空气喷杆式撒布机的分段控制的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年1月17日提交的美国临时专利申请ussn62/793，698的权益，其全部内容通过引用合并于本文。

本申请涉及农业，特别是涉及一种配备有分段控制的空气喷杆(boom：悬臂、吊杆)式撒布机，用于选择性地将固体农业产品递送到田间。

背景技术：

空气喷杆式撒布机在本领域中是众所周知的，用于向撒布机周围的环境(例如田地)递送液体或固体产品(例如肥料)。空气喷杆式撒布机通常包括一个或更多个喷杆臂，这些喷杆臂横向于撒布机的行进方向延伸，以便在一次通过中覆盖大片土地。产品由产品分配系统从容器中递送到喷杆臂上的间隔的出口，以用于递送到田地。

在许多情况下，撒布机的驾驶计划和/或田地的布局会使得产品被误施用到不期望的区域。在一些情况下，喷杆臂经过的某些区域中存在交叠，从而导致产品被冗余施用到那些特定区域。在其他情况下，撒布机可能会靠近非生产性区域经过，导致产品被误施用到非生产性区域。由于产品的浪费和整个田地的不均匀结果，例如通过撒布机施肥的作物的生长结果，这种产品的误施用会造成较大的开支。能够通过一个或更多个出口来选择性地阻止施用产品，特别是在不需要停止撒布机的情况下，将有助于缓解将产品误施用到不期望的区域的问题。

本领域仍然需要一种具有分段控制的空气喷杆式撒布机，用于选择性地将产品特别是固体农业产品递送到田地。

技术实现要素：

在一个方面，提供了一种空气喷杆式撒布机，其包括：框架；能够横向于撒布机的行进方向延伸的喷杆臂；安装在框架上的容器，用于容纳要被递送至撒布机周围环境中的固体产品；与容器产品连通的产品分配系统，用于从容器中接收产品；以及与分配系统产品连通的空气系统，用于接收来自分配系统的产品，该空气系统包括安装在喷杆臂上的空气管线和至少包括风扇的风扇组件，该空气管线将产品分配系统连接至位于喷杆臂上的产品出口，以准许产品从产品分配系统通过产品出口到环境的通路；以及包括至少风扇的风扇组件，该风扇与空气管线流体连通以及能够操作以在空气管线中产生空气流，以将产品从产品分配系统运送到产品出口，其中，产品分配系统包括至少一个环形的固体产品计量(meter：定量供应)组件，该固体产品计量组件包括：第一环形输送机和第二环形输送机，用于将产品从容器输送到空气系统，该第一和第二环形输送机基本上彼此平行，第一输送机独立于第二输送机被驱动；以及第一轴、第二轴和第三轴，第一轴与第二轴平行并与之分离且独立于该第二轴被驱动，第二轴与第三轴平行并与之分离，第一轴驱动第一输送机，第二轴驱动第三轴以驱动第二输送机。

为了驱动输送机，可以使用马达，例如液压、气动或电动马达或者任何其他适合的驱动装置。在一些实施方式中，计量组件可以包括第一马达，用于驱动第一轴以驱动第一输送机。在一些实施方式中，计量组件可以包括第二马达，用于驱动第二轴以驱动第三轴来驱动第二输送机。为了使第二轴驱动第三轴，第二轴可以通过驱动联动件连接至第三轴。可以使用任何适合的驱动联动件，例如驱动带、驱动链、齿形齿轮或其组合。在一些实施方式中，计量组件可以包括第二轴与第三轴之间的齿轮式联动件。在一些实施方式中，齿轮式联动件可以包括安装在第三轴上的第一齿形齿轮和安装在第二轴上的第二齿形齿轮，该第一和第二齿形齿轮通过驱动链被连接。

当撒布机中存在不止一个的计量组件时，这些计量组件通常被放置得极为贴近，例如并排放置。由于这个原因，计量组件之间没有足够的空间来容纳马达的存在。本发明的优点是，多个马达例如第一和第二马达可以位于计量组件的相同侧处。同样地，多个驱动联动件可以位于计量组件与多个马达相反的一侧处，例如第一和第二齿形齿轮以及驱动链可以位于计量组件与第一和第二马达相反的一侧处。驱动联动件比马达的轮廓狭细，并且占用的空间较少。因此，有可能包括不止一个的计量组件，以选择性地将产品递送到分配系统的不同部分，从而选择性地控制产品递送到环境中。在马达位于计量组件相反两侧上的配置中，这是不可能的，或者至少是困难的多的。

