УСТРОЙСТВО КОНТРОЛИРОВАНИЯ МУФТ КУКУРУЗОУБОРОЧНОЙ ПРИСТАВКИ Российский патент 2013 года по МПК A01D45/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к сельскохозяйственным комбайнам и, в частности, к устройствам контролирования для измерения пробуксовки в муфтах кукурузоуборочной приставки.

Уровень техники

Как хорошо известно, комбайны могут быть снабжены множеством сменных направляющих для соответствия конкретным сельскохозяйственным культурам или условиям уборки. Кукурузоуборочные приставки используются с базовыми механизмами, чтобы выполнять уборку кукурузы. Кукурузоуборочная приставка представляет собой устройство для обработки пропашных культур и оборудована, поэтому, рядом кожухов или мысов, которые действуют в качестве точек разделителя для направления растений или стеблей в русла соответствующих рядных приспособлений, когда комбайн продвигается вперед по рядам культур на корню. Цепи направителя затем направляют стебли назад относительно кукурузоуборочной приставки, когда вальцы стеблей прижимают стебли вниз, и початки кукурузы отделяются от стебля при помощи пластин деки. Цепи направителя транспортируют початки назад и вверх и подают их в лоток, имеющий шнек со встречными витками, проходящий в поперечном направлении, непосредственно за рядными приспособлениями и перекрывая их. Шнек, вращающийся в лотке шнека, отводит початки кукурузы в центральную зону в поперечном направлении кукурузоуборочной приставки. Центральный транспортер принимает початки и транспортирует их назад через отверстие в задней стенке кукурузоуборочной приставки, затем через приемную камеру и затем в транспортное средство, где початки обмолачиваются, и зерна кукурузы очищаются и складируются. Многие кукурузоуборочные приставки включают дополнительные измельчающие аппараты, причем каждый имеет вращаемый нож, расположенный под вальцами стеблей для отрезания и измельчения двигающихся вниз стеблей кукурузы, которые затем могут оставляться в поле для разложения. Кукурузоуборочные приставки включают в себя раму, включающую в себя рабочий брус, проходящий по ширине рамы, к которому прикрепляются рядные приспособления и измельчающие аппараты. Рядные приспособления и измельчающие аппараты приводятся в действие поперечно проходящим приводным валом, который проходит через все рядные приспособления и измельчающие аппараты.

При обычной работе одно или более рядных приспособлений или измельчающих аппаратов время от времени заклиниваются инородными веществами и совсем останавливают работу. Когда это происходит, приводной вал продолжает вращаться, но он механически отключается от остановленного аппарата или приспособления посредством расцепления пробуксовочной муфты, которая соединяет приводной вал с аппаратом или приспособлением, таким образом позволяя приводному валу продолжать вращаться, даже если рядное приспособление или измельчающий аппарат заклинен. Эта пробуксовка муфты не может продолжаться бесконечно, так как пробуксовочная муфта может перегреться до разрушения за несколько минут во время нормальной работы в поле. Муфта пробуксовывает всякий раз, когда рядное приспособление или измельчающий аппарат заклинивается, причем метал трется по металлу. Если это состояние заклинившего рядного приспособления/заклинившего измельчающего аппарата не определяется, то муфта может сгореть даже за 5-10 минут.

В качестве другой трудности, оператору нельзя увидеть, что муфты пробуксовывают. Пробуксовочные муфты не видны со станции оператора. Измельчающие аппараты, если они присутствуют, располагаются под кукурузоуборочной приставкой, где их нельзя видеть, а рядные приспособления располагаются под крышками или кожухами, которые направляют растения кукурузы в рядные приспособления. Крышки, иногда называемые мысами, не показаны.

Обычно единственным указанием является шум, создаваемый пробуксовочной муфтой. К сожалению, сельскохозяйственные комбайны являются шумными, и может быть очень трудным, даже невозможным, услышать этот шум муфты.

Заклинивание рядных приспособлений и измельчающих аппаратов может определяться посредством использования датчиков скорости вращения вала, расположенных на каждом из рядных приспособлений и измельчающих аппаратов. Это решение, однако, требует датчик для каждого приспособления или аппарата и значительной кабельной проводки для подсоединения всех датчиков к единственной измеряющей системе, и, поэтому, не используется ни в какой производственной кукурузоуборочной приставке.

