用于农具的位置和压力深度控制系统的制作方法
用于农具的位置和压力深度控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种用于农具的控制系统。控制系统包括：位置传感器，被配置为测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示，并且被配置为产生相应的位置信号。压力传感器被配置为测量实际操作压力的压力指示和被配置为产生相应的压力信号。农具控制单元被配置为接收位置信号和压力信号，和被配置为控制调节装置，使得在压力指示在预选压力范围内的情况中深度指示以表示预选操作深度的深度设定点作为目标。
【专利说明】用于农具的位置和压力深度控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及农具，并且更特别地，涉及用于农具的位置和压力深度控制系统。
【背景技术】
[0002]为了为农具提供深度控制，常用基于位置或基于压力的电动液压控制系统。该控制系统通常用来在农具的垂直于行进方向的宽度范围内调节单个地面接合工具(例如，圆盘耙组件)或框架部分(例如，翼)的深度。例如，约翰.迪尔公司的AccuD印th?在农具的宽度范围内提供深度控制。
[0003]在基于位置的电动液压控制系统中，控制系统试图为地面接合工具保持恒定位置。在基于压力的电动液压控制系统中，控制系统试图为地面接合工具保持恒定压力。存在对在地面接合工具撞击插在地面中的物体时允许地面接合工具改变位置并且在地面变得更柔软时不寻求施加恒定压力的控制系统的需求。
【发明内容】
[0004]在一个实施例中，公开一种用于农具的控制系统。农具包括框架。地面接合工具和调节装置连接到框架。调节装置被配置为在输送位置和预选操作深度之间升高和降低地面接合的工具，并且被配置为提供预选操作压力。
[0005]控制系统包括位置传感器。位置传感器被配置为测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示，并且被配置为产生相应的位置信号。压力传感器被配置为测量实际操作压力的压力指示和被配置为产生相应的压力信号。农具控制单元被配置为接收位置信号和压力信号，和被配置为控制调节装置，使得在压力指示在预选压力范围内的情况中深度指示以表示预选操作深度的深度设定点作为目标。
[0006]在另一个实施例中，公开一种用于农具的控制系统。农具包括框架。地面接合工具和调节装置连接到框架。调节装置被配置为在输送位置和预选操作深度之间升高和降低地面接合工具，并且被配置为提供预选操作压力。
[0007]控制系统包括位置传感器。位置传感器被配置为测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示，并且被配置为产生相应的位置信号。压力传感器被配置为测量实际操作压力的压力指示和被配置为产生相应的压力信号。农具控制单元被配置为接收位置信号和压力信号，并且被配置为控制调节装置，使得在深度指示在预选深度范围内的情况中压力指示以表示预选操作压力的压力设定点作为目标。
[0008]在又一个实施例中，公开一种农具。该农具适于由车辆在向前的行进方向上移动。农具包括框架。地面接合工具和调节装置连接到框架。调节装置被配置为在输送位置和预选操作深度之间升高和降低地面接合工具，并且被配置为提供预选操作压力。
[0009]控制系统包括位置传感器，位置传感器被配置为测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示并且被配置为产生相应的位置信号。压力传感器被配置为测量实际操作压力的压力指示和被配置为产生相应的压力信号的。农具控制单元被配置为接收位置信号和压力信号，并被配置为控制调节装置，使得在压力指示预选压力范围内的情况中深度指示以深度表示预选操作深度的设定点作为目标。
[0010]在另一个实施例中，公开一种控制农具的方法。农具包括框架。地面接合工具和调节装置连接到框架。调节装置被配置为在输送位置和预选操作深度之间升高和降低地面接合的工具，并且被配置为提供预选操作压力。
[0011]该方法包括测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示和产生相应的位置信号。该方法还包括测量实际操作压力的压力指示和产生相应的压力信号。该方法还包括接收位置信号和压力信号，以及控制调节装置，使得在压力指示在预选压力范围内的情况中深度指示以表示预选操作深度的深度设定点作为目标。
[0012]通过考虑详细说明和附图，其它特征和方面将变得明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是根据一个实施例的处于输送位置的农具的侧视图。
[0014]图2是图1的处于操作位置的农具的侧视图。
[0015]图3是图1的农具的透视图。
[0016]图4是图1的农具的一部分的透视图。
[0017]图5是图1的农具的示意图。。
[0018]图6是图1的农具的一部分的透视图。
[0019]图7是图1的农具的一部分的侧视图。
[0020]图8是根据另一个实施例的处于输送位置的农具的侧视图。
[0021]图9是处于操作位置中图8的农具的侧视图。
[0022]图10是图8的农具的透视图。
[0023]图11是图8的农具的示意图。
[0024]在详细说明任何实施例之前，应理解的是，本公开内容的应用不限于在以下的说明中提出和在下面的图纸中示出的部件的结构和配置的细节。本公开内容能够具有其它实施例，并且能够被以各种方式实践或进行。
