Система регулирования плотности
Группа изобретений относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использована при изготовлении тюков. Сельскохозяйственный пресс-подборщик содержит прессовальную камеру, средство для введения партий растительного материала в прессовальную камеру, плунжер для спрессовывания растительного материала в тюк в камере и исполнительное средство. Прессовальная камера содержит множество стенок, включая по меньшей мере одну подвижную стеновую секцию. Исполнительное средство регулирует положение по меньшей мере одной подвижной стеновой секции в ответ на выходной сигнал системы регулирования плотности для изменения плотности тюка. Система регулирования плотности содержит датчик для измерения положения по меньшей мере одной подвижной стеновой секции, устройство сравнения указанного положения с пороговым положением и модуль принятия решения. Когда указанное положение превышает пороговое положение модуль принятия решения останавливает перемещение исполнительного средства. Группа изобретений обеспечивает регулирование плотности тюка в пресс-подборщиках высокой плотности. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к сельскохозяйственным пресс-подборщикам, которые делают прямоугольные тюки, а более конкретно, к расположению датчика, который используется для регулирования плотности изготовленного тюка.
В сельскохозяйственном пресс-подборщике материал, такой как сено, солома, силос или аналогичный растительный материал, который ранее был срезан, уложен в валок или уложен в рядок, подбирается с поля с помощью блока-подборщика, подается в канал и загружается в вытянутую прессовальную камеру. Плунжер, который совершает возвратно-поступательные движения в передней части прессовальной камеры, сдавливает вновь вводимый материал о ранее введенный материал в параллелепипедный тюк и в то же самое время постепенно продвигает тюк в направлении выпуска из прессовальной камеры. Когда тюк достигает заданной длины, которая определяется дозирующим устройством, узловязальное устройство приводится в действие для оборачивания шнура, шпагата или другого гибкого связывающего материала вокруг тюка и для скрепления концов связывающего материала вместе для образования стабильного тюка.
Обычно прессовальная камера имеет по меньшей мере одну подвижную стеновую часть, положение которой можно изменять для изменения выпускной секции прессовальной камеры. Увеличенная выпускная секция уменьшает усилия, необходимые для продвижения тюков в пресс-подборщике, и, следовательно уменьшает плотность вновь образованных тюков. В противном случае, уменьшенная секция существенно повышает силы трения тюка вдоль камеры и за счет этого повышает силы сжатия, прикладываемые плунжером к растительному материалу. Соответственно плотность новых тюков будет увеличиваться.
В данной области известно регулирование положения подвижной стенки в соответствии с сигналом датчика нагрузки для того, чтобы получать тюки, имеющие заданную плотность. Обычно положение задней части прессовальной камеры регулируется гидравлическим цилиндром в ответ на датчик, контролирующий усилия, прикладываемые плунжером. EP-A-0 379 230 показывает пресс-подборщик, имеющий плунжер, который соединен посредством пары поршневых пальцев с парой соединяющих штанг, которые, в свою очередь, соединены с парой вращающихся кривошипов на редукторе. Поршневые пальцы оборудованы тензометрами для мониторинга усилий, прикладываемых плунжером. Так как усилие полного сжатия на плунжере передается на поршневые пальцы, они должны иметь прочную конструкцию. Однако должна быть обеспечена некоторая деформация для создания представляемых различимых сигналов датчика, которые могут использоваться для регулирования площади выпуска прессовальной камеры.
Другие варианты осуществления датчика проиллюстрированы в US-A-5 123 338. Согласно одному варианту осуществления, по существу механический датчик реагирует на усилия, прикладываемые плунжером к соединяющей штанге. Результатом является простой сигнал включения-выключения, который не представляет промежуточные данные о фактической нагрузке плунжера. Подобный выходной сигнал не может использоваться для уточненного регулирования плотности тюка. Уровень сжатия, достигаемый с помощью данной системы управления, должен регулироваться с помощью механического средства на самом пресс-подборщике.
Еще один вариант осуществления в том же самом документе показывает датчик нагрузки, расположенный между редуктором, приводящим в действие плунжер, и главной рамой пресс-подборщика. Силы противодействия плунжера на редукторе измеряются тензометрами, прикрепленными к рычагу, который взаимно соединяет верхнюю часть редуктора и раму. Выходной сигнал может изменяться таким образом, чтобы его можно было использовать для установки широкого диапазона плотностей.
Еще один вариант осуществления датчика описан в EP1066748. В данном варианте осуществления измеряют усилие, прикладываемое плунжером к тюку растительного материала. Оператор получает информацию о результатах измерения и может выбирать регулировку положения подвижных стеновых секций в прессовальной камере. Тем самым, взаимосвязь между усилием, необходимым для проталкивания тюка дальше в прессовальную камеру, и плотностью тюка используется для управления исполнительными механизмами, передвигающими части подвижных стенок. Данный способ управления позволяет достигать относительно точного регулирования плотности тюка.
