用于收割茎类植物的机器和用于该机器的切割机悬臂组件的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种用在用于收割茎类植物(11)的机器(10)中的切割机-悬臂组件(20)，至少包括悬臂(42)、切割机构(44)。悬臂(42)的自由端承载切割机构(44)，使得切割机构(44)或它的一部分能够相对于悬臂(42)横向地移动，从而切割倒伏茎秆(9B)的顶端(8)。
【专利说明】用于收割茎类植物的机器和用于该机器的切割机悬臂组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于收割茎类植物的机器的切割机-悬臂组件，其至少包括悬臂、切割机构，并且所述悬臂具有承载切割机构的自由端，本发明还涉及用于收割茎类植物的机器。
【背景技术】
[0002]IN204090教导用于收割甘蔗的自走式切碎机类型收割机，其中承载切碎机的悬臂能够横向地移动。这种结构的问题在于，分禾器干扰悬臂，从而使切碎机横向移动以便移除倒伏茎杆的顶端是不切实际的。由于悬臂和切碎机两者都运动，这种结构还需要非常高的倉tfi。
[0003]本发明所基于的问题是看到横向地调节切割机构的位置以便切割倒伏茎杆的顶端的需求。
【发明内容】
[0004]用在用于收割茎类植物的机器中的切割机-悬臂组件用于从茎杆上切割顶端。切割机-悬臂组件具有悬臂和切割机构。悬臂的自由端承载切割机构。切割机构或切割机构的一部分能够相对于悬臂横向移动，从而使切割机构除了能够从直立或竖直茎杆上切割顶端以外还能够够到或触及倒伏茎杆并从倒伏茎杆上切割顶端。茎类植物可以是甘蔗、玉米、棉树、高粱、向日葵、竹杆等。
[0005]承载切割机构的悬臂可以是任何类型，包括但不限于，能够移除地或固定地紧固在一起的单段式悬臂或多段式悬臂，或者可以是连杆类型，如平行运动连杆、反向运动连杆、曲柄滑块连杆或钟形曲柄连杆。悬臂也可以是能够膨胀类型的，具有作为扩大悬臂的长度的装置中的一种的伸缩结构。
[0006]连接到悬臂的切割机构具有用于保持茎杆的顶端和向内地移动茎杆的顶端的接收或聚拢装置和/或用于切割顶端的切割装置。示例性接收或聚拢装置是表面上具有多个齿并且在相反方向上转动的一对滚筒。接收或聚拢装置具有一个或多个托架和用于接收或聚拢顶端的保持元件。保持元件能够移除地或固定地连接到托架。保持元件聚拢顶端，托架移动所聚拢的农作物接近切割装置。托架可以是任何类型或形式的，可以是轮、鼓、盘、带、链等。保持元件可以是任何类型或形式的，可以是齿、尖峰、钩、尖齿、突起、栓钉等。代替地，接收或聚拢装置也可以是利用吸力保持和向内移动顶端的元件。在另一个代替方案中，接收或聚拢装置也可以是带着抓钩的能够伸展的臂部，所述抓钩用于触及或够到顶端、保持顶端和向内移动顶端。切割机构还具有用于切割被向内移动的茎杆的顶端的切割装置。用于切割顶端的示例性的切割装置可以是具有锋利刀刃的盘式刀片、具有割刀的鼓状物、具有锋利的齿的轮、具有锋利刀刃的刀片等。代替地，剪切的原理也可以用于切断顶端。代替地，切割机构可以包括具有内置聚拢装置的切割装置，其中顶端的聚拢和切割是由单个装置来完成的。切割机构或切割机构的一部分被电动地、液压地、气动地提供动力或者通过从内部源或外部源供给的功力由合适的驱动装置来提供动力。为了在相对于机器在所希望的方向排出被切割的顶端，可以有利地改变切割机构或切割机构的一部分的转动或者运动方向。
[0007]切割机-悬臂组件中的切割机构能够相对于悬臂横向地移动。切割机构从一个位置铰接式地枢转(即，通过铰链接合进行枢转)或平移到其他合适的位置，以便能够聚拢和切茎的顶端。代替地，切割机构的部分能够相对于悬臂横向地移动。例如，聚拢或接收单元单独地能够横向地铰接式地枢转或平移，而切割装置保持在相同的位置中。
