收获结 构，诸如直立的收获鼓20具有在行接纳区域中进入并旋转的摘锭22 并从植林18摘除棉花.鼓20绕直立的鼓轴线旋转同时摘锭22被通常 以30指示的采摘单元驱动结构绕摘锭轴线旋转.典型地，鼓20的旋 转对收获机10的向前速度同步因此在一段时间内，当摘锭22结合棉 花植林时，摘锭相对于植林的速度近似为零.该收获机10包括原动机或驱动驱动结构30的发动机32以及还有 总的34指示的地面轮驱动结构。如图1所示，该发动机32连接到泵 驱动器38，该驱动器驱动单元驱动液压泵40及地面驱动液压泵44 二 者.该液压泵44连接到液压马达46，该液压马达驱动地通过传动装置 和差动器48连接到地面轮驱动装置。该传动置48可以是一个标准的 三速度箱，它类似于市售的John Deere棉花收获机上的或者市售的 双行John Deere ProDive变速箱。驱动泵40被连接到行单元驱动液 压马达50，该液压马达转而通过齿轮箱滑动离合器52连接到采摘单元 驱动系56,控制结构60被连接到单元驱结构30以控制对行单元12 的驱动装置并选择性地提供行单元驱动速度相对于行单元的向前速度 的可调节的。非线性的同步化。如图1所示，第一液压马达50驱动收 获机10 —侧上的行单元12而第二液压马达驱动收获机相对一侧上的 若干个行单元12。摘锭22的旋转速度可以正比于鼓20的旋转速度。 或另一选择，摘锭速度与鼓速度可以被独立控制。例如，每个液压马 达50可以包括一对单独控制的驱动输出独立地驱动摘锭和鼓以便有助 于鼓速度相对于摘锭速度根据采摘器和田间状况非线性变化.还有， 一个可变的传动装置，诸如无极变速装置等，可以包括在每一个采摘 单元驱动系56中以提供摘锭鼓/摘锭比率调节或独立的摘锭和鼓驱 动，驱动控制器结构60包括一个电子控制器70，它连接到收获机10 的驾驶室中的操作者控制板区域72 行单元驱动速度传感器76，诸如 在行单元驱动器中的齿轮齿监视器，向控制器70的输入提供行单元旋 转速度信号。此结构的进一步细节可以在此处通过参考而包括的题为"棉花收获机的液压行单元装置"的共同授予的美国专利NO. W96491 中找到。地面速度传感器80向控制器70的输入提供收获机/行单元向 前的速度信号。该地面速度传感器80被连接到传动装置48和液压马 达46以便提供向前的信号.另外，雷达或其它型式的传感器也可以用 于提供行单元12的向前的速度指示。传动装置的传动范围由一组在控制板区域72中的扶手上的按钮或 其它控制器82确定。液压手柄83确定由扶手上的按钮82确定的范围 以内的确切速度.如图1所示，控制器70被连接到单元驱动泵40上的电子驱动控 制器(EDC) 84以便以普通的方式控制马达的输出速度.该控制器接收 来自传感器80的地面速度信号和来自传感器76的单元速度信号并将 该二速度的比率与基于存储在控制器70的存储器中的数据曲线信息 的，如图4中在100处所示的，预选的要求比率进行比较，以调节速 度达到要求的比率。过去曲型地，单元驱动速度正比于向前的速度因 此遵循线性或直线的Rp比率。如果希望，操作者可以选择传统的比率。 但是，使用诸如在Rc指示的非线性曲线可以提供改进的生产率和机器 的性能，降低作物的损耗和减少机器的磨损。如所示，根据曲线Rc的 速度比率控制提供在较低地面速度(鼓和摘锭二者的；鼓单独的；或 摘锭单独的)，例如，当收获机10刚进入行时，以改善低速时的收获 性能。当地面速度增加时比率变化。同时可以根据在不同速度和作物 条件时过去的性能修改实际曲线Rc。控制器70还可以从过去的经验设定为实际知道的比率并作为不同的曲线存储该比率，当再遇到类似的 作物和田间条件时以后可以选摔该曲线。如所示，当收获机地面速度接近最大速度时曲线Rc趋于平坦以限制旋转速度到最大水平，例如，当操作者选择高的速度在少量棉花条件下工作。将操作者同步控制器UO连接到控制器70同时允许操作者手动将 速度比率调节到大于或者小于由比率曲线(例如，Rc)确定的比率。 操作可以向上地(Rh)调节曲线以提供增加的对给定地面速度的，例 如，在高产量棉花条件，单元速度.另一种选择，操作者可以通过向 下调节曲线(RL)到低的行单元旋转速度，例如，低产量棉花奈件， 以对给定的地面速度降低单元速度。将作物监视器120连接到控制器70以确定特殊的作物状态并自动
地进行比率调节以便有助于优化特殊的变量，诸如作物损耗或作物损坏.如图1所示，该监视器120包括一台摄相机，该摄相机在植林通 过行单元12之后观察棉花植林。控制器处理来自监视器的摄像信号以 提供残留在植林上的棉花的量。例如，该处理器可以确定指示明亮白 色状态的像素的百分数，典型的为残留在植林上的开放的棉桃，同时 当数量超过预设的最大水平时，该控制器70将通过加速行单元驱动和 /或放慢收获机的速度造成单元速度对地面速度比率的增加。监视器 120也可以安装在机器的前面(图2)以提供非收获作物状态的收获机 IO向前的机器速度。在图2所示的又一实施例中，采摘单元驱动器30，包括通过无端皮 带驱动130连接到滑动离合器52，的单个液压马达50，. 一个EDC W 连接到液压马达50，以类似于上述图1的实施例的方式控制液压马达速 度并因此行单元的驱动速度.图3的驱动装置和控制结构类似于图2 的，但不是液压马达50，是一个连续可变的驱动装置，诸如皮带驱动 中的可调节的皮带轮140，被连接到发动机32并由皮带轮直径致动器 142来控制，该致动器142可控制地连接到控制器70以省去泵和马达， 该控制器70将单元速度/地面速度比率与存储在其存储器中的比率数 据进行比较(该数据存储在其存储器中作为被来自110的任何操作者 同步比率输入修正的)，并调节皮带轮直径以提共要求的单元旋转速 度。已经描述了优选实施例，很显然在不偏离所附权利要确定的本发 明的范围下可以进行各种修正。
权利要求
1、一种用于在根据地面速度的速度下驱动棉花收获行单元以及为对不同收获状态变化速度的棉花收获机驱动结构，该驱动结构包括连接到收获行单元并具有速度控制输入的可变化的速度行单元驱动装置；地面速度传感器根据行单元地面速度提供速度信号；连接到速度控制输入并响应速度信号的驱动控制器用以在根据行单元地面速度的预选速度比率操作行单元驱动装置；以及其中该驱动控制器包括连接到比率调节装置的比率调节输入装置以便根据收获状态从预选的速度比率变化速度比率。
2、 如权利要求l所述的驱动结构，其中比率调节装置包括一个收 获的作物监视器，提供行单元的采摘效率的指示，同时其中驱动控制 器根据采摘效率指示变化速度比率以改进行单元的采摘效率.