В последнее время разработаны пресс-подборщики высокой плотности, которые предусмотрены для заталкивания растительного материала в тюк с плотностью, более высокой, чем плотности, которые могут быть получены посредством доступных в настоящее время пресс-подборщиков. Вследствие этого, данные пресс-подборщики высокой плотности снабжены более тяжелым машинным оборудованием. Проблема возникает при использовании общеизвестных систем регулирования плотности вместе с подобным более тяжелым машинным оборудованием. В нормальном рабочем режиме подвижная стеновая секция имеет с одной стороны исполнительный механизм, толкающий стеновую секцию внутрь с заданным усилием, а с другой стороны тюк растительного материала, обеспечивающий противодавление данному усилию. Однако в режиме загрузки противодавление отсутствует, а тяжелое машинное оборудование пресс-подборщика высокой плотности оказалось достаточно мощным, чтобы повреждать подвижную стеновую секцию. Также во время использования растительный материал может неравномерно распределяться по прессовальной камере, так что противодавление на подвижной стеновой секции не является достаточным для противодействия усилию, прикладываемому исполнительным механизмом, в попытке достижения заданной плотности, так что исполнительный механизм повреждает подвижную стеновую секцию. Существующие системы регулирования плотности не обеспечивают решение данной проблемы. Следовательно, в пресс-подборщике высокой плотности не может использоваться система регулирования плотности согласно предшествующему уровню техники.
Задача настоящего изобретения состоит в создании системы регулирования плотности, которая может использоваться в пресс-подборщике высокой плотности.
Для этого в изобретении предлагается система регулирования плотности для сельскохозяйственного пресс-подборщика, который содержит прессовальную камеру, содержащую множество стенок, включая по меньшей мере одну подвижную стеновую секцию, средство для введения партий растительного материала в прессовальную камеру и плунжер для спрессовывания партий в тюк растительного материала в камере, исполнительное средство для регулирования положения по меньшей мере одной подвижной стеновой секции в ответ на выходной сигнал системы регулирования плотности для того, чтобы изменять плотность указанного тюка, отличающаяся тем, что система регулирования плотности содержит датчик для измерения положения по меньшей мере одной подвижной стеновой секции, устройство сравнения для сравнения указанного положения с пороговым положением и модуль принятия решения, выполненный с возможностью остановки перемещения исполнительного средства, когда положение превышает пороговое положение.
В предшествующем уровне техники подвижная стеновая секция, следовательно, управлялась на основании усилия, что означает, что исполнительными механизмами управляют для изменения положения подвижной стеновой секции в зависимости от измерений усилия в прессовальной камере (и, возможно, также дополнительных свойств окружающей среды, таких как влажность). Тем самым, исполнительными механизмами управляют, чтобы передвигать подвижную стеновую секцию внутрь в случае, когда измеренное усилие ниже порогового значения, и передвигать секцию наружу в случае, когда измеренное усилие выше порогового значения. Изобретение добавляет общеизвестной подвижной стеновой секции с управлением на основании усилия управление на основании положения и тем самым предотвращает перемещение последней за пределы заданного положения. Тем самым, системе управления добавляют дополнительный параметр, а именно система может управлять подвижной стеновой секцией не только на основании усилия, но также на основании положения стеновой секции. Этот добавленный параметр управления обеспечивает возможность программирования системы регулирования плотности не передвигать подвижную стеновую секцию за ее итоговое положение с повреждением посредством этой стенки. Этот добавленный параметр управления дополнительно обеспечивает неожиданный эффект в том, что можно воздействовать на внешнюю форму тюков, прессуемых в пресс-подборщике. Относительное положение подвижной стеновой секции влияет на сопротивление продвижению тюков в прессовальной камере и, вследствие этого, связано с плотностью тюков. Однако абсолютное положение подвижной стеновой секции оказывает влияние на внешнюю форму тюков, а именно одна подвижная стеновая секция, передвигаемая внутрь, может приводить к ассиметричному усилию, прикладываемому к тюку внутри прессовальной камеры, в результате чего получается тюк с изогнутой формой. Поскольку положение подвижной стеновой секции измеряют и используют для управления дальнейшим перемещением данной стеновой секции, на форму тюка можно воздействовать.
Предпочтительно, пороговое положение представляет заданное конечное внутреннее положение подвижной стеновой секции. Данный признак решает проблему, связанную с общеизвестной системой регулирования плотности, в которой подвижную стеновую секцию проталкивают дальше, чем ее наиболее внутреннее положение, повреждая тем самым прессовальную камеру. Посредством программирования конечного внутреннего положения в качестве порогового положения, которое отслеживается системой регулирования плотности (через устройство сравнения и модуль принятия решения), данную ситуацию избегают, потому что перемещение исполнительного механизма останавливается после того, как достигается конечное внутреннее положение. Измерение положения и соответствующее устройство сравнения и модуль принятия решения обеспечивают простое техническое решение обеспечения правильной работы системы регулирования плотности согласно установленным технологиям, но без риска повреждения подвижной стеновой секции системой регулирования плотности.
