用于农业收割机的自动打顶器控制的系统和方法与流程

1.本主题一般而言涉及用于农业收割机(诸如甘蔗收割机)的打顶器组件(topper assembly)，并且更具体而言，涉及用于自动控制农业收割机的打顶器组件的操作的系统和方法。


背景技术：

2.甘蔗收割机通常包括位于其前端的打顶器组件，用于在收割机沿着向前方向移动穿过田地时拦截甘蔗。打顶器组件通常包括切割盘，该切割盘被配置为切断甘蔗的多叶顶部，以便沿着收割机的任一侧处理。例如，准备收获的甘蔗一般而言特征是包括绿叶的多叶顶部和多叶顶部下方的可碾磨的茎杆。在这方面，一般期望使用打顶器组件切掉茎杆正上方的多叶顶部，而不移除任何茎杆本身，也不会留下大量叶子(这会增加垃圾摄入收割机的量)。
3.目前，当收割机在田间移动时，操作者需要手动调整打顶器组件的高度，以解决正在收割的甘蔗高度的变化。但是，这种高度调整需要操作者花费大量的时间和精力。遗憾的是，由于操作者还必须将他/她的注意力集中在各种其它手动调整的参数上，诸如基部切割器组件的高度、收割机的行对齐、与电梯相关的参数、车速等，因此打顶器组件常常由操作者设置在给定的高度并在整个收割操作期间维持在该高度。因此，与正在收割的甘蔗相比，与切割盘相关联的切割高度常常太高或太低，这导致或者收割机摄入大量叶类垃圾(例如，如果切割高度太高)或者可碾磨的茎杆的一部分被切断(例如，如果切割高度太低)，这两种情况都是不期望的。
4.因而，在本技术中将欢迎用于自动控制农业收割机的打顶器组件的操作的系统和方法。


技术实现要素：

5.本发明的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践获知。
6.一方面，本主题针对一种用于农业收割机的自动打顶器控制的系统。该系统包括具有切割盘和被配置为旋转地驱动切割盘的旋转驱动源的打顶器组件。该系统还包括用于调整切割盘的切割高度的致动器。此外，该系统包括控制器，该控制器被配置为监视与打顶器组件的旋转驱动源的操作相关联的驱动相关参数。控制器还被配置为控制致动器的操作以至少部分地基于被监视的驱动相关参数来调整切割盘的切割高度。
7.另一方面，本主题针对一种农业收割机，其包括框架、相对于框架的前端被支撑的打顶器臂和耦合到打顶器臂的液压马达，其中液压马达流体耦合到液压回路以用于向液压马达供应液压流体。收割机还包括耦合到液压马达的切割盘使得液压马达被配置为旋转地驱动切割盘，以及耦合在打顶器臂和框架之间的致动器，致动器被配置为相对于框架致动打顶器臂以用于调整切割盘的切割高度。此外，收割机包括被配置为检测与被引导通过液
压回路的液压流体的流体压力相关联的压力参数的压力传感器，以及通信地耦合到压力传感器的控制器，该控制器被配置为基于从压力传感器接收的反馈来监视压力参数。控制器还被配置为控制致动器的操作以至少部分地基于被监视的压力参数来调整切割盘的切割高度。
8.另一方面，本主题针对一种用于农业收割机的自动打顶器控制的方法，该收割机包括打顶器组件，该打顶器组件具有切割盘和耦合到切割盘的旋转驱动源。该方法包括控制旋转驱动源的操作使得旋转驱动源旋转地驱动切割盘，以及用计算设备监视与旋转驱动源的操作相关联的驱动相关参数。此外，该方法包括至少部分地基于被监视的驱动相关参数用计算设备调整切割盘的切割高度。
9.参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点。并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
10.在本说明书中参考附图阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整而可行的公开内容，包括本发明的最佳模式，其中：
11.图1图示了根据本主题各方面的农用收割机的一个实施例的简化侧视图；
12.图2图示了根据本主题各方面的用于农业收割机的自动打顶器控制的系统的一个实施例的示意图；以及
13.图3图示了根据本主题各方面的用于农业收割机的自动打顶器控制的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
14.现在将详细参考本发明的实施例，在附图中图示了其一个或多个示例。通过解释本发明而不是限制本发明来提供每个示例。实际上，对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分图示或描述的特征可以与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。因此，意图是本发明覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变化。
