Узел установки штанги и способ управления работой узла установки штанги
Группа изобретений относится к области сельского хозяйства. Узел содержит основную раму (12) и опорную раму (1) штанги, выполненную с возможностью поддерживать штангу (10) и подвешенную к основной раме (12) так, что опорная рама (1) штанги может поворачиваться в поперечной плоскости вокруг продольной оси вращения, предусмотренной в точке поворота. Опорная рама (1) штанги содержит первый подрамник (2), соединяющийся с основной рамой (12), второй подрамник (3), поддерживаемый первым подрамником (2) на опорных секциях, предусмотренных в поперечном направлении с противоположных сторон от точки поворота, и привод (7), соединяющийся с первым и вторым подрамниками и способный работать так, что опорные секции могут быть перемещены относительно точки поворота, тем самым увеличивая расстояние в поперечном направлении между точкой поворота и опорной секцией с одной стороны от точки поворота и одновременно уменьшая расстояние между точкой поворота и опорной секцией с противоположной стороны от точки поворота, и наоборот. Способ управления работой узла установки штанги содержит этапы, на которых перемещают сельскохозяйственную машину по земле, принимают измерительные сигналы в блок управления, функционально связанный с приводом (7), причем измерительные сигналы указывают угол наклона, вызванный неровной землей, и формируют сигналы управления и выдают сигналы управления на привод (7) для задействования привода (7) в зависимости от измерительного сигнала так, что в зависимости от угла наклона опорные секции перемещаются относительно точки поворота, тем самым увеличивая расстояние в поперечном направлении между точкой поворота и опорной секцией с одной стороны от точки поворота и одновременно уменьшая расстояние между точкой поворота и опорной секцией с противоположной стороны от точки поворота, и наоборот. Обеспечивается улучшенная работа на склонах. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее раскрытие относится к узлу установки штанги для прикрепления к сельскохозяйственной машине и способу управления работой узла установки штанги.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ
Для распределения рабочего раствора (разбрызгиваемого материала/материала для опрыскивания), такого как пестициды, гербициды, фунгициды или удобрения, на поле может быть предусмотрена машина для внесения. Например, трактор может быть оснащен машиной для внесения со штангой, из которой такой рабочий раствор распределяется, например, через сопла, прикрепленные к штанге. Альтернативно, автономная машина для внесения может быть снабжена штангой, из которой распределяется рабочий раствор.
Чтобы гарантировать равномерное распределение и избежать повреждения штанги, штанга может быть оснащена балансировочной системой для балансировки штанги в желаемом положении, например, горизонтальном положении. Для этого может разрешаться перемещение штанги относительно других компонентов машины для внесения. В некоторых обстоятельствах, таких как наклон грунта, на который распределяется рабочий раствор, может быть желательным балансировать штангу в негоризонтальном положении.
Узел установки штанги для прикрепления к сельскохозяйственной машине для внесения раскрыт в документе EP 2403331 A1. Узел содержит опорную раму штанги, которая подвешена к основной раме, установленной на шасси. Опорная рама штанги содержит поперечную балку для поддержки промежуточной секции штанги для внесения текучей среды. Механизм подвески обеспечивает возможность как поворота вокруг вертикальной оси, так и наклона опорной рамы штанги относительно основной рамы, являющихся следствием продольных (носового и заднего) усилий на штанге. Каждый из демпферов подсоединен между основной рамой и опорной рамой штанги в положении, отстоящем от центра узла в поперечном направлении. Демпфирование наклона и асимметричного вращения вокруг вертикальной оси поперечной балки от нейтрального положения контролируются первым и вторым демпферами.
Документ ЕР 1444894 А1 раскрывает систему управления креном для управления углом крена штанги, соединенной с опорной рамой. Штанга содержит левую и правую секции крыла. Механизм управления креном выполнен с возможностью поворота штанги относительно опорной рамы в ответ на сигнал управления креном. Измерительное устройство положения секции крыла выполнено с возможностью выработки сигнала правому крылу, коррелируемого с расстоянием между правой секцией крыла и исходным положением правого крыла, и сигнала левому крылу, коррелируемого с расстоянием между секцией левого крыла и исходным положением левого крыла. Измерительное устройство положения крена штанги выполнено с возможностью выдачи сигнала крена штанги, коррелируемого с положением крена штанги относительно исходного положения крена штанги. Контроллер выполнен с возможностью идентификации дифференциального значения секции крыла и значения крена штанги, полученных из сигналов правого и левого крыла и сигнала крена штанги, соответственно. Кроме того, контроллер выполнен с возможностью идентификации значения ошибки управления креном штанги, полученного из дифференциального значения секции крыла и значения крена штанги, причем значение ошибки управления креном штанги предназначено для получения из нее сигнала управления креном.
