專利名稱：用于長距離中心樞轉(zhuǎn)灌溉系統(tǒng)的校直控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中心樞轉(zhuǎn)灌溉系統(tǒng)，尤其涉及一種用于長距離中心樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)的校直控制器。
傳統(tǒng)的中心樞轉(zhuǎn)灌溉系統(tǒng)包括在其內(nèi)側(cè)端與中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)樞軸連接、并自那兒向外延伸的細(xì)長水管。傳統(tǒng)的中心樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)的水管是由多個(gè)以端對端的方式連接在一起的管段所組成的，這些管段支撐在多個(gè)驅(qū)動(dòng)單元上。每一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元可由一電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)或空氣馬達(dá)來推進(jìn)，其中電動(dòng)機(jī)為最廣泛普遍使用的推進(jìn)動(dòng)力源。通常，最遠(yuǎn)端的驅(qū)動(dòng)單元或者尾端驅(qū)動(dòng)單元是主驅(qū)動(dòng)單元，其它的驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)相鄰管段的角度位移來有選擇地被驅(qū)動(dòng)。
中心樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)上的機(jī)器校直是由位于各驅(qū)動(dòng)單元的橫越接頭處的機(jī)械聯(lián)接件所保持的，該機(jī)械聯(lián)接件起到小型開關(guān)的作用，它依次起動(dòng)和停轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元上的電動(dòng)機(jī)，以使其與下一跨段保持成一直線。此類校直控制器在長達(dá)約1,500英尺的多數(shù)機(jī)器上很好地工作，但卻無法在更長距離的系統(tǒng)中保持良好的校直。長距離系統(tǒng)中的問題源于在系統(tǒng)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)單元上所發(fā)生的校直中的細(xì)小變化會(huì)在總的系統(tǒng)校直中引起較大的變化。倘若校直變得相當(dāng)?shù)迷愀?，則會(huì)給系統(tǒng)造成結(jié)構(gòu)上的損害。這些校直中的細(xì)小變化是由于諸如驅(qū)動(dòng)單元斜向穿過農(nóng)作物犁溝時(shí)所受到的外力、吹在跨段上的強(qiáng)風(fēng)、或者小型開關(guān)和聯(lián)接件中的溫度變化所引起的。
本發(fā)明提供了一種用于長距離中心樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)的校直控制器，該中心樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)具有自中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)向外延伸的細(xì)長水管，其中該水管支撐在使水管繞中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)推進(jìn)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)單元上。每一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元包含有諸如電動(dòng)機(jī)之類的驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置由位于各驅(qū)動(dòng)單元橫越接頭處的機(jī)械聯(lián)接件來致動(dòng)，該機(jī)械聯(lián)接件起到小型開關(guān)的作用，它依次起動(dòng)和停轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元上的電動(dòng)機(jī)，以使其與下一跨段保持成一直線。在中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)處設(shè)有用作為固定基準(zhǔn)的第一GPS控制器。在接近水管的中心長度處的中心驅(qū)動(dòng)單元上設(shè)有第二GPS控制器。在最遠(yuǎn)端或尾端驅(qū)動(dòng)單元上安裝有第三GPS控制器。計(jì)算機(jī)操縱的控制系統(tǒng)可操作地與其中設(shè)有第二GPS控制器的中心驅(qū)動(dòng)單元相連接。第一、第二和第三GPS控制器可操作地與計(jì)算機(jī)操縱的控制系統(tǒng)相連接。該計(jì)算機(jī)操縱的控制系統(tǒng)計(jì)算介于中心樞轉(zhuǎn)節(jié)與尾端驅(qū)動(dòng)單元之間的近似直線，并有選擇地操縱中心驅(qū)動(dòng)單元上驅(qū)動(dòng)裝置，以使該中心驅(qū)動(dòng)裝置處于或者保持在中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與尾端驅(qū)動(dòng)單元之間的該近似直線的一定容差之中。