用于莖稈收獲機中的受控清潔的系統(tǒng)和方法與流程
本公開涉及一種切割并清潔作物(諸如甘蔗)的莖稈收獲機以及一種控制莖稈收獲機中的莖稈清潔的方法。
背景技術(shù)：
收獲機通常將作物分離成坯料和殘渣，坯料被排出到收獲機旁邊的車輛中，殘渣被排回到田地上。殘渣將養(yǎng)料返回到土壤中用于下一季的作物。坯料被車輛送至磨機進行加工，例如加工成糖。清潔過程不一定能將所有外來植物物質(zhì)與坯料分離，也不一定能將每個坯料均排出到車輛中。一些外來植物物質(zhì)可能被排出到車輛中，而一些坯料可能被排回到田地上。排出到車輛中的外來植物物質(zhì)連同坯料被帶回到磨機，在磨機中外來植物物質(zhì)可與坯料進一步分離并且用作肥料。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
諸如肥料價格、與磨機的距離以及補充土壤養(yǎng)料水平的成本的各種因素確定外來植物物質(zhì)在磨機處是否有價值以及有多少價值。這樣，可能有利的是調(diào)節(jié)作物清潔水平以控制排出到田地上或帶到磨機的外來植物物質(zhì)的量。
在一個方面中，本公開提供了一種供收獲機用的控制系統(tǒng)，收獲機具有用于清潔切割的作物的作物清潔器。所述控制系統(tǒng)包括處理器、存儲器和人機界面。所述處理器被構(gòu)造成：接收對應(yīng)于所述作物的期望清潔水平的輸入；監(jiān)測實際清潔水平；以及基于來自監(jiān)測所述實際清潔水平的反饋來控制所述作物清潔器，以將所述作物的清潔水平移向所述作物的所述期望清潔水平。
在另一方面中，本公開提供了一種供收獲機用的控制系統(tǒng)，收獲機具有用于清潔作物的風(fēng)扇和用于驅(qū)動所述風(fēng)扇的馬達。所述控制系統(tǒng)包括處理器、存儲器和人機界面。所述處理器被構(gòu)造成：接收對應(yīng)于所述馬達上的負載的負載信號；以及至少部分地基于所述負載信號來控制風(fēng)扇速度。
在又一方面中，本公開提供了一種收獲機，所述收獲機具有：入口，所述入口用于接收包括莖和外來植物物質(zhì)的作物；刀片，所述刀片用于將所述作物切割成坯料和切割的外來植物物質(zhì)；以及分離器。所述分離器包括：清潔腔室，所述清潔腔室用于至少部分地分離所述坯料和所述切割的外來植物物質(zhì)；作物清潔器，所述作物清潔器用于分離所述清潔腔室中的所述作物的各部分；馬達，所述馬達操作地聯(lián)接到所述風(fēng)扇；以及罩，所述罩具有殘渣出口。傳感器被構(gòu)造成生成對應(yīng)于所述分離器上的負載的負載信號，并且控制單元被構(gòu)造成從所述傳感器接收所述信號。所述控制單元被編程為至少基于所述負載信號來量化從所述殘渣出口排出的所述作物。
在又一方面中，本公開提供了一種供收獲機用的控制系統(tǒng)，收獲機具有用于清潔切割的作物的作物清潔器。所述控制系統(tǒng)包括處理器、存儲器和人機界面。所述處理器被構(gòu)造成：接收對應(yīng)于所述作物的期望清潔水平的輸入；監(jiān)測實際清潔水平；以及基于來自監(jiān)測所述實際清潔水平的反饋來控制收獲機地面速度，以將所述作物的清潔水平移向所述作物的所述期望清潔水平。
具體地，所述控制包括調(diào)節(jié)所述收獲機地面速度以在收獲機操作期間將所述作物的所述實際清潔水平移向所述作物的所述期望清潔水平。
在又一方面中，本公開提供了一種供收獲機用的控制系統(tǒng)，收獲機具有用于清潔切割的作物的作物清潔器，所述控制系統(tǒng)包括處理器、存儲器和人機界面。所述處理器被構(gòu)造成：接收對應(yīng)于所述作物的期望清潔水平的輸入；監(jiān)測實際清潔水平；以及向操作者建議改變收獲機地面速度以實現(xiàn)清潔水平的改變，其中所述建議基于來自監(jiān)測所述實際清潔水平的反饋，以將所述作物的清潔水平移向所述作物的所述期望清潔水平。
