ШАРНИРНЫЙ УЗЕЛ РАМЫ, ИМЕЮЩИЙ ДВЕ ОСИ ПОВОРОТА Российский патент 2015 года по МПК A01B63/00 A01B15/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к шарнирному узлу, образующему две оси поворота, и в частности к шарнирному узлу, используемому в раме сельскохозяйственного орудия для складывания наружной боковой рамы относительно смежной секции рамы, а также для обеспечения свободного смещения наружной боковой рамы относительно смежной секции рамы при нахождении в рабочем положении для следования контурам земли.

Уровень техники

Производители сельскохозяйственной продукции, как и другие производители, постоянно стремятся увеличить производительность. Один из способов увеличения производительности заключается в увеличении размера земли, используемой для производства. Однако, несмотря на то, что площадь земли можно увеличить, длина вегетационного периода выращивания культуры, в целом, является неизменной по продолжительности. Таким образом, для увеличения посевной площади, производитель должен либо покупать дополнительное оборудование и нанимать операторов для данного оборудования, либо приобретать оборудование с большей производительностью. Один из способов увеличения производительности машин состоит в увеличении ширины машины.

В случае пневматической сеялки, такой как пневматическая сеялка John Deere 1890, трудность увеличения ширины заключается в прикреплении наружной боковины пяти секционной рамы для складывания наружной боковины для транспортировки и свободного перемещения наружной боковой рамы при нахождении в положении для посева. Ось поворота шарнира должна быть такой, чтобы сошники наружной боковины не контактировали со смежными сошниками во время свободного перемещения наружной боковины в процессе посевных работ.

Раскрытие изобретения

Предложен шарнирный узел с двумя осями поворота. Одна ось поворота, рабочая ось, позволяет наружной боковине следовать контурам земли, не создавая никакой помехи для смежных сошников. Вторая ось поворота, ось для складывания, находится над рамой и используется для складывания наружной боковины в положение для транспортировки. Это позволяет пяти секционной сеялке как следовать контуру земли, так и складывать ее в подходящее положение для транспортировки.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе рамы пневматической сеялки, имеющей описываемый шарнирный узел;

Фиг. 2 представляет собой вид спереди одного шарнирного узла, показывающий наружную боковую раму в рабочем положении;

Фиг. 3 представляет собой вид спереди еще одного шарнирного узла, показывающий наружную боковую раму в рабочем положении;

Фиг. 4 представляет собой вид в перспективе шарнирного узла, показанного на фиг. 3;

Фиг. 5 представляет собой вид в перспективе участка рамы пневматической сеялки, показывающий соединенные передний и задний шарнирные узлы;

Фиг. 6 представляет собой вид спереди шарнирного узла по фиг. 3 с наружной боковой рамой в максимально нижнем положении свободного перемещения;

Фиг. 7 представляет собой вид спереди шарнирного узла по фиг. 3 с наружной боковой рамой в максимально верхнем положении свободного перемещения;

Фиг. 8 представляет собой вид сбоку шарнирного узла по фиг. 3 на начальном этапе складывания наружной боковой рамы из рабочего положения в сложенное положение для транспортировки;

Фиг. 7 представляет собой вид спереди шарнирного узла по фиг. 3 с боковиной в сложенном положении;

Фиг. 9 представляет собой вид спереди шарнирного узла по фиг. 3 с наружной боковой рамой в по существу вертикальном промежуточном положении при складывании в положение для транспортировки; и

Фиг. 10 представляет собой вид спереди шарнирного узла по фиг. 3 с наружной боковой рамой в положении для транспортировки.

Подробное описание изобретения

Со ссылкой на фиг. 1, показана пневматическая сеялка 10, имеющая шарнирный узел, соединяющий наружную боковую раму с внутренней боковой рамой. Пневматическая сеялка 10 имеет раму 12, содержащую дышло 14, используемое для присоединения пневматической сеялки к трактору или другому тягачу. Рама 12 состоит из пяти секций, центральной рамы 16, внутренних боковых рам 18, 20 и наружных боковых рам 22, 24. Каждая внутренняя боковая рама соединена с центральной рамой 16 посредством шарнирных механизмов для поворота внутренних рам из рабочего положения, показанного на фиг. 1, в поднятое положение для транспортировки, не показано. Аналогичным образом, наружные боковые рамы 22, 24 соединены с внутренними боковыми рамами посредством шарнирных узлов для поворота или складывания наружных боковых рам относительно внутренних боковых рам из рабочего положения, показанного на фиг. 1, в положение для транспортировки, показанное на фиг. 10. Каждая из пяти секций рамы имеет множество инструментов, взаимодействующих с землей, в данном случае, сошников 30 для образования борозды, в которой размещают семена, после чего борозду заделывают. Сошники продолжаются вниз от рамы для взаимодействия с землей при нахождении в рабочем положении. С рамой могут быть использованы другие типы инструментов, взаимодействующих с землей, таких как инструменты для обработки почвы и устройства для внесения удобрений. Шарнирный узел не ограничен каким-либо типом инструментов, взаимодействующих с землей.

