СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ УБОРОЧНАЯ МАШИНА, СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТНОГО УЧАСТКА РАБОЧЕГО АГРЕГАТА ДЛЯ ТАКОЙ МАШИНЫ, А ТАКЖЕ УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК A01D75/18 A01F29/16 A01D45/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу, управляющему устройству, системе управления для эксплуатации сельскохозяйственной уборочной машины, а также к сельскохозяйственной уборочной машине.

Уровень техники

В патентном документе DE 102011014245 А1 раскрыта сельскохозяйственная уборочная машина, выполненная в виде кормоуборочного комбайна с навесным орудием, содержащая металлодетектор в виде датчика инородных тел. В этом случае, если обнаруживают наличие металлического инородного тела в убираемой культуре на основании сигнала измерения металлодетектора, может быть осуществлена быстрая остановка во избежание повреждения инородным телом рабочих агрегатов уборочной машины.

Эксплуатация сельскохозяйственной уборочной машины с датчиком инородных тел может ухудшаться, если вследствие помех сигнал измерения, подаваемый датчиком инородных тел, приводит к обнаружению наличия инородного тела, в то время как в действительности инородное тело в убираемой культуре отсутствует. Это может воспрепятствовать надлежащей эксплуатации уборочной машины. Подобные помехи могут быть вызваны, например, ненадлежащим ремонтом или ненадлежащими запчастями, встроенными в уборочную машину. Выявление подобных помех занимает длительное время и требует частичного демонтажа уборочной машины. Необходимо упростить выявление помех, приводящих к появлению в сигнале измерения составляющих сигнала, вызывающих ошибочное обнаружение наличия инородного тела.

Раскрытие сущности изобретения

Исходя из вышеуказанного, в основе настоящего изобретения лежит задача разработать новый способ, управляющее устройство и систему управления для эксплуатации сельскохозяйственной уборочной машины и сельскохозяйственную уборочную машину с такой системой управления.

Данная задача решена способом эксплуатации сельскохозяйственной уборочной машины по пункту 1 формулы изобретения.

Предоставленный датчиком инородных тел сигнал измерения посредством сигнального анализа оценивают таким образом, что на основании сигнального анализа определяют по меньшей мере один компонент рабочего агрегата, содержащий дефектный участок, приводящий к появлению в сигнале измерения составляющей сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела.

Посредством настоящего изобретения в первую очередь предлагается при помощи сигнального анализа таким образом оценивать предоставленный датчиком инородных тел сигнал измерения, что посредством сигнального анализа определяют по меньшей мере один компонент рабочего агрегата, содержащий дефектный участок и, тем самым, источник помех, приводящий к появлению в сигнале измерения составляющей сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела.

Таким образом поиск дефектов может быть в значительной степени автоматизирован, так что источник помех может быть в короткий срок обнаружен и приведен в порядок, либо заменен.

В качестве сигнального анализа предпочтительно используют по меньшей мере частотный анализ, в частности, частотный и амплитудный анализ. В частности, определяют частоту или соответствующую частоте величину и/или амплитуду или соответствующую амплитуде величину и/или продолжительность или соответствующую продолжительности величину составляющей сигнала, причем на основе этих величин определяют по меньшей мере один компонент рабочего агрегата, содержащий дефектный участок и, тем самым, источник помех, приводящий к появлению в сигнале измерения составляющей сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела. Такая процедура является наиболее предпочтительной. На основании вышеуказанных величин можно надежно определять компонент рабочего агрегата, содержащий дефектный участок и, тем самым, источник помех, приводящий к ошибочному обнаружению инородного тела.

В сигнале измерения предпочтительно определяют частоту составляющих сигнала одинаковой амплитуды и/или одинаковой продолжительности, причем в зависимости от частоты составляющих сигнала одинаковой амплитуды и/или одинаковой продолжительности определяют компонент рабочего агрегата, содержащий дефектный участок и, тем самым, источник помех, приводящий к появлению в сигнале измерения составляющей сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела. Эти признаки также особенно предпочтительны для автоматизированного определения компонента рабочего агрегата, содержащего дефектный участок и, тем самым, источник помех, приводящий к ошибочному обнаружению инородного тела.