[0008]切割机构的通过从一个位置铰接式地枢转或平移到另一个位置的横向运动是由独立组件来实现的。该独立组件连接悬臂和切割机构。该独立组件可以直接地或间接地连接到该悬臂。该独立组件也可以能够拆卸地连接到悬臂。
[0009]独立组件具有悬臂侧和切割机侧，悬臂侧固定地或可拆卸地连接到悬臂的自由端，并且切割机侧固定地或可拆卸地连接到切割机构。这两个连接侧，即独立组件的悬臂侧和切割机侧可由机械连杆机构、接头、销或通过任何其他适当的紧固件分别地连接到悬臂和切割机构。代替地，独立组件的悬臂侧和切割机侧通过焊接或粘接的方式分别固定地连接到悬臂和切割机构。
[0010]独立组件具有悬臂侧和切割机侧，悬臂侧和切割机侧都通过销被接合，悬臂侧与切割机侧围绕该销枢转，从而使切割机构围绕与销的纵向轴线重合的轴线横向地铰接式地枢转。
[0011]作为一种替代，独立组件的悬臂侧和切割机侧可被布置成以滑动关系定位，从而使切割机构能够从一个位置横向地平移到另一个位置。示例性的滑动结构可以具有用于承载一组辊子的滑块，所述辊子能够转动地设置在两个导轨之间，使得滑块与导轨成滑动关系。在这种替换中，滑块形成切割机侧的一部分，导轨形成独立组件的悬臂侧的一部分。因而，滑块安装到切割机构。当滑块被致动时，滑块沿着导轨的长度滑动，由此横向地移动切割机构的位置。
[0012]在另一个替代方案中，独立组件的悬臂侧和切割机侧通过连杆机构被连接，切割机构围绕所述连杆机构相对于悬臂横向地平移。示例性的连杆机构可以是平行运动连杆机构。
[0013]切割机构能够借助于致动单元相对于悬臂横向移动。这里的致动源可以是机械的、液压的、气动的、电动的或电动液压的。机械致动是通过使用将致动单元连接到操作者能够访问的控制杆的一系列连杆来实现的。切割机构的气动致动是利用由压缩机产生和储存的空气压力来实现的。对于电动致动，电动马达的驱动轴被连接到传送单元，传送单元提供必要的运动到切割机构，用于横向地移动切割机构。液压致动借助一回路被提供到切割机构，该回路主要具有泵、流量控制阀、流体管路、和具有活塞和缸筒的致动器。致动器可以至少是在切割机构的至少一侧上使用的双作用液压致动器。还能够在切割机构的两侧上使用至少一对单作用液压致动器以获得所需的致动。以上描述的机械、电动、液压和气动致动落入手动操作方法内。
[0014]在使用电动液压式致动源的半自动设置机构中，切割机构借助液压致动器能够横向地移动，该液压致动器通过电子控制单元使用电动液压流量控制阀来调节液压流体的流动方向。电子控制单元通过操纵杆的操作接收输入，并且通过将切割机构致动到与操纵杆的操作的范围成比例的位置的方式提供输出。在半自动设置机构中，还能够使用具有相应的电气开关的电动致动源。
[0015]在使用电动液压式致动源的全自动设置机构中，电子控制单元接收来自传感装置的输入，其中传感装置检测倒伏茎杆的位置，电子控制单元致动致动单元以便将切割机构移动到与感测位置成比例的位置。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]在下文中，更详细地和参照附图描述本发明的三个实施例。其中示出:
[0017]图1A是用于收割茎类植物的机器的侧视图；
[0018]图1B图示具有切割茎类植物的顶端的切割机构的切割机-悬臂组件；
[0019]图2图示示例性切割机构；
[0020]图3图示示例性的独立组件，切割机构围绕所述独立组件横向铰接式枢转；
[0021]图4是切割机构的顶视图，示出各个部件以及处于正常位置中的独立组件和致动单元；