具體地，所述建議被構(gòu)造成將所述作物的清潔水平移向所述作物的所述期望清潔水平。另外，所述建議顯示在用戶界面中。另外，所述建議采取新地面速度的形式。另外，所述建議采取增加或降低地面速度的建議的形式。
通過考慮詳細描述和附圖，本公開的其它方面將變得顯而易見。
附圖說明
圖1是根據(jù)本公開的一個實施方式具有分離器和受控清潔系統(tǒng)的收獲機(諸如甘蔗收獲機)的側(cè)視圖。
圖2是圖1的分離器的放大剖視圖。
圖3是圖1的收獲機的一部分的立體圖。
圖4是示出用于控制圖1的收獲機的風(fēng)扇速度的系統(tǒng)的流程圖。
圖5是示出圖1的收獲機的控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換因子的表。
圖6是示出圖1的收獲機的受控清潔系統(tǒng)的流程圖。
具體實施方式
在詳細說明本公開的任何結(jié)構(gòu)之前，應(yīng)理解的是，本公開的應(yīng)用不限于以下描述中闡述的或附圖中示出的部件的結(jié)構(gòu)和布置的細節(jié)。本公開能夠支持其它結(jié)構(gòu)并且能夠以各種方式實踐或進行。
圖1示出了收獲機10(諸如甘蔗切砍器收獲機)，其包括用于提供原動力的原動機(未示出)(諸如內(nèi)燃機)和用于控制原動機的速度并由此控制收獲機10的地面速度的節(jié)氣門11(圖3)。收獲機包括支撐在輪14上的主框架12，輪14具有連續(xù)履帶15、輪胎或接合支撐表面16(例如，地面或田地)的其它牽引裝置。履帶15與支撐表面16直接相互作用并且負責(zé)收獲機10的移動和牽引效力；但是在其它結(jié)構(gòu)中，收獲機10僅設(shè)有輪(而不是如示出的履帶)。操作者的駕駛室18安裝在框架12上并且包含用于操作者的座椅20(圖3)。具有并排螺旋推運器或渦旋件(在待收獲的一排作物的相對兩側(cè)上操作)的一對作物升降器22安裝到框架12的前部。作物升降器22與基部切割器(未示出)協(xié)作，基部切割器包括切除作物的接近支撐表面16的莖的反向旋轉(zhuǎn)盤。切頭器24在臂架25上從框架12延伸。切頭器24具有用于將頂部從作物切除的一個或多個刀片26。
圖2示出了穿過切砍器28和分離器55截取的剖面。切砍器28切割作物，而分離器55從切砍器28接收切割的作物并且通常借助作物清潔器(將在下面更詳細地描述)來分離切割的作物。作物清潔器可包括用于清潔切割的作物的任何合適的機構(gòu)，諸如風(fēng)扇(如示出的結(jié)構(gòu)中，其將在下面描述)、壓縮空氣源、耙子、振動器或以重量、大小、形狀等辨別各種類型的作物部分以便將外來植物物質(zhì)與坯料分離的任何其它機構(gòu)。分離器55可包括以下一者或多者的任何組合：清潔腔室32、清潔腔室殼體34、諸如風(fēng)扇40的作物清潔器、風(fēng)扇外殼36、驅(qū)動風(fēng)扇40的馬達50、具有開口54的罩38和離心鼓風(fēng)機葉輪46。
分離器55聯(lián)接到框架12并且位于作物升降器22的下游，以從切砍器28接收切割的作物。切砍器28包括帶重疊刀片的反向旋轉(zhuǎn)的鼓式切割器30，以將作物的莖(諸如莖稈c)切割成坯料b(這是莖的碎片)。在其它結(jié)構(gòu)中，切砍器28可包括用于切割作物的莖的任何合適的一個或多個刀片。作物還包括污物、葉、根及其它植物物質(zhì)(將在本文中統(tǒng)稱為外來植物物質(zhì))，其還連同莖稈c一起在切砍器28中被切割。切砍器28將切割的作物流(切割的莖，或坯料b，以及切割的外來植物物質(zhì))引導(dǎo)到清潔腔室32，清潔腔室32通常由清潔腔室殼體34、風(fēng)扇外殼36和/或罩38限定，清潔腔室殼體34、風(fēng)扇外殼36和/或罩38都聯(lián)接到框架12并且剛好位于切砍器28的下游以從切砍器28接收切割的作物。風(fēng)扇外殼36聯(lián)接到清潔腔室殼體34并且可包括偏轉(zhuǎn)器葉片31。