为了协助在计量组件的相同侧上配置多个马达，计量组件可以包括分体式驱动辊，以及在一些实施方式中，还包括分体式惰辊。在一些实施方式中，计量组件可以包括用于第一输送机的第一驱动辊和用于第二输送机的第二驱动辊，该第一驱动辊安装在第一轴上以及该第二驱动辊安装在第三轴上。在一些实施方式中，第二轴可以与第三轴纵向地分离。在一些实施方式中，第一轴可以与第三轴同轴。在一些实施方式中，计量组件还包括绕第二轴安装的惰辊。在一些实施方式中，计量组件可以包括用于第一输送机的第一惰辊和用于第二输送机的第二惰辊，该第一和第二惰辊绕第二轴安装，第一和第二惰辊可以彼此独立地旋转。

本文所述的计量组件有利地准许计量组件内的环形输送机的独立操作以及相邻计量组件的环形输送机的独立操作，同时准许相邻计量组件足够接近，以将固体产品供给到产品分配系统的不同紧密地间隔部分。使用多个单独地受控的环形输送机，各自将产品分配到分配系统的较少部分，以准许在空气喷杆式撒布机中进行分段控制，用于选择性地将产品递送到田地的区域。

此外，本文所述的用于在单个计量组件中独立为两个环形输送机提供动力的布置可以扩展到在单个计量组件中为不止两个环形输送机提供动力。在计量组件的相同侧上增加纵向地分离的更多马达以及增加更多横向地被定向的轴，在轴上适当放置驱动辊和惰辊，并在轴之间适当放置驱动联动件，可以准许在单个计量组件中使用不止两个环形输送机，所有的环形输送机间隔足够近，以一起最终准许使用单个独立地受控的环形输送机来供给产品分配系统的单个小部分(例如，单个漏斗)，从而提供对将产品递送到空气喷杆式撒布机周围环境的非常精细的分段控制。

在以下详细描述的过程中，将描述另外的特征或者另外的特征将变得明显。应当理解，本文描述的每个特征可以与任何一个或多个其他所描述的特征进行任何组合而被利用，并且除了对本领域技术人员来说是明显的情况，否则每个特征不必依赖于另一特征的存在。

