专利名称：对合拢轮进行主动下压力控制的用于播种机的行单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种播种机，并且特别地涉及用于播种机行单元的合拢轮(closingwheel)的下压力控制系统。
背景技术：
在播种技术中已知的是，在诸如种植机 之类的播种机的行单元上提供下压力的主动控制，以确保开沟器在适当的深度处操作，和控制下压力以仅提供所需要的下压力。这样可以减少邻近播种犁沟的不必要的土壤压实。然而，用于开沟器的适当下压力并不总是在合拢轮上提供适当的下压力。通常在合拢轮和行单元框架之间设置可调节弹簧。这可以由操作者在操作前设置，并且如果需要，操作者可以停止种植和调节合拢轮下压力弹簧。然而，操作者将很少在种植过程中花时间调节合拢轮的下压力弹簧。
发明内容
公开了一种行单元，其具有用于合拢轮的下压力控制系统。合拢轮下压力控制可以是主动的，即是闭环的，或者是非主动的，即是开环的。用于合拢轮的下压力的这种控制可以与行单元下压力控制分开，或者可以通过使合拢轮下压力与行单元下压力成比例而与行单元下压力控制相关联。在闭环控制中，到控制系统的操作者输入用于设置用于合拢轮的所需下压力。控制系统然后操作下压力致动器以生产所需的下压力。在开环控制中，监视器显示载荷到操作者，操作者然后控制下压力致动器的操作，以根据需要改变合拢轮上的下压力。
图I是播种机的行单元的透视图；图2是图I的行单元的合拢轮装置的侧视图，一个合拢轮被移除以图示该装置。图3是该合拢轮装置的底部透视、局部剖视图；图4是沿着图2的线4-4的剖面图。图5、6和7是用于播种机的下压力控制系统的示意图。
具体实施例方式现在参照附图，且特别地参照图1，显示播种机10的一部分。如图所示，播种机10是行作物种植机的形式，但也可以是其他机器形式。图I说明多行种植机的单个行单元12，每个行作物单元12大致相同，并连接到显示为农具架(tool bar)的机架14。为简单起见，只显示单个行作物单元12并且描述如下。行作物单元12包括通过平行连杆机构18连接到横木的多部件式行单元框架16。农具架连接到牵引装置(未显示)，诸如农用拖拉机。例如，农具架可以使用牵引杆或三点式栓接杆组件连接到农用拖拉机。农具架可以与运输轮组件、划印器臂等连接在一起，这些运输轮组件、划印器臂等可以是传统设计，为清晰起见不显示它们。框架16承载双盘式开沟器用于在土壤27中形成播种犁沟26的双盘式开沟器20。特别是用于没有耕作的情况的任选的犁刀轮22和清垄器23可放置双盘式开沟器20之前。规轮(gauge wheel) 24形式的一对犁沟深度调节部件25分别地与双盘式开沟器20的一对圆盘相关联。更特别地，每个规轮24大致与双盘式开沟器20的每个各自圆盘的外侧成直线和紧邻每个各自圆盘的外侧定位。规轮24可以被垂直地调节以改变使用双圆盘开沟器20切入土壤中的犁沟的深度。排种器32也由框架16承载。排种器接收来自种子料斗28的种子，种子料斗28被支承框架16上，位于排种器16上方。排种器驱动装置没有被显示。排种器32将种子顺序地输送到排种管36或其它输送装置，种子借助于重力降落通过排种管36或所述其它输送装置到达犁沟26。犁沟合拢装置跟随在规轮之后，一对合拢轮42大致与双盘式开沟器20成直线地定位。合拢轮42优选地在向下方向上被偏置并具有外围边缘，该外围边缘具有可以取决于应用而变化的形状。合拢轮42在种子沉积在犁沟26时将土壤推回进入犁沟26。合拢轮42用作地面接触部件。行单元12配备有可调节下压力气压缸44形式的行单元下压力致动器43。行单元下压力致动器43在机架14和连杆机构18的下连杆之间动作，以在行单元上施加下压力，以确保存在作用在土壤上的规轮24的所需作用力。这确保双盘式开沟器20将犁沟26形成至所需深度。行单元上的下压力并且因此土壤对规轮24的作用力由规轮深度调节连杆机构48中的枢轴销46中的载荷传感器测量。合适的载荷检测销被显示在W02008/086283A2中。载荷传感器可以放置在规轮支撑臂49或调节连杆机构48上的各种位置中。如下更充分描述，控制器接收来自销46中的载荷传感器的信号并且相应地控制汽缸44中的压力，以在规轮上实现所需的下压力。为了确保适当地合拢播种犁沟26，犁沟合拢装置40在合拢轮上提供受控制的下压力合拢。这种控制可以是动态的，即在机器的操作过程中自动地(闭环)或手动地(开环)改变下压力。犁沟合拢装置40包括安装框架50 (图2-4)，安装框架50在其后部连接到行单元框架16。安装框架50的搁板51用于连接安装框架50到行单元框架76。