СТАБИЛИЗИРУЮЩАЯ И РАСКРЕПЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА, А ТАКЖЕ УДЕРЖИВАЮЩАЯ И ПОЗИЦИОНИРУЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ И ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ СТРЕЛЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ МАШИНЫ Российский патент 2010 года по МПК A01D34/66 A01M7/00 

Область, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к стабилизирующим и раскрепляющим системам сельскохозяйственных машин. Такая машина обычно выполнена с возможностью установки на сельскохозяйственное транспортное средство, например трактор и т.п. Настоящее изобретение также может быть применено не только в машине, которая установлена с возможностью снятия, например с использованием трехточечной навесной системы, но и в тех случаях, когда сельскохозяйственная машина является частью транспортного средства (обычно постоянно установленной на нем), например оросительного транспортного средства или косилки. Как известно специалистам в данной области, термин «сельскохозяйственный» весьма широк и может быть отнесен даже к тем машинам, которые используют в областях, не связанных напрямую с сельским хозяйством, таких как уход за обочинами дорог, например поливка или скашивание растительности, поливка мостовых и т.п.

Настоящее изобретение может быть применено в машинах, имеющих стрелу, например в оросительных транспортных средствах и косилках. Особенно предпочтительно использование предлагаемой системы в машинах, содержащих устройство со свободно подвешенным маятником, так как такие устройства со стрелой обычно бывает трудно стабилизировать.

Предпосылки к созданию изобретения

К машинам, имеющим указанное устройство со свободно подвешенным маятником, относятся косилки, которые обычно оборудованы режущими элементами и предназначены для срезания растительности, например на определенной высоте от поверхности почвы без срезания низкой травы или других растений, имеющих меньшую высоту, чем растения, присутствие которых нежелательно (например, относительно высокие сорняки. Кроме того, к таким машинам могут относиться оросительные машины, которые содержат оросительные головки и приспособлены для орошения растений химикатами (пестицидами, гербицидами и т.п.).

Различные устройства со стрелой описаны во многих документах, таких как Международная заявка РСТ/1Е02/00097, которая принадлежит автору настоящего изобретения. Описанное в ней устройство содержит стрелу, шарнирно установленную на маятниковом устройстве. Устройство, описанное авторами настоящего изобретения в указанном документе, очень важно, так как оно необходимо для обеспечения стабильных рабочих условий стрелы. Например, транспортное средство может перемещаться по пересеченной местности без ухудшения качества работы, которую выполняет стрела, например кошения или орошения. Обычно устройство, описанное в указанном документе, хорошо выполняет функцию удержания стрелы параллельно поверхности почвы, по которой движется транспортное средство, несущее машину. Это особенно важно для наклонной или неровной поверхности.

Силы, приложенные к любой части машины, могут стать причиной выведения стрелы и/или маятника из естественного положения (положения равновесия, определяемого гравитацией). Когда тщательно сбалансированная машина наподобие описанной в различных вариантах реализации изобретения РТС/1Е02/00097 выводится из равновесия, может потребоваться некоторое время для преодоления (например, посредством нежелательных перемещений стрелы и/или маятника) силы, выводящей из равновесия. В течение этого времени стрела может оставаться в нежелательном положении или, возможно, в состоянии относительного движения вокруг требуемого положения.

Главной причиной возникновения нежелательных сил является неровная поверхность, по которой перемещается транспортное средство. Например, когда колесо транспортного средства проезжает по борозде, яме или углублению в этой поверхности, транспортное средство крениться на одну сторону, а потом возвращается в исходное положение. Оба этих действия (крен и возвращение в исходное положение) выводят стрелу из естественного положения, а в случае, когда действуют значительные ударные силы, она может сильно качнуться в одну сторону. Стрела может начать совершать нежелательные возвратно-поступательные движения. В результате она может задевать растительность, над которой перемещается, а в случае действия значительных нежелательных сил может задевать землю. Это означает, что стрела не работает на необходимой высоте над землей, что отрицательно сказывается на выполняемых действиях (орошение или кошение). Например, орошению может быть подвергнута не вся растительность, если по меньшей мере часть стрелы находится слишком низко. В случае с кошением стрела с одной стороны может быть расположена так высоко, что кошение невозможно, а с другой стороны косить на слишком малой высоте, срезая растительность, которая не должна быть срезана.

Таким образом, автор настоящего изобретения описал в РСТ/1Е02/00097 механизмы, направленные на решение этой проблемы. Однако существует необходимость в создании стабилизирующей системы для подобной сельскохозяйственной машины, способной противостоять силам, выводящим ее из равновесия.

В случае относительно длинной стрелы возникает дополнительная проблема: не допустить деформирования или изгиба стрелы при воздействии на нее сил сопротивления. Эту задачу трудно решить, особенно в случае, когда стрела должна свободно перемещаться под действием сил гравитации. Обычно силы сопротивления возрастают в двух случаях:

- при соприкосновении стрелы с каким-либо объектом (например, ограждением, столбом ворот, изгородью или в случае запутывания в растительности, которая является частью посевов и т.д.) и

- при изменении, например резком увеличении скорости или при относительно резком развороте несущего транспортного средства вследствие собственной инерции стрелы, на которую в этом случае действует крутящий момент, направленный вокруг шарнирной оси.

Также существует необходимость защиты такой стрелы от повреждения указанными силами сопротивления. Как известно специалистам в данной области, такие силы могут согнуть стрелу.

Кроме того, когда длинная стрела наподобие вышеописанной находится в рабочем или свободном положении могут возникнуть трудности при поддержании ее необходимой ориентации относительно поверхности земли или растительности, над которой она перемещается. Система (например, подобная той, что описана в Международной заявке, ссылка на которую дана выше) позволяет стреле перемещаться в направлении, поперечном относительно направления движения трактора (это положение можно назвать свободным). В рабочем положении система очень эффективна, однако в некоторых случаях с трудом поддается управлению.

В качестве примера можно привести ситуацию, когда машина работает в поле, имеющем уклон. Каждый раз, доезжая до конца участка или полосы пашни, машина разворачивается, чтобы начать движение в обратном направлении. В этом случае требуется произвести большую работу по настройке стрелы, которая может отнять немало времени, так как стрела и система установлены с возможностью свободного перемещения.

Другим примером может служить работа на склоне холма, когда одна сторона транспортного средства расположена ниже, чем другая. Для того чтобы начать обратное движение в направлении, параллельном части поля, которая перед этим была обработана (параллельно предыдущему проходу), транспортное средство совершает разворот. В этом случае требуется большое количество настроек угла стрелы, так как для движения транспортного средства в противоположном направлении угол стрелы необходимо изменить на противоположный. Например (в случае работы на склоне холма), если стрела расположена под углом 30° к горизонту, а левая сторона занимает более низкое положение, чем правая, при обратном движении стрелу нужно будет расположить таким образом, чтобы правая сторона стрелы занимала более низкое положение, чем левая. В указанном примере (когда склон холма расположен под углом 30° к горизонту) стрелу необходимо повернуть на 60°, чтобы при обратном движении транспортного средства она снова находилась под углом 30° к горизонту. Эту настройку может осуществлять водитель при совершении разворота в конце полосы пашни. Выполнение этой настройки может вызвать трудности, особенно если ее необходимо выполнять одновременно с разворотом транспортного средства для начала движения в противоположном направлении.

Цель изобретения

Целью настоящего изобретения является разработка стабилизирующей системы, предназначенной для стабилизации стрелы, которая находится в свободно подвешенном состоянии (перемещается под действием сил гравитации), и в особенности такой, которая описана в РСТ/1Е02/00097, т.е. установленной на свободно подвешенном маятнике. Также целью настоящего изобретения является защита такой стрелы от повреждения силами сопротивления, которые описаны выше. Кроме того, необходимо оснастить систему со свободно подвешенным маятником наподобие описанной в РСТ/1Е02/00097 удерживающей или стабилизирующей системой, предназначенной для работы, например, при развороте по окончании прохода или полосы пашни.

Сущность изобретения

Предлагается стабилизирующая система сельскохозяйственной машины, имеющей установочный узел для установки машины на транспортное средство, маятник, установленный на установочном узле, и стрелу, прикрепленную к маятнику на шарнирной оси с возможностью поворота, предназначенная для стабилизации стрелы с предотвращением ее смещения под действием нежелательных сил, которые выводят ее из равновесия и нарушают ее естественное положение, содержащая: жесткий демпфер, расположенный между установочным узлом (опорной рамой) и стрелой, предназначенный для демпфирования перемещения стрелы относительно опорной рамы, вызванного нежелательными силами, и содержащий по меньшей мере одну шарнирную муфту, которая позволяет ему шарнирно поворачиваться по меньшей мере относительно опорной рамы и по меньшей мере относительно стрелы, благодаря чему демпфер может следовать за движением стрелы.

В целом настоящее изобретение по мнению его автора очень хорошо выполняет функции демпфирования неравномерных перемещений стрелы, вызванных нежелательными силами (например, внезапным ударом), и при этом не оказывает какого-либо существенного воздействия на равновесие стрелы.

Машина может иметь форму, описанную в заявке PCT/IE02/00097, ссылка на которую означает ее включение в описание настоящей заявки.