В патенте США 6843044 В2 описано устройство для определения заклинивания сельскохозяйственных культур в переднем уборочном приспособлении или уборочной машине, имеющей предохранительную муфту, установленную в карданную передачу элемента транспортировки сельскохозяйственных культур уборочной машины, которая разрывает карданную передачу, когда превышается установленное предельное значение крутящего момента из-за застревания сельскохозяйственных культур. Предохранительная муфта, которая может быть с кулачковым приводом, вставляется в карданную передачу транспортировочного устройства между транспортировочным устройством и шарнирным валом, который соединяет его с редуктором, обеспечивающим его механический привод. Предохранительная муфта отделяет карданную передачу транспортировочного устройства, когда крутящий момент, передаваемый предохранительной муфтой, превышает установленное предельное значение, определяемое предохранительной муфтой. Как правило, перегрузка вызывается застреванием сельскохозяйственных культур в транспортировочном устройстве. Пробуксовочная муфта создает звуковые или механические вибрации. Устройство определения оснащается датчиком, который может, если необходимо, принимать эти вибрации и определять их с использованием соответствующего процессора аналоговой и/или цифровой обработки сигнала. Устройство управления, соединенное с датчиком, может информировать оператора уборочной машины звуковым и/или оптическим способом в случае застревания сельскохозяйственных культур, или даже автоматически предпринимать соответствующие шаги для устранения застревания сельскохозяйственных культур, в частности отключая привод элемента транспортировки культуры, поднимая прижимное устройство подборщика или мотовила ножевого барабана и/или изменяя направление вращения привода элемента транспортировки сельскохозяйственной культуры.

Сущность изобретения

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложена сельскохозяйственная уборочная машина, содержащая приемную камеру, и кукурузоуборочную приставку с рамой, прикрепленной к приемной камере, причем кукурузоуборочная приставка содержит множество рядных приспособлений, общий приводной вал, соответствующее множество пробуксовочных муфт, каждая из которых соединяет отдельное рядное приспособление с приводным валом, по меньшей мере, один датчик вибрации, прикрепленный к раме для обеспечения сигналов, указывающих измеренные вибрации; и датчик скорости приводного вала для обеспечения выходного сигнала скорости вращения приводного вала, и блок обработки для приема и обработки сигналов датчика вибрации для указания пробуксовки, по меньшей мере, одной пробуксовочной муфты, причем указанный блок обработки выполнен с возможностью использования выходного сигнала скорости для полосовой фильтрации измеренных сигналов в частотном диапазоне, охватывающем кратное целое скорости вращения.

Кукурузоуборочная приставка предпочтительно дополнительно содержит второе множество измельчающих аппаратов и соответствующее второе множество пробуксовочных муфт, каждая из которых соединяет отдельный измельчающий аппарат с приводным валом, при этом блок обработки выполнен с возможностью приема и обработки сигналов датчика вибрации для указания пробуксовки, по меньшей мере, одной из указанного множества и второго множества пробуксовочных муфт.

Указанное множество пробуксовочных муфт предпочтительно обладает общей физической характеристикой, которая при пробуксовке вызывает вибрацию с общей частотой повторения в раме, а второе множество пробуксовочных муфт обладает другой общей физической характеристикой, которая при пробуксовке вызывает вибрацию с другой общей частотой повторения в раме, при этом блок обработки выполнен с возможностью определения различий между двумя частотами повторения для отличия пробуксовки пробуксовочной муфты измельчающего аппарата и пробуксовки пробуксовочной муфты рядного приспособления.

Указанное множество пробуксовочных муфт предпочтительно включает в себя первую пробуксовочную муфту и вторую пробуксовочную муфту, при этом первая пробуксовочная муфта имеет первое количество выступов, а вторая пробуксовочная муфта имеет второе количество выступов, причем первое количество выступов отличается от второго количества выступов, при этом полосовой фильтр выполнен с возможностью отличия пробуксовки первой пробуксовочной муфты от второй пробуксовочной муфты в зависимости указанного первого количества и указанного второго количества.

Блок обработки предпочтительно содержит микрокомпьютер и, по меньшей мере, один сигнализатор вывода для определения события пробуксовки муфты.

Рама кукурузоуборочной приставки предпочтительно содержит поперечно проходящий рабочий брус для поддержания каждого из рядных приспособлений, причем предусмотрен только один датчик вибрации, прикрепленный к рабочему брусу посередине между отдельными рядными приспособлениями.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложена кукурузоуборочная приставка для использования в сельскохозяйственной уборочной машине, содержащая раму, множество рядных приспособлений, прикрепленных к раме, общий приводной вал, множество пробуксовочных муфт, каждая из которых соединяет отдельное рядное приспособление с приводным валом, по меньшей мере, один датчик вибрации, прикрепленный к раме для обеспечения сигналов, указывающих измеренные вибрации, блок обработки для приема и обработки сигналов датчика вибрации для указания пробуксовки, по меньшей мере, одной пробуксовочной муфты, и датчик скорости приводного вала для обеспечения выходного сигнала скорости вращения приводного вала, причем указанный блок обработки выполнен с возможностью использования выходного сигнала скорости для полосовой фильтрации измеренных сигналов в частотном диапазоне, охватывающем кратное целое скорости вращения.

Приставка предпочтительно дополнительно содержит множество измельчающих аппаратов и дополнительное множество пробуксовочных муфт, каждая из которых соединяет отдельный измельчающий аппарат с приводным валом, при этом блок обработки выполнен с возможностью приема и обработки сигналов датчика вибрации для указания пробуксовки, по меньшей мере, одной из указанного множества и дополнительного множества пробуксовочных муфт.