15.一般而言，本主题针对用于农业收割机的自动打顶器控制的系统和方法。具体而言，在几个实施例中，所公开的系统和方法允许自动调整甘蔗收割机的打顶器组件的切割高度，以便将打顶器组件的(一个或多个)切割盘相对于正被收割的甘蔗维持在期望的垂直位置。例如，控制器可以通信地耦合到一个或多个传感器，传感器被配置为检测与打顶器组件的旋转驱动源的操作相关联的驱动相关参数，其中驱动相关参数一般指示(一个或多个)切割盘相对于甘蔗的垂直位置。在此类实施例中，控制器可以被配置为相对于一个或多个预定阈值监视驱动相关参数并且当被监视的参数与(一个或多个)预定阈值不同时自动调整(一个或多个)切割盘的切割高度以便将(一个或多个)切割盘相对于正被收割的甘蔗的顶部维持在的期望的垂直位置。如下文将描述的，驱动相关参数一般可以与与旋转驱动源旋转驱动打顶器组件的(一个或多个)切割盘所需的功率或驱动力相关联的参数对应。例如，当(一个或多个)切割盘被配置为经由液压马达被旋转驱动时，驱动相关参数可以与与
被供应至液压马达的液压流体的(一个或多个)流体压力相关联的压力相关参数对应。
16.现在参考附图，图1图示了根据本主题各方面的甘蔗收割机10的一个实施例的侧视图。如图1中所示，收割机10包括框架12、一对前轮14、一对后轮16和驾驶室18。收割机10还包括主要动力源(例如，安装在框架12上的发动机)，它经由传动(未示出)为一对或两对轮子14、16提供动力。可替代地，收割机10可以是履带式收割机，因此可以包括由发动机驱动的履带，而不是图示的轮子14、16。发动机还可以驱动液压流体泵(未示出)，该液压流体泵被配置为生成用于为收割机10的各种液压组件提供动力的加压的液压流体。
17.此外，收割机10包括用于在从农田20收割茎杆时切割/收割、加工、清洁和排出甘蔗的各种组件。例如，收割机10包括位于其前端的打顶器组件22以在收割机10向前移动时拦截甘蔗。如图所示，打顶器组件22包括一个或多个收集盘24和一个或多个切割盘26。(一个或多个)收集盘24可以被配置为收集甘蔗茎杆，以便(一个或多个)切割盘26可以被用于切掉每株植物的多叶顶部。根据本主题各方面，打顶器组件22相对于田地20的切割高度23可以被自动调整以将(一个或多个)切割盘26相对于正被收割的甘蔗维持在期望垂直位置。例如，如下文将参考图2描述的，合适的控制设备或控制器可以被配置为监视打顶器组件22的驱动相关参数，该参数一般指示(一个或多个)切割盘相对于正被收割的甘蔗的垂直位置26，并在必要时基于被监视的参数自动调整高度23。具体而言，在几个实施例中，控制器可以被配置为自动升高/降低一个或多个打顶器臂28，该臂28通过控制耦合在收割机10的(一个或多个)打顶器臂28和框架12之间的(一个或多个)相关联的打顶器致动器25的操作来相对于田地20在悬臂式布置中支撑(一个或多个)收集盘24和(一个或多个)切割盘26。
18.此外，收割机10包括从田地20向上和向后延伸的作物分切器30。一般而言，作物分切器30可以包括两个螺旋馈送辊32。每个馈送辊32在其下端包括接地靴34以辅助作物分切器30收集甘蔗茎杆以供收割。而且，如图1中所示，收割机10包括定位在前轮14附近的击倒辊36和定位在击倒辊36后面的翅片辊38。当击倒辊36旋转时，正被收割的甘蔗茎杆被打倒，同时作物分切器30从农田20收集茎杆。另外，如图1中所示，翅片辊38包括多个间歇安装的翅片40，这些翅片辅助向下压甘蔗茎杆。随着翅片辊38在收割过程中旋转，已经被击倒辊36击倒的甘蔗茎杆被分离并随着收割机10继续相对于田地20沿着向前方向移动而被翅片辊38进一步击倒。
19.仍然参考图1，收割机10还包括安装在框架12上的位于翅片辊38后面的基部切割器组件42。如一般理解的，基部切割器组件42包括用于在收割甘蔗时切断甘蔗茎杆的刀片(未示出)。位于组件42外围的刀片可以由车辆液压系统提供动力的液压马达(未示出)旋转。如上面所指示的，基部切割器组件42一般以与框架12的固定位置关系提供，因此当遇到地面轮廓变化时需要升高和降低整个机器以调整组件42的垂直定位。
20.而且，收割机10包括位于基部切割器组件42下游的馈送辊组件44，用于沿着加工路径从基部切割器组件42移动切断的甘蔗茎杆。如图1中所示，馈送辊组件44包括多个底部辊46和多个相对的顶部夹紧辊48。各种底部和顶部辊46、48一般用于在运输过程中夹紧收割的甘蔗。当甘蔗被输送通过馈送辊组件44时，允许碎屑(例如，岩石、泥土等)通过底部辊46落到田地20上。
21.此外，收割机10包括位于馈送辊组件44下游末端的切碎器组件50(例如，与最后面的底部和顶部馈送辊46、48相邻)。一般而言，切碎器组件50被用于将切断的甘蔗茎杆切割
或切碎成块或“坯料”51，坯料例如可以是六(6)英寸长。坯料51然后可以被推向收割机10的升降机组件52，以递送到外部接收器或存储设备(未示出)。