Документ DE 102015101032 А1 раскрывает сельскохозяйственную машину для выброса жидкости, включающую штангу, раму, к которой крепится штанга, так что штанга может поворачиваться вокруг оси вращения, указывая в направлении движения, приводной цилиндр для поворота штанги вокруг оси вращения, и систему измерения и управления для приведения в действие приводного цилиндра. Приводной цилиндр механически соединен с рамой с одной стороны и механически соединен со штангой с другой стороны для прямого приложения усилия. Приводной цилиндр образован в виде приводного цилиндра двойного действия с поршнем, к которому может быть приложено давление с обеих сторон для перемещения штанги в противоположных направлениях поворота.
Документ GB 2153194 A раскрывает устройство для разбрызгивания текучих сред на поверхности земли, имеющее элемент распределения текучей среды, который опирается на раму трактора посредством балансировочного устройства. Балансировочное устройство содержит держатель, прикрепленный к раме и имеющий изогнутую верхнюю поверхность, на которую распределительный элемент опирается для качания. Таким образом, неровности на поверхности земли могут быть легко компенсированы. Кроме того, предусмотрены регулируемые средства для смещения центра тяжести распределительного элемента, опирающегося на держатель, на тот случай, когда устройство должно работать при изменяющихся условиях ландшафта, таких как переход от плоских участков земли к участкам земли с наклоном, или наоборот.
Документ US 4561591 A относится к мобильному опрыскивающему устройству, в частности, для обработки растений. Это устройство содержит распылитель брызг, который переносится над землей тягачом или прицепом в приблизительно горизонтальном положении. Распределитель подвешен ниже опоры, переносимой транспортным средством в виде маятника, посредством шарового подшипника с тем, чтобы он оставался приблизительно горизонтальным, и при этом он направляется роликами, катящимися по соответствующим поверхностям.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего раскрытия является обеспечение узла установки штанги для прикрепления к сельскохозяйственной машине и способа управления работой узла установки штанги, при котором обеспечивается улучшенная работа на склонах.
Для решения задачи, предоставлены узел установки штанги для прикрепления к сельскохозяйственной машине по п.1 формулы изобретения, а также способ управления работой узла установки штанги по п.12 формулы изобретения. Дополнительные варианты осуществления являются объектом зависимых пунктов формулы изобретения.
Согласно одному аспекту, обеспечен узел установки штанги для прикрепления к сельскохозяйственной машине. Узел установки штанги содержит основную раму и опорную раму штанги, выполненную с возможностью поддерживать штангу и подвешенную к основной раме так, что опорная рама штанги может поворачиваться в поперечной плоскости вокруг продольной оси вращения, предусмотренной в точке поворота. Опорная рама штанги содержит первый подрамник, соединяющийся с основной рамой, второй подрамник, поддерживаемый первым подрамником на опорных секциях, предусмотренных в поперечном направлении с противоположных сторон от точки поворота, и привод, соединяющийся с первым и вторым подрамниками. Привод способен работать так, что опорные секции могут быть перемещены относительно точки поворота, тем самым увеличивая в поперечном направлении расстояние между точкой поворота и опорной секцией с одной стороны от точки поворота и одновременно уменьшая расстояние между точкой поворота и опорной секцией с противоположной стороны от точки поворота, и наоборот.
Согласно другому аспекту, обеспечен способ управления работой узла установки штанги, прикрепленного к сельскохозяйственной машине. Узел установки штанги содержит основную раму и опорную раму штанги, выполненную с возможностью поддерживать штангу и подвешенную к основной раме так, что опорная рама штанги может поворачиваться в поперечной плоскости вокруг продольной оси вращения, предусмотренной в точке поворота. Опорная рама штанги содержит первый подрамник, соединяющийся с основной рамой, второй подрамник, поддерживаемый первым подрамником на опорных секциях, предусмотренных в поперечном направлении с противоположных сторон от точки поворота, и привод, соединяющий с первым и вторым подрамниками. Способ включает перемещение сельскохозяйственной машины по земле; прием измерительных сигналов в блок управления, функционально связанный с приводом, при этом измерительные сигналы указывают угол наклона, вызванный неровностями земли; формирование сигналов управления и выдачу сигналов управления на привод для работы привода в зависимости от измерительного сигнала так, что, в зависимости от угла наклона, опорные секции перемещаются относительно точки поворота, тем самым увеличивая расстояние в поперечном направлении между точкой поворота и опорной секцией с одной стороны от точки поворота и одновременно уменьшая расстояние между точкой поворота и опорной секцией с противоположной стороны от точки поворота, и наоборот.