В одном аспекте настоящего изобретения, представляющем особый интерес, предложена машина, содержащая:

установочный узел, содержащий по меньшей мере одну вертикальную опору, которая установлена с фиксацией от поворота или с возможностью поворота относительно опорной рамы;

маятник, первый конец которого подвешен на вертикальной опоре с помощью дугообразного роликового устройства, а на втором конце установлена с возможностью поворота стрела;

шарнир маятника, который расположен между первым и вторым концами маятника и который шарнирно соединяет маятник с вертикальной опорой, причем имеется дугообразное роликовое устройство, которое установлено во взаимодействии с шарниром маятника таким образом, чтобы позволить маятнику раскачиваться под действием сил гравитации посредством одновременного перемещения дугообразного роликового устройства и поворота вокруг шарнира маятника; и

стрелу, шарнирно присоединенную ко второму концу маятника.

Эта машина составляет объект настоящего изобретения, который может быть применен независимо от остальных объектов или вместе по меньшей мере с одним объектом настоящего изобретения.

Такая машина обеспечивает особенно четкое и равномерное перемещение маятника. Это перемещение гораздо труднее нарушить (например, при движении транспортного средства, несущего маятник), чем при других вариантах конструкции. Причиной этого (во всяком случае одной из причин) является применение шарнира маятника. Как правило, вертикальная опора выполнена с возможностью настройки, чтобы в случае необходимости можно было выполнить ее выравнивание с маятником. Термин «вертикальная опора» подразумевает любую опору (такую как рама), которая имеет вертикальное положение и установлена таким образом, чтобы поддерживать верхний конец маятника, благодаря чему маятник может быть подвешен на опоре.

Требованием для всех объектов настоящего изобретения является постоянная длина маятника. Это требование обусловлено тем, что в случае применения маятника, способного изменять длину, удержание стрелы в состоянии равновесия может быть затруднено.

Подразумевается, что маятник в машине, описанной выше, должен находиться в свободно подвешенном состоянии несмотря на то, что он оборудован шарниром. Шарнир маятника предназначен для управления перемещением маятника путем предотвращения выхода его из равновесия под действием нежелательных сил, приложенных к маятнику. Таким образом термин «свободно подвешенное состояние» применим к маятниковому устройству, входящему в состав машины, описанной выше.

Шарнирное соединение дугообразного роликового устройства и вертикальной опоры может быть прямым или непрямым. Например, шарнирное соединение может осуществляться посредством шарнирной оси, расположенной между вертикальной опорой и маятником (прямое соединение). Шарнирное соединение может также быть выполнено между точкой поворота на маятнике, которая непрямо связана с вертикальной опорой. Например, точка поворота может быть соединена с вертикальной опорой по меньшей мере одним жестким звеном, обеспечивающим непрямое соединение маятника с вертикальной опорой. Жесткое звено (звенья) может соединять шарнир маятника по меньшей мере с одним жестким демпфером стабилизирующей системы, описанной выше.

В предлагаемой стабилизирующей системе демпфер может содержать жесткий стержень, который может свободно поворачиваться на шарнире, например, на одном своем конце или на обоих своих концах. В особенности необходимо обеспечить соединение стержня таким образом, чтобы точка шарнирного поворота была по существу выровнена с продольной осью стержня. Необходимо, чтобы стержень мог поворачиваться на шарнире вокруг одного своего конца или вокруг обоих своих концов. Для специалиста, однако, очевидно, что шарнирная муфта может быть установлена в любой точке стержня.

Необходимо, чтобы стержень проходил от установочного узла в направлении стрелы по существу перпендикулярно к продольной оси стрелы, которая обычно расположена поперечно к направлению движения.

Демпфер может содержать по меньшей мере:

(i) жесткий стержень и шарнирную муфту, которые могут содержать универсальный шарнир;

(ii) жесткий стержень и шарнирную муфту, которые могут содержать сферический шарнир;

(iii) жесткий стержень и шарнирную муфту, которые могут иметь охватываемую деталь стержня, размещенную в охватывающей детали с возможностью поворота в ней;

(iv) жесткий стержень и шарнирную муфту, которые могут иметь гибкое соединение, такое как связь или деформируемое соединение, например резиновый соединитель;

или любое их сочетание.

В случае применения жесткого стержня нужно принимать во внимание, что он может вращаться вокруг муфты. Демпфер может быть выдвижным. В этом случае демпфер может иметь поршень и цилиндр, работающие под действием давления текучей среды: рабочей жидкости для гидравлических систем или воздуха. Таким образом, для специалиста очевидно, что необходимый, как указано выше, шарнирный поворот должен следовать за перемещением стрелы или маятникового устройства, так что указанная муфта (муфты) должна обеспечивать свободное перемещение вслед за стрелой, перемещающейся по различным дугообразным траекториям. Дугообразные перемещения маятника представляют собой сочетание перемещений в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а, следовательно, указанная муфта дает возможность шарнирного поворота в обеих указанных плоскостях. В особенности необходимо обеспечить возможность поворота соединения стержня и стрелы в радиальном направлении, перпендикулярно продольной оси соединения на 360°. В этом случае соединение будет работать как шарнир.

В сущности, при обычном перемещении стрелы под действием сил гравитации она может совершать перемещения влево-вправо и вверх-вниз без какого-либо существенного влияния со стороны демпфера. Автор настоящего изобретения считает, что предлагаемая сельскохозяйственная машина работает очень хорошо, и во время нормального движения стрелы стабилизаторы не оказывают на нее никакого воздействия. Однако когда происходит неожиданный удар, и стрела (и маятник) начинает раскачиваться, на стрелу будут действовать силы инерции (демпфирования) со стороны демпфера. Указанные силы инерции будут гасить подобные неожиданные движения. Чем более значительными будут движения, выводящие стрелу из исходного положения, тем больше будут силы инерции. При этом стрела (и маятник) будет стремиться вернуть правильную гравитационную ориентацию за очень короткий период времени.

Другими словами, демпфер предотвращает нежелательное раскачивание (дугообразные перемещения) стрелы (и маятника), а также возвращает маятник в естественное положение. Этим способом осуществляется необходимая стабилизация машины. Ударов стрелы избежать невозможно, но, применяя настоящее изобретение, их воздействие можно свести к минимуму.

Вполне очевидно, что стрела может иметь два плеча, которые во время работы выступают с обеих сторон транспортного средства на значительное расстояние. Необходимо, чтобы плечи выступали с каждой стороны транспортного средства по меньшей мере на 2 метра, предпочтительно на 3 метра, так чтобы размах составлял по меньшей мере 4 метра.

Целесообразно иметь второй демпфер, работающий так же, как первый. Обычно бывает необходимо, чтобы первый и второй демпферы располагались отдельно друг от друга, например на противоположных концах маятника. Второй демпфер позволяет еще лучше демпфировать стрелу при воздействии на нее нежелательных сил и удерживать стрелу в необходимом поперечном положении. Чем больше длина (область действия или размах) стрелы, тем больше должна быть демпфирующая сила. В случае наличия двух демпферов от шарнира маятника к каждому демпферу может проходить жесткое звено для непрямого соединения шарнира маятника с вертикальной опорой. Например, шарнир маятника может быть расположен между маятником и рамой, которая соединяет шарнир с демпфером (демпферами) и/или с любой другой точкой вертикальной опоры.

В случае когда стрела имеет два плеча, необходимо, чтобы между опорной рамой и плечом был расположен демпфер. В случае если применяются два демпфера, необходимо, чтобы каждый из них располагался между опорной рамой и соответствующим плечом. Обычно стрела (например, каждое ее плечо) имеет нерабочее положение, в которое она приводится, когда транспортное средство не работает. Стрела может быть переведена в нерабочее положение, например, посредством механизма, позволяющего развернуть плечи таким образом, чтобы они располагались вдоль транспортного средства. Также возможно применение возвратного, например, складывающего механизма, который сокращает длину стрелы. Обычно в рабочем положении стрела расположена по существу поперек продольной оси (или направления движения) транспортного средства.

Предлагаемая стабилизирующая система может также иметь раскрепляющую систему (которую также называют системой аварийного отделения при ударе) для раскрепления стрелы с переводом ее из первого (рабочего) положения во второе (раскрепленное) положение в случае, если сопротивление движению стрелы превышает предельное значение.

Раскрепляющая система может содержать:

раскрепляющий шарнир, расположенный между стрелой и установочным узлом и обеспечивающий возможность перемещения стрелы вокруг указанного шарнира из первого положения во второе; и

раскрепляющую муфту, предназначенную для удержания стрелы в первом положении до тех пор, пока сила сопротивления не достигнет предельной величины.

Целесообразно, чтобы наличие раскрепляющей муфты было обеспечено благодаря наличию демпфера. В этом случае раскрепляющая муфта может быть реализована посредством применения демпфера, который может выдвигаться, как описано выше, например, посредством применения выдвижного стержня, а также одним из способов, которые описаны ниже. В любом случае необходимо, чтобы демпфер при работе в качестве раскрепляющей муфты был подпружинен для обеспечения возврата стрелы в первое положение всякий раз, когда сила сопротивления становится меньше предельной величины.

Если во время работы стрела испытывает сопротивление перемещению, превышающее предельную величину, раскрепляющий механизм позволяет стреле переместиться из первого положения (положение, при котором стрела расположена по существу поперек направления движения) во второе положение (при котором стрела может быть сложена или развернута назад). Это позволяет избежать повреждения стрелы, т.к. дает водителю время для остановки транспортного средства и позволяет стреле миновать препятствие без повреждений благодаря аварийному отделению с выходом из нормально ориентированного состояния и последующим возвращением в это состояние. В случае, когда сила сопротивления обусловлена инерцией стрелы, перенапряжения удается избежать путем ее отвода с последующим возвращением. Таким образом, стрела автоматически возвращается в первое положение. Следовательно, демпфер может выполнять двойственную функцию.

