專利名稱：對(duì)合攏輪進(jìn)行主動(dòng)下壓力控制的用于播種機(jī)的行單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種播種機(jī)，并且特別地涉及用于播種機(jī)行單元的合攏輪(closingwheel)的下壓力控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在播種技術(shù)中已知的是，在諸如種植機(jī) 之類的播種機(jī)的行單元上提供下壓力的主動(dòng)控制，以確保開(kāi)溝器在適當(dāng)?shù)纳疃忍幉僮?，和控制下壓力以僅提供所需要的下壓力。這樣可以減少鄰近播種犁溝的不必要的土壤壓實(shí)。然而，用于開(kāi)溝器的適當(dāng)下壓力并不總是在合攏輪上提供適當(dāng)?shù)南聣毫?。通常在合攏輪和行單元框架之間設(shè)置可調(diào)節(jié)彈簧。這可以由操作者在操作前設(shè)置，并且如果需要，操作者可以停止種植和調(diào)節(jié)合攏輪下壓力彈簧。然而，操作者將很少在種植過(guò)程中花時(shí)間調(diào)節(jié)合攏輪的下壓力彈簧。

發(fā)明內(nèi)容
公開(kāi)了一種行單元，其具有用于合攏輪的下壓力控制系統(tǒng)。合攏輪下壓力控制可以是主動(dòng)的，即是閉環(huán)的，或者是非主動(dòng)的，即是開(kāi)環(huán)的。用于合攏輪的下壓力的這種控制可以與行單元下壓力控制分開(kāi)，或者可以通過(guò)使合攏輪下壓力與行單元下壓力成比例而與行單元下壓力控制相關(guān)聯(lián)。在閉環(huán)控制中，到控制系統(tǒng)的操作者輸入用于設(shè)置用于合攏輪的所需下壓力。控制系統(tǒng)然后操作下壓力致動(dòng)器以生產(chǎn)所需的下壓力。在開(kāi)環(huán)控制中，監(jiān)視器顯示載荷到操作者，操作者然后控制下壓力致動(dòng)器的操作，以根據(jù)需要改變合攏輪上的下壓力。


圖I是播種機(jī)的行單元的透視圖；圖2是圖I的行單元的合攏輪裝置的側(cè)視圖，一個(gè)合攏輪被移除以圖示該裝置。圖3是該合攏輪裝置的底部透視、局部剖視圖；圖4是沿著圖2的線4-4的剖面圖。圖5、6和7是用于播種機(jī)的下壓力控制系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照附圖，且特別地參照?qǐng)D1，顯示播種機(jī)10的一部分。如圖所示，播種機(jī)10是行作物種植機(jī)的形式，但也可以是其他機(jī)器形式。圖I說(shuō)明多行種植機(jī)的單個(gè)行單元12，每個(gè)行作物單元12大致相同，并連接到顯示為農(nóng)具架(tool bar)的機(jī)架14。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，只顯示單個(gè)行作物單元12并且描述如下。行作物單元12包括通過(guò)平行連桿機(jī)構(gòu)18連接到橫木的多部件式行單元框架16。農(nóng)具架連接到牽引裝置(未顯示)，諸如農(nóng)用拖拉機(jī)。例如，農(nóng)具架可以使用牽引桿或三點(diǎn)式栓接桿組件連接到農(nóng)用拖拉機(jī)。農(nóng)具架可以與運(yùn)輸輪組件、劃印器臂等連接在一起，這些運(yùn)輸輪組件、劃印器臂等可以是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，為清晰起見(jiàn)不顯示它們?？蚣?6承載雙盤(pán)式開(kāi)溝器用于在土壤27中形成播種犁溝26的雙盤(pán)式開(kāi)溝器20。特別是用于沒(méi)有耕作的情況的任選的犁刀輪22和清壟器23可放置雙盤(pán)式開(kāi)溝器20之前。規(guī)輪(gauge wheel) 24形式的一對(duì)犁溝深度調(diào)節(jié)部件25分別地與雙盤(pán)式開(kāi)溝器20的一對(duì)圓盤(pán)相關(guān)聯(lián)。更特別地，每個(gè)規(guī)輪24大致與雙盤(pán)式開(kāi)溝器20的每個(gè)各自圓盤(pán)的外側(cè)成直線和緊鄰每個(gè)各自圓盤(pán)的外側(cè)定位。