虽然安装框架50是单独部件，但一旦连接到框架16，安装框架50作为行单元框架16的一部分作用。安装框架50是使得其他合拢选项安装在行单元中的单独部件，但如果需要的话，可以集成到框架16中。枢转臂52能够通过安装框架50旋转地连接到行单元框架。合拢轮42安装到枢转臂52。枢转臂52作为在平行四边形连杆机构54中的第一连杆。连杆机构54包括第二连杆56以及连接到第一连杆(即枢转臂52)和到第二连杆56的联接器58。气压缸60连接在安装框架50和联接器58之间并且作为犁沟合拢下压力致动器61。当在汽缸60中的压力增加时，合拢轮42在土壤上施加更大的作用力以合拢犁沟26。如图3所示，滑动部件62将联接器58连接到枢转臂52。这允许枢转臂52的有限度的横向运动，而汽缸60和联接器58保持横向地固定。联接器58仅在垂直方向上移动。图4是通过枢轴臂52到安装框架50的连接装置的剖视图。每条腿66的连接是对称的。螺栓67和螺母68使用套管69将所述腿连接到安装框架。腿66不直接地接触安装框架50。相反地，套管69接合安装框架50。套管表面70是弯曲的并且与安装框架的曲面71互补。螺栓67延伸通过在安装框架中的前后延伸槽72。该延伸槽以及曲面70和71允许围绕垂、直轴线调节枢转臂52，以调节合拢轮42的横向位置，以确保它们在犁沟上方对中。套管69具有突起73，突起73位于槽72中，以合适地定位套管，用于表面70和71的匹配。滑动部件62允许在不影响汽缸60的下端的位置的情况下调节枢转臂。连接滑动部件62到枢转臂52的螺栓64可以是载荷检测销，该载荷检测销具有类似上面提到的销46的载荷传感器。该传感器测量从合拢轮作用在土壤上的载荷。螺栓64仅是可以适合载荷传感器测量合拢轮上的载荷的多个位置中的一个。该合拢轮装置中的任何枢轴销可以用于测量载荷。可替换地，测压元件可以连接到或集成在合拢轮装置中的枢转臂或其他连杆中。在图5中示意地显示控制系统74。控制器76接收来自载荷传感器78的载荷信号，如来自螺栓64的载荷信号。输入装置80使机器操作者将所需的下压力输入到控制器中。从而控制器产生用于空气压力源82的信号，引起压力增加或减少。空气压力然后被引导到致动器或气压缸60。将很容易地理解，压力源82可以是固定的(即恒定的)压力源， 并且控制器连接到压力源和汽缸60之间的调节阀。如在此使用，对可操作地连接到致动器以改变施加到土壤的载荷的控制器的提及意味着控制器被连接到用于压力操作式致动器的压力源或压力控制阀，或连接到用于电致动器的电气控制。意图是包括使控制器能够操作致动器的任何连接。开环控制系统90显示在图6中，其中与控制系统74的相同的部件被给予相同的附图标记。在控制系统90中，控制器用监视器92代替。监视器92接收来自载荷传感器78的输出信号和显示载荷给操作者。操作者然后使用输入装置80控制压力，以操作犁沟合拢下压力致动器60。如图所示，输入装置通过监视器92进行操作。可替换地，操作者输入可以直接地到压力源82或压力调节阀等。控制系统能够进行动态(闭环控制)或开环控制，以在播种机移动通过土地时随着田地条件的改变而改变合拢轮上的下压力。可替换地，控制系统可以用来最初设置汽缸内的空气压力并且然后在操作过程中不改变压力。在这种情况下，载荷传感器78是不需要的。这种系统相对于机械合拢下压力系统提供的优势在于，到控制器或手动阀门调节装置的单个输入可以调节全部或多个行单元上的合拢轮下压力，而无需单独地手动调节每个行单元上的弹簧。在一个行单元上的一个载荷传感器78可以用作反馈输入装置，以控制播种机的多个行单元的汽缸60中的压力。换句话说，载荷传感器不需要用于每个行单元12。或许对于播种机机架的每个部分，一个载荷传感器就足够。图7显示另一个控制系统86，控制系统74和控制系统86之间的通用的部件被给予相同的附图标记，并且不再对其进行描述。控制系统86使用一个载荷传感器测量行单元上的下压力的。由一个传感器78测量的载荷用在行单元下压力和合拢轮下压力两者的控制中。可替换地，两个或两个以上的载荷传感器可用在控制系统86中，一个载荷传感器测量犁沟深度调节部件上的载荷，另一个载荷传感器测量合拢轮上的载荷。控制系统86具有连接到压力源82的阀88，并供应压力到用于合拢轮下压力致动器的汽缸60和用于行单元下压力的汽缸44两者。阀82独立地控制至两个致动器44、60的压力，即可以向每个致动器可以提供不同的压力。因此，单个控制系统用来控制行单元下压力和合拢轮下压力两者。如果需要的话，阀88可以是两个单独的阀。具有用于行单元下压力和犁沟合拢轮下压力的两个单独的致动器、独立地控制到两个致动器的压力的布置允许操作者在控制行单元和合拢下压力方面具有最大的灵活性。