附图说明

为了更清楚地理解，现在将参考附图通过实施例来详细描述优选实施方式，其中：

图1a是本发明的空气喷杆式撒布机的一个实施方式的等轴侧视图；

图1b是图1a的撒布机在产品容器上没有盖的情况下的顶视图；

图1c是图1a的撒布机的后视图；

图2a是图1a的撒布机的左侧计量组件的等轴侧视图；

图2b是图2a的左侧计量组件的顶视图；

图2c是图2a的左侧计量组件的后视图；

图2d是图2a的左侧计量组件的右侧视图；

图3a是图2a的左侧计量组件的左侧马达驱动组件的等轴侧视图；

图3b是图3a的左侧马达驱动组件的顶视图；

图3c是图3a的左侧马达驱动组件的后视图；

图3d是图3a的左侧马达驱动组件的右侧视图；

图4a是图3a的左侧马达驱动组件的直接驱动马达单元的等轴侧视图；

图4b是图4a的直接驱动马达单元的顶视图；

图4c是图4a的直接驱动马达单元的后视图；

图4d是图4a的直接驱动马达单元的右侧视图；

图5a是图3a的左侧马达驱动组件的链式驱动马达单元的等轴侧视图；

图5b是图5a的链式驱动马达单元的顶视图；

图5c是图5a的链式驱动马达单元的后视图；

图5d是图5a的链式驱动马达单元的右侧视图；

图6a是图3a的左侧马达驱动组件的驱动辊的后视图；

图6b是图6a的驱动辊的截面图；

图6c是图6a的驱动辊的分解图；

图6d描绘图6a的驱动辊，示出内部装配的细节a；

图6e描绘图6d的细节a，以1:2的比例放大；

图7a是图3a的左侧马达驱动组件的惰辊的后视图；

图7b是图7a的惰辊的截面图；

图7c是图7a的惰辊的分解图；

图8a是图2a的左侧计量组件的张紧辊组件的顶视图；

图8b是图8a的张紧辊组件的后视图；

图8c是图8a的张紧辊组件的左侧视图；

图8d是图8a的张紧辊组件的张紧辊的后视图；

图8e是图8d的张紧辊的截面图；以及，

图8f是图8d的张紧辊的分解图。

具体实施方式

参照附图以及特别地参照图1a、图1b和图1c，本发明的空气喷杆式撒布机1的一个实施方式包括：框架2；成对的喷杆臂3a、3b，其安装在框架2上处于撒布机1后部处，喷杆臂3a、3b中的每个喷杆臂可以横向于撒布机1的行进方向延伸，一个喷杆臂3a可以向撒布机1的左边延伸，以及另一喷杆臂3b可以向撒布机的右边延伸。尽管例示了两个喷杆臂，但如果需要的话，撒布机可以包括1个、2个、3个、4个或更多的喷杆臂。空气喷杆式撒布机1还包括安装在框架2上的产品容器4，该容器4包括至少一个料斗，用于容纳固体产品(例如肥料、除草剂、种子和任何其他期望的颗粒状产品)，以递送到撒布机1周围的环境(例如田地)。如果需要的话，容器4可以由盖5覆盖，如图1a中所示。如果需要的话，容器可以包括1个、2个、3个、4个或更多的料斗，如果需要的话，这些料斗可以用来容纳不同种类的产品。轮(未示出)可以安装在框架2上，以促进撒布机1在地面上的移动。钩栓6可以安装在框架2的前部处，以准许将撒布机1钩栓至原动机，例如拖拉机、卡车等。然而，如果需要的话，空气喷杆式撒布机也可以替代地是自推进式的。

空气喷杆式撒布机1还包括：与容器4产品连通的产品分配系统10，用于从容器4接收固体产品；以及与分配系统10产品连通的空气系统15，用于从分配系统10接收产品并将产品递送到环境。分配系统10包括左侧环形的固体产品计量组件12和右侧环形的固体产品计量组件13。产品计量组件12、13分别从安装在容器4后部处的左和右计量箱14a、14b纵向地延伸至容器4中。左侧环形的固体产品计量组件12将产品分配到左侧计量箱14a，用于递送到撒布机1的左侧，以及右侧环形的固体产品计量组件13将产品分配到右侧计量箱14b，用于递送到撒布机1的右侧。产品计量组件12、13通过重力从容器接收固体产品，并将产品递送到相应的计量箱14a、14b。计量箱14a、14b各自包括多个漏斗(未示出)，固体产品通过产品计量组件12、13以本领域通常已知的方式分配到上述多个漏斗中，优选地被均匀分配。产品计量组件12、13可以彼此独立地操作，这就准许改变计量组件12、13的相对速度，并且因此改变产品到撒布机1的每一侧的相对递送率。通过关闭适当的计量组件，可以实现向撒布机1的一侧递送产品。

产品计量组件12、13在相同水平面上被示出为平行且横向地分离；然而，产品计量组件可以作为上部和下部产品计量组件竖向地分离。此外，尽管产品计量组件12、13示出为平行的，但产品计量组件可以替代地与彼此形成一角度，以非平行的方向运送产品。此外，尽管图中示出了两个产品计量组件，但如果需要的话，可以采用不止两个产品计量组件，例如，3个、4个、5个、6个或更多个产品计量组件。

空气系统15包括分别安装在喷杆臂3a、3b上的多个空气管线17a、17b(仅标注两个，在撒布机1的每侧一个)。多个空气管线将产品分配系统10的计量箱的多个漏斗连接至位于沿喷杆臂3a、3b的固定间隔处的多个产品出口18a、18b(仅标注两个，在撒布机1的每侧一个)，以准许产品从产品分配系统10通过多个产品出口到环境的通路。包括至少一风扇的风扇组件16与多个空气管线流体连通，并可以在多个空气管线中产生空气流，以将产品从产品分配系统10运送至多个产品出口。风扇组件16还可以包括用于操作风扇的风扇马达，或者风扇可以通过远程地位于撒布机1上的马达操作。