規(guī)輪24可以被垂直地調(diào)節(jié)以改變使用雙圓盤(pán)開(kāi)溝器20切入土壤中的犁溝的深度。排種器32也由框架16承載。排種器接收來(lái)自種子料斗28的種子，種子料斗28被支承框架16上，位于排種器16上方。排種器驅(qū)動(dòng)裝置沒(méi)有被顯示。排種器32將種子順序地輸送到排種管36或其它輸送裝置，種子借助于重力降落通過(guò)排種管36或所述其它輸送裝置到達(dá)犁溝26。犁溝合攏裝置跟隨在規(guī)輪之后，一對(duì)合攏輪42大致與雙盤(pán)式開(kāi)溝器20成直線地定位。合攏輪42優(yōu)選地在向下方向上被偏置并具有外圍邊緣，該外圍邊緣具有可以取決于應(yīng)用而變化的形狀。合攏輪42在種子沉積在犁溝26時(shí)將土壤推回進(jìn)入犁溝26。合攏輪42用作地面接觸部件。行單元12配備有可調(diào)節(jié)下壓力氣壓缸44形式的行單元下壓力致動(dòng)器43。行單元下壓力致動(dòng)器43在機(jī)架14和連桿機(jī)構(gòu)18的下連桿之間動(dòng)作，以在行單元上施加下壓力，以確保存在作用在土壤上的規(guī)輪24的所需作用力。這確保雙盤(pán)式開(kāi)溝器20將犁溝26形成至所需深度。行單元上的下壓力并且因此土壤對(duì)規(guī)輪24的作用力由規(guī)輪深度調(diào)節(jié)連桿機(jī)構(gòu)48中的樞軸銷46中的載荷傳感器測(cè)量。合適的載荷檢測(cè)銷被顯示在W02008/086283A2中。載荷傳感器可以放置在規(guī)輪支撐臂49或調(diào)節(jié)連桿機(jī)構(gòu)48上的各種位置中。如下更充分描述，控制器接收來(lái)自銷46中的載荷傳感器的信號(hào)并且相應(yīng)地控制汽缸44中的壓力，以在規(guī)輪上實(shí)現(xiàn)所需的下壓力。為了確保適當(dāng)?shù)睾蠑n播種犁溝26，犁溝合攏裝置40在合攏輪上提供受控制的下壓力合攏。這種控制可以是動(dòng)態(tài)的，即在機(jī)器的操作過(guò)程中自動(dòng)地(閉環(huán))或手動(dòng)地(開(kāi)環(huán))改變下壓力。犁溝合攏裝置40包括安裝框架50 (圖2-4)，安裝框架50在其后部連接到行單元框架16。安裝框架50的擱板51用于連接安裝框架50到行單元框架76。雖然安裝框架50是單獨(dú)部件，但一旦連接到框架16，安裝框架50作為行單元框架16的一部分作用。安裝框架50是使得其他合攏選項(xiàng)安裝在行單元中的單獨(dú)部件，但如果需要的話，可以集成到框架16中。樞轉(zhuǎn)臂52能夠通過(guò)安裝框架50旋轉(zhuǎn)地連接到行單元框架。合攏輪42安裝到樞轉(zhuǎn)臂52。樞轉(zhuǎn)臂52作為在平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)54中的第一連桿。連桿機(jī)構(gòu)54包括第二連桿56以及連接到第一連桿(即樞轉(zhuǎn)臂52)和到第二連桿56的聯(lián)接器58。氣壓缸60連接在安裝框架50和聯(lián)接器58之間并且作為犁溝合攏下壓力致動(dòng)器61。當(dāng)在汽缸60中的壓力增加時(shí)，合攏輪42在土壤上施加更大的作用力以合攏犁溝26。如圖3所示，滑動(dòng)部件62將聯(lián)接器58連接到樞轉(zhuǎn)臂52。這允許樞轉(zhuǎn)臂52的有限度的橫向運(yùn)動(dòng)，而汽缸60和聯(lián)接器58保持橫向地固定。聯(lián)接器58僅在垂直方向上移動(dòng)。圖4是通過(guò)樞軸臂52到安裝框架50的連接裝置的剖視圖。每條腿66的連接是對(duì)稱的。螺栓67和螺母68使用套管69將所述腿連接到安裝框架。腿66不直接地接觸安裝框架50。相反地，套管69接合安裝框架50。套管表面70是彎曲的并且與安裝框架的曲面71互補(bǔ)。螺栓67延伸通過(guò)在安裝框架中的前后延伸槽72。該延伸槽以及曲面70和71允許圍繞垂、直軸線調(diào)節(jié)樞轉(zhuǎn)臂52，以調(diào)節(jié)合攏輪42的橫向位置，以確保它們?cè)诶鐪仙戏綄?duì)中。