用于头部高度控制系统的传感器技术方案

用于头部高度控制系统的传感器。用于农业收割机的头部高度传感器(102)具有纵长传感器臂(112)、换向接头(114)、和安装到托架(106)上的旋转传感器(116)，托架固定到收割头的塑料顶点(100)。本发明专利技术根据需要提供一种精确且刚性的头部高度传感器，并且避免了现有技术装置韧性的需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及农业联合收割机。具体涉及头部高度控制系统。更具体地，涉及一种用于指示联合收割机的收割头的高度的传感器。
技术介绍
农业联合收割机一般配备有设置在车辆前部的收割头，以在车辆穿过田地时卷入农作物、将农作物从地面分离、并传送到联合收割机车辆自身内部的脱粒、分离以及清洁系统。农业联合收割机面临的问题之一是必须将收割头尽可能地靠近地面，以收获尽可能多地农作物。同时，收割头(如果是玉米收割头)是不允许被挖进土地里的，否则会产生明显的损毁。这一问题的解决方法已经提供一种头部高度控制系统，以检测头部在地面之上的高度并将头部维持在恒定高度。当车辆穿过田地在头部和联合收割机之下的土地上升和下降时，这是自动完成的。这些系统最初是机械的，后来是机械液压的。最近以来，这些系统已经使用与数字微处理器连接的电子头部高度传感器。数字微处理器可程式化，以接收来自传感器的高度信号并控制电力液压阀，该电力液压阀适当时响应地升高或降低收割头。这些传感器的一个问题是它们处理所接收的粗处理的能力。传感器一般是触点传感器，其一端连接到头部，另一端在地面上方拖动。联合收割机和头部经常改变方向，从前进到后退到侧向转向。进一步而言，头部可以水平地向地面降下，如果在头部与地面之间没有提供空间，这则会撞坏传感器。所有这些均能引起严重损坏，除非传感器足够大且牢固 (或足够小或有弹性)以避免受到伤害。第6202395号美国专利揭露一种靠近中耕作物头部顶点的前端安装的头部高度传感器。“顶点”是被设计为几乎在地面上行进并分开相邻的两行农作物的农作物行分隔器。顶点以梳子的齿分隔头发的方式分隔成行农作物。传感器固定到顶点的下方并包括附装到旋转传感器G8)的弹性传感器臂(40)，且传感器具有与地面接合的球06)。传感器臂通过提供一卷簧0 做为其长度一部分而被制成为韧性的。在可选的实施方式中，同样的韧性传感器臂附装到设置在韧性传感器臂(96)与卷簧(98)之间的托架(6 上。其同样具有与地面接合的球(102)。这种设置会遭遇几种问题。制成传感器臂00、96)的卷簧02、98)在田地里弯曲时，使传感器臂韧性易于在其线圈内收集植物物体。因此其不会返回至其最初形状并且不再显示地面之上的正确高度。进一步而言，球06,10 因为其球形形状而易于收集灰尘和植物物体。更进一步而言，球是对称的，其无转向功能并且让臂的下部在地面之上向左和向右偏斜。由于臂的轴是韧性的，这横向偏斜造成具体的问题，并且因此在臂端部的球由于土壤而向左和向右偏斜时易于弯折。这造成错误的读取。第6883299和7310931号美国专利涉及一种解决上述三个问题的头部高度传感器。首先，一些头部并没有当收割头降低到地面时用于收容传感器的凹槽。第二，比起之前，收割头更接近于地面运行，因此在收割头的底部和地面之间提供可以运行传感器的小空间。第三，当头部更接近于地面时，其有利于感测到更前方的收割头(即更靠近于收割头的前部)的高度，因此允许高度控制器尽早地感测到高度并纠正高度。为解决这些问题，设备具有带特别弯曲部的传感器臂，当收割头更靠近地面时，该传感器臂促使臂的地面接触顶点向前朝向收割头的前部移动。臂是细且韧性的并且具有锥形横切面，因此其在平地与收割头的平底部之间可以被弄扁平的。臂由聚氨酯制成，以允许其被严重弯折而不会损坏并回复至其最初形状。臂非常轻，因而其需要附加的弹簧以保持臂向下朝向地面。所述的第’ 299和’ 931号专利的传感器装置适合于沿地面拖曳的具有平底部的平台收割头。这些专利的传感器臂避免使用所述第’ 395号专利的为弹性而使用的卷簧，但是所述第’ 299号专利的最终的弯曲韧性臂细且易于损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是根据需要提供一种精确且刚性的头部高度传感器，并且避免了现有技术装置韧性的需要。根据本专利技术至少权利要求1教授的内容而解决了问题，引用特征的其他权利要求进一步详细阐述了更大优势的解决方案。