Согласно предложенным здесь методам, второй подрамник поддерживается первым подрамником на опорных секциях. Опорные секции могут быть одной или более опорными точками или площадками, на которых второй подрамник поддерживается первым подрамником. Когда опорные секции перемещаются относительно точки поворота, опорные секции также могут перемещаться относительно первого и/или второго подрамника. Например, опорные секции могут быть двумя точками контакта между первым подрамником и вторым подрамником, причем точки контакта зафиксированы на втором подрамнике при их перемещении вдоль первого подрамника, когда задействуется привод, перемещая опорные секции относительно точки поворота. Альтернативно или дополнительно, опорные секции могут перемещаться относительно подкомпонентов первого и/или второго подрамника, но оставаться фиксированными относительно подрамника в целом. Например, отдельный компонент подрамника может перемещаться относительно подрамника, и опорная секция может перемещаться вдоль перемещающихся подкомпонентов, пока она остается фиксированной относительно подрамника как такового. В точках контакта между первым подрамником и вторым подрамником, могут быть предусмотрены соответствующие опорные секции первого подрамника и второго подрамника, соответственно.
Крепление штанги может дополнительно содержать простирающийся в поперечном направлении элемент рамы, причем первые опорные секции предусмотрены на простирающемся в поперечном направлении элементе рамы с обеих противоположных сторон от точки поворота. Опорные секции могут содержать одну или более опорных точек на простирающемся в поперечном направлении элементе рамы с каждой из противоположных сторон от точки поворота. Простирающийся в поперечном направлении элемент рамы может быть снабжен полым профилем. Например, простирающийся в поперечном направлении элемент рамы может быть снабжен квадратным сечением. Альтернативно или дополнительно, простирающийся в поперечном направлении элемент рамы может быть снабжен неполым профилем. Например, профиль может быть в виде тавровой балки или двутавровой балки. Простирающийся в поперечном направлении элемент рамы может иметь различные профили. Например, простирающийся в поперечном направлении элемент рамы может иметь полый профиль на участках и неполый профиль на других участках.
Первый подрамник может быть снабжен простирающимся в поперечном направлении элементом рамы. Альтернативно, второй подрамник может быть снабжен простирающимся в поперечном направлении элементом рамы.
Узел установки штанги может дополнительно содержать опорные элементы, обеспечивающие вторые опорные секции с обеих противоположных сторон от точки поворота и опирающиеся на простирающийся в поперечном направлении элемент рамы так, что опорные элементы могут перемещаться приводом в поперечном направлении относительно простирающейся в поперечном направлении рамы. Вторые опорные секции могут соответствовать первым опорным секциям в точках контакта между первым подрамником и вторым подрамником.
Один или более опорных элементов могут быть предусмотрены с каждой из противоположных сторон от точки поворота. С каждой из противоположных сторон от точки поворота может быть предусмотрено одинаковое число опорных элементов. Альтернативно, число опорных элементов, предусмотренных с одной стороны от точки поворота, может отличаться от числа опорных элементов, предусмотренных с противоположной стороны от точки поворота.
В нейтральном положении опорных секций относительно точки поворота соответствующее расстояние между точкой поворота и опорными элементами с каждой из противоположных сторон от точки поворота может быть одинаковым. В частности, в вариантах осуществления, в которых предусмотрено более одного опорного элемента с каждой стороны от точки поворота, расстояние между точкой поворота и соответствующими опорными элементами с каждой из противоположных сторон от точки поворота может быть одинаковым. В нейтральном положении центр масс всех компонентов, подвешенных к основной раме, может находиться вертикально под точкой поворота. Штанга, поддерживаемая опорной рамой штанги, может свободно балансировать в горизонтальном положении, когда опорные секции находятся в нейтральном положении.
Опорные элементы могут быть предусмотрены на втором подрамнике. В вариантах осуществления первый подрамник снабжен простирающимся в поперечном направлении элементом рамы, а опорные элементы предусмотрены на втором подрамнике. Альтернативно, опорные элементы могут быть предусмотрены на первом подрамнике. В вариантах осуществления второй подрамник снабжен простирающимся в поперечном направлении элементом рамы, а опорные элементы предусмотрены на первом подрамнике.
Опорные элементы могут содержать ролик, предусмотренный с по меньшей мере одной стороны от точки поворота. Ролики могут быть предусмотрены с каждой из противоположных сторон от точки поворота. С каждой из противоположных сторон от точки поворота могут быть предусмотрены один или более роликов. Варианты осуществления, описанные в отношении ролика, могут применяться к каждому или всем из упомянутых одного или более роликов. Каждый ролик может обеспечивать по меньшей мере одну опорную точку. Множество опорных точек между первым и вторым подрамником может быть обеспечено множеством роликов.