В одном предпочтительном варианте устройства раскрепляющая муфта содержит напряженную связь, перемещающуюся в направляющей и действующую между стрелой и установочным узлом. В случае, когда сопротивление достигает предельной величины, эта связь может быть выпущена на дополнительную длину, позволяя стреле перемещаться вокруг раскрепляющего шарнира во второе положение. Это обеспечивает простую и надежную конструкцию. Предпочтительно, чтобы эта связь была гибкой. В качестве такой связи могут быть использованы канаты и тросы из натуральных или искусственных материалов, в том числе из пластиков и металлов, например проволочный канат. Указанную дополнительную длину связи обеспечивают между стрелой и установочным узлом, чтобы дать стреле возможность совершать перемещения, описанные выше.

В одном из вариантов реализации изобретения связь натягивают соответствующим натяжным устройством, таким как механическая пружина, например пружина растяжения или сжатия или гидравлическая пружина, например газовая. В этом случае дополнительная длина связи может быть обеспечена посредством увеличения напряжения, передаваемого натяжному устройству, чтобы соответствующим образом сжать или растянуть его.

Направляющая необязательно должна обладать возможностью изменять длину, так что в простейшем случае направляющая имеет постоянную длину. При этом направляющая может удерживаться на своем месте посредством продевания через нее связи, то есть она может иметь форму подвижной гильзы. При движении стрелы во второе положение направляющий элемент может просто удерживаться связью.

Разъемное соединение может быть также выполнено телескопическим. Например, указанный стержень может быть выполнен телескопическим. Следует также отметить, что в случае необходимости телескопическое перемещение может осуществляться под действием отклоняющего усилия, например с применением пружины. Пружина (пружины) может быть установлена на стержне или находиться внутри него. Например, если движение стрелы вызывает выдвижение телескопического устройства, оно может быть подпружинено против указанного выдвижения. Это позволяет получить простую, но эффективную стабилизирующую систему.

В случае применения по меньшей мере двух демпферов одиночное натяжное устройство может быть соединено с напряженными связями обоих демпферов.

В одном из вариантов реализации изобретения устройство имеет два демпфера, кроме того, применяется одиночная напряженная связь, чтобы в случае необходимости обеспечить дополнительную длину связи, необходимую для обоих демпферов или для одного из них.

В одном из вариантов реализации устройства имеется стержень, служащий в качестве направляющей для связи. Стержень является полым, а связь проходит внутри него.

В частности, в одном варианте устройства связь вместе с направляющим элементом образует часть шарнирной муфты. Относительное перемещение участка связи, проходящего внутри и/или выходящего за пределы направляющего элемента, может совершаться под прямым углом, благодаря чему обеспечен необходимый шарнирный поворот.

В одной простой, но очень эффективной конструкции демпфер образован конструкцией, содержащей напряженную связь, проходящую от стрелы к опорной раме через направляющую в форме полого стержня и через охватывающую приемную деталь, в которую вставлена с возможностью вращения охватываемая деталь полого стержня.

В этом устройстве стержень может выполнять функцию распорной детали между стрелой и опорной рамой и функцию направляющей для связи, обеспечивающей перемещение этой связи по необходимой траектории. Поворот стержня в охватывающей приемной детали позволяет осуществлять необходимое перемещение стрелы при демпфировании любого ее неравномерного перемещения. В указанном устройстве также реализована вторая функция демпфера: он позволяет стреле перемещаться под действием возвращающей силы.

В устройстве с двумя демпферами они могут быть установлены на противоположных концах одиночной связи.

Охватываемая деталь (например, ее головка) может иметь коническую форму.

Для предотвращения чрезмерного отвода связи назад на нее может быть установлен упор (например, фиксатор).

В одном из аспектов демпфер, как указано выше, может быть выдвижным. Также, как описано выше, желательно, чтобы демпфер выполнял возвращение стрелы в первое положение, когда сила сопротивления становится меньше предельной величины. Гидравлические отклоняющие средства, указанные выше, содержат поршень с цилиндром или другое устройство, в котором использовано рабочее тело для гидравлических систем (масло, воздух), под действием которых демпфер может выдвигаться. Например, демпфер может иметь амортизатор, который может выдвигаться с преодолением отклоняющей силы, например давления воздуха. Также нужно принимать во внимание, что выдвижение демпфера может осуществляться вдоль его продольной оси, а также с применением одного или нескольких звеньев, которые расположены поперек направления выдвижения (например, выдвижение с применением принципа действия ножниц). Предпочтительно, чтобы действие демпфера по возвращению стрелы в рабочее положение было управляемым (например, демпфирующее движение, которое не допускает слишком быстрого перемещения стрелы в первое положение). В частности, целесообразно, чтобы процесс возвращения был управляемым или был растянут во впемени, позволяя осуществить медленное возвращение стрелы в первое рабочее положение. Для возвращения стрелы в первое положение может быть применен механизм наподобие применяемых в устройствах, предназначенных для плавного закрытия дверей.

Еще одним аспектом настоящего изобретения, который может быть использован независимо от предлагаемой сельскохозяйственной машины и/или стабилизирующей системы и/или удерживающей системы или в сочетании с ними, является раскрепляющая система для сельскохозяйственной машины, содержащей:

установочный узел для установки машины на транспортное средство;

маятник, установленный на установочном узле; и

стрелу, прикрепленную к маятнику на шарнирной оси с возможностью поворота.

Раскрепляющая система предназначена для перевода стрелы из первого (рабочего) положения во второе (положение расцепления) в случае, если стрела испытывает сопротивление перемещению, превышающее установленную предельную величину.

Раскрепляющая система содержит:

раскрепляющий шарнир, расположенный между стрелой и установочным узлом и позволяющий стреле, перемещаясь вокруг раскрепляющего шарнира, переходить из первого положения во второе;

раскрепляющую муфту, предназначенную для удержания стрелы в первом положении до тех пор, пока сопротивление не достигнет установленной предельной величины.

Эта система позволяет отводить стрелу назад в случае, когда стрела сталкивается с препятствием или каким-либо другим образом испытывает воздействие силы, способной повредить ее, если она не будет отведена. Отвод стрелы предотвращает ее возможное повреждение. Водитель также получит визуальное предупреждение о том, что стрела встретила препятствие.

Вертикальная опора обычно формирует часть установочного узла указанной машины.

Еще одним аспектом настоящего изобретения является удерживающая система для сельскохозяйственной машины, содержащей:

установочный узел (опорную раму) для установки машины на транспортное средство;

маятник, установленный на установочном узле (опорной раме);

стрелу, прикрепленную к маятнику на шарнирной оси с возможностью поворота; и упор стрелы, который предназначен для ограничения перемещения стрелы с маятником (перемещения маятника); и который может выполнять фиксирующую функцию для (крепления и) удержания стрелы на установочном узле (опорной раме) и ограничения свободного перемещения (маятника) стрелы (относительно установочного узла).

Следует отметить, что ограничение перемещения стрелы ограничивает перемещение маятника и наоборот. Вертикальная опора обычно формирует часть установочного узла машины. Обычно при рабочей конфигурации или в рабочем положении стрела и маятник перемещаются (совместно и) свободно, независимо от установочного узла или рамы. В этом случае стрела и маятник могут свободно перемещаться под действием сил гравитации. В случае необходимости удерживающие средства ограничивают эти свободные перемещения.

Также настоящее изобретение имеет систему, предназначенную для удержания устройства в нерабочем положении. Когда транспортное средство достигает конца полосы пашни или не выполняет рабочие операции, становится нежелательным, чтобы система допускала свободные перемещения. В этом случае необходима более жесткая стабилизирующая система стрелы. Настоящий аспект изобретения обеспечивает выполнение этого условия и, таким образом, позволяет лучше управлять положением стрелы, например, при работе на склоне, решая таким образом проблему управления при развороте, указанную выше.

Необходимо, чтобы машина имела средства настройки угла стрелы относительно маятника. Для этой цели может быть применен по меньшей мере один гидравлический плунжер или подобное устройство. В случае со свободно подвешенным маятником угол между стрелой и маятником может быть настроен подобными средствами настройки. Настройку угла нужно производить медленно, чтобы не нарушить вертикальное положение маятника.

В некоторых случаях требуется значительное количество настроек положения стрелы относительно маятника, например, в случае разворота на склоне холма для работы в противоположном направлении. Операция настройки занимает время, и, как было обнаружено автором настоящего изобретения, является необязательной, так как потребность в работе свободно подвешенного маятника или системы, допускающей свободные перемещения, возникает только в рабочем положении, т.е. при кошении или орошении.

Описываемый аспект изобретения соединяет стрелу с опорной рамой и удерживает стрелу на ней, когда машина не выполняет рабочие операции, например не косит и не орошает. Это позволяет быстро и точно установить угол между стрелой и маятником с минимальным воздействием на маятник, что, в свою очередь, позволяет быстро и безопасно совершать разворот во время работы в поле; указанное более жесткое удержание стрелы также позволяет проще и безопаснее выполнить любой необходимый ремонт стрелы.

