作物升运器和联合收割机的制作方法

本发明涉及联合收割机领域，更具体地涉及应用于此类收割机中的作物升运器。

背景技术：

本发明涉及联合收割机领域，例如应用于收割诸如谷物等作物。通常，这种收割机包括用于收割作物的收割台和用于将收割作物输送到机载罐或输送到随收割机一起移动的谷物拖车或卡车的输送系统。这种输送系统可以例如包括升运器，升运器具有用于接收收割作物流的下部入口段和用于输出收割作物流的上部出口段。通常，产量传感器设置在出口段附近，产量传感器用于指示收割作物量。原则上，当将由产量传感器测量的收割作物量与例如通过使用秤称重收割作物量获得的实际收割作物量进行比较时，可以校准这种传感器。然而，在实践中，例如在多个收割机将收割作物供应到共用谷物拖车或卡车的情况下，这种方式会很麻烦。因此，本发明的目的是提供替代方式来校准联合收割机的产量传感器。

技术实现要素：

希望的是提供一种能够更精确地确定收割作物产量的联合收割机。为了更好地解决这个问题，在本发明的一方面中，提供了一种用于收割机的作物升运器，包括：

上升段和下降段；

壳体，包封上升段和下降段；

升运器环路，布置在壳体内部并且包括用于升运收割作物的多个桨叶；

称重系统，配置成在所述多个桨叶中的测量桨叶在上升段中上升运动期间确定存在于测量桨叶上收割作物的重量，称重系统包括重量传感器，重量传感器机械地联接到测量桨叶并且配置成输出表示收割作物重量的重量信号；

其中，上升段包括测量段，称重系统配置成当测量桨叶位于上升段的测量段中时确定重量信号，并且在测量桨叶在上升段中上升运动期间在测量段中在测量桨叶与壳体之间的摩擦低于在测量段外在测量桨叶与壳体之间的摩擦。

根据本发明，提供了一种作物升运器，用于升运收割作物流。作物升运器包括升运器环路，升运器环路设置有移动通过升运器的上升段和下降段的多个桨叶。上升段和下降段由壳体包封或包围。

在一个实施例中，根据本发明的作物升运器具有：入口段，位于升运器环路的底部附近并且配置成接收收割作物流；以及出口段，位于升运器环路的顶部附近并且配置成输出收割作物流。在这种实施例中，由入口段接收的收割作物流分布在桨叶上并向上输送通过上升段。

根据本发明，作物升运器还包括称重系统，用于称重桨叶上的收割作物量。这种称重系统可以例如包括设置在一个或多个桨叶(称为测量桨叶)上的一个或多个称重传感器，配置成在向上输送期间输出表示收割作物重量的重量信号。可以承认的是，已知在作物升运器中用于对收割作物进行称重的称重传感器。然而，由于在测量桨叶与升运器(即包围上升段的壳体部的内表面)之间发生摩擦，已知的布置被认为提供了不可靠的测量结果。就此而言，要注意的是，为了避免收割作物从桨叶溢出，在桨叶与壳体之间仅允许有狭窄间隙。因此，桨叶会偶尔接触升运器壳体，从而不利地影响称重结果的可靠性。为了减轻这种影响，根据本发明的作物升运器设置有测量段，测量段是升运器上升段的一部分，从而称重系统配置成当所述一个或多个测量桨叶位于升运器的测量段中时检索所述一个或多个重量传感器的重量信号。此外，根据本发明，采取了减小摩擦的措施，以确保在测量段中在测量桨叶与壳体之间的摩擦低于在测量段外在测量桨叶与壳体之间的摩擦。通过这样做，与测量桨叶通过上升段的其余部分相比，测量桨叶能够以减小的摩擦通过测量段。因此，可以实现对测量桨叶上收割作物的更精确且可靠的称重。

在本发明的一个实施例中，测量段的横截面大于上升段的名义横截面。通过这样做，可以避免在称重期间桨叶与升运器壳体之间的接触。由于该增大的横截面仅应用于升运器的测量段中，因此收割作物经由桨叶与壳体之间间隙的溢出量将保持比较小，从而不会影响升运过程的效率。

作为替代或者除此以外，可以采取其他减少摩擦的措施来确保更精确的重量测量。此类措施可以例如包括在测量段中使用专用涂层，例如低摩擦涂层，诸如聚四氟乙烯(ptfe)；或者在测量段中在壳体与所述一个或多个桨叶之间应用轴承。作为示例，空气轴承可以设置在测量段中壳体与测量桨叶相对表面之间，以确保在称重期间在壳体与测量桨叶之间没有接触。