Предпочтительно, система регулирования плотности дополнительно содержит датчик нагрузки, измеряющий усилие противодействия растительного материала на сегмент прессовальной камеры и генерирующий выходной сигнал, указывающий указанное усилие противодействия, и содержит модуль управления для управления исполнительным средством для перемещения по меньшей мере одной подвижной стеновой секции в ответ на указанный выходной сигнал. Тем самым, взаимосвязь между усилием противодействия, прикладываемым тюком к прессовальной камере, и плотность тюка используется для получения заданной плотности тюка за счет прикладывания большего усилия, когда усилие противодействия ниже, чем заданное, и за счет уменьшения усилия, когда усилие противодействия выше, чем заданное. Тем самым, положение подвижной стеновой части постоянно контролируется и сравнивается с пороговым положением, так что исполнительное средство, передвигающее подвижную стеновую секцию, может останавливаться после того, как достигается пороговое положение.
Предпочтительно, сельскохозяйственным пресс-подборщиком является пресс-подборщик для квадратных тюков высокой плотности. В общеизвестном пресс-подборщике предусмотрен плунжер для прикладывания к растительному материалу усилия, составляющего приблизительно 400 кН. Плунжер пресс-подборщика высокой плотности сконструирован и приводится в действие таким образом, чтобы к растительному материалу можно было прикладывать усилия, составляющие 450 кН. Предпочтительно, плунжер пресс-подборщика высокой плотности может прикладывать к растительному материалу усилие, равное 600 кН, наиболее предпочтительно усилие, приблизительно равное 700 кН. Вследствие этого, пресс-подборщик высокой плотности может быть определен, как пресс-подборщик, в котором предусмотрен плунжер для прикладывания к растительному материалу усилия, составляющего по меньшей мере 450 кН, предпочтительно усилия по меньшей мере 500 кН, более предпочтительно по меньшей мере 550 кН, наиболее предпочтительно по меньшей мере 600 кН.
Изобретение дополнительно относится к сельскохозяйственному пресс-подборщику, имеющему прессовальную камеру, содержащую множество стенок, включая по меньшей мере одну подвижную стеновую секцию, средство для введения партий растительного материала в прессовальную камеру и плунжер для спрессовывания партий в тюк растительного материала в камере, исполнительное средство для регулирования положения по меньшей мере одной подвижной стеновой секции в ответ на выходной сигнал системы регулирования плотности по любому из предшествующих пунктов для того, чтобы изменять плотность указанного тюка. Данный сельскохозяйственный пресс-подборщик, за счет наличия системы регулирования плотности с управлением на основании положения, является более гибким в использовании, в результате чего получается пресс-подборщик, который может быть дополнительно автоматизированным, чем существующие пресс-подборщики. Например, пресс-подборщик согласно изобретению для предотвращения повреждения может быть защищен от перемещения подвижной стеновой секции прессовальной камеры дальше, чем ее конечное положение. Пресс-подборщик может быть запрограммирован на получение тюков с заданной формой, как объяснялось выше. Кроме того, наличие системы регулирования плотности повышает автоматизацию пресс-подборщика в том, что плотность тюков регулируется без оператора, который должен указывать, когда к подвижной стеновой секции необходимо прикладывать усилие.
Изобретение также содержит способ регулирования плотности тюков растительного материала в сельскохозяйственном пресс-подборщике, который содержит:
- прессовальную камеру, содержащую множество стенок, включая по меньшей мере одну подвижную стеновую секцию,
- средство для введения партий растительного материала в указанную прессовальную камеру, плунжер для спрессовывания партий в тюк растительного материала в камере,
- исполнительное средство для регулирования положения по меньшей мере одной подвижной стеновой секции в ответ на выходной сигнал системы регулирования плотности для того, чтобы изменять плотность указанного тюка;
при этом способ включает этапы
- мониторинга положения указанной по меньшей мере одной подвижной стеновой секции,
- сравнения указанного положения с заданным пороговым положением;
- принятия решения остановки перемещения исполнительного механизма, когда положение превышает пороговое положение.
В предшествующем уровне техники способы регулирования плотности тюков, следовательно, осуществляли посредством управления подвижной стеновой секцией на основании усилия, что означает, что измерение усилия используется для принятия решения при движении исполнительных механизмов, передвигающих подвижную стеновую секцию. Способ согласно изобретению добавляет этапы управления на основании положения к общеизвестным этапам управления на основании усилия. Это обеспечивает множество преимуществ, как будет объяснено далее. Может быть предотвращено перемещение подвижной стеновой секции за пределы заданного положения. Этап мониторинга положения и соответствующий этап сравнения и принятия решения обеспечивают простое техническое решение, позволяющее системе регулирования плотности работать правильно согласно установленным технологиям, но без риска повреждения подвижной стеновой секции системой регулирования плотности. Кроме того, с управлением подвижной стеновой секцией на основании положения возможно оказывать влияние на итоговую форму тюка, получаемого в прессовальной камере.