Этот аспект настоящего изобретения имеет два положения.

Положение первое: рабочее, или положение с возможностью свободных перемещений. При этом положении стрела может свободно перемещаться с маятником независимо от рамы, а водитель может производить настройку угла между стрелой и маятником.

Положение второе: стабилизированное, или положение удерживания. При этом положении стрела удерживается у рамы, а ее свободные перемещения ограничены.

Настоящий аспект изобретения главным образом относится ко второму положению.

Этого в настоящей машине можно добиться с помощью роликового механизма с двумя роликами, который может быть установлен, например, на стреле, расположенной любой из сторон маятника. Два удерживающих механизма расположены на раме таким же образом. Когда машина находится в нерабочем или удерживающем положении, удерживающий механизм на обоих концах рамы входит в контакт с роликовым механизмом на одном из концов стрелы, соединяя, таким образом, стрелу с рамой и удерживая стрелу на раме. Роликовый механизм, соединенный с удерживающим механизмом, позволяет ограничить перемещения стрелы в направлении, поперечном направлению движения транспортного средства, допуская только перемещения в направлении, параллельном несущей раме. Этот аспект изобретения может также быть описан как удерживающая система для сельскохозяйственной машины, содержащей:

установочный узел (опорную раму) для установки машины на транспортное средство;

маятник, установленный на установочном узле (опорной раме);

стрелу, прикрепленную к маятнику на шарнирной оси с возможностью поворота; и

упор стрелы, предназначенный для остановки движения маятника стрелы.

Например, упор стрелы может содержать удерживающие средства, которые могут перемещаться между (i) первым положением, при котором маятник может осуществлять свободные перемещения, и (ii) вторым положением, препятствующим свободному перемещению маятника.

Указанные удерживающие средства действуют между маятником и стрелой, обеспечивая возможность настройки положения стрелы относительно положения маятника. Кроме того, указанные удерживающие средства могут удерживать стрелу во втором положении, при этом угол наклона стрелы относительно маятника может быть установлен с минимальным воздействием на маятник.

Как указано выше, ограничение перемещения маятника может быть достигнуто с помощью удерживающих средств, которые посредством ограничения (предотвращения) перемещения стрелы ограничивают перемещение маятника или посредством ограничения (предотвращения) перемещения маятника ограничивают перемещение стрелы. В любом случае естественное перемещение маятника (под действием гравитации) предотвращается с помощью удерживающих средств.

Как известно специалистам в данной области, любой соответствующий удерживающий механизм может выполнять функции удерживающих средств. Обычно перемещение стрелы или маятника предотвращается путем соединения стрелы и/или маятника с установочным узлом. При этом может быть использован такой механизм, как управляемая муфта, имеющая первое положение, в котором она не оказывает влияния на перемещение маятника и стрелы, и второе положение, в котором указанная муфта удерживает стрелу и/или маятник у установочного узла с предотвращением ее или его перемещения.

Это может быть достигнуто, например, посредством применения муфты с фрикционным сцеплением, которая, например, при перемещении в одну сторону соединяется с маятником или стрелой, а при перемещении в противоположную сторону сцепляется с установочным узлом. Может быть также применено устройство, включающее охватывающую часть и охватываемую часть. В одном из устройств муфта может соединяться с маятником, стрелой или (в случае расположения на маятнике или стреле) с установочным узлом. Удерживающие средства могут также содержать связь или соединение с маятником или стрелой, выполненное с возможностью приведения в случае необходимости в напряженное состояние для ограничения указанного свободного перемещения (в ненапряженном состоянии свободное перемещение возможно).

Вертикальная опора обычно формирует часть установочного узла машины. В этом случае может быть необходимо, чтобы удерживающие средства удерживали маятник или стрелу у вертикальной опоры опорной рамы.

Еще одним аспектом настоящего изобретения является позиционирующая система стрелы. Эта система предназначена для сельскохозяйственной машины, которая содержит:

установочный узел (опорную раму) для установки машины на транспортное средство;

маятник, установленный на установочном узле (опорной раме);

стрелу, прикрепленную к маятнику на шарнирной оси с возможностью поворота; и средства автоматического позиционирования стрелы, предназначенные для ее перевода из наклонного положения, в котором стрела расположена неперпендикулярно к маятнику или раме в ненаклонное положение, в котором стрела расположена по существу перпендикулярно к маятнику или раме.

Это необходимо для того, чтобы дать водителю машины возможность перемещать стрелу в ненаклонное положение без непрерывной настройки стрелы, как этого требуют другие системы. Кроме того, водитель не должен проверять, находится ли машина на горизонтальной поверхности.

В одном варианте реализации устройства требуется, чтобы система позиционирования стрелы также выполняла функции удерживающей системы для удержания стрелы, описанной выше. Например, позиционирующая система стрелы могла бы в случае необходимости переводить стрелу в ненаклонное положение с последующим удержанием ее в этом положении. Для этой цели указанная система позиционирования может включать по меньшей мере одно натяжное устройство, соединенное с противоположными концами стрелы на противоположных сторонах маятника, так что стрела может быть перемещена из наклонного положения путем приведения в действие натяжного устройства. Указанное по меньшей мере одно натяжное устройство может быть использовано в качестве подъемного устройства и при необходимости снабжено гидравлическим приводом. Указанная система позиционирования стрелы взаимосвязана с удерживающей системой стрелы или является ее частью. Таким образом, когда водитель приводит в действие позиционирующую систему стрелы, стрела автоматически перемещается в ненаклонное положение и удерживается в нем. Указанная система, в частности, может быть применена при совершении разворотов на наклонных поверхностях. Удержание стрелы в установленном положении также предотвращает перемещение стрелы или маятника под действием сил гравитации.

В указанном устройстве для необходимого позиционирования стрелы и осуществления функций удержания также может быть применен любой подходящий для этой цели механизм.

В другом варианте реализации устройства, если машина имеет рабочий режим, например орошение или кошение и нерабочий режим, необходимо, чтобы позиционирующая система стрелы могла быть приведена в действие, когда машина переводится из рабочего режима в нерабочий. В частности, необходимо, чтобы при переключении машины из рабочего режима в нерабочий режим стрела автоматически перемещалась в ненаклонное положение и удерживалась в этом положении. Кроме того, необходимо, чтобы при переключении машины из нерабочего режима в рабочий режим осуществлялся выход (также желательно автоматический) стрелы из ненаклонного положения. В этом случае стрела может быть вновь установлена в необходимое наклонное положение. В результате наклон стрелы на необходимый угол для перемещения транспортного средства в противоположном направлении может быть достигнут при минимальном выводящем из равновесия движении маятника.

В случае, если имеются средства для настройки угла стрелы относительно плунжера, они могут быть встроены в позиционирующую систему стрелы. Может быть применен любой подходящий для этой цели механизм, однако желательно, чтобы средства настройки имели привод.

Обычно именно средства настройки регулируют угол стрелы относительно маятника. В любом случае желательно, чтобы позиционирующая система стрелы перемещала стрелу в ненаклонное положение, даже если наклонное положение удерживается средствами настройки (которые по меньшей мере в одном варианте реализации изобретения не принимают активного участия в работе позиционирующей системы стрелы). Ненаклонное положение стрелы, таким образом, может также быть достигнуто посредством позиционирующей системы стрелы, которая выводит стрелу из ее положения (это положение рассматривается как положение, установленное системой настройки, например, когда стрела удерживается в состоянии, зависящем от ориентации установочного узла). В варианте реализации изобретения, где позиционирующая система стрелы и средства настройки являются разными функциями единой системы, позиционирующая система стрелы может перемещать стрелу в ненаклонное положение в автоматическом режиме путем приведения в действие средств настройки.

Возможно также такое выполнение позиционирующей системы, при котором она может освобождать средства настройки, так что положение стрелы может быть изменено без существенного сопротивления со стороны средств настройки. В этом варианте реализации изобретения приведение в действие средств настройки для настройки угла стрелы относительно маятника нейтрализуется из-за отсутствия возможности удержания угла стрелы относительно маятника. Это позволяет маятнику оставаться в вертикальном положении, причем угол стрелы относительно маятника может быть настроен другими средствами.

Когда машина находится в положении готовности возобновить работу, удерживающее устройство выводится из зацепления. Стрела на этом этапе автоматически устанавливается параллельно поверхности почвы и возвращается в рабочее или свободное положение.

В одном варианте позиционирующая система стрелы и средства настройки стрелы могут взаимодействовать, например, являясь частью одной системы. Таким образом, например, возможно приведение в действие позиционирующей системы стрелы, в том числе с целью освободить стрелу с помощью средств настройки. В одном из вариантов реализации изобретения средства настройки имеют гидравлический привод, и при приведении в действие позиционирующей системы стрелы гидравлическое давление средств настройки перестает действовать. Например, приведение в действие позиционирующей системы стрелы может вызывать отключение гидравлического привода средств настройки.

В одном из вариантов реализации устройства, если машина имеет рабочий режим, когда она осуществляет, например, орошение или кошение и нерабочий режим, например, когда машина не осуществляет орошение или кошение, желательно, чтобы позиционирующая система стрелы автоматически приводилась в действие при переключении машины из рабочего режима в нерабочий режим, а приведение в действие позиционирующей системы стрелы, в свою очередь, автоматически отключало привод средств настройки. Таким образом, если происходит переключение с рабочего режима машины или выключение этого режима, стрела автоматически перемещается в ненаклонное положение. Если позиционирующая система стрелы также выполняет функцию удержания стрелы с предотвращением ее свободного движения, то при развороте транспортного средства стрела удерживается с предотвращением нежелательного раскачивания маятника. Это происходит автоматически, и водитель может не беспокоиться о положении стрелы машины.

