一种方形压捆机及相关的控制方法技术

一种方形压捆机(10)，包括连接到草捆成型室(16)的生物质进料口，活塞，在成型室内往复运动以压缩通过生物质进料口进给(14)到成型室内的生物质并形成草捆；以及草捆卸料口(20)，成型室(16)内部的部分的尺寸在其供电可控的至少一个致动器(18)的作用下是可调整的；压捆机包括：a)第一传感器(26c)，用于感测压捆机中形成的草捆堆并产生对其进行指示的第一信号(MW)；b)第二传感器(60)，用于感测活塞施加的力并产生对其进行指示的第二信号(MF)；c)第三传感器(52)，用于感测致动器的供电并产生对其进行指示的第三信号(MP)；d)用于由操作者设定目标重量值(TW)的装置，用于确定压捆机内形成的草捆堆的目标值；以及e)依赖于第一、第二和第三信号来控制压捆机的操作的控制器(58)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种压捆机及相关的控制方法。压捆机是在农业中使用的用于将收获或修剪操作期间生产的(通常)秸杆或如干草或青贮饲料的其他生物质进行打捆的机器。现有技术中已经提出了各种设计的压捆机。几乎所有压捆机的一个共同特点是，它们被拖拉机等农用车拖在后面。压捆机包括进料口，生物质通过其进给到压捆机内部并被压缩或以其他方式形成草捆。完成的草捆被绳捆绑，以使其坚挺并自支撑，并通过一般位于压捆机后部的卸料滑道喷出以下降或被放置到拖拉机/压捆机组合后面的地面上，由于其沿着收获后的田地向前移动。在20世纪70年代和80年代，开发了所谓的“圆形”压捆机。这些生产大圆柱形 捆。尽管许多圆形压捆机仍然每年出售且更多继续使用，但是在许多领域，它们的受欢迎程度已被矩形或“立方形”压捆机所超越。这种压捆机生产方形捆，相对于“圆形”压捆机具有许多优势。矩形捆的处理更方便也更安全。此外由于矩形捆的方形，因此，无论是在田地里还是在农场里，运输或以稳定的结构临时或长期地堆放都是相对容易的。可以生产出高密度的矩形捆。当使用时，矩形捆也很容易分配，由于它们由许多片形成。值得注意的是，形成草捆时，在某些情况下调整矩形捆的特性是可能的。这点很重要，因为稻草或其他打捆的生物质是一种具有经济价值的作物。经常地，打捆稻草的价值基于通过操作压捆机所产生的每捆的重量来评估。在从田地的一部分到另一部分的运送过程中，控制打捆的生物质密度以保证捆重大致不变是非常重要的。然而，从一个地方到另外一个地方进给到压捆机的稻草特性(尤其是水分)的变化可能意味着在打捆操作过程中对调整草捆密度有频繁甚至不断的需求，以满足一致的草捆质量的目标。在矩形压捆机中，调整草捆密度是可能的，因为压捆机包括基本上是立方形的草捆成型室。本领域已知的是使用一个或多个可移动的侧壁形成捆成型室。侧壁的位置可以调整以改变捆成型室的体积，从而在其形成过程中将压捆机挤压更大或更小的程度。如果在压捆机内生物质的每次进给量的体积大致不变是司空见惯的话，照这样引起草捆成型室体积减少会导致制造更高密度的草捆，反之亦然。这反过来又提供了控制成型捆密度的能力。更详细地，进入成型室的每次进给量，在进入点，未被压缩或被压缩到一个相对较低的水平。其通过活塞的纵向行程被沿着成型室移动，活塞在依次被安装到回转件上的曲柄驱动的连接臂的动作下往复运动。因此活塞的每个行程在草捆成型室已经获得的生物质上压缩一定量的生物质；结果形成的草捆密度增加，如果草捆被扫进的体积由于成型室侧壁的位置在活塞在其运动中所能达到的最远点的下游位置的调整而减小。