Управляющее устройство охарактеризовано в пункте 6, система управления - в пункте 8, а сельскохозяйственная уборочная машина - в пункте 10 формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Предпочтительные варианты осуществления изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения и последующего описания. Примеры осуществления изобретения показаны на чертежах, но не ограничиваются ими.

На чертежах показаны:

ФИГ. 1 - сельскохозяйственная уборочная машина с управляющим устройством и системой управления согласно изобретению;

ФИГ. 2 - фрагмент ФИГ. 1;

ФИГ. 3- временная диаграмма для пояснения изобретения;

ФИГ. 4 - дополнительная временная диаграмма для пояснения изобретения; и

ФИГ. 5 - дополнительная временная диаграмма для пояснения изобретения.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 показана сельскохозяйственная уборочная машина 1, выполненная в виде кормоуборочного комбайна и содержащая рабочий агрегат 2. Рабочий агрегат 2 включает в себя навесное орудие 3, выполненное в виде кукурузной приставки, подающий механизм 4, а также измельчительный механизм 5.

Подлежащую уборке культуру посредством косилочно-транспортировочного органа 6 кукурузной приставки 3 отделяют от обрабатываемой почвы и через подающий барабан 7 подающего механизма 4 подают на измельчительный механизм 5.

В области измельчительного механизма 5 убираемую культуру измельчают и через расположенное за измельчительным механизмом 5 транспортирующее устройство 8 подают в направлении выбрасывающего отвода 9. Через выбрасывающий отвод 9 измельченная убираемая культура может быть сброшена в направлении транспортировочного средства.

Измельчительный механизм 5 содержит расположенную по направлению транспортировки убираемой культуры переднюю валковую пару 10, а также заднюю валковую пару 11, размещенные по направлению транспортировки убираемой культуры перед измельчительным барабаном 12 измельчительного механизма 5.

Передняя валковая пара 10 включает подпрессовывающий валок 13 и транспортирующий валок 14. Задняя валковая пара 11 содержит прессующий валок 15, а также дополнительный транспортирующий валок 16, также называемый гладким валком. На валках 13, 14 и 15 валковых пар 10 и 11 расположены транспортировочные рейки 17. На измельчительном барабане 12 расположены ножи 18 измельчителя.

В показанном примере осуществления в рабочий агрегат 2 в области передней валковой пары 10 измельчительного механизма 5 встроен датчик 19 инородных тел, при помощи которого можно установить наличие в убранной культуре инородного тела. Датчик 19 инородных тел предпочтительно расположен в нижнем переднем транспортировочном валке 14.

Датчик 19 инородных тел может представлять собой емкостный датчик инородных тел или индуктивный датчик инородных тел, предпочтительно металлодетектор.

В этом случае, если на основании сигнала измерения датчика 19 инородных тел обнаруживают наличие инородного тела в убираемой культуре, может быть осуществлена быстрая остановка рабочего агрегата 2. Для этого датчик 19 инородных тел передает сигнал измерения на управляющее устройство 20 сельскохозяйственной уборочной машины 1, которое оценивает сигнал измерения датчика 19 инородных тел. В зависимости от результатов этой оценки на устройстве 21 отображения водителю сельскохозяйственной уборочной машины 1 может быть показано соответствующее предупреждение.

В соответствии с изобретением, сигнал измерения, предоставляемый датчиком 19 инородных тел, оценивают посредством сигнального анализа, таким образом, что на основании сигнального анализа определяют по меньшей мере один компонент рабочего агрегата 2, содержащий дефектный участок и, тем самым, источник помех, приводящий к появлению в сигнале измерения составляющей сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела.

Так, например, вследствие ненадлежащего ремонта или установки ненадлежащей запчасти компонента рабочего агрегата 2 возможно наличие в соответствующем компоненте источника помех, на который реагирует датчик 19 инородных тел, предпочтительно выполненный в виде металлодетектора, и затем вызывает появление в сигнале измерения составляющей сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела, в то время как в действительности инородное тело в убираемой культуре отсутствует.