Ролики могут опираться с возможностью поворота на второй подрамник. Альтернативно, когда опорные элементы предусмотрены на первом подрамнике, ролик может опираться с возможностью поворота на первый подрамник. Ролик может поддерживаться свободно вращающимся образом. Простирающийся в поперечном направлении элемент рамы может обеспечивать поверхность качения, на которую опирается ролик.
Ролик может быть снабжен изогнутой поверхностью, такой как поверхность в форме полукруга. Трение может быть дополнительно уменьшено.
Каждый из опорных элементов может содержать узел двойного ролика. Таким образом, один опорный элемент может быть предусмотрен с каждой из противоположных сторон от точки поворота, и каждый из опорных элементов может содержать два ролика в узле двойного ролика.
Ролик может быть пластмассовым роликом. Пластмассовый ролик изготовлен из пластмассового материала, например, термопластичного материала, такого как термопластичный полиуретан. В одном варианте осуществления ролик может быть изготовлен из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ). Альтернативно, ролик может быть изготовлен из нейлона или полиамида, отличного от нейлона. В качестве дополнительной альтернативы, ролик может быть изготовлен из неполиамидного материала, такого как другой полимер, металл, металлический сплав, резина или любого другого подходящего материала.
Ролик может опираться на один из подшипника качения и подшипника скольжения. Подшипник качения может быть шариковым. Подшипник качения может быть изготовлен из металла, по меньшей мере частично. Например, подшипник качения может быть стальным шариковым подшипником. Ролик может опираться на более чем один подшипник. Например, ролик может опираться на два стальных шариковых подшипника. Альтернативно, ролик может опираться на подшипник скольжения.
Узел установки штанги может дополнительно содержать блок управления, функционально связанный с приводом, так что привод может задействоваться с помощью сигналов управления, выдаваемых блоком управления. Сигналы управления могут формироваться в зависимости от измерительных сигналов, например, измерительных сигналов, которые указывают угол наклона земли.
В примере осуществления, когда штанга свободно балансирует в горизонтальном положении и на основании сигналов датчиков определяется наклон земли, привод задействуется с помощью сигналов управления, перемещая опорные секции относительно точки поворота так, что центр тяжести всех компонентов, подвешенных к основной раме, сдвигается, и штанга согласуется с наклоном земли. Датчики сигналов могут быть, например, датчиками, указывающими соответствующее расстояние от противоположных дистальных концов штанги до земли.
Блок управления может быть предусмотрен в системе управления. Например, блок управления может быть предусмотрен в системе ISOBUS, такой как сеть управления машиной, реализующая стандарт ISO 11683-11.
Привод может выдвигаться и втягиваться, перемещая опорные секции относительно точки поворота. Например, привод может содержать гидравлический цилиндр, и, для перемещения опорных секций относительно точки поворота, поршень гидравлического цилиндра может выдвигаться из втулки гидравлического цилиндра и/или поршень может втягиваться во втулку.
Точка поворота может быть снабжена шаровым шарниром. Например, первый подрамник может быть снабжен шаровым шарниром, который опирается на вал, простирающийся от основной рамы, посредством чего опорная рама штанги подвешена к основной раме. Шаровой шарнир может обеспечить по меньшей мере некоторое поворотное движение вокруг более чем одной оси, проходящей через точку поворота.
Опорная рама штанги может содержать маятники на противоположных сторонах. Штанга может быть подвешена к маятникам. Например, два маятника могут быть предусмотрены на противоположных сторонах второго подрамника, и штанга может быть подвешена к маятникам. Маятники могут обеспечить быструю стабилизацию. Например, быстрая стабилизация штанги может быть обеспечена после движения качения, вызванного сельскохозяйственной машиной, содержащей узел установки штанги, движущейся поверх препятствия, такого как камень на земле.
Основная рама может быть выполнена с возможностью установки на шасси, например, шасси сельскохозяйственной машины. В вариантах осуществления основная рама может быть установлена на подъемное устройство, выполненное с возможностью перемещения штанги, опирающейся на узел установки штанги, вверх и вниз для различных режимов работы на поле и/или для транспортировки. В таких вариантах осуществления основная рама также может называться подъемной рамой.
Узел установки штанги может быть прикреплен к сельскохозяйственной машине, которая может быть установлена, например, на оборудовании, самоходном транспортном средстве или тракторе. Альтернативно, сельскохозяйственная машина может быть автономной, то есть ее не нужно устанавливать на другое устройство. Сельскохозяйственная машина может быть, например, полевым опрыскивателем. Сельскохозяйственная машина может быть выполнена с возможностью перемещения по земле или почве, такой как поле, для подачи рабочего раствора на землю или почву. Распределение рабочего раствора на землю может включать в себя распределение рабочего раствора на почву или землю, например, на поле или на растущие на нем растения.
Рабочий раствор, подлежащий распределению, может представлять собой, например, пестицид, фунгицид, гербицид или удобрение, которое разбрызгивается (распыляется) на почву.