罩38聯(lián)接到風(fēng)扇外殼36并具有拱頂形狀或其它合適的形狀，并且包括從收獲機10向外傾斜且略微向下面對田地16的開口54。在一些結(jié)構(gòu)中，開口54可大致垂直于驅(qū)動軸52。罩38將切割的作物經(jīng)由開口54引導(dǎo)到收獲機10的外側(cè)，例如，用于將從切割的作物流移除的切割的作物的一部分排放回到田地上(這將在下面更詳細地描述)。
安裝成在清潔腔室32中旋轉(zhuǎn)的是風(fēng)扇40。例如，風(fēng)扇40可采取提取器風(fēng)扇的形式，其具有從轂44輻射出并結(jié)合到轂44的軸流式風(fēng)扇刀片42。在示出的結(jié)構(gòu)中，風(fēng)扇40(或其它作物清潔器)被構(gòu)造成從清潔腔室32抽吸空氣和外來植物物質(zhì)。在其它結(jié)構(gòu)中，風(fēng)扇40(或其它作物清潔器)可被構(gòu)造成吹動而不是提取，即，吹動或推動空氣穿過清潔腔室32以清潔作物。風(fēng)扇40可包括具有其它類型的刀片的其它類型的風(fēng)扇，諸如離心風(fēng)扇，等。離心鼓風(fēng)機葉輪46可安裝成與偏轉(zhuǎn)器葉片31徑向內(nèi)側(cè)的風(fēng)扇40一起旋轉(zhuǎn)。例如，多個大致直角的鼓風(fēng)機刀片48可固定到從中輻射出的離心鼓風(fēng)機葉輪46的下側(cè)。
馬達50(諸如液壓馬達)包括操作地聯(lián)接以驅(qū)動風(fēng)扇40的驅(qū)動軸52。例如，驅(qū)動軸52可鍵接到轂44或者以其它合適的方式操作地聯(lián)接以驅(qū)動風(fēng)扇40。馬達50也可以類似的方式操作地聯(lián)接以驅(qū)動離心鼓風(fēng)機葉輪46。在其它結(jié)構(gòu)中，馬達50可以是電動的、氣動的，或者可包括任何其它合適類型的馬達、發(fā)動機或原動機以驅(qū)動風(fēng)扇40和/或離心鼓風(fēng)機葉輪46。
再次參照圖1，傳送器56聯(lián)接到框架12以從分離器55接收清潔的作物。傳送器56終止于排放開口58(或出口)，排放開口58升高到適于將清潔的作物排放到收獲機10旁邊的車輛(諸如卡車、貨車等)的收集容器(未示出)中的高度。二次清潔器60可位于排放開口58附近，以在排放到車輛之前第二次清潔作物。例如，二次清潔器60可包括風(fēng)扇、壓縮空氣、耙子、振動器或用于清潔作物的其它合適的裝置。
簡而言之，坯料b通常隨著風(fēng)扇40將清潔腔室32中的通常較輕的外來植物物質(zhì)抽吸到罩38中并使其離開開口54而與這些外來植物物質(zhì)分離。被引導(dǎo)穿過開口54且被排回到田地上的所有切割的作物在本文中被稱為殘渣。殘渣通常主要包括外來植物物質(zhì)(通常已被切割)并且可包括一些坯料b。
清潔腔室殼體34將清潔的作物引導(dǎo)到傳送器56。清潔的作物通常主要包括坯料b，但是一些外來植物物質(zhì)仍可存在于清潔的作物中。由此，一些外來植物物質(zhì)可連同坯料b一起被從排放開口58排放。從排放開口58排放到車輛的外來植物物質(zhì)在本文中被稱為殘屑。
如圖3中示意性地示出的，用于為馬達50提供動力的液壓回路62與馬達50操作地聯(lián)接。在其它結(jié)構(gòu)中，回路62可以是電動的、氣動的，可包括機械聯(lián)動裝置，等。用于收獲機風(fēng)扇的液壓回路的一個示例的詳細描述可在與本申請共同擁有的美國專利公開no.2015/0342118中發(fā)現(xiàn)，該美國專利公開的全部內(nèi)容通過引用并入本文中。
例如，液壓回路62是由泵64提供動力的閉環(huán)液壓回路。泵64可由收獲機10的原動機(未示出)或其它動力源驅(qū)動。
參照圖3，收獲機10還包括操作者界面66(例如，顯示器、按鈕、觸摸屏、圖形用戶界面、其任何組合，等)，借此用戶能輸入設(shè)置、偏好、命令等以控制收獲機10。操作者界面與控制單元68(諸如基于微處理器的電子控制單元等)操作地聯(lián)接，以從操作者界面66和若干傳感器接收信號并且發(fā)送信號來控制收獲機10的各種部件(其示例將在下面更詳細地描述)。如本文中使用的信號可包括電子信號(例如，通過回路或有線)、無線信號(例如，通過衛(wèi)星、互聯(lián)網(wǎng)、移動電信技術(shù)、頻率、波長、藍牙