Изобретение позволяет автоматизировать и тем самым упростить поиск таких дефектных компонентов рабочего агрегата 2, для обеспечения возможности замены и последующей бесперебойной эксплуатации сельскохозяйственной уборочной машины 1.

В качестве сигнального анализа используют по меньшей мере частотный анализ, предпочтительно частотный и амплитудный анализ.

При сигнальном анализе сигнала измерения датчика 19 инородных тел определяют частоту или соответствующую частоте величину и/или амплитуду или соответствующую амплитуде величину и/или продолжительность или ширину сигнала или соответствующую продолжительности или ширине сигнала величину составляющей сигнала, находящейся в измеряемом сигнале датчика 19 инородных тел и вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела, причем на основе этих величин определяют по меньшей мере один компонент рабочего агрегата 2, содержащий дефектный участок и, тем самым, источник помех, приводящий к появлению в сигнале измерения составляющей сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела.

При этом в основе изобретения лежит соображение, согласно которому все установленные вблизи датчика 19 инородных тел вращающиеся компоненты рабочего агрегата 2, в частности, валки 13, 14, 15 и 16 валковых пар 10 и 11, а также измельчительный барабан 12, подающий барабан 7 и косилочно-транспортировочные органы 6 имеют индивидуальное число оборотов, так что если в области этих компонентов находится дефектный участок, приводящий к появлению в сигнале измерения составляющей сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела, посредством частоты или периода или временного промежутка можно будет надежно установить соответствие между составляющей сигнала и соответствующим компонентом.

Может быть предусмотрено, что в сигнале измерения определяют частоту составляющих сигнала равной амплитуды и/или равной длительности, причем в зависимости от частоты составляющих сигнала равной амплитуды и/или равной длительности определяют компонент рабочего агрегата 2, содержащий дефектный участок, приводящий к появлению в сигнале измерения датчика 19 инородных тел составляющей сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела.

Дальнейшие детали описаны ниже со ссылкой на фиг. 3, 4 и 5, причем на фиг. 3, 4 и 5 показан сигнал S измерения датчика 19 инородных тел в зависимости от времени t, подвергаемый описанному выше сигнальному анализу в управляющем устройстве 20.

На фиг. 3 в сигнале S измерения содержатся составляющие 22 сигнала, имеющие идентичную амплитуду и идентичную ширину сигнала и установленную длительность Δt22 периода. На основании длительности Δt22 периода или зависящей от нее частоты составляющих 22 сигнала может быть определен компонент рабочего агрегата 2, содержащий дефектный участок и, тем самым, источник помех, приводящий к появлению составляющей 22 сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела. Это возможно благодаря установленным числам оборотов компонентов рабочего агрегата 2, отличающимся друг от друга.

На фиг. 4 изображено изменение во времени t сигнала S измерения, в котором помимо составляющих 22 сигнала содержатся составляющие 23 сигнала, причем амплитуда составляющих 23 сигнала меньше, чем амплитуда составляющих 22 сигнала. И сигналы 22 и сигналы 23 обладают установленной длительностью Δt22 или Δt23 периода, причем на фиг. 4 длительность Δt22 или Δt23 периода идентичны, так что обе составляющие 22, 23 сигнала соответствуют одному и тому же компоненту рабочего агрегата 2, так что в этом компоненте рабочего агрегата 2 соответственно содержится два дефектных участка и, тем самым, два источника помех, вызывающих обнаружение наличия инородного тела.

На фиг. 5 сигнал S помимо составляющей 22 сигнала содержит составляющую 24 сигнала, отличающуюся от составляющей 22 сигнала как с точки зрения амплитуды, так и с точки зрения ширины сигнала или длительности периода. Так, длительность Δt24 периода составляющей 24 сигнала меньше, чем длительность Δt22 периода составляющей 22 сигнала, так что составляющие 22, 24 сигнала имеют различные частоты и тем самым соответствуют разным компонентам рабочего агрегата 2. Таким образом, из фиг. 5 следует наличие двух компонентов рабочего агрегата 2, содержащих дефектный участок или источник помех.