套管69具有突起73，突起73位于槽72中，以合適地定位套管，用于表面70和71的匹配?；瑒?dòng)部件62允許在不影響汽缸60的下端的位置的情況下調(diào)節(jié)樞轉(zhuǎn)臂。連接滑動(dòng)部件62到樞轉(zhuǎn)臂52的螺栓64可以是載荷檢測(cè)銷，該載荷檢測(cè)銷具有類似上面提到的銷46的載荷傳感器。該傳感器測(cè)量從合攏輪作用在土壤上的載荷。螺栓64僅是可以適合載荷傳感器測(cè)量合攏輪上的載荷的多個(gè)位置中的一個(gè)。該合攏輪裝置中的任何樞軸銷可以用于測(cè)量載荷。可替換地，測(cè)壓元件可以連接到或集成在合攏輪裝置中的樞轉(zhuǎn)臂或其他連桿中。在圖5中示意地顯示控制系統(tǒng)74?？刂破?6接收來(lái)自載荷傳感器78的載荷信號(hào)，如來(lái)自螺栓64的載荷信號(hào)。輸入裝置80使機(jī)器操作者將所需的下壓力輸入到控制器中。從而控制器產(chǎn)生用于空氣壓力源82的信號(hào)，引起壓力增加或減少?？諝鈮毫θ缓蟊灰龑?dǎo)到致動(dòng)器或氣壓缸60。將很容易地理解，壓力源82可以是固定的(即恒定的)壓力源， 并且控制器連接到壓力源和汽缸60之間的調(diào)節(jié)閥。如在此使用，對(duì)可操作地連接到致動(dòng)器以改變施加到土壤的載荷的控制器的提及意味著控制器被連接到用于壓力操作式致動(dòng)器的壓力源或壓力控制閥，或連接到用于電致動(dòng)器的電氣控制。意圖是包括使控制器能夠操作致動(dòng)器的任何連接。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)90顯示在圖6中，其中與控制系統(tǒng)74的相同的部件被給予相同的附圖標(biāo)記。在控制系統(tǒng)90中，控制器用監(jiān)視器92代替。監(jiān)視器92接收來(lái)自載荷傳感器78的輸出信號(hào)和顯示載荷給操作者。操作者然后使用輸入裝置80控制壓力，以操作犁溝合攏下壓力致動(dòng)器60。如圖所示，輸入裝置通過(guò)監(jiān)視器92進(jìn)行操作?？商鎿Q地，操作者輸入可以直接地到壓力源82或壓力調(diào)節(jié)閥等。控制系統(tǒng)能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)(閉環(huán)控制)或開(kāi)環(huán)控制，以在播種機(jī)移動(dòng)通過(guò)土地時(shí)隨著田地條件的改變而改變合攏輪上的下壓力?？商鎿Q地，控制系統(tǒng)可以用來(lái)最初設(shè)置汽缸內(nèi)的空氣壓力并且然后在操作過(guò)程中不改變壓力。在這種情況下，載荷傳感器78是不需要的。這種系統(tǒng)相對(duì)于機(jī)械合攏下壓力系統(tǒng)提供的優(yōu)勢(shì)在于，到控制器或手動(dòng)閥門(mén)調(diào)節(jié)裝置的單個(gè)輸入可以調(diào)節(jié)全部或多個(gè)行單元上的合攏輪下壓力，而無(wú)需單獨(dú)地手動(dòng)調(diào)節(jié)每個(gè)行單元上的彈簧。在一個(gè)行單元上的一個(gè)載荷傳感器78可以用作反饋輸入裝置，以控制播種機(jī)的多個(gè)行單元的汽缸60中的壓力。換句話說(shuō)，載荷傳感器不需要用于每個(gè)行單元12?；蛟S對(duì)于播種機(jī)機(jī)架的每個(gè)部分，一個(gè)載荷傳感器就足夠。圖7顯示另一個(gè)控制系統(tǒng)86，控制系統(tǒng)74和控制系統(tǒng)86之間的通用的部件被給予相同的附圖標(biāo)記，并且不再對(duì)其進(jìn)行描述?？刂葡到y(tǒng)86使用一個(gè)載荷傳感器測(cè)量行單元上的下壓力的。由一個(gè)傳感器78測(cè)量的載荷用在行單元下壓力和合攏輪下壓力兩者的控制中?？商鎿Q地，兩個(gè)或兩個(gè)以上的載荷傳感器可用在控制系統(tǒng)86中，一個(gè)載荷傳感器測(cè)量犁溝深度調(diào)節(jié)部件上的載荷，另一個(gè)載荷傳感器測(cè)量合攏輪上的載荷?？