控制單元68還可具有其它輸入，諸如：用于檢測傳送器56的速度的升降器速度傳感器(未示出)；用于檢測反向旋轉(zhuǎn)的鼓式切割器30或其它類型的切砍器28的速度的切砍器速度傳感器(未示出)；以及用于檢測基部切割器的反向旋轉(zhuǎn)盤或其它切割裝置的速度的基部切割器速度傳感器(未示出)?？刂茊卧?8還可具有其它輸出，諸如用于控制風(fēng)扇泵64、風(fēng)扇馬達50、泵、閥或離心鼓風(fēng)機葉輪46的馬達(未示出)、切砍器28的速度、基部切割器(未示出)、二次清潔器60的高度、方向、速度和輸入控制以及切頭器24的高度和輸入控制。
產(chǎn)量監(jiān)測傳感器72聯(lián)接到傳送器56并且向控制單元68發(fā)送作物產(chǎn)量信號，其對應(yīng)于從排放開口58排放的作物的量(例如，質(zhì)量或體積)。
坯料損失傳感器74可包括一個或多個加速度計和/或測量位移或應(yīng)變等的任何傳感器。坯料損失傳感器74與分離器55關(guān)聯(lián)，或者更具體地聯(lián)接到分離器55。例如，坯料損失傳感器74可關(guān)聯(lián)或聯(lián)接到清潔腔室殼體34、風(fēng)扇外殼36、罩38、風(fēng)扇40、風(fēng)扇刀片42、轂44、離心鼓風(fēng)機葉輪46、直角鼓風(fēng)機刀片48、驅(qū)動軸52等等或任何關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。在示出的結(jié)構(gòu)中，坯料損失傳感器74聯(lián)接到罩38(圖3)。坯料損失傳感器74被構(gòu)造成向控制單元68發(fā)送信號，其對應(yīng)于通過分離器55且更具體地離開開口54的每個坯料b。例如，坯料損失傳感器74包括加速度計，用于檢測撞擊風(fēng)扇40和/或殼體部分(諸如罩38)的坯料b的沖擊。在其它結(jié)構(gòu)中，坯料損失傳感器74可包括壓電傳感器或者采用另一合適的感測技術(shù)。在每次檢測到坯料時，坯料損失傳感器74向控制單元68發(fā)送信號。控制單元68記錄和計數(shù)坯料并且可將坯料信號數(shù)據(jù)與時間、位置(例如，來自gps70)等關(guān)聯(lián)。
風(fēng)扇速度傳感器76可關(guān)聯(lián)或聯(lián)接到風(fēng)扇40，更具體地可聯(lián)接到例如刀片42、轂44、驅(qū)動軸52等等或者聯(lián)接到鄰近風(fēng)扇40的任何合適的位置。例如，風(fēng)扇傳感器76可包括磁體、接近傳感器、霍爾效應(yīng)傳感器，等等，以計數(shù)刀片42、驅(qū)動軸52或風(fēng)扇40的其它部分的轉(zhuǎn)數(shù)并且向控制單元68發(fā)送對應(yīng)于風(fēng)扇速度且用于確定風(fēng)扇速度的信號。風(fēng)扇傳感器76還可包括用于確定風(fēng)扇速度的其它合適的感測技術(shù)。
濕度傳感器80被定位成檢測作物的濕度。濕度傳感器80可包括近紅外傳感器或其它合適的濕度檢測技術(shù)。例如，濕度傳感器80布置在收獲機10上并且可定位在切砍器28、分離器55和/或傳送器56中，更具體地定位在上述與其關(guān)聯(lián)的收獲機10的任何部件中。在示出的結(jié)構(gòu)中，濕度傳感器80布置在分離器55中，更具體地布置在罩38中。濕度傳感器80向控制單元68發(fā)送對應(yīng)于作物濕度水平的信號。