Изобретение позволяет легко и надежно определить компонент рабочего агрегата 2 сельскохозяйственной уборочной машины 1, содержащий дефектный участок и, тем самым, источник помех, влияющий на сигнал измерения датчика 19 инородных тел. Возникновение такого дефектного участка или источника помех может быть вызвано ненадлежащим ремонтом или установкой ненадлежащей запчасти, в результате чего деталь обладает остаточным магнетизмом, оказывающим влияние на сигнал измерения датчика 19 инородных тел, предпочтительно выполненного в виде металлодетектора, и вызывающим ошибочное обнаружение наличия инородного тела.

Изобретение позволяет легко и в короткие сроки привести сельскохозяйственную уборочную машину 1 в исправное состояние путем устранения обнаруженного дефектного участка или источника помех в выявленном компоненте.

Как правило, датчик 19 инородных тел сегментирован в поперечном направлении рабочего агрегата 2, проходящем перпендикулярно направлению уборки сельскохозяйственной уборочной машины 1 и, тем самым, направлению транспортировки убираемой культуры, что позволяет определять не только компонент рабочего агрегата 2, содержащий дефектный участок или источник помех, но и осевое положение этого дефектного участка или источника помех в выявленном компоненте посредством сегментирования датчика инородных тел. Это позволяет автоматически ограничить пространственное расположение дефектного участка или источника помех.

Изобретение также относится к управляющему устройству, выполненному с возможностью автоматического осуществления описанного выше способа. Так управляющее устройство 20 сельскохозяйственной уборочной машины 1 выполнено с возможностью оценки предоставленного датчиком 19 инородных тел сигнала измерения посредством сигнального анализа, таким образом, что на основании сигнального анализа определяют по меньшей мере один компонент рабочего агрегата 2, содержащий дефектный участок, приводящий к появлению в сигнале измерения составляющей сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела. Это уже было детально описано выше.

Далее изобретение относится к системе управления сельскохозяйственной уборочной машины, содержащей управляющее устройство 20 и датчик 19 инородный тел по изобретению, причем датчик 19 инородных тел посылает сигнал измерения на управляющее устройство 20.

Далее изобретение относится к сельскохозяйственной уборочной машине 1 с рабочим агрегатом 2 и системой управления, описанной выше. Датчик 19 инородных тел при этом может быть расположен в навесном орудии, выполненном в виде кукурузной приставки, в области измельчительного механизма, в области приемного органа, выполненного в виде подборщика и т.п. Сельскохозяйственная уборочная машина может представлять собой кормоуборочный комбайн или прицеп-подборщик.

Перечень ссылочных обозначений

1. Сельскохозяйственная уборочная машина

2. Рабочий агрегат

3. Кукурузная приставка

4. Подающий механизм

5. Измельчительный механизм

6. Косилочно-транспортировочный орган

7. Подающий барабан

8. Транспортирующее устройство

9. Выбрасывающий отвод

10. Валковая пара

11. Валковая пара

12. Измельчительный барабан

13. Подпрессовывающий валок

14. Транспортирующий валок

15. Прессующий валок

16. Транспортирующий валок

17. Транспортировочная рейка

18. Нож измельчителя

19. Датчик инородных тел

20. Управляющее устройство

21. Устройство отображения

22. Составляющая сигнала

23. Составляющая сигнала

24. Составляющая сигнала.