【具体实施方式】
[0025]图1示出根据一个实施例的农具10。图中所示的农具10包括用于连接到车辆(未示出)的连接机构15。
[0026]第一框架部分20连接到连接机构15。第一框架部分20在与行进方向25相反的方向上从连接机构15向后延伸。第一接地接合工具30连接到第一框架部20。图示的第一地面接合工具30是开沟器35。本公开内容考虑其他地面接合工具(例如，圆盘耙)。多个车轮组件40连接到第一框架部分20，以在地面45上支撑第一框架部分20。
[0027]示例性地，控制器50 (例如，电动液压)连接到连接机构15。代替地，控制器50可以连接到第一框架部分20。在显示的图示中，控制器50被配置为接收液压压力源(未示出)。
[0028]第一调节装置55 (例如，可伸缩液压缸)连接到第一框架部分20和车轮组件40。第一调节装置55与控制器50流体连通并且被配置为用于相对于地面45升高和降低第一框架部20，以在第一地面接合工具输送位置57和第一预选操作深度58之间移动第一地面接合工具30 (图2)。第一调节装置55还配置为提供用于第一地面接合工具30的第一预选操作压力59 (图2)。图示的第一调节装置55是可伸缩液压缸60。代替地，第一调节装置55可以连接到第一框架部分20和第一地面接合工具30，以相对于地面45移动第一地面接合工具30。
[0029]参考图3，第二框架部65在第一地面接合工具30的前方可枢转地连接到第一框架部分20。第二地面接合工具70连接到第二框架部分65。图中所示的第二地面接合工具70是圆盘耙组件75。本公开内容考虑其他地面接合工具(例如，松土机)。
[0030]参考图3和图4，第二调节装置80 (例如，可伸缩液压缸)连接到第一框架部分20和第二框架部分65。示出的第二调节装置80与控制器50流体连通，并且配置为通过相对于第一框架部分20移动第二框架部分65，在第二地面接合工具输送位置82(图1)和第二预选选择操作深度83 (图2)之间移动第二地面接合工具70。第二调节装置80还配置为提供用于第二地面接合工具70的第二预选操作压力84(图2)。代替地，第二调节装置80可以连接到第二框架部分65和第二地面接合工具70，以相对于地面45移动第二地面接合工具70。
[0031]参考图3，图示地，第三框架部分85在第一接地接合工具30的后方可枢转地连接到第一框架部20。第三地面接合工具90连接到第三框架部分85。图示的第三地面接合工具90是合垄圆盘耙组件95。本公开内容考虑其他地面接合工具(例如，松土机、圆盘耙组件)。
[0032]第三调节装置100 (例如，可伸缩液压缸)连接到第一框架部分20和第三框架部分85。图示的第三调节装置100与控制器50流体连通，并且被配置为在第三地面接合工具输送位置102 (图1)和第三预选操作深度103 (图2)之间移动第三地面接合工具90。第三调节装置100还配置为提供用于第三地面接合工具90的第三预选操作压力104 (图2)。代替地，第三调节装置100可以连接到第三框架部分85和第三地面接合工具90，以相对于地面45移动第三地面接合工具90。
[0033]继续参考图3，控制系统105连接到农具10。如图所示，控制系统105连接到第一框架部分20。参照图5和图6，控制系统105包括第一位置传感器110 (例如，霍尔效应转动传感器，电位器)，第一位置传感器110被配置为测量第一地面接合工具30的实际操作深度的第一深度指示(例如，相对位置)，并被配置为产生相应的第一位置信号115。示出的第一位置传感器110是第一霍尔效应转动传感器112。本公开内容考虑其他类型的第一位置传感器110。
[0034]第一压力传感器117 (例如，压力换能器、测压元件、牵引连杆、仪表化的销)被配置为测量第一地面接合工具30的实际操作压力的第一压力指示(例如，管线压力)，并且被配置为产生相应的第一压力信号119。图不的第一压力传感器117是第一压力换能器118。本公开内容考虑其他类型的第一压力传感器117。
[0035]参考图4和图5，第二位置传感器120 (例如，霍耳效应转动传感器、电位器)被配置为测量第二地面接合工具70的实际操作深度的第二深度指示(例如，相对位置)，并且配置为产生相应的第二位置信号125。图示的第二位置传感器120是第二霍尔效应转动传感器122。本公开容纳考虑其他类型的第二位置传感器120。[0036]第二压力传感器127(例如，压力换能器、测压元件、牵引连杆、仪表化的销)被配置为测量第二地面接合工具70的实际操作压力的第二压力指示(例如，管线压力)，并且被配置为产生相应的第二压力信号129。图示的第二压力传感器127是第二压力换能器128。本公开内容考虑其他类型的第二压力传感器127。
[0037]参考图5-7，第三位置传感器130 (例如，霍尔效应转动传感器、电位器)被配置为测量第三地面接合工具90的实际操作深度的第三深度指示(例如，相对位置)，并且被配置为产生相应的第三位置信号135。图示的第三位置传感器130是第三霍尔效应转动传感器132。本公开内容考虑其他类型的第三位置传感器130。
[0038]第三压力传感器137 (例如，压力换能器、测压元件、牵引连杆、仪表化的销)配置为测量第三地面接合工具90的实际操作压力的第三压力指示(例如，管线压力)，并且被配置为产生相应的第三压力信号139。图示的第三压力传感器127是第三压力换能器138。本公开内容考虑其他类型的第三压力传感器137