特别地参照图2a至图8f，现在将描述左侧环形的固体产品计量组件12。右侧环形的固体产品计量组件13的构造和操作方式类似。

左侧固体产品计量组件12包括第一环形输送机21(例如带，有时称为链条)和第二环形输送机22(例如带，有时称为链)，用于将产品从容器4输送到计量箱14a、14b，然后输送到空气系统15。第一和第二环形输送机21、22基本上彼此平行，并且可以具有基本上共面的上表面。第一输送机21是独立于第二输送机22驱动的。计量组件12还包括用于驱动第一输送机21的第一马达23和用于驱动第二输送机22的第二马达24。第一和第二马达23、24不是同轴的。第一和第二马达23、24在计量组件12的相同侧处纵向地间隔开。第一和第二马达23、24位于计量组件12的相同侧处，因为左侧固体产品计量组件12和右侧固体产品计量组件13之间没有足够的空间来容纳马达的存在。尽管两个马达23、24位于计量组件12的相同侧，紧挨着第一环形输送机21，但两个马达23、24如何能够独立地驱动两个输送机21、22，这在下面描述。

第一马达23直接附接至驱动辊组件30的第一轴25。驱动辊组件30包括绕第一轴25安置并与之驱动地接合的左链轮式驱动辊31。左链轮式驱动辊31包括至少一个且优选地多个链轮32(仅标注一个)，这些链轮与第一环形输送机21的底面上的接合元件接合、靠近第一输送机21后部。接合元件可以是例如第一环形输送机21底面上的孔隙或突起部。第一马达23的运行旋转地驱动第一轴25，该第一轴旋转地驱动左链轮式驱动辊31，该左链轮式驱动辊又旋转地驱动第一环形输送机21。

第二马达24直接附接至第二轴26，该第二轴跨左侧固体产品计量组件12的宽度横向地延伸，包括在固体产品计量组件12的后部处跨第一和第二环形输送机21、22两者的宽度。第二轴与第一轴25平行并与之纵向地分离，并且独立于该第一轴被驱动。齿轮式联动件40将第二轴26操作性地连接至第三轴27。第二轴26与第三轴27平行，并与之纵向地分离。第三轴27是驱动辊组件30的一部分，并且与第一轴25同轴。驱动辊组件30包括绕第三轴27安置并与之驱动地接合的右链轮式驱动辊33。右链轮式驱动辊33包括至少一个且优选地多个链轮34(仅标注一个)，这些链轮与第二环形输送机22的底面上的接合元件接合。第二马达24的运行旋转地驱动第二轴26，该第二轴旋转地驱动第三轴27，该第三轴旋转地驱动驱动辊组件30的右链轮式驱动辊33，该右链轮式驱动辊又旋转地驱动第二环形输送机22。具体参照图6a至图6e，驱动辊组件30分别包括左和右衬套51、52，其将第一轴25和第三轴27的自由端部支撑在轴连接器50内。第一轴25和第三轴27能够凭借衬套51、52在轴连接器50内自由地且独立地旋转。辊31在第一接合结构55处与第一轴25驱动地接合，而辊33在第二接合结构57处与第三轴27驱动地接合。附接至轴连接器50并从该轴连接器竖向地向下延伸的带分离器54使第一和第二环形输送机21、22在运行期间维持不会彼此干扰。轴连接器50被安置在链轮式驱动辊31、33的内部。

具体参照图5a至图5d，将第二轴26与第三轴27操作性地连接的齿轮式联动件40包括安装在第三轴27上的第一齿形齿轮41和安装在第二轴上的第二齿形齿轮42。第一和第二齿形齿轮41、42分别通过驱动链43连接。第一和第二齿形齿轮41、42分别位于计量组件12的分别相反于第一和第二马达23、24的一侧处。由于齿轮式联动件40的轮廓比第一和第二马达23、24要狭细得多，因此可以将齿轮式联动件40安装在左侧和右侧产品计量组件12、13之间的狭窄空间中(见图1b)。