Указанное множество пробуксовочных муфт предпочтительно обладает общей физической характеристикой, которая при пробуксовке вызывает вибрацию с общей частотой повторения в раме, а дополнительное множество пробуксовочных муфт обладает другой общей физической характеристикой, которая при пробуксовке вызывает вибрацию с другой общей частотой повторения в раме, при этом блок обработки выполнен с возможностью определения различий между двумя частотами повторения для отличия пробуксовки пробуксовочной муфты измельчающего аппарата и пробуксовки пробуксовочной муфты рядного приспособления.

Указанное множество пробуксовочных муфт предпочтительно включает в себя первую пробуксовочную муфту и вторую пробуксовочную муфту, при этом первая пробуксовочная муфта имеет первое количество выступов, а вторая пробуксовочная муфта имеет второе количество выступов, причем первое количество выступов отличается от второго количества выступов, при этом полосовой фильтр выполнен с возможностью отличия пробуксовки первой пробуксовочной муфты от второй пробуксовочной муфты в зависимости указанного первого количества и указанного второго количества.

Согласно еще одному аспекту предложен способ контролирования множества пробуксовочных муфт в приводном механизме сельскохозяйственного орудия, включающий этапы, на которых определяют механические вибрации в элементе рамы орудия, выполняют полосовую фильтрацию определенных вибраций, исследуют прошедшие полосовую фильтрацию вибрации для указания события пробуксовочной муфты, и обеспечивают указание возникновения события пробуксовочной муфты.

Способ предпочтительно включает дополнительные этапы, на которых определяют скорость вращения непробуксовывающей муфты, и выбирают полосу пропускания этапа полосовой фильтрации, включающую заданное кратное скорости вращения муфты.

Способ предпочтительно дополнительно включает выполнение второй полосовой фильтрации определенных вибраций во второй выбранной полосе пропускания, которая включает второе заданное кратное скорости вращения муфты.

Этап исследования предпочтительно включает исследование каждой выбранной полосы пропускания отдельно для определения, какое из двух подмножеств множества пробуксовочных муфт пробуксовывает.

Заданное кратное и второе заданное кратное предпочтительно определяют физическими характеристиками двух подмножеств множества пробуксовочных муфт.

Этап исследования предпочтительно включает определение величины прошедших полосовую фильтрацию вибраций и использование определенной величины для вывода предположения об удаленности конкретной пробуксовочной муфты от расположения, в котором были измерены вибрации.

Определяемую величину предпочтительно сравнивают с множеством заданных величин, и наилучшее сравнение используется для определения конкретной пробуксовочной муфты.

Этап определения предпочтительно включает измерение механических вибраций в двух различных положениях на элементе рамы, а этап полосовой фильтрации включает фильтрацию определяемых вибраций от каждого положения отдельно, при этом этап исследования включает сравнение величин отдельно отфильтрованных определенных вибраций для определения положения пробуксовочной муфты относительно двух положений.

Этап обеспечения указания предпочтительно включает определение конкретной пробуксовочной муфты.

Этап определения предпочтительно включает измерение механических вибраций в двух различных положениях на элементе рамы, а этап полосовой фильтрации включает фильтрацию определенных вибраций с каждого положения отдельно, при этом этап исследования включает сравнение времени возникновения отдельно отфильтрованных определенных вибраций для определения положения пробуксовочной муфты относительно двух положений.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой схематичный вид варианта осуществления сельскохозяйственной уборочной машины согласно настоящему изобретению;

Фиг.2 представляет собой схематичный вид процессора для применения с единственным датчиком вибрации;

Фиг.3 представляет собой схематичный вид использования микрокомпьютера для применений, использующих один или более датчиков вибрации;

Фиг.4 представляет собой блок-схему последовательности операций варианта осуществления способа работы настоящего изобретения, использующего единственный датчик для определения пробуксовки в одной из двух групп пробуксовочных муфт;

Фиг.5 представляет собой блок-схему последовательности операций варианта осуществления другого способа работы настоящего изобретения, использующего единственный датчик для определения пробуксовки конкретной пробуксовочной муфты или в одной из двух других групп пробуксовочных муфт;

Фиг.6 представляет собой блок-схему последовательности операций варианта осуществления способа работы настоящего изобретения, использующего два датчика для определения конкретной пробуксовочной муфты; и