[0022]图5图示示例性的独立组件，切割机构借助滑动关系围绕所述独立组件横向移动；
[0023]图6图示示例性的独立组件，切割机构借助平行连杆围绕所述独立组件横向枢转;
[0024]图7A是布置图，示出通过机械装置控制致动单元的手动过程；
[0025]图7B是布置图，示出通过电子、液压或气动方式控制致动单元的手动过程；
[0026]图8是布置图，示出控制致动单元的半自动过程；和
[0027]图9是布置图，示出控制致动单元的自动过程。
【具体实施方式】
[0028]图1A和图1B示出用于收割茎类植物11的机器10，其具有框架12、底盘14和切割机-悬臂组件20。
[0029]如在图1A和图1B中所示的机器10可用于收割茎类植物11，如甘蔗、玉米、棉树、高粱或竹杆。典型的茎类植物11包括茎杆9和顶端或叶子8。机器10可以是自行推进式的或拖拉机安装式的或拖拉机牵拉式的。它可以在田地上运行用于收割植物。
[0030]框架12是焊接和螺栓连接结构并且被支撑在底盘14上。框架12包括驾驶室22和发动机室24，驾驶室22除了提供用于操作员就座的空间以外还用于控制机器的装置，并且发动机室24用于容纳具有进气滤网32的原动机。框架12在机器的前端上还具有用于向内地提升和移动茎杆9的多个分禾器26。向内移动的茎杆9借助根部切割机28从地面分离，并且然后被输入到具有进料辊30的进料室(未示出)中，进料辊30将茎杆9引导到切割部(未示出)中，茎杆9的尺寸在切割部中被减小。框架12还具有用于实现被切割茎杆9的初级清选的初级抛料机34。
[0031]底盘14包括车轴(未示出)、悬挂装置(未示出)、支地轮36等，无论用于在地面上移动地支撑框架12的任何装置。底盘14还支承升降机38和二次抛料机40。代替接地轮36，还能够使用用于引起机器10运动的任何其他地面接合装置，如履带链条或皮带轨道。升降机38在底盘14的后端部上连接到底盘14，从而将被切割的茎杆9传送到二次抛料机40。升降机38还可以被连接在底盘上的任何其他合适的位置处。二次抛料机40被连接到升降机38的自由端，用于去除从初级抛料机34逸出并且与被切割的茎杆9 一起移动的谷壳和其它杂质。
[0032]如图1B所示，用于机器10的切割机-悬臂组件20用于从茎杆9切割顶端8。切割机-悬臂组件20包括一对悬臂42，悬臂42的自由端承载切割机构44。切割机构44能够横向地移动，从而到达倒伏的茎杆9B的顶端8和从倒伏的茎杆9B切割顶端8，并排地从直立的或竖直的茎杆9A切割顶端8。用于横向地移动切割机构44的装置将在后面进行详细说明。
[0033]承载切割机构44的悬臂42可以是单段。悬臂42也可以是多段式悬臂，每段能够拆卸地或固定地连接到彼此。合适的连杆(未示出)可以用于连接各段，以便调节悬臂42的长度和触及范围。连杆(未示出)可以是任何类型，包括但不限于，平行运动连杆、反向运动连杆、曲柄滑块连杆或钟形曲柄连杆，这些连杆中的每一个建立将有利于容易调节悬臂42的长度和方位方向的特殊运动。悬臂42设置有液压缸41,液压缸41提供用于相对于地面调节悬臂42的垂直位置的必要的作用力。悬臂42还可以采用伸缩布置，以期扩大其长度。
[0034]如图1A、1B和2所示，切割机构44连接到悬臂42并具有接收或聚拢装置45，接收或聚拢装置45用于保持茎杆9的顶端8并将顶端8向内移动到切割机构44中。切割装置48切割被向内移动的顶端8。壁47定位在切割装置48的后面，并且形成切割机构44的由悬臂42承载的部分。在切割机构上的壁47有助于沿着顶端8的移动方向在后侧遮蔽切割机构，从而防止被切割的顶端8朝向驾驶室移动。具有壁47是有利的，因为其改善操作者能见度。壁47可以是金属板类型或塑料类型或玻璃纤维类型。