Шарнирный узел, имеющий две оси поворота, используется для соединения наружной боковой рамы с внутренней боковой рамой. Однако шарнирный узел может быть также использован для прикрепления внутренних боковых рам к центральной раме. Со ссылкой на фиг. 2, показан один шарнирный узел. Шарнирный узел 34 соединяет наружную боковую раму 24 с внутренней боковой рамой 20. Шарнирный узел 34 включает в себя поворотную пластину 36, которая шарнирно соединена с рамой 20 посредством первого штифта 38, образующего ось 26 поворота для складывания, перпендикулярную плоскости бумаги фиг. 2. Наружная боковая рама 24, в свою очередь, шарнирно соединена с поворотной пластиной 36 посредством второго штифта 40, образующего рабочую ось 28 поворота, также перпендикулярную плоскости бумаги. Наружная боковая рама 24 включает в себя сварную конструкцию 42, имеющую прорезь 44. Плавающий стопорный штифт 46 установлен на поворотной пластине 36 и перемещается в прорези 44. В процессе работы, в рабочем положении, наружная боковая рама 24 поворачивается вокруг второго штифта 40 для перемещения вверх и вниз, чтобы следовать контуру земли. Прорезь 44 ограничивает величину хода, допустимого для наружной боковой рамы в процессе работы. Таким образом, второй штифт 40 образует рабочую ось поворота, вокруг которой наружная боковая рама 24 поворачивается относительно внутренней боковой рамы 20 при нахождении в рабочем положении.

Исполнительный механизм 48, показанный в виде гидравлического цилиндра, имеет выдвигаемый и втягиваемый шток 50. Цилиндр соединен с внутренней боковой рамой 20 посредством поворотного штифта 52, а шток 50 соединен с поворотной пластиной 36 посредством третьего штифта 54. В рабочем положении, показанном на фиг. 2, в исполнительном механизме 48 поддерживается гидравлическое давление, удерживающее нижний стопорный участок 56 поворотной пластины у конца внутренней боковой рамы 20. Это удерживает поворотную пластину в неподвижном положении относительно рамы 20. Это предотвращает поворот поворотной пластины 36 вокруг первого штифта 38 при нахождении в рабочем положении. Для складывания рамы, шток 50 втягивают, вызывая поворот поворотной пластины 36 против часовой стрелки, как показано на фиг. 2, вокруг первого штифта 38. В начале втягивания штока 50, плавающий стопорный штифт 46 будет перемещаться по прорези 44 до взаимодействия с верхним концом 58 прорези. Во время такого перемещения наружная боковая рама 24 будет поворачиваться по часовой стрелке вокруг рабочей оси поворота. Когда плавающий стопорный штифт 46 взаимодействует с верхним концом 58 прорези, а шток 50 продолжает втягиваться, поворотная пластина 36 и наружная боковая рама 24 будут поворачиваться вместе, против часовой стрелки, вокруг оси поворота для складывания, образованной первым штифтом 38, до тех пор, пока не будет достигнуто положение для транспортировки. Шарнирный узел 34 обеспечивает как рабочую ось поворота, так и ось поворота для складывания. Однако при достижении наружной боковой рамой 24 вертикального положения при складывании в положение для транспортировки шарнирный узел 34 обеспечит свободное падение наружной боковой рамы 24, когда рама 24 пройдет через центр, а плавающий стопорный штифт 46 переместится из конца 58 прорези 44 в конец 60 прорези. Такое свободное падение наружной боковой рамы 24 предотвращается в шарнирном узле, показанном на фиг. 3-10.