殘屑傳感器82可包括視覺技術(shù)(例如，相機)，其靠近傳送器56和/或排放開口58布置并且向控制單元68發(fā)送對應(yīng)于從排放開口58排放的總產(chǎn)量和/或從排放開口58排放的殘屑量的信號。殘屑傳感器82可將殘屑量量化為通過排放開口58的絕對量或總產(chǎn)量百分比。殘屑傳感器82可布置在傳送器56中。殘屑傳感器82可包括用于確定從排放開口58排放的殘屑量的其它感測技術(shù)。
地面速度傳感器84可包括速度計、雷達傳感器、速度計(諸如激光表面速度計)、輪傳感器或用于感測車輛速度的任何其它合適的技術(shù)，地面速度傳感器84被構(gòu)造成向控制單元68發(fā)送對應(yīng)于收獲機10相對于支撐表面16的速度的地面速度信號。地面速度信號還可由gps70發(fā)送。
負載傳感器78感測分離器55上的負載。例如，負載傳感器78可測量馬達50上的負載并且可針對采用例如電動、氣動、液壓等的馬達的類型而包括任何合適類型的傳感器。在一些結(jié)構(gòu)中，負載傳感器78可包括用于測量扭矩負載的應(yīng)變計或用于測量電負載的安培計。馬達50上的負載也可諸如通過測量風(fēng)扇40和/或離心鼓風(fēng)機葉輪46上的負載間接地測量。在一些結(jié)構(gòu)(諸如采用液壓馬達50的示出結(jié)構(gòu))中，負載傳感器78可包括壓力傳感器，或者與用于測量回路62內(nèi)的壓力的液壓回路62通信的其它壓力感測技術(shù)。例如，負載傳感器78可聯(lián)接到風(fēng)扇馬達50或泵64，或者聯(lián)接到沿著回路62的測量回路62中的相關(guān)聯(lián)壓力的任何地方。負載傳感器78向控制單元68發(fā)送負載信號。
負載傳感器78測量收獲機10運行且不切割作物時的基線負載，或者低負載極限，以及切割作物時的當(dāng)前負載(或目前負載)?？刂茊卧?8計算負載增量，或者基線負載與當(dāng)前負載之間的差。使用示出的結(jié)構(gòu)作為示例，基線負載是基線壓力，并且當(dāng)前負載是當(dāng)前壓力。負載傳感器78可監(jiān)測或周期性地測量回路壓力，即，基線負載。液壓回路62可呈現(xiàn)特定基線壓力或低壓力極限，對應(yīng)于激活回路62來操作收獲機10而非由收獲機10主動加工作物(例如，用于使風(fēng)扇40旋轉(zhuǎn)而沒有作物通過罩38的開口54)。基線壓力或低壓力極限也可指能在切割和清潔作物期間用作與回路62的壓力的比較的另一合適的相關(guān)壓力閾值。
液壓回路62的低壓力極限可在操作收獲機10期間(例如，周期性地)進行監(jiān)測。例如，將理解的是，油加熱或冷卻時的油粘度的變化、油水平的變化、發(fā)動機負載的變化等等，可導(dǎo)致液壓回路62的基線壓力的變化。例如，由于收獲機10全天工作時液壓和齒輪油的加熱，液壓回路62可在較低壓力下啟動(例如，加壓地操作)。因此，為了考慮這種改變而對控制單元68更新適當(dāng)?shù)牡蛪毫O限可能是有用的，并且由此監(jiān)測基線負載。
當(dāng)收獲機10主動加工作物(例如，主動切割、切砍、運輸、清潔，等等)時，移動經(jīng)過或穿過收獲機10、例如穿過分離器55、經(jīng)過風(fēng)扇40到達罩38中的開口54的作物的阻力可造成液壓回路62的壓力增加超過低壓力極限而達到將在本文中被稱為當(dāng)前壓力(例如，當(dāng)前負載)的壓力。當(dāng)前壓力或當(dāng)前負載信號被控制單元68接收。在當(dāng)前壓力測量被控制單元68記錄時的任何時間，對應(yīng)的先前低壓力極限可與之配對。
因此，通過將液壓回路62的當(dāng)前壓力與回路62的對應(yīng)低壓力極限比較，控制單元68確定增量p(例如，當(dāng)前壓力與低壓力極限之間的差)。增量p與主動被加工或被風(fēng)扇40清潔、然后通過罩38和開口54并最終作為殘渣被排放到田地上的作物的量(例如，作為質(zhì)量或體積)成比例。例如，當(dāng)增量p為零時，則可假定：雖然分離器55可運行，但沒有作物被主動加工。此外，當(dāng)增量p大于零時，則增量p的值與被加工的作物的量成比例，并且風(fēng)扇速度能至少部分地基于負載信號此外基于增量p在反饋環(huán)中進行控制(例如，增加)，以提供作物的穩(wěn)定清潔水平(圖4)。將在下面更詳細地描述清潔水平。