Предпочтительно, способ дополнительно включает этапы:
- измерения усилия противодействия растительного материала сегменту прессовальной камеры посредством датчика нагрузки,
- генерирования выходного сигнала, указывающего указанное усилие противодействия, и
- управления исполнительными механизмами в ответ на генерируемый выходной сигнал.
Данные дополнительные этапы способа позволяют системе регулирования плотности этапы управления на основании усилия для регулирования плотности тюка. В зависимости от усилия противодействия растительного материала, исполнительными механизмами управляют, чтобы передвигать подвижную стеновую секцию для изменения тем самым сжимающего усилия, прикладываемого к растительному материалу и необходимого для проталкивания тюка растительного материала дальше через прессовальную камеру.
Далее система регулирования плотности в соответствии с представленным изобретением будет описана более подробно посредством примера со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг. 1 представляет собой схематичный вид сбоку прямоугольного пресс-подборщика с частичным разрезом;
Фиг. 2 представляет собой иллюстрацию с изображением сверху прессовальной камеры согласно варианту осуществления изобретения; а
Фиг. 3 представляет собой иллюстрацию влияния положений подвижной стеновой секции на форму получающегося в результате тюка;
Фиг. 4 представляет собой блок-схему способа согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения.
Термины «передний», «задний», «вперед», «назад», «левый» и «правый», используемые по всему данному описанию, определены относительно нормального направления движения машины во время работы. Однако их не следует истолковывать как ограничивающие термины.
Фиг. 1 показывает сельскохозяйственный пресс-подборщик 10, содержащий главную раму 11, которая оборудована продолжающимся вперед дышлом 12, снабженным на его переднем конце средством сцепления (не показано) для соединения пресс-подборщика 10 с буксирующим трактором. Подбирающий узел 14 поднимает уложенный в валок растительный материал с поля по мере прохождения по нему пресс-подборщика 10 и доставляет этот материал в передний конец изогнутого назад и вверх, формирующего партию подающего канала 16. Канал 16 сообщается на верхнем конце с верхней, проходящей продольно прессовальной камерой 18, в которую загружают партии урожая с помощью циклически функционирующего набивочного механизма 20. Функционирующий непрерывно уплотнительный механизм 22 на нижнем переднем конце подающего канала 16 непрерывно подает и утрамбовывает материал в канал 16 для того, чтобы заставить партии растительного материала приобрести и принять внутреннюю конфигурацию канала 16 перед периодическим зацеплением набивателем 20 и введением вверх в прессовальную камеру 18. Подающий канал 16 может быть оборудован средством (не показано) для установления, какая полная партия должна быть в нем образована, и действия в ответ на это набивателя 20. Каждое действие набивателя 20 вводит «партию» или «ворох» растительного материала из канала 16 в камеру 18.
Плунжер 24 совершает возвратно-поступательные движения в продольном направлении внутри прессовальной камеры 18 под действием пары соединяющих или стержней 25 шатуна, которые соединены с плечами 26 кривошипа редуктора 27, приводимыми в действие трансмиссионным валом 29, который соединен с валом отбора мощности трактора. Совершающий возвратно-поступательные движения плунжер 24 толкает каждую новую партию, вводимую в прессовальную камеру 18, назад и формирует последующие партии растительного материала в параллелепипедный тюк, который направляется с помощью того же действия плунжера 24 в сторону самого заднего выпускного отверстия 28 камеры.
Прессовальная камера 18 содержит по меньшей мере одну подвижную стеновую часть 30, положение которой можно регулировать для изменения поперечного сечения отверстия 28. Уменьшение данного поперечного сечения будет увеличивать сопротивление продвижению назад тюков урожая и, следовательно, увеличивать плотность содержащегося в них растительного материала. Аналогичным образом увеличение поперечного сечения будет уменьшать указанное сопротивление продвижению назад и, следовательно, также уменьшать плотность вновь образованных тюков. Положение стеновой части 30 регулируется исполнительным средством, состоящим из пары гидравлических цилиндров 31 (на фиг. 1 показан только один), которые установлены между рамой 11 и стеновой частью 30.
На фиг. 1, подвижная стеновая часть 30 показана в виде части верхней стенки прессовальной камеры. Также могут быть реализованы другие варианты осуществления с иными положениями подвижной стеновой части. В еще одном предпочтительном варианте осуществления, существуют две подвижные стеновые части 30, расположенные в двух продольных боковых стенках прессовальной камеры. Данные подвижные части боковых стенок подвижно подвешены и соединены с гидравлическим цилиндром для запуска перемещения данных частей боковых стенок. В более предпочтительном варианте осуществления, как боковые стенки, так и верхняя стенка и необязательно нижняя стенка содержат подвижные стеновые участки. Подвижная часть верхней стенки и подвижные части боковых стенок могут быть подвижно подвешены и соединены с гидравлическим цилиндром посредством элемента подвески, соединяющего подвижную часть верхней стенки с подвижной частью боковой стенки и одним концом гидравлического цилиндра таким образом, что движение гидравлического цилиндра приводит к перемещению как подвижной части верхней стенки, так и подвижной части боковой стенки.