根据本专利技术的第一方面，提供一种用于农业联合收割机的收割头的头部高度传感器，该头部高度传感器包括纵长传感器臂，该传感器臂具有上端和下端，该上端限定一孔， 该孔被构造以容纳一轴；换向接头，其包括一壳体，该壳体被构造以容纳所述纵长传感器臂的上端；该壳体包括一机械止动部以阻止所述纵长传感器臂相对壳体在第一方向上超过第一行走限量的移动，该换向接头进一步包括布置在上端任一侧的一对弹簧，该对弹簧连接到壳体并连接到上端以向所述机械止动部推动所述上端，其中所述轴延伸穿过两个弹簧并穿过所述纵长传感器臂中的所述孔，并在第一端和第二端被支撑在所述壳体上；托架，其被构造以固定到塑料顶点，并且也被构造以支撑换向接头的上部用以绕一横向延伸纵轴线相对旋转运动；以及旋转位置传感器，其连接到托架并连接到换向接头，使得换向接头相对于旋转位置传感器的移动导致来自旋转位置传感器的电信号作为相对旋转的函数而改变。该孔是椭圆形或长方形，以允许传感器臂在其下端不被折断地横向移动。传感器臂可以是刚性的。传感器臂可以包括具有孔的第一梁构件，和可调整地固定到第一梁构件以改变传感器臂整体长度的第二梁构件。第一梁构件可以包括肋条以增加第一梁构件的硬度。第二梁构件可以由钢或铸铁制成。头部高度传感器可以进一步包括将第一梁构件紧固至第二梁构件的至少一个可移除紧固件。传感器臂可以包括钢或铁平衡块，以向地面向下偏置传感器臂。头部高度传感器可以进一步包括具有前端固定有金属尖端的塑料顶点，并且头部高度传感器通过托架固定到前端。塑料顶点可以具有向下的开口空腔，该开口空腔构形当金属尖端位于地面时不受内部干扰地容纳头部高度传感器。传感器臂是不弯曲的或韧性的。在田地中运行时，第二梁构件而非第一梁构件接合地面。第一梁构件可以具有纵长刚性U形结构并由塑料制成。附图说明图1示出根据本专利技术的具有头部高度传感器的谷物收割头的顶点的立体图。图2是图1的头部高度传感器的局部分解立体图。图3是图1-2的头部高度传感器的传感器构件装置的局部分解图。图4是图1-3的头部高度传感器的换向接头的局部分解图。具体实施例方式在图1中，示出用于中耕作物收割头(玉米收割头)的塑料顶点100，同时示出安装于其前端的头部高度传感器102。塑料顶点100 —般是由滚塑塑料制成，比如是聚乙烯或聚丙烯。金属尖端104固定在塑料顶点100的前端，以在塑料顶点100滑过地面时为其提供磨损面。头部高度传感器102在金属尖端104正后方固定在塑料顶点100上。头部高度传感器102包括具有平面上表面108的托架106。此托架108固定在塑料顶点100的面向下的平面表面上且形成在塑料顶点100内的向下开口空腔110中。头部高度传感器102包括连接到换向接头114的刚性传感器臂112，换向接头114 接着连接到位置传感器116，该位置传感器116连接到托架108上。当地面在IOlB水平面时，传感器102第一次接触地面。当收割头(下称塑料顶点 100)下降时，头部高度传感器102相对地面逆时针枢转(如图1中所示)直至地面升高到 IOlA水平面。在此点处，头部高度传感器102恰好开始被收纳进空腔110内。不过，由于塑料顶点100的金属尖端104接触到地面，头部及塑料顶点不能再更进一步。即使塑料顶点的尖端落在地面之上，然而，传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于农业联合收割机的收割头的头部高度传感器，所述头部高度传感器包括：一纵长的传感器臂（１１２），其具有一上端（１５０）和一下端，该上端（１５０）限定一孔（１６０），该孔（１６０）被构形以容纳一轴（１５４）；一换向接头（１１４），其包括一壳体（１５２），该壳体（１５２）被构形以容纳所述纵长传感器臂（１１２）的所述上端，所述壳体（１５２）包括一机械止动部（１７４）以阻止所述纵长传感器臂（１１２）相对所述壳体（１５２）在一第一方向超过第一行走限量的移动，所述换向接头（１１４）进一步包括布置在所述上端（１５０）的任一侧的一对弹簧（１６２、１６４），所述对弹簧（１６２、１６４）连接所述壳体（１５２）并连接所述上端（１５０），以向所述机械止动部（１７４）推动所述上端（１５０），其中所述轴（１５４）延伸穿过两个弹簧（１６２、１６４）并穿过所述纵长传感器臂（１１２）中的所述孔（１６０），并且在第一端和第二端支撑在所述壳体（１５２）上；一托架（１０６），其被构形以固定到塑料顶点（１００），并也被构形以支撑所述换向接头（１１４）的上部以绕一横向延伸纵长轴线（１９６）相对旋转移动；以及一旋转位置传感器（１１６），其连接到托架（１０６）并连接到换向接头（１１４），使得所述换向接头（１１４）相对于所述旋转位置传感器（１１６）的移动导致来自旋转位置传感器（１１６）的电信号作为相对旋转的函数而改变。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·L·方德万，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：US