作为减小摩擦的措施的另一个示例，更薄壳体或不同材料的壳体可以应用于测量段中，从而给包封测量段的壳体部提供了增大柔性和/或提供了在壳体与所经过桨叶之间的较大间隙。

根据本发明，称重系统包括一个或多个重量传感器，用于产生表示收割作物重量的重量信号。作为此类传感器的第一示例，用于称重的所述一个或多个桨叶可以例如设置有安装在桨叶顶表面上或包含在顶表面中的力传感器或压力传感器，例如负荷传感器。

作为第二示例，可以采用例如安装到桨叶所连接到的带或链上的应变传感器，以确定所述一个或多个桨叶以及支撑在其上的收割作物的重量。

在一个实施例中，所述一个或多个重量传感器的所述一个或多个重量信号可以提供给称重系统的处理器，处理器配置成接收重量信号并且根据所接收的重量信号来确定收割作物重量。

在一个实施例中，称重系统还包括接近传感器，接近传感器配置成输出表示测量桨叶位置的接近信号。这种接近传感器(例如电感式或电容式传感器)可以安装在测量段的底侧处。这样，接近传感器可以用于感测是否测量桨叶到达测量段，从而指示何时执行对重量信号的处理。

在一个实施例中，根据本发明的作物升运器可以应用于根据本发明的联合收割机中。这种收割机可以例如配备有产量传感器，产量传感器配置成提供表示由作物升运器输出的收割作物流的产量信号。在这种实施例中，由称重系统确定的在测量桨叶上的收割作物重量可以用于校准产量传感器。

通过参考以下详细描述并结合附图考虑，将会更好地理解并更加容易明白本发明的这些和其他方面，相同的附图标记表示相同的部分。

附图说明

图1示出了现有技术中已知作物升运器的横截面。

图2示出了根据本发明实施例的作物升运器的横截面。

图3和图4示出了根据本发明实施例的作物升运器的测量段的放大横截面。

具体实施方式

图1示出了本领域中已知作物升运器100的横截面。作物升运器100包括布置在作物升运器100的壳体110内部的升运器环路，升运器环路包括安装到升运器环路的链或带130上的多个桨叶120。通过如箭头140所示驱动升运器环路，在图1的视图中所看到的在链或带130的左侧的桨叶将向上移动，同时链或带130的右侧的桨叶将向下移动。桨叶向上移动的作物升运器部分在下文中称为升运器100的上升段150，而桨叶向下移动的作物升运器部分在下文中称为升运器100的下降段160。如图所示的作物升运器100还包括入口段170，入口段170配置成接收收割作物180的作物流，例如谷物，收割作物180的作物流由桨叶120接收并在上升段中向上输送。在如图所示的布置中，通过螺旋输送器190把收割作物180的作物流供应到入口段170，螺旋输送器190在垂直于图中xz平面的y方向上延伸。如图所示的作物升运器100还包括出口段195，用于在升高高度处输出收割作物180的作物流。已知在这种升运器中采用称重系统(未示出)，以确定在上升段中桨叶上的收割作物量。然而，由于在桨叶120与壳体110之间有比较窄的间隙，所以在这种布置中获得的称重结果是不精确的。

为了提高称重过程的测量精度，因此提出了改进的作物升运器。图2示意性地示出根据本发明第一实施例的作物升运器200。作物升运器200包括布置在作物升运器200的壳体210内部的升运器环路，升运器环路包括安装到升运器环路的链或带230上的多个桨叶220。通过如箭头240所示驱动升运器环路，链或带130的左侧的桨叶将在升运器的上升段250中向上移动，同时链或带130的右侧的桨叶将在升运器20的下降段260中向下移动。在如图所示的实施例中，所示作物升运器200还包括入口段270，入口段270配置成接收收割作物280的作物流，例如谷物，收割作物280的作物流由桨叶220接收并在上升段中向上输送。在如图所示的实施例中，通过螺旋输送器290把收割作物280的作物流供应到入口段270，螺旋输送器290在垂直于图中xz平面的y方向上延伸。如图所示的作物升运器200还包括出口段295，用于在升高高度处输出收割作物280的作物流。根据本发明，作物升运器200还包括安装在至少一个桨叶220上的称重系统，配置成在上升段中所述至少一个桨叶的上升运动期间确定收割作物280的重量。在如图所示的实施例中，称重系统包括重量传感器300，配置成输出表示由一个或多个桨叶输送的收割作物的重量的重量信号。作为示例，这种重量传感器300可以例如包括安装到多个桨叶220中的一个桨叶的顶表面上或包含在顶表面中的负荷传感器。此外，根据本发明，称重系统配置成在要称重的桨叶位于升运器上升段的专用段中时执行称重过程，该专用段称为升运器200的测量段255。根据本发明，应用于作物升运器中的测量段255配置成使得在通过测量段的桨叶(该桨叶称为测量桨叶)与壳体之间的摩擦低于在测量段之外测量桨叶与壳体之间的摩擦(即当测量桨叶在测量段之外在上升段中上升时在测量桨叶和壳体之间的摩擦)。根据本发明，可以采取各种减小摩擦的措施，以便能够减小一个或多个测量桨叶在通过上升段250的测量段255时的摩擦。

