Способ вождения сельскохозяйственного агрегата

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК1482554 19) 1511 4 А О 1 В 69/О САНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ триальн В. Справа. М.: КоЕЛЪСКОХОсельскому зовано при но рельефпри вспаш 4 ь П ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВ(56) Буряков А. Т., Кузьмин Мвочник по механизации полеводслос, 1971, с. 34 - 37.(54) СПОСОБ ВОЖДЕНИЯ СЗЯЙСТВЕННОГО АГРЕГАТА(57) Изобретение относитсяхозяйству и может быть исполобработке полей, преимущественых и со сложной формой границ ке, культивации, посеве, уборке и других видах обработки. Цель изобретения - повышение производительности обработки поля сложной формы агрегатом с постоянной шириной захвата за счет снижения числа разворотов агрегата. В процессе реализации способа сельскохозяйственный агрегат 3 с постоянной шириной Н рабочего органа 4 перемещают эквидистантными друг другу рядами 5. Ряды 5 последовательных проходов сельскохозяйственного агрегата 3 по всей площади поля 1 расположены эквидистантно геодезической линии 6 наибольшей длины на обрабатываемом участке поля 1, что позволяет минимизировать число разворотов сельскохозяйственного агрегата 3. 1 ил.Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при обработке полей, преимущественно рельефных и со сложной формой границ (при вспашке, культивации, посеве, уборке и других видах обработки).Цель изобретения - повышение произ,водительности обработки поля сложной формы агрегатом с постоянной шириной захва;та за счет снижения числа разворотов аг. регата.На чертеже показана схема обработки ио ля сложной формы по предлагаемому способу.По способу обработки поля 1 сложной ,формы (рельефного, со сложной формой границ 2) обрабатывающий агрегат 3 (плути, культиваторы, бороны, сеялки, жатки и т. п.) с постоянной шириной Н рабочего органа 4 перемещают эквидистантными (на расстоянии Н) друг другу рядами 5. Ряды 5 последовательных проходов рабочего агрегата 3 ио всей площади поля 1 рас положены эквидистантно геодезической линии 6 ;наибольшей длины на обрабатываемом участке поля 1.Для реализации способа обработки поля сложной формы необходимо аналитически описать обрабатываемый участок поверхности поля 1, например, в векторной форме:г =п(У;1 ), (1 где г. - радиус-вектор текущей точки наобрабатываемом участке поля сложной формы;- криволинейные (гауссовы) координаты на обрабатываемом участке поля сложной формы.Форма (1) задания обрабатываемого участка поля 1 сложной формы легко мо.жет быть представлена в параметрическом виде уравнениями;х=х.(и; 1, );У,=У.(У; 1); (2)Е. - Лп(Ьи, 1 и),где Х, У, Л - координаты текущей точкина обрабатываемом участке поля сложной формы, который задан в декартовой системе координат.Кроме того, необходимо аналитически описать линию 2, ограничивающую обрабатываемый участок поля 1 сложной формы контура, Уравнение границы 2 поля 1 может быть представлено в следующем виде:Ри,=Е,(и., 1. ). (3)уравнения (2) и (3) могут быть получены различным путем, например в результате геодезической съемки и аппроксимациии опорных точек поверхности поля и ограничивающей границы 2. Чля этих целей успешно может быть применена аппроксимация поляи границы 2 полиномиальными сплайнами, причем для практи. ческих приложений достаточно использовать сплайн-функции не выше пятой степе Я 4 впавд 5 /о(5) 5 да 1 д 1 пЕдепо- = -- ) 1 сова - -- д; апа", (6) где 5 - линейный элемент обрабатываемого участка поля 1 сложной формы, который можно рассчитать ио форм ле:Д