[0039]参考图5，使用开环、闭环或优选地比例-积分-微分“PID”控制方法的农具控制单元140 (如PID控制器)被配置为接收第一、第二和第三位置信号115、125、135以及第一、第二和第三压力信号119、129、139，并且产生由控制器50接收的控制信号145。
[0040]在操作中，农具10的连接机构15适于由车辆在行进方向25上拉动。农具10从前到后分为带有第一、第二和第三地面接合工具30、70、90的第一、第二和第三框架部分20、65和85，第一、第二和第三地面接合工具30、70、90被配置为在独立的第一、第二和第三预选操作深度58、83、103处操作。可以在行进中手动地、或通过GPS激活的指示地图，或由制造商建议到农具控制单元140的输入调节第一、第二和第三地面接合工具30、70、90的第一、第二和第三预选操作深度58、83、103和第一、第二和第三预选操作压力59、84、104。
[0041]农具控制单元140接收第一、第二和第三位置信号115、125、135以及第一、第二和第三压力信号119、129、139，并且产生调节控制器50的控制信号145。然后，控制器50调节第一、第二和第三调节装置55、80、100。
[0042]农具控制单元140控制控制器50，使得在压力指示在预选压力范围内的情况中深度指示以表示对应的预选操作深度58、83、103的对应的深度设定点作为目标。深度设定点可以具有公差范围。预选压力范围可以是单侧、双侧或区间限制。代替地，可以针对第一、第二和第三地面接合工具30、70、90中的每一个的压力指示设置预选压力范围。如果压力指示不在预选压力范围或多个范围内，农具控制单元140被配置为控制调节装置55、80、100，以使深度指示偏离深度设定点，直到压力指示在预选压力范围内或多个范围内。
[0043]可替换地，农具控制单元140控制控制器50，使得在深度指示在预选深度范围内的情况中压力指示以表示对应的预选操作压力59、84、104的对应的压力设定点作为目标。压力设定点可以具有公差范围。预选深度范围可以是单侧、双侧或区间限制。代替地，可以针对第一、第二和第三地面接合工具30、70、90中的每一个的深度指示设置预选深度范围。如果深度指示不在预选深度范围内或多个范围内，农具控制单元140被配置为控制调节装置55、80、100，以使压力指示偏离压力设定点，直到深度指示在预选深度范围内或多个范围内
[0044]图8-11示出根据另一个实施例的农具210。农具210包括类似于图1_7的农具
10的特征，并且因此，相同的部件具有相同的标号加上200，并且下面将仅详细讨论农具10和210之间的区别。
[0045]参考图8，如图所示，电子控制器250连接到连接机构215。代替地，电子控制器250可以连接到第一框架部分220。在该图中示出，电子控制器250被配置为接收电功率源(未示出)。
[0046]第一调节装置255 (例如，电子线性致动器，电子转动致动器)连接到第一框架部分220并且连接到车轮组件240。第一调节装置255被配置为与电子控制器250通信，并且被配置用于相对于地面245升高和降低第一框架部分220，以在第一地面接合工具输送位置257和第一预选操作深度258 (图9)之间移动第一地面接合工具230。第一调节装置255还被配置为提供用于第一地面接合工具230的第一预选操作压力259(图9)。图中所示的第一调节装置255是第一调节装置电子线性致动器260。
[0047]参考图10，第二调节装置280(例如，电子线性致动器、电子转动致动器)连接到第一框架部分220和第二框架部分265。图示的第二调节装置280被配置为与控制器250通信，并且被配置为通过相对于第一框架部分220移动第二框架部分265，在第二地面接合工具输送位置282 (图8)和第二预选操作深度283 (图9)之间移动第二地面接合工具270。第二调节装置280还被配置为提供用于第二地面接合工具270的第二预选操作压力284 (图9)。代替地，第二调节装置280可以连接到第二框架部265和第二地面接合工具270，以相对于地面245移动第二地面接合工具270。
[0048]继续参考图10，第三调节装置300 (例如，电子线性致动器、电子转动致动器)连接到第一框架220和第三框架285。图示的第三调节装置300被配置为与电子控制器250通信，并且被配置为在第三地面接合工具输送位置302 (图8)和第三预选操作深度303 (图9)之间移动第三地接合工具290。第三调节装置300还被配置为提供用于第三地面接合工具290的第三预选操作压力304 (图9)。代替地，第三调节装置300可以连接到第三框架部285和第三地面接合工具290，以相对于地面245移动第三地接合工具290。
[0049]参考图11，使用开环、闭环或优选地比例-积分-微分“PID”控制方法的农具控制单元340 (如PID控制器)被配置为接收第一、第二和第三位置信号315、325、335以及第一、第二和第三压力信号319、329、339，并且产生由控制器250接收的控制信号345。
[0050]虽然已经在附图和前面的描述中详细示出和描述本公开内容，但这种图示和描述被认为在本质上是示例性的，而不是限制性的，应理解，已经示出和描述示例性实施例，并且期望保护落入本公开内容的精神范围内的所有变化和修改。应注意的是，本公开内容的替代实施例中可以不包括所描述的所有特征，但是仍然受益于这些特征的至少一些优点。本【技术领域】的普通技术人员可以容易地设计出他们自己的、结合本公开内容的一个或多个特征并且落入本发明的由附后权利要求限定的精神和范围内的实施方案。