22.如一般所理解的，从甘蔗坯料51分离的碎屑53(例如，灰尘、污垢、树叶等)通过主提取器54从收割机10排出，该提取器紧接在切碎器组件50后面并定向为将碎屑53从收割机10向外引导。主提取器54可以包括例如提取罩55和安装在罩55内的提取器风扇56，用于生成足以拾取碎屑53并迫使碎屑53通过罩55的吸力或真空。比通过主提取器54排出的碎屑53重的被分离或清洁的坯料51然后可以向下落到升降机组件52。
23.如图1中所示，升降机组件52一般包括升降机壳体58和在升降机壳体58内在下部近端62和上部远端64之间延伸的升降机60。一般而言，升降机60包括环状链条66和附接到链条66并在链条66上均匀间隔开的多个叶片或桨叶68。桨叶68被配置为在甘蔗坯料51沿着在其近端62和远端64之间限定的升降机60的顶部跨度70提升时将甘蔗坯料51保持在升降机60上。此外，升降机60包括分别定位在其近端62和远端64处的下链轮72和上链轮74。如图1中所示，升降机马达76耦合到其中一个链轮(例如，上链轮74)以驱动链条66，从而允许链条66和桨叶68在升降机60的近端链轮62和远端链轮64之间以无尽的循环行进。
24.而且，在一些实施例中，从升高的甘蔗坯料51分离的碎屑53(例如，灰尘、污垢、树叶等)的块可以通过耦合到升降机壳体58的后端的次提取器78从收割机10中排出。例如，由次提取器78排出的碎屑53可以是坯料51被清理并且碎屑53被主提取器54排出之后残留的碎屑。如图1中所示，次提取器78位于邻近升降机60的远端64处并且可以被定向为将碎屑53从收割机10向外引导。此外，提取器风扇80安装在次提取器78的基部，用于生成足够的吸力或真空以拾取碎屑53并迫使碎屑53通过二级提取器78。比通过提取器78排出的碎屑53重的被分离、清洁的坯料51然后可以从升降机60的远端64掉落。通常，坯料51可以通过升降机组件52的升降机卸料口82向下落入外部存储设备(未示出)，诸如甘蔗坯料车。
25.在操作期间，收割机10横穿农田20以收割甘蔗。当收割机10穿过田地20时，打顶器组件22上的收集盘24用于收集甘蔗茎杆，同时切割盘26切断甘蔗的多叶顶部，以便沿着收割机10的任一侧处理。当茎杆进入作物分离器30时，螺旋馈送辊32将茎杆收集到喉部，以允许击倒辊36与翅片辊38的作用一起向下弯曲茎杆。一旦茎杆向下倾斜，如图1中所示，基部切割器组件42就从田地20上切断茎杆的基部。然后，通过收割机10的移动，切断的茎杆被引导至馈送辊组件44。
26.切断的甘蔗茎杆由底部和顶部馈送辊46、48向后传送，它们压缩茎杆，使它们更均匀，并摇动松散的碎屑以通过底部辊46到达田地20。在馈送辊组件44的下游末端，切碎器组件50将压缩的甘蔗茎杆切割或切碎成块或坯料51(例如，6英寸的甘蔗段)。从切碎器组件50排出的加工过的作物材料随后作为坯料51和碎屑53的流被引导到主提取器54中。与甘蔗坯料分离的空气中的碎屑53(例如，灰尘、污垢、树叶等)然后使用由提取器风扇56产生的吸力通过主提取器54被提取。被分离/清除的坯料51然后通过升降机料斗86向下落入升降机组件52并经由升降机60从其近端62向上行进到其远端64。在正常操作期间，一旦坯料51到达升降机60的远端64，坯料51通过升降机卸料口82落到外部存储设备。如果提供的话，次提取器78(在提取器风扇80的帮助下)从收割机10吹出垃圾/碎屑53，类似于主提取器54。
27.现在参考图2，根据本主题各方面，图示了用于农业收割机的自动打顶器控制的系统100的一个实施例的示意图。出于讨论的目的，系统100一般将在本文中参考上面参考图1
描述的农业收割机10进行描述。但是，应该认识到的是，一般而言，系统100可以与具有任何其它合适的收割机配置的农业收割机一起使用，以允许对收割机的打顶器组件的自动控制。
28.如图2中所示，系统100包括形成一个或多个液压流动环路的液压回路102(例如，由于流体返回到储罐104和从储罐104供应而形成的(一个或多个)开放式流动环路)，液压流体(例如，油)通过该环路经由一个或多个相关联的回路泵(例如，第一泵106和第二泵108)的操作而被泵送。一般而言，液压回路102可以被配置用于将加压的液压流体供应到收割机10的一个或多个对应的液压组件。例如，如图2中所示，打顶器组件22可以包括一个或多个液压马达110(例如，一个或多个双向马达)用于旋转地驱动打顶器组件22的(一个或多个)切割盘26(例如，经由(一个或多个)马达110的(一个或多个)输出轴112)，诸如通过包括用于旋转地驱动打顶器组件22的每个相应的切割盘26的相应液压马达110。此外，如上面所指示的，收割机10可以包括打顶器致动器25(例如，液压缸)，用于相对于田地(更具体而言，相对于要收割的甘蔗的顶部)升高和降低打顶器组件22。在这种实施例中，液压流体可以被指引通过液压回路100以供应到用于旋转地驱动(一个或多个)切割盘26的(一个或多个)液压马达110和用于调整(一个或多个)切割盘26的切割高度的顶部致动器25。