На фиг. 3-10, элементы шарнирного узла 134, которые являются аналогичными элементам шарнирного узла 34 по фиг. 2, обозначены теми же ссылочными номерами с добавлением 100. Шарнирный узел 134 включает в себя поворотную пластину 136, соединенную со стойкой 167, жестко прикрепленной к внутренней боковой раме 120. Поворотная пластина 136 соединена со стойкой посредством первого штифта 138, образующего ось 126 поворота для складывания. Наружная боковая рама 124 соединена с поворотной пластиной 36 посредством второго поворотного штифта 140, образующего рабочую ось 128 поворота. См. на фиг. 5 ось 126 поворота для складывания и рабочую ось 128 поворота. Шток 150 исполнительного механизма 148 вместо соединения с поворотной пластиной 136 соединен с первым и вторым звеньями 169 и 171 посредством третьего штифта 154. Противоположный конец первого звена 169 соединен с возможностью поворота с внутренней боковой рамой 120 посредством четвертого штифта 173. Противоположный конец второго звена 171 соединен с поворотной пластиной 136 посредством пятого штифта 175. Первое и второе звенья 169, 171 обеспечивают более высокое положение для третьего штифта 154 по сравнению с шарнирным узлом 34 по фиг. 2, обеспечивая усиленную рычажную передачу для исполнительного механизма 148, когда он перемещает наружную боковину из рабочего положения, показанного на фиг. 3, в сложенное положение для транспортировки.

Управляющее звено 177 соединено с наружной боковой рамой 124 посредством шестого штифта 179. Противоположный конец управляющего звена вмещает седьмой штифт, плавающий стопорный штифт 146. Плавающий стопорный штифт 146 размещен в прорези 144 во втором звене 171. В процессе работы пневматической сеялки, наружная боковая рама 124 свободно перемещается вверх и вниз с контуром земли, поскольку плавающий стопорный штифт 146 перемещается в прорези 144. Как описано и показано на следующих чертежах, управляющее звено 177 и прорезь 144 выполнены с возможностью предотвращения свободного падения наружной боковой рамы 124, когда она проходит через центр при складывании из рабочего положения в положение для транспортировки.

Со ссылкой на фиг. 4, в перспективе показан шарнирный узел 134. Это обеспечивает понимание, как различные элементы стыкуются друг с другом. Передняя труба внутренней боковой рамы 120 и передняя труба наружной боковой рамы 124 по существу выровнены друг относительно друга. Второе звено 171 образовано из единой пластины. Первое звено 169, однако, образовано из двух стержней 169а и 169b на противоположных сторонах звена 171, образующего пластину, и снаружи двух лапок скобы 181 на конце штока 150. Аналогичным образом, управляющее звено 177 образовано из двух стержней 177а и 177b на противоположных сторонах второго звена 171. Поворотная пластина образована из двух пластинчатых элементов 136а и 136b, каждый из которых расположен на противоположных сторонах наружной боковой рамы 124 и приварен к поперечине 183. Со ссылкой на фиг. 5, показан вид в перспективе рамы пневматической сеялки с передним шарнирным узлом 134а и задним шарнирным узлом 134b, соединенных посредством поперечины 183. Пластинчатый элемент 136а поворотной пластины 136 переднего шарнирного узла 134а не показан для лучшего отображения конструкции шарнирного узла.

Со ссылкой на фиг. 6, показан шарнирный узел 134 с наружной боковой рамой 124 в рабочем положении, при этом наружная боковая рама перемещена вниз до нижнего предела. В данном положении, плавающий стопорный штифт 146 находится в нижнем конце 160 прорези 144, предотвращая дальнейшее перемещение вниз наружной боковой рамы 124. На фиг. 7, наружная боковая рама 124 снова показана в рабочем положении. Однако на этот раз наружная боковая рама 124 перемещена вверх до верхнего предела. Плавающий стопорный штифт 146 находится в верхнем конце 158 прорези 144. Поскольку управляющее звено 177 шарнирно соединено с наружной боковой рамой 124, прорезь 144 может иметь любую необходимую форму с двумя концами, образующими границы хода для наружной боковой рамы, находящейся в состоянии свободного перемещения в рабочем положении. Однако, как описано ниже со ссылкой на фиг. 9, форма прорези 144 является важной для обеспечения дополнительных преимуществ шарнирного узла 134.

На фиг. 8, показана другая боковая рама 124 во время начального этапа складывания в положение для транспортировки. При начальном втягивании штока 150, поворотная пластина начинает поворот вокруг штифта 138. Первое и второе звенья 169, 171 также начинают перемещаться. Это является причиной поднятия прорези 144, заставляя плавающий стопорный штифт 146 перемещаться в нижний конец 160 прорези 144. Когда плавающий стопорный штифт достигает конца прорези, продолжающееся втягивание штока 150 вызывает поворот другой боковой рамы 124 наряду с поворотной пластиной 136 вокруг штифта 138 и оси 126 поворота для складывания в положение для транспортировки.