具体参照图7a至图7c，第二轴26被安装在第一浮式惰辊36和第二浮式惰辊37内。第二轴26被安置在惰辊36、37内的衬套38中，使得第二轴26能够在惰辊36、37内自由旋转而不会驱动惰辊36、37，并且使惰辊36、37可以响应于相应的第一和第二环形输送机21、22的操作而彼此独立地旋转。惰辊36、37之间的带分离器39有助于防止第一和第二环形输送机21、22在运行期间彼此干扰。以这种方式，第二马达24可以驱动第二轴26以驱动第三轴27来驱动第二环形输送机22，而不受第一环形输送机21的干扰。如图2a所示，第二轴26连同第一和第二惰辊36、37位于计量组件12的后端部处，其中第一和第二环形输送机21、22分别绕第一和第二惰辊36、37循环。

在计量组件12的前端部处，计量组件12包括张紧辊组件60，如图8a至图8f所示，第一和第二环形输送机21、22绕该张紧辊组件循环。张紧辊组件60包括横向地被定向的张紧轴61，绕该张紧轴的第一部分固定地安装有第一链轮式张紧辊62，以及绕该张紧轴的第二部分可旋转地安装有第二链轮式张紧辊63。第一链轮式张紧辊62随张紧轴61旋转，而第二链轮式张紧辊63则绕张紧轴61自由旋转。尽管第一张紧辊被示出为固定地安装，但第二张紧辊也可以替代地被固定地安装。在一些实施方式中，张紧辊中的任一者都不可以被固定地安装在张紧轴上。靠近张紧轴61的端部，张紧轴61可旋转地被安置在拉紧轴承64中，上述拉紧轴承被安装在安装板65上，该安装板被安装至容器4的前壁的内侧。每个拉紧轴承64包括螺纹螺栓和螺母布置66，其可以通过操作以张紧环形输送机21、22。张紧辊组件60还包括安装在张紧轴61上的带分离器68和靠近张紧轴61每个端部的锁环67，以将辊62、63和带分离器68在张紧轴61上维持于适当位置。

所有的辊都可以设置有油口70(仅示出并标注部分)，以准许对不同的轴进行润滑，以及油口可以用塞71塞住(仅示出并标注部分)以防止漏油。

在一些实施方式中，第三轴不需要与第二轴同轴，而是可以替代地与第一轴和第二轴两者纵向地分离。所有三个轴可以延伸产品计量组件的整个宽度，在这种情况下，可以绕第一和第三轴的适当部段安装惰辊。另外地或替代性地，第一和第二环形输送机之间的中间支撑结构可以用来支撑第一和/或第三轴的端部。

此外，在第一环形输送机与第二环形输送机竖向地分离的实施方式中，第一和第二轴竖向地分离，以及第二和第三轴竖向地分离，而不需要第二轴与第一和第三轴纵向地分离。对于竖向地分离的环形输送机，需要第四轴，以及惰辊可以被安装在第二和第四轴上。对于竖向地分离的环形输送机，在计量组件的前部处需要另一张紧辊组件，每个环形输送机有一个张紧辊组件。

本文所述的计量组件有利地准许计量组件内的环形输送机的独立操作以及相邻计量组件的环形输送机的独立操作，同时准许相邻计量组件足够接近，以将固体产品供给到产品分配系统的计量箱中的不同紧密间隔的漏斗。使用多个单独地受控的环形输送机，各自将产品分配到较少的漏斗中，以准许在空气喷杆式撒布机中进行分段控制，用于选择性地将产品递送到田地的区域。

此外，本文所述的用于在单个计量组件中独立为两个环形输送机提供动力的布置可以扩展到在单个计量组件中为不止两个环形输送机提供动力。在计量组件的相同侧上增加纵向地分离的更多马达以及增加更多横向地被定向的轴，在轴上适当放置驱动辊和惰辊，并在轴之间适当放置齿轮式联动件，可以准许在单个计量组件中使用不止两个环形输送机，所有的环形输送机间隔足够近，以一起最终准许使用单个独立地受控的环形输送机来供给产品分配系统的单个漏斗。环形输送机与漏斗的一对一对应关系提供了对将产品递送到空气喷杆式撒布机周围环境的非常精细的分段控制。

对于本领域的技术人员来说，在审视说明书时，这些新颖的特征将变得明显。然而，应当理解，权利要求的范围不应受到实施方式限制，而应当给予与权利要求书和说明书整体上的措词一致的最宽泛的解释。