[0051]在如下权利要求中提出各种特征。
【权利要求】
1.一种用于农具的控制系统，所述农具包括框架、连接到所述框架的地面接合工具和连接到所述框架的调节装置，所述调节装置被配置为在输送位置和预选操作深度之间升高和降低地面接合工具并被配置为提供预选操作压力，所述控制系统包括: 位置传感器，位置传感器被配置为测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示，并且被配置为产生相应的位置信号； 压力传感器，压力传感器被配置为测量实际操作压力的压力指示，并被配置为产生相应的压力信号；和 农具控制单元，该农具控制单元被配置为接收位置信号和压力信号，并被配置为控制调节装置，使得在压力指示在预选压力范围内的情况中深度指示以表示预选操作深度的深度设定点作为目标。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中如果压力指示不在预选压力范围内，农具控制单元被配置为控制调节装置，使得深度指示偏离深度设定点，直到压力指示在预选压力范围内。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其中农具控制单元采用PID控制回路。
4.根据权利要求1所述的控制系统，其中位置传感器是霍尔效应转动传感器。
5.根据权利要求1所述的控制系统，其中压力传感器是压力换能器。
6.根据权利要求1所述的控制系统，其中深度设定点具有公差范围。
7.根据权利要求1所述的控制系统，其中压力传感器是测压元件。
8.一种用于农具的控制系`统，所述农具包括框架、连接到所述框架的地面接合工具和连接到所述框架的调节装置，所述调节装置被配置为在输送位置和预选操作深度之间升高和降低地面接合工具并被配置为提供预选操作压力，所述控制系统包括: 位置传感器，位置传感器被配置为测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示，并且被配置为产生相应的位置信号； 压力传感器，压力传感器被配置为测量实际操作压力的压力指示，并被配置为产生相应的压力信号；和 农具控制单元，农具控制单元被配置为接收位置信号和压力信号，并被配置为控制调节装置，使得在深度指示在预选深度范围内的情况中压力指示以表示预选操作压力的压力设定点作为目标。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其中如果深度指示不在预选深度范围内，农具控制单元被配置为控制调节装置，使得压力指示偏离压力设定点，直到深度指示在预选深度范围内。
10.根据权利要求8所述的控制系统，其中农具控制单元采用PID控制回路。
11.根据权利要求8所述的控制系统，其中位置传感器是霍尔效应转动传感器。
12.根据权利要求8所述的控制系统，其中压力传感器是压力换能器。
13.根据权利要求8所述的控制系统，其中压力设定点具有公差范围。
14.根据权利要求8所述的控制系统，其中压力传感器是测压元件。
15.一种农具，适于由车辆在向前的行进方向上移动，所述农具包括: 框架； 连接到框架的地面接合工具；调节装置，所述调节装置连接到所述框架，并且被配置为在输送位置和预选操作深度之间升高和降低地面接合工具，并且被配置为提供预选操作压力；和 控制系统，所述控制系统包括: 位置传感器，位置传感器被配置为测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示并且配置为产生相应的位置信号； 压力传感器，压力传感器被配置为测量实际操作压力的压力指示并被配置为产生相应的压力信号；和 农具控制单元，农具控制单元被配置为接收位置信号和压力信号，并被配置为控制调节装置，使得在压力指示在预选压力范围内的情况中深度指示以表示预选操作深度的深度设定点作为目标。
16.根据权利要求15所述的农具，其中如果压力指示不在预选压力范围内，农具控制单元被配置为控制调节装置，使得深度指示偏离深度设定点，直到压力指示在预选压力范围内。
17.根据权利要求15所述的农具，其中农具控制单元采用PID控制回路。
18.根据权利要求15所述的农具，其中位置传感器是霍尔效应转动传感器。
19.根据权利要求15所述的农具，其中压力传感器是压力换能器。
20.根据权利要求15所述的农具，其中深度设定点具有公差范围。
21.—种控制农具的方法，所述农具包括框架、连接到所述框架的地面接合工具和连接到所述框架的调节装置，所述调节装置被配置为在输送位置和预选操作深度之间升高和降低地面接合工具并被配置为提供`预选操作压力，所述方法包括下述步骤: 测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示； 产生相应的位置信号； 测量实际操作压力的压力指示； 产生相应的压力信号； 接收位置信号和压力信号；和 控制调节装置，使得在压力指示在预选压力范围内的情况中深度指示以表示预选操作深度的深度设定点作为目标。
22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括下述步骤:控制调节装置，使得如果压力指示不在预选压力范围内，使深度指示偏离深度设定点，直到压力指示在预选压力范围内。
【文档编号】G05B19/04GK103513589SQ201310247358
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月20日 优先权日:2012年6月20日
