close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6014

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6014
(13) C1
(19)
7
(51) A 01C 7/00, 9/04
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ КОНТРОЛЯ НОРМЫ ПОСАДКИ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ
И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 20000520
(22) 2000.06.05
(46) 2004.03.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Гродненский государственный аграрный университет" (BY)
(72) Авторы: Ладутько Сергей Николаевич;
Заяц Эдуард Владимирович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Гродненский государственный аграрный университет" (BY)
BY 6014 C1
(57)
1. Способ контроля нормы посадки клубней картофеля путем подсчета фактического
количества высаженных клубней на предварительно определенную в зависимости от ширины междурядий контрольную длину рядка, необходимую для посадки одной тысячной
от заданной гектарной нормы посадки клубней, отличающийся тем, что подсчет фактического количества высаженных клубней осуществляют одновременно с их посадкой с
отображением результата подсчета на индикаторе в тысячах штук на один гектар.
Фиг. 1
BY 6014 C1
2. Устройство для контроля нормы посадки клубней картофеля, содержащее вычерпывающий аппарат, сошник, опорно-приводное или опорное колесо, датчик клубней, закрепленный перед входом клубней в сошник, датчик пути, вычислительный блок с блоком
сигнализации, подключенные к датчику клубней и датчику пути, отличающееся тем, что
вычислительный блок с блоком сигнализации содержат первый усилитель и первый триггер Шмитта, первый десятичный счетчик, информационные выходы которого соединены с
первым регистром, выходы которого соединены через первый дешифратор с первым семисегментным индикатором, а выход переноса первого десятичного счетчика соединен со
счетным входом второго десятичного счетчика, информационные выходы которого соединены через второй регистр и второй дешифратор со вторым семисегментным индикатором, второй усилитель и второй триггер Шмитта, двоичный счетчик, выходы которого
через третий дешифратор, переключатель контрольной длины рядка и третий усилитель
соединены со входами сброса информации двух десятичных и двоичного счетчиков, а
также со входами сдвига информации в параллельном режиме с входов каждого из двух
регистров на их выходы, датчик клубней выполнен в виде пьезоэлектрического датчика и
электрически соединен через первый усилитель и первый триггер Шмитта со счетным
входом первого десятичного счетчика, на оси опорно-приводного или опорного колеса
неподвижно относительно колеса закреплена многолучевая звездочка, выполненная с
возможностью взаимодействия лучей с датчиком пути, выполненным в виде индукционного датчика, закрепленного на раме устройства и соединенного через второй усилитель и
второй триггер Шмитта со счетным входом двоичного счетчика.
(56)
SU 1274638 A1, 1986.
RU 2034430 C1, 1995.
SU 1020035 A, 1983.
GB 2243066 A, 1991.
JP 03191704 A, 1991.
EP 0380186 A2, 1990.
EP 0191287 A1, 1986.
JP 10080207 A, 1996.
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для посадки клубней картофеля.
В качестве прототипа примем способ проверки нормы посадки клубней картофелесажалками [1, с. 102], который заключается в том, что агрегат останавливают, отсоединяют
нажимную штангу одной секции бороздозакрывающих дисков, подвязывают рамку с дисками и штангу к раме сажалки, затем проезжают на установленной рабочей скорости
15...18 м, останавливают агрегат и подсчитывают количество клубней в незакрытой борозде на длине 14,3 м (при ширине междурядий 0,7 м). Полученная величина должна соответствовать заданной норме посадки клубней в тысячах штук на один гектар.
Недостатком указанного способа является то, что здесь требуется время на остановку
агрегата для подъема бороздозакрывающих дисков, время на измерение требуемого контрольного расстояния, нужно время на подсчет клубней, а затем требуется время и затраты ручного труда на закрытие клубней почвой в борозде на расстоянии 15...18 м.
Кроме того, данный способ не позволяет оперативно контролировать режим работы
картофелесажалки при нарушении ее регулировок, а также при изменении тягово-сцепных
свойств движителей энергетического средства, с которым работает картофелесажалка.
Известна картофелесажалка [2] с электромагнитной муфтой, встроенной в привод
диска высаживающего аппарата, а также содержащая датчик наличия ложечек, датчик по2
BY 6014 C1
тока клубней, датчик пути, установленный на измерительном колесе, вычислительный
блок, блок сравнения и блок аварийной сигнализации. При буксовании ведущих колес
трактора скорость движения сажалки уменьшается, крутящий момент электромагнитной
муфты падает, возникает проскальзывание и скорость высаживающего диска снижается.