Варианты осуществления, раскрытые выше в отношении узла установки штанги, могут применяться к способу управления работой с соответствующими изменениями.
Сельскохозяйственная машина может представлять собой сельскохозяйственную машину, например, выполненную с возможностью перемещения по земле или почве, такой как поле, для распределения рабочего раствора на землю или почву. Сельскохозяйственная машина для внесения может быть опрыскивателем. Множество элементов для подачи могут быть предусмотрены на штанге. Элементы для подачи могут содержать сопло, предусмотренное на штанге и выполненное с возможностью распределения рабочего раствора.
Распределение рабочего раствора на землю может включать в себя распределение рабочего раствора на почву или землю, например, на поле или на растущие на нем растения. Рабочий раствор, подлежащий распределению, может представлять собой, например, пестицид, фунгицид, гербицид или удобрение, подлежащие разбрызгиванию на почву.
ОПИСАНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Далее варианты осуществления в качестве примера описаны со ссылкой на фигуры. На фигурах показано:
Фиг.1 - опорная рама штанги;
Фиг.2 - узел установки штанги, поддерживающий среднюю секцию штанги;
Фиг.3 - схематичное представление узла установки штанги, поддерживающего штангу в нейтральном положении;
Фиг.4 - схематичное представление узла установки штанги, поддерживающего штангу в наклонном положении;
Фиг.5 - схематичное представление узла установки штанги, поддерживающего штангу в другом наклонном положении;
Фиг.1 показывает опорную раму 1 штанги. Опорная рама 1 штанги содержит первый подрамник 2 и второй подрамник 3. Первый подрамник 2 снабжен шаровым шарниром 4, который образует точку поворота опорной рамы 1 штанги. Опорная рама 1 штанги может вращаться или поворачиваться в поперечной плоскости, перпендикулярной продольной оси, образуемой главной осью шарового шарнира 4. Первый подрамник 2 дополнительно содержит простирающийся поперечно элемент 5 рамы. Поперечно простирающийся элемент 5 рамы содержит левый и правый профиль с противоположных сторон от шарового шарнира 4. Каждый из левого и правого профиля снабжен квадратным сечением.
Ролики 6 установлены на втором подрамнике 3 на стальных шариковых подшипниках (не показаны) так, что ролики 6 могут свободно вращаться вокруг главной оси каждого ролика 6. Один узел двойного ролика, состоящий из двух роликов 6, предусмотрен с противоположных сторон от шарового шарнира 4. В альтернативных вариантах осуществления могут быть предусмотрены иные конфигурации роликов 6. Например, один или более двух роликов 6 могут быть предусмотрены с противоположных сторон от шарового шарнира 4, и/или различное число роликов 6 может быть предусмотрено с каждой из противоположных сторон.
Ролики 6 могут быть пластмассовыми роликами, изготовленными из пластмассового материала, например, термопластичного материала, такого как термопластичный полиуретан. В одном варианте осуществления ролики 6 могут быть изготовлены из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ). Альтернативно, ролики 6 могут быть изготовлены из нейлона или полиамида, отличного от нейлона. В качестве дополнительной альтернативы, ролики 6 могут быть изготовлены из неполиамидного материала, такого как другой полимер, металл, металлический сплав, резина, или любого другого подходящего материала.
Второй подрамник 3 поддерживается первым подрамником 2 с помощью роликов 6, опирающихся на простирающийся в поперечном направлении элемент 5 рамы. Ролики 6 могут катиться вдоль соответствующей верхней поверхности профилей, тем самым обеспечивая возможность поперечного перемещения второго подрамника 3 относительно первого подрамника 2 вдоль протяжения элемента 5 рамы в поперечном направлении. Поскольку ролики 6 и простирающийся в поперечном направлении элемент 5 рамы будут деформироваться, по меньшей мере минимально, под нагрузкой, вызванной силой тяжести, между каждым из роликов 6 и простирающимся в поперечном направлении элементом 5 рамы образуется область контакта. Эти области контакта обеспечивают поддержку второго подрамника 3 на первом подрамнике 2 и поэтому могут называться опорными секциями. Здесь области контакта на простирающемся в поперечном направлении элементе 5 рамы могут называться первыми опорными секциями, а области контакта на роликах 6 могут называться вторыми опорными секциями. Когда второй подрамник 3 перемещается относительно первого подрамника 2 вдоль простирающегося в поперечном направлении элемента 5 рамы, ролики 6 вращаются и движутся вдоль соответствующих верхних поверхностей простирающегося в поперечном направлении элемента 5 рамы, так что область контакта между каждым роликом 6 и простирающимся в поперечном направлении элементом 5 рамы перемещается по верхней поверхности простирающегося в поперечном направлении элемента 5 рамы, а также по периферийной поверхности ролика 6. Таким образом первые опорные секции перемещаются по верхним поверхностям профилей простирающегося в поперечном направлении элемента 5 рамы, а вторые опорные секции перемещаются по периферийной поверхности ролика 6. Одновременно вторые опорные секции в целом не перемещаются относительно второго подрамника 3.