【发明者】罗伯特·T·卡斯帕, 肖恩·J·贝克尔, 里基·B·泰伦, 贾洛德·R·瑞科乐 申请人:迪尔公司
【专利摘要】本发明公开一种用于农具的控制系统。控制系统包括：位置传感器，被配置为测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示，并且被配置为产生相应的位置信号。压力传感器被配置为测量实际操作压力的压力指示和被配置为产生相应的压力信号。农具控制单元被配置为接收位置信号和压力信号，和被配置为控制调节装置，使得在压力指示在预选压力范围内的情况中深度指示以表示预选操作深度的深度设定点作为目标。
【专利说明】用于农具的位置和压力深度控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及农具，并且更特别地，涉及用于农具的位置和压力深度控制系统。
【背景技术】
[0002]为了为农具提供深度控制，常用基于位置或基于压力的电动液压控制系统。该控制系统通常用来在农具的垂直于行进方向的宽度范围内调节单个地面接合工具(例如，圆盘耙组件)或框架部分(例如，翼)的深度。例如，约翰.迪尔公司的AccuD印th?在农具的宽度范围内提供深度控制。
[0003]在基于位置的电动液压控制系统中，控制系统试图为地面接合工具保持恒定位置。在基于压力的电动液压控制系统中，控制系统试图为地面接合工具保持恒定压力。存在对在地面接合工具撞击插在地面中的物体时允许地面接合工具改变位置并且在地面变得更柔软时不寻求施加恒定压力的控制系统的需求。
【发明内容】
[0004]在一个实施例中，公开一种用于农具的控制系统。农具包括框架。地面接合工具和调节装置连接到框架。调节装置被配置为在输送位置和预选操作深度之间升高和降低地面接合的工具，并且被配置为提供预选操作压力。
[0005]控制系统包括位置传感器。位置传感器被配置为测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示，并且被配置为产生相应的位置信号。压力传感器被配置为测量实际操作压力的压力指示和被配置为产生相应的压力信号。农具控制单元被配置为接收位置信号和压力信号，和被配置为控制调节装置，使得在压力指示在预选压力范围内的情况中深度指示以表示预选操作深度的深度设定点作为目标。
[0006]在另一个实施例中，公开一种用于农具的控制系统。农具包括框架。地面接合工具和调节装置连接到框架。调节装置被配置为在输送位置和预选操作深度之间升高和降低地面接合工具，并且被配置为提供预选操作压力。
[0007]控制系统包括位置传感器。位置传感器被配置为测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示，并且被配置为产生相应的位置信号。压力传感器被配置为测量实际操作压力的压力指示和被配置为产生相应的压力信号。农具控制单元被配置为接收位置信号和压力信号，并且被配置为控制调节装置，使得在深度指示在预选深度范围内的情况中压力指示以表示预选操作压力的压力设定点作为目标。
[0008]在又一个实施例中，公开一种农具。该农具适于由车辆在向前的行进方向上移动。农具包括框架。地面接合工具和调节装置连接到框架。调节装置被配置为在输送位置和预选操作深度之间升高和降低地面接合工具，并且被配置为提供预选操作压力。
[0009]控制系统包括位置传感器，位置传感器被配置为测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示并且被配置为产生相应的位置信号。压力传感器被配置为测量实际操作压力的压力指示和被配置为产生相应的压力信号的。农具控制单元被配置为接收位置信号和压力信号，并被配置为控制调节装置，使得在压力指示预选压力范围内的情况中深度指示以深度表示预选操作深度的设定点作为目标。
[0010]在另一个实施例中，公开一种控制农具的方法。农具包括框架。地面接合工具和调节装置连接到框架。调节装置被配置为在输送位置和预选操作深度之间升高和降低地面接合的工具，并且被配置为提供预选操作压力。
[0011]该方法包括测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示和产生相应的位置信号。该方法还包括测量实际操作压力的压力指示和产生相应的压力信号。该方法还包括接收位置信号和压力信号，以及控制调节装置，使得在压力指示在预选压力范围内的情况中深度指示以表示预选操作深度的深度设定点作为目标。
[0012]通过考虑详细说明和附图，其它特征和方面将变得明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是根据一个实施例的处于输送位置的农具的侧视图。
[0014]图2是图1的处于操作位置的农具的侧视图。
[0015]图3是图1的农具的透视图。
[0016]图4是图1的农具的一部分的透视图。
[0017]图5是图1的农具的示意图。。
[0018]图6是图1的农具的一部分的透视图。
[0019]图7是图1的农具的一部分的侧视图。
[0020]图8是根据另一个实施例的处于输送位置的农具的侧视图。
[0021]图9是处于操作位置中图8的农具的侧视图。
[0022]图10是图8的农具的透视图。
[0023]图11是图8的农具的示意图。
[0024]在详细说明任何实施例之前，应理解的是，本公开内容的应用不限于在以下的说明中提出和在下面的图纸中示出的部件的结构和配置的细节。本公开内容能够具有其它实施例，并且能够被以各种方式实践或进行。