Перед выходом за границы пресс-подборщика 10 каждый тюк надежно увязывают в его итоговой компактной форме с помощью механизма 32 увязывания. Длина каждого тюка, формируемого пресс-подборщиком 10, может быть задана с возможностью регулирования с помощью общеизвестного средства, не показанного. Механизм 32 вязания содержит ряд периодически приводимых в действие игл 33, которые обычно находятся в состоянии ожидания ниже камеры 18, но которые, при приведении в действие, качаются вверх через и насквозь прессовальной камеры 18 для обеспечения шпагата соответствующему ряду узловязателей, расположенных на верхней части камеры 18 и продолжающихся на ширину последней.
Общей целью сельскохозяйственного пресс-подборщика является получение тюка растительного материала, при том что тюк имеет заданную плотность. За счет увеличения плотности тюка больше растительного материала может храниться на кубическом метре пространства. Так как транспортные расходы и расходы на хранение с течением времени увеличиваются, в общем желательно получать тюки растительного материала с более высокой плотностью. Однако идеальное состояние для хранения может отличаться от растительного материала к растительному материалу, так что не весь растительный материал идеально прессуется в тюки с высокой плотностью. Например, растительный материал с высоким процентным содержанием влаги идеально прессуется в тюки, имеющие не слишком высокую плотность. Очень сухой растительный материал можно прессовать в тюки с очень высокой плотностью.
Предпочтительно, пресс-подборщиком является пресс-подборщик высокой плотности, что означает, что усилие, прикладываемое к растительному материалу в прессовальной камере, выше, чем общеизвестно. Общеизвестные пресс-подборщики могут прикладывать к растительному материалу в прессовальной камере усилия, составляющие приблизительно 400 кН. Предложен пресс-подборщик высокой плотности, который прикладывает к растительному материалу в прессовальной камере усилие, составляющее приблизительно 600 кН или составляющее приблизительно 700 кН. При данных усилиях могут быть получены тюки с более высокой плотностью, так что в кубическом метре пространства может храниться больше растительного материала, в результате чего получаются более низкие общие расходы на хранение и транспортировку.
Для получения заданной плотности определяют усилие, с помощью которого может быть получена плотность. Посредством этого известную взаимосвязь между растительным материалом, усилием и плотностью используют для определения, какое усилие необходимо для получения заданной плотности для известного растительного материала. Затем это определенное усилие прикладывают к растительному материалу внутри прессовальной камеры для получения тюка за счет прессования растительного материала вместе с помощью данного заданного усилия. Данное усилие может измеряться датчиком нагрузки, измеряющим усилие противодействия растительного материала прессовальной камере. Примером подобного датчика нагрузки является датчик для измерения усилия, прикладываемого плунжером к растительному материалу, или датчик для измерения посредством динамометра, установленного внутри прессовальной камеры для измерения усилия противодействия растительного материала стенке прессовальной камере, или может быть определено иным образом. На основании отклонения измеренного усилия и заданного усилия (для получения заданной плотности), управляют подвижными стеновыми секциями. В качестве примера, когда измеренное усилие ниже, чем заданное усилие, подвижные стеновые секции направляют двигаться внутрь, создавая тем самым меньшее отверстие в конце прессовальной камеры, в результате чего большее усилие будет необходимо для прессования тюка и проталкивания тюка через прессовальную камеру. В качестве еще одного примера, если измеренное усилие выше, чем заданное усилие, подвижные стеновые секции передвигаются наружу, так что отверстие в конце прессовальной камеры является более широким, так что тюк растительного материала проталкивается через прессовальную камеру легче, так что необходимо меньшее усилие. Подобная система регулирования плотности известна и в данной заявке упоминается как управление подвижными стеновыми секциями на основании усилия.
Изобретение обеспечивает управление подвижными стеновыми участками на основании положения, которое имеет несколько преимуществ относительно управления на основании усилия. Для получения управления на основании положения, измеряют положение подвижной стеновой части. Затем измеренное положение посредством устройства сравнения сравнивают с заданным положением. В примере, заданное положение определяют как конечное внутреннее положение, конечное наружное положение или другое положение, когда дальнейшее действие подвижной стеновой части будет или может включать риск. Модуль принятия решения предусмотрен для принятия решения останавливать исполнительные механизмы, соединенные с подвижной стеновой частью, останавливая за счет этого дальнейшее перемещение подвижной стеновой части. Данная остановка исполнительного механизма основана исключительно на положении подвижных стеновых секций, вследствие этого называется управление на основании положения. За счет остановки перемещения подвижной стеновой секции можно избежать повреждения подвижной стеновой секцией прессовальной камеры или других составных элементов пресс-подборщика или связанных с ним.