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству. Способ обнаружения дефектного участка рабочего агрегата сельскохозяйственной уборочной машины, содержащей рабочий агрегат с вращающимися компонентами, имеющими индивидуальное число оборотов, в который встроен датчик инородных тел, в котором предоставленный датчиком инородных тел сигнал измерения посредством сигнального анализа оценивают таким образом, что на основании сигнального анализа определяют по меньшей мере один вращающийся компонент рабочего агрегата, содержащий дефектный участок, приводящий к появлению в сигнале измерения составляющей сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела. Управляющее устройство сельскохозяйственной уборочной машины, содержащей рабочий агрегат с вращающимися компонентами, имеющими индивидуальное число оборотов, в который встроен датчик инородных тел. Управляющее устройство выполнено с возможностью оценки предоставленного датчиком инородных тел сигнала измерения посредством сигнального анализа, таким образом, чтобы на основании сигнального анализа определить по меньшей мере один вращающийся компонент рабочего агрегата, содержащий дефектный участок, приводящий к появлению в сигнале измерения составляющей сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела. Система управления сельскохозяйственной уборочной машины содержит управляющее устройство и встроенный в рабочий агрегат сельскохозяйственной уборочной машины датчик инородных тел, выполненный с возможностью отправки сигнала измерения на управляющее устройство. Сельскохозяйственная уборочная машина содержит рабочий агрегат и систему управления сельскохозяйственной уборочной машины. Обеспечивается упрощение выявления помех, приводящих к появлению в сигнале измерения составляющих сигнала, вызывающих ошибочное обнаружение наличия инородного тела. 4 н. и 8 з.п. ф-лы., 5 ил.

1. Способ обнаружения дефектного участка рабочего агрегата сельскохозяйственной уборочной машины (1), содержащей рабочий агрегат (2) с вращающимися компонентами, имеющими индивидуальное число оборотов, в который встроен датчик (19) инородных тел, в котором предоставленный датчиком (19) инородных тел сигнал измерения посредством сигнального анализа оценивают таким образом, что на основании сигнального анализа определяют по меньшей мере один вращающийся компонент рабочего агрегата (2), содержащий дефектный участок, приводящий к появлению в сигнале измерения составляющей сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сигнального анализа используют по меньшей мере частотный анализ.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве сигнального анализа используют частотный и амплитудный анализ.

4. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что определяют частоту или соответствующую частоте величину и/или амплитуду или соответствующую амплитуде величину и/или продолжительность или соответствующую продолжительности величину составляющей сигнала, причем на основе этих величин определяют по меньшей мере один вращающийся компонент рабочего агрегата (2), содержащий дефектный участок, приводящий к появлению в сигнале измерения составляющей сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела.

5. Способ по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что в сигнале измерения определяют частоту составляющих сигнала одинаковой амплитуды и/или одинаковой продолжительности, причем в зависимости от частоты составляющих сигнала одинаковой амплитуды и/или одинаковой продолжительности определяют вращающийся компонент рабочего агрегата (2), содержащий дефектный участок и, приводящий к появлению в сигнале измерения составляющей сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела.

6. Управляющее устройство (20) сельскохозяйственной уборочной машины (1), содержащей рабочий агрегат (2) с вращающимися компонентами, имеющими индивидуальное число оборотов, в который встроен датчик (19) инородных тел, причем управляющее устройство (20) выполнено с возможностью оценки предоставленного датчиком (19) инородных тел сигнала измерения посредством сигнального анализа, таким образом, чтобы на основании сигнального анализа определить по меньшей мере один вращающийся компонент рабочего агрегата (2), содержащий дефектный участок, приводящий к появлению в сигнале измерения составляющей сигнала, вызывающей ошибочное обнаружение наличия инородного тела.

7. Устройство (20) по п. 6, отличающееся тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью автоматического осуществления способа по одному из пп. 1-5.

8. Система управления сельскохозяйственной уборочной машины (1), содержащая:

управляющее устройство (20) по одному из пп. 6 или 7 и встроенный в рабочий агрегат (2) сельскохозяйственной уборочной машины (1) датчик (19) инородных тел, выполненный с возможностью отправки сигнала измерения на управляющее устройство (20).

9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что датчик (19) инородных тел выполнен в виде индуктивного или емкостного датчика, в частности в виде металлодетектора.

10. Сельскохозяйственная уборочная машина (1), содержащая рабочий агрегат (2) и систему управления по п. 8 или 9.

11. Машина (1) по п. 10, в которой датчик (19) инородных тел встроен в кукурузную приставку (3) или в измельчительный механизм (5) рабочего агрегата (2) кормоуборочного комбайна.

12. Машина (1) по п. 10, в которой датчик (19) инородных тел встроен в выполненный в виде подборщика приемный орган рабочего агрегата (2) кормоуборочного комбайна или прицепа-подборщика.