[0035]如图2中所示的接收或聚拢装置具有一个或多个托架45和用于接收或聚拢顶端8的保持元件47。保持元件47能够移除地或固定地连接到托架45。保持元件47聚拢顶端8，托架45移动被聚拢的农作物更接近切割装置48。可替换地，接收或聚拢装置44可以是使用吸力保持和移动顶端8更接近切割装置48的装置。切割机构44采用切割装置48，切割装置48用于切断茎杆98的由接收或聚拢装置44向内移动的顶端8。用于切割顶端8的切割装置48可以是具有锋利刀刃的盘式刀片、具有割刀的鼓状物、具有锋利的齿的轮、具有锋利刀刃的刀片等。代替地，剪切的原理也可以用于切断顶端8。在另一个替代中，切割机构44可以包括具有内置聚拢装置的切割装置，其中顶端8的聚拢和切割是由单个装置来完成的。切割机构44或切割机构的一部分被电动地、液压地、气动地提供动力或者通过从内部源或外部源供给的功力由合适的驱动装置来提供动力。
[0036]切割机构44具有切割直立茎杆9A以及倒伏茎杆9B两者的顶端8的功能。尽管在现有技术中已知的是切割直立茎杆9A的顶端8，本发明在这里试图解决切割倒伏茎杆9B的顶端8的问题。切割机-悬臂组件20中的切割机构44能够相对于悬臂42横向地移动。切割机构44的这种横向运动使机器10能够切割与直立茎杆9A不成直线的倒伏茎杆9B的顶端8。在代替的方式中，同样可行的是横向地移动切割机构的一部分44，即仅仅聚拢或接收装置45或切割装置48或任何其他相关的装置能够横向地移动，以便切割倒伏茎杆9B的顶端8。
[0037]横向运动可以通过沿着假想平面的铰接式枢转运动或平移提供给切割机构44。这种运动借助独立组件46来实现。独立组件46被放置在悬臂42和切割机构44之间，从而连接悬臂42和切割机构44。独立组件46可以通过焊接接头或粘结接头直接地连接到悬臂42。独立组件46可以通过使用紧固件来间接地连接到悬臂42。代替地，还能够通过使用联接器将独立组件46能够拆卸地连接到悬臂42。
[0038]在如图3所示的一个实施例中，独立组件46具有悬臂侧56和切割机侧49。悬臂侧56被固定地或能够拆卸地连接到悬臂42的自由端。切割机侧49被固定地或能够拆卸地连接到切割机构44。切割机侧49具有中心框架50，直立的管状部分54在一侧上连接到中心框架50。中心框架50的形状是矩形的，具有连接到一个端部的上凸缘52和连接到另一端部的下凸缘53。切割机构44被连接到独立组件46的切割机侧49上的上凸缘52和下凸缘53。悬臂侧56包括悬臂侧框架58，悬臂侧框架58在它的侧面上具有孔60。孔60可以用于将独立组件46紧固到悬臂42。悬臂侧框架58的另一侧具有刚性地固定在该悬臂侧框架58上的第二组直立管状部分62。每个管状部分62以大致等于直立管状部分54的长度的距离间隔开。独立组件46的悬臂侧56和切割机侧49接合，管状部分54以与管状部分62之间具有空间的方式啮合，使得管状部分54和56轴向对准。在图3中示出的管状部分54和56以垂直关系布置。然而,还能够水平地布置管状部分54和56。垂直对准和水平对准被认为是等同的，显示在独立组件46的整体功能性中无显著差别。悬臂侧56和切割机侧49借助穿过管状部分54和56的销66接合在一起。悬臂侧56和切割端49围绕销66水平地枢转，从而使切割机构44进行期望的铰接枢转运动。
[0039]参照图3和图4，还提供一种索眼形式的安装装置64，用于将致动单元68的一端安装在悬臂侧框架58上。致动单元68的另一端被安装在设置在切割机构44上的索眼形式的第二安装装置65上。