Фиг.7 представляет собой блок-схему последовательности операций варианта осуществления другого способа работы настоящего изобретения, использующего два датчика для определения конкретной пробуксовочной муфты.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 показан сельскохозяйственный комбайн 10, имеющий транспортное средство или базовый механизм 12, кукурузоуборочную приставку 14, приемная камера 16, соединяющая кукурузоуборочную приставку и транспортное средство, и множество датчиков для определения пробуксовки муфты согласно настоящему изобретению. Крышки рядных приспособлений (иногда упоминаемые также как «мысы»), обычно расположенные на верхней части рядных приспособлений и измельчающих аппаратов не показаны, чтобы лучше показать приводной вал, рядные приспособления и измельчающие аппараты. Несколько обычных деталей рядных приспособлений также были опущены для ясности. Например, не показана пара бесконечных цепей с выступами, установленных на зубья холостой звездочки около свободного конца приспособления и на приводные зубья около рабочего бруса для затягивания стеблей в зазор и перемещения початков кукурузы к шнеку. Как можно видеть, сельскохозяйственная уборочная машина 10 включает транспортное средство или базовый механизм 12 и кукурузоуборочную приставку 14. Кукурузоуборочная приставка 14 поддерживается на транспортном средстве 12 при помощи приемной камеры 16. Кукурузоуборочная приставка 14 включает раму 18, множество рядных приспособлений, таких как 20, 22 и 24, и соответствующее множество измельчающих аппаратов, таких как 26, 28 и 30, установленных на раме 18. Шнек 32, расположенный в лотке 34 шнека, и приводной вал- 36 оба установлены на раме. Рама 18 имеет основную раму 38 и рабочий брус 40, который закреплен на основной раме. Рабочий брус проходит, по существу, по всей ширине кукурузоуборочной приставки. Рядные приспособления 20, 22, 24 соединены с рабочим брусом 40 и проходят вперед от кукурузоуборочной приставки 14 в направлении обычного движения 42 вперед для приема рядов растений кукурузы, таких как 44, и их обработки. Каждый из множества измельчающих аппаратов 26, 28, 30 установлены рядом с соответствующим рядным приспособлением 20, 22, 24 для срезания стебля каждого растения кукурузы, когда оно затягивается в расположенное рядом и соответствующее рядное приспособление.

Приводной вал 36 представляет собой удлиненный элемент, проходящий по всей ширине кукурузоуборочной приставки и приводится во вращение редукторами 46 и 48, расположенными на каждой стороне кукурузоуборочной приставки. Редукторы 46, в свою очередь, соединены группой обычных механических или гидравлических приводных элементов (не показаны) с двигателем 49 транспортного средства или базового механизма 12 для привода от них. Приводной вал 36 входит в зацепление с возможностью передачи приводного усилия со всеми рядными приспособлениями, такими как 20, 22 и 24, и со всеми измельчающими аппаратами, такими как 26, 28 и 30, которые расположены в последовательно разнесенных в осевом направлении положениях по ширине кукурузоуборочной приставки. Приводной вал 36 может представлять собой цельнолитой вал, как показано здесь, или он может быть разделен на многочисленные валы, соединенные с двумя или более редукторами. В последнем случае приводной вал 36 может быть разделен в середине (или в некотором другом положении). Первое множество пробусковывающих муфт, таких как 50 и 52, соединено с рядными приспособлениями 20, 22, 24 и между ними и приводным валом 36. Второе множество пробуксовочных муфт, таких как 54 и 56, соединено с измельчающими,аппаратами 26, 28, 30 и между ними и приводным валом 36 и чередуются с прбуксовывающими муфтами 50, 52. Следует понимать, что каждое из рядных приспособлений имеет соответствующую пробуксовочную муфту, а каждый измельчающий аппарат имеет соответствующую пробуксовочную муфту.

Кукурузоуборочная приставка дополнительно содержит один или более датчиков 58, 60, 62, 64 и 66 вибрации, соединенных с рабочим брусом или основной рамой в различных альтернативных положениях. Датчики вибрации выполнены и расположены на кукурузоуборочной приставке с возможностью определения вибраций пробуксовочных муфт. Более одного датчика вибрации может быть размещено в любом из этих положений для обеспечения дополнительный функций, как более подробно описано ниже. Однако в ее наиболее простом варианте осуществления система содержит только один датчик вибрации. В одном положении датчик 60 вибрации прикрепляется к раме, по существу, рядом с левым концом рабочего бруса. В другом положении датчик 64 вибрации закрепляется на раме, по существу, рядом с правым концом рабочего бруса. В другом положении датчик 62 вибрации закрепляется на раме, по существу, в средней части рабочего бруса. Датчики вибрации могут альтернативно (или совокупно) располагаться в положениях 58 и 66 или около них, где приводной вал 36 поддерживается для вращения на раме 18. В зависимости от мощности вибрации в раме кукурузоуборочной приставки, вызванной пробуксовкой муфты, датчик или датчики вибрации могут устанавливаться дальше от рядных приспособлений и измельчающих аппаратов или где угодно на кукурузоуборочной приставке.

Каждый датчик вибрации может быть выполнен в виде акселерометра или датчика удара, который генерирует сигнал, указывающий частоту и амплитуду вибраций рамы кукурузоуборочной приставки, где установлен датчик. В частности, каждый датчик 58, 60, 62, 64 и 66 вибрации выполнен с возможностью передачи сигналов на частотах, генерируемых вибрациями пробуксовочных муфт, когда они пробуксовывают.