刂葡到y(tǒng)86具有連接到壓力源82的閥88，并供應(yīng)壓力到用于合攏輪下壓力致動(dòng)器的汽缸60和用于行單元下壓力的汽缸44兩者。閥82獨(dú)立地控制至兩個(gè)致動(dòng)器44、60的壓力，即可以向每個(gè)致動(dòng)器可以提供不同的壓力。因此，單個(gè)控制系統(tǒng)用來(lái)控制行單元下壓力和合攏輪下壓力兩者。如果需要的話，閥88可以是兩個(gè)單獨(dú)的閥。具有用于行單元下壓力和犁溝合攏輪下壓力的兩個(gè)單獨(dú)的致動(dòng)器、獨(dú)立地控制到兩個(gè)致動(dòng)器的壓力的布置允許操作者在控制行單元和合攏下壓力方面具有最大的靈活性?？商鎿Q地，壓力調(diào)節(jié)器可以用來(lái)以開(kāi)環(huán)或閉環(huán)的方式連接和/或調(diào)節(jié)兩個(gè)系統(tǒng)之間的作用力?？梢允褂靡粋€(gè)控制器76或手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置控制來(lái)自多個(gè)行單元的多個(gè)汽缸60和44。以其最簡(jiǎn)單的形式，合攏輪下壓力置裝置包括致動(dòng)器和操作者可訪問(wèn)開(kāi)關(guān)或控制裝置，致動(dòng)器可操作以在機(jī)器移動(dòng)通過(guò)田地時(shí)改變合攏輪上的下壓力，操作者可訪問(wèn)開(kāi)關(guān)或控制用于啟動(dòng)致動(dòng)器以改變下壓力。載荷傳感器和使操作者看到測(cè)量的載荷的監(jiān)視器是可選的。雖然在以用作致動(dòng)器的氣壓缸的上下文中公開(kāi)和描述了合攏輪下壓力置裝置，但可以使用其他致動(dòng)器，諸如液壓、電子或機(jī)電致動(dòng)器等。致動(dòng)器的類型并不重要。通過(guò)提供合攏輪下壓力的控制，機(jī)器操作者能夠更好地保證種子犁溝被合適地合攏。與機(jī)械系統(tǒng)相t匕，基于壓力的致動(dòng)器、氣動(dòng)或液壓致動(dòng)器允許載荷范圍內(nèi)的更恒定的下壓力。
雖然已經(jīng)顯示一對(duì)合攏輪42，但將會(huì)理解，各種地面接觸部件中的任何一種可以用來(lái)代替合攏輪42。替代物包括填充輪、單個(gè)合攏輪、齒型合攏設(shè)備或任意組合等。其他附件可以安裝在樞轉(zhuǎn)臂52的尾端53處。已經(jīng)描述了播種機(jī)，但將變得顯然的是，在附后權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以進(jìn)行多種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于播種機(jī)的行単元，包括 行單元框架，該行單元框架適于安裝到機(jī)架； 開(kāi)溝器和犁溝深度調(diào)節(jié)部件，所述開(kāi)溝器和犁溝深度調(diào)節(jié)部件都安裝到行單元框架；和 犁溝合攏裝置，該犁溝合攏裝置能夠移動(dòng)地安裝到行單元框架，該犁溝合攏裝置具有地面接觸部件和犁溝合攏下壓カ致動(dòng)器，該犁溝合攏下壓カ致動(dòng)器能夠操作以在播種機(jī)移動(dòng)通過(guò)田地時(shí)改變由地面接觸部件施加到土壤的作用力。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的行単元，進(jìn)ー步包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括 載荷傳感器，該載荷傳感器適于檢測(cè)由地面接觸部件施加到土壤的載荷；和 控制器，該控制器接收來(lái)自載荷傳感器的信號(hào)，其中、 控制器能夠操作地連接到犁溝合攏下壓力致動(dòng)器以改變由地面接觸部件施加到土壌的載荷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行単元，其中所述控制器適于動(dòng)態(tài)地操作犁溝合攏下壓力致動(dòng)器以改變由地面接觸部件施加到土壤的載荷。