計(jì)算機(jī)操縱的控制系統(tǒng)可連續(xù)不斷地計(jì)算近似直線，或者周期性地計(jì)算該近似直線。如所述的，中心驅(qū)動(dòng)單元包含有通?？刂圃撝行尿?qū)動(dòng)單元的移動(dòng)的校直控制器。當(dāng)中心驅(qū)動(dòng)單元的位置超出近似直線的一定容差時(shí)，計(jì)算機(jī)操縱的控制系統(tǒng)可取代中心驅(qū)動(dòng)單元上的校直控制器。灌溉系統(tǒng)還可包含有當(dāng)尾端驅(qū)動(dòng)單元已到達(dá)預(yù)定位置時(shí)、用于使所有的驅(qū)動(dòng)單元停止的系統(tǒng)控制器。該灌溉系統(tǒng)還可包含有當(dāng)尾端驅(qū)動(dòng)單元已到達(dá)場地中的預(yù)定位置時(shí)、用于使該灌溉系統(tǒng)反向的系統(tǒng)控制器。另外，灌溉系統(tǒng)可包含有位于水管的外側(cè)端上的、可被有選擇地操縱的末端噴槍灑水裝置，它用于當(dāng)尾端驅(qū)動(dòng)單元到達(dá)場地中的預(yù)定位置時(shí)開始工作，而當(dāng)尾端驅(qū)動(dòng)裝置到達(dá)場地中的一特殊位置時(shí)停止工作。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于長距離中心樞轉(zhuǎn)灌溉系統(tǒng)的改進(jìn)型校直控制器。
本發(fā)明另一個(gè)目的在于提供一種用于長距離中心樞轉(zhuǎn)灌溉系統(tǒng)的校直控制器，其中，第一GPS控制器安裝在作為固定基準(zhǔn)的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)上，第二GPS控制器安裝在尾端驅(qū)動(dòng)裝置上，第三GPS控制器安裝在接近系統(tǒng)中心的驅(qū)動(dòng)單元上，這些GPS控制器及相關(guān)的計(jì)算機(jī)控制器連續(xù)不斷地、或者周期性地計(jì)算介于樞軸點(diǎn)與尾端驅(qū)動(dòng)單元之間的直線，其中控制系統(tǒng)操縱接近系統(tǒng)中心的驅(qū)動(dòng)單元，以使它能停留在樞轉(zhuǎn)點(diǎn)與尾端驅(qū)動(dòng)單元之間的直線的一定容差之中。
本發(fā)明再一個(gè)目的在于提供一種用于長距離中心樞轉(zhuǎn)灌溉系統(tǒng)的校直控制器，它可始終控制接近系統(tǒng)中心的驅(qū)動(dòng)單元，或者當(dāng)中心驅(qū)動(dòng)單元的位置超出直線的一定容差時(shí)、可用于取代標(biāo)準(zhǔn)校直。
本發(fā)明又一個(gè)目的在于提供一種用于長距離中心樞轉(zhuǎn)灌溉系統(tǒng)的校直控制器，它具有能始終知道尾端驅(qū)動(dòng)單元的精確位置的附加優(yōu)點(diǎn)，該尾端驅(qū)動(dòng)單元用來控制諸如末端噴槍之類的事物、改變機(jī)器的方向或者使該機(jī)器停止工作。
本技術(shù)領(lǐng)域中的那些熟練技術(shù)人員將對這些和其它目的一目了然。


圖1是一種中心樞轉(zhuǎn)灌溉系統(tǒng)的立體圖；以及圖2是示出了該校直控制器的方框圖。
標(biāo)號(hào)10總的表示一種自推進(jìn)式中心樞轉(zhuǎn)灌溉系統(tǒng)，它包含有自傳統(tǒng)的中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)14向外延伸的水渠、管或梁12。該水管12是由多個(gè)以端對端的方式連接在一起的管段所組成的，這些管段支撐在多個(gè)驅(qū)動(dòng)單元16上，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元具有用于推進(jìn)其輪子20的驅(qū)動(dòng)裝置18。在多數(shù)情況中，驅(qū)動(dòng)裝置18將包括一電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)可為可逆電動(dòng)機(jī)，以便可向前或向后來驅(qū)動(dòng)該系統(tǒng)。通常，中心樞轉(zhuǎn)系統(tǒng)上的機(jī)器校直是由位于各驅(qū)動(dòng)單元橫越接頭處的機(jī)械聯(lián)接件來保持的，該機(jī)械聯(lián)接件起到小型開關(guān)的作用，它依次起動(dòng)和停轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元上的電動(dòng)機(jī)，以使其與下一跨段保持成一直線。出于描述的目的，接近系統(tǒng)中心的驅(qū)動(dòng)單元16將由標(biāo)號(hào)16A來表示。系統(tǒng)上的尾端驅(qū)動(dòng)單元將由標(biāo)號(hào)16B來表示。通常，懸臂梁22自尾端驅(qū)動(dòng)單元向外延伸，且其上安裝有一末端噴槍24，該末端噴槍用于灌溉由介于中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與尾端驅(qū)動(dòng)單元之間的水管所覆蓋的區(qū)域之外的區(qū)域。