29.如图2中所示，液压回路102包括定位在第一泵106下游的打顶器控制阀114(例如，螺线管激活的阀)，用于调节液压流体到(一个或多个)液压马达110的供应。例如，第一泵106可以被配置为通过第一泵供应管线116将液压流体泵送到控制阀114，此时控制阀114可以根据(一个或多个)液压马达110的旋转方向调节液压流体通过第一马达管线118或第二马达管线120到(一个或多个)液压马达110的流。具体而言，当(一个或多个)液压马达110在第一方向上被旋转时，第一马达管线118可以用作从控制阀114到(一个或多个)液压马达110的供应管线，而第二马达管线120可以用作从(一个或多个)马达110返回到阀114的返回管线。相比之下，当(一个或多个)液压马达在相反方向上被旋转时，第二马达管线120可以用作供应管线而第一马达管线118可以用作返回管线。被指引回到阀114的返回流体然后可以经由相关联的罐返回管线122返回到储罐104。
30.应当认识到的是，作为提供用于旋转地驱动(一个或多个)切割盘26的液压驱动布置的替代方案，可以利用任何其它合适的驱动布置来旋转地驱动(一个或多个)切割盘26。例如与液压回路102和相关联的(一个或多个)液压马达110不同，(一个或多个)切割盘26可以使用任何其它合适的驱动源被旋转驱动，诸如电动马达、基于气动的旋转驱动源，和/或基于机械的驱动源。
31.此外，如图2中所示，液压回路102还包括定位在第二泵108下游的致动器控制阀130(例如，螺线管激活的阀)，用于调节向打顶器致动器25供应的液压流体。例如，泵108可以被配置为通过第二泵供应管线132将液压流体泵送至控制阀130，此时控制阀130可以调节液压流体到打顶器致动器25的帽侧室(例如，经由第一致动器管线134)和/或打顶器致动器25的杆侧室(经由第二致动器管线136)的流以调节致动器25的伸出/缩回，并因此通过向上或向下枢转(一个或多个)打顶器臂28来改变(一个或多个)切割盘26的切割高度23。被指引回到阀130的返回流体可以经由相关联的罐返回管线138返回到储罐104。
32.仍然参考图2，系统100还包括用于以电子方式控制系统组件中的一个或多个的操作的控制器150。例如，如下文将描述的，在几个实施例中，控制器150可以通信地耦合到一
个或多个传感器，传感器被配置为检测与用于打顶器组件22的旋转驱动源相关联的驱动相关参数，其中驱动相关参数一般指示(一个或多个)切割盘26相对于正被收割的甘蔗的垂直位置。在此类实施例中，控制器150可以被配置为相对于一个或多个预定阈值监视驱动相关参数并且当被监视的参数与(一个或多个)预定阈值不同时自动调整(一个或多个)切割盘26的切割高度23以便相对于正被收割的甘蔗的顶部将(一个或多个)切割盘维持在期望的垂直位置。
33.一般而言，控制器150可以与任何合适的(一个或多个)基于处理器的设备对应，诸如计算设备或计算设备的任何组合。因此，在几个实施例中，控制器150可以包括一个或多个处理器152和相关联的(一个或多个)存储器设备154，其被配置为执行各种计算机实现的功能。如本文所使用的，术语“处理器”不仅指本领域中被称为包括在计算机中的集成电路，而且指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(plc)、专用集成电路，以及其它可编程电路。此外，控制器150的(一个或多个)存储器设备154一般可以包括存储器元件，包括但不限于计算机可读介质(例如，随机存取存储器(ram))、计算机可读非易失性介质(例如，闪存)、光盘只读存储器(cd-rom)、磁光盘(mod)、数字通用盘(dvd)和/或其它合适的存储器元件。这样的(一个或多个)存储器设备154一般可以被配置为存储合适的计算机可读指令，当由(一个或多个)处理器152实现时，这些指令将控制器150配置为执行各种计算机实现的功能，诸如本文描述的处理和/或控制功能性。
34.应当认识到的是，控制器150可以被配置为与收割机10的现有硬件和/或软件接口和/或结合到其中。换句话说，控制器150可以被配置为形成所公开的系统100的部分的分离的单元和/或可以与收割机10集成。例如，收割机10可以具有控制特定收割机相关功能的专用收割机控制器，并且控制器150可以或者是专用收割机控制器的形式或者作为专用收割机控制器的一部分被结合。