然而，方捆的尺寸大致是固定的，首先由于草捆成型室的截面尺寸，其次由于压捆机通过卸料口以大致相同的、单独的草捆将生物质形成弹出时等量的草捆长度。在US4037528中显示了一种可调式的草捆成型室侧壁的例子。该公开文献描述了在由附加的液压冲头引起旋转的类似于凸轮的臂作用下而可移动的侧壁。这种构造定义了一对四连杆连接，每个包括侧壁。相关冲头的操作因此导致侧壁相对于草捆成型室内部向内或向外移动，甚至造成成型室体积在其长度的部分上一致的变动。适于包含在矩形压捆机内的草捆密度调整装置的更现代形式在EP0655190中被披露。如果压捆机包括反馈控制环路，用于评估完成的实际草捆密度是否与目标密度值相匹配，则调整草捆的密度的能力可能最有用处。从EP1935232中可知的是，提供了一个用于称量卸下的草捆的称重设备。在EP1935232中，压捆机卸料滑道包括枢转部分。枢转部分的目的是随着草捆沿卸料滑道滑动而改变整捆的轨迹。这反过来又提供了控制完成的草捆的卸下的优点，这样草捆从压捆机出口遭受最小的损害，并位于场地中可预见的方向。在EP1935232中设备的卸料滑道的枢转部分含有一个或多个传感器，用于感测草 捆堆，并产生对其进行指示的信号。然而，EP1935232并没有披露与草捆成型室的可调节侧壁相连的草捆堆信号的使用。US2796825披露了矩形压捆机的液压控制系统。在US2796825矩形压捆机中，卸料滑道中称重平台的输出被作为液压脉冲产生。脉冲被用于活塞的输入命令，其调整侧壁在草捆成型室中的位置。因此，在US2796285的压捆机中草捆堆的测量用于调整草捆密度。然而，在US2796825中披露的构造的一个显著缺点就是其中披露的称重平台只有当完成的草捆在上面静止时产生信号。因为需要至少30秒，高达120秒以更适当的矩形压捆机尺寸形成单个草捆，在US2796825中披露的系统的响应频率不超过0. 033赫兹，且通常会比这慢得多。然而，拖着压捆机横跨收割地的拖拉机当跨越干草捆时可达到或许15公里/小时的速度。在形成单一草捆所需的时间内，因此，拖拉机/压捆机的组合将前进至少200米。例如切割倒伏在地面上的秸杆的特性，另一方面可能在一米或更短的距离内明显不同。使用US2796825中的设备产生的草捆重量信号，每50秒更新一次，相对地不太可能考虑到这种差异。换句话说，US2796825中的控制系统能够解决草捆堆数据仅仅传递到200米的压捆机行程的精度，其不太可能十分地准确以为草捆密度调整装置提供可接受的控制。因此，相比现有技术而言，非常需要更准确地控制草捆密度的构造。根据本专利技术，在第一个方面，提供有方形压捆机，包括连接到草捆成型室上的生物质进料口 ；活塞，在成型室内往复运动以压缩通过生物质进料口进给到成型室内的生物质并形成草捆；以及草捆卸料口，成型室内部的部分的尺寸在其供电可控的至少一个致动器的作用下是可调整的；压捆机包括a)第一传感器，用于感测压捆机中形成的草捆质量并产生对其进行指示的第一信号;b)第二传感器，用于感测活塞施加的力并产生对其进行指示的第二信号；c)第三传感器，用于感测致动器的供电并产生对其进行指示的第三信号；d)用于由操作者设定目标重量值的装置，用于确定压捆机内形成的草捆堆的目标值；e)依赖于第一、第二和第三信号来控制压捆机的操作的控制器，其特征在于 第一信号在第一控制回路中反馈，并与目标重量值比较以产生目标力值； 第二信号在第二控制回路中反馈，并与目标力值比较以产生目标供电值； 第三信号在第三控制回路中反馈，并与目标供电值比较以控制致动器供电； 第二控制回路的采样频率高于第一控制回路，并低于第三控制回路。