可替换地，压力调节器可以用来以开环或闭环的方式连接和/或调节两个系统之间的作用力。可以使用一个控制器76或手动调节装置控制来自多个行单元的多个汽缸60和44。以其最简单的形式，合拢轮下压力置装置包括致动器和操作者可访问开关或控制装置，致动器可操作以在机器移动通过田地时改变合拢轮上的下压力，操作者可访问开关或控制用于启动致动器以改变下压力。载荷传感器和使操作者看到测量的载荷的监视器是可选的。虽然在以用作致动器的气压缸的上下文中公开和描述了合拢轮下压力置装置，但可以使用其他致动器，诸如液压、电子或机电致动器等。致动器的类型并不重要。通过提供合拢轮下压力的控制，机器操作者能够更好地保证种子犁沟被合适地合拢。与机械系统相t匕，基于压力的致动器、气动或液压致动器允许载荷范围内的更恒定的下压力。
虽然已经显示一对合拢轮42，但将会理解，各种地面接触部件中的任何一种可以用来代替合拢轮42。替代物包括填充轮、单个合拢轮、齿型合拢设备或任意组合等。其他附件可以安装在枢转臂52的尾端53处。已经描述了播种机，但将变得显然的是，在附后权利要求的范围内可以进行多种修改。
权利要求
1.一种用于播种机的行単元，包括 行单元框架，该行单元框架适于安装到机架； 开沟器和犁沟深度调节部件，所述开沟器和犁沟深度调节部件都安装到行单元框架；和 犁沟合拢装置，该犁沟合拢装置能够移动地安装到行单元框架，该犁沟合拢装置具有地面接触部件和犁沟合拢下压カ致动器，该犁沟合拢下压カ致动器能够操作以在播种机移动通过田地时改变由地面接触部件施加到土壤的作用力。
2.根据权利要求I所述的行単元，进ー步包括控制系统，该控制系统包括 载荷传感器，该载荷传感器适于检测由地面接触部件施加到土壤的载荷；和 控制器，该控制器接收来自载荷传感器的信号，其中、 控制器能够操作地连接到犁沟合拢下压力致动器以改变由地面接触部件施加到土壌的载荷。
3.根据权利要求2所述的行単元，其中所述控制器适于动态地操作犁沟合拢下压力致动器以改变由地面接触部件施加到土壤的载荷。
4.根据权利要求I所述的行単元，还包括控制系统，该控制器系统包括 载荷传感器，该载荷传感器适于检测施加到土壤的载荷； 监视器，该监视器接收来自载荷传感器的信号和显示载荷到操作者；和操作者输入装置，该操作者输入装置用于操作犁沟合拢下压カ致动器，以改变由地面接触部件施加到土壤的载荷。
5.根据权利要求I所述的行単元，其中所述犁沟合拢装置包括连杆机构，地面接触部件通过该连杆机构能够移动地安装到行单元框架。
6.根据权利要求I所述的行単元，其中犁沟合拢下压力致动器是气压缸、液压缸和机电致动器中的ー种。
7.根据权利要求I所述的行単元，还包括 将行单元框架安装到机架的连杆机构； 行単元下压カ致动器，该行单元下压カ致动器能够操作以改变行単元上的下压カ；和控制系统，该控制系统包括适于检测施加到土壤的载荷的至少ー个载荷传感器和接收来自载荷传感器的信号的控制器， 其中所述控制器能够操作地连接到行単元下压カ致动器和犁沟下压カ致动器两者，以改变由犁沟深度调节部件和地面接触部件施加到土壤的载荷。
8.根据权利要求7所述的行単元，其中所述控制系统包括两个载荷传感器，一个载荷传感器适于检测由犁沟深度调节部件施加到土壤的载荷，并且第二个载荷传感器适于检测由地面接触部件施加到土壤的载荷。
9.根据权利要求I所述的行単元，其中所述犁沟合拢装置包括 枢转臂，该枢转臂能够旋转地连接到行单元框架，地面接触部件安装到枢转臂，枢转臂是平行四边形连杆机构中的第一连杆，该平行四边形连杆机构还具有第二连杆和联接器，第一连杆和第二连杆被连接到行单元框架，并且联接器连接到第一连杆和第二连杆中的每ー个，并且其中犁沟合拢下压力致动器连接在行单元框架和联接器之间，以移动联接器和从而移动枢轴臂，以改变由地面接触部件施加到土壤的载荷。
10.根据权利要求9所述的行単元，其中联接器和枢转臂之间的连接允许枢转臂相对于联接器的横向调节。
全文摘要
本发明公开一种种植机行单元，其具有用于合拢轮的主动下压力控制系统。提供与行单元下压力控制分开的用于合拢轮的下压力的这种单独控制。单个操作者输入用来设置用于所有行单元所需的下压力。控制系统然后操作以生产所需的下压力。可替换地，控制系统可以显示下压力载荷给操作者，操作者然后根据需要进行手动调节。
文档编号A01C5/06GK102726148SQ201210102030
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月9日 优先权日2011年4月11日
发明者以利亚·B·加纳, 保罗·里沃茨, 内森·A·马里曼, 李·E·祖玛多梅 申请人:迪尔公司