Поток клубней соответствует агротехническим требованиям, когда датчик наличия ложечек и датчик потока клубней дают сигналы в пределах допуска.
Недостатком указанного устройства является отсутствие индикатора количества высаживаемых клубней в данный момент времени, а также наличие электромагнитной муфты.
В качестве прототипа устройства принята картофелесажалка [3], которая содержит
вычерпывающий аппарат, электромагнитную муфту, вычислительные блоки, задатчик периода опроса, датчик пути, датчик клубней, датчик наличия ложечек, блок сравнения и
блок сигнализации. Работа ее подобна работе картофелесажалки [2].
Недостатком указанной машины является также наличие электромагнитной муфты,
которая не внедрена в конструкции сельхозмашин из-за сложности ее устройства и потребности мощного источника электроэнергии для постоянной ее работы. А это противоречит принципам энергосбережения.
Кроме того, новейшие картофелесажалки с высаживающими аппаратами ложечноэлеваторного типа [4, с. 203] имеют привод от опорных колес сажалок, что не влияет на
норму посадки клубней при пробуксовывании колес энергетического средства, к которому
присоединена картофелесажалка.
Заявленное изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в автоматизации процесса контроля нормы посадки клубней картофеля и проведения его без остановки агрегата.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Способ контроля нормы посадки клубней картофеля путем подсчета фактического количества высаженных клубней на предварительно определенную в зависимости от ширины междурядий контрольную длину рядка, необходимую для посадки одной тысячной от
заданной гектарной нормы посадки клубней, включает подсчет фактического количества
высаженных клубней, которое осуществляют одновременно с их посадкой с отображением результата подсчета на индикаторе в тысячах штук на один гектар.
Устройство для контроля нормы посадки клубней картофеля, содержащее вычерпывающий аппарат, сошник, опорно-приводное или опорное колесо, датчик клубней, закрепленный перед входом клубней в сошник, датчик пути, вычислительный блок с блоком
сигнализации, подключенные к датчику клубней и датчику пути, имеет вычислительный
блок с блоком сигнализации, которые содержат первый усилитель и первый триггер
Шмитта, первый десятичный счетчик, информационные выходы которого соединены с
первым регистром, выходы которого соединены через первый дешифратор с первым семисегментным индикатором, а выход переноса первого десятичного счетчика соединен со
счетным входом второго десятичного счетчика, информационные выходы которого соединены через второй регистр и второй дешифратор со вторым семисегментным индикатором. Имеется второй усилитель и второй триггер Шмитта, а также двоичный счетчик,
выходы которого через третий дешифратор, переключатель контрольной длины рядка и
третий усилитель соединены со входами сброса информации двух десятичных и двоичного счетчиков, а также со входами сдвига информации в параллельном режиме с входов
каждого из двух регистров на их выходы. Датчик клубней выполнен в виде пьезоэлектрического датчика и электрически соединен через первый усилитель и первый триггер
Шмитта со счетным входом первого десятичного счетчика. На оси опорно-приводного
или опорного колеса неподвижно относительно колеса закреплена многолучевая звездочка, выполненная с возможностью взаимодействия лучей с датчиком пути, выполненном в
виде индукционного датчика, закрепленного на раме устройства и соединенного через
второй усилитель и второй триггер Шмитта со счетным входом двоичного счетчика.
3
BY 6014 C1
На фиг. 1 представлена упрощенная схема электронной части устройства для контроля
нормы посадки клубней картофеля, на фиг. 2 - схема дешифратора контрольной длины
рядка посадок картофеля.
Способ осуществляется следующим образом.
До начала работ уточняют ширину междурядий, с которыми будут высаживаться
клубни картофеля, и вычисляют контрольную длину рядка 1к, на которой должна высаживаться одна тысячная от заданной гектарной нормы посадки клубней. Перед началом работы агрегата с картофелесажалкой с помощью переключателя длину рядка 1к вводят в
электронный блок устройства для контроля нормы. Во время работы агрегата в электронный
блок непрерывно поступают данные о количестве высаживаемых клубней, что фиксируется на двухразрядном индикаторе и соответствует фактическому количеству высаживаемых клубней в тысячах штук на один гектар.
Устройство для контроля нормы посадки клубней картофеля содержит пьезоэлектрический датчик 1 (фиг. 1) количества высаживаемых клубней 2, закрепленный перед входом клубней в сошник 3, причем электрически датчик 1 соединен через первый усилитель
(DA I) и первый триггер Шмитта (DD I) со счетным входом первого десятичного счетчика
(DD 2), информационные выходы которого соединены с первым регистром (DD 4), выходы из которого соединены через первый дешифратор (DD 6) с первым семисегментным
индикатором (HG I), а выход переноса ≥9 первого десятичного счетчика (DD 2) соединен
со счетным входом второго десятичного счетчика (DD 3), информационные выходы которого соединены через второй регистр (DD 5) и второй дешифратор (DD 7) со вторым семисегментным индикатором (HG 2).