表示增量p與作物量之間的關(guān)系的轉(zhuǎn)換因子86可用于將增量p轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的作物量，例如，殘渣量。轉(zhuǎn)換因子86可將已知或估計的作物質(zhì)量、濕度、機器功能(例如，收獲機10是否操作以吸入作物)、開關(guān)狀態(tài)(例如，收獲機10的機器功能是否已改變)、時間、位置和地面速度分解為殘渣的量化的因子。例如，轉(zhuǎn)換因子86可包括能從實驗數(shù)據(jù)和/或根據(jù)理論來確定的函數(shù)、方程、乘數(shù)，等等。在示出的結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)換因子86包括查找表88(圖5)，其中控制單元68能找到對應(yīng)于增量p的值的作物量(例如，0、m1、m2，等等)。例如，當(dāng)增量p為零時，則被加工的作物量為零，當(dāng)增量p為1時，則作物量(例如，排出到田地16上的殘渣量)為m1，等。由此，控制單元68將殘渣量化或表達為至少負載增量(例如，增量p)的函數(shù)，并且還可將殘渣表達為負載增量、濕度、機器功能、開關(guān)狀態(tài)、時間、位置和地面速度中的一者或多者的任何組合的函數(shù)。每個殘渣量均可以是由控制單元68收集以形成殘渣數(shù)據(jù)組的殘渣數(shù)據(jù)點。此外，控制單元68可將量化的殘渣數(shù)據(jù)點與來自gps70的對應(yīng)gps信號(表示每個殘渣數(shù)據(jù)點的位置)相關(guān)，從而將殘渣映射到田地上。
在一些結(jié)構(gòu)中，如上所述，控制單元68基于從濕度傳感器80接收的信號將作物濕度水平分解為殘渣的量化的因子?？刂茊卧?8可連續(xù)或周期性地監(jiān)測濕度水平。具有較大濕度的作物更重且更難以抽吸穿過分離器55，因此需要更多的來自風(fēng)扇40的動力。由此，潮濕作物可增加當(dāng)前壓力并且使殘渣測量值偏“高”。因此，控制單元68可考慮作物的濕度，以通過從當(dāng)前壓力測量值減去對應(yīng)于濕度的量或者通過從殘渣測量值減去對應(yīng)于濕度的量或者以其它合適的方式等等使用來自濕度傳感器80的信號來校正殘渣測量值(通過轉(zhuǎn)換因子86)，從而得到針對濕度校正的殘渣測量值。
當(dāng)坯料損失傳感器74檢測到能量或沖擊高于閾值水平(例如，通過風(fēng)扇40散開和/或撞擊在罩38上的坯料b的能量/沖擊)時，控制單元68識別到坯料b已通過分離器55，從而計數(shù)排放到田地上的殘渣中的坯料b的數(shù)量。由此，控制單元68記錄坯料損失數(shù)據(jù)并且可將坯料損失數(shù)據(jù)與上述對應(yīng)殘渣數(shù)據(jù)和gps數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，使得殘渣中的坯料b的量(例如，作為比率或百分比)能被計算和映射。例如，控制單元68可被編程為知曉每個坯料中的平均作物量(例如，作為質(zhì)量或體積)，然后可將坯料b量化為坯料量與殘渣量的比率?？刂茊卧?8還可將坯料b量化為總殘渣量的百分比?？刂茊卧?8還可通過計數(shù)每個殘渣量、每個距離和/或每個田地面積等的坯料數(shù)量來量化坯料b。此外，坯料b可量化為任何其它類型的數(shù)值表示或非數(shù)值表示，這樣將坯料b與基線、另一值或預(yù)設(shè)水平等加以比較。應(yīng)該理解的是，本文中描述的任何量化不需要是實際量的精確確定并且可包括估計、近似或相對比較。