На фиг. 9 наружная боковая рама 124 повернута в положение точно по прохождении вертикального положения, где масса наружной боковой рамы 124 должна заставлять ее поворачиваться против часовой стрелки вокруг штифта 140. Наружная боковая рама 124 стабилизирована посредством управляющего звена 177. Плавающий стопорный штифт 146 упирается в край прорези 144, прикладывая усилие в направлении стрелки F. Это усилие перпендикулярно стороне прорези 144 плюс минус угловой интервал, определяемый коэффициентом трения между штифтом 146 и прорезью 144, так что штифт не скользит в прорези, а скорее остается в конце 160 прорези, удерживая посредством этого наружную боковую раму 124 на месте и не допуская свободного падения наружной боковой рамы.

На фиг. 10 показана наружная боковая рама 124 в сложенном положении для транспортировки. Все время в процессе складывания наружной боковины в положение для транспортировки, плавающий стопорный штифт 146 остается в нижнем конце 160 прорези 144, предотвращая неуправляемый поворот наружной боковой рамы. Шарнирный узел обеспечивает две оси поворота, одной из которых является рабочая ось 128 поворота, которая обеспечивает возможность свободного перемещения наружной боковой рамы 124 относительно внутренней боковой рамы 120, а другой является ось 126 поворота для складывания, по существу расположенная выше по вертикали, чем рабочая ось поворота, вокруг которой наружная боковая рама поворачивается из рабочего положения в положение для транспортировки. Шарнирный узел 134 обеспечивает свободное перемещение наружной боковой рамы 124 вниз приблизительно на 10° от горизонтали в рабочем положении и свободное перемещение вверх приблизительно на 15° от горизонтали. При складывании в положение для транспортировки, боковина поворачивается приблизительно на 155° из горизонтального рабочего положения. Чтобы разложить раму, шток 150 выдвигают, вызывая поворот поворотной пластины 136 и наружной боковой рамы 124 вокруг оси 126 поворота для складывания. На протяжении всего времени при раскладывании, плавающий стопорный штифт 146 остается в нижнем конце 160 прорези 144, и усилие, действующее между плавающим стопорным штифтом 146 и краем прорези, является по существу перпендикулярным длине прорези.

Следует понимать, что могут быть выполнены различные дополнения, не выходящие за рамки объема приложенной формулы изобретения.

Группа изобретений относится к шарнирному узлу рамы сельскохозяйственного орудия и к сельскохозяйственному орудию с таким шарнирным узлом. Шарнирный узел содержит средство, образующее рабочую ось поворота второй секции рамы при ее нахождении в рабочем положении относительно первой секции рамы, средство, образующее ось поворота для складывания и раскладывания второй секции рамы между рабочим положением и положением для транспортировки, и поворотную пластину. Поворотная пластина соединена с первой секцией рамы посредством первого штифта, образующего рабочую ось поворота, и со второй секцией рамы - посредством второго штифта, образующего ось поворота для складывания. Сельскохозяйственное орудие, содержащее вышеуказанный шарнирный узел, дополнительно содержит прорезь и штифтовое соединение между второй секцией рамы и поворотной пластиной. Причем прорезь и штифтовое соединение обеспечивают поворот второй секции рамы относительно первой секции рамы при нахождении в рабочем положении. Шарнирный узел позволяет секционной сеялке во время работы отслеживать контур земли и складываться при транспортировке. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Шарнирный узел для поворотного соединения первой секции рамы со второй секцией рамы, содержащий:
средство, образующее рабочую ось поворота, вокруг которой поворачивается вторая секция рамы при нахождении в рабочем положении относительно первой секции рамы;
средство, образующее ось поворота для складывания, вокруг которой вторая секция рамы поворачивается, когда вторую секцию рамы складывают и раскладывают между рабочим положением и положением для транспортировки; и
поворотную пластину, соединенную с первой секцией рамы посредством первого штифта, образующего рабочую ось поворота, при этом вторая секция рамы соединена с поворотной пластиной посредством второго штифта, образующего ось поворота для складывания.

2. Узел по п. 1, в котором рабочая ось поворота ниже по вертикали, чем ось поворота для складывания при нахождении в рабочем положении.

3. Узел по п. 1, в котором вторая секция рамы поворачивается приблизительно на 25 градусов вокруг рабочей оси поворота при нахождении в рабочем положении.

4. Узел по п. 1, дополнительно содержащий прорезь и штифтовое соединение между второй секцией рамы и поворотной пластиной, при этом прорезь и штифтовое соединение обеспечивают поворот второй секции рамы относительно первой секции рамы при нахождении в рабочем положении.