【具体实施方式】
[0025]图1示出根据一个实施例的农具10。图中所示的农具10包括用于连接到车辆(未示出)的连接机构15。
[0026]第一框架部分20连接到连接机构15。第一框架部分20在与行进方向25相反的方向上从连接机构15向后延伸。第一接地接合工具30连接到第一框架部20。图示的第一地面接合工具30是开沟器35。本公开内容考虑其他地面接合工具(例如，圆盘耙)。多个车轮组件40连接到第一框架部分20，以在地面45上支撑第一框架部分20。
[0027]示例性地，控制器50 (例如，电动液压)连接到连接机构15。代替地，控制器50可以连接到第一框架部分20。在显示的图示中，控制器50被配置为接收液压压力源(未示出)。
[0028]第一调节装置55 (例如，可伸缩液压缸)连接到第一框架部分20和车轮组件40。第一调节装置55与控制器50流体连通并且被配置为用于相对于地面45升高和降低第一框架部20，以在第一地面接合工具输送位置57和第一预选操作深度58之间移动第一地面接合工具30 (图2)。第一调节装置55还配置为提供用于第一地面接合工具30的第一预选操作压力59 (图2)。图示的第一调节装置55是可伸缩液压缸60。代替地，第一调节装置55可以连接到第一框架部分20和第一地面接合工具30，以相对于地面45移动第一地面接合工具30。
[0029]参考图3，第二框架部65在第一地面接合工具30的前方可枢转地连接到第一框架部分20。第二地面接合工具70连接到第二框架部分65。图中所示的第二地面接合工具70是圆盘耙组件75。本公开内容考虑其他地面接合工具(例如，松土机)。
[0030]参考图3和图4，第二调节装置80 (例如，可伸缩液压缸)连接到第一框架部分20和第二框架部分65。示出的第二调节装置80与控制器50流体连通，并且配置为通过相对于第一框架部分20移动第二框架部分65，在第二地面接合工具输送位置82(图1)和第二预选选择操作深度83 (图2)之间移动第二地面接合工具70。第二调节装置80还配置为提供用于第二地面接合工具70的第二预选操作压力84(图2)。代替地，第二调节装置80可以连接到第二框架部分65和第二地面接合工具70，以相对于地面45移动第二地面接合工具70。
[0031]参考图3，图示地，第三框架部分85在第一接地接合工具30的后方可枢转地连接到第一框架部20。第三地面接合工具90连接到第三框架部分85。图示的第三地面接合工具90是合垄圆盘耙组件95。本公开内容考虑其他地面接合工具(例如，松土机、圆盘耙组件)。
[0032]第三调节装置100 (例如，可伸缩液压缸)连接到第一框架部分20和第三框架部分85。图示的第三调节装置100与控制器50流体连通，并且被配置为在第三地面接合工具输送位置102 (图1)和第三预选操作深度103 (图2)之间移动第三地面接合工具90。第三调节装置100还配置为提供用于第三地面接合工具90的第三预选操作压力104 (图2)。代替地，第三调节装置100可以连接到第三框架部分85和第三地面接合工具90，以相对于地面45移动第三地面接合工具90。
[0033]继续参考图3，控制系统105连接到农具10。如图所示，控制系统105连接到第一框架部分20。参照图5和图6，控制系统105包括第一位置传感器110 (例如，霍尔效应转动传感器，电位器)，第一位置传感器110被配置为测量第一地面接合工具30的实际操作深度的第一深度指示(例如，相对位置)，并被配置为产生相应的第一位置信号115。示出的第一位置传感器110是第一霍尔效应转动传感器112。本公开内容考虑其他类型的第一位置传感器110。
[0034]第一压力传感器117 (例如，压力换能器、测压元件、牵引连杆、仪表化的销)被配置为测量第一地面接合工具30的实际操作压力的第一压力指示(例如，管线压力)，并且被配置为产生相应的第一压力信号119。图不的第一压力传感器117是第一压力换能器118。本公开内容考虑其他类型的第一压力传感器117。
[0035]参考图4和图5，第二位置传感器120 (例如，霍耳效应转动传感器、电位器)被配置为测量第二地面接合工具70的实际操作深度的第二深度指示(例如，相对位置)，并且配置为产生相应的第二位置信号125。图示的第二位置传感器120是第二霍尔效应转动传感器122。本公开容纳考虑其他类型的第二位置传感器120。[0036]第二压力传感器127(例如，压力换能器、测压元件、牵引连杆、仪表化的销)被配置为测量第二地面接合工具70的实际操作压力的第二压力指示(例如，管线压力)，并且被配置为产生相应的第二压力信号129。图示的第二压力传感器127是第二压力换能器128。本公开内容考虑其他类型的第二压力传感器127。
[0037]参考图5-7，第三位置传感器130 (例如，霍尔效应转动传感器、电位器)被配置为测量第三地面接合工具90的实际操作深度的第三深度指示(例如，相对位置)，并且被配置为产生相应的第三位置信号135。图示的第三位置传感器130是第三霍尔效应转动传感器132。本公开内容考虑其他类型的第三位置传感器130。
[0038]第三压力传感器137 (例如，压力换能器、测压元件、牵引连杆、仪表化的销)配置为测量第三地面接合工具90的实际操作压力的第三压力指示(例如，管线压力)，并且被配置为产生相应的第三压力信号139。图示的第三压力传感器127是第三压力换能器138。本公开内容考虑其他类型的第三压力传感器137