3、 如权利要求l所述的驱动结构，其中比率调节装置包括一个操 作者控制器，用以手动选择速度比率。
4、 如权利要求l所述的驱动结构，其中比率调节装置包括一个作 物观测装置，感知棉花植株上的棉花。
5、 如权利要求l所述的驱动结构，其中驱动控制器包括地面速度 对单元速度的曲线。
6、 如权利要求5所述的驱动结构，其中速度曲线是非线性的和根 据变化的作物和田间状态可调节的。
7、 如权利要求5所迷的驱动结构，包括作物监视器，提供作物状 态信号，同时其中控制器响应作物状态信号以便根据作物状态自动地 调节速度曲线.
8、 一种用于在根据地面速度的速度下驱动棉花收获行单元以及为 对不同收获状态变化速度的棉花收获机驱动结构，该驱动结构包括电子控制器；连接到该控制器的地面速度传感器，用以提供收获机地面速度信号；连接到该控制器的行单元速度传感器，用以提供行单元速度信 号，以及其中该控制器响应地面速度信号和行单元速度信号以便基于收获机地面速度和预设定的地面速度对单元速度的曲线提供第一行单元速 度.
9、 如权利要求8所述的驱动结构，其中控制器包括比率调节输入， 该比率调节变化行单元速度不同于第 一行单元速度，
10、 如权利要求9所述的驱动结构，其中比率调节输入连接到作 物传感器提供信号指示在棉花植林上的棉花量。
11、 如权利要求10所述的驱动结构，其中作物传感器包括田间观 测装置，该装置确定已经通过行单元的植林上残留的未采摘棉花的 量。
12、 如权利要求8所述的驱动结构，其中控制器从单元速度传感 器读出行单元速度，并包括一个连接控制器和可变速度传动装置的电 子驱动控制器(EDC),以便将单元速度调节到从地面速度对单元速度 的曲线确定的计算值。
13、 如权利要求12所示的驱动结构，包括一个连接到控制器的田 间观测装置用以确定残留在植抹上的未采摘的棉花量，该控制器响应 田间观测装置以便相对于收获机地面速度调节行单元速度。
14、 如权利要求12所迷的驱动结构，其中可变的速度装置包括以下的一个a、 液压马达；b、 可变的皮带轮；c、 连接可变的传动装置。
15、 如权利要求8所述的驱动结构，其中速度曲线是非线性的。
16、 如权利要求15所述的驱动结构，其中速度曲线在第一收获 机速度时具有初始的斜率，该斜率比在笫一收获机速度以上的收获速 度的斜率更陡以提供相对于在低收获速度时地面速度比率时更高的单 元速度，
17、 如权利要求15所述的驱动结构，其中收获机具有最大的速 度同时速度曲线与在最大速度以下的收获速度时的斜率相比具有接近 最大速度的降低的斜率。
18、 如权利要求15所述的驱动结构，其中速度曲线对于变化的 作物与田间状态是可调节的。
19、 如权利要求8所述的驱动结构，其中行单元速度包括棉花采 摘器摘锭鼓和棉花采摘器摘锭的旋转速度。
20、 如权利要求19所述的驱动结构，其中摘锭速度相对于鼓速 度是可调节的.
全文摘要
一种具有感知地面速度输入的电子控制器基于收获机地面速度和预设定的地面速度对单元速度的曲线计算适当的棉花收获机行单元的速度。该控制器包括一个自动或手动的比率调节输入装置。该比率调节输入装置允许单元速度增加或降低不同于预设定的速度。该控制器通过单元速度传感器读出行单元速度并发送一个信号到液压的、可变皮带轮，或其它可变驱动装置上的单元速度致动器或电子驱动控制器(EDC)以便将单元速度调节到计算值。诸如摄像机的监视器或田间观测器响应植株上的棉花提供信号到自动比率调节输入装置以改变比率从而增加产量并减少机器的磨损。
文档编号A01D46/08GK101164401SQ20071013816
公开日2008年4月23日 申请日期2007年7月31日 优先权日2006年7月31日
发明者J·D·黑克, R·M·巴雷什, T·A·多特施, W·E·麦科伊 申请人:迪尔公司