5. Узел по п. 1, дополнительно содержащий исполнительный механизм, имеющий выдвигаемый и втягиваемый элемент, при этом исполнительный механизм присоединен между первой секцией рамы и поворотной пластиной для поворота поворотной пластины вокруг первого штифта для перемещения второй секции рамы между рабочим положением и положением для транспортировки.

6. Узел по п. 5, в котором поворотная пластина включает в себя стопорный участок, зацепляющий первую секцию рамы при нахождении поворотной пластины в рабочем положении.

7. Узел по п. 1, дополнительно содержащий первое и второе звенья, соединенные друг с другом посредством третьего штифта, при этом первое звено также соединено с первой секцией рамы посредством четвертого штифта, а второе звено соединено со второй секцией рамы посредством пятого штифта; и
исполнительный механизм, имеющий выдвигаемый и втягиваемый элемент, причем исполнительный механизм присоединен между первой секцией рамы и первым и вторым звеньями посредством третьего штифта для поворота поворотной пластины вокруг первого штифта для перемещения второй секции рамы между рабочим положением и положением для транспортировки.

8. Узел по п. 7, дополнительно содержащий управляющее звено, соединенное со второй секцией рамы посредством шестого штифта и соединенное со вторым звеном посредством седьмого штифта, при этом седьмой штифт перемещается внутри прорези во втором звене при повороте второй секции рамы вокруг рабочей оси поворота.

9. Узел по п. 8, в котором прорезь ограничивает пределы поворота второй секции рамы в рабочем положении.

10. Узел по п. 8, в котором прорезь выполнена во втором звене так, что, когда вторую секцию рамы поворачивают из рабочего положения в положение для транспортировки и вторая секция рамы достигает вертикального положения, усилие второй секции рамы, передаваемое через управляющее звено второму звену, является перпендикулярным длине прорези с ± угловым интервалом, определяемым коэффициентом трения между седьмым штифтом и прорезью, посредством чего седьмой штифт не перемещается через прорезь.

11. Сельскохозяйственное орудие, содержащее первую и вторую секции рамы, соединенные с возможностью поворота друг с другом посредством шарнирного узла, имеющего средство, образующее рабочую ось поворота, вокруг которой поворачивается вторая секция рамы относительно первой секции рамы при нахождении в рабочем положении, средство, образующее ось поворота для складывания, вокруг которой вторая секция рамы поворачивается, когда вторую секцию рамы складывают и раскладывают между рабочим положением и положением для транспортировки, поворотную пластину, соединенную с первой секцией рамы посредством первого штифта, образующего рабочую ось поворота, при этом вторая секция рамы соединена с поворотной пластиной посредством второго штифта, образующего ось поворота для складывания, причем орудие дополнительно содержит прорезь и штифтовое соединение между второй секцией рамы и поворотной пластиной, причем прорезь и штифтовое соединение обеспечивают поворот второй секции рамы относительно первой секции рамы при нахождении в рабочем положении.

12. Орудие по п. 11, в котором рабочая ось поворота ниже по вертикали, чем ось поворота для складывания при нахождении в рабочем положении.

13. Орудие по п. 11, дополнительно содержащее первое и второе звенья, соединенные друг с другом посредством третьего штифта, при этом первое звено также соединено с первой секцией рамы посредством четвертого штифта, а второе звено соединено со второй секцией рамы посредством пятого штифта, и исполнительный механизм, имеющий выдвигаемый и втягиваемый элемент, причем исполнительный механизм присоединен между первой секцией рамы и первым и вторым звеньями посредством третьего штифта для поворота поворотной пластины вокруг первого штифта для перемещения второй секции рамы между рабочим положением и положением для транспортировки.

14. Орудие по п. 13, дополнительно содержащее управляющее звено, соединенное со второй секцией рамы посредством шестого штифта и соединенное со вторым звеном посредством седьмого штифта, при этом седьмой штифт перемещается внутри прорези во втором звене при повороте второй секции рамы вокруг рабочей оси поворота.

15. Орудие по п. 14, в котором прорезь выполнена во втором звене так, что, когда вторую секцию рамы поворачивают из рабочего положения в положение для транспортировки, и вторая секция рамы достигает вертикального положения, усилие второй секции рамы, передаваемое через управляющее звено второму звену, является перпендикулярным длине прорези с ± угловым интервалом, определяемым коэффициентом трения между седьмым штифтом и прорезью, посредством чего седьмой штифт не перемещается через прорезь.