В одном из вариантов реализации позиционирующая система стрелы содержит подъемный механизм, который соединен с противоположными сторонами стрелы на противоположных сторонах маятника. Подъемный механизм предназначен для подтягивания стрелы в ненаклонное или горизонтальное положение. Подъемный механизм может быть упруго соединен со стрелой, например, посредством одного (или более) упругого соединения. При этом стрела находится в свободном или рабочем положении. Когда позиционирующая система стрелы приводится в действие, механизм подъема стрелы натягивает связь (связи), переводя ее (их) в напряженное состояние и перемещая стрелу в желаемое положение (например, производя одинаковое натяжение с каждой стороны стрелы и перемещая ее в желаемое положение).

В одном из вариантов реализации устройства машина имеет гидропривод, причем позиционирующая система стрелы, механизм настройки угла стрелы и механизм для поднятия и опускания вертикальной опоры установочного узла имеют гидравлический привод. В одном из вариантов реализации устройства позиционирующая система стрелы содержит двухходовой гидравлический плунжер, привод которого позволяет его выдвигать и отводить. Желательно, чтобы гидравлическое питание для осуществления отведения плунжера осуществлялось от той же гидравлической линии, которая осуществляет гидравлический привод работы машины. Кода машина работает, она потребляет значительную часть гидравлической энергии линии. Обычно остаточное давление в линии бывает недостаточным для того, чтобы выдвинуть двухходовой плунжер. Когда машина перестает работать, количество свободной гидравлической энергии (именно она выдвигает плунжер) значительно возрастает и становится достаточным для выдвижения плунжера и, следовательно, для перемещения стрелы в ненаклонное положение.

Кроме того, в некоторых конструкциях желательно, чтобы при приведении в действие позиционирующей системы стрелы гидравлическое питание механизма настройки угла было прекращено. Желательно, чтобы другая сторона (сторона выдвижения) двухходового гидравлического плунжера имела общий источник гидравлического давления с механизмом опускания и подъема вертикальной опоры опорной рамы. Обычно этот механизм предназначен для настройки положения стрелы по высоте. Обычно давление в этой линии бывает достаточным для того, чтобы выдвинуть плунжер назад при увеличении давления, выдвигающего плунжер (это происходит тогда, когда гидравлическая энергия расходуется на питание машины, и машина работает). Эта простая гидравлическая конфигурация может позволить осуществлять автоматическое позиционирование стрелы, когда питание машины прекращается. Настоящее изобретение распространяется на сельскохозяйственную машину, стабилизирующую систему, раскрепляющую систему, удерживающую систему, позиционирующую систему стрелы, как показано на приложенных чертежах.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 изображает вид сбоку (с частичным разрезом) предлагаемой машины и дополнительных аспектов изобретения, а именно стабилизирующей системы и раскрепляющей системы (для наглядности плечи стрелы не изображены);

фиг.2 изображает вид спереди машины, изображенной на фиг.1 (с плечами стрелы);

фиг.3 изображает схему объединенной стабилизирующей и раскрепляющей системы в исходном (первом) положении;

фиг.4 изображает схему объединенной стабилизирующей и раскрепляющей системы в развернутом назад (втором) положении;

фиг.5 изображает вид сбоку с частичным разрезом машины с дополнительно встроенной удерживающей системой в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.6 - вид спереди оборудования, изображенного на фиг.5.

фиг.7Н-К и 7R-S - принципиальные схемы различных вариантов реализации удерживающей системы и различные ее положения, а также возможные системы соединения;

фиг.8 - вид сбоку предлагаемой машины, аналогичный виду на фиг.1, и содержащий позиционирующую систему стрелы;

фиг.9 - вид сбоку машины, аналогичный виду на фиг.1, с другим встроенным механизмом опоры шарнира маятника;

фиг.10 - вид сбоку машины, аналогичный виду на фиг.1, со встроенной удерживающей системой в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения.

Подробное описание чертежей

Ниже различные аспекты настоящего изобретения будут описаны со ссылками на чертежи.

На фиг.1-4 и, в частности, на фиг.1-2 изображена сельскохозяйственная машина 1. Машина 1 содержит установочный узел 2, который имеет по меньшей мере одну вертикальную опору 3. Узел 2 имеет соединительную деталь 4 трехточечной навесной системы, которая позволяет соединить машину 1 с соединительной деталью трехточечной навесной системы трактора. Машина 1 может быть присоединена с передней или задней стороны трактора.

Опора 3 нижним концом 5 на шарнирном соединении установлена на деталь 4, как описано в PCT/IE02/00097. Опора 3 регулируется по высоте относительно детали 4 при помощи гидравлического плунжера, который находится внутри опоры 3 и с помощью которого опора 3 может телескопически выдвигаться. Аккумулятор 6, гидравлически соединенный с внутренним плунжером, при ударах выполняет функцию устройства гидравлической упругости или демпфера опоры 3.

На верхнем конце 7 опоры 3 установлено поддерживающее звено или перекладина 8. Звено 8 обычно располагается горизонтально и перпендикулярно к верхнему концу 7.

Маятник 10 первым концом 11 с помощью дугообразного роликового устройства 12 подвешен к верхнему концу 7. Между частью маятника, соединенной с дугообразным роликовым устройством, и остальной частью маятника имеется первое шарнирное соединение 13. Соединение 13 позволяет устройству 12 следовать его траектории.

На нижнем (втором) конце 25 маятника 10 расположена стрела 26. Стрела 26 шарнирно соединена с концом 25 маятника 10.

Механизм настройки, имеющий форму гидравлического плунжера 20 (фиг.2), установлен между кронштейном 40, закрепленном на маятнике 10, и плечом 41, закрепленном на несущем плече 21, которое является частью стрелы. Этот плунжер может быть применен для настройки угла стрелы 26 относительно маятника. Настройка указанного угла целесообразна в тех случаях, когда не требуется, чтобы стрела была перпендикулярна маятнику.

Стрела 26 имеет поддерживающие звенья 28, на которых расположены плечи 29 стрелы (фиг.2). На стреле имеются режущие головки 42 для выполнения операций по срезанию верхушек растений (или подобных операций). Для направления режущих элементов имеется ограждение 43 (фиг.1).

Также на стреле 26 установлены плунжеры 44 и 45. Они присоединены между маятником 10 и плечами 41. Каждый из плунжеров может поднимать или опускать соответствующее плечо в направлении А. Плечи 41 могут быть повернуты вверх и вниз в направлении маятника 10. В этом варианте реализации изобретения опора 7 может поворачиваться (в ее нижней части) по отношению к опоре 3. Плунжер 46 может выполнять поворот опоры 7 относительно установочного узла. Нужно принимать во внимание, что вертикальная опора предназначена для поддержки маятника в вертикальном или по существу вертикальном положении, позволяя, таким образом, маятнику находиться в свободно подвешенном состоянии. Любая опора, такая как рама, которая может содержать поперечные звенья, обеспечивающая такую поддержку маятника, считается вертикальной опорой.

Имеется вторая вертикальная опора 14, составляющая часть установочного узла. Опора 14 соединена с перекладиной 8, а также (посредством раскоса 15) с полой стойкой 16. Стойка 16 образует часть направляющей системы натяжного механизма, которая содержит угловой кронштейн 17. Кронштейн 17 образует корпус 18, в котором установлена пружина 19 сжатия. Стойка 16 имеет форму перевернутой буквы Y, каждая ветвь 30 которой отходит в поперечном направлении наружу от стволового участка 31 в области 32 соединения раскоса 15 и стойки 16. На нижних концах 33 стойки 16 с внутренней стороны имеются шкивы 34. Поэтому нижние концы 33 расположены на противоположных сторонах маятника 10.

Также на опоре 14 имеются объединенные шарнир маятника и раскрепляющий шарнир 50. Объединение шарнира 51 маятника и двойного раскрепляющего шарнира 52 описанным образом составляет еще один аспект настоящего изобретения.

Нужно отметить, что устройство 12 и шарнир 51 установлены таким образом, чтобы между ними было взаимодействие, например, чтобы дать маятнику 10 возможность раскачиваться под действием гравитации посредством одновременного движения дугообразного роликового устройства и поворота вокруг шарнира 51 маятника. Для этого шарнир 51 зафиксирован и перемещается с маятником только в тех случаях, когда работает раскрепляющий механизм (что описано более подробно ниже со ссылками на фиг.3 и 4).

Стабилизирующая система (фиг.1) содержит жесткий демпфер 60, который имеет стержень в форме полой распорной детали 61. Размеры стержня определяются с тем расчетом, чтобы его охватываемая часть (один его конец) входила в охватывающую деталь 62. Охватываемая и охватывающая детали выполнены таким образом, что образуют шарнирное соединение. Деталь 62 соединена со стрелой 26. Связь в виде троса 70 обоими концами (71 и 72) соединена со стрелой 26 (фиг.3) и, в частности, с соответствующими плечами 41 (правым и левым) на противоположных сторонах маятника. В частности, охватывающая приемная деталь выполняется из упруго деформируемого материала, такого, как резина, и, следовательно, может работать как гибкое соединение, изгибаясь, когда охватываемая деталь поворачивается внутри нее на угол 360°. Шарнирная муфта работает как демпфер для стабилизации стрелы при воздействии нежелательных сил, так как сопротивление перемещению детали 61 в детали 62 возрастает с возрастанием угла перемещения. Нормальная работа обычно не нарушается, пока более значительные угловые перемещения детали 61 (вызванные относительно большим дуговым перемещением стрелы из-за воздействия нежелательных сил) демпфируются достаточно интенсивно и быстро.