在中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)14上設(shè)有一GPS(全球定位系統(tǒng))控制器26，它通常包含一天線28。GPS控制器26用作為該系統(tǒng)的固定基準(zhǔn)物。一種可令人滿意地執(zhí)行所需功能的GPS控制器是Oncore VP基準(zhǔn)接收器，當(dāng)然其它類型的GPS控制器也能令人滿意地執(zhí)行功能。在多數(shù)情況中，GPS控制器26將包含一嵌設(shè)的計(jì)算機(jī)。
在中心驅(qū)動(dòng)單元16A上設(shè)有一GPS控制器30，它可由一傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的Oncore VP移動(dòng)接收器所組成。在尾端驅(qū)動(dòng)單元16B上安裝有一GPS控制器32，它也可未傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的Oncore VP移動(dòng)接收器。GPS控制器26、30和32以傳統(tǒng)方式與人造衛(wèi)星33通信。
標(biāo)號(hào)34是指與GPS控制器26、GPS控制器30、GPS控制器32和通常籍由傳統(tǒng)的校直控制器來控制的中心驅(qū)動(dòng)單元16A上的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)18A相連接的一種傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制器。該計(jì)算機(jī)控制器34較佳地與總的由標(biāo)號(hào)38所表示的、用于使系統(tǒng)停止或反向的傳統(tǒng)的系統(tǒng)控制器相連接。當(dāng)尾端驅(qū)動(dòng)單元16B已到達(dá)被灌溉的場地中的預(yù)定位置時(shí)，計(jì)算機(jī)控制器34將使系統(tǒng)停止或反向。較佳地，計(jì)算機(jī)控制器34還與末端噴槍24相連接，以便當(dāng)尾端驅(qū)動(dòng)單元16B已到達(dá)被灌溉的場地中的預(yù)定位置時(shí)使該末端噴槍24開始工作，并且當(dāng)尾端驅(qū)動(dòng)單元16B已到達(dá)場地中的預(yù)定位置時(shí)使末端噴槍24停止工作。安裝在尾端驅(qū)動(dòng)單元16B上的GPS控制器32能精確地確定尾端驅(qū)動(dòng)單元16B的位置，以便可使系統(tǒng)停止或反向、或者使末端噴槍24開始或停止工作。
計(jì)算機(jī)操縱的控制系統(tǒng)34計(jì)算在中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)14與尾端驅(qū)動(dòng)單元16B之間的近似直線，然后將操縱中心驅(qū)動(dòng)單元16A上的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)18A，以使該中心驅(qū)動(dòng)單元16A將處在中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)14與最遠(yuǎn)端的驅(qū)動(dòng)單元16B之間的近似直線的一定容差(tolerance)之中。計(jì)算機(jī)控制器可連續(xù)不斷地計(jì)算近似直線，或者可周期性地計(jì)算該近似直線。該計(jì)算機(jī)控制器34可連續(xù)不斷地控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)18A的運(yùn)行，或者可用于簡單地取代傳統(tǒng)的校直控制器。
因此，可以看到，本發(fā)明已向長距離中心樞轉(zhuǎn)灌溉系統(tǒng)提供了一種不管場地條件、風(fēng)力條件、溫度條件等如何、均能使該長距離系統(tǒng)保持基本直線的校直控制器。
因此，可以看到，本發(fā)明至少實(shí)現(xiàn)了其所有的既定目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種灌溉系統(tǒng)，包括中心樞轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)；具有內(nèi)側(cè)和外側(cè)端的細(xì)長水管，所述水管在其內(nèi)側(cè)端上樞轉(zhuǎn)連接至所述中心樞轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)，并從那兒向外延伸；所述水管支撐在多個(gè)驅(qū)動(dòng)單元上，這些驅(qū)動(dòng)單元將所述水管繞所述中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)推進(jìn)；所述各驅(qū)動(dòng)單元包含有驅(qū)動(dòng)裝置；位于所述中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)處、用作為固定基準(zhǔn)的第一GPS控制器；位于其中一個(gè)接近所述水管的中心長度處的所述驅(qū)動(dòng)單元上的第二GPS控制器；位于最遠(yuǎn)端的驅(qū)動(dòng)單元上的第三GPS控制器；可操作地與位于其中設(shè)有所述第二GPS控制器的所述驅(qū)動(dòng)單元上的所述驅(qū)動(dòng)裝置相連接的計(jì)算機(jī)操縱的控制系統(tǒng