35.在几个实施例中，控制器150可以被配置为以电子方式控制打顶器控制阀114和/或致动器控制阀130的操作。例如，如图2中所示，控制器150可以通信地耦合到打顶器控制阀114(例如，经由通信链路160)以允许控制器150以电子方式控制阀114的操作。在这种实施例中，通过控制打顶器控制阀114的操作，控制器150可以进而调节(一个或多个)液压马达110的旋转速度和/或旋转方向。类似地，如图2中所示，控制器150可以通信地耦合到致动器控制阀130(例如，经由通信链路162)以允许控制器150以电子方式控制阀130的操作。在这种实施例中，通过控制致动器控制阀130的操作，控制器150可以进而调节相关联的致动器25的伸出/缩回并且因此调节(一个或多个)切割盘26的切割高度23。
36.如上面所指示的，在几个实施例中，控制器150可以被配置为监视与用于打顶器组件22的旋转驱动源的操作相关联的驱动相关参数，该驱动相关参数一般指示(一个或多个)切割盘26相对于正被收割的甘蔗的垂直位置。一般而言，驱动相关参数可以与与旋转驱动源旋转驱动打顶器组件22的(一个或多个)切割盘26所需的动力或驱动力相关联的参数对应。例如，在几个实施例中，由控制器150监视的驱动相关参数可以与与通过液压回路102(例如，由泵管线116、马达管线118、120和延伸穿过控制阀114和(一个或多个)马达110的返回管线122限定的流动路径)的马达相关部分170循环的液压流体的压力相关联的压力相关参数(下文中称为“压力参数”)对应。如下文将描述的，压力参数可以例如与在液压回路102的马达相关部分170内给定位置处感测到的液压流体的压力或者在液压回路102的马达相
关部分170内不同位置处感测到的两个单独的流体压力之间的压差对应。可替代地，在(一个或多个)切割盘26被配置为经由非基于液压的旋转驱动源被旋转驱动的实施例中，驱动相关参数可以与与用于旋转地驱动(一个或多个)切割盘26所需的动力或驱动力相关联的任何其它合适的参数对应。例如，如果(一个或多个)切割盘26被配置为由电动马达旋转地驱动，那么驱动相关参数可以与供应给马达的电流对应。可替代地，如果(一个或多个)切割盘26被配置为经由基于机械的旋转驱动源被旋转地驱动，那么驱动相关参数可以与经由驱动布置传输的驱动扭矩对应。在又一个实施例中，如果(一个或多个)切割盘26被配置为经由基于气动的旋转驱动源被旋转驱动，那么驱动相关参数可以与供应到这种驱动源的空气的压力对应。
37.不管用于旋转地驱动(一个或多个)切割盘26的驱动布置的类型如何，被监视的驱动相关参数一般都将指示(一个或多个)切割盘26相对于正被收割的甘蔗的垂直位置。具体而言，旋转地驱动(一个或多个)切割盘26所需的动力或驱动力一般将根据(一个或多个)切割盘26切割甘蔗的相对垂直位置而变化。因此，通过监视与旋转地驱动(一个或多个)切割盘26所需的动力或驱动力相关联的(一个或多个)参数，控制器150可以确定或推断(一个或多个)切割盘26相对于正被收割的甘蔗的垂直位置。
38.例如，在所示实施例中，液压回路102的马达相关部分内的流体压力(或压差)一般将根据(一个或多个)切割盘26切割甘蔗的相对垂直位置而变化。例如，如上面所指示的，准备收获的甘蔗一般特征在于包括绿叶的多叶顶部和多叶顶部下方的可碾磨茎杆，并且一般期望切掉茎杆正上方的多叶顶部而不去除任何茎杆本身，并且不留下大量叶子(这会增加摄入收割机的垃圾量)。在这方面，如果(一个或多个)切割盘26定位得太低(并且因此切入可碾磨的茎杆)，那么液压回路102的马达相关部分170内的压力一般将会更高，而如果(一个或多个)切割盘26定位得太高(因此仅切割多叶顶部的一部分或因为(一个或多个)切割盘26定位在多叶顶部上方而没有切割任何东西)，那么压力一般将会更低。因而，在几个实施例中，可以建立预定压力范围(或压差范围)，其限定与(一个或多个)切割盘26相对于甘蔗的期望切割位置对应的压力值(或压差值)。例如，当(一个或多个)切割盘26直接定位在可碾磨的茎杆的上方时，可以为与液压回路102的马达相关部分170内的平均流体压力(或平均压差)对应的预定范围建立最大压力阈值(或最大压差阈值)，而当(一个或多个)切割盘26定位在可碾磨的茎杆上方某个可接受的距离(例如，2-6英寸)时，可以为与液压回路102的马达相关部分170内的平均流体压力(或平均压差)对应的预定范围建立最小压力阈值(或最小压差阈值)。在这种实施例中，通过监视相对于相关联的压力相关范围的压力参数，控制器150可以被配置为确定(一个或多个)切割盘26何时相对于正被收割的甘蔗定位得太高(例如，由于被监视的压力参数下降至低于范围的最小阈值)或太低(例如，由于被监视的压力参数超过范围的最大阈值)，并在必要时进行调整，以确保(一个或多个)切割盘26相对于甘蔗的顶部维持在期望的垂直位置。