Позиционный датчик может быть расположен во множестве различных мест в прессовальной камере. В примере, позиционный датчик образован в виде датчика углового положения, расположенного на шарнире, при этом подвижная стеновая секция соединена с возможностью поворота с прессовальной камерой или рамой пресс-подборщика. В еще одном примере, исполнительные механизмы, например гидравлические цилиндры, приводящие в движение подвижную стеновую секцию, снабжены датчиками положения, так что положение цилиндра или исполнительного механизма может быть считано. Таким образом, соотношение между положением цилиндра и положением подвижной стеновой секции используется для определения последнего. В еще одном примере, для определения расстояния между подвижной стеновой секцией и контрольной точкой на раме пресс-подборщика используется оптический датчик положения. Для измерения положения данных подвижных стеновых секций на подвижных стеновых секциях может быть расположена комбинация различных упомянутых выше датчиков или множество подобных датчиков. Предпочтительно, подвижные стеновые секции соединены с возможностью поворота с рамой пресс-подборщика посредством шарнирного механизма, а позиционный датчик образован в виде датчика углового положения, расположенного на шарнирном механизме. Когда в пресс-подборщике предусмотрено множество подвижных стеновых секций, каждая из данных подвижных стеновых секций снабжена по меньшей мере одним датчиком положения, измеряющим положение каждой соответствующей подвижной стеновой секции.
Подвижные стеновые секции на практике подвешивают таким образом, чтобы подвижные стеновые секции могли передвигаться между первым и вторым конечными положениями. Наиболее внутреннее конечное положение называется внутреннее конечное положение, а наиболее внешнее конечное положение называется наружное конечное положение, при этом наружное и внутреннее используют относительно центра прессовальной камеры. Отверстие, расположенное около конца прессовальной камеры, маленькое, когда подвижные стеновые секции находятся во внутреннем конечном положении, и отверстие большое, когда подвижные стеновые секции находятся в наружном конечном положении. Специалисту в данной области техники следует понимать, что перемещение подвижной стеновой секции дальше, чем конечное положение, может повредить шарнирный механизм, подвижную стеновую секцию, прессовальную камеру, раму пресс-подборщика или комбинацию упомянутых выше элементов. На практике, конечное положение подвижной стеновой части и конечное положение исполнительного механизма, такого как гидравлический цилиндр, не всегда может располагаться, чтобы совершенно соответствовать друг другу. Вследствие этого на практике, чтобы иметь возможность задействовать подвижную стеновую секцию по всему полному диапазону, от одного конечного до другого конечного положения, диапазон движения гидравлического цилиндра или другого исполнительного механизма, приводящего в движение подвижную стеновую секцию, предпочтительно, больше и полностью совпадает с диапазоном перемещения подвижной стеновой секции. В результате, исполнительный механизм может передвигать подвижную стеновую секцию дальше, чем ее конечное положение, тем самым повреждая подвижную стеновую секцию. Принимая во внимание усилия, которые необходимы для прессования вороха растительного материала в тюк, особенно когда тюком является тюк высокой плотности, специалисту в данной области техники следует понимать, что исполнительные механизмы могут прикладывать к подвижной стеновой части большое усилие в ее конечном положении. Тесты подтвердили, что в пресс-подборщике высокой плотности исполнительный механизм является достаточно сильным для разрушения механизма подвижной стеновой секции, разрушая тем самым пресс-подборщик. Использование только управления подвижными стеновыми секциями на основании усилия не может предотвратить данную ситуацию, вследствие этого изобретение обеспечивает дополнительное управление подвижной стеновой секцией на основании положения.
В дальнейшем описании, изобретение объясняется со ссылкой на фиг. 2 и 3, показывающие две подвижные боковые стеновые части. Однако следует понимать, что данные принципы, объясненные относительно боковых стеновых частей, также применимы к подвижной верхней стеновой части или другой подвижной стеновой части в прессовальной камере, которые допускают изменение отверстия, через которое проталкивают тюк растительного материала. Также необходимо упомянуть, что хотя результаты изобретения проиллюстрированы с двумя подвижными боковыми стеновыми частями, данные результаты равным образом представлены при использовании только одной подвижной стеновой части. Вследствие этого, изобретение не ограничено прессовальной камерой, имеющей две подвижные стеновые части.
Фиг. 2 показывает иллюстрацию с видом сверху принципиальной работы прессовальной камеры. Тем самым фиг. 2 показывает, что плунжер 101, который предусмотрен для возвратно-поступательного перемещения в прессовальной камере, утрамбовывает тем самым новые количества растительного материала в прессовальной камере и через нее. Для ясности упоминается, что левая сторона чертежа показывает переднюю сторону пресс-подборщика, а правая сторона показывает заднюю секцию пресс-подборщика с отверстием, через которое тюки растительного материала выходят из прессовальной камеры. Прессовальная камера содержит две подвижные боковые стеновые секции 104, 105, которые соединены с рамой пресс-подборщика посредством шарнирных механизмов 108, 109 соответственно. Каждая из подвижных стеновых секций приводится в действие посредством исполнительного механизма 102, 103. Каждая подвижная стеновая секция изогнута 110 таким образом, чтобы создавать уплотнение и последующую частичную выгрузку растительного материала, передвигаемого через прессовальную камеру. Кроме того, Фиг. 2 показывает конечное внутреннее положение 106, 107. Предпочтительно датчик углового положения (не показано) установлен на каждом из шарнирных механизмов 108, 109. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, пресс-подборщик содержит по меньшей мере две подвижные стеновые секции, при этом каждая подвижная стеновая секция приводится в действие посредством исполнительного механизма и каждая подвижная стеновая секция имеет позиционный датчик для измерения положения соответствующей подвижной стеновой секции.