[0039]参考图5，使用开环、闭环或优选地比例-积分-微分“PID”控制方法的农具控制单元140 (如PID控制器)被配置为接收第一、第二和第三位置信号115、125、135以及第一、第二和第三压力信号119、129、139，并且产生由控制器50接收的控制信号145。
[0040]在操作中，农具10的连接机构15适于由车辆在行进方向25上拉动。农具10从前到后分为带有第一、第二和第三地面接合工具30、70、90的第一、第二和第三框架部分20、65和85，第一、第二和第三地面接合工具30、70、90被配置为在独立的第一、第二和第三预选操作深度58、83、103处操作。可以在行进中手动地、或通过GPS激活的指示地图，或由制造商建议到农具控制单元140的输入调节第一、第二和第三地面接合工具30、70、90的第一、第二和第三预选操作深度58、83、103和第一、第二和第三预选操作压力59、84、104。
[0041]农具控制单元140接收第一、第二和第三位置信号115、125、135以及第一、第二和第三压力信号119、129、139，并且产生调节控制器50的控制信号145。然后，控制器50调节第一、第二和第三调节装置55、80、100。
[0042]农具控制单元140控制控制器50，使得在压力指示在预选压力范围内的情况中深度指示以表示对应的预选操作深度58、83、103的对应的深度设定点作为目标。深度设定点可以具有公差范围。预选压力范围可以是单侧、双侧或区间限制。代替地，可以针对第一、第二和第三地面接合工具30、70、90中的每一个的压力指示设置预选压力范围。如果压力指示不在预选压力范围或多个范围内，农具控制单元140被配置为控制调节装置55、80、100，以使深度指示偏离深度设定点，直到压力指示在预选压力范围内或多个范围内。
[0043]可替换地，农具控制单元140控制控制器50，使得在深度指示在预选深度范围内的情况中压力指示以表示对应的预选操作压力59、84、104的对应的压力设定点作为目标。压力设定点可以具有公差范围。预选深度范围可以是单侧、双侧或区间限制。代替地，可以针对第一、第二和第三地面接合工具30、70、90中的每一个的深度指示设置预选深度范围。如果深度指示不在预选深度范围内或多个范围内，农具控制单元140被配置为控制调节装置55、80、100，以使压力指示偏离压力设定点，直到深度指示在预选深度范围内或多个范围内
[0044]图8-11示出根据另一个实施例的农具210。农具210包括类似于图1_7的农具
10的特征，并且因此，相同的部件具有相同的标号加上200，并且下面将仅详细讨论农具10和210之间的区别。
[0045]参考图8，如图所示，电子控制器250连接到连接机构215。代替地，电子控制器250可以连接到第一框架部分220。在该图中示出，电子控制器250被配置为接收电功率源(未示出)。
[0046]第一调节装置255 (例如，电子线性致动器，电子转动致动器)连接到第一框架部分220并且连接到车轮组件240。第一调节装置255被配置为与电子控制器250通信，并且被配置用于相对于地面245升高和降低第一框架部分220，以在第一地面接合工具输送位置257和第一预选操作深度258 (图9)之间移动第一地面接合工具230。第一调节装置255还被配置为提供用于第一地面接合工具230的第一预选操作压力259(图9)。图中所示的第一调节装置255是第一调节装置电子线性致动器260。
[0047]参考图10，第二调节装置280(例如，电子线性致动器、电子转动致动器)连接到第一框架部分220和第二框架部分265。图示的第二调节装置280被配置为与控制器250通信，并且被配置为通过相对于第一框架部分220移动第二框架部分265，在第二地面接合工具输送位置282 (图8)和第二预选操作深度283 (图9)之间移动第二地面接合工具270。第二调节装置280还被配置为提供用于第二地面接合工具270的第二预选操作压力284 (图9)。代替地，第二调节装置280可以连接到第二框架部265和第二地面接合工具270，以相对于地面245移动第二地面接合工具270。
[0048]继续参考图10，第三调节装置300 (例如，电子线性致动器、电子转动致动器)连接到第一框架220和第三框架285。图示的第三调节装置300被配置为与电子控制器250通信，并且被配置为在第三地面接合工具输送位置302 (图8)和第三预选操作深度303 (图9)之间移动第三地接合工具290。第三调节装置300还被配置为提供用于第三地面接合工具290的第三预选操作压力304 (图9)。代替地，第三调节装置300可以连接到第三框架部285和第三地面接合工具290，以相对于地面245移动第三地接合工具290。
[0049]参考图11，使用开环、闭环或优选地比例-积分-微分“PID”控制方法的农具控制单元340 (如PID控制器)被配置为接收第一、第二和第三位置信号315、325、335以及第一、第二和第三压力信号319、329、339，并且产生由控制器250接收的控制信号345。
[0050]虽然已经在附图和前面的描述中详细示出和描述本公开内容，但这种图示和描述被认为在本质上是示例性的，而不是限制性的，应理解，已经示出和描述示例性实施例，并且期望保护落入本公开内容的精神范围内的所有变化和修改。应注意的是，本公开内容的替代实施例中可以不包括所描述的所有特征，但是仍然受益于这些特征的至少一些优点。本【技术领域】的普通技术人员可以容易地设计出他们自己的、结合本公开内容的一个或多个特征并且落入本发明的由附后权利要求限定的精神和范围内的实施方案。
[0051]在如下权利要求中提出各种特征。
【权利要求】