这种构造的优点是，压捆机产生侧壁臂的压力信号(由第三信号指示致动器供电而表示)，比在可能有堆信号的情况下具有更高的采样频率，堆信号仅仅至多在各自的草捆完成时生成。结果，侧壁压力(第三传感器)信号可能作为高频输入到三个“嵌套”的控制回 路的最里面而被使用，结果整体控制模式的干扰抑制不是由可产生草捆堆信号的频率决定的，相反是在相对高频信号的压力信号的作用下决定的。使用控制回路产生基于侧壁压力的调整信号，因此侧壁调整液压系统的压力会在下面更详细地描述，以达到目标草捆重量以及目标草捆密度。草捆重量测量信号仅仅需要在一个相对较低的频率下进行采样，因为草捆重量信号只是与每个草捆的完成相关。相反，导致不想要的草捆密度变化的，如秸杆混合物中的任何变化都会被感测为活塞施加的压力和/或在液压侧壁压力内的变化。然后会实施对柱塞力目标值和液压侧壁压力目标值的调整，分别作为所述感测的压力和力的结果。作为上述构造的结果，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.12 BE 2010/00811.一种方形压捆机(10)，包括连接到草捆成型室(16)的生物质进料口，活塞(62)，在成型室(16)内往复运动以压缩通过生物质进料口进给(14)到成型室(16)内的生物质并形成草捆；以及草捆卸料口(20)，草捆成型室(16)内部的部分的尺寸在其供电可控的至少一个致动器(18)的作用下是可调整的；所述压捆机包括 a)第一传感器(26c)，用于感测压捆机中形成的草捆堆并产生对其进行指示的第一信号(MW)； b)第二传感器(60)，用于感测活塞￠2)施加的力并产生对其进行指示的第二信号(MF)； c)第三传感器(52)，用于感测致动器(18)的供电并产生对其进行指示的第三信号(MP)； d)用于由操作者设定目标重量值(TW)的装置，用于确定压捆机内形成的草捆堆的目标值；以及 e)依赖于第一、第二和第三信号(MW，MF，MP)来控制压捆机的操作的控制器(58)，其特征在于 第一信号(MW)在第一控制回路中反馈，并与目标重量值(TW)比较以产生目标力值(TF)； 第二信号(MF)在第二控制回路中反馈，并与目标力值(TF)比较以产生目标供电值(TP)； 第三信号(MP)在第三控制回路中反馈，并与目标供电值(TP)比较以控制致动器(18)的供电；以及 第二控制回路的采样频率高于第一控制回路的采样频率，并低于第三控制回路的采样频率。2.根据权利要求I所述的方形压捆机，其特征在于，致动器(18)由液压回路中的压力供电，且第三传感器(52)感测液压回路中的压力并产生对其进行指示的第三信号(MP)。3.根据前述任一权利要求所述的方形压捆机，其特征在于，第三控制回路的采样频率是大约为5Hz或更高。4.根据前述任一权利要求所述的方形压捆机，其特征在于，第二传感器￠0)为感测活塞(62)施加的力的测力传感器或包括感测活塞￠2)施加的力的测力传感器，第二个控制回路的采样频率约为0. 8Hz。5.根据前述任一权利要求所述的方形压捆机，其特征在于，第一传感器(26c)为设置为感测草捆堆的测力传感器或包括设置为感测草捆堆的测力传感器，第一控制回路的采样频率为约0. 02Hz或更低。6.根据权利要求5所述的方形压...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·科恩，R·M·K·杜马雷，B·M·A·米索特恩，D·O·M·维拉厄格，N·G·C·蒙特伊纳，J·C·范格勒尼根，O·瓦纳科，P·W·维亚纳，
申请(专利权)人：CNH比利时股份有限公司，
类型：发明
国别省市：