Стабилизирующая система описываемого варианта реализации изобретения также содержит два шкива 80, установленных на общем осевом креплении 81 в корпусе 18. Еще один шкив 82 установлен на подвижном осевом креплении 83. Шкив 82 и крепление 83 предназначены для передачи сил сжатия троса 70 (в ответ на перемещение плеч 41 во время работы раскрепляющего механизма) на пружину 19 (сжимая, таким образом, пружину 19).

Как видно из фиг.1, 3 и 4, трос 70 отходит от стрелы 26 (в частности, от одного ее плеча 41) через охватывающую деталь 62 и деталь 61, далее трос 70 направляется в верхнюю часть ветви 30 стойки 16 через ее участок 31, огибая один из шкивов 80 на шкив 82 и обратно в зеркальном отображении (через другой шкив 80) на другое плечо 41 стрелы 26.

Нужно отметить, что демпфер частично создается путем удержания охватываемой детали стержня 61 в детали 62, а также путем изгибания троса 70, на котором установлена деталь 61. Это удержание частично осуществляется благодаря тросу 70, так как стержень 61 представляет собой жесткую полую втулку, которая не зафиксирована ни на одном из концов. Следует принимать во внимание, что на конце 33 ветви 30 для каждого демпфирующего устройства может иметься вторая приемная охватывающая деталь.

Также на этом этапе нужно отметить, что маятник 10 имеет верхнюю часть 90 и нижнюю часть 91, имеющие возможность кручения относительно друг друга вокруг шарнирной линии 92 вплоть до аварийного отделения.

Ниже со ссылками на фиг.3 и 4 описана работа раскрепляющей системы.

На схемах, изображенных на фиг.3 и 4, показана ситуация, когда правое плечо 41 испытало воздействие силы сопротивления, значение которой превышает заданную в раскрепляющей системе величину. Направление силы обозначено стрелкой В. Нужно отметить, что в этот момент рама 4, опора 3, включая перекладину 8, опору 14, раскос 15, стойку 16 и верхнюю часть 90 маятника 10 сохраняют свое относительное положение, а и стрела 26 удерживается нижней частью 91 маятника 10 и перемещается в ответ на действие раскрепляющего механизма.

Шарнир 51 маятника удерживается на опорной пластине 55 с помощью шарнирного крепления 56. Когда раскрепляющий механизм приводится в действие, трос 70 испытывает увеличенное напряжение от стрелы. Напряжение передается через трос (как описано выше) на пружину 19, вызывая ее сжатие за счет перемещения шкива 82 и его крепления 83.

Одновременно с этим двойной раскрепляющий шарнир открывается со стороны 54, вызывая аварийное отделение нижней части 91 маятника 90 от остальной машины. При этом шарнир 51 маятника отводится (разумеется, вместе со стрелой 26 и правым плечом 41). Когда сила перестает действовать, двойной шарнир 52 закрывается, и раскрепляющий механизм выключается автоматически (в направлении, обозначенном стрелкой С) под действием напряжения пружины 19, стремящейся вернуться в исходное состояние. В случае воздействия значительной силы на левую сторону стрелы отделение произойдет таким же образом путем открывания двойного шарнира со стороны 53.

Поворот деталей 61 может происходить посредством изгиба деталей 62 вокруг деталей 61, как показано стрелками D (фиг.3).

На фиг.5 и 6 изображена удерживающая система 65 для удержания сельскохозяйственной машины, имеющей упор стрелы. Машина 1 обычно имеет такую же конструкцию, как показано на предыдущих чертежах, но имеет встроенную удерживающую систему. Сельскохозяйственная машина 1 имеет:

установочный узел 2 (опорную раму) для установки машины на транспортное средство;

свободно подвешенный маятник 10, установленный на установочном узле; и

стрелу 26, прикрепленную к маятнику на шарнирной оси 22 с возможностью поворота.

Удерживающая система содержит по меньшей мере один роликовый или шарнирный механизм 66. Механизм 66 находится или на стреле, или на опорной раме, он соединен с механизмом 67 удерживающего или рецептивного типа, который находится на противоположной стороне. Таким образом осуществляется соединение рамы со стрелой, а стрела получает возможность перемещаться параллельно раме (или вместе с рамой), которая удерживает стрелу и ограничивает ее перемещение в любом другом направлении, когда машина не выполняет операций кошения или орошения.

Описанная удерживающая система может содержать удерживающий механизм, который включает роликовый механизм 66, установленный на стреле. Когда удерживающая система приведена в действие, механизм 66 входит в контакт с удерживающим устройством 67, расположенным на раме. Таким образом стрела соединяется с рамой, причем стрела может свободно перемещаться только в направлении, параллельном раме. Кроме того, изобретение относится к машине, в которой удерживающее устройство содержит механизм рычажного типа, соединенный или со стрелой, или с рамой (см. ссылку на фиг.8, указанную ниже). Указанная рычажная система может входить в контакт и взаимодействовать с жесткой удерживающей системой на другой стороне, соединяя таким образом стрелу с рамой и допуская только параллельное перемещение стрелы относительно рамы. Также в настоящем изобретении имеется режим, при котором в случае приведения в действие удерживающего устройства происходит выключение плунжера или средств изменения угла стрелы относительно маятника. Это позволяет раме, которая в этот момент соединена со стрелой, установить угол стрелы относительно маятника.

На фиг.5 и 6 изображена машина, содержащая несущую раму (или деталь для соединения по трем точкам) и опору 3, настраиваемую по высоте. На вертикальной опоре установлен маятниковый механизм 10, на котором установлена стрела 26, шарнирно соединенная с маятником 10. Плунжер или привод 20 предназначен для настройки положения стрелы относительно маятника.

На фиг.5 и 6 изображен роликовый механизм 66, установленный на стреле 26. Удерживающий механизм 67 установлен на опоре 68, которая, в свою очередь, установлена на несущей раме 4. Как показано на фиг.6, роликовый и удерживающий механизмы находятся на одной из сторон плеча. Когда стрелу поднимают, ролики 66 стыкуются с соответствующими удерживающими механизмами 67, которые затем удерживают стрелу 26 по существу в горизонтальном положении.

Фиг.7 (7I и 7К) схематично иллюстрирует (в положении удержания) роликовый механизм 66, входящий в контакт с удерживающим механизмом 67. На фиг.7Н изображено рабочее положение, в котором роликовый механизм 66 находится на расстоянии (в вертикальном направлении) от удерживающего механизма 67 (который в изображенном варианте реализации изобретения представляет собой Т-образную деталь). В положении зацепления (фиг.7I и 7К) ролик 66 находится в контакте с поперечиной 63 на стволовом участке 64 Т-образной детали (см. также фиг.5 и 6). В положение контакта ролик 66 переходит посредством перемещения стрелы 26 в направлении, обозначенном стрелкой D. Это сдерживает перемещение стрелы 26 (так как ролик 66 находится на стреле) вверх более надежно, чем удерживающий механизм, но позволяет стреле перемещаться в направлении, поперечном направлению перемещения транспортного средства. То есть стрела может перемещаться влево и вправо, как показано в сравнении на фиг.7I и 7К, но только параллельно несущей раме 4, которая несет на себе опору 68, или параллельно удерживающему механизму 66. Другими словами, ролики 66 могут перемещаться к краю поперечин 63 и обратно.

В этом варианте реализации изобретения, когда роликовый механизм 66 входит в контакт с удерживающим механизмом 67, плунжер 20 отключается и может свободно втягиваться или выдвигаться, позволяя роликовому механизму 66 в удерживающем механизме 67 изменять угол стрелы относительно маятника. Это перемещение изображено в виде изменения положения стрелы (фиг.7I и 7К).

Также на фиг.7 приведены схемы 7R, 7S и 7J. На них изображен другой вариант реализации изобретения с применением осей поворота или механизма рычажного типа. В удерживающем положении (фиг.7S и 7J) стрела может перемещаться параллельно раме. В частности, в этом варианте реализации изобретения стрела 26 закреплена на жестком звене 87 с помощью двух связей 88. Имеется упор или стопор 89. На фиг.7К изображено рабочее или свободное положение, в котором стрела перемещается свободно. На фиг.7S и 7J стрела перемещена вертикально вверх, а жесткое звено 87 состыковано с упором 89. В этом положении связи 88 удерживают стрелу 26 от перемещения в вертикальном направлении, но, как видно на фиг.7J, позволяют стреле осуществлять перемещение в поперечном направлении. На фиг.5-7 изображена удерживающая система для сельскохозяйственной машины 1, содержащей

установочный узел (опорную раму) 4 для установки машины на транспортное средство;

маятник 10, установленный на установочном узле (опорной раме); и

стрелу, которая установлена на маятнике на шарнирной оси с возможностью поворота стрелы относительно маятника.