Ролики 6 могут быть установлены на другие подшипники, чем стальные шариковые подшипники, например, на роликовые подшипники или игольчатые подшипники. Разные подшипники могут быть использованы для каждого ролика 6. Альтернативно, может быть применен подшипник скольжения.
Привод 7, содержащий гидравлический цилиндр, соединяет первый подрамник 2 и второй подрамник 3. Привод 7 может выдвигаться путем выдвижения поршня гидравлического цилиндра из втулки гидравлического цилиндра и втягиваться путем втягивания поршня гидравлического цилиндра во втулку гидравлического цилиндра. При выдвижении и втягивании привода 7 второй подрамник 3 перемещается относительно первого подрамника 2 в поперечных направлениях посредством роликов 6, катящихся вдоль соответствующей верхней поверхности профилей простирающегося в поперечном направлении элемента 5 рамы. Тем самым опорные секции перемещаются относительно шарового шарнира 4 и расстояние вдоль простирающегося в поперечном направлении элемента 5 рамы между шаровым шарниром 4 и опорными секциями с одной стороны от шарового шарнира 4 увеличивается при одновременном уменьшении расстояния вдоль простирающегося в поперечном направлении элемента 5 рамы между шаровым шарниром 4 и опорными секциями с противоположной стороны от шарового шарнира 4. В варианте осуществления, показанном на фиг.1, когда привод 7 выдвигается, ролики 6 с левой стороны и таким образом опорные секции с левой стороны от шарового шарнира 4 перемещаются от шарового шарнира 4 и роликов 6 в правую сторону и таким образом опорные секции с правой стороны от шарового шарнира 4 перемещаются ближе к шаровому шарниру 4. Когда привод 7 втягивается, ролики 6 с правой стороны и таким образом опорные секции с правой стороны от шарового шарнира 4 перемещаются от шарового шарнира 4 и роликов 6 на левую сторону и таким образом опорные секции с левой стороны от шарового шарнира 4 перемещаются ближе к шаровому шарниру 4.
В показанном варианте осуществления привод 7 содержит гидравлический цилиндр. В альтернативных вариантах осуществления привод 7 может содержать любой другой подходящий компонент для обеспечения перемещения между первым 2 и вторым 3 подрамниками. Например, привод 7 может содержать электрический двигатель.
Опорная рама 1 штанги дополнительно содержит маятники 8, соединенные со вторым подрамником 3 на противоположных сторонах. Фиг.2 показывает узел установки штанги, поддерживающий среднюю секцию 9 штанги 10. Средняя секция 9 подвешена к маятникам 8, соединенным со вторым подрамником 3. Шаровой шарнир 4 первого подрамника 2 опорной секции 1 штанги установлен на валу 11 основной рамы 12. Ось вала 11 совпадает с главной осью шарового шарнира 4 и проходит через точку поворота, вокруг которой опорная рама 1 штанги может поворачиваться в поперечной плоскости, перпендикулярной совпадающим осям вала 11 и шарового шарнира 4.
Основная рама 12 может устанавливаться на сельскохозяйственной машине, тем самым устанавливая штангу 10 на сельскохозяйственную машину с использованием узла установки штанги. За счет поворота опорной рамы 1 штанги вокруг точки поворота в поперечной плоскости относительно основной рамы 12 штанга 10 может быть сбалансирована, например, когда основная рама 12 перемещается вследствие перемещения сельскохозяйственной машины. Кроме того, шаровой шарнир 4 обеспечивает возможность ограниченного поворота опорной рамы 1 штанги относительно основной рамы 12, кроме поворота в поперечной плоскости вокруг совпадающих осей шарового шарнира 4 и валом 11. Ось вала 11 может быть параллельной продольной оси сельскохозяйственной машины и/или направлению движения сельскохозяйственной машины по меньшей мере в нейтральном положении основной рамы 12 относительно сельскохозяйственной машины.
Фиг.3 показывает схематичное изображение узла установки штанги, поддерживающего штангу 10. Штанга 10 содержит среднюю секцию 9 и внешние секции 13, соединенные со средней секцией 9. На фиг.3 опорная рама 1 штанги находится в нейтральном положении, в котором каждая из опорных секций с одной стороны от точки поворота, образованной валом 11 в плоскости обзора на фиг.3, имеет одинаковое расстояние до точки поворота в качестве соответствующего опорного участка с противоположной стороны от точки поворота. Совокупный центр масс 14 всех компонентов, опирающихся на вал 11, расположен вертикально под точкой поворота. Таким образом, когда возможен свободный поворот опорной рамы 1 штанги вокруг вала 11, штанга 10 является сбалансированной в горизонтальном положении, например, когда основная рама 12 перемещается из горизонтального положения, так как сельскохозяйственная машина перемещается по наклонному участку земли (местности).