39.如上面所指示的，在一个实施例中，由控制器150监视的压力参数可以与液压回路102的马达相关部分170内的液压流体的(一个或多个)感测到的压力对应。在这种实施例中，一个或多个压力传感器可以提供成在(一个或多个)合适的位置处与液压回路102的马达相关部分170流体连通以检测(一个或多个)这样的压力。例如，如图2中所示，在一个实施例中，压力传感器172可以提供成与第一泵供应管线116流体连通，以允许监视马达控制阀
114上游的流体压力。在这种实施例中，例如，控制器150可以被配置为监视液压回路102的马达相关部分170内的流体压力，并将这种被监视的压力与与相对于正被收割的甘蔗处于期望垂直位置的(一个或多个)切割盘26相关联的预定压力范围进行比较。如果被监视的压力超过或降至低于预定压力范围，那么控制器150然后可以调整(一个或多个)切割盘26的切割高度23(向上或向下，视情况而定)以确保(一个或多个)切割盘26相对于甘蔗的顶部正确地定位。
40.可替代地，如上面所指示的，由控制器150监视的压力参数可以代替地与液压回路102的马达相关部分170内的压差对应。在这种实施例中，可以在合适的位置向一对压力传感器提供与液压回路102的马达相关部分170的流体连通以检测这种压差。例如，如图2中所示，在一个实施例中，第一和第二压力传感器174、176可以提供成分别与第一和第二马达管线118、120流体连通，以允许这些管线118、120内的流体压力被监视。因此，取决于通过(一个或多个)液压马达110的流的方向，压力传感器之一将定位在(一个或多个)液压马达110的上游并且另一个压力传感器将定位在(一个或多个)液压马达110的下游。在这种实施例中，控制器150可以例如被配置为基于被监视的流体压力来确定(一个或多个)液压马达110两端的压差，并且将这种压差与与相对于正被收割的甘蔗处于期望的垂直位置的(一个或多个)切割盘26相关联的预定压差范围进行比较。如果压差超过或降至低于预定的压差范围，那么控制器150可以调整(一个或多个)切割盘26的切割高度23(向上或向下，视情况而定)以确保(一个或多个)切割盘26相对于甘蔗的顶部正确定位。
41.应当认识到的是，在驱动相关参数与与通过液压回路102的马达相关部分170循环的液压流体的压力相关联的压力参数以外的参数对应的实施例中，类似的阈值或基于范围的分析可以由控制器150执行以确定(一个或多个)切割盘26是否相对于正被收割的甘蔗处于期望的垂直位置。例如，当被监视的驱动相关参数与供应给被配置为旋转地驱动(一个或多个)切割盘的电动马达的电流对应时，控制器150可以例如被配置为监视供应给马达的电流，并且将这种被监视的电流与预定电流范围进行比较，该预定电流范围与相对于正被收割的甘蔗处于期望的垂直位置的(一个或多个)切割盘26相关联。如果被监视的电流超过或降至低于预定电流范围，那么控制器150可以调整(一个或多个)切割盘26的切割高度23(向上或向下，视情况而定)以确保(一个或多个)切割盘26相对于甘蔗的顶部正确定位。类似的分析也可以被用于基于气动和/或基于机械的旋转驱动源，诸如通过将被监视的驱动相关参数与与相对于正被收割的甘蔗处于期望的垂直位置的(一个或多个)切割盘26相关联的对应的气压范围和/或扭矩范围进行比较。
42.如上面所指示的，控制器150可以被配置为通过以电子方式控制致动器控制阀130的操作以调节打顶器致动器25的伸出/缩回来自动调整(一个或多个)切割盘26的切割高度23。因而，通过相对于相关联的预定范围监视驱动相关参数，控制器150可以确定何时需要调整切割高度23并随后通过控制致动器控制阀130来调整这种高度23。因此，当收割机10在执行收割操作期间移动穿过田地时，(一个或多个)切割盘26可以相对于正被收割的甘蔗的顶部维持在期望的垂直位置。
43.现在参考图3，根据本主题各方面图示了用于农业收割机的自动打顶器控制的方法200的一个实施例的流程图。出于讨论的目的，方法200一般将在本文中参考上文参考图1和2描述的收割机10和系统100进行描述。但是，应当认识到的是，所公开的方法200一般可
以与具有任何其它合适的收割机配置的任何收割机和/或具有任何其它合适的系统配置的任何系统相关联地执行。此外，虽然图3为了说明和讨论的目的描绘了以特定次序执行的步骤，但是本文讨论的方法不限于任何特定次序或布置。本领域技术人员使用本文提供的公开内容将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，可以以各种方式省略、重新布置、组合和/或修改本文公开的方法的各个步骤。
44.如图3中所示，在(202)处，方法200可以包括控制打顶器组件的旋转驱动源的操作以旋转驱动打顶器组件的切割盘。在几个实施例中，旋转驱动源可以与液压马达对应，在这种情况下，可以控制指引到液压马达的液压流体的供应，使得液压马达旋转地驱动切割盘。例如，如上所述，控制器150可以被配置为控制打顶器控制阀114的操作以调节或控制被指引到打顶器组件22的(一个或多个)液压马达110的液压流体的供应。在其它实施例中，控制器150可以被配置为控制被配置为旋转地驱动(一个或多个)切割盘26的任何其它合适的旋转驱动源(诸如电动马达、基于气动的旋转驱动源和/或机械-基于旋转驱动源)的操作。