Как показано на фиг.2, единственный датчик вибрации, например, расположенный в центре датчик 62, прикрепленный к рабочему брусу 40, показанному на фиг.1, определяет вибрации, которые передаются на перенастраиваемый полосовой фильтр 72 посредством аналого-цифрового преобразователя 70. Вибрации с выполненной полосовой фильтрацией затем исследуются компаратором 74 для определения, является достаточной величина для указания события пробуксовки муфты. Существует много источников вибраций в раме кукурузоуборочной приставки. Если только они не устранены или снижены, вибрации, вызванные этими другими источниками, могут мешать блоку обработки определять, когда происходит пробуксовка пробуксовочной муфты. Пробуксовочные муфты вибрируют (и, поэтому, создают вибрации в раме 18 кукурузоуборочной приставки) на некоторых частотах, определяемых физическими характеристиками муфты. Пробуксовочные муфты могут быть «звездообразного» типа, имеющего пару пластин, при этом каждая имеет радиально проходящую схему размещения зубьев (чередующиеся выступы и канавки), подпружиненных в зацепление. При появлении избыточного крутящего момента пружины пружинят, и зубья «стучат» друг от друга. Вибрации не являются синусоидальными, но, в по существу, периодические, имеющие частоту повторения на основной частоте с обертонами уменьшающейся величины. Преобладающая или основная частота представляет собой произведение скорости вращения муфты и количества зацепляющихся зубьев. Скорость вращения муфты определяется датчиком 68, который контролирует скорость вращения приводного вала. Если скорость приводного вала 36, определенная датчиком 68, не равна скорости вращения муфт, требуется соответствующее масштабирование. Различные типы пробуксовочных муфт, имеющих зубья, выступы или кулачки (называемые вместе «выступы» в здесь), которые входят в зацепление друг с другом на пробуксовочных муфтах, аналогичным образом генерируют преобладающую частоту. Полоса пропускания фильтра 72 центрируется относительно его преобладающей частоты, которая представляет собой кратное целое скорости вращения вала. Если величина пропускаемой частоты превышает заданный порог, указываемый компаратором 74, сигнализатором 76 обеспечивается звуковое и/или визуальное указание. Сигнализатор 76 является обобщенным для любого электронного сигнального устройства, которое может обеспечивать указание о событии пробуксовки муфты. Им может быть простой слышимый звук, или свет единственного указателя для обеспечения указания о событии пробуксовочной муфты. Он также может принимать более сложный вид в виде группы лампочек, указывающих, подобно устаревшему распределительному щиту, источник поступающего сигнала, или более совершенной индикаторной панели. Блок обработки, показанный на фиг.2, имеет в качестве вводов только один датчик вибрации и указания о скорости. Кроме того, аналого-цифровой преобразователь 70 может быть исключен, и блок обработки может быть выполнен полностью на аналоговых элементах.

Как показано на фиг.3, каждый из датчиков 58, 60, 62, 64 и 66 вибрации соединен с блоком обработки, таким как микрокомпьютер 78. Аналого-цифровое преобразование может выполняться микрокомпьютером 78, или могут предусматриваться отдельные аналого-цифровые (А/Ц) преобразователи. Микрокомпьютер 78 представляет собой цифровой микропроцессор, который конфигурируется последовательностью инструкций, хранимых во внутренней памяти. Микрокомпьютер 78 включает в себя блоки приведения в соответствующее состояние сигнала, которые выполнены с возможностью приема сигналов от датчиков вибрации, обработки этих сигналов в соответствии с их последовательностью инструкций и передачи сигнала, указывающего, что муфта пробуксовывает, на дисплей 82 или звуковой сигнализатор 80. Микрокомпьютер может быть выполнен с возможностью осуществления полосовой фильтрации сигнала от датчика вибрации, используя полосовой фильтр, параметры которого определяются на основе, по меньшей мере, скорости вращения приводного вала, полученной от датчика 68. Микрокомпьютер может быть выполнен с возможностью осуществления полосовой фильтрации сигнала от датчика вибрации, используя полосовой фильтр, который динамически модифицируется для выбора полосы пропускания, включая частоту муфты. Примерные режимы работы для блока обработки, показанного на фиг.3, изображены на фиг.4-7.