[0040]如图4中显示的致动单元68是双作用液压致动器，其具有连接到安装装置64和65的活塞72和缸筒/缸70。示例性的致动单元68是液压式的。还可以使用像机械驱动、电驱动、气动致动或电动液压致动的其他等效装置。致动单元68在致动时相对于悬臂42横向地移动切割机构，如由在图4中的双箭头所指示。
[0041]在如图5中显示的另一个实施例中，独立组件46的悬臂侧56和切割机侧49被布置为以滑动关系设置，从而使切割机构44能够从一个位置横向移动到另一个位置。独立组件46包括承载滚轮76和导轨78的滑块74。滑块74连接到切割机构44。导轨被连接到悬臂42。致动单元68提供必要的动力到滑块74，因而使滑块74沿着导轨78的长度滑动。由于切割机构44连接到滑块74，切割机构44横向移动使得产生沿导轨从一个位置到另一个位置的平移运动。
[0042]在图6中所示的不同实施例中，独立组件46的悬臂侧56和切割机侧49通过平行连杆机构接合，所述平行连杆机构包括具有枢转销80，82，84，86，88和90的杆79，81，83，85和87。在提出的结构中，平行连杆机构围绕固定的枢转销84和86枢转。连杆79和81连接到悬臂42，并且连杆87连接到切割机构44。连杆79和83的一端围绕枢转销80枢转。连杆81和85的一端围绕枢转销82。连杆83和85的另一端部与连杆87的每个端部分别围绕枢转销88和90成枢转关系。当致动单元68提供必要的作用力以移动连杆79和81时，运动借助围绕固定的枢转销84和86的连杆83和85传递到连杆87。连杆87的运动导致切割机构44相对于悬臂42横向地移动。
[0043]致动单元68的致动可以是手动、半自动或自动的。如前面所讨论的,动力源可以是机械的、电动的、液压的或气动的。为了手动操作致动单元68而使用连杆93，连杆93将操作杆91连接到提供动力至致动单元68的源。在使用机械运动作为用于致动的动力源的手动设置机构中，如在图7A中所示，中间连杆93将运动从杠杆91传递至致动单元68。参照图7B，设置机构使用电动、液压或气动动力作为动力源，用于使用中间连杆93进行致动，响应于动力源的致动,将运动从杠杆91传递到控制至致动单元68的电流的流动的开关95,或者将运动从杠杆91传递到调节至致动单元68的流体的流动的控制阀95。
[0044]为了半自动地操作致动单元68，使用电子控制单元97，电子控制单元97将操作杆91连接到诸如电子液压阀或电开关的能量调节装置，如在图8中所示，能量调节装置分别地控制供给至致动单元68的工作流体或电流。电子控制单元97通过杆91的操作接收输入，并且通过将致动单元68致动到与控制杆91的操作的程度成比例的位置的方式提供输出。这里的操作方法被称作是半自动的，因为到电子控制单元97的输入是通过手动操作控制杆91供给的。
[0045]参照图9,为了自动地操作致动单元68,使用传感装置92,传感装置92感测倒伏茎杆的存在并且确定其关于悬臂42的位置。来自检测装置92的输入被供给到电子控制单元97，电子控制单元97提供与倒伏茎杆的所感测的位置成比例的输出至致动单元68。在这个设置机构中的致动是完全自动的。
[0046]虽然已经关于至少一个实施例描述本发明，但可以进一步在本公开内容的精神和范围内进行修改本发明。因此，本申请因而意在覆盖本发明的利用其一般原理的任何变化、用途或修改。此外，本申请意在涵盖源自本公开内容的、落入本发明所属领域的已知或习惯做法的范围内的偏离。
【权利要求】
1.一种用在用于收割茎类植物(11)的机器(10)中的切割机-悬臂组件(20)，至少包括悬臂(42)、切割机构(44)，并且所述悬臂(42)具有承载切割机构(44)的自由端，其中，切割机构(44)能够相对于悬臂(42)横向地移动。