在如图所示的实施例中，壳体的包封测量段的壳体部的横截面大于包封上升段的壳体的名义横截面。如图所示，与在测量段之外的上升段名义宽度wn相比，在测量段255处的上升段宽度w增大。同样的增大或加宽也可以应用在y方向上。这样，由于增大的横截面，到达测量段255的测量桨叶将不再接触壳体210。这将使得称重系统能够对要称重的桨叶提供更精确的称重。

在如图所示的实施例中，测量段的高度zm以及桨叶220中两个相继桨叶之间的距离设定成使得仅一个测量桨叶将同时处于测量段处。然而，通过增大测量段的高度zm，可以在测量段中具有多于一个桨叶，即多于一个测量桨叶，例如两个或三个。当每个测量桨叶都设置有传感器时或者如下面将更详细说明的那样使用一对应变传感器时，可以确定测量桨叶的总重量。

在如图所示的实施例中，称重系统还包括处理系统310，配置成在输入终端312处接收一个或多个重量传感器300的重量信号，并且配置成根据所接收的重量信号来确定收割作物重量。这种处理系统310可以例如为微处理器、微控制器、计算机等。在一个实施例中，所确定的重量和/或所接收的重量信号可以例如存储在处理单元的存储单元中。在如图所示的实施例中，处理单元310还包括输出终端314，用于输出表示所确定重量的信号。

在如图所示的实施例中可以看出，测量段255的壳体部包括下部212和上部214，下部212的宽度从名义宽度wn增加到增大宽度w，上部214的宽度从增大宽度w减小到名义宽度wn。可以理解的是，也可以设计出在壳体专用段中提供增大横截面的替代方式。

在如图所示的实施例中，作物升运器200具有出口段295，用于在升高高度处输出收割作物280的作物流。作物升运器200还包括产量传感器296，配置成输出表示通过出口段295输出作物流的产量信号。这种产量传感器可以例如是本领域中已知的产量传感器。通常，需要对产量传感器进行校准，以确保根据产量传感器获得测量值所确定的收割作物量与在收集所收割作物的农场中使用秤获得的收割作物量测量值的精确对应。

在本发明的一个实施例中，可以根据称重系统的重量信号(例如从重量传感器300获得的重量信号)对应用于作物升运器中的产量传感器296进行校准。

图3示意性地示出根据本发明的作物升运器的测量段455的放大横截面。图3示意性地示出升运器环路430和测量桨叶420的一部分，升运器环路430的运动由箭头435所示，测量桨叶420连接到升运器环路430，在测量桨叶420上存在一定量的收割作物480。图3还示意性地示出作物升运器的壳体410的一部分。可以看出，在如图所示的实施例中，壳体宽度wn在测量段455中增加到增大宽度w。由于壳体的增大宽度，在测量桨叶420与壳体410之间产生间隙δ。在如图所示的实施例中，间隙在测量段455的下端处最大，并且在测量段中向上逐渐减小，直到大致减小到零。通过在测量桨叶420与壳体410之间引入间隙δ，就减小了测量桨叶420与壳体410之间的摩擦，至少只要是测量桨叶420位于测量段455内就是如此。这样，根据本发明，通过使测量桨叶通过测量段455来确定测量桨叶420上收割作物480的重量。为了称重测量桨叶420上的作物量，测量桨叶420可以配备有负荷传感器或压力传感器490，这种负荷传感器或压力传感器因此是可以应用于根据本发明的作物升运器的称重系统中的重量传感器的示例。作为安装在测量桨叶420的表面上或包含在测量桨叶420的表面中的负荷传感器的替代方案，可以采用一对应变传感器492来确定测量桨叶420上收割作物280的重量。可以看出，一对应变传感器492中的一个应变传感器492安装到升运器环路430上并在桨叶420上方，而一对应变传感器492中的另一个应变传感器492安装在桨叶下方。可以认为由这一对传感器492测量的应变之差表示在这一对传感器之间升运器区段的重量加上桨叶的重量加上收割作物480的重量。通过工厂校准，在这一对传感器之间升运器区段的重量加上桨叶420的重量可以预先确定，并且用于计算桨叶420上存在的收割作物480的重量。作为替代或者除此以外，也可以在操作期间(尤其在桨叶420和传感器492在升运器下降段中正在下降时)确定这一对传感器之间升运器区段的重量加上桨叶420的重量。然而需注意，在下降段中，这一对传感器在竖直方向上的相对位置要颠倒。在这种布置中，即在操作期间评估一对传感器之间升运器区段的重量加上桨叶420的重量的情况下，在下降段中也具有测量段是值得的，因为桨叶通过下降段时也会受摩擦。