45.此外，在(204)处，方法200可以包括监视与旋转驱动源的操作相关联的驱动相关参数。具体而言，如上面所指示的，在几个实施例中，控制器150可以通信地耦合到一个或多个压力传感器以监视与液压回路102内的液压流体相关联的压力参数。例如，在一个实施例中，控制器150可以被配置为监视液压回路102内的一个或多个位置处的液压流体的(一个或多个)压力，诸如第一泵106和打顶器控制阀114之间的液压流体供应的压力(例如，经由压力传感器172)。可替代地，控制器150可以被配置为监视液压回路102内两个或更多个位置两端的压差，诸如(一个或多个)液压马达110两端的压差(例如，经由第一和第二压力传感器174，176)。在进一步的实施例中，控制器150可以通信地耦合到允许控制器150监视驱动相关参数的任何其它合适的传感器。
46.而且，在(206)处，方法200可以包括至少部分地基于被监视的驱动相关参数来调整切割盘的切割高度。具体而言，如上面所指示的，在几个实施例中，控制器150可以被配置为相对于一个或多个阈值监视驱动相关参数，诸如与为驱动相关参数建立的预定范围相关联的最大和最小阈值。在此类实施例中，当被监视的驱动相关参数落在预定范围之外时，控制器150可以被配置为通过控制相关联的致动器控制阀130的操作来调整(一个或多个)切割盘26的切割高度23，从而允许控制器150调节打顶器致动器25的伸出/缩回，从而调节(一个或多个)切割盘26的垂直位置。
47.应该理解的是，方法200的步骤中的一个或多个由(一个或多个)计算设备(例如，控制器150)在加载和执行有形地存储在有形计算机可读介质(诸如磁性介质(例如，计算机硬盘驱动器)、光学介质(例如，光盘)、固态存储器(例如，闪存)，或本领域已知的其它存储介质)上的软件代码或指令时执行。因此，本文描述的由(一个或多个)计算设备执行的任何功能性，诸如方法200，以有形地存储在有形计算机可读介质上的软件代码或指令来实现。(一个或多个)计算设备经由与计算机可读介质的直接接口或经由有线和/或无线网络加载软件代码或指令。在由(一个或多个)计算设备加载并执行这种软件代码或指令时，(一个或多个)计算设备可以执行本文描述的(一个或多个)计算设备的任何功能性，包括本文描述的方法200的任何步骤。
48.本文使用的术语“软件代码”或“代码”是指影响计算机或控制器的操作的任何指令或指令集。它们可以以计算机可执行的形式(诸如是由计算机的中央处理单元或由控制
器直接执行的指令和数据集的机器代码)存在；以人类可以理解的形式(诸如可以以编译以便由计算机的中央处理单元或由控制器执行的源代码)存在；或者以中间形式(诸如由编译器产生的目标代码)存在。如本文所使用的，术语“软件代码”或“代码”还包括任何人类可理解的计算机指令或指令集，例如脚本，其可以在由计算机的中央处理器或由控制器执行的解释器的帮助下即时执行。
49.该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例包括与权利要求书的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，那么这些其它示例意图在权利要求书的范围内。

技术特征：
1.一种用于农业收割机的自动打顶器控制的系统，包括：打顶器组件，包括切割盘和被配置为旋转地驱动切割盘的旋转驱动源；致动器，用于调整切割盘的切割高度；以及控制器，被配置为监视与打顶器组件的旋转驱动源的操作相关联的驱动相关参数，该控制器还被配置为控制致动器的操作以至少部分地基于被监视的驱动相关参数来调整切割盘的切割高度。2.如权利要求1所述的系统，其中控制器被配置为将驱动相关参数与与该驱动相关参数相关联的至少一个预定阈值进行比较，该控制器被配置为控制致动器的操作以当驱动相关参数与所述至少一个预定阈值不同时调整切割盘的切割高度。3.如权利要求2所述的系统，其中所述至少一个预定阈值包括与驱动相关参数相关联的预定范围的最大阈值和最小阈值，该控制器被配置为控制致动器的操作以当驱动相关参数落在预定范围之外时调整切割盘的切割高度。4.如权利要求1所述的系统，其中旋转驱动源包括液压马达，该液压马达流体耦合到液压回路以用于向液压马达供应液压流体，并且其中驱动相关参数包括与被指引通过液压回路的液压流体的流体压力相关联的压力参数，该系统还包括被配置为检测压力参数的压力传感器，控制器通信地耦合到压力传感器，使得控制器被配置为基于从压力传感器接收的反馈来监视压力参数。5.