2.根据前述权利要求的一项或多项所述的用在机器(10)中的切割机-悬臂组件(20)，其中，切割机构(44)借助于独立组件(46)相对于悬臂(42)横向地铰接式地枢转或平移。
3.根据前述权利要求的一项或多项所述的用在机器(10)中的切割机-悬臂组件(20)，其中，包括独立组件(46)，其中独立组件(46)具有通过销￠6)接合的悬臂侧(56)和切割机侧(49)，悬臂侧(56)和切割机侧(49)围绕销(66)枢转。
4.根据前述权利要求的一项或多项所述的用在机器(10)中的切割机-悬臂组件(20)，其中，包括独立组件(46)，其中独立组件(46)具有悬臂侧(56)和切割机侧(49)，悬臂侧(56)和切割机侧(49)被布置成以彼此相对滑动的关系定位，由此使切割机构(44)能够从一个位置横向地平移到另一个位置。
5.根据前述权利要求的一项或多项所述的用在机器(10)中的切割机-悬臂组件(20)，其中，包括独立组件(46)，其中独立组件(46)具有悬臂侧(56)和切割机侧(49)，切割机侧(49)具有连杆机构(77)，切割机构(44)围绕所述连杆机构(77)相对于悬臂(42)横向地平移。
6.根据前述权利要求的一项或多项所述的用在机器(10)中的切割机-悬臂组件(20)，其中，切割机构(44)由致动单元(68)致动以相对于悬臂(42)横向地移动。
7.根据前述权利要求的一项或多项所述的用在机器(10)中的切割机-悬臂组件(20)，其中，所述致动是机械的、气动的、液压的、电动的、电动液压的或电气动的。
8.根据前述权利要求的一项或多项所述的用在机器(10)中的切割机-悬臂组件(20),其中，致动单元(68)能够手动地、半自动地或自动地操作。
9.根据前述权利要求的一项或多项所述的用在机器(10)中的切割机-悬臂组件(20),其中，致动单元(68)由电子控制单元(97)半自动地或自动地控制，所述电子控制单元(97)接收输入信号并且提供输出至致动单元(68)。
10.根据前述权利要求的一项或多项所述的用在机器(10)中的切割机-悬臂组件(20)，其中，致动单元￠8)由电子控制单元(97)操作，所述电子控制单元(97)接收来自感测装置(92)的输入，其中感测装置(92)检测倒伏茎杆(9B)的位置。
11.根据前述权利要求的一项或多项所述的用在机器(10)中的切割机-悬臂组件(20)，其中，悬臂(42)可以是单段、能够移除地或固定地紧固在一起的多段、平行连杆机构、或能够伸缩的。
12.根据前述权利要求的一项或多项所述的用在机器(10)中的切割机-悬臂组件(20)，其中，切割机构(44)具有接收或聚拢装置(45)和/或切割装置(48)。
13.根据前述权利要求的一项或多项所述的用在机器(10)中的切割机-悬臂组件(20)，其中，切割机构(44)相对于悬臂(42)横向地铰接式地枢转或平移。
14.一种用于收割茎类植物(11)的机器(10)，包括框架(12)和底盘(14)，其中，包括根据前述权利要求中的一项或多项所述的切割机-悬臂组件(20)。
15.如在上述权利要求中的任何一项中要求保护的以及基本上在说明书和附图中描述 的切割机-悬臂组件(20)和机器(10)。
【文档编号】A01D34/13GK104412769SQ201410442866
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】维杰·卡拉姆巴尔卡尔, 安努·吉尔霍特拉, 苏尔弗拉赫·费特艾伯, 迈克尔·L·海因兹 申请人:迪尔公司