Также на фиг.5-7 изображены удерживающие средства для (соединения и) удержания стрелы на установочном узле (опорной раме), ограничивающие свободное перемещение стрелы. В указанных вариантах реализации изобретения роликовое устройство и удерживающее устройство образуют удерживающие средства.

На фиг.8 изображена удерживающая система для сельскохозяйственной машины, которая в настоящем изобретении также является позиционирующей системой стрелы.

В частности, машина 1 - это та же самая машина, что изображена на фиг.1-4. Кроме того, в ней имеется механизм или система 73, которая работает и как позиционирующая система стрелы, и как удерживающая система стрелы. Этот вариант реализации изобретения желателен потому, что механизм не мешает работе демпфера или раскрепляющего устройства, которые также образуют часть машины, как описано выше.

В частности, механизм 73 предназначен для приведения в действие позиционирующей системы стрелы, чтобы также осуществлять отделение стрелы с помощью средств настройки в виде настроечного плунжера 20 посредством удаления гидравлического давления из средств настройки. В этом варианте реализации изобретения работа механизма 73 выключает клапан, управляющий гидравлическим питанием плунжера 20. В одном варианте реализации изобретения сброс давления в плунжере 20 осуществим, когда клапан перекрыт, например, рабочая жидкость в плунжере 20 может быть сброшена в другую камеру плунжера. Другими словами, отсутствует удерживающее гидравлическое давление, которое препятствует работе системы 73. В этом отношении позиционирующая система стрелы может легко компенсировать любое незначительное сопротивление рабочей жидкости в плунжере 20 (сопротивление возникает из-за остаточного давления), так как рабочая жидкость без избыточного давления не оказывает какого-либо значительного сопротивления перемещению плунжера 20 позиционирующей системы стрелы.

Например, приведение в действие позиционирующей системы стрелы может вызвать выключение источника гидравлической энергии, питающего средства настройки. Желательно, чтобы при переключении машины с рабочего режима на нерабочий питание плунжера 20 гидравлической энергией выключалось, например, с помощью клапанного механизма.

Система 73 автоматически приводится в действие, когда машину переключают с рабочего режима на нерабочий, а приведение в действие позиционирующей системы стрелы автоматически отключает питание средств настройки (как было описано выше). Это означает, что если рабочий режим машины переключают или выключают, стрела 26 автоматически перемещается в ненаклонное положение. В описываемом варианте реализации изобретения система 73 также удерживает стрелу и маятник от свободных перемещений маятника. Это осуществляется автоматически, и водитель может не заботиться о положении стрелы.

В описываемом варианте реализации изобретения система 73 содержит подъемный механизм, который в данном варианте реализации имеет двухходовой гидравлический плунжер 74, установленный нижним концом 78 на раскосе 15, питание которого для выдвижения осуществляется через питающую линию 75, а питание для отвода через отводящую линию 76. Плунжер 74 верхним концом 79 соединен с противоположными сторонами стрелы 26 на противоположных сторонах маятника 10. Подъем (выдвижение) плунжера 74 толкает стрелу 26 в ненаклонное или горизонтальное, положение, так как плунжер 74 связан со стрелой двумя тягами в виде цепей 77. В описываемом варианте реализации изобретения цепи 77 натянуты, когда поршень 84 почти полностью перемещает плунжер 74 из цилиндра 85 в выдвинутое положение. Цепи 77 слабо натянуты, когда стрела находится в свободном или рабочем положении, а поршень 84 втянут в цилиндр 85. Следовательно, в этом положении цепи не мешают нормальной работе маятника или стрелы. Когда система 73 приводится в действие, механизм подъема стрелы тянет цепи, приводя их в напряженное состояние, показанное на фиг.8. а затем перемещает стрелу в желаемое положение благодаря тому, что тянет с одинаковым усилием с обеих ее сторон. До тех пор пока это положение не изменится, стрела будет удерживаться в желаемом положении.

В описываемом варианте реализации изобретения машина имеет гидравлический привод, позиционирующая система стрелы, как и механизм настройки угла стрелы и механизм для поднятия и опускания вертикальной опоры установочный узел. Питание 75 гидравлического выдвижения плунжера осуществляется от той же гидравлической линии, что и питание работы машины. Когда машина работает, она потребляет значительную часть гидравлической энергии линии. Обычно остаточное давление в линии бывает недостаточным для выдвижения двухходового плунжера. Когда машину останавливают, гидравлической энергии для выдвижения плунжера 74 становится значительно больше, и энергия становится достаточной для выдвижения плунжера и, следовательно, для перемещения стрелы в ненаклонное положение. Следует отметить, что при выдвижении плунжера 74 механизм удерживает стрелу и маятник от перемещений маятника. Кроме того, раскрепляющий механизм может работать вне зависимости от того, включена или отключена позиционирующая система стрелы (фиг.8), так как позиционирующая система стрелы позволяет перемещать плечи стрелы в направлении раскрепления.

В описываемом варианте реализации изобретения линия 76, питающая отвод двухходового гидравлического плунжера, имеет общий гидравлический источник с механизмом для опускания и поднятия части вертикальной опоры опорной рамы. Обычно давление в этой линии бывает достаточным для втягивания плунжера, когда для выдвижения плунжера действует более низкое давление (например, когда при работе машины гидравлическая энергия расходуется на ее питание). Эта простая гидравлическая конфигурация может позволить осуществлять автоматическое позиционирование стрелы при выключении машины. На фиг.9 изображен вариант реализации изобретения, в котором на противоположных концах маятника 10 также имеются два демпфера 60, жесткое звено 52 отходит от шарнира 51 маятника к каждому демпферу 60, непрямо соединяя таким образом шарнир маятника с установочным узлом 4, например, с его вертикальной опорой 3. Жесткие звенья 52 могут быть соединены таким образом, что формируют раму, которая соединяет шарнир с демпфером (демпферами) и/или с любой другой точкой вертикальной опоры. Таким образом, шарнир маятника расположен между маятником и поддерживающей его рамой.

На фиг.10 изображен альтернативный вариант реализации удерживающего механизма (в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения) машины, аналогичной по конструкции вариантам, изображенным на всех предшествующих чертежах. В частности, удерживающий механизм 67 представляет собой консоль на установочном узле 4, которая проходит по направлению к стреле. Роликовый механизм имеет ролик 66, шарнирно соединенный со стержнем 69, который при поднятии стрелы на необходимую высоту (например, на высоту, большую обычной рабочей высоты) стыкуется с кронштейном 67. Так как такой механизм имеется на каждой стороне стрелы, этим способом осуществляется выравнивание стрелы.

Следует отметить, что определенные особенности изобретения, которые для большей ясности были описаны в контексте отдельных вариантов реализации, могут также сочетаться в одном варианте реализации. И, наоборот, различные особенности изобретения, которые для краткости были описаны в контексте одного варианта реализации, могут присутствовать по отдельности или в каких-либо соответствующих для конкретного случая сочетаниях.

Слова «содержит/содержащий» и выражения «имеющий/состоящий из» в тексте со ссылками на настоящее изобретение применяются с целью определить наличие указанных особенностей, чисел, шагов или компонентов, но не исключают наличия или добавления одной или более особенностей, чисел, шагов, компонентов или их групп.

Группа изобретений относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использована в машинах для кошения или орошения. Сельскохозяйственная машина имеет установочный узел для ее установки на трактор. На установочном узле расположен маятник. Для осуществления операций кошения или орошения на маятнике на шарнирной оси установлена стрела. Стабилизирующая система стабилизирует стрелу от перемещений под действием нежелательных сил, которые нарушают ее естественное положение. Стабилизация стрелы осуществляется посредством закрепленного между опорной рамой и стрелой жесткого демпфера для демпфирования относительных перемещений стрелы и рамы. Демпфер имеет шарнирную муфту, которая позволяет ему поворачиваться и следовать за движением стрелы. Изобретения обеспечивают стабилизацию стрелы и предотвращают ее повреждения за счет демпфирования любого нежелательного колебания, вызванного движением трактора по возвышенностям и бороздам. 9 н. и 24 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Стабилизирующая система для сельскохозяйственной машины, содержащей:
установочный узел для установки машины на транспортное средство;
маятник, установленный на установочном узле; и
стрелу, шарнирно прикрепленную к маятнику на шарнирной оси с возможностью поворота;
предназначенная для стабилизации стрелы с предотвращением ее смещения под действием нежелательных сил, которые нарушают естественное положение стрелы, содержащая:
жесткий демпфер, расположенный между установочным узлом и стрелой, предназначенный для демпфирования относительного перемещения стрелы и опорной рамы под действием указанных нежелательных сил; и содержащий по меньшей мере: (i) жесткий стержень и шарнирную муфту, которые образуют универсальный шарнир; или (ii) жесткий стержень и шарнирную муфту, которые образуют сферический шарнир; или (iii) жесткий стержень и шарнирную муфту, которые включают охватываемую деталь стержня, которая выполнена с возможностью введения в охватывающую приемную деталь с возможностью поворота в ней; или (iv) жесткий стержень и шарнирную муфту, которые образуют деформируемое соединение; или любое их сочетание, что позволяет демпферу шарнирно поворачиваться по меньшей мере относительно опорной рамы или по меньшей мере относительно стрелы, вследствие чего демпфер может следовать за перемещением стрелы.

2. Стабилизирующая система по п.1, отличающаяся тем, что демпфер содержит жесткий стержень, который может свободно поворачиваться на одном или обоих концах.