Балансировка штанги 10 в горизонтальном положении может быть желательной, когда центр сельскохозяйственной машины, например, колеса сельскохозяйственной машины, перемещается по наклонному участку земли, в то время как общая площадь земли, покрываемая штангой, определяемая шириной штанги от конца одной внешней секции 13 до другой внешней секции 13, простирается по существу горизонтально. С другой стороны, когда общая площадь земли, покрываемая штангой 10, наклонена, может быть желательно сбалансировать штангу 10 в наклонном положении, даже когда центр сельскохозяйственной машины перемещается по горизонтальному участку земли.
Для балансировки штанги 10 в наклонном положении привод 7 может выдвигаться или втягиваться, что приводит к перемещению второго подрамника 3 относительно первого подрамника 2 и точки поворота. Перемещение второго подрамника 3 относительно точки поворота заставляет комбинированный центр масс всех компонентов, поддерживаемых шаровым шарниром 4, перемещаться в боковом направлении из вертикального положения под точкой поворота. Когда возможен свободный поворот опорной рамы 1 штанги вокруг вала 11, опорная рама 1 штанги будет поворачиваться вокруг точки поворота до тех пор, пока комбинированный центр масс всех компонентов, поддерживаемых шаровым шарниром 4, снова не будет находиться вертикально под точкой поворота. Это показано на фигурах 4 и 5.
Фиг.4 показывает узел установки штанги по фиг.3, в котором привод 7 втянут. Результирующее перемещение второго подрамника 3 относительно первого подрамника 2 заставило ролики 6 и тем самым опорные секции с левой стороны от точки поворота, образованной валом 11 в плоскости обзора по фиг.4 перемещаться ближе к точке поворота вдоль простирающегося в поперечном направлении элемента 5 рамы, а ролики 6 и опорные секции с правой стороны от точки поворота перемещаться от точки поворота, что приводит к смещению объединенного центра масс 14 вправо. В результате опорная рама 1 штанги и штанга 10 совершают поворотное движение по часовой стрелке вокруг точки поворота до тех пор, пока объединенный центр масс 14 снова не окажется под точкой поворота, что приведет к наклонному положению штанги 10. На фиг.4 опорная рама 1 штанги и штанга 10 не завершили вращательное движение по часовой стрелке вокруг точки поворота. Штанга 10 находится в наклонном положении, но объединенный центр тяжести 14 еще не находится под точкой поворота.
Фиг.5 показывает узел установки штанги по фиг.3, в котором привод 7 вытянут. Результирующее перемещение второго подрамника 3 относительно первого подрамника 2 заставило ролики 6 и тем самым опорные секции с правой стороны от точки поворота, образованной валом 11 в плоскости обзора по фиг.5, перемещаться ближе к точке поворота вдоль простирающегося в поперечном направлении элемента 5 рамы, а ролики 6 и опорные секции с левой стороны от точки поворота перемещаться от точки поворота, что приводит к смещению объединенного центра масс 14 влево. В результате опорная рама 1 штанги и штанга 10 совершают поворотное движение против часовой стрелки вокруг точки поворота до тех пор, пока объединенный центр масс 14 снова не окажется под точкой поворота, что приведет к наклонному положению штанги 10. На фиг.5 опорная рама 1 штанги и штанга 10 не завершили вращательное движение против часовой стрелки вокруг точки поворота. Штанга 10 находится в наклонном положении, но объединенный центр тяжести 14 еще не находится под точкой поворота.
В примерных вариантах осуществления узла установки штанги поворот опорной рамы 1 штанги вокруг точки поворота ограничен заранее заданным угловым диапазоном. Угловой диапазон поворота может быть задан так, что вероятность столкновения внешних секций 13 штанги 10 уменьшается, например, когда сельскохозяйственная машина движется по земле с крутым наклоном, а диапазон перемещения привода 7, то есть диапазон между полностью выдвинутым и полностью втянутым положением привода 7 недостаточен для обеспечения балансировки штанги 10 параллельно земле.
