EA201791123A1 20180228 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2018\PDF/201791123 Полный текст описания [**] EA201791123 20170620 Регистрационный номер и дата заявки US15/188,468 20160621 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок EAA1 Код вида документа [PDF] eaa21802 Номер бюллетеня [**] МАШИНА ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР С СИСТЕМОЙ ФЛОТАЦИИ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ЦИЛИНДРОМ С ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ Название документа [8] A01D 34/03, [8] A01D 41/127 Индексы МПК [CA] Данн Джеймс Томас, [CA] Леверик Грэхем Майкл, [CA] Лайонс Рассел Джордж, [CA] Ширер Брюс Роберт Сведения об авторах [CA] МАКДОН ИНДАСТРИЗ ЛТД. Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea201791123a*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

В машине для уборки сельскохозяйственных культур обеспечена пара гидравлических плавающих цилиндров для жатки относительно транспортного средства, где давление плавания в цилиндры непосредственно управляется электронным управлением, подающим переменный сигнал управления клапанному устройству PPRR для поддержания давления плавания на заданном значении. С установленным давлением заданное подъемное усилие обеспечивается в жатку. Датчик положения используется для генерации указания перемещения и/или ускорения. Электронное управление выполнено с возможностью, в ответ на изменения сигнала датчика, временного изменения сигнала управления для изменения подъемного усилия и, таким образом, изменения динамического ответа гидравлического плавающего цилиндра. Для того чтобы уменьшать статическое трение так, что система может быстро реагировать, обеспечено устройство для относительного возвратно-поступательного перемещения с картиной переменных волн между поршнем и цилиндром.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

В машине для уборки сельскохозяйственных культур обеспечена пара гидравлических плавающих цилиндров для жатки относительно транспортного средства, где давление плавания в цилиндры непосредственно управляется электронным управлением, подающим переменный сигнал управления клапанному устройству PPRR для поддержания давления плавания на заданном значении. С установленным давлением заданное подъемное усилие обеспечивается в жатку. Датчик положения используется для генерации указания перемещения и/или ускорения. Электронное управление выполнено с возможностью, в ответ на изменения сигнала датчика, временного изменения сигнала управления для изменения подъемного усилия и, таким образом, изменения динамического ответа гидравлического плавающего цилиндра. Для того чтобы уменьшать статическое трение так, что система может быстро реагировать, обеспечено устройство для относительного возвратно-поступательного перемещения с картиной переменных волн между поршнем и цилиндром.


Евразийское (21) 201791123 (13) Al
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки (51) Int. Cl. A01D 34/03 (2006.01)
2018.02.28 A01D 41/127 (2006.01)
(22) Дата подачи заявки 2017.06.20
(54) МАШИНА ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР С СИСТЕМОЙ ФЛОТАЦИИ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ЦИЛИНДРОМ С ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
(31) (32)
15/188,468
2016.06.21
(33) US
(71) Заявитель:
МАКДОН ИНДАСТРИЗ ЛТД. (CA)
(72) Изобретатель:
Данн Джеймс Томас, Леверик Грэхем Майкл, Лайонс Рассел Джордж, Ширер Брюс Роберт (CA)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(57) В машине для уборки сельскохозяйственных культур обеспечена пара гидравлических плавающих цилиндров для жатки относительно транспортного средства, где давление плавания в цилиндры непосредственно управляется электронным управлением, подающим переменный сигнал управления клапанному устройству PPRR для поддержания давления плавания на заданном значении. С установленным давлением заданное подъемное усилие обеспечивается в жатку. Датчик положения используется для генерации указания перемещения и/или ускорения. Электронное управление выполнено с возможностью, в ответ на изменения сигнала датчика, временного изменения сигнала управления для изменения подъемного усилия и, таким образом, изменения динамического ответа гидравлического плавающего цилиндра. Для того чтобы уменьшать статическое трение так, что система может быстро реагировать, обеспечено устройство для относительного возвратно-поступательного перемещения с картиной переменных волн между поршнем и цилиндром.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
2420-541780ЕА/025
МАШИНА ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР С СИСТЕМОЙ ФЛОТАЦИИ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ЦИЛИНДРОМ С ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
Настоящее изобретение относится к машине для сельскохозяйственных культур с системой флотации с гидравлическим цилиндром с электронным управлением жатки на поддерживающем тракторе. В частности, устройство обеспечивает, во-первых, конструкцию, в которой эффект статического трения, обеспечиваемый уплотнениями цилиндров, значительно уменьшен так, чтобы уменьшать сопротивление движению цилиндра при плавающем действии. Во-вторых, устройство здесь обеспечивает систему динамического управления, которая преобразует усилия, прикладываемые цилиндром, в ответ на перемещение жатки относительно трактора. Настоящее изобретение может быть использовано во многих различных системах зацепления, таких как сеноуборочные инструменты, грабли, подборщики и т.д., но особенно применимо как для валкоукладчиков или виндроуэров, где жатка удерживается на тракторе-валкоукладчике, так и для уборочных комбайнов, где жатка удерживается адаптером комбайна, соединенным с камерой подавателя. При использовании для срезания сельскохозяйственных культур для уборки жатка может использовать различные режущие системы, включающие в себя режущие аппараты и ротационные косилки или подобные режущие устройства.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ УРОВНЕ ТЕХНИКИ
Большинство виндроуэров на рынке имеют некоторый тип гидравлической флотации жатки. Эти типы систем флотации подвешивают жатку к виндроуэру так, что остается маленькая процентная доля массы жатки, поддерживаемая почвой. Преимущества для этих типов гидравлических плавающих систем включают в себя способность к легкой регулировке в соответствии с широким диапазоном весов/типов жатки, полную регулируемость системы флотации из кабины, небольшое число подвижных частей, компактность, наличие встроенных демпфирующих эффектов и хорошее принятие на рынке.
Однако из-за внутреннего трения уплотнений цилиндров
флотации эти системы обычно имеют плохие способности копирования почвы, если масса, поддерживаемая почвой, не является значительной, порядка 15% массы жатки. С этим уровнем давления на почву (массой жатки, удерживаемой почвой), износ контактирующих с почвой компонентов является значительным. Также при столкновении с препятствием более высокое давление на почву является нежелательным.
В традиционных гидравлических плавающих системах каждый из плавающих цилиндров жатки соединен с соответственным аккумулятором, датчиком давления и клапаном управления давлением. Клапаны управления давлением, в свою очередь, соединены с источником гидравлического давления, таким как чувствительный к нагрузке насос. Контроллер принимает входные сигналы от датчиков давления и выполняет регулировки клапанов управления давлением для поддержания известного давления в контуре аккумулятора/цилиндра. Система аккумулятора/цилиндра действует подобно пружине так, что, когда жатка сталкивается с препятствием, и ей необходимо проходить над препятствием, аккумулятор подает давление и поток в цилиндр для содействия перемещению жатки. Когда жатке необходимо спускаться в канаву или впадину, плавающий цилиндр отводит масло обратно в аккумулятор.
MacDon традиционно поддерживает систему флотации с винтовой пружиной, которая не имеет таких же ограничений из-за трения и обычно имеет более хорошие способности копирования почвы. Обычная система флотации с пружиной MacDon может достигать давления на почву порядка 10% массы жатки, при этом по-прежнему имея приемлемые способности копирования почвы. Системы флотации с пружиной в настоящее время используются на виндроуэрах и адаптерах комбайнов MacDon.
Системы флотации жатки обычно используют контур текучей среды, включающий в себя аккумулятор, гидравлические цилиндры и клапаны управления для выполнения функции флотации. Транспортные средства могут иметь один гидравлический цилиндр или по одному на каждой стороне жатки для выполнения функции и подъема, и флотации, или они могут иметь отдельные гидравлические цилиндры
для функций подъема и флотации со способностью независимой регулировки усилия флотации для каждой стороны жатки. Обычно оператор выбирает требуемую установку флотации посредством приведения в действие кулисных переключателей; причем одно положение переключателя уменьшает усилие контакта жатки с почвой, а другое положение увеличивает усилие контакта жатки с почвой. После выбора установки флотации клапаны управления будут возвращаться к этому заранее установленному условию флотации всякий раз при выборе режима флотации независимо от последующих операций подъема и опускания жатки.
Один аспект выбираемой оператором установки флотации заключается в том, что она определяет то, как быстро жатка возвращается с управляемым ускорением или управляемым "падением" в ее положение контакта с рельефом местности после подъема в ответ на контакт с приподнятым признаком рельефа местности. Если жатка падает слишком медленно, области поля не могут быть срезаны на требуемой высоте. Если жатка падает слишком быстро, однако, жатка может ударяться о почву или неаккуратно проезжать по почве, тем самым приводя к нежелательным характеристикам грубой или тряской езды. Также возможно, что жатка может ударяться о почву в некоторых условиях, таких как неровный рельеф местности, с достаточным усилием для приведения к повреждению жатки и/или сельскохозяйственной культуры. Обычно установка флотации оператора будет представлять собой функцию, по меньшей мере частично, от скорости относительно почвы транспортного средства. Как общее правило, при передвижении по полю с неровным рельефом местности с относительно низкой скоростью копирование рельефа местности может быть достигнуто с более низкими ускорениями жатки по сравнению с более высокой скоростью. Таким образом, для передвижения с более низкой скоростью оператор будет, вероятно, использовать установку флотации, чтобы позволять жатке падать более медленно, в отличие от установки флотации, выбираемой для более высокой скорости.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно первому аспекту изобретению, обеспечена машина для сельскохозяйственных культур, содержащая:
поддерживающее транспортное средство для прохождения по почве;
узел зацепления сельскохозяйственных культур, включающий в себя систему зацепления сельскохозяйственных культур и по меньшей мере один компонент сцепления с почвой для обеспечения поддерживающего усилия от почвы;
поддерживающее устройство для поддержания узла зацепления сельскохозяйственных культур от транспортного средства для плавающего перемещения вверх и вниз узла зацепления сельскохозяйственных культур так, что часть поддерживающего усилия подается поддерживающим устройством, а часть подается указанным по меньшей мере одним компонентом сцепления с почвой;
причем поддерживающее устройство включает в себя по меньшей
мере один гидравлический плавающий цилиндр, выполненный так, что
подача гидравлической текучей среды под гидравлическим давлением
в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр вызывает
приложение подъемного усилия к узлу зацепления
сельскохозяйственных культур посредством перемещения указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра, причем подъемное усилие пропорционально указанному гидравлическому давлению;
причем указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр содержит уплотнения цилиндра, над которыми один компонент указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра скользит относительно другого компонента указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра;
источник гидравлической текучей среды для подачи гидравлической текучей среды в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр с давлением, превышающим указанное гидравлическое давление;
обратную линию для указанной гидравлической текучей среды;
клапанное устройство для управления потоком и давлением указанной гидравлической текучей среды из указанного источника в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр;
причем клапанное устройство соединено с указанным по меньшей мере одним плавающим цилиндром так, что поток текучей среды в и из указанного по меньшей мере одного плавающего
цилиндра управляется клапанным устройством с указанным гидравлическим давлением, управляемым клапанным устройством;
систему электронного управления для подачи сигнала управления клапанному устройству для изменения указанного заданного давления в зависимости от значения сигнала;
причем указанное клапанное устройство содержит:
первое соединение с указанным источником;
второе соединение с указанным по меньшей мере одним плавающим цилиндром;
третье соединение для выпуска указанной гидравлической текучей среды в указанную обратную линию;
и систему приведения в действие клапанов, выполненную с возможностью управления потоком гидравлической текучей среды из указанного источника в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр и потоком гидравлической текучей среды из указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра в указанную обратную линию так, чтобы поддерживать указанное гидравлическое давление в указанном по меньшей мере одном плавающем цилиндре на заданном давлении, устанавливаемом в зависимости от указанного сигнала управления от указанной системы управления;
и устройство для обеспечения относительного возвратно-поступательного перемещения с картиной переменных волн между указанным одним компонентом указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра и указанным другим компонентом указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра.