На фиг.4 множеством пробуксовочных муфт может быть, по меньшей мере, две муфты или группы муфт, которые имеют различные характерные особенности муфт (преобладающие частоты), и, дополнительно, микрокомпьютер может быть выполнен с возможностью определения различий пробуксовки муфты из этих муфт или группы муфт от других муфт или групп муфт посредством определения частоты пробуксовочной муфты. Чтобы это выполнить, каждая пробуксовочная муфта или каждая группа пробуксовочных муфт выполняться с различным количеством выступов, которые вызывают вибрацию каждой пробуксовочной муфты или группы пробуксовочных муфт на различных преобладающих частотах. Например, в одном варианте осуществления рядные приспособления 20, 22, 24 снабжены пробуксовочными муфтами, имеющими два выступа, а измельчающие аппараты 26, 28, 30 снабжены муфтами, имеющими пять выступов. При таком устройстве для любой скорости (Z) приводного вала 36 частота пробуксовочной муфты рядного приспособления равна 2, умноженному на Z, и соответствующая частота вибрации пробуксовки измельчающих аппаратов равна 5, умноженному на Z. Общая физическая характеристика (количество выступов) одной группы муфт и другая общая физическая характеристика другой группы способствуют определению, является ли она муфтой рядного приспособления или муфтой измельчающего аппарата, которая пробуксовывает. Как и раньше, соответствующее А/Ц преобразование может обеспечиваться в позиции 88. Микрокомпьютер 78 создает два полосовых фильтра 90 и 96. Фильтр 90 имеет полосу пропускания с центром в 2, умноженном на Z, а фильтр 96 имеет полосу пропускания с центром в 5, умноженным на Z. Блок обработки периодически и последовательно применяет оба фильтра к сигналам, принимаемым от датчика 86 вибрации. Если величина сигнала, проходящего через полосовой фильтр 90, превышает пороговую амплитуду или уровень мощности, определенные посредством сравнения 92, микрокомпьютер 78 разрешает сигнализатору 94 сигнализировать оператору, что муфта рядного приспособления пробуксовывает. Если величина сигнала, проходящего через полосовой фильтр 96 с частотой 5, умноженной на Z, превышает пороговую амплитуду или уровень мощности, указываемый посредством сравнения 98, микрокомпьютер 78 разрешает сигнализатору 100 сигнализировать оператору, что муфта измельчающего аппарата пробуксовывает. В другой конфигурации каждая пробуксовочная муфта имеет свою собственную уникальную частоту (например, уникальное количество выступов). Микропроцессор 78 может быть выполнен с возможностью уникального определения, какая отдельная муфта из всех пробуксовывает, аналогично тому, как он различает группы муфт, имеющих частоты муфт, равные 2, умноженному на Z, и 5, умноженному на Z, в примере выше.

Как показано на фиг.5, величина вибраций, прошедших единственную полосовую фильтрацию 102, измеряется в позиции 104, и микрокомпьютер 78 выполняется с возможностью определения положения или определения пробуксовки муфты посредством считывания измеренных вибраций 86, основываясь на величине этого одного сигнала. Удаленность конкретной пробуксовочной муфты от положения датчика может выводиться из величины измеренных вибраций. Например, микрокомпьютер 78 выполняется с возможностью считывания сигнала с единственного датчика 60, расположенного на конце рабочего бруса 40. Когда пробуксовывает пробуксовочная муфта рядного приспособления или измельчающего аппарата, вибрации муфты, передаваемые на удлиненный рабочий брус, ослабевают на основании ее расстоянии от датчика 60. Микропроцессор 78 принимает сигнал от датчика 60 и сравнивает в позиции 106 величину принятого сигнала с эталонными величинами, сохраненными в его внутренней памяти 108. Он определяет в позиции 110 пробуксовочную муфту, которая пробуксовывает, в качестве пробуксовочной муфты, соответствующей наилучшему совпадению в сравнении фактической величины с эталонной величиной, и сигнализирует оператору, используя дисплей 82. В предпочтительном варианте осуществления микропроцессор 78 указывает пользователю, какая пробуксовочная муфта пробуксовывает (например, «третье рядное приспособление» или «пятый измельчающий аппарат»). Измерение 104 величины (используя или единственный сигнал, или множество сигналов) дополнительно улучшается полосовой фильтрацией сигналов микропроцессором 78, как описано здесь. Таким образом, система может определять положение и отдельные муфты, которые пробуксовывают, основываясь на величине сигналов, принимаемых на одном или более датчиках вибрации или самими, или в комбинации, и посредством сравнения величины сигналов, обеспечиваемых одним или более другими датчиками вибрации.

Методы, изображенные на фиг.2, 4 и 5, использовали единственный датчик вибрации, однако, фиг.6 и 7 относятся к подходам, применяющим два датчика. На фиг.6 микрокомпьютер 78, описанный выше, соединен с более чем одним датчиком вибрации, причем каждый располагается в различном месте на кукурузоуборочной приставке, посредством обычного процесса А/Ц преобразования 116 и 118 и соответствующей полосовой фильтрации 120 и 122. Обе полосовые фильтрации выполняются по одной и той же полосе пропускания, определяемой указанием 124 о скорости. Микрокомпьютер 78 выполняется с возможностью определения положения и пробуксовки муфты посредством сравнения 126 величины сигналов вибрации, принимаемых одним датчиком вибрации в позиции 112, с величиной сигнала вибрации, обеспечиваемого другим датчиком вибрации в позиции 114, и определения, где находится пробуксовочная муфта, основанного на сравнении 126. В одной такой конфигурации два датчика 60 и 64 могут располагаться на обоих концах рабочего бруса, и микрокомпьютер 78 определяет положение пробуксовки муфты посредством соотношения величины двух сигналов. Если микрокомпьютер 78 определяет, что сигналы от обоих датчиков равны, тогда это указывает, что муфта, которая пробуксовывает, располагается посередине между ними, определяя соответствующим образом муфту в позиции 128. В качестве альтернативы, если величина сигнала на одном датчике больше, чем величина сигнала на другом датчике, тогда микрокомпьютер 78 определяет, что муфта, которая пробуксовывает, располагается ближе к датчику с большим сигналом пропорционально величине сигналов, и сигнализирует соответствующим образом оператору. Все муфты могут определятся таким образом посредством определения величины сигналов от датчиков.

