专利名称：具有堵塞物清洁系统的地面工作机器和操作方法
技术领域：
本发明涉及具有地面接合轮的地面工作机器，特别地，涉及用于响应于地面接合轮不再转动而提升地面接合轮的控制系统。
背景技术：
在美国中西部的作物生产中常见的实践是将作物残留物留在田地中的少耕或免耕实践。结果，清垄器轮是通常使用的播种器。清垄器轮从行单元的路径上清除之前的作物残留物和土壌土块，以移除残株并且清洁地面。这为将种子放入土壌中提供了更均匀的环境，并且从围绕种子的紧接区域中清洁残留物，以利于土壌变暖以及減少疾病和真菌干扰新冒出的幼苗的可能性。
大多数清垄器轮被配置以清洁与行单元规轮同宽的路径。用在已耕地块(tilledsoil)中的清垄器轮尽力获得足够的牵引力以保持轮转动。浮动清垄器轮通常与表土细碎机轮结合使用，以测量深度和提供额外的牵引力，以保持清垄器轮转动。当在中耕玉米杆中种植时，根团和茎杆可以很容易地变得陷入清垄器轮的前面并且停止清垄器轮的转动。行单元然后开始推残留物和土壤对。该堆仅需要几秒就变得大到足以影响被堵塞行的任ー侧上的行。播种机必须停止并提升和在堆上方移动以跳过该堆。如果操作者不希望在田地中留下未播种间隙，则该残留物和土壌堆必须被手动地移到ー边，而不是提升播种机以在该堆上方移。这是耗费时间的并且降低种植效率。
发明内容
描述了ー种地面工作机器，具有机架；地面接合轮，安装到机架并且能够在不接合地面的提升位置和接合地面的工作位置之间移动。地面接合轮在处于工作位置时随着地面工作机器在地面上移动时而围绕轮轴线转动。提供控制系统，该控制系统具有传感器，用于检测地面接合轮的转动；控制器，接收来自传感器的输入；和致动器，用于在传感器检测到地面接合轮不转动时提升地面接合轮。
图I是地面工作机器的侧视图，说明该机器的行単元；和图2是控制系统，该控制系统用于响应于地面接合轮的不再转动而提升该机器的地面接合轮。
具体实施例方式參照图1，显示地面工作机器10的一个行单元。地面工作机器10是播种机的形式，并且特别地，是具有至少ー个旋转轮的作物播种机或任何类型的机器，所述至少ー个旋转轮在该机器在地面上移动时接合和耕种地面。机器10具有与横向农具杆或架14联接在一起的多个单独行単元12。农具杆或架14又联接到拖拉机(未显示)，用于以已知的方式移动该机器。每个行単元12通常被配置为彼此大致相同，并且因此，只显示和描述单个行单元12。行単元12通过可枢转联动元件16与农具架14连接，并且因而能够在大致垂直向上和向下方向上移动，以沿土壌18的轮廓而行。播种机驱动装置包括由地面驱动的主轴20，由地面驱动的主轴20沿着农具架14的背面延伸并且是输入动力到每个排种器22的来源，或主要来源。柔性驱动轴24将主轴20连接到传动装置26。该传动装置的输出是排种器22的排种器轴。排种器22用于使种子28以预定平均距离在种沟30内彼此隔开。来自排种器的种子通过排种管32落在在种沟中。种沟30由双盘式开沟器34形成。位于开沟器盘两侧稍靠后的规轮38控制开沟器盘插入土壤的深度，从而控制种沟30的深度。规轮的后面是闭合盘或轮40，闭合盘或轮40通过将土壌放置在种子的顶部上而闭合种沟。开沟器34的前面是清垄器42，清垄器42具有以与机器的向前行进方向成角度布置的ー对清垄器轮44。清垄器轮44安装到臂部46，臂部46在其前端处可枢转地安装到行单元框架60。如图所示，轮44具有多个齿或尖头48， 当机器在土壌上移动时，齿或尖头48啮合土壤并转动。每个轮44围绕其各自的轴线转动。轮44的转动导致土壌表面上的作物残留横向地移出开沟器34的路径，为开沟器留出清洁土壌。这有利于准确放置种子在种沟30中，并且降低“发夹弯(hairpining) ”的可能性，在发夹弯情况中开沟器将作物残留物(诸如玉米杆)推入种沟，产生不希望用于种子的环境。臂部46的位置由线性致动器50控制，线性致动器50在工作位置和提升位置之间提升和降低臂部46，轮44在工作位置中接合地面，轮44在提升位置中不接合地面。致动器50可以是气压缸、液压缸、马达致动螺杆等。致动器的具体形式不是关键。