)；所述第一、第二和第三GPS控制器可操作地與所述計(jì)算機(jī)操縱的控制系統(tǒng)相連接；所述計(jì)算機(jī)操縱的控制系統(tǒng)計(jì)算介于所述中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與所述最遠(yuǎn)端的驅(qū)動(dòng)單元之間的近似直線，并有選擇地操縱位于其中設(shè)有所述第二GPS控制器的所述驅(qū)動(dòng)單元上的所述驅(qū)動(dòng)裝置，以使其中設(shè)有所述第二GPS控制器的所述驅(qū)動(dòng)單元處于所述中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與所述最遠(yuǎn)端的驅(qū)動(dòng)單元之間的所述近似直線的一定容差之中。
2.如權(quán)利要求1所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)操縱的控制系統(tǒng)連續(xù)不斷地計(jì)算所述近似直線。
3.如權(quán)利要求1所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)操縱的控制系統(tǒng)周期性地計(jì)算所述近似直線。
4.如權(quán)利要求1所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于，其中設(shè)有所述第二GPS控制器的所述驅(qū)動(dòng)單元包含有通?？刂破渲性O(shè)有所述第二GPS控制器的所述驅(qū)動(dòng)單元的移動(dòng)的校直控制器，當(dāng)其中設(shè)有所述第二GPS控制器的所述驅(qū)動(dòng)單元的位置超出所述近似直線的一定容差時(shí)，所述計(jì)算機(jī)操縱的控制系統(tǒng)取代所述校直控制器。
5.如權(quán)利要求1所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于，還包含有用于使所有的驅(qū)動(dòng)單元停止的系統(tǒng)控制器，所述第三GPS控制器可操作地與所述系統(tǒng)控制器相連接，以便確定所述最遠(yuǎn)端的驅(qū)動(dòng)單元的位置，這樣當(dāng)所述最遠(yuǎn)端的驅(qū)動(dòng)單元已到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，所述系統(tǒng)控制器可使所有的驅(qū)動(dòng)單元停止。
6.如權(quán)利要求1所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于，還包含有用于使所述灌溉系統(tǒng)反向的系統(tǒng)控制器，所述第三GPS控制器可操作地與所述系統(tǒng)控制器相連接，以便確定所述最遠(yuǎn)端的驅(qū)動(dòng)單元的位置，這樣當(dāng)所述最遠(yuǎn)端的驅(qū)動(dòng)單元已到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，所述系統(tǒng)控制器可使所有的驅(qū)動(dòng)單元反向。
7.如權(quán)利要求1所述的灌溉系統(tǒng)，其特征在于，還包含有位于所述水管的外側(cè)端的、可選擇地操縱的末端噴槍灑水裝置，所述計(jì)算機(jī)操縱的控制系統(tǒng)可操縱地與所述末端噴槍灑水裝置相連接，以便當(dāng)所述最遠(yuǎn)端的驅(qū)動(dòng)單元到達(dá)預(yù)定位置時(shí)使所述末端噴槍灑水裝置開始工作，并且所述最遠(yuǎn)端的驅(qū)動(dòng)單元到達(dá)預(yù)定位置時(shí)使所述末端噴槍灑水裝置停止工作。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于長距離中心樞轉(zhuǎn)灌溉系統(tǒng)的校直控制器。在中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)上設(shè)有第一GPS控制器,在中心驅(qū)動(dòng)單元上設(shè)有第二GPS控制器,在尾端驅(qū)動(dòng)單元上設(shè)有第三GPS控制器。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與中心驅(qū)動(dòng)單元上的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、以及第一、第二和第三GPS控制器相連接,用于計(jì)算中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與尾端驅(qū)動(dòng)單元之間的近似直線,并操縱中心驅(qū)動(dòng)單元上的驅(qū)動(dòng)裝置,以使該中心驅(qū)動(dòng)單元處于中心樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與尾端驅(qū)動(dòng)單元之間的近似直線的一定容差之中。
文檔編號(hào)A01G25/02GK1387754SQ01119750
公開日2003年1月1日 申請日期2001年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月25日
發(fā)明者卡爾·R·奧斯特羅姆 申請人:瓦爾蒙特工業(yè)股份有限公司