Датчик положения, измеряющий положение подвижной стеновой части, предпочтительно выполнен с возможностью измерения относительного положения подвижной стеновой части относительно заданного нейтрального (нулевая точка) положения. Данным нейтральным положением может быть, например, центральное угловое положение подвижной стеновой секции или конечное наружное положение подвижной стеновой секции. В еще одном примере, где положение подвижной стеновой секции измеряют в единицах расстояния (вместо угла), центральную точку прессовальной камеры можно определить как нейтральное положение. Подобное относительное измерение обеспечивает легкое сравнение положения одних подвижных стеновых секций с положением других подвижных стеновых секций.
Фиг. 3 показывает влияние отклонения относительного положения одной подвижной боковой стеновой секции относительно другой подвижной боковой стеновой секции. На фиг. 3А подвижная стеновая секция, показанная вверху чертежа, передвинута больше внутрь, чем подвижная стеновая секция, показанная в нижней части фиг. 3А, в результате чего получается ассиметричное давление, прикладываемое к растительному материалу внутри прессовальной камеры. В результате, тюк, выходящий из прессовальной камеры, будет иметь изогнутую форму, как можно видеть на фиг. 3А. Фиг. 3В показывает аналогичную ситуацию, но где подвижная боковая стеновая часть вверху фигуры находится более снаружи, чем подвижная боковая стеновая часть в нижней части фиг. 3В, и показывает, как тюк, сформированный в прессовальной камере, изгибается в результате отклонения в положение подвижных стеновых секций. Изогнутые тюки растительного материала не легко штабелировать и транспортировать. Подобную ситуацию и расположение подвижных стеновых секций легко скорректировать после измерения положения. Поскольку датчики положения и устройство сравнения и модуль принятия решения уже представлены согласно изобретению, данное устройство сравнения может использоваться для сравнения положения одной подвижной стеновой секции с положением подвижной стеновой секции для определения отклонения между двумя подвижными стеновыми секциями. Если отклонение выше, чем заданное отклонение, по меньшей мере одну из подвижных стеновых секций направляют так, что отклонение между двумя подвижными стеновыми секциями уменьшается. Тем самым ситуация, которая проиллюстрирована на Фиг. 3А и 3В, может быть легко и рано распознана, так что пресс-подборщик не создает тюки, которые являются изогнутыми.
Предложенное изобретение позволяет дополнительно автоматизировать пресс-подборщики, что означает, что ослабляется входной сигнал оператора, управляющего пресс-подборщиком. С механизмом управления на основании положения, встроенным в систему регулирования плотности, система регулирования плотности может быть активирована, например с запуска, когда в прессовальной камере нет растительного материала. В результате низкой плотности внутри прессовальной камеры система регулирования плотности будет управлять исполнительными механизмами так, чтобы передвигать подвижные стеновые секции в наиболее внутреннее положение. Вследствие управления на основании положения, исполнительные механизмы не будут передвигать подвижные стеновые секции дальше их конечных внутренних положений, так как управление на основании положения остановит исполнительные механизмы. Это дает пресс-подборщику время заполнить прессовальную камеру растительным материалом и нарастить давление внутри прессовальной камеры, толкающее подвижные стеновые секции наружу, после чего управление на основании усилия системы регулирования плотности будет принимать управление плотностью прессовальной камеры, так что может быть получена заданная плотность. В пресс-подборщиках предшествующего уровня техники могут возникнуть две ситуации. В первой ситуации усилия, передаваемые исполнительными механизмами на подвижные стеновые секции, не являются настолько высокими, чтобы они обладали мощностью сломать подвижную стеновую секцию. В данной ситуации, плотность тюка, создаваемого пресс-подборщиком, ограничена, так же как ограничено и усилие, которое может быть приложено к тюку. Во второй ситуации, где к подвижным стеновым секциям может быть приложено более высокое усилие, оператор должен выключать систему регулирования плотности, когда прессовальная камера пустая, в противном случае исполнительный механизм будет толкать подвижную стеновую секцию за пределы ее конечного внутреннего положения в результате низкого усилия, измеряемого внутри прессовальной камеры, так как она пустая. Это будет повреждать пресс-подборщик.