市面上销售的某些清垄器产品，包括伊利诺伊州Colchester市的Yetter制造公司的2967E系列的ResidueManager (残留物管理器)、可从伊利诺伊州Tremont市的Precision Planting(精密种植)公司获得的Clean Sweep (清洁打扫)和来自伊利诺伊州Sycamore市的Dawn EquipmentCompany 的 Ground Effects (Gfx) Floating Row Cleaner (地面效果(GFX)浮动清垄器)。ー些清垄器是“浮动的”，意味着该清垄器不固定到行单元框架，而是自由沿着土壤的轮廓。其他清垄器相对由线性致动器控制的行单元框架具有固定的位置。在某些田地条件中，作物残留物，如玉米根团和茎杆，可以容易地被捕获在清垄器轮中并停止轮的转动。行単元然后开始推动残留物和土壤堆。该堆仅需要几秒就变得大到足以影响被堵塞行的任一侧上的行。要纠正这ー问题，机器必须停止，并提升和在该堆上方移动以跳过该堆。如果操作者不希望在田地中留下未种植间隙，必须手动移动残留物和土壤堆到旁边，而非提升播种机以在堆上方移动。为了减少由堵塞清垄器轮所造成的破坏，轮44在臂46上配备有轮转动传感器52。传感器52可以是磁传感器，磁铁54安装在清垄器轮44上，并且当磁铁54通过传感器52吋，由传感器检测到磁铁54。传感器52产生输出信号，该输出信号被传送到图2中示出的控制器56。任何种类传感器可用于检测清垄器轮10的转动。这些传感器包括感应式传感器、近程式传感器、光学传感器、霍尔效应传感器等。光学传感器可以远离轮安装。此外，摄像机可以在用于使多行単元上的清垄器轮可见的位置中安装到行单元框架，分析软件确定哪个清垄器轮没有转动，用于纠正的动作。当转动传感器检测到清垄器轮不转动吋，图2中显示的控制系统70操作以提升停止的清垄器轮，以允许清垄器轮在堆积的作物残留物堆上方移动。清垄器轮然后返回到操作位置。
在图示的控制系统70中，线性致动器是液压缸，具有从拖拉机液压源72供给的液压流体压力。由阀74通过来自控制器56的电输入控制系统中的液压力。到控制器的用户输入76允许操作者设置系统压力。単独的控制阀78操作以提供液压流体压カ到线性致动器50。致动器50是单作用、弹簧回程式液压缸，从而当从液压缸中移除液压カ吋，弹簧回程(spring return)使致动器的活塞缩回，提升臂部46和清垄器轮44。当一个传感器52检测相关联的清垄器轮不转动时，控制器56将发送信号到相关的阀78以释放至致动器50的液压力，允许致动器缩回和提升清垄器轮。几秒钟后，该机器将已经移动通过残留物堆，控制器然后激活阀78以重新施加流体压カ以再次降低清垄器。传感器和控制系统在不需要来自操作者的输入的情况自动地操作，以清洁清垄器轮使得清垄器轮再次转动。本领域技术人员会认识到，控制系统70只是从清垄器轮上清除残留物的许多可能方式中的ー种。致动器50也是可能类型致动器中的ー种。双向缸可以与操作以提升和降低清垄器轮的液压系统一起使用。在所描述的系统中，独立地操作每一行単元清垄器轮。这在清洁堵塞物和不干扰机器的其它行的操作方面提供最大利益。但是，这在控制系统中增加阀门方面也増加最多 成本。较低成本的系统使用一个致动器提升多个清垄器轮，如一组清垄器轮。还更简单的系统是在ー个清垄器轮停止转动时提升整个机器。虽然这样影响整个机器和在机器被提升时仍然在田地中留下间隙，但其仍然提供自动检测和纠正堵塞的清垄器轮的好处，并且不依赖于操作者在采取纠正措施之前注意到该问题。尽管已经在清洁被堵塞的清垄器轮的背景下描述该系统，但对本领域技术人员来说显然的是，该系统可以适用于机器上的任何地面接合轮。通过提升单个轮或通过提升整个行单元可以清洁行単元的轮。控制系统70不需要在一直都操作，而是仅是在机器在田地中工作时操作。例如，当机器在田地的边缘转向时，机器首先提升。一旦提升，清垄器轮将离开地面，并且因此不转动。但此时没有必要检测清垄器轮不转动。因此，至机器的操作状态的控制系统的输入是可取的。可以使用各种方式以确定机器正在使用。ー种方式是检测机器农具架14的位置，农具架提升用于边缘行转向或传输，或者是农具架降低用于田地操作。农具架位置加上机器速度输入将使得能够确定机器的使用。如果农具架被降低，但是不移动，也没有必要检测清垄器轮的转动。只有当农具架降低时并且动作时，需要清垄器轮转动。机器的动作可以由单独的机器速度传感器通过GPS定位确定的变化或通过拖拉机发动机/传动装置状态等确定。上面的任何方法(和其他)可以用于确定何时需要监测清垄器轮转动。虽然已经描述了该系统，但明显的是，在不背离在附后权利要求限定的保护范围的情况下，可以进行各种修改。