Узел установки штанги может дополнительно содержать блок управления, функционально связанный с приводом 7, так что привод 7 может задействоваться с помощью сигналов управления, выдаваемых блоком управления. Таким образом, балансировкой штанги 10 в наклонном положении можно управлять блоком управления. Сигналы управления могут формироваться в зависимости от измерительных сигналов, например, измерительных сигналов, которые указывают угол наклона земли. Например, блок управления может принимать измерительные сигналы, указывающие угол наклона, от датчиков, которые могут быть предусмотрены, например, на штанге 10, и формировать сигналы управления в зависимости от измерительных сигналов. Привод 7 может затем задействоваться в соответствии с сигналами управления, балансируя штангу 10 в наклонных положениях, например, согласно фиг.4 или фиг.5.
Признаки, раскрытые в этом описании, фигурах и/или формуле изобретения, могут быть материалом для реализации различных вариантов осуществления, взятых отдельно или в различных их комбинациях.
1. Узел установки штанги для прикрепления к сельскохозяйственной машине, содержащий:
- основную раму (12); и
- опорную раму (1) штанги, выполненную с возможностью поддерживать штангу (10) и подвешенную к основной раме (12) так, что опорная рама (1) штанги может поворачиваться в поперечной плоскости вокруг продольной оси вращения, предусмотренной в точке поворота, при этом опорная рама (1) штанги содержит:
- первый подрамник (2), соединяющийся с основной рамой (12);
- второй подрамник (3), поддерживаемый первым подрамником (2) на опорных секциях, предусмотренных в поперечном направлении с противоположных сторон от точки поворота; и
- привод (7), соединяющийся с первым и вторым подрамниками и способный работать так, что опорные секции могут быть перемещены относительно точки поворота, тем самым увеличивая расстояние в поперечном направлении между точкой поворота и опорной секцией с одной стороны от точки поворота и одновременно уменьшая расстояние между точкой поворота и опорной секцией с противоположной стороны от точки поворота, и наоборот.
2. Узел установки штанги по п.1, дополнительно содержащий простирающийся в поперечном направлении элемент (5) рамы, причем на простирающемся в поперечном направлении элементе (5) рамы с обеих противоположных сторон от точки поворота предусмотрены первые опорные секции.
3. Узел установки штанги по п.2, в котором первый подрамник (2) снабжен простирающимся в поперечном направлении элементом (5) рамы.
4. Узел установки штанги по п.2 или 3, дополнительно содержащий опорные элементы, обеспечивающие вторые опорные секции с обеих противоположных сторон от точки поворота и опирающиеся на простирающийся в поперечном направлении элемент (5) рамы так, что опорные элементы могут быть перемещены приводом (7) в поперечном направлении относительно простирающейся в поперечном направлении рамы (5).
5. Узел установки штанги по п.4, в котором опорные элементы предусмотрены на втором подрамнике (3).
6. Узел установки штанги по п.4 или 5, в котором опорные элементы содержат ролик (6), предусмотренный с по меньшей мере одной стороны от точки поворота.
7. Узел установки штанги по п.6, в котором каждый из опорных элементов содержит узел с двойным роликом.
8. Узел установки штанги по п.6 или 7, в котором ролик (6) является пластмассовым роликом.
9. Узел установки штанги по меньшей мере по любому из пп.6-8, в котором ролик (6) опирается на один из подшипника качения и подшипника скольжения.
10. Узел установки штанги по п.9, в котором подшипник качения является шариковым подшипником.
11. Узел установки штанги по меньшей мере по одному из предшествующих пунктов, дополнительно содержащий блок управления, функционально связанный с приводом (7) так, что привод (7) может задействоваться с помощью сигналов управления, выдаваемых блоком управления.
12. Способ управления работой узла установки штанги, прикрепленного к сельскохозяйственной машине, имеющего основную раму (12) и опорную раму (1) штанги, выполненную с возможностью поддерживать штангу (10) и подвешенную к основной раме (12) так, что опорная рама (1) штанги может поворачиваться в поперечной плоскости вокруг продольной оси вращения, предусмотренной в точке поворота, при этом опорная рама (1) штанги содержит первый подрамник (2), соединяющийся с основной рамой (12); второй подрамник (3), поддерживаемый первым подрамником (2) на опорных секциях, предусмотренных в поперечном направлении с противоположных сторон от точки поворота; и привод (7), соединяющийся с первым (2) и вторым (3) подрамниками; и при этом способ включает этапы, на которых:
- перемещают сельскохозяйственную машину по земле;
- принимают измерительные сигналы в блок управления, функционально связанный с приводом (7), причем измерительные сигналы указывают угол наклона, вызванный неровной землей; и
- формируют сигналы управления и выдают сигналы управления на привод (7) для задействования привода (7) в зависимости от измерительного сигнала так, что в зависимости от угла наклона опорные секции перемещаются относительно точки поворота, тем самым увеличивая расстояние в поперечном направлении между точкой поворота и опорной секцией с одной стороны от точки поворота и одновременно уменьшая расстояние между точкой поворота и опорной секцией с противоположной стороны от точки поворота, и наоборот.