Фиг. 4 показывает блок-схему системы регулирования плотности, с исполнением как управления на основании положения, так и управления на основании усилия. Блок-схема начинается с измерения усилия, после чего измеренное усилие сравнивают с заданным усилием. Если в результате сравнения измеренное усилие ниже (или выше), чем заданное усилие, подвижная стеновая секция передвигается больше внутрь (или наружу), для уменьшения (или увеличения) отверстия около конца пресс-подборщика в результате чего усилие, необходимое для проталкивания тюка через пресс-подборщик, будет выше (или ниже). Затем проводят измерение положения, после чего измеренное положение сравнивают с пороговым положением. Если сравнение показывает, что измеренное положение не превышает пороговое положение, модуль принятия решения принимает решение, что подвижная стеновая секция все еще работает в безопасной зоне (ok), и позволяет дополнительное измерение усилия. Если сравнение измеренного положения показывает, что измеренное положение превышает пороговое положение, движение исполнительных механизмов останавливается, так как система регулирования плотности принимает решение, что система задействует подвижную стеновую секцию в зоне риска. Тем самым, может быть реализовано, что движение останавливается, и движение может начаться только в противоположном направлении, при этом подвижная стеновая секция отодвигается от порогового положения, показанного стрелкой 201. Предпочтительно, все еще проводят измерение положения, показанное стрелкой 200, потому что пресс-подборщик может сам разблокироваться за счет проталкивания растительного материала в прессовальной камере посредством плунжера. За счет проталкивания растительного материала в прессовальной камере посредством плунжера, усилие противодействия растительного материала внутри прессовальной камеры нарастает и может стать достаточно высоким, чтобы толкать подвижные стеновые секции наружу. Измерение положения может выявить, что подвижные стеновые секции выталкиваются из их конечного положения, так что система регулирования плотности может проводить дополнительное измерение усилия и соответствующее перемещение подвижной стеновой секции.
1. Система регулирования плотности для сельскохозяйственного пресс-подборщика (10), который содержит прессовальную камеру (18), содержащую множество стенок, включая по меньшей мере одну подвижную стеновую секцию (30, 104, 105), впускной канал (16), ведущий в прессовальную камеру, и плунжер (37, 101) для спрессовывания партий растительного материала в тюк в камере, исполнительное средство (31, 102, 103) для регулирования положения по меньшей мере одной подвижной стеновой секции в ответ на выходной сигнал системы регулирования плотности для того, чтобы изменять плотность указанного тюка, отличающаяся тем, что система регулирования плотности содержит датчик для измерения положения по меньшей мере одной подвижной стеновой секции, устройство сравнения для сравнения указанного положения с пороговым положением и модуль принятия решения, выполненный с возможностью остановки перемещения исполнительного средства, когда указанное положение превышает пороговое положение.
2. Система регулирования плотности по п. 1, в которой пороговое положение представляет заданное конечное внутреннее положение (106, 107) подвижной стеновой секции.
3. Система регулирования плотности по п. 1, в которой предусмотрен дополнительный датчик для измерения дополнительного положения дополнительной подвижной стеновой секции, при этом пороговым положением является дополнительное положение для определения посредством него отклонения положения относительно друг друга подвижной стеновой секции, причем модуль принятия решения дополнительно выполнен с возможностью управления исполнительным средством таким образом, чтобы уменьшить указанное отклонение.
4. Система регулирования плотности по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащая датчик нагрузки, измеряющий усилие противодействия растительного материала прессовальной камере и генерирующий выходной сигнал, указывающий указанное усилие противодействия, и содержащая модуль управления для управления исполнительным средством для перемещения по меньшей мере одной подвижной стеновой секции в ответ на указанный выходной сигнал.
5. Система регулирования плотности по любому из пп. 1-3, в которой сельскохозяйственным пресс-подборщиком является пресс-подборщик для квадратных тюков высокой плотности.
6. Сельскохозяйственный пресс-подборщик, имеющий прессовальную камеру, содержащую множество стенок, включая по меньшей мере одну подвижную стеновую секцию, средство для введения партий растительного материала в прессовальную камеру и плунжер для спрессовывания партий в тюк растительного материала в камере, исполнительное средство для регулирования положения по меньшей мере одной подвижной стеновой секции в ответ на выходной сигнал системы регулирования плотности по любому из предшествующих пунктов, для того чтобы изменять плотность указанного тюка.
7. Способ регулирования плотности тюков растительного материала в сельскохозяйственном пресс-подборщике, который содержит:
- прессовальную камеру, содержащую множество стенок, включая по меньшей мере одну подвижную стеновую секцию,
- средство для введения партий растительного материала в указанную прессовальную камеру, плунжер для спрессовывания партий в тюк растительного материала в камере,
- исполнительное средство для регулирования положения по меньшей мере одной подвижной стеновой секции в ответ на выходной сигнал системы регулирования плотности для того, чтобы изменять плотность указанного тюка;
при этом способ включает этапы
- мониторинга положения указанной по меньшей мере одной подвижной стеновой секции,
- сравнения указанного положения с заданным пороговым положением;
- принятия решения остановки перемещения исполнительного механизма, когда положение превышает пороговое положение.
8. Способ по п. 7, дополнительно включающий этапы:
- измерения усилия противодействия растительного материала подвижной стеновой секции посредством датчика нагрузки,
- генерирования выходного сигнала, указывающего указанное усилие противодействия, и
- управления исполнительными механизмами в ответ на генерируемый выходной сигнал.