На оси опорно-приводного (или опорного) колеса 4 картофелесажалки закреплена неподвижно относительно колеса многолучевая звездочка 5, лучи которой взаимодействуют
с индукционным датчиком 6, закрепленным на раме машины, который электрически соединен со вторым усилителем (DA 2), выход которого соединен через второй триггер
Шмитта (DD 8) со счетным входом двоичного счетчика (DD 9), выходы которого через
третий дешифратор (DD 10), переключатель контрольной длины SAI и третий усилитель
(DA 3) соединены с входами R сброса информации счетчиков DD 2, DD 3 и DD 9, а также
с входами С сдвига информации в параллельном режиме с входов регистров DD 4 и DD 5
на их выходы.
Усилители DA I, DA 2 и DA 3 содержат маломощные транзисторы или аналоговые
микросхемы, причем в состав DA 3 входят логические элементы для согласования одновременной подачи импульсов на входы R микросхем DD 2, DD 3 и DD 9, а также на входы
С микросхем DD 6 и DD 7. Двоичный счетчик DD 9 может быть составлен из двух и более
микросхем.
Дешифратор DD 10 содержит логические элементы И, то есть микросхемы DD 10.I,
DD 10.2,..., DD 10.n (фиг. 2), входы которых соединены с выходами счетчика DD 9 в соответствии с двоичными кодами числа импульсов, соответствующих контрольному расстоянию 1к, а выходы - с переключателем SAI.
Устройство функционирует следующим образом. Во время работы картофелесажалки
каждый клубень 2 (фиг. 1), выходящий из высаживающего аппарата (на чертеже не показан), перед входом в сошник 3 ударяет по рабочей поверхности пьезоэлектрического датчика I, в котором возникает электрический импульс, который усиливается в первом в
усилителе (DA I), и проходит через первый триггер Шмитта (DD I), на выходе из которого
получаются крутые импульсные перепады, длительность которых не зависит от скорости
нарастания или спада входного сигнала.
Из триггера DD I импульсы поступают на счетный вход первого десятичного счетчика
(DD 2), четыре выходные сигнала которого поступают на соответствующие входы первого
регистра (DD 4). Из выхода переноса ≥ 9 счетчика DD 2 сигнал поступает во второй счетчик (DD 3), четыре выходные сигнала которого поступают на входы второго регистра (DD 5).
4
BY 6014 C1
Во время движения агрегата с картофелесажалкой колесо 4 опирается на поле и получает
вращение практически без скольжения, а каждый луч соединенной с колесом 4 многолучевой звездочки 5 взаимодействует с установленным с зазором 1...2 мм индукционным
датчиком 6, импульсы из которого через второй усилитель (DA 2) и второй триггер
Шмитта (DD 8) поступают на счетный вход С двоичного счетчика DD 9, в котором формируется двоичное число, пропорциональное расстоянию Iк.
С выхода счетчика DD 9 восьмиразрядный двоичный код поступает на третий дешифратор (DD 10), на выходах которого формируются единичные импульсы и распределяются
в соответствии с заданной шириной междурядий и, соответственно расстоянием Iк, по выходам 1, 2,..., n на переключатель SA I и усилитель DA 3.
Через усилитель DA 3 единичный импульс поступает на входы сброса R счетчиков DD
2, DD 3 и DD 9, что приводит их к обнулению, а также на входы С регистров DD 4 и DD 5,
где информация о количестве клубней переписывается с входов регистров на их выходы и
поступает через дешифраторы DD 6 и DD 7 на индикаторы HGI и HG2, на которых при
работающем устройстве отображаются числа 00...99, соответствующие действительному
количеству клубней, высаживаемых на контрольном расстоянии Iк, что соответствует густоте посадки клубней N в тысячах штук на 1 га.
При возделывании картофеля густоту посадки дифференцируют по массе семенных
клубней [4, с. 203], что показано в табл. 1.
Таблица 1
Масса клубней, г Густота посадки, N, тыс. шт./га
25...50
65...70
51...80
55...60
81...100
45...50
В картофелесажалке с высаживающими аппаратами элеваторного типа ширина междурядий может быть 62,5; 70 или 75 см [4, с. 207]. А вообще ширина междурядий может
быть 1,4 м [1, с. 90] или некоторая другая.
