thosmon智能電動推桿助力新一代聯合收割機

作者:湯姆森Thomaon 日期:20/12/21 22:56 瀏覽:76

雖然聯合收割機越來越有能力收獲更多的小麥、玉米和其他農作物,但它們對農業產品的由收割環節到進入市場的盈利貢獻受到了限制。


堪薩斯州的Tribine Harvester公司希望克服這一挑戰,這是一家最近進入農業收割機市場的公司,它已經開始設計并生產一種創新的機器,而幫助Tribine公司有別于傳統的收割機是其獨特的智能直線執行機構。


傳統收割機的技術局限性

在田間,傳統的聯合收割機將糧食從其存儲箱中轉移到運輸車輛上,比如拖拉機。當拖拉機裝滿糧食時,在從田地里運輸到大卡車上,然后糧食進入到市場。


然而,因為聯合收割機的存儲箱較小,通常小于拖拉機的運輸量,所以要想裝滿拖拉機,就需要拖拉機在聯合收割機旁邊跟蹤很長一段距離。


反過來,這就要求拖拉機在卸貨后迅速返回聯合收割機,或者使用多輛拖拉機配合聯合收割機。這將會在田地上進行持續不斷的交通,會增加燃料和勞動力成本,也增加了土壤的壓實度。最終會使得成本增加,以及莊稼減產10%



Tribine收割機的創始人認識到,提高生產力需要更精確地控制脫粒和大容量的存儲糧倉。


優化脫粒運動

Tribine收割機將作物切碎到一個直徑38英寸且旋轉的圓筒上,這個圓筒比大多數傳統的聯合收割機都要大。

將糧食顆粒分離出來的大部分工作是由三個彎曲的“凹”段完成的。

圓筒的凹面由Thomson電動推桿調整

根據不同的作物,以及作物在收割時的狀態,收割機需要調整圓筒的運轉速度和凹槽的間隙。

Tribine收割機的控制系統工程師Russell Secrest說:“我們需要從接近零間隙開始進行調整,也就是農作物被強制夾在圓筒上的研磨棒之間,直到兩英寸間隙,即農作物被脫粒?!睘榱送瓿蛇@項任務,Tribine收割機團隊決定需要一個具有先進的位置控制和和具有自鎖定功能的直線執行器總成。

“我們必須能夠精確地測量凹面和圓筒之間的距離。我們還需要一種方法來確保凹點鎖定在適當的位置,這樣在收割期間他們的位置不會改變,除非是有操作命令將其改變。由于我們的圓筒的大尺寸,我們需要執行器有足夠的力量來微調位置,以最大限度地發揮脫粒性能,”Secrest繼續說。


選擇合適的電動推桿

在選擇執行機構時,Tribine收割機團隊迅速排除了傳統的液壓執行機構的方案。


他們需要實現準確和可靠的位置反饋。這些液壓組件不僅復雜而且通常不可靠,它們還會占用太多空間。

由于液壓油泄漏造成的壓力損失,液壓缸也很難鎖住。


Tribine收割機的設計者也排除了傳統的電動推桿,如果用傳統的電動推桿,就得需要它們的模擬信號,這就需要額外的外部設備布線以及控制模塊,會增加了生產成本。


湊巧的是,在2015年的Tribine設計周期中,THOMSON推出了一款重型智能直線電動推桿,帶有板載系統,可以直接與can總線通訊。

可以提供團隊所需的速度和負載性能以及可靠性的控制功能。


正確的解決方案

Tribine收割機設計者使用了三個THOMSON HD電動推桿,用這些執行器打開和關閉圓筒周圍的凹口,實現對整個行程長度的最大控制。

HD電動推桿允許擴展,使得使用者能夠知道當前位置,而且具備很好的靜態保持功能,這些執行器可以輕松地調整凹面大小并能很好的自鎖,” Secrest說。這主要歸功于執行器的板載系統,使他能夠使用一個控制器來編程多種運行方式。


THOMSON電動推桿僅使用四根導線:兩根用于連接通信總線,另兩根用于連接電源。

這種簡單的結構使Tribine收割機設計團隊能夠通過J1939 CAN總線通信網絡進行通信,這種控制是傳統執行器或液壓系統無法實現的。

Secrest說:“CAN通訊使得操作變得快速和容易?!薄癏D驅動器的一個優點是,一旦你給它們供電,它們就存在于通信端。

HD電動推桿只需要四根線:兩條連接電源,兩條連接控制網絡。

這種簡單的架構使得Tribine收割機設計團隊能夠編寫程序來同步多個執行器。


實現挑戰

每個執行器與CAN總線的實時通訊以及它內置的位置反饋,幫助Secrest克服了在構建執行機構總成時遇到的一些特殊的問題。


為了縮小圓筒和凹面之間的間隙,當第三個執行機構縮回時,另外兩個執行機構必須伸長。但當間隙需要增大時,兩個執行器會縮回,而另一個則會伸長。


如果沒有連續的反饋指令,同時進行這個操作幾乎是不可能的,但這很容易通過CAN總線完成。


“我們不希望任何執行器之間的同步超過10-12毫米,”編寫這種精確同步代碼的Secrest說?!懊總€執行器提供其位置或故障反饋給通信總線,允許控制器跟蹤位置和狀態,因此,同步位置在5-10毫米,我們從來沒有遇到過它們不同步的情況?!?/p>

優化糧倉操作

一旦谷物被分離出來,通過螺旋裝置將清洗干凈的谷物輸送到巨大的存儲箱中。


大容量的存儲箱是通過頂部的加長門實現的,它比傳統的存儲箱容量大得多。在不存儲糧食時,加長門折疊收回,這就要求必須同步,以避免對折疊門的損壞。


為了同步存儲倉門操作,Tribine收割機在倉的兩側安裝了四個HD電動推桿,每個電動推桿都是與總線通訊,HD接收系統的報文指令并實時反饋自己的位置和狀態。這種反饋為操作人員提供了他們需要的信息,以避免折疊門損壞。

四個HD電動推桿驅動器在折疊門的側面,每一個都是

通過J1939 CAN總線通訊的。

領域的成功

Tribine 收割機已經證明了這一先進的收割設備選擇THOMSON的 HD執行器是正確的,明智的。


兩個電動推桿在一個方向上移動而另一個電動推桿在相反方向運行的獨特方案已經被證明是成功的,并且不可能在沒有CAN總線通信網絡的情況下輕易實現。


ThomsonHD電動推桿也提供了足夠推力,并在適當的位置保持自鎖,并將所有信息實時反饋給操作員,包括每個執行機構的位置,速度,故障代碼等等。


同樣地,存儲箱上的折疊門執行機構也證明了Tribine的能力。


而且,由于所有的通信、反饋和可編程功能都包含在執行器內部,Tribine收割機的設計者和他們的客戶都受益于比任何其他驅動技術帶來的更緊湊的安裝空間。

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