Как показано на фиг.7, применяется то же самое измерение, преобразование и определяемая скоростью полосовая фильтрация что и на фиг.6, однако теперь микрокомпьютер 78 выполняется с возможностью определения в позиции 132 положения или пробуксовочной муфты посредством сравнения момента времени поступления вибраций (предполагая, что они поступают от общего источника одной пробуксовочной муфты) и определения, основанного на задержке на распространение (т.е. разности между моментами времени поступления на каждый датчик, указываемыми таймером 130), где должен располагаться общий источник - пробуксовочная муфта. Указание одной фильтрации может запускать таймер 130, а указание другой фильтрации - останавливать таймер 130. Если моменты поступления каждой вибрации одинаковы для всех датчиков, пробуксовочная муфта должна располагаться на одинаковом расстоянии от каждого. Конечно, различные материалы могут меть различные скорости передачи вибрации.

В зависимости от конкретного типа кукурузоуборочной приставки, количества муфт и конструкции рамы кукурузоуборочной приставки, микрокомпьютер 136 может выполняться с возможностью использования любого одного или всех вышеупомянутых способов, или отдельно, или в комбинации, для определения положения и пробуксовочной муфты на кукурузоуборочной приставке.

Описав предпочтительный вариант осуществления, является очевидным, что могут быть сделаны различные модификации, не выходящие за рамки объема изобретения, определенные в прилагаемой формуле изобретения.

Группа изобретений относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использована в уборочной технике. Сельскохозяйственная уборочная машина включает кукурузоуборочную приставку с рамой, прикрепленной к приемной камере. Кукурузоуборочная приставка содержит общий приводной вал, множество рядных приспособлений, соответствующее множество пробуксовочных муфт, датчик скорости приводного вала и, по меньшей мере, один датчик вибрации. Каждая из пробуксовочных муфт соединяет отдельное рядное приспособление с приводным валом. Блок обработки принимает и обрабатывает сигналы датчика вибрации для указания пробуксовки пробуксовочной муфты. Блок обработки выполнен с возможностью использования выходного сигнала скорости вращения приводного вала. Пробуксовывающую муфту или группу муфт, включающих пробуксовывающую муфту, определяют посредством сравнения вибраций, принимаемых от датчиков вибрации. Группа изобретений позволяет точно определять положение пробуксовывающей муфты на кукурузоуборочной приставке. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Сельскохозяйственная уборочная машина, содержащая:
приемную камеру; и
кукурузоуборочную приставку с рамой, прикрепленной к приемной камере, причем кукурузоуборочная приставка содержит множество рядных приспособлений, общий приводной вал, соответствующее множество пробуксовочных муфт, каждая из которых соединяет отдельное рядное приспособление с приводным валом, по меньшей мере, один датчик вибрации, прикрепленный к раме для обеспечения сигналов, указывающих измеренные вибрации; и датчик скорости приводного вала для обеспечения выходного сигнала скорости вращения приводного вала, и блок обработки для приема и обработки сигналов датчика вибрации для указания пробуксовки, по меньшей мере, одной пробуксовочной муфты, причем указанный блок обработки выполнен с возможностью использования выходного сигнала скорости вращения приводного вала для полосовой фильтрации измеренных сигналов в частотном диапазоне, охватывающем кратное целое скорости вращения.

2. Машина по п.1, в которой кукурузоуборочная приставка дополнительно содержит второе множество измельчающих аппаратов и соответствующее второе множество пробуксовочных муфт, каждая из которых соединяет отдельный измельчающий аппарат с приводным валом, при этом блок обработки выполнен с возможностью приема и обработки сигналов датчика вибрации для указания пробуксовки, по меньшей мере, одной из указанного множества и второго множества пробуксовочных муфт.

3. Машина по п.2, в которой указанное множество пробуксовочных муфт обладает общей физической характеристикой, которая при пробуксовке вызывает вибрацию с общей частотой повторения в раме, а второе множество пробуксовочных муфт обладает другой общей физической характеристикой, которая при пробуксовке вызывает вибрацию с другой общей частотой повторения в раме, при этом блок обработки выполнен с возможностью определения различий между двумя частотами повторения для отличия пробуксовки пробуксовочной муфты измельчающего аппарата и пробуксовки пробуксовочной муфты рядного приспособления.

4. Машина по п.1, в которой указанное множество пробуксовочных муфт включает в себя первую пробуксовочную муфту и вторую пробуксовочную муфту, при этом первая пробуксовочная муфта имеет первое количество выступов, а вторая пробуксовочная муфта имеет второе количество выступов, причем первое количество выступов отличается от второго количества выступов, при этом полосовой фильтр выполнен с возможностью отличия пробуксовки первой пробуксовочной муфты от второй пробуксовочной муфты в зависимости указанного первого количества и указанного второго количества.

5. Машина по п.1, в которой блок обработки содержит микрокомпьютер и, по меньшей мере, один сигнализатор вывода для определения события пробуксовки муфты.