控制單元68包括受控清潔系統(tǒng)(其順序90在圖6中示出)，允許用戶輸入期望的清潔水平。替代地，期望的清潔水平可由傳感器(諸如表示葉子殘屑的百分比的傳感器)輸入到受控清潔系統(tǒng)中。期望的清潔水平可表達為存在于殘渣中的期望的坯料水平，例如，表達為殘渣的百分比或上述任何其它坯料量化。操作者可輸入期望的清潔水平，作為絕對或相對的清潔量，例如，作為數(shù)值輸入(例如，百分比、比率、每個殘渣量、距離、田地面積等等的坯料數(shù)量)，或者作為非數(shù)值輸入(諸如按比例、梯度、顏色編碼指示器、旋鈕、觸覺輸入，等等)，或者可輸入期望的清潔水平的增加或降低(例如通過增加/減少開關(guān)或按鈕等)。
存在于殘渣中的坯料水平通常與通過傳送器排放開口58的殘屑水平相反地對應(yīng)，例如，殘渣中的坯料越多，從排放開口58排放的殘屑越少，反之亦然。由此，受控清潔系統(tǒng)可另外或替代地允許用戶輸入期望的清潔水平作為通過傳送器出口58的期望的殘屑水平，例如，作為通過傳送器出口的全部作物的百分比或任何其它合適的測量。受控清潔系統(tǒng)90還可將輸入的期望的坯料水平轉(zhuǎn)換為期望的殘屑水平，反之亦然。
所實現(xiàn)的清潔水平取決于由風(fēng)扇40生成的抽吸壓力(與風(fēng)扇40的風(fēng)扇速度成比例)。風(fēng)扇速度越高，則更多的坯料b被抽吸穿過分離器55且更少的殘屑從排放開口58排放。由此，能控制風(fēng)扇速度以實現(xiàn)期望的清潔水平，如圖6所示。用戶可將期望的清潔水平(例如，作為上述坯料或殘屑量化之一，或者作為與上述量化之一對應(yīng)的符號或術(shù)語)輸入到操作者界面66中，操作者界面66將期望的清潔水平傳達到控制單元68(例如，受控清潔系統(tǒng))，以控制風(fēng)扇速度來實現(xiàn)期望的清潔水平。風(fēng)扇速度傳感器76將速度信號連續(xù)或周期性地發(fā)送到控制單元68。在反饋環(huán)中(圖6)，控制單元68連續(xù)或周期性地監(jiān)測來自坯料損失傳感器74的坯料損失信號和增量p，以確定測量的或?qū)嶋H的清潔水平并且基于來自風(fēng)扇傳感器76的信號來控制風(fēng)扇速度，以調(diào)節(jié)清潔水平從而實現(xiàn)由操作者輸入的期望清潔水平。實現(xiàn)期望清潔水平可尤其包括：測量的清潔水平至少落入期望清潔水平的預(yù)定可接受范圍內(nèi)?？刂茊卧?8可通過控制馬達50、泵64或其它動力裝置來控制風(fēng)扇速度。
例如，受控清潔系統(tǒng)90可例如通過計算由坯料損失傳感器74感測的能量/沖擊與對應(yīng)的殘渣數(shù)據(jù)的比例來連續(xù)或周期性地計算關(guān)于坯料b在總殘渣中的百分比的清潔水平。為了實現(xiàn)期望清潔水平，控制單元68可連續(xù)或周期性地調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度，直到坯料b的百分比實現(xiàn)(例如，近似等于，或者在接近的閾值內(nèi))期望清潔水平。受控清潔系統(tǒng)90可通過計算殘屑作為從排放開口58排放的作物的百分比來計算清潔水平。如上所述，坯料水平和殘屑水平相反地相關(guān)，由此控制單元68可用于測量清潔水平并且能在兩者之間轉(zhuǎn)換。如果使用殘屑水平，則受控清潔系統(tǒng)90可通過將來自殘屑傳感器82和產(chǎn)量監(jiān)測傳感器72的信號比較來計算殘屑在從排放開口58排放的作物中的百分比(而不是坯料b的百分比)。
受控清潔系統(tǒng)90還可基于來自濕度傳感器80的濕度信號來調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度。如上所述，濕度使作物更重且更難以清潔。受控清潔系統(tǒng)可在檢測到較大的濕度時增大風(fēng)扇速度，以提高清潔的有效性。