如权利要求4所述的系统，其中压力传感器包括被配置为检测液压马达的上游的位置处的液压流体的上游压力的第一压力传感器，并且还包括被配置为检测液压马达的下游的位置处的液压流体的下游压力的第二压力传感器，其中被监视的压力参数包括上游压力与下游压力之间的压差。6.如权利要求4所述的系统，其中压力参数包括液压回路内给定位置处的液压流体的感测到的压力。7.如权利要求6所述的系统，还包括被配置为调节液压流体到液压马达的流的控制阀和被配置为将液压流体供应到控制阀的泵，压力传感器在泵的下游和控制阀的上游流体耦合到液压回路，使得被监视的压力参数包括在泵和控制阀之间流动的液压流体的感测到的压力。8.如权利要求1所述的系统，其中控制器被配置为基于被监视的驱动相关参数来控制致动器的操作，以便将切割盘相对于待收割的作物维持在期望的垂直位置。9.一种农业收割机，包括：框架；打顶器臂，相对于框架的前端被支撑；耦合到打顶器臂的液压马达，该液压马达流体耦合到液压回路以用于向液压马达供应液压流体；切割盘，耦合到液压马达，使得液压马达被配置为旋转地驱动切割盘；致动器，耦合在打顶器臂和框架之间，该致动器被配置为相对于框架致动打顶器臂以用于调整切割盘的切割高度；压力传感器，被配置为检测与被引导通过液压回路的液压流体的流体压力相关联的压力参数；以及
控制器，通信地耦合到压力传感器并且被配置为基于从压力传感器接收的反馈来监视压力参数，控制器还被配置为控制致动器的操作以至少部分地基于被监视的压力参数来调整切割盘的切割高度。10.如权利要求9所述的农业收割机，其中控制器被配置为将压力参数与与该压力参数相关联的至少一个预定阈值进行比较，该控制器被配置为控制致动器的操作以当压力参数与所述至少一个预定阈值不同于时调整切割盘的切割高度。11.如权利要求10所述的农业收割机，其中所述至少一个预定阈值包括与压力参数相关联的预定范围的最大阈值和最小阈值，该控制器被配置为控制致动器的操作以当压力参数落在预定范围之外时调整切割盘的切割高度。12.如权利要求9所述的农业收割机，其中压力传感器包括被配置为检测液压马达的上游的位置处的液压流体的上游压力的第一压力传感器，并且还包括被配置为检测液压马达的下游的位置处的液压流体的下游压力的第二压力传感器，其中被监视的压力参数包括上游压力与下游压力之间的压差。13.如权利要求9所述的农业收割机，其中压力参数包括液压回路内给定位置处的液压流体的感测到的压力。14.如权利要求13所述的农业收割机，还包括被配置为调节液压流体到液压马达的流的控制阀和被配置为将液压流体供应到控制阀的泵，压力传感器在泵的下游和控制阀的上游流体耦合到液压回路，使得被监视的压力参数包括在泵和控制阀之间流动的液压流体的感测到的压力。15.一种用于农业收割机的自动打顶器控制的方法，该农业收割机包括打顶器组件，该打顶器组件具有切割盘和耦合到切割盘的旋转驱动源，该方法包括：控制旋转驱动源的操作使得旋转驱动源旋转地驱动切割盘；用计算设备监视与旋转驱动源的操作相关联的驱动相关参数；以及至少部分地基于被监视的驱动相关参数用计算设备调整切割盘的切割高度。16.如权利要求15所述的方法，还包括将驱动相关参数与与该驱动相关参数相关联的至少一个预定阈值进行比较；以及其中至少部分地基于被监视的驱动相关参数调整切割盘的切割高度包括当驱动相关参数与所述至少一个预定阈值不同时调整切割盘的切割高度。17.如权利要求16所述的方法，其中所述至少一个预定阈值包括与驱动相关参数相关联的预定范围的最大阈值和最小阈值，其中当驱动相关参数与所述至少一个预定阈值不同时调整切割盘的切割高度包括当驱动相关参数落在预定范围之外时调整切割盘的切割高度。18.如权利要求15所述的方法，其中旋转驱动源包括液压马达并且其中控制旋转驱动源的操作包括用计算设备控制通过液压回路被指引到液压马达的液压流体的供应，使得液压马达旋转地驱动切割盘，驱动相关参数包括与液压回路内的液压流体相关联的压力参数。19.如权利要求18所述的方法，其中监视驱动相关参数包括监视液压马达两端的压差。20.如权利要求18所述的方法，其中监视驱动相关参数包括监视液压回路内给定位置处的液压流体的感测到的压力。

技术总结
公开了一种用于农业收割机的自动打顶器控制系统，包括具有切割盘和被配置为旋转地驱动切割盘的旋转驱动源的打顶器组件。该系统还包括用于调整切割盘的切割高度的致动器。此外，该系统包括控制器，该控制器被配置为监视与打顶器组件的旋转驱动源的操作相关联的驱动相关压力参数。控制器还被配置为控制致动器的操作以至少部分地基于被监视的驱动相关参数来调整切割盘的切割高度。数来调整切割盘的切割高度。数来调整切割盘的切割高度。


技术研发人员：A
受保护的技术使用者：CNH工业巴西有限公司
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2023/8/14