权利要求
1.一种地面工作机器，包括 机架； 地面接合轮，该地面接合轮安装到机架，并且能够在不接合地面的提升位置和接合地面的工作位置之间移动，地面接合轮在处于工作位置时随着地面工作机器在地面上移动而围绕轮轴线转动； 致动器，该致动器用于在提升位置和工作位置之间移动地面接合轮；和 控制系统，该控制系统包括 检测地面接合轮的转动的传感器；和 接收来自传感器的输入的控制器，该控制器可操作地连接至致动器，以在传感器检测到地面接合轮不转动时引起致动器提升地面接合轮。
2.根据权利要求I所述的地面工作机器，进一步包括一装置，该装置用于确定地面工作机器处于耕种地面的操作的时间，并且用于仅在地面工作机器正在操作且传感器检测到地面接合轮不转动时操作控制系统以提升地面接合轮。
3.根据权利要求I所述的地面工作机器，进一步包括多个地面接合轮和用于确定所述地面接合轮中的任何一个是否不转动的一个或多个传感器，控制系统能够操作以响应于一个所述地面接合轮不转动而一起提升全部所述地面接合轮。
4.根据权利要求I所述的地面工作机器，还包括多个地面接合轮和用于确定所述地面接合轮中的任何一个是否不转动的一个或多个传感器，控制系统能够操作以响应于一个所述地面接合轮不转动而一起提升所述多个地面接合轮中的一部分。
5.根据权利要求I所述的地面工作机器，还包括多个地面接合轮和用于确定所述地面接合轮中的任何一个是否不转动的一个或多个传感器，控制系统能够操作以响应于地面接合轮不转动而独立于其他所述地面接合轮提升所述多个地面接合轮中的任何一个。
6.根据权利要求I所述的地面工作机器，其中所述地面工作机器是具有多个行单元的播种机，每个行单元具有地面接合轮和致动器，致动器用于以响应地面接合轮不转动而提升地面接合轮。
7.根据权利要求6所述的地面工作机器，其中地面接合轮安装到所述行单元中的对应的一个，并且其中致动器提升整个行单元。
8.根据权利要求I所述的地面工作机器，其中所述地面工作机器是具有多个行单元的播种机，每个行单元具有种沟开沟器和在种沟开沟器前方的清垄器轮，其中传感器检测清垄器轮的转动，并且致动器降低和提升清垄器轮。
9.一种操作地面工作机器的方法，该地面工作机器具有能够在不接合地面的提升位置和接合地面的工作位置之间移动的地面接合轮，当地面工作机器在地面上移动时，地面接合轮围绕轮轴线转动，该方法包括下述步骤 在地面接合轮处于工作位置的情况下在地面上移动地面工作机器，从而引起地面接合轮转动； 检测地面接合轮的转动；以及 在地面接合轮停止转动的情况下，将地面接合轮移动到被提升位置。
10.根据权利要求9所述的操作地面工作机器的方法，还包括在提升地面接合轮以后随后将地面接合轮降低到工作位置的步骤。
全文摘要
一种具有堵塞物清洁系统的地面工作机器和操作方法。本发明公开一种地面工作机器，具有机架；地面接合轮，安装到家家并且能够在不接合地面的提升位置和接合地面的工作位置之间移动。地面接合轮处于工作位置时随着地面工作机器在地面上移动而围绕轮轴线转动。致动器提升和降低地面接合轮。控制系统包括用于检测地面接合轮的转动的传感器和接收来自传感器的输入的控制器。在传感器检测到地面接合轮不转动时，控制器向致动器发指令以提升地面接合轮。
文档编号A01B43/00GK102812800SQ201210153648
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月17日 优先权日2011年5月20日
发明者戴夫·J·瑞兰达 申请人:迪尔公司