图3还示意性地示出接近传感器494，其安装到壳体410并在测量段455下方。这种传感器494(例如电容式、电感式或光学传感器)可以产生表示测量桨叶420是否存在的信号。这样，在如图所示的实施例中，这种信号可以表示是否测量桨叶420将要到达测量段455并且是否可以开始重量测量。

在如图所示的实施例中，测量段455(尤其是测量段的壳体部)的宽度比在测量段下方或上方的壳体部更宽。可以理解的是，可以在垂直于图纸的方向上(即在垂直于图中xz平面的y方向上)采用相同或相似的加宽，从而进一步减小通过测量段455的桨叶420与测量段之间的摩擦。

图4示意性地示出根据本发明用于减小测量桨叶420与作物升运器壳体的壳体部510之间摩擦的替代方式。与图3类似，图4示意性地示出升运器环路430和测量桨叶420的一部分，升运器环路430的运动由箭头435所示，测量桨叶420连接到升运器环路430，在测量桨叶420上存在一定量的收割作物480。图4还示意性地示出作物升运器的壳体510的一部分，壳体部510具有孔，孔的高度h对应于测量段455的高度。在如图所示的实施例中，孔由安装到壳体的外表面510.1上的盖520覆盖。通过这样做，壳体510的宽度wn在测量段455中增加到增大宽度w。在如图所示的实施例中，宽度w对应于宽度wn+壳体510在x方向上的厚度。由于测量段455中的增大宽度w，在测量桨叶420与盖520之间产生间隙δ。因此，通过测量段455的测量桨叶420将受到减小的摩擦。

在本发明的一个实施例中，用于覆盖壳体孔的盖520可以比壳体薄，和/或用比用于壳体的材料更柔性的材料制成。通过这样做，可以进一步减小测量桨叶420与盖520之间的摩擦。

在一个实施例中，不是在壳体中设置孔并覆盖孔，而是包封测量段的壳体部可以比壳体其他部分薄。通过这样做，也可以减小通过测量段的桨叶与壳体之间的摩擦。

由于使用具有减小摩擦的测量段，根据本发明的作物升运器能够更精确地确定向上输送的收割作物。称重结果可以例如用于校准通常应用于收割机出口段上或附近的产量传感器。

另一个实施例(未示出)包括的作物升运器100具有恒定横截面的上升段150。包括重量传感器300的测量桨叶相对于其他桨叶具有减小的面积。该小桨叶的减小面积具有的效果是该桨叶与壳体之间的距离大于其他桨叶220与壳体之间的距离，因此测量桨叶与壳体210之间的摩擦低于其他桨叶220与壳体210之间的摩擦。在测量段处，确定由在小桨叶上传感器300提供的重量信号，从而生成更精确的重量。作为另一个优点，确定测量段255位置的接近传感器294可以定位在沿上升段150的长度的任何位置处。

根据要求，本文公开了本发明的详细实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，本发明可以用各种形式实施。因此，本文所公开的具体结构和功能细节不应解释为限制性，而是仅作为权利要求的基础并且作为教导本领域技术人员以几乎任何适当的详细结构来各种各样地采用本发明的代表性基础。此外，本文中使用的术语和短语不旨在为限制性，而是旨在提供对本发明的可理解的描述。

本文所用的术语“一”定义为一个或多于一个。本文所用的术语“多个”定义为两个或多于两个。本文所用的术语“另一”定义为至少第二或更多。本文所用的术语“包含”和/或“具有”定义为包括(即，开放性语言，不排除其他要素或步骤)。权利要求中的任何附图标记不应解释为限制权利要求或本发明的范围。

在相互不同的从属权利要求中提到某些措施并不表明不能有利地采用这些措施的组合。

本文所用的术语“联接”定义为连接，但不一定是直接连接，也不一定是机械连接。