Цель заключается в том, что, предпочтительно, картина переменных волн имеет амплитуду, достаточную, чтобы заставлять уплотнения отрываться от сцепления под действием статического трения с компонентом так, чтобы поддерживать перемещение между компонентами в указанных уплотнениях цилиндра для уменьшения статического трения. Амплитуда, необходимая для достижения этого, может изменяться в соответствии с давлениями в цилиндре и весом жатки и может быть легко определена специалистом в области техники. Рассматриваемое уплотнение или уплотнения представляют собой обычно уплотнения на стенке цилиндра на головке поршня и/или головке цилиндра на стержне поршня. В некоторых случаях
цилиндры могут быть использованы там, где отсутствует уплотнение на стержне. Разумеется, также могут быть обеспечены другие конструкции. Действие, при котором уплотнение отрывается от другого компонента, может требовать фактического перемещения уплотнения вдоль поверхности или может требовать только изгибания этого уплотнения так, что его поверхность отрывается от контакта с неподвижным участком поверхности компонента. В любом случае может быть определено, что величина усилия, требуемая, чтобы вызывать перемещение компонентов в ответ на сигнал управления, может падать вплоть до величины порядка 10% нормального значения, когда переменный сигнал не подается.
Предпочтительно, картина переменных волн имеет частоту в диапазоне 5-15 Гц.
Предпочтительно, относительное возвратно-поступательное перемещение обеспечивается сигналом с картиной переменных волн, подаваемым указанной системой электронного управления указанному клапанному устройству, для изменения указанного заданного давления в зависимости от значения сигнала. Однако перемещение может быть получено с помощью изменений давления текучей среды, подаваемой в цилиндр, прикладываемого к текучей среде компонентом, отличным от клапана. Могут быть получены различные источники для изменений давления, включая механические компоненты. Также другие компоненты на жатке, которые генерируют давление текучей среды, могут быть использованы для обеспечения переменного давления текучей среды.
Картина может обычно быть синусоидальной, но также могут быть использованы другие формы.
Для того, чтобы избегать вмешательства в приведение в действие цилиндра для управления плаванием, предпочтительно, картина переменных волн имеет частоту в диапазоне 5-15 Гц. Если клапан относится к типу, который использует золотник для смены между входным и выходным потоками, эта частота значительно отличается от обычного диапазона частоты перемещения золотника.
Так как картина переменных волн используется в ситуации, когда жатка может оставаться неподвижной в течение периода времени, например, во время плавающего действия, когда не
происходят изменения почвы, картина переменных волн может быть прекращена, когда цилиндр используется в состоянии подъема или опускания, во время чего цилиндр, разумеется, непрерывно перемещается. Это избегает необходимости вычислений для извлечения формы волны из систем восприятия, когда форма волны не требуется.
Согласно второму аспекту изобретения обеспечена машина для сельскохозяйственных культур, содержащая:
поддерживающее транспортное средство для прохождения по почве;
узел зацепления сельскохозяйственных культур, включающий в себя по меньшей мере один компонент сцепления с почвой для обеспечения поддерживающего усилия от почвы;
поддерживающее устройство для поддержания узла зацепления сельскохозяйственных культур от транспортного средства для плавающего перемещения вверх и вниз узла зацепления сельскохозяйственных культур так, что заданная пропорция поддерживающего усилия подается поддерживающим устройством, а остальная часть подается указанным по меньшей мере одним компонентом сцепления с почвой;
причем поддерживающее устройство включает в себя по меньшей
мере один гидравлический плавающий цилиндр, выполненный так, что
подача гидравлической текучей среды под гидравлическим давлением
в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр вызывает
приложение подъемного усилия к узлу зацепления
сельскохозяйственных культур посредством перемещения указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра, причем подъемное усилие пропорционально указанному гидравлическому давлению;
источник гидравлической текучей среды для подачи гидравлической текучей среды в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр с давлением, превышающим указанное гидравлическое давление;
обратную линию для указанной гидравлической текучей среды;
клапанное устройство для управления потоком и давлением указанной гидравлической текучей среды из указанного источника в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр;
причем клапанное устройство соединено с указанным по меньшей мере одним плавающим цилиндром так, что поток текучей среды в и из указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра управляется клапанным устройством с указанным гидравлическим давлением, управляемым клапанным устройством;
систему электронного управления для подачи сигнала управления клапанному устройству для изменения указанного заданного давления в зависимости от значения сигнала;
причем указанное клапанное устройство содержит:
первое соединение с указанным источником;
второе соединение с указанным по меньшей мере одним плавающим цилиндром;
третье соединение для выпуска указанной гидравлической текучей среды в указанную обратную линию;
и систему приведения в действие клапанов, выполненную с возможностью управления потоком гидравлической текучей среды из указанного источника в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр и потоком гидравлической текучей среды из указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра в указанную обратную линию так, чтобы поддерживать указанное гидравлическое давление в указанном по меньшей мере одном плавающем цилиндре на заданном давлении, устанавливаемом в зависимости от указанного сигнала управления от указанной системы управления;
датчик, выполненный с возможностью обеспечения сигнала датчика в указанную систему электронного управления в ответ на перемещение узла зацепления сельскохозяйственных культур при указанном плавающем перемещении вверх и вниз узла зацепления сельскохозяйственных культур;
причем указанная система электронного управления выполнена с возможностью обеспечения установленного значения указанного сигнала управления для обеспечения указанного подъемного усилия с установленным значением для поддержания указанной заданной пропорции указанного поддерживающего усилия;
причем указанная система электронного управления выполнена с возможностью, в ответ на указанный сигнал датчика, временного изменения сигнала управления для временного изменения подъемного
усилия.
Предпочтительно, система электронного управления выполнена с возможностью, после временного изменения, в ответ на указанный сигнал датчика, возвращения к установленному значению. Таким образом, предпочтительно, система электронного управления выполнена с возможностью, в ответ на изменения указанного сигнала датчика, временного изменения сигнала управления для изменения подъемного усилия и, таким образом, изменения ответа гидравлического плавающего цилиндра в ответ на определяемое перемещение компонента уборки сельскохозяйственных культур.
Например, система электронного управления выполнена с возможностью, при определении окончания ускорения при указанном плавающем перемещении вверх, изменения сигнала управления для уменьшения подъемного усилия для демпфирования перемещения вверх.
Таким образом, система управления может быть использована для динамического увеличения подъемного усилия в течение времени, когда жатка поднимается, с помощью контакта с почвой или другим препятствием так, чтобы улучшать ответ на усилия от контакта с почвой. В дополнение, как только контакт с почвой устраняется, таким образом, прекращая любое дальнейшее ускорение, подъемное усилие может быть значительно уменьшено так, что вес жатки повторно прикладывается в направлении вниз, таким образом, демпфируя любое дальнейшее плавающее перемещение вверх. Это избегает или уменьшает ситуацию, когда жатка поднимается с помощью усилия на почву или сцепления с препятствием и затем остается поднятой в течение продолжительного периода времени, таким образом, препятствуя срезанию сельскохозяйственных культур, пока жатка остается поднятой.
Следует понимать, что динамическое управление подъемными усилиями в зависимости от перемещения жатки может быть использовано и в режиме флотации на почве, и также при срезании на установленной приподнятой высоте. В последнем условии плавающее действие обычно обеспечивается для того, чтобы жатка "переплывала" любые препятствия, даже если основное режущее
действие происходит в приподнятом положении от почвы. Также в некоторых случаях, таких как канавы и насыпи, высота почты может достаточно изменяться так, что жатка зацепляет почву, даже если номинально установлена на высоте выше почвы. В связи с этим во всех этих случаях динамическое управление подъемными усилиями увеличивает доступное усилие для подъема жатки над изменением высоты почвы или над препятствием. В то же время подъемное действие прекращается или уменьшается, когда препятствие преодолено, так, чтобы уменьшать время, в течение которого жатка остается поднятой выше требуемого условия.
В ситуации, когда жатка находится на приподнятой высоте срезания, направленные вниз усилия также могут динамически управляться для наиболее эффективного возвращения жатки на требуемую высоту срезания. Таким образом, направленные вниз усилия могут быть увеличены в начале перемещения вниз и могут быть уменьшены к окончанию перемещения вниз для более плавного приведения жатки обратно на ее требуемую высоту.
Для того, чтобы обеспечивать наилучшее демпфирующее усилие, предпочтительно, система электронного управления выполнена с возможностью изменения сигнала управления для уменьшения подъемного усилия до значения, меньшего, чем указанное установленное значение. Жатка будет в связи с этим ускоряться вниз вследствие этого уменьшенного подъемного усилия до тех пор, пока жатка не достигнет почвы, после чего ускорение вниз прекращается, и система управления повторно применяет установленное значение.
Симметричным образом, предпочтительно, система электронного управления выполнена с возможностью, при определении ускорения при плавающем перемещении вниз, изменения сигнала управления для уменьшения подъемного усилия для содействия ускорению при указанном плавающем перемещении вниз. То есть, когда жатка ехала по почве без необходимости "плавания", и когда впадина в почве требует, чтобы жатка падала до более низкого уровня почвы, подъемное усилие может быть быстро уменьшено так, чтобы содействовать перемещению вниз жатки с использованием веса от жатки. Также система электронного управления может быть
выполнена с возможностью, при определении окончания указанного ускорения при указанном плавающем перемещении вниз, иначе говоря, при определении того, что жатка снова сцепилась с почвой, изменения сигнала управления для увеличения подъемного усилия для демпфирования указанного перемещению вниз.
Предпочтительно, датчик содержит датчик положения для генерации сигнала положения, указывающего положение цилиндра при его перемещении, и система электронного управления выполнена с возможностью вычисления на основе сигнала положения скорости и ускорения компонента уборки сельскохозяйственных культур. Однако могут быть обеспечены другие устройства датчиков, включающие в себя, например, конкретное устройство определения ускорения и конкретное устройство определения относительного перемещения, все восприятия которых теперь легко доступны в эффективной и недорогой форме за счет их широкого использования в других областях.
Предпочтительно, система электронного управления в связи с этим выполнена с возможностью достижения всесторонне регулируемой жесткости пружины для динамики системы флотации.
Предпочтительно, система электронного управления в связи с этим выполнена с возможностью достижения всесторонне регулируемого демпфирования для динамики системы флотации.
В этом изобретении система электронного управления может быть выполнена с возможностью достижения всесторонне регулируемой динамики системы флотации на основе состояния приведения в действие оборудования, включающего в себя, но не ограниченного этим, высоту оборудования, скорость относительно почвы и изменения рельефа местности (угол наклона и т.д.).
В дополнение, предпочтительно, система электронного управления может быть выполнена с возможностью позволять оператору выбирать из заранее установленной динамики системы флотации, которая может быть специально приспособлена к различным полевым условиям и оборудованиям.
Для того, чтобы пользоваться преимуществами гидравлической системы флотации, устройство здесь обеспечивает систему, которая уменьшает эффект трения в системе флотации для обеспечения
превосходных способностей копирования почвы. Эта система может быть применена к виндроуэрам и адаптерам комбайнов или любому другому сельскохозяйственному оборудованию, которое "плавает", подвешенное к держателю (сеноуборочные инструменты, грабли, подборщики и т.д.). Система может быть использована при "плавании" жатки, которая осуществляет срезание на почве, а также жатки, которая осуществляет срезание на высоте выше уровня почвы. Несмотря на то, что система является особенно применимой к основному "плаванию" жатки спереди трактора, эта же конструкция также может быть использована для "плавания" крыльев на гибкой полотенной жатке, относящейся к типу, показанному в патенте США №5,005,343 (Patterson), опубликованному 9 апреля 1991 г., раскрытие которого включено здесь путем ссылки.
Система здесь содержит один или более плавающих цилиндров, которые используются для подвешивания жатки к держателю. На (или вблизи) каждого цилиндра расположен пропорциональный клапан понижения/сброса давления с электронным управлением, который управляет давлением в этом цилиндре. Клапан управляется электронным контроллером, который берет давление (или усилие) и обратную связь по положению/скорости/ускорению от плавающей системы и изменяет давление в цилиндре для получения предписанных характеристик плавания. Гидравлическое давление и поток подаются в клапан из источника, который может представлять собой аккумулятор, заряженный до более, чем максимального давления, требуемого плавающей системой, контур привода, который имеет минимальное давление, которое больше максимального давления, требуемого плавающей системой, или некоторый другой гидравлический источник. Однако давление от клапана подается непосредственно и немедленно в цилиндр без присутствия аккумулятора в контуре, который будет в противном случае демпфировать действие давления на цилиндре.
То есть несмотря на то, что большинство систем имеют аккумулятор, гидравлически соединенный непосредственно с цилиндром в плавающем режиме, настоящее устройство использует клапан PPRR с электронным управлением непосредственно между источником давления и плавающим цилиндром. Это позволяет системе
иметь очень точное, мгновенное управление давлением плавающего цилиндра так, что она может регулировать давление на основе мгновенных изменений плавающей системы. Системы с аккумулятором являются гораздо менее точными/способными к быстрому ответу, так как изменение гидравлического давления по команде разделяется между перемещением цилиндра и зарядом аккумулятора.
Каждый плавающий цилиндр имеет соответственный датчик положения, датчик давления и клапан понижения/сброса давления. Клапан затем соединяется с источником давления. Контроллер принимает ввод от датчиков и управляет каждым клапаном PPRR независимо на основе этих входных сигналов. Сигнал от датчика положения может быть непосредственно связан с цилиндром или может быть связан с некоторым другим плавающим связующим звеном (звеньями), которые указывают положение жатки. Этот сигнал может быть использован для вычисления в системе электронного управления скорости и ускорения жатки, а также положения жатки в диапазоне плавания. Клапаны PPRR непосредственно управляют цилиндрами при отсутствии аккумулятора между клапаном и цилиндром. Это простейшее представление системы.
В другом улучшении изобретения добавляется аккумулятор, датчик давления и клапан управления для усиления ответа плавающей системы. Контроллер принимает входной сигнал от датчика давления и управляет клапаном для поддержания диапазона давления в аккумуляторе, который несколько выше (1,379-1,724 МПа, например), чем максимальное давление, требуемое в датчиках давления. Это максимальное давление зависит от веса жатки и может быть определено с помощью калибровки с использованием традиционных способов, где подъемное усилие постепенно увеличивается до тех пор, пока жатка не начнет подниматься с почвы, и посредством добавления заданного значения к этому определяемому значению или с помощью сохраненных значений на основе ID жатки для каждого размера и типа жатки.
С помощью этого способа аккумулятор может подавать мгновенный поток в клапаны PRR, вероятно, быстрее, чем чувствительный к нагрузке насос может отвечать на потребность в потоке.
Отметим, что этот тип плавающей системы также может быть использован для "плавания" крыльев на гибкой жатке с использованием цилиндра для реагирования на вес крыла вблизи шарнира поворота крыла и управлением этим цилиндром с помощью предложенной системы.
В дополнение к вышесказанному, алгоритмы электронного управления включают в себя способ управления выходом в пропорциональный клапан PRR, управляющий давлением цилиндра, чтобы заставлять жатку более эффективно копировать почву.
Часть электронного управления, которое используют, включает
подачу колебательного сигнала управления клапану PPRR, который
подает давление плавания в цилиндр. Это создает переменное
давление в цилиндре, которое заставляет цилиндр слегка
колебаться. При выполнении этого цилиндр всегда находится в
движении, и это уменьшает эффект трения уплотнений цилиндра. Это
колебание давления также помогает компенсировать гистерезис или
зону нечувствительности пропорционального клапана
понижения/сброса давления. Этот тип клапан включает в себя золотник, колеблющийся взад и вперед между входным и выходным положениями текучей среды, для поддержания давления в положении, определенном сигналом в электромагнит клапана, где положение золотника управляется пилотным соединением с выходной линией давления. Обычно пилотное соединение является внутренним по отношению к самому клапану и не требует канала в выходную линию или в управляемый цилиндр. Этот тип клапана имеет зону нечувствительности между тем, где он сбрасывает давление, и тем, где он понижает давление.
Дополнительный признак системы заключается в том, что система обеспечивает программируемую жесткость пружины или ослабление плавания, которое может быть настроено в соответствии со множеством требований к плаванию, таких как высота срезания, скорость относительно почвы, условия грунта и т.д. Эта жесткость пружины может мгновенно и непрерывно регулироваться на основе вводов датчика от плавающей системы, оператора или других систем, таких как радиолокационное, гидролокационное или лазерное определение препятствий и рельефов почвы.
Дополнительный признак системы включает в себя способность иметь регулируемое демпфирование плавающей системы снова на основе требований к плаванию или ситуаций.
Другой признак включает увеличение или уменьшение давления плавающего цилиндра на основе положения плавания и направления перемещения. Например, это позволяет уменьшать давление плавания, если определено, что жатка перемещается вниз (при осуществлении срезания в канаве, например) так, что жатка будет копировать почву, когда почва обрывается. Подобная регулировка может быть выполнена для увеличения давления плавания, если определено, что жатка перемещается вверх над насыпью.
Другой признак включает увеличение или уменьшение давления плавающего цилиндра на основе скорости и/или ускорения жатки.
Другие признаки изобретения обеспечивают:
-а- Колебание давления плавания для уменьшения эффектов гистерезиса пропорционального клапана PRR, а также трения (механического) системы и трения уплотнения цилиндра.
-Ь- Восприятие изменения положения плавания/направления
последнего передвижения/скорости (это может быть выполнено с
помощью датчиков, измеряющих длину цилиндра, положение
плавающего связующего звена и т.д.) и затем
уменьшение/увеличение давления плавания, чтобы заставлять жатку падать быстрее или подниматься быстрее.
-с- Различные установки характеристик плавания на основе условия почвы, скорости относительно почвы, сельскохозяйственной культуры, срезания на/вне почвы.
-d- Запрограммированная жесткость пружины.
Обратная связь от датчика давления может необязательно требоваться, так как система может быть способна использовать только выход в ШИМ-клапан. Например, выходное давление клапана может быть соотнесено с электронным входом клапана так технически, что, если посылают клапану известный сигнал, то могут знать, с каким выходным давлением клапан установлен. Однако обычно датчик давления может требоваться из-за изменений характеристик клапана из-за изменений температуры, износа, вибрации и т.д., которые могут быть слишком большими, чтобы
делать его жизнеспособным.
Сигнал от датчика давления может быть использован в качестве обратной связи для подтверждения того, что клапан в действительности выдает требуемое выходное давление, которое установлено сигналом управления. Таким образом, может быть возможно обеспечение устройства, в котором обратная связь используется только периодически для проверки выходного значения так, что сигнал от датчика давления не используется непосредственно и неоднократно системой управления. То есть периодически выходное давление может быть проверено, и может быть использован поправочный коэффициент в последующих вычислениях системой управления, если определено, что измеренное выходное давление не соответствует предполагаемому значению, которое установлено устройством управления.
В качестве альтернативы, устройство может быть выполнено с возможностью работы тогда, когда система знает положение жатки в диапазоне плавания (от датчиков положения) и может использовать это знание для выполнения изменений давления плавания для определения оптимального значения, которое размещает жатку с минимальным усилием на почву, на основе вычислений скорости и ускорения.
Несмотря на то, что перемещение переменных волн обеспечено, предпочтительно, формой волны в сигнале от устройства управления, также возможно использование альтернативного способа, в котором имеется механическая версия подмешивания, такая как устройство поршня/кривошипа, которое колеблет давление плавания. Например, в режущем аппарате система может также использовать пульсацию контура привода ножа.
Могут быть использованы различные способы получения давления подачи плавания, включая давление контура привода, давление контура привода с аккумулятором и обратными клапанами, чувствительный к нагрузке насос с замкнутым контуром.
Калибровка обычно выполняется традиционным способом, в котором систему приводят в действие для увеличения давления плавания до тех пор, пока жатка не начнет отрываться от почвы, и затем используют систему для увеличения/уменьшения давления
плавания для получения оптимального давления контакта с почвой. Могут, разумеется, быть использованы другие способы калибровки, многие из которых известны специалистам в области техники. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты выполнения изобретения будут теперь описаны в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:
Фигура 1 представляет собой вид сбоку транспортного средства, имеющего жатку и систему флотации жатки в соответствии с настоящим изобретением. В этом варианте выполнения транспортное средство представляет собой виндроуэр.
Фигура 2 представляет собой схематическую иллюстрацию простого устройства системы управления согласно настоящему изобретению для использования в жатке на Фигуре 1.
Фигура 3 представляет собой схематическую иллюстрацию второго устройства системы управления согласно настоящему изобретению для использования в жатке на Фигуре 1, которая включает в себя аккумулятор как часть источника текучей среды для обеспечения достаточного и немедленного потока текучей среды для удовлетворения клапанов PPRR.
Фигура 4 представляет собой схематическую иллюстрацию третьего устройства системы управления согласно настоящему изобретению для использования в жатке на Фигуре 1, выполненной с возможностью захвата энергии плавания жатки.
Фигура 5 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую приведение в действие системы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фигура 1 показывает настоящее изобретение, используемое в отношении самоходного виндроуэра 100, однако, следует понимать, что принципы настоящего изобретения не ограничены самоходным виндроуэром или каким-либо конкретным типом уборочной машины, имеющей жатку. Фигура показывает виндроуэр 100, который содержит трактор 102 и жатку 104. Жатка 104 поворотно прикреплена к переднему концу рамы или ходовой части 106 виндроуэра 100 так, что она может перемещаться вверх и вниз в отношении ходовой части 106.
Такое крепление жатки 104 к раме 106 достигается с помощью
пары нижних рычагов 108 (причем показан только левый, а правый находится в том же положении и в зеркальной конфигурации на правой стороне транспортного средства), повернутых на одном конце к раме 106, а на другом конце к жатке 104, а также с помощью центрального верхнего связующего звена 110.
Связующее звено 110 может принимать форму одного или двойного гидравлического цилиндра 112, чье выдвижение и втягивание управляется оператором для удаленного управления углом режущего аппарата 114 в нижней передней части жатки 104.
Показан один цилиндр 116 подъема/флотации, взаимно
соединяющий нижний рычаг 108 с рамой 106. Цилиндр 116
поддерживает каждую сторону жатки, т.е. каждая сторона жатки
поддерживается ее собственным цилиндром 116 подъема/флотации.
Снова показан только цилиндр 116 подъема/флотации с левой
стороны. Цилиндр 118 подъема/флотации с правой стороны
сконструирован, сконфигурирован и выполнен идентично цилиндру
116 подъема/флотации с левой стороны и взаимно соединен
идентичным образом с жаткой и рамой, но сконфигурирован в форме
зеркального отображения относительно цилиндра 116
подъема/флотации с левой стороны транспортного средства.
Датчик 12 0 положения соединен с и между рамой 106 и коленчатым рычагом 122 и сконфигурирован с возможностью восприятия положения цилиндра. Это может быть выполнено в цилиндре или в другом местоположении, например, в относительном положении коленчатого рычага 122 в отношении рамы 106. Датчик положения, показанный здесь, представляет собой потенциометр, обеспечивающий сигнал, который изменяется, когда жатка перемещается вверх и вниз (имеет вертикальный компонент перевода) в отношении рамы 106. В этом смысле датчик положения представляет собой также датчик высоты, который определяет высоту жатки от трактора. Особое устройство датчика 12 0 положения в отношении рамы 106 и в отношении коленчатого рычага 122 может быть изменено в зависимости от доступного пространства, типа требуемого преобразователя и разрешающей способности датчика.
Устройство в связи с этим обеспечивает машину для
сельскохозяйственных культур, обычно машину для уборки
сельскохозяйственных культур, содержащую поддерживающее
транспортное средство 102 для прохождения по почве, подлежащей уборке, и компонент для сельскохозяйственных культур, обычно уборочную жатку 104, включающую в себя систему 114 зацепления сельскохозяйственных культур и по меньшей мере один компонент сцепления с почвой или опорную пластину 12 8 для обеспечения поддерживающего усилия от почвы. Поддерживающее устройство 110, 106, 116 и 108 действует для поддержания жатки для уборки сельскохозяйственных культур от транспортного средства для плавающего перемещения вверх и вниз жатки для уборки сельскохозяйственных культур так, что часть поддерживающего усилия подается поддерживающим устройством, а часть подается компонентом 12 8 сцепления с почвой.
Поддерживающее устройство включает в себя по меньшей мере
один и обычно два гидравлических плавающих цилиндра 116 и 117,
выполненных так, что подача гидравлической текучей среды под
гидравлическим давлением в плавающие цилиндры 116 и 117 вызывает
приложение подъемного усилия к жатке для уборки
сельскохозяйственных культур посредством перемещения плавающего
цилиндра, причем подъемное усилие пропорционально
гидравлическому давлению, подаваемому в цилиндр.
Плавающие цилиндры включают в себя уплотнения 116А цилиндра, над которыми компонент поршня скользит относительно компонента цилиндра плавающего цилиндра. Контур 10, подающий давление в цилиндры, включает в себя источник 12 гидравлической текучей среды для подачи гидравлической текучей среды в плавающий цилиндр с давлением, превышающим требуемое гидравлическое давление. Источник 12 включает в себя насос 16 и слив 14, обеспечивающий обратную линию для гидравлической текучей среды.
Контур включает в себя две отдельные секции для подачи текучей среды под давлением в соответственные цилиндры 116 и 117, включающие для каждой соответствующее клапанное устройство 18, 2 0 для управления потоком и давлением гидравлического давления из источника в соответственные цилиндры.
Как объяснено ранее, клапаны относятся к типу PPRR, который включает в себя золотник 21, который может скользить взад и вперед в клапане для соединения впускного и выпускного отверстий 22, 23 с линией 24 до соответственного цилиндра. Золотник приводится в движение электромагнитом 25 так, чтобы располагать электромагнит в требуемом местоположении для генерации требуемого давления в зависимости от сигнала в электромагнит, обеспечиваемого контроллером 2 8 по линии 2 9 управления. Золотник также управляется пилотным давлением по линии 3 0 и 31, соединенной соответственно с впуском и выпуском в клапан. Такие клапаны доступны для приобретения от многих различных поставщиков и известны как пропорциональные клапаны понижения/сброса давления. Они действуют для поддержания давления в цилиндре, когда оно подается по линии 24, на заданном значении, установленном сигналом по линии 2 9 от системы управления, посредством неоднократной подачи и выпуска текучей среды относительно цилиндра через отверстия 22 и 23.
Сигнал управления в клапаны генерируется и управляется системой электронного управления для того, чтобы изменять заданное давление в соответственном цилиндре в зависимости от значения подаваемого сигнала.
Таким образом, клапанное устройство включает в себя первое соединение 33 с источником 12 и второе соединение 34 с обратной линией вместе с выпуском 2 4 в цилиндр.
Компонент клапана приводится в действие для управления потоком гидравлической текучей среды из источника в плавающий цилиндр и потоком гидравлической текучей среды из плавающего цилиндра в обратную линию так, чтобы поддерживать гидравлическое давление в плавающем цилиндре на заданном давлении, установленном в зависимости от сигнала управления от системы управления.
Система 28 управления включает в себя подкомпонент 35, который действует для генерации сигнала переменных волн так, чтобы обеспечивать устройство для обеспечения относительного возвратно-поступательного перемещения с картиной переменных волн между компонентом поршня плавающего цилиндра и компонентом
цилиндра плавающего цилиндра так, чтобы поддерживать перемещение между компонентами в уплотнениях 122 цилиндра для уменьшения эффекта статического трения.
То есть относительное возвратно-поступательное перемещение обеспечивается сигналом с картиной переменных волн, подаваемым системой электронного управления клапанному устройству, для изменения заданного давления в зависимости от значения сигнала переменных волн.
Подкомпонент 35 управляется системой 2 8 управления так, что картина переменных волн применяется только тогда, когда цилиндр находится в плавающем режиме, а не когда цилиндр используется в состоянии подъема или опускания.
Контур дополнительно включает в себя датчики 4 0 и 41 давления, которые определяют давление в линиях подачи текучей среды в цилиндры для обеспечения сигнала, который передается системе 2 8 управления. Так как клапаны выполнены с возможностью обеспечения выхода давления в ответ на подаваемый сигнал управления, измерение выхода давления теоретически не требуется. Однако вследствие температуры и других изменений, которые могут происходить, желательно проверять выходное давление для обеспечения того, что оно не отклоняется с течением времени и поддерживается на требуемом давлении, которое определено сигналом управления. Проверка обратной связи, обеспечиваемая датчиками давления, может выполняться периодически и не является частью приведения в действие системы управления для генерации выходных сигналов.
Датчики 12 0 и 121 положения, которые определяют положение цилиндров, обеспечивают сигнал, который подается обратно в систему 2 8 управления. Система может функционировать, используя только ввод от датчиков положения, так как система 2 8 управления может вычислять на основе изменений сигнала от датчиков положения и скорость, и ускорение цилиндра и в связи с этим жатки. Подходящий алгоритм для выполнения таких вычислений, разумеется, хорошо известен специалистам в области техники. Однако в дополнение к датчикам положения или в качестве альтернативы для них, система может включать в себя акселерометр
42, установленный на жатке в одном или более подходящих местоположениях, для обеспечения выхода, указывающего относительное перемещение жатки и ускорение жатки.
Контур может дополнительно включать в себя ввод 4 5 оператора, который позволяет оператору вводить различные параметры, которые необходимы для управления системой 2 8 управления. Система управления также включает в себя входные линии, отвечающие за различные параметры приводимой в действие жатки, включающие в себя, например, индикатор 4 6 скорости относительно почвы и индикатор 47 состояния сельскохозяйственных культур. Они показаны только схематически, так как специалисты в области техники могут определять подходящие входные параметры. Дополнительная входная линия может быть обеспечена от системы 4 8 прогнозирования, которая может использовать датчики высоты почвы и высоты сельскохозяйственных культур для определения заранее и предполагаемой высоты срезающего действия. Сигнал может быть использован для прогнозирования препятствий или требуемых изменений высоты срезания так, что система управления может генерировать подходящие сигналы для подъема или опускания цилиндров 116, 117 до требуемого положения.
Система электронного управления выполнена с возможностью обеспечения динамического управления подъемным усилием, прикладываемым цилиндрами к жатке. Таким образом, в ответ на любое перемещение жатки, определяемое датчиками положения или другим акселерометром и датчиками типа относительного перемещения, система управления может изменять давление, подаваемое в цилиндры, с помощью клапанов управления так, чтобы увеличивать или уменьшать подъемное усилие от заранее установленного условия плавания для изменения перемещения жатки.
Таким образом, например, при определении ускорения при плавающем перемещении вверх система управления может действовать для изменения сигнала управления для увеличения подъемного усилия для содействия ускорению при плавающем перемещении вверх.
Более того, система электронного управления может действовать, при определении окончания ускорения вверх при плавающем перемещении вверх, для изменения сигнала управления
для уменьшения подъемного усилия для демпфирования перемещения вверх.
Эти два динамических действия могут быть использованы, например, при ударе о препятствие или при быстром повышении уровня почвы для быстрого ускорения жатки вверх для отрывания от почвы и затем для прекращения перемещения вверх с помощью демпфирующего действия, чтобы заставлять жатку "плыть" обратно вниз настолько быстро, насколько возможно. Для более быстрого приведения жатки вниз система электронного управления может действовать для изменения сигнала управления для уменьшения подъемного усилия до значения, меньшего, чем установленное значение плавания.
Симметрично, система электронного управления может действовать, при определении ускорения при плавающем перемещении вниз, для изменения сигнала управления для уменьшения подъемного усилия для содействия ускорению при плавающем перемещении вниз и, при определении окончания ускорения при плавающем перемещении вниз, для изменения сигнала управления для увеличения подъемного усилия для демпфирования перемещения вниз.
На Фигуре 3 показано устройство, в котором обеспечен дополнительный аккумулятор 60, который имеет датчик 61 давления и клапан 62 подачи. Этот аккумулятор может быть использован для обеспечения достаточного потока текучей среды на впуск клапанов 18 и 2 0 для удовлетворения требований быстрого потока текучей среды в цилиндры, если требуется. Таким образом, если источник 16 давления, который содержит насос, имеет недостаточную скорость потока при запуске, поток может быть обеспечен с помощью аккумулятора.
На Фигуре 4 показана возможная гидравлическая схема для захвата энергии плавания жатки, которая также может быть использована.
В этой версии изобретения цилиндры 116 и 117 перевернуты относительно цилиндров, показанных на Фигурах 2 и 3. Также давлению, подаваемому в цилиндры из клапанов 18 и 20, противопоставляется давление из подачи 2 01, включая аккумулятор 2 00, с постоянным давлением так, что подъемное усилие
генерируется разностью давления из клапанов 18 и 2 0 относительно давления подачи 201. Другими словами, подъемное действие обеспечивается давлением из источника 201, и ему противопоставляется давление, подаваемое клапанами 18 и 20, для уменьшения подъемного усилия до значения, определяемого клапанами 18, 20, под управлением системы 2 8 управления. В связи с этим для того, чтобы увеличивать подъемное усилие, давление в цилиндрах, подаваемое клапанами 18, 20, уменьшается, и наоборот.
То есть имеется дополнительный аккумулятор 2 00, который подает энергию плавания плавающим цилиндрам, которая выше того, что обычно требуется для плавания жатки. Клапаны 18, 2 0 PPRR управляются для добавления направленного вниз усилия цилиндрам 116, 117, чтобы заставлять жатку "плыть" вниз до почвы. Система управления для клапанов PPRR подобна устройству, описанному выше, но с помощью этой системы поток и/или давление, требуемые для регулировки плавания, являются более низкими.
Также с помощью этой системы система захватывает энергию от жатки, плывущей вниз, в аккумулятор 200 с использованием промежуточного запорного клапана 203. Датчик 202 давления и клапан 2 04 управления используются в сочетании с контроллером 2 8 для управления давлением в этой системе с аккумулятором.
Как изложено выше, оно поддерживается на постоянном значении, которое может быть установлено на различных значениях в зависимости от различных параметров приведения в действие, и изменения подъемного усилия прикладываются клапанами 18, 2 0 на верхней стороне поршня для подачи изменения давления, противодействующего постоянному направленному вверх усилию на нижней стороне поршня.
Таким образом, плавающие цилиндры могут быть использованы в любой ориентации и показаны перевернутыми в этом варианте выполнения. Может быть принято во внимание, что плавающие цилиндры могут быть использованы также в толкающей конфигурации вместо нажимной конфигурации. На всех Фигурах 2, 3 и 4 вес жатки направлен вниз. То есть изменения давления, подаваемого клапанами, могут быть использованы в нескольких различных ориентациях для изменения подъемного усилия, генерируемого
цилиндрами.
Датчики для сбора информации о динамическом состоянии оборудования могут включать в себя линейный потенциометр, который измеряет выдвижение гидравлического цилиндра, и преобразователь давления, обеспечивающий обратную связь по подаваемому давлению. В других интерпретациях усилие, передаваемое оборудованию через гидравлический цилиндр, может контролироваться с помощью преобразователя усилия, или высота оборудования от почвы может быть измерена либо непосредственно, либо опосредованно.
В дополнение, вместо вычисления скорости и ускорения от датчика положения датчики перемещения и акселерометры могут быть использованы для обеспечения прямых сигналов, пропорциональных этим значениям.
Устройство может быть использовано для достижения всесторонне регулируемой жесткости пружины для динамики системы флотации оборудования.
Устройство может быть использовано для достижения всесторонне регулируемого демпфирования для динамики системы флотации оборудования.
Устройство может быть использовано для достижения всесторонне регулируемой динамики системы флотации на основе состояния приведения в действие оборудования, включающего в себя, но не ограниченного этим, высоту оборудования, скорость относительно почвы и изменения рельефа местности (угол наклона и т.д. ) .
Устройство может позволять оператору выбирать из заранее установленной динамики системы флотации, которая может быть специально приспособлена к различным полевым условиям и оборудованиям.
Несмотря на то, что существующие плавающие системы могут достигать приемлемых усилий на почву, когда жатка является неподвижной, так как прикладываемое усилие в общем независимо от состояния движения жатки, жатка будет по-прежнему динамически отвечать на основе ее массы, а не установленной точки плавающей системы. Например, плавающая система может быть установлена так,
что усилие на почву составляет 500 фунтов (226,796 кг), однако, для того, чтобы жатка ускорялась вверх или вниз, требуется дополнительный ввод усилия. На основе второго закона Ньютона
(F=ma) это дополнительное усилие будет генерировать ускорение в жатке, которое обратно пропорционально массе жатки. В связи с этим, несмотря на то, что жатка может быть статически легкой
(т.е. легкой, когда она неподвижна), для того, чтобы она фактически перемещалась вверх и вниз для копирования почвы, ее динамика будет по-прежнему регулироваться ее массой, и более высокие усилия на почву будут требоваться для фактического подъема жатки. Сущность этого устройства заключается в том, что чем ниже установлено статическое усилие на почву, тем медленнее жатка способна падать. Причина состоит в том, что максимальное входное усилие в плавающую систему, чтобы заставлять жатку падать, равно плавающему весу жатки. В связи с этим, чем меньше плавающий вес жатки, тем меньше получающееся в результате ускорение. Существование трения в системе будет также влиять на то, насколько легкой способна быть плавающая система. Трение создает асимметрию между требуемым усилием на почву при подъеме и опускании жатки. Это приводит к более высокому усилию на почву при подъеме и более медленному перемещению при опускании. Это также создает ограничение на то, насколько легким может быть установлено статическое усилие на почву, так как плавающий вес должен быть больше, чем трение в системе, для того, чтобы жатка была фактически способна падать после подъема.
Плавающая система настоящего изобретения позволяет уменьшать эти ограничения, так как усилие, прикладываемое плавающей системой, может управляться на основе состояния движения жатки. На основе собранной обратной связи датчиков контроллер может фактически добавлять больше усилия в систему, когда жатка поднимается, для того, чтобы помогать ей подниматься более быстро с меньшим усилием на почву. Дополнительно, когда жатка начинает падать, контроллер может уменьшать прикладываемое усилие так, что она падает более быстро. С помощью способности регулировать усилие, обеспечиваемое плавающей системой, на основе состояния движения жатки, динамика жатки может быть
изменена так, что она больше не регулируется исключительно массой жатки. Это может позволять тяжелой жатке не только иметь приемлемое усилие на почву, будучи неподвижной, но и подниматься и опускаться, как если бы она фактически имела меньшую массу. Это также преодолевает ограничение в том, что минимальное ускорение вниз привязано к плавающего весу жатки, позволяя неподвижному усилию на почву плавающей системы также быть ниже, чем могло бы быть достигнуто с помощью традиционной плавающей системы.
Желательно обеспечивать механические улучшения, такие как уменьшенное трение системы, меньшая зона нечувствительности в гидравлическом клапане и уменьшение гидравлического ограничения для потока, проходящего в и из цилиндра, так как они будут уменьшать величину вмешательства, требуемого контроллером для производства благоприятной динамики. Улучшение качества сигналов обратной связи для уменьшения эффектов шума (и механического, и электрического) обеспечивает контроллер более надежными данными, на основе которых принимаются решения по управлению.
Предназначение плавающей системы заключается в уменьшении усилия на почву жатки для того, чтобы уменьшать износ и улучшать способности копирования почвы. В настоящее время все плавающие системы основаны на статическом равновесии оборудования. Другими словами, усилие прикладывается так, что оно поднимает часть веса жатки так, что усилие на почву является более низким. При условии, что жатка не перемещается вверх или вниз на протяжении всего ее диапазона плавания, эта система эффективна в уменьшении усилия на почву. Например, если жатка весит 7000 фунтов (3175,147 кг), и плавающая система установлена с возможностью удержания 6800 фунтов (3084,428 кг), то только 200 фунтов (90,7185 кг) необходимо подвергать взаимодействию с почвой. Однако рассмотрение только статического состояния системы пренебрегает двумя важными факторами; трением и инерцией.
В системе без трения усилие на почву является одинаковым вне зависимости от того, поднимается или опускается жатка (при условии, что это выполняется очень медленно). Однако, когда трение вводится в систему, усилие на почву больше не является
одинаковым при подъеме и опускании. Фактически, разность между усилием на почву при подъеме и опускании равна двойному значению трения в системе. В результате трения может быть достигнуто минимальное усилие на почву. Если это минимальное пороговое значение превышено, жатка больше не будет падать под ее собственным влиянием после ее подъема, так как плавающий вес жатки является не достаточным для преодоления трения. Несмотря на то, что минимизация трения в системе может помогать уменьшать этот эффект, он будет по-прежнему представлять ограничение системы.
Другой важный недостаток основания плавающей системы на статическом равновесии жатки заключается в том, что динамика жатки будет по-прежнему регулироваться весом жатки, когда она находится в движении. На основе второго закона Ньютона:
П л. П
г плавания т гна почву
^жатки - (tm) ~ 9
'"¦жатки
Таким образом, жатка весом 7000 фунтов (3175,147 кг) (без трения), установленная со статическим усилием на почву, равным 200 фунтам (90,7185 кг), может достигать только максимального ускорения вниз 0,03 g (0, 294 м/с2, если д=9, 80665 м/с2) . Также требуется 900 фунтов (408,233 кг) усилия на почву для ускорения жатки вверх на 0,1 g (0,98 м/с2) . Несмотря на то, что статическое усилие на почву может быть установлено умеренно легким, чем легче оно становится, тем медленнее жатка способна падать после подъема. Также наклон линии (и, следовательно, усилие на почву, требуемое для производства заданного ускорения) остается привязанным к массе жатки, а не к установленной точке плавающей системы. В результате этого ограничения жатка будет по-прежнему отвечать динамически, как будто она весит 7000 фунтов (3175,147 кг); все, что плавающая система способна изменять, это статическое усилие на почву системы. Когда эффект трения сочетается с этим ограничением, неудивительно, что имеются ограничения по тому, насколько легкой существующая плавающая система может становиться до ухудшения ее способностей копирования почвы.
Для того, чтобы попытаться улучшить динамический ответ
плавающей системы, плавающей системе необходимо не только изменять статическое усилие на почву, но и то, сколько усилия на почву требуется для подъема и опускания жатки. Гидравлическая плавающая система, описанная здесь, достигает этого посредством введения обратной связи, относящейся к динамическому состоянию системы, в систему управления плаванием. Несмотря на то, что широкое число различных измерений может быть использовано для выведения информации, относящейся к динамическому состоянию системы (таких как усилие, гидравлическое давление или другие кинетические измерения), как описано здесь, выдвижение плавающего цилиндра измеряется потенциометром, и этот сигнал может быть численно дифференцирован для определения полного кинематического состояния системы.
Для того, чтобы изменять динамику жатки с использованием плавающей системы, входное усилие от плавающей системы не может оставаться постоянным, но вместо этого должно изменяться в отношении динамического состояния (скорости и ускорения) жатки. Цель алгоритма управления заключается не только в уменьшении статического усилия на почву, когда жатка является неподвижной, но и в уменьшении величины усилия, требуемого для подъема жатки, и в том, чтобы позволять жатке падать более быстро (как если бы она представляла собой более легкую жатку). Такая система обеспечивает более низкое усилие на почву, а также более хорошие способности копирования почвы. Динамически изменяющееся усилие, прикладываемое плавающей системой, может уменьшать влияние трения в системе.
Целевое давление, вычисляемое с помощью состояния положения, скорости и ускорения цилиндра, генерируется с использованием простого ПИД-контроллера. Этот ПИД-контроллер периодически изучает разность между целевым давлением и измеренным давлением и затем регулирует выход для попытки минимизации ошибки. ПИД-контроллер может быть дополнен таблицей поиска с разомкнутым контуром. Способность устойчиво и надежно поддерживать давление цилиндра на целевом давлении обеспечивает разработку быстрого и устойчивого ответа цилиндра.
Подмешивание накладывается на выход в ШИМ-клапан при
попытке уменьшения величины гистерезиса в системе. Подмешивание представляет собой намеренное добавление "шума" в сигнал. В этой установке были использованы синусоидальные подмешивающиеся волны. Следует отметить, что несмотря на то, что выход контроллера может быть синусоидальным, достигаемое колебание давления необязательно является идеально синусоидальным из-за способности гидравлики воспроизводить входной сигнал. Этот подмешивающийся сигнал был вычислен и просто добавлен к выходу ПИД-контроллера для получения общего выхода в клапан.
Существуют три параметра, которые могут управляться для изменения характера подмешивания; амплитуда, период и форма (синусоидальная, квадратная, треугольная и т.д.) волны. Множество различных параметров могут быть использованы для попытки уменьшения гистерезиса и улучшения ответа системы.
Относительно эффективное подмешивание может быть достигнуто с периодом подмешивающейся волны, равным только 80-100 мс, и амплитудой, равной только 2% общего диапазона рабочего цикла действующей ШИМ, несмотря на то, что подмешивающаяся волна и с более длительным периодом, и с более высокой амплитудой может быть необходима для достижения подобного результата.
Период подмешивающейся волны оказывается ограниченным на нижнем конце ответной реакцией клапана PRR, а также способностью доставлять поток, требуемый для перемещения цилиндра. Выше этого нижнего ограничения эффект подмешивающейся волны имеет более непосредственное отношение к вводу мощности каждой формы полуволны. Следовательно, форма волны с более высокой амплитудой необходима с более короткими периодами подмешивания, при этом форма волны с более низкой амплитудой может быть использована с более длительным периодом подмешивающейся волны. Поддержание величины подмешивания, равной 7%, и изменение периода подмешивания с короткими периодами подмешивания < 150 мс не были особенно эффективными. Периоды подмешивания, равные 200-250 мс, являются эффективными, тогда как если период подмешивания продолжает увеличиваться, жатка может заметно трястись. Эта тряска может быть уменьшена посредством понижения амплитуды формы волны так, что мощность каждой формы полуволны является
более низкой. Однако лучше всего удерживать период подмешивания настолько низким, насколько возможно, для того, чтобы помогать улучшать время реагирования системы так, что должен быть выбран кратчайший период подмешивания, который является эффективным.
Любое требуемое движение будет обеспечиваться только половиной подмешивающейся формы волны и сдерживаться ее другой половиной. Полезно интерпретировать подмешивающуюся волну, когда контроллер последовательно проверяет, хочет ли жатка подниматься, и затем проверяет, хочет ли она опускаться. Величина мощности в подмешивающейся полуволне, требуемая для выполнения этих проверок, будет относиться и к трению в системе, и к ответной реакции гидравлики. Полезно отключать подмешивание в состоянии подъема или опускания, так как половина подмешивающейся волны будет противодействовать предполагаемому движению.
Вводы давления, положения, скорости и ускорения в структуру управления вычисляются следующим образом. Как рассмотрено ранее, цилиндр удерживается в постоянном движении с помощью наличия давления в цилиндре, всегда слегка изменяющегося с помощью наличия синусоидальной волны, подаваемой на выход клапана (что называется подмешиванием). Это может затруднять определение давление и положения цилиндра, так как это добавляет существенное количество шума. В результате технологии фильтрации и усреднения используются для попытки различения основного перемещения системы при игнорировании движения, вызываемого подмешиванием. Эти технологии могут сохранять больше ответной реакции посредством использования свойств подмешивающейся волны вместо простой более агрессивной фильтрации.
Так как подмешивание создает изменение и давления в цилиндре, и положения, оба этих значения усредняются за один период подмешивающейся волны для того, чтобы попытаться уменьшить влияние, которое подмешивание оказывает на их вычисление. Более короткий период подмешивания в связи с этим является желательным для помощи в улучшении ответной реакции этого вычисления.
Так как показатели скорости и ускорения основаны на
вычислении разности, они выполняются отлично от показателей положения и давления; вместо изучения только одного периода подмешивания, эти вычисления изучают два последних периода подмешивания. Положение (или скорость) далее сравниваются в эквивалентных местоположениях в подмешивающейся волне. Это позволяет вычислению быть чувствительным к изменениям положения, которые ниже по величине, чем изменения, создаваемые подмешивающейся волной. Снова вычисление усредняется за один период подмешивания. Скорость вычисляется посредством изучения того, как сильно положение изменилось между сравнимыми местоположениями в подмешивающейся форме волны. Для того, чтобы гидравлическая плавающая система производила достаточные способности копирования почвы, желательно, чтобы она имитировала ответ пружины. Для того, чтобы имитировать подобный пружине эффект, выдвижение цилиндра используется для изменения давления цилиндра. В этой установке была добавлена простая линейная жесткость пружины. Жесткость пружины вводится посредством создания линейной функции, которая определяет целевое давление на основе измеренного выдвижения цилиндра. Это заставило требуемое входное усилие стать выше, когда крыло было поднято выше. Ниже уравнение показывает самую последнюю жесткость пружины, используемую для изменения динамики жатки:
* у[мм]
ГМПа!
Рцел = Р[Мпа]- 0,26
На основе текущей системы на основе пружины считается, что становление жатки более тяжелой, когда она поднимается, является целесообразным. Это имеет эффект смещения жатки так, что она, разумеется, хочет падать. Однако при условии, что целевое давление на заданной высоте приводит к ненулевому усилию на почву, жатка должна всегда хотеть падать. Если рельеф местности приводит к продолжительным периодам времени, проведенным с жаткой, либо поднятой, либо опущенной, эти периоды времени происходят с усилием на почву, которое либо легче, либо тяжелее, чем установленная точка. При условии, что жесткость пружины не установлена особенно агрессивно, это, вероятно, не является проблемой, однако, может иметь смысл иметь более равномерный
ответ жатки на протяжении всего ее диапазона движения для избежания того, что она является слишком легкой, и хочет отрываться от земли, когда слишком тяжела, и наклонена для нажима, когда слишком легка.
В одном устройстве давление установленной точки жатки может следовать за скользящим средним положения жатки. Это является эффективным путем осуществления жесткости пружины без ухудшения характеристики давления жатки при проведении продолжительных периодов времени вне ее нормального положения. Такое устройство заставляет жатку первоначально хотеть возвращаться в ее последнее положение (либо становясь тяжелее, когда поднята, либо легче, когда опущена) , но заставлять ее адаптироваться к изменению положения, если оно поддерживается в течение периода времени.
В дополнение к наличию динамики изменения жатки в отношении
положения жатки посредством использования жесткости пружины,
сигнал потенциометра жатки также используется для изменения
целевого давления в отношении скорости и ускорения. Как описано
ранее, показатели и скорости, и ускорения были вычислены таким
образом, чтобы попытаться минимизировать определение
перемещения, вызываемого подмешиванием, так, чтобы
фокусироваться только на основном перемещении жатки.
Показатель скорости относится к демпфированию системы. Однако так как жатка уже имела передемпфированный ответ, этот показатель используется для попытки уменьшения демпфирования системы посредством усиления движения жатки. Этот показатель имеет некоторые сходства с давлениями содействия подъему и опусканию, за исключением того, что, вместо добавления постоянного давления к целевому, эффект изменяется с величиной скорости жатки. Следует отметить, что этот показатель будет иметь эффект стремления дестабилизировать жатку. Полезно создавать нелинейную функцию на основе скорости, которая ограничивает более маленькие скорости и усиливает более большие скорости. Также будет, вероятно, целесообразным заставлять этот показатель насыщаться при максимальном значении для обеспечения того, что этот эффект не уменьшает требуемого усилия на почву
МПа
мм с
для подъема жатки ниже нуля (что будет заставлять жатку продолжать ускоряться вверх до тех пор, пока она не достигнет полного подъема).
6,0
Рцел = Р[Мпа] +
/ f 1 ^ ' МПа
# у
Показатель ускорения относится к инерции системы. Посредством усиления ускорений контроллер способен уменьшать эффективную инерцию жатки, чтобы помогать ей реагировать на входные усилия, как если бы она весила меньше. Однако на практике взятие численной второй производной от ввода датчика является по существу шумным, поэтому способность к осуществлению этого ограничена. При этом все еще имеет смысл включать показатель, который привязывает целевое давление непосредственно к ускорению жатки в некоторой степени. Несмотря на то, что первоначально используется одна постоянная, этот показатель может быть разделен на два параметра; один для управления влиянием положительных ускорений и один для управления влиянием отрицательных ускорений.
Рцел = Р[Мпа] +
0,06
МПа
~2~
для у < 0
Положительные ускорения относятся к тому, когда усилие на почву увеличивается, и жатка начинает подниматься, или когда жатка ударяется о почву после падения. Для того, чтобы помогать жатке удерживаться после ее приземления на почву, положительные ускорения были использованы для уменьшения целевого давления контроллера в некоторой степени. Это моментально утяжеляет жатку, когда она контактирует с почвой, чтобы помогать останавливать ее от "подпрыгивания" снова. Это также имеет эффект некоторого утяжеления жатки при первой попытке ее подъема. Однако, так как ускорение жатки, ударяющейся о почву, в
частности, больше, чем входное ускорение при подъеме жатки, эффект является более заметным в случае ударе.
Отрицательные ускорения относятся к тому, когда жатка замедляется при подъеме и начинает падать. Для того, чтобы помогать останавливать жатку от подвисания, отрицательные ускорения также использованы для уменьшения целевого давления жатки, моментально утяжеляя ее и в связи с этим уменьшая вероятность подвисания. Если начинают замедлять скорость, с которой поднимают жатку, она начинает становиться тяжелее.
Возможно разрабатывать нелинейные уравнения, которые используют состояния движения положения, скорости и ускорения (а также другие переменные, такие как скорость относительно почвы, высота среза и т.д.) для широкой настройки динамического ответа системы.
Быстрый и точный перевод целевого давления структуры управления в выходное плавающее усилие системы важен для оптимизации ответа системы. Несмотря на то, что ПИД-структура с замкнутым контуром является крайне эффективной при воспроизведении целевого давления, более усовершенствованные технологии управления могут помогать дополнительно улучшать этот ответ. Может быть использовано включение таблицы поиска с разомкнутым контуром и понижение ПИД-контроллера до поправочного коэффициента. Возможно уменьшение влияния запаздывания клапана посредством обеспечения моментальных превышений в текущем выходе в электромагнит, чтобы помогать ему изменять направления более быстро.
Надежное и устойчивое измерение положения, скорости и ускорения цилиндра требуется для ответного управления динамикой плавания без внедрения нестабильности. Желательно, чтобы эти вычисления обеспечивали чистый сигнал с как можно меньшим запаздыванием. В текущей конфигурации все вычисления привязаны к периоду подмешивания независимо от того, является ли подмешивание фактически активным. Может быть целесообразным переход к двум отдельным вычислениям; одному, когда подмешивание активно, и одному, когда оно не активно. Это может помогать обеспечивать более высокую ответную реакцию в ситуациях, когда
шум, вызываемый подмешиванием, не нужно учитывать.
Гидравлическая плавающая система, описанная здесь, обеспечивает плавающую систему, которая является более быстро отвечающей с улучшенными способностями копирования почвы и более низким усилием на почву. Система основана на использовании электронного контроллера и обратной связи от датчиков для того, чтобы решать, какое давление должно быть подано в гидравлический плавающий цилиндр. Это давление затем подается посредством использования пропорционального клапана понижения/сброса давления на основе выходного сигнала от контроллера. Получающаяся в результате система обеспечивает высоко настраиваемое гидравлическое давление (и, следовательно, усилие), обеспечиваемое плавающей системой. Это позволяет плавающей системе регулировать усилие, обеспечиваемое плавающей системой, для того, чтобы уменьшать эффекты трения в системе, а также чтобы в корне изменять динамику того, как жатка перемещается.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Машина для сельскохозяйственных культур, содержащая: поддерживающее транспортное средство для прохождения по почве;
узел зацепления сельскохозяйственных культур, включающий в себя по меньшей мере один компонент сцепления с почвой для обеспечения поддерживающего усилия от почвы;
поддерживающее устройство для поддержания узла зацепления сельскохозяйственных культур от транспортного средства для плавающего перемещения вверх и вниз узла зацепления сельскохозяйственных культур так, что заданная пропорция поддерживающего усилия подается поддерживающим устройством, а остальная часть подается указанным по меньшей мере одним компонентом сцепления с почвой;
причем поддерживающее устройство включает в себя по меньшей
мере один гидравлический плавающий цилиндр, выполненный так, что
подача гидравлической текучей среды под гидравлическим давлением
в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр вызывает
приложение подъемного усилия к узлу зацепления
сельскохозяйственных культур посредством перемещения указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра, причем подъемное усилие пропорционально указанному гидравлическому давлению;
источник гидравлической текучей среды для подачи гидравлической текучей среды в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр с давлением, превышающим указанное гидравлическое давление;
обратную линию для указанной гидравлической текучей среды;
клапанное устройство для управления потоком и давлением указанной гидравлической текучей среды из указанного источника в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр;
причем клапанное устройство соединено с указанным по меньшей мере одним плавающим цилиндром так, что поток текучей среды в и из указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра управляется клапанным устройством с указанным гидравлическим давлением, управляемым клапанным устройством;
систему электронного управления для подачи сигнала
управления клапанному устройству для изменения указанного заданного давления в зависимости от значения сигнала;
причем указанное клапанное устройство содержит:
первое соединение с указанным источником;
второе соединение с указанным по меньшей мере одним плавающим цилиндром;
третье соединение для выпуска указанной гидравлической текучей среды в указанную обратную линию;
и систему приведения в действие клапанов, выполненную с возможностью управления потоком гидравлической текучей среды из указанного источника в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр и потоком гидравлической текучей среды из указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра в указанную обратную линию так, чтобы поддерживать указанное гидравлическое давление в указанном по меньшей мере одном плавающем цилиндре на заданном давлении, устанавливаемом в зависимости от указанного сигнала управления от указанной системы управления;
датчик, выполненный с возможностью обеспечения сигнала датчика в указанную систему электронного управления в ответ на перемещение узла зацепления сельскохозяйственных культур при указанном плавающем перемещении вверх и вниз узла зацепления сельскохозяйственных культур;
причем указанная система электронного управления выполнена с возможностью обеспечения установленного значения указанного сигнала управления для обеспечения указанного подъемного усилия с установленным значением для поддержания указанной заданной пропорции указанного поддерживающего усилия;
причем указанная система электронного управления выполнена с возможностью, в ответ на указанный сигнал датчика, временного изменения сигнала управления для временного изменения подъемного усилия.
2. Машина для сельскохозяйственных культур по п. 1, в
которой указанная система электронного управления выполнена с
возможностью, впоследствии в ответ на указанный сигнал датчика,
возвращения к указанному установленному значению.
3. Машина для сельскохозяйственных культур по пп. 1 или 2,
в которой указанная система электронного управления выполнена с возможностью, в ответ на изменения указанного сигнала датчика, временного изменения сигнала управления для изменения подъемного усилия и, таким образом, изменения ответа гидравлического плавающего цилиндра в ответ на определяемое перемещение узла зацепления сельскохозяйственных культур.
4. Машина для сельскохозяйственных культур по любому из пп. 1-3, в которой указанная система электронного управления и указанный датчик выполнены с возможностью, в ответ на указанный сигнал, генерации значения, указывающего ускорение узла зацепления сельскохозяйственных культур, при указанном плавающем перемещении вверх и вниз узла зацепления сельскохозяйственных культур.
5. Машина для сельскохозяйственных культур по любому из пп. 1-4, в которой указанная система электронного управления и указанный датчик выполнены с возможностью, при определении ускорения или перемещения при указанном плавающем перемещении вверх, изменения сигнала управления для увеличения подъемного усилия для содействия ускорению при указанном плавающем перемещении вверх.
6. Машина для сельскохозяйственных культур по п. 5, в которой указанная система электронного управления выполнена с возможностью, при определении окончания ускорения при указанном плавающем перемещении вверх, изменения сигнала управления для уменьшения подъемного усилия для демпфирования указанного перемещения вверх.
7. Машина для сельскохозяйственных культур по любому из пп. 1-6, в которой указанная система электронного управления выполнена с возможностью изменения сигнала управления для уменьшения подъемного усилия до значения, меньшего, чем указанное установленное значение.
8. Машина для сельскохозяйственных культур по любому из пп. 1-7, в которой указанная система электронного управления и указанный датчик выполнены с возможностью, при определении ускорения или перемещения при указанном плавающем перемещении вниз, изменения сигнала управления для уменьшения подъемного
4.
усилия для содействия ускорению при указанном плавающем перемещении вниз.
9. Машина для сельскохозяйственных культур по п. 8, в которой указанная система электронного управления выполнена с возможностью, при определении окончания указанного ускорения при указанном плавающем перемещении вниз, изменения сигнала управления для увеличения подъемного усилия для демпфирования указанного перемещения вниз.
10. Машина для сельскохозяйственных культур по любому из пп. 1-9, в которой указанный датчик содержит датчик положения для генерации в качестве указанного сигнала датчика сигнала положения, указывающего положение цилиндра при указанном перемещении, причем система электронного управления выполнена с возможностью вычисления на основе сигнала положения скорости и ускорения узла зацепления сельскохозяйственных культур.
11. Машина для сельскохозяйственных культур по любому из пп. 1-10, в которой указанная система электронного управления выполнена с возможностью приведения в действие системы электронного управления в зависимости от состояния приведения в действие узла зацепления сельскохозяйственных культур.
12. Машина для уборки сельскохозяйственных культур по любому из пп. 1-11, в которой указанная система электронного управления выполнена с возможностью обеспечения множества заранее установленной динамики системы флотации.
13. Машина для сельскохозяйственных культур по любому из пп. 1-12, в которой система электронного управления отвечает на сигнал скорости относительно почвы для преобразования изменений сигнала управления.
14. Машина для сельскохозяйственных культур по любому из пп. 1-13, в которой система электронного управления включает в себя устройство для обеспечения относительного возвратно-поступательного перемещения с картиной переменных волн между указанным одним компонентом указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра и указанным другим компонентом указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра.
15. Машина для сельскохозяйственных культур по п. 14, в
которой указанное относительное возвратно-поступательное перемещение обеспечивается сигналом с картиной переменных волн, подаваемым указанной системой электронного управления указанному клапанному устройству, для изменения указанного заданного давления в зависимости от значения сигнала.
16. Машина для сельскохозяйственных культур по пп. 14 или 15, в которой указанная картина переменных волн имеет амплитуду, достаточную, чтобы заставлять уплотнения отрываться от сцепления под действием статического трения с компонентом так, чтобы поддерживать перемещение между компонентами в указанных уплотнениях цилиндра для уменьшения статического трения.
17. Машина для сельскохозяйственных культур по любому из пп. 14-16, в которой указанная картина переменных волн имеет частоту в диапазоне 5-15 Гц.
18. Машина для сельскохозяйственных культур по любому из пп. 14-17, в которой указанные уплотнения цилиндра содержат кольцевые уплотнения между периферийной поверхностью головки поршня и внутренней цилиндрической поверхностью цилиндра.
19. Машина для сельскохозяйственных культур по любому из пп. 14-18, в которой картина переменных волн прекращается, когда цилиндр используется в состоянии подъема или опускания.
20. Машина для сельскохозяйственных культур, содержащая:
поддерживающее транспортное средство для прохождения по
почве;
узел зацепления сельскохозяйственных культур, включающий в себя систему зацепления сельскохозяйственных культур и по меньшей мере один компонент сцепления с почвой для обеспечения поддерживающего усилия от почвы;
поддерживающее устройство для поддержания узла зацепления сельскохозяйственных культур от транспортного средства для плавающего перемещения вверх и вниз узла зацепления сельскохозяйственных культур так, что часть поддерживающего усилия подается поддерживающим устройством, а часть подается указанным по меньшей мере одним компонентом сцепления с почвой;
причем поддерживающее устройство включает в себя по меньшей мере один гидравлический плавающий цилиндр, выполненный так, что
подача гидравлической текучей среды под гидравлическим давлением
в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр вызывает
приложение подъемного усилия к узлу зацепления
сельскохозяйственных культур посредством перемещения указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра, причем подъемное усилие пропорционально указанному гидравлическому давлению;
причем указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр содержит уплотнения цилиндра, над которыми один компонент указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра скользит относительно другого компонента указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра;
источник гидравлической текучей среды для подачи гидравлической текучей среды в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр с давлением, превышающим указанное гидравлическое давление;
обратную линию для указанной гидравлической текучей среды;
клапанное устройство для управления потоком и давлением указанной гидравлической текучей среды из указанного источника в указанный по меньшей мере один плавающий цилиндр;
причем клапанное устройство соединено с указанным по меньшей мере одним плавающим цилиндром так, что поток текучей среды в и из указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра управляется клапанным устройством с указанным гидравлическим давлением, управляемым клапанным устройством;
систему электронного управления для подачи сигнала управления клапанному устройству для изменения указанного заданного давления в зависимости от значения сигнала;
причем указанное клапанное устройство содержит:
первое соединение с указанным источником;
второе соединение с указанным по меньшей мере одним плавающим цилиндром;
третье соединение для выпуска указанной гидравлической текучей среды в указанную обратную линию;
и систему приведения в действие клапанов, выполненную с возможностью управления потоком гидравлической текучей среды из указанного источника в указанный по меньшей мере один плавающий
цилиндр и потоком гидравлической текучей среды из указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра в указанную обратную линию так, чтобы поддерживать указанное гидравлическое давление в указанном по меньшей мере одном плавающем цилиндре на заданном давлении, устанавливаемом в зависимости от указанного сигнала управления от указанной системы управления;
и устройство для обеспечения относительного возвратно-поступательного перемещения с картиной переменных волн между указанным одним компонентом указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра и указанным другим компонентом указанного по меньшей мере одного плавающего цилиндра.
21. Машина для сельскохозяйственных культур по п. 20, в которой указанное относительное возвратно-поступательное перемещение обеспечивается сигналом с картиной переменных волн, подаваемым указанной системой электронного управления указанному клапанному устройству, для изменения указанного заданного давления в зависимости от значения сигнала.
22. Машина для сельскохозяйственных культур по пп. 20 или 21, в которой указанная картина переменных волн имеет амплитуду, достаточную, чтобы заставлять уплотнения отрываться от сцепления под действием статического трения с компонентом так, чтобы поддерживать перемещение между компонентами в указанных уплотнениях цилиндра для уменьшения статического трения.
23. Машина для сельскохозяйственных культур по любому из пп. 2 0-22, в которой указанная картина переменных волн имеет частоту в диапазоне 5-15 Гц.
24. Машина для сельскохозяйственных культур по любому из пп. 2 0-2 3, в которой указанные уплотнения цилиндра содержат кольцевые уплотнения между периферийной поверхностью головки поршня и внутренней цилиндрической поверхностью цилиндра.
25. Машина для сельскохозяйственных культур по любому из пп. 20-24, в которой картина переменных волн прекращается, когда цилиндр используется в состоянии подъема или опускания.
По доверенности
30 /
> ёг1Ъ ¦ ш
33 ?
116А
ввод
ОПЕРАТОРА
41 "" ч 29
22 УХ-
•18
117
116'
ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ
120
ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ
121
АКСЕЛЕРОМЕТР ЖАТКИ
^20
СКОРОСТЬ ОТНОСИТЕЛЬНО ПОЧВЫ
СОСТОЯНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
46 47
14 N)
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВЫСОТЫ СРЕЗА
Ускорение
Состояние перемещения (подъем/ опускание/и т.д.) >
Измеренное давление (от датчика)
Целевое давление
Содействие 'подъему/опусканию ->
Состояние подмешивания
ПИД-контроллер
Подмешивающаяся волна
Выход рабочего цикла в ШИМ-клапан
ОТЧЕТ О ПАТЕНТНОМ ПОИСКЕ
(статья 15(3) ЕАПК и правило 42 Патентной инструкции к ЕАПК)
Номер евразийской заявки: 201791123
Дата подачи: 20 июня 2017 (20.06.2017)
Дата испрашиваемого приоритета: 21 июня 2016 (21.06.2016)
Название изобретения:
Машина сельскохозяйственных культур с системой флотации с гидравлическим
цилиндром с электронным управлением
Заявитель:
МАКДОН ИНДАСТРИЗ ЛТД.
| | Некоторые пункты формулы не подлежат поиску (см. раздел I дополнительного листа)
Ц Единство изобретения не соблюдено (см. раздел II дополнительного листа)
А. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕДМЕТА ИЗОБРЕТЕНИЯ:
A01D 34/03 (2006.01) АО ID 41/127 (2006.01)
Согласно международной патентной классификации (МПК)
Б. ОБЛАСТЬ ПОИСКА:
Минимум просмотренной документации (система классификации и индексы МПК) А01D 34/00, 34/03, 41/12, 41/127, 41/14, 75/28
Другая проверенная документация в той мере, в какой она включена в область поиска:
В. ДОКУМЕНТЫ, СЧИТАЮЩИЕСЯ РЕЛЕВАНТНЫМИ
Категория*
Ссылки на документы с указанием, где это возможно, релевантных частей
Относится к пункту №
А А
US 7552577 В2 (CNH AMERICA LLC) 30.06.2009 RU 2480979 С2 (ДИР ЭНД КОМПАНИ) 10.05.2013
1-25
-25
| последующие документы указаны в продолжении графы В
данные о патентах-аналогах указаны в приложении
* Особые категории ссылочных документов:
"Л" документ, определяющий общий уровень техники
Е" более ранний документ, но опубликованный на дату подачи евразийской заявки или после нее
О" документ, относящийся к устному раскрытию, экспонированию и т.д.
"Р" документ, опубликованный до даты подачи евразийской
заявки, но после даты испрашиваемого приоритета "D" документ, приведенный в евразийской заявке
"Т" более поздний документ, опубликованный после даты приоритета и приведенный для понимания изобретения
"X" документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету
поиска, порочащий новизну или изобретательский уровень,
взятый в отдельности "Y" документ, имеющий наиболее близкое отно
поиска, порочащий изобретательский уровень в сочетании с
другими документами той же категории
" &" документ, являющийся патентом-аналогом
"L" документ, приведенный в других целях
Дата действительного завершения патентного поиска:
18 октября 2017 (18.10.2017)
Наименование и адрес Международного поискового органа: Федеральный институт промышленной собственности
РФ, 125993,Москва, Г-59, ГСП-3, Бережковская наб., 30-1.
Факс: 243-3337, телетайп: 114818 ПОДАЧА
Уполномоченное лицо :
Телефон № (495) 531-6481
А.А. Никитин
ФИГ 2
ФИГ 2
ФИГ 2
ФИГ 2
ФИГ 2
ФИГ 4
ФИГ 4
ФИГ. 5
ФИГ. 5