受控清潔系統(tǒng)90還可控制收獲機10的地面速度。例如，受控清潔系統(tǒng)可操作地聯(lián)接到節(jié)氣門11來控制原動機(未示出)，以實現(xiàn)收獲機10的地面速度的變化。地面速度的變化可影響作物的清潔水平。收獲機10穿過田地移動得越快，則作物的吸入率越高；相反，收獲機10穿過田地移動得越慢，則作物的吸入率越低。提高作物的吸入率(即，增大地面速度)而不改變作物清潔器的參數(shù)將造成作物清潔水平下降，即，從排放開口58排出的作物將不太清潔，具有更大百分比的殘屑。相反，降低作物的吸入率(即，降低地面速度)而不改變作物清潔器的參數(shù)將造成作物清潔水平上升，即，從排放開口58排出的作物將會更清潔，具有更小百分比的殘屑。這樣，可控制地面速度來調(diào)節(jié)實際清潔水平朝向期望清潔水平。可單獨或結(jié)合上述其它控制方法(諸如調(diào)節(jié)作物清潔器的參數(shù))來控制地面速度，以實現(xiàn)期望清潔水平。
在另一結(jié)構(gòu)中，受控清潔系統(tǒng)90可向操作者建議改變收獲機10的地面速度。例如，受控清潔系統(tǒng)可借助用戶界面66上的顯示器向操作者顯示消息或建議，建議操作者實現(xiàn)收獲機10的地面速度的變化以調(diào)節(jié)上述清潔水平。消息可采取建議的形式，即，操作者手動調(diào)節(jié)節(jié)氣門11以實現(xiàn)地面速度的變化；或者可采取請求允許自動調(diào)節(jié)地面速度(如上所述)的問題的形式。建議可以是具體的(例如，建議具體的新地面速度)，或概略的(例如，建議增加或降低地面速度)?？蓡为毣蚪Y(jié)合上述其它控制方法(諸如調(diào)節(jié)作物清潔器的參數(shù))來控制地面速度，以實現(xiàn)期望清潔水平。
在操作中，作物的莖從基部切割器26傳送到切砍器28。切砍器28切砍作物并且借助反向旋轉(zhuǎn)的鼓式切割器30將莖稈坯料b和外來植物物質(zhì)的流遞送到清潔腔室32。外來植物物質(zhì)和坯料b至少部分地由分離器55分離?？刂茊卧?8監(jiān)測分離器55上的負載(諸如液壓回路62中的壓力)，并且至少基于負載信號量化作物殘渣?？稍诹炕魑餁堅鼤r考慮濕度。受控清潔系統(tǒng)90監(jiān)測基線負載(諸如液壓回路62中的基線壓力)，并且在作物分離期間從當(dāng)前負載減去基線負載(諸如液壓回路62中的壓力)?？刂茊卧?8還使用來自坯料損失傳感器74的信號來量化通過殘渣開口54的坯料b，并且能基于有多少坯料隨殘渣從開口54(出口)排回到田地來表達作物清潔水平?？刂茊卧?8還使用殘屑傳感器82量化殘屑并使用產(chǎn)量監(jiān)測傳感器72量化作物產(chǎn)量，并且基于有多少殘屑隨坯料b從傳送器56的頂部處的排放開口58(出口)排出來表達作物清潔水平。由此，控制單元68監(jiān)測作物的實際清潔水平?；诓僮髡咻斎氲钠谕鍧嵥胶蛯嶋H清潔水平反饋，控制單元68控制風(fēng)扇40的速度以實現(xiàn)作物的期望清潔水平。由此，控制單元68至少部分地基于負載信號來控制風(fēng)扇40的速度。更具體地，控制單元68至少部分地基于基線負載與當(dāng)前負載之間的比較來控制風(fēng)扇40的速度?？刂茊卧?8可例如在作物濕度增加的情況下通過增加風(fēng)扇40的速度來考慮濕度，以當(dāng)作物較濕時提高作物清潔。
由此，本公開尤其提供了一種具有受控清潔系統(tǒng)的收獲機，所述受控清潔系統(tǒng)用于量化作物殘渣并且自動控制分離器55來實現(xiàn)由操作者輸入的期望的作物清潔水平。本公開的各種特征和優(yōu)點闡述在所附權(quán)利要求中。
相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求2016年3月1日提交的美國臨時專利申請no.62/302,100的優(yōu)先權(quán)，該美國臨時專利申請的內(nèi)容通過引用并入本文中。
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