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的行単元，還包括控制系統(tǒng)，該控制器系統(tǒng)包括 載荷傳感器，該載荷傳感器適于檢測(cè)施加到土壤的載荷； 監(jiān)視器，該監(jiān)視器接收來(lái)自載荷傳感器的信號(hào)和顯示載荷到操作者；和操作者輸入裝置，該操作者輸入裝置用于操作犁溝合攏下壓カ致動(dòng)器，以改變由地面接觸部件施加到土壤的載荷。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的行単元，其中所述犁溝合攏裝置包括連桿機(jī)構(gòu)，地面接觸部件通過(guò)該連桿機(jī)構(gòu)能夠移動(dòng)地安裝到行單元框架。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的行単元，其中犁溝合攏下壓力致動(dòng)器是氣壓缸、液壓缸和機(jī)電致動(dòng)器中的ー種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的行単元，還包括 將行單元框架安裝到機(jī)架的連桿機(jī)構(gòu)； 行単元下壓カ致動(dòng)器，該行單元下壓カ致動(dòng)器能夠操作以改變行単元上的下壓カ；和控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括適于檢測(cè)施加到土壤的載荷的至少ー個(gè)載荷傳感器和接收來(lái)自載荷傳感器的信號(hào)的控制器， 其中所述控制器能夠操作地連接到行単元下壓カ致動(dòng)器和犁溝下壓カ致動(dòng)器兩者，以改變由犁溝深度調(diào)節(jié)部件和地面接觸部件施加到土壤的載荷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的行単元，其中所述控制系統(tǒng)包括兩個(gè)載荷傳感器，一個(gè)載荷傳感器適于檢測(cè)由犁溝深度調(diào)節(jié)部件施加到土壤的載荷，并且第二個(gè)載荷傳感器適于檢測(cè)由地面接觸部件施加到土壤的載荷。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的行単元，其中所述犁溝合攏裝置包括 樞轉(zhuǎn)臂，該樞轉(zhuǎn)臂能夠旋轉(zhuǎn)地連接到行單元框架，地面接觸部件安裝到樞轉(zhuǎn)臂，樞轉(zhuǎn)臂是平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)中的第一連桿，該平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)還具有第二連桿和聯(lián)接器，第一連桿和第二連桿被連接到行單元框架，并且聯(lián)接器連接到第一連桿和第二連桿中的每ー個(gè)，并且其中犁溝合攏下壓力致動(dòng)器連接在行單元框架和聯(lián)接器之間，以移動(dòng)聯(lián)接器和從而移動(dòng)樞軸臂，以改變由地面接觸部件施加到土壤的載荷。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的行単元，其中聯(lián)接器和樞轉(zhuǎn)臂之間的連接允許樞轉(zhuǎn)臂相對(duì)于聯(lián)接器的橫向調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種種植機(jī)行單元，其具有用于合攏輪的主動(dòng)下壓力控制系統(tǒng)。提供與行單元下壓力控制分開(kāi)的用于合攏輪的下壓力的這種單獨(dú)控制。單個(gè)操作者輸入用來(lái)設(shè)置用于所有行單元所需的下壓力?？刂葡到y(tǒng)然后操作以生產(chǎn)所需的下壓力。可替換地，控制系統(tǒng)可以顯示下壓力載荷給操作者，操作者然后根據(jù)需要進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)A01C5/06GK102726148SQ201210102030
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者以利亞·B·加納, 保羅·里沃茨, 內(nèi)森·A·馬里曼, 李·E·祖瑪多梅 申請(qǐng)人:迪爾公司