Величину контрольного расстояния Iк в м, можно определить из соотношения:
10
lk = ,
(1)
b
где b - ширина междурядий, м.
Шаг посадки t, в м, то есть расстояние между клубнями в рядке, также определяется
просто:
1000l k
t=
,
(2)
N
где N - густота или норма посадки клубней, тыс. шт./га.
Данные вычислений для Iк по формуле I и t по формуле 2 для N = 70 тыс.шт./га показаны в табл. 2. Для b = 1,4 м шаг t = 0,102 м показан в скобках, как практически неприемлемый.
Шаг следования импульсов tn к двоичному счетчику DD 9 можно определить из соотношения:
πD
tn =
.
(3)
Z
где D - диаметр опорного колеса; Z - число зубьев многолучевой звездочки.
При D = 0,834 м и Z = 20 шаг tn = 0,131 м.
Таблица 2
b, м
0,625
0,70
0,75
1,4
Iк, м
16,0
14,3
13,3
7,14
t, м
0,229
0,200
0,190
(0,102)
nn
122
109
102
55
5
BY 6014 C1
Можно считать, что точность измерений достаточная, если tn ≤ (0,5...I)t.
Количество импульсов nn, которые укладываются на контрольном расстоянии Iк, равно
l
nn = k .
(4)
tn
Данные для nn при tn = 0,131 м приведены в табл. 2.
При разработке дешифратора DD 10 необходимо для десятичных чисел nn учесть их
двоичные эквиваленты, некоторые из которых приведены в табл. 3.
Таблица 3
№ пп.
Числа
Десятичные
Двоичные
1
122
01111010
2
109
01101101
3
102
01100110
4
55
00110111
При изготовлении устройства для контроля нормы посадки клубней картофеля к выходным шинам восьмиразрядного счетчика DD 9 подсоединяют входы ряда логических
элементов И (фиг. 2), то есть микросхем DD 10.1, DD 10.2,..., DD 10n, в соответствии со
значащими величинами двоичных чисел (табл. 3).
Например, для междурядий 0,70 м и приведенных выше условиях на контрольном
расстоянии Iк в счетчик DD 9 поступит 109 импульсов, двоичный эквивалент которых равен
01101101, значит, выходные шипы 7, 6, 4, 3 и I счетчика DD 9 надо соединить со входами
микросхемы DD 10.2, выход которой соединяют с переключателем SAI, соединенным с
усилителем DA 3 и далее со входами R сброса счетчиков и входами С сдвига информации
и параллельном режиме в регистрах. Если при этом на индикаторах высветится число, например 23, а надо 60 тыс. штук клубней на один гектар, то это значит, что в картофелесажалке необходимо сделать соответствующие регулировки.
Цепные редукторы современных картофелесажалок с ложечно-дисковыми высаживающими аппаратами обеспечивают получение 12 передаточных отношений, что позволяет высаживать от 32 до 78 тыс. клубней на один гектар [4, с. 204], а у высаживающих
аппаратов элеваторного типа обеспечивается восемь ступеней шага посадки - от 0,17 до
0,375 м [4, с. 207], что соответствует густоте посадки 84...38 тыс. клубней на один гектар
при междурядьях 0,7 м.
Работоспособность устройства обеспечивается установкой пьезоэлектрических датчиков ДПЗП-I и индукционных датчиков, которые применяются, например, на комбайне
Дон-1500, а также операционных усилителей типа КI40IУД2Б, микросхем ТТЛ серии и
индикаторов типа ИВ-3А. Питание от бортовой системы энергетического средства с применение преобразователя напряжения на + 5В.
Имея сведения о действительном количестве высаживаемых клубней в каждом месте
поля, можно оперативно принимать меры по устранению нарушений технологического
процесса работы сажалок, уменьшить количество пропусков, четко контролировать норму
посадки, что в итоге приведет к увеличению урожайности картофеля, повышению производительности труда и снижению затрат на возделывание картофеля.
Источники информации:
1. Практикум по сельскохозяйственным машинам. Для с.-х. ВУЗов по спец. "Механизация сельского хозяйства"/И.Р. Размыслович, Р.С. Сташинский, В.И. Ходасевич и др. Мн.: Ураджай, 1997. - С. 528 (прототип способа).
2. SU 1020035 А, 1983.
3. SU 1274638 AI, 1986 (прототип устройства).
6
BY 6014 C1
4. Клочков А.В., Чайчиц Н.В., Буяшов В.П. Сельскохозяйственные машины. - Мн.:
Ураджай, 1997. - С. 494.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
157 Кб
Теги
by6014, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа