一种用于农业作物材料捆包的具有识别标签的约束材料的制作方法

本申请要求2017年3月8日提交的美国临时申请no.62/468,817的权益，该临时申请通过引用整体并入本文。

本公开总体涉及农业打包机，并且更具体地涉及用于将捆包识别标签62供给到农作物材料捆包的方法和组件。

背景技术：

多年来，农业打包机已被用于压实和包装农作物材料，以便于农作物材料的储存和处理以供以后使用。通常，收割机调节器切割和调节农作物材料以在阳光下进行干燥。当切割的农作物材料被适当干燥时，打包机沿着料堆行进以拾取农作物材料并将其形成捆包。打包机的拾取器从地面收集切割和堆积的农作物材料，然后将切割的农作物材料输送到打包机内的捆包形成腔室中。驱动机构操作以激活拾取器、螺旋推运器和进给机构的转子。

在传统的方形打包机中，包括捆包形成腔室和往复运动的柱塞，所述往复运动的柱塞滑入和滑出捆包形成腔室。当捆包形成腔室接收松散的干草材料时，柱塞在压实行程期间滑入腔室中以将松散的干草材料压缩成捆包形式。传统的圆形打包机包括捆包形成腔室，该捆包形成腔室具有一对相对的侧壁，所述侧壁具有将农作物材料旋转并压缩成圆柱形的捆包的一系列带、链和/或辊。

当捆包达到期望的尺寸和密度时，包裹系统可以包裹捆包以确保捆包保持其形状和密度。例如，可以提供麻线包裹装置以当农作物材料仍然在捆包形成腔室内部的同时包裹农作物材料捆包。一旦捆包被包裹，可以使用切割或切断机构来切割麻线。包裹的捆包可以从打包机中被弹出并落到地面上。

对于每个捆包进行追踪的能力或每个捆包的追踪参数对最终用户可能是有用的。可以将诸如干草或青贮饲料的捆包产品喂养给牲畜，并且饲料的质量对于牲畜的饮食可能是重要的。例如，可以将较高质量的饲料喂养给某些牲畜，而质量较差的饲料可以喂给不同类型的牲畜。可能期望追踪食品来自何处，牲畜在被饲养时吃什么等等。还希望能够用其他重要特性(例如水分含量和营养价值)标记每个捆包。其他可能感兴趣的参数包括但不限于捆绑捆包时的gps位置、捆包在何处离开打包机、农场名称、农民id、田地名称、防腐剂类型、防腐剂施用量等。因此，可以在捆包过程中采用捆包识别系统来存储或以其他方式保留农作物的参数或质量，从而可以将农作物提供给最终用户。为了识别捆包，已知附接标签，该标签包含诸如捆包的尺寸、重量和日期之类的信息。为了识别捆包，已知附接包含该信息的标签。然而，期望改进将用于识别的识别标签附加到捆包上的方式。

技术实现要素：

简而言之，本发明的一个方面涉及用于约束农作物材料的捆包的约束材料。约束材料具有捆包识别标签，用于识别由约束材料约束的捆包的属性。约束材料包括至少一股非识别丝线和一股包含识别标签的识别丝线。在使用约束材料约束农作物材料捆之前，将非识别丝线和识别丝线缠绕在一起。识别丝线可以是射频识别(rfid)嵌体，其具有天线的导线，该天线的导线连接到rfid芯片，rfid嵌体的长度在10cm和24cm之间。rfid嵌体包括识别丝线的一段，其中相邻的rfid嵌体沿着识别丝线以期望的间隔隔开。包含rfid嵌体的识别丝线在约束材料的生产过程中与所述至少一股非识别丝线被缠绕成为单个麻线。

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍将在下面的具体实施方式中进一步描述的概念。本发明内容不旨在标识所公开或要求保护的主题的关键特征或必要特征，并且不旨在描述每个公开的实施例或所公开或要求保护的主题的每个实施方式。具体地，本文中的关于一个实施例公开的特征可以同样适用于另一个实施例。此外，本发明内容不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。随着本说明书的继续，许多其他新颖的优点、特征和关系将变得显而易见。随后的附图和描述更具体地举例说明了说明性实施例。

附图说明

通过参考下面结合附图对本发明实施例的描述，本发明的上述和其他特征将变得更加明显，并且本发明本身将被更好地理解，其中：

图1是打包机的半示意图；

图2是以具有捆包识别标签的约束材料约束的第一捆包和以约束材料约束的第二捆包的示意图；

图3是与图1的打包机一起使用的捆包识别组件的示意图；和

图4是包含捆包识别标签的约束材料的侧视图。

在所有附图的视图中，相应的附图标记表示相应的部件。

具体实施方式

以下详细描述通过示例而非以限制的方式说明了本发明。该描述将清楚地使本领域技术人员能够制造和使用本发明，并且描述了本发明的若干实施例、改造、变化、替代和使用，包括我们目前所认为的实施本发明的最佳模式。另外，应该理解，本发明的应用不限于以下描述中阐述的或附图中示出的构造细节和部件布置。本发明能够具有其他实施例并且能够以各种方式实践或实施。而且，应该理解，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应该被认为是限制性的。

现在参照图1，示出了农业打包机系统10的半示意图，其中在将松散的农作物材料12从地面打包成捆包14时，可以采用捆包识别组件11的某些实施例。打包机系统10包括牵引车16和打包机18。牵引车16可包括：操作员位于其中的驾驶室20；发动机22，该发动机可操作以移动牵引车16；动力输出装置(pto)24，该动力输出装置可操作以将机械动力从发动机22传递到打包机18。打包机18通过前-后舌片28联结到牵引车16，并且用于操作打包机18的各种机构的动力可以由牵引车16的pto24提供(但不限于此)。本领域普通技术人员应当理解，在本公开的上下文中，示例性打包机18仅仅是说明性的，并且可以实现利用捆包识别组件的其他类型的打包设备。

打包机18具有前后延伸的打包腔室，该打包腔室通常用数字32表示，在该打包腔室中制备农作物材料12的捆包14。打包机18被描绘为“直列式”打包机，其中农作物材料12被拾取到打包腔室32的下方并略微超前，然后以直线行进路径被向上装载到腔室32的底部。广泛用数字30表示的拾取组件在机器的纵向轴线上位于舌片28下方，稍微在打包腔室32的前方。大体上示出了填充运槽组件33，填充运槽组件包括在一个实施例中为曲线形的进料形成填充腔室。在一些实施例中，填充运槽组件可以包括直的管道构造，也可以具有其他几何形状。例如，填充运槽组件33大体从拾取组件30正后方的入口开口向后和向上延伸到打包腔室32底部处的出口开口。在具体示出的实施例中，打包机18是“挤压”类型的打包机，其中，位于打包机后部处的捆包排放孔口通常小于腔室的上游部分，使得孔口限制先前进料的移动的自由度并提供背压，打包腔室32内的往复柱塞34能够抵抗该背压将农作物材料的进料压缩到下一个捆包中。如本领域技术人员所理解的，排放孔口的尺寸和孔口处的捆包上的挤压力由压缩机构控制。

众所周知，柱塞34在打包腔室32内以压缩和撤回行程横过打包腔室32的底部处的开口处往复运动。在柱塞行程位于开口前方的部分中，柱塞34露出管道出口开口，并且在行程的后部，柱塞34完全覆盖和关闭出口开口。往复式柱塞34将新引入的农作物进料压在先前形成并捆扎的捆包14上，以由此形成新的捆包。该动作还使两个捆包间歇地向打包机的后部排放开口14前进。完成的捆包14用约束材料或类似的麻线捆扎。一旦系好，捆包就从捆包形成腔室32的后端被排出到运槽形式的排出口，通常标记为36。

打包机18(或牵引车16)包括在牵引车16和打包机18之间延伸的通信总线40。打包机具有一个或多个农作物传感器44；一个或多个捆包传感器46；并且可以包括一个或多个计算设备，诸如电子控制单元(ecu)48。可以利用用于ecu48的各种替代位置，包括牵引车16上的位置。将理解，可以采用一个或多个ecu48，并且ecu48可以安装在牵引车16、打包机18上的各种位置处或安装在其他地方。ecu48可以是硬件、软件或硬件和软件计算设备，并且可以被配置为执行关于打包机18(或牵引车16)的各种计算和控制功能。这样，ecu48可以与打包机18(或牵引车16)的各种部件和设备进行电子通信或其他通信。例如，ecu48可以与各种致动器、传感器和打包机18内(或外部)的其他设备进行电子通信。ecu48可以以各种已知方式(包括无线方式)与各种其他部件(包括其他控制器)通信。

当被打包的农作物12在打包机18中形成时，农作物12或捆包14的某些参数或质量可由农作物传感器44和/或捆包传感器46测量或确定，例如，湿度质量、打包时间、捆包重量、捆包长度等。在打包腔室32中，例如，湿度传感器可以测量捆包的电阻或电容以检测其水分含量。另一个传感器可以测量捆包的长度。测量的每个特征或参数可以由一个或多个传感器44、46完成。每个测量结果可以被传送到ecu48以进行记录。ecu48可以将检测到的测量结果传送到数据服务器或其他数据库以进行存储。测量结果可以通过数据服务器进行本地存储，或者通过移动设备无线传输到基于云技术的远程位置。

现在参照图2和图3，打结器系统50构造成在成品捆包14周围环绕约束材料52。本文所用的术语“约束材料”不仅意指由天然或合成纤维制成的麻线，而且也可包括金属线或其他捆扎材料。打结器系统50引导约束材料52围绕捆包14并在约束材料中形成包围捆包14的闭合环，例如形成结55。打结器系统50可以如本领域中已知的那样实施，并且可以例如包括：至少一个约束材料源(例如至少一个约束材料供应辊56)；打结器机构58(例如实施为往复式插入臂或爪钩)，以用于将约束材料的另一部分(例如，端部)朝向由钩机构保持的端部带领，以用于将约束材料固定到其自身上以便形成环；和用于切割约束材料的切割器60。在已知为单打结器的一个实施例中，单个供应辊56可以设置在打结器系统50的顶侧处。在替代实施例中，例如在如图2所示的双打结器的情况下，上供应辊56a和下供应辊56b可以设置在打结器系统50的顶部侧和底部侧。仅出于说明的目的，图2中示出了两个捆包14，一个已经被包装并且一个正在被包装，并且两者之间存在间距。在实际情况中，两个捆包14都会互相推压，因此不会存在间距。约束材料52在两个捆包34之间被拉动。由于打结器系统50在本领域中是公知的，因此本文不需要包括对打结器系统的进一步描述。

根据本发明，提供捆包识别组件11以使用电磁场将捆包14的属性分配给施加至捆包14的捆包识别标签62。理想地，捆包识别标签62是无源射频识别(rfid)标签，其用于电子地存储信息并从附近的rfid阅读器询问无线电波收集能量。由于rfid标签是本领域技术人员已知的，因此本文不需要提供rfid标签的详细描述。在本发明的实施方案中，约束材料设置有捆包识别标签62。捆包识别标签62以一定间隔放置在约束材料52中。

如图3所示，捆包识别组件11包括读取模块66和一个或多个天线64，例如主动读取器无源标签(arpt)系统，其发送询问器信号并且还接收来自识别标签62的认证回复。天线64可以在打结器机构58之前或之后安装。在一个实施例中，捆包捆扎循环可以通过以下部件启动：捆包长度传感器装置，例如附接到星形轮70的旋转编码器68或类似装置，该星形轮可旋转地安装到打包腔室32的顶部并水平地横越延伸；在松弛臂74上的角度传感器72，用于控制供应到打结器机构58的约束材料52中的松弛度；以及用于接合打结器机构58电子马达或致动器76。角度传感器72感测松弛臂74的位置以确定约束材料52相对于打结器机构58的位置。星形轮70的轮可以具有齿状周边，该齿状周边延伸到打包腔室32中并与成形捆包14接触，以便随着捆包长度的增加而旋转。星形轮70的旋转被感测并被转换成表示捆包长度的信号，当成形捆包达到对应于期望捆包长度的长度时，控制信号被发送以启动捆扎循环。当捆包识别组件11检测到给定的识别标签62时，捆包识别组件可以随后使用星形轮70和在松弛臂74上的位置传感器72的组合来预测识别标签62通过打结器机构58的路径，以经由早的或晚的马达断开来改变捆包14的长度，或者说使得额外的薄片被添加或使得捆包将以较少薄片被完成，以防止打结器58在识别标签62上循环，从而防止打结器损坏捆包识别标签62或对捆包识别标签造成损坏。

在一个实施例中，捆包识别标签62结合到上供应辊56a中的约束材料52中以用于捆包14的顶部，以便于识别和减少使用。然后，带有捆包识别标签62的顶部约束材料52将与来自下供应辊56b的不具有捆包识别标签62的下部约束材料52在机器上由打结器组件50结合。

理想地，星形轮70安装在距打结器机构58已知的距离处。捆包识别组件11具有打结器循环传感器82，并且至少一个天线64安装在距星形轮70已知的距离处。捆包识别组件11具有读取器模块66和可以是ecu48的一部分的主任务控制器86。

在一个实施例中，打结器循环传感器82将限定给定捆包14的边界。然后使用已知的补偿和星形轮位置传感器80，该捆包14的起点和终点可以在其经过天线时被调整。因此，在起点和终点之间观察到的任何识别标签62随后被分配给该捆包14作为其在任务控制器86中的识别。然后可以将任何属性(诸如进料值、放下点、湿度等)在任务控制器86或类似软件中分配给该捆包14。

在一个实施例中，捆包识别组件11具有捆包下落传感器88、安装在捆包腔室32上或后方的rfid天线64、读取器模块66和任务控制器86。当捆包14经过排放运槽36时，诸如桨89的捆包激活装置被移动，断开捆包下落传感器88。这将转而激活天线64，直到传感器88返回其原始状态或直到达到给定时间。在天线的激活周期期间，天线64和读取器66将把读取器可以感知的任何识别标签62值分配至活动地离开腔室32的捆包14。然后可以在任务控制器86中将任何其他期望的属性后期分配至捆包14。在多个捆包事件中感测到标签62的情况下，则识别标签号将仅被分配给最后的掉落的捆包。

在一个实施例中，代替试图将捆包属性数据存储到捆包识别标签62本身，而是将识别标签62分配给给定捆包14。该捆包14的其他属性(例如重量、品种、位置、湿度、进料值、质量流量、薄片计数、一天中的时间等)可以通过任务控制器86的软件在捆包下落后分配给识别元件。然后可以以多种方式显示该数据。通过gis地图进行未来决策，或者作为文本文件类型显示。任何一种方式都可以导出或显示在其他配备任务控制器的机器上(例如捆包处理设备和装载设备)，以记录或显示被给料或出售的捆包的所有属性。当形成每个捆包14时，控制器86可以向捆包14分配识别号。该识别号相对于形成的所有其他捆包是唯一的。另外，分配给每个捆包14的识别号可以与和通过麻线联接到捆包的一个或多个捆包标签相关联的识别不同。因此，当形成捆包并且控制器86将识别号与捆包相关联时，读取模块76读取一个或多个识别标签62并将标签识别号传送到控制器86。此外，传感器44、46将测量结果与其他检测到的数据传送到控制器86。因此，控制器86可以将测量结果与捆包识别号和捆包标签识别号关联到一起。替代地或另外地，控制器86可以将来自传感器44、46的测量结果、捆包识别号和捆包标签识别号(当经由读取器模块66通信时)传送到数据服务器或数据库。数据矩阵或电子表格，以有组织的格式存储数据，以便以后检索。例如，移动设备的用户可以经由wi-fi、基于云的技术或任何其他已知的通信手段通过访问存储信息的服务器或数据库来无线地访问数据。以这种方式，可以在任何给定时间从远程位置追踪与任何捆包14相关联的数据。

在一个实施例中，结合到捆扎介质52中的捆包识别标签62以给定的和特定的间隔隔开，以便在连续的约束材料片上进行不同的应用。这不仅允许操作员将期望的元件间距与给定的捆包长度相匹配，即6英尺的间距可以匹配6英尺的捆包并且可以容易地切换到4英尺或8英尺，还允许预测软件确定捆包识别标签62的与打结器系统50的机器部件相关的位置，而无需在整个过程中主动地感测标签62。这转而允许中断某些机器元件以便保护捆包识别标签62以及允许故障保护，以确保每个捆包14在离开打包机18时附有捆包识别标签62。在一个示例中，8英尺捆包上的顶部麻线52测量为大约7英尺，并且识别标签62的间距为6.9英尺，以便每个捆14产生略多于1.0的识别标签62。

在一个实施例中，如果多个捆包识别标签62附接到单个捆包14，则相同的捆包id将被分配给所有捆包识别标签62，所述所有捆包识别标签在云环境或任务控制器86环境中针对该捆包14被读取。这也可以在打包机18上使用天线补偿和打结器循环事件完成。在替代实施例中，针对给定捆包14感测的任何多个捆包识别标签62将被中立化。例如，天线64将感测与给定捆包14相关联的第一捆包识别标签62的存在，并将捆包id与该标签相关联。通常与该捆包id相关联的任何额外的捆包识别标签62将被中立化，以便仅在每个捆包14中创建单个有效的捆包识别标签62。

现在参照图4，在一个实施例中，识别标签62在约束材料52上的放置发生在麻线生产期间。约束材料52包括非识别丝线52a的多个丝线或股和至少一个非相似的识别丝线52b，该识别丝线将识别标签62结合到单独的识别丝线中。在一种常见的现有技术方法中，构成约束材料52的材料在被切割成单独的丝线之前被挤出为单片，然后被卷绕成成品麻线产品。在一个实施例中，在挤出过程中，识别丝线52b具有在缠绕丝线之前被插入的rfid嵌体90。rfid嵌体90理想地包括天线的导线，该导线连接到rainrfid芯片。rfid嵌体90的长度理想地在约10和24cm之间。因此，rfid嵌体90是识别丝线52b的一部分，其中rfid嵌体90沿着识别丝线52b以期望的间隔隔开。包含rfid嵌体90的识别股线52b被结合到麻线生产过程的最后阶段中，以与不包含rfid嵌体的其他单独的麻线丝线52a缠绕成具有麻线丝线52b和非相似识别丝线52a两者的单个麻线股52。

应该强调的是，本公开的上述实施例仅仅是实施的可能示例，其仅仅是为了清楚地理解本公开的原理而陈述的。在不显著背离本公开的精神和原理的情况下，可以对本公开的上述实施例进行许多变化和修改。所有这些修改和变化旨在被包括在本公开的范围内并且由所附权利要求保护。