3. Стабилизирующая система по п.2, отличающаяся тем, что указанный стержень может свободно поворачиваться вокруг одного или обоих концов.

4. Стабилизирующая система по по п.2, отличающаяся тем, что стержень отходит от установочного узла к стреле в направлении, по существу, перпендикулярном продольной оси стрелы.

5. Стабилизирующая система по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что в ней имеется дополнительный демпфер.

6. Стабилизирующая система по п.5, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит средства присоединения, отходящие от шарнира маятника к каждому демпферу для соединения шарнира маятника с опорой.

7. Стабилизирующая система по п.5, отличающаяся тем, что демпферы установлены на противоположных сторонах маятника.

8. Стабилизирующая система по п.5, отличающаяся тем, что демпфер является выдвижным.

9. Стабилизирующая система по п.1, отличающаяся тем, что машина дополнительно содержит раскрепляющую систему для раскрепления стрелы, находящейся в первом положении, и перевода ее во второе положение в случае, когда стрела испытывает сопротивление перемещению, превышающее установленную величину, а демпфер или демпферы выполнен или выполнены с обеспечением возможности функционирования раскрепляющей системы.

10. Стабилизирующая система по п.9, отличающаяся тем, что раскрепляющая система содержит:
раскрепляющий шарнир, расположенный между стрелой и установочным узлом для обеспечения возможности перемещения стрелы из первого положения во второе вокруг раскрепляющего шарнира; и
раскрепляющую муфту для удержания стрелы в первом положении до тех пор, пока сопротивление не достигнет установленной величины.

11. Стабилизирующая система по п.10, отличающаяся тем, что раскрепляющая муфта имеет демпфер.

12. Стабилизирующая система по п.10 или 11, отличающаяся тем, что раскрепляющая муфта содержит напряженную связь, проходящую через направляющий элемент и действующую между стрелой и установочным узлом с обеспечением возможности перемещения стрелы вокруг раскрепляющего шарнира во второе положение путем выпуска связи на дополнительную длину, когда сопротивление достигает предельной величины.

13. Сельскохозяйственная машина, содержащая
установочный узел для установки машины на транспортное средство;
маятник, установленный на установочном узле;
стрелу, прикрепленную к маятнику на шарнирной оси с возможностью поворота; и
стабилизирующую систему по любому из предшествующих пунктов.

14. Раскрепляющая система для сельскохозяйственной машины, содержащей:
установочный узел для установки машины на транспортное средство;
маятник, установленный на установочном узле; и
стрелу, прикрепленную к маятнику на шарнирной оси с возможностью поворота;
предназначенная для раскрепления стрелы, находящейся в первом положении, и перемещения ее во второе положение в случае, когда стрела испытывает сопротивление перемещению, превышающее предельную величину, содержит:
раскрепляющий шарнир между стрелой и установочным узлом, позволяющий стреле перемещаться из первого положения во второе вокруг раскрепляющего шарнира;
раскрепляющую муфту для удержания стрелы в первом положении до тех пор, пока сопротивление не превысит предельной величины.

15. Сельскохозяйственная машина, имеющая:
установочный узел для установки машины на транспортное средство;
маятник, установленный на установочном узле;
стрелу, которая установлена на шарнирном соединении на маятнике на шарнирной оси, что позволяет стреле поворачиваться относительно маятника;
раскрепляющую систему по п.14.

16. Сельскохозяйственная машина, имеющая:
установочный узел для установки машины на транспортное средство;
маятник, установленный на установочном узле;
стрелу, прикрепленную к маятнику на шарнирной оси с возможностью поворота;
стабилизирующую систему по любому из пп.1-12;
раскрепляющую систему по п.14.

17. Машина, содержащая:
установочный узел, содержащий по меньшей мере одну вертикальную опору, установленную с возможностью поворота или с фиксацией от поворота по отношению к опорной раме;
маятник, первый конец которого подвешен на вертикальной опоре с помощью дугообразного роликового устройства, а на втором конце установлена с возможностью поворота стрела;
шарнир маятника, который расположен между первым и вторым концами маятника и который шарнирно соединяет маятник с вертикальной опорой;
причем
имеется дугообразное роликовое устройство, которое установлено во взаимодействии с шарниром маятника с обеспечением возможности раскачивания маятника под действием гравитации посредством одновременного перемещения дугообразного роликового устройства и поворота вокруг шарнира маятника; и
стрелу, шарнирно присоединенную ко второму концу маятника.

18. Машина по п.17, дополнительно содержащая стабилизирующую систему по любому из пп.1-12.

19. Машина по п.17 или 18, дополнительно содержащая раскрепляющую систему по п.14.

20. Машина по п.17, дополнительно содержащая стабилизирующую систему по любому из пп.1-12 и раскрепляющую систему по п.14.

21. Удерживающая система для сельскохозяйственной машины, имеющей:
(i) установочный узел для установки машины на транспортное средство;
(ii) маятник, установленный на установочном узле;
(iii) стрелу, прикрепленную к маятнику на шарнирной оси с возможностью поворота; и
(iv) упор стрелы для остановки движения маятника стрелы.

22. Удерживающая система по п.21, отличающаяся тем, что упор стрелы содержит удерживающие средства, предназначенные для удержания стрелы у установочного узла и ограничивающие перемещения маятника стрелы.

23. Удерживающая система по п.22, отличающаяся тем, что удерживающие средства действуют между маятником или стрелой и могут перемещаться между (i) первым положением, в котором обеспечена возможность свободного перемещения маятника или стрелы, и (ii) вторым положением, в котором свободное перемещение маятника или стрелы предотвращено.

24. Удерживающая система п.22, отличающаяся тем, что удерживающие средства действуют между маятником или стрелой таким образом, что положение стрелы относительно маятника может быть настроено.

25. Удерживающая система по п.21, дополнительно содержащая средства настройки угла наклона стрелы относительно маятника.

26. Удерживающая система по п.25, отличающаяся тем, что средства для настройки угла стрелы содержат по меньшей мере один гидравлический плунжер, который позволяет управлять процессом настройки угла наклона стрелы относительно маятника.

27. Удерживающая система по любому из пп.22-26, отличающаяся тем, что удерживающие средства удерживают стрелу во втором положении, при этом угол наклона стрелы относительно маятника может быть установлен с минимальным воздействием на маятник.

28. Позиционирующая система для позиционирования стрелы сельскохозяйственной машины, содержащей:
(i) установочный узел для установки машины на транспортное средство;
(ii) маятник, установленный на установочном узле;
(iii) стрелу, прикрепленную к маятнику на шарнирной оси с возможностью поворота; и
(iv) средства автоматического позиционирования стрелы, предназначенные для перевода стрелы из наклонного положения, в котором стрела не перпендикулярна маятнику или раме, в ненаклонное положение, в котором стрела, по существу, перпендикулярна или маятнику, или раме, а также автоматического приведения стрелы в ненаклонное положение при переключении машины с рабочего режима на нерабочий режим и наоборот.

29. Позиционирующая система по п.28, дополнительно содержащая удерживающую систему по пп.22-27.

30. Позиционирующая система по п.29, отличающаяся тем, что позиционирующая система стрелы взаимосвязана с удерживающей системой стрелы или является ее частью.

31. Позиционирующая система по любому из пп.28-30, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере одно натяжное устройство, соединенное с противоположными концами стрелы на противоположных сторонах маятника, так что стрела может быть перемещена из наклонного положения путем приведения в действие натяжного устройства.

32. Позиционирующая система по п.31, отличающаяся тем, что натяжное устройство использовано в качестве подъемного устройства и при необходимости снабжено гидравлическим приводом.

33. Стабилизирующая система для сельскохозяйственной машины, имеющей:
(i) установочный узел для установки машины на транспортное средство;
(ii) маятник, имеющий первый и второй концы и установленный на установочном узле;
(iii) стрелу, прикрепленную к маятнику на шарнирной оси с возможностью поворота;
(iv) жесткий демпфер, расположенный между опорной рамой и стрелой, предназначенный для демпфирования относительного перемещения стрелы и опорной рамы, вызванного силами, выводящими из равновесия, и содержащий по меньшей мере одну шарнирную муфту, которая позволяет ему шарнирно поворачиваться по отношению по меньшей мере к опорной раме или по меньшей мере к стреле, благодаря чему демпфер может следовать за перемещением стрелы,
раскрепляющую систему, содержащую:
(а) раскрепляющий шарнир, расположенный между стрелой и установочным узлом и обеспечивающий возможность перемещения стрелы из первого положения во второе положение, поворачиваясь вокруг раскрепляющего шарнира; и
(b) раскрепляющую муфту, предназначенную для удержания стрелы в первом положении до тех пор, пока сопротивление не достигнет предельной величины;
шарнир маятника, закрепленный между первым и вторым концами маятника и шарнирно соединяющий маятник с опорой; причем имеется дугообразное роликовое устройство, которое установлено во взаимодействии с шарниром маятника с обеспечением возможности раскачивания маятника под действием гравитации посредством одновременного перемещения дугообразного роликового устройства и поворота вокруг шарнира маятника;
удерживающие средства для удержания стрелы у установочного узла, ограничивающие свободное перемещение стрелы; и
автоматические позиционирующие средства для позиционирования
стрелы, предназначенные для перевода стрелы из наклонного положения, в котором стрела не перпендикулярна маятнику или раме, в ненаклонное положение, в котором стрела, по существу, перпендикулярна маятнику или раме.