6. Машина по п.1, в которой рама кукурузоуборочной приставки содержит поперечно проходящий рабочий брус для поддержания каждого из рядных приспособлений, причем предусмотрен только один датчик вибрации, прикрепленный к рабочему брусу посередине между отдельными рядными приспособлениями.

7. Кукурузоуборочная приставка для использования в сельскохозяйственной уборочной машине, содержащая:
раму;
множество рядных приспособлений, прикрепленных к раме;
общий приводной вал;
множество пробуксовочных муфт, каждая из которых соединяет отдельное рядное приспособление с приводным валом:
по меньшей мере, один датчик вибрации, прикрепленный к раме для обеспечения сигналов, указывающих измеренные вибрации;
блок обработки для приема и обработки сигналов датчика вибрации для указания пробуксовки, по меньшей мере, одной пробуксовочной муфты и датчик скорости приводного вала для обеспечения выходного сигнала скорости вращения приводного вала, причем указанный блок обработки выполнен с возможностью использования выходного сигнала скорости вращения приводного вала для полосовой фильтрации измеренных сигналов в частотном диапазоне, охватывающем кратное целое скорости вращения.

8. Приставка по п.7, дополнительно содержащая множество измельчающих аппаратов и дополнительное множество пробуксовочных муфт, каждая из которых соединяет отдельный измельчающий аппарат с приводным валом, при этом блок обработки выполнен с возможностью приема и обработки сигналов датчика вибрации для указания пробуксовки, по меньшей мере, одной из указанного множества и дополнительного множества пробуксовочных муфт.

9. Приставка по п.8, в которой указанное множество пробуксовочных муфт обладает общей физической характеристикой, которая при пробуксовке вызывает вибрацию с общей частотой повторения в раме, а дополнительное множество пробуксовочных муфт обладает другой общей физической характеристикой, которая при пробуксовке вызывает вибрацию с другой общей частотой повторения в раме, при этом блок обработки выполнен с возможностью определения различий между двумя частотами повторения для отличия пробуксовки пробуксовочной муфты измельчающего аппарата и пробуксовки пробуксовочной муфты рядного приспособления.

10. Приставка по п.7, в которой указанное множество пробуксовочных муфт включает в себя первую пробуксовочную муфту и вторую пробуксовочную муфту, при этом первая пробуксовочная муфта имеет первое количество выступов, а вторая пробуксовочная муфта имеет второе количество выступов, причем первое количество выступов отличается от второго количества выступов, при этом полосовой фильтр выполнен с возможностью отличия пробуксовки первой пробуксовочной муфты от второй пробуксовочной муфты в зависимости указанного первого количества и указанного второго количества.

11. Способ контролирования множества пробуксовочных муфт в приводном механизме сельскохозяйственного орудия, включающий этапы, на которых:
определяют механические вибрации в элементе рамы орудия;
выполняют полосовую фильтрацию определенных вибраций;
исследуют прошедшие полосовую фильтрацию вибрации для указания события пробуксовочной муфты; и
обеспечивают указание возникновения события пробуксовочной муфты.

12. Способ по п.11, включающий дополнительные этапы, на которых определяют скорость вращения непробуксовывающей муфты, и выбирают полосу пропускания этапа полосовой фильтрации, включающую заданное кратное скорости вращения муфты.

13. Способ по п.12, дополнительно включающий выполнение второй полосовой фильтрации определяемых вибраций во второй выбранной полосе пропускания, которая включает второе заданное кратное скорости вращения муфты.

14. Способ по п.13, в котором этап исследования включает исследование каждой выбранной полосы пропускания отдельно для определения, какое из двух подмножеств множества пробуксовочных муфт пробуксовывает.

15. Способ по п.14, в котором заданное кратное и второе заданное кратное определяют физическими характеристиками двух подмножеств множества пробуксовочных муфт.

16. Способ по п.11, в котором этап исследования включает определение величины прошедших полосовую фильтрацию вибраций и использование определяемой величины для вывода предположения об удаленности конкретной пробуксовочной муфты от расположения, в котором были измерены вибрации.

17. Способ по п.16, в котором определяемую величину сравнивают с множеством заданных величин, и наилучшее сравнение используется для определения конкретной пробуксовочной муфты.

18. Способ по п.11, в котором этап определения включает измерение механических вибраций в двух различных положениях на элементе рамы, а этап полосовой фильтрации включает фильтрацию определяемых вибраций от каждого положения отдельно, при этом этап исследования включает сравнение величин отдельно отфильтрованных определенных вибраций для определения положения пробуксовочной муфты относительно двух положений.

19. Способ по п.11, в котором этап обеспечения указания включает определение конкретной пробуксовочной муфты.

20. Способ по п.11, в котором этап определения включает измерение механических вибраций в двух различных положениях на элементе рамы, а этап полосовой фильтрации включает фильтрацию определяемых вибраций с каждого положения отдельно, при этом этап исследования включает сравнение времени возникновения отдельно отфильтрованных определяемых вибраций для определения положения пробуксовочной муфты относительно двух положений.