1.一种用于农具的控制系统，所述农具包括框架、连接到所述框架的地面接合工具和连接到所述框架的调节装置，所述调节装置被配置为在输送位置和预选操作深度之间升高和降低地面接合工具并被配置为提供预选操作压力，所述控制系统包括: 位置传感器，位置传感器被配置为测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示，并且被配置为产生相应的位置信号； 压力传感器，压力传感器被配置为测量实际操作压力的压力指示，并被配置为产生相应的压力信号；和 农具控制单元，该农具控制单元被配置为接收位置信号和压力信号，并被配置为控制调节装置，使得在压力指示在预选压力范围内的情况中深度指示以表示预选操作深度的深度设定点作为目标。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中如果压力指示不在预选压力范围内，农具控制单元被配置为控制调节装置，使得深度指示偏离深度设定点，直到压力指示在预选压力范围内。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其中农具控制单元采用PID控制回路。
4.根据权利要求1所述的控制系统，其中位置传感器是霍尔效应转动传感器。
5.根据权利要求1所述的控制系统，其中压力传感器是压力换能器。
6.根据权利要求1所述的控制系统，其中深度设定点具有公差范围。
7.根据权利要求1所述的控制系统，其中压力传感器是测压元件。
8.一种用于农具的控制系`统，所述农具包括框架、连接到所述框架的地面接合工具和连接到所述框架的调节装置，所述调节装置被配置为在输送位置和预选操作深度之间升高和降低地面接合工具并被配置为提供预选操作压力，所述控制系统包括: 位置传感器，位置传感器被配置为测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示，并且被配置为产生相应的位置信号； 压力传感器，压力传感器被配置为测量实际操作压力的压力指示，并被配置为产生相应的压力信号；和 农具控制单元，农具控制单元被配置为接收位置信号和压力信号，并被配置为控制调节装置，使得在深度指示在预选深度范围内的情况中压力指示以表示预选操作压力的压力设定点作为目标。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其中如果深度指示不在预选深度范围内，农具控制单元被配置为控制调节装置，使得压力指示偏离压力设定点，直到深度指示在预选深度范围内。
10.根据权利要求8所述的控制系统，其中农具控制单元采用PID控制回路。
11.根据权利要求8所述的控制系统，其中位置传感器是霍尔效应转动传感器。
12.根据权利要求8所述的控制系统，其中压力传感器是压力换能器。
13.根据权利要求8所述的控制系统，其中压力设定点具有公差范围。
14.根据权利要求8所述的控制系统，其中压力传感器是测压元件。
15.一种农具，适于由车辆在向前的行进方向上移动，所述农具包括: 框架； 连接到框架的地面接合工具；调节装置，所述调节装置连接到所述框架，并且被配置为在输送位置和预选操作深度之间升高和降低地面接合工具，并且被配置为提供预选操作压力；和 控制系统，所述控制系统包括: 位置传感器，位置传感器被配置为测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示并且配置为产生相应的位置信号； 压力传感器，压力传感器被配置为测量实际操作压力的压力指示并被配置为产生相应的压力信号；和 农具控制单元，农具控制单元被配置为接收位置信号和压力信号，并被配置为控制调节装置，使得在压力指示在预选压力范围内的情况中深度指示以表示预选操作深度的深度设定点作为目标。
16.根据权利要求15所述的农具，其中如果压力指示不在预选压力范围内，农具控制单元被配置为控制调节装置，使得深度指示偏离深度设定点，直到压力指示在预选压力范围内。
17.根据权利要求15所述的农具，其中农具控制单元采用PID控制回路。
18.根据权利要求15所述的农具，其中位置传感器是霍尔效应转动传感器。
19.根据权利要求15所述的农具，其中压力传感器是压力换能器。
20.根据权利要求15所述的农具，其中深度设定点具有公差范围。
21.—种控制农具的方法，所述农具包括框架、连接到所述框架的地面接合工具和连接到所述框架的调节装置，所述调节装置被配置为在输送位置和预选操作深度之间升高和降低地面接合工具并被配置为提供`预选操作压力，所述方法包括下述步骤: 测量地面接合工具的实际操作深度的深度指示； 产生相应的位置信号； 测量实际操作压力的压力指示； 产生相应的压力信号； 接收位置信号和压力信号；和 控制调节装置，使得在压力指示在预选压力范围内的情况中深度指示以表示预选操作深度的深度设定点作为目标。
22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括下述步骤:控制调节装置，使得如果压力指示不在预选压力范围内，使深度指示偏离深度设定点，直到压力指示在预选压力范围内。
【文档编号】G05B19/04GK103513589SQ201310247358
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月20日 优先权日:2012年6月20日
【发明者】罗伯特·T·卡斯帕, 肖恩·J·贝克尔, 里基·B·泰伦, 贾洛德·R·瑞科乐 申请人:迪尔公司
最新回复(0)