thosmon智能电动推杆助力新一代联合收割机

作者:汤姆森Thomaon 日期:20/12/21 22:56 浏览:10

虽然联合收割机越来越有能力收获更多的小麦、玉米和其他农作物,但它们对农业产品的由收割环节到进入市场的盈利贡献受到了限制。


堪萨斯州的Tribine Harvester公司希望克服这一挑战,这是一家最近进入农业收割机市场的公司,它已经开始设计并生产一种创新的机器,而帮助Tribine公司有别于传统的收割机是其独特的智能直线执行机构。


传统收割机的技术局限性

在田间,传统的联合收割机将粮食从其存储箱中转移到运输车辆上,比如拖拉机。当拖拉机装满粮食时,在从田地里运输到大卡车上,然后粮食进入到市场。


然而,因为联合收割机的存储箱较小,通常小于拖拉机的运输量,所以要想装满拖拉机,就需要拖拉机在联合收割机旁边跟踪很长一段距离。


反过来,这就要求拖拉机在卸货后迅速返回联合收割机,或者使用多辆拖拉机配合联合收割机。这将会在田地上进行持续不断的交通,会增加燃料和劳动力成本,也增加了土壤的压实度。最终会使得成本增加,以及庄稼减产10%



Tribine收割机的创始人认识到,提高生产力需要更精确地控制脱粒和大容量的存储粮仓。


优化脱粒运动

Tribine收割机将作物切碎到一个直径38英寸且旋转的圆筒上,这个圆筒比大多数传统的联合收割机都要大。

将粮食颗粒分离出来的大部分工作是由三个弯曲的“凹”段完成的。

圆筒的凹面由Thomson电动推杆调整

根据不同的作物,以及作物在收割时的状态,收割机需要调整圆筒的运转速度和凹槽的间隙。

Tribine收割机的控制系统工程师Russell Secrest说:“我们需要从接近零间隙开始进行调整,也就是农作物被强制夹在圆筒上的研磨棒之间,直到两英寸间隙,即农作物被脱粒。”为了完成这项任务,Tribine收割机团队决定需要一个具有先进的位置控制和和具有自锁定功能的直线执行器总成。

“我们必须能够精确地测量凹面和圆筒之间的距离。我们还需要一种方法来确保凹点锁定在适当的位置,这样在收割期间他们的位置不会改变,除非是有操作命令将其改变。由于我们的圆筒的大尺寸,我们需要执行器有足够的力量来微调位置,以最大限度地发挥脱粒性能,”Secrest继续说。


选择合适的电动推杆

在选择执行机构时,Tribine收割机团队迅速排除了传统的液压执行机构的方案。


他们需要实现准确和可靠的位置反馈。这些液压组件不仅复杂而且通常不可靠,它们还会占用太多空间。

由于液压油泄漏造成的压力损失,液压缸也很难锁住。


Tribine收割机的设计者也排除了传统的电动推杆,如果用传统的电动推杆,就得需要它们的模拟信号,这就需要额外的外部设备布线以及控制模块,会增加了生产成本。


凑巧的是,在2015年的Tribine设计周期中,THOMSON推出了一款重型智能直线电动推杆,带有板载系统,可以直接与can总线通讯。

可以提供团队所需的速度和负载性能以及可靠性的控制功能。


正确的解决方案

Tribine收割机设计者使用了三个THOMSON HD电动推杆,用这些执行器打开和关闭圆筒周围的凹口,实现对整个行程长度的最大控制。

HD电动推杆允许扩展,使得使用者能够知道当前位置,而且具备很好的静态保持功能,这些执行器可以轻松地调整凹面大小并能很好的自锁,” Secrest说。这主要归功于执行器的板载系统,使他能够使用一个控制器来编程多种运行方式。


THOMSON电动推杆仅使用四根导线:两根用于连接通信总线,另两根用于连接电源。

这种简单的结构使Tribine收割机设计团队能够通过J1939 CAN总线通信网络进行通信,这种控制是传统执行器或液压系统无法实现的。

Secrest说:“CAN通讯使得操作变得快速和容易。”“HD驱动器的一个优点是,一旦你给它们供电,它们就存在于通信端。

HD电动推杆只需要四根线:两条连接电源,两条连接控制网络。

这种简单的架构使得Tribine收割机设计团队能够编写程序来同步多个执行器。


实现挑战

每个执行器与CAN总线的实时通讯以及它内置的位置反馈,帮助Secrest克服了在构建执行机构总成时遇到的一些特殊的问题。


为了缩小圆筒和凹面之间的间隙,当第三个执行机构缩回时,另外两个执行机构必须伸长。但当间隙需要增大时,两个执行器会缩回,而另一个则会伸长。


如果没有连续的反馈指令,同时进行这个操作几乎是不可能的,但这很容易通过CAN总线完成。


“我们不希望任何执行器之间的同步超过10-12毫米,”编写这种精确同步代码的Secrest说。“每个执行器提供其位置或故障反馈给通信总线,允许控制器跟踪位置和状态,因此,同步位置在5-10毫米,我们从来没有遇到过它们不同步的情况。”

优化粮仓操作

一旦谷物被分离出来,通过螺旋装置将清洗干净的谷物输送到巨大的存储箱中。


大容量的存储箱是通过顶部的加长门实现的,它比传统的存储箱容量大得多。在不存储粮食时,加长门折叠收回,这就要求必须同步,以避免对折叠门的损坏。


为了同步存储仓门操作,Tribine收割机在仓的两侧安装了四个HD电动推杆,每个电动推杆都是与总线通讯,HD接收系统的报文指令并实时反馈自己的位置和状态。这种反馈为操作人员提供了他们需要的信息,以避免折叠门损坏。

四个HD电动推杆驱动器在折叠门的侧面,每一个都是

通过J1939 CAN总线通讯的。

领域的成功

Tribine 收割机已经证明了这一先进的收割设备选择THOMSON的 HD执行器是正确的,明智的。


两个电动推杆在一个方向上移动而另一个电动推杆在相反方向运行的独特方案已经被证明是成功的,并且不可能在没有CAN总线通信网络的情况下轻易实现。


ThomsonHD电动推杆也提供了足够推力,并在适当的位置保持自锁,并将所有信息实时反馈给操作员,包括每个执行机构的位置,速度,故障代码等等。


同样地,存储箱上的折叠门执行机构也证明了Tribine的能力。


而且,由于所有的通信、反馈和可编程功能都包含在执行器内部,Tribine收割机的设计者和他们的客户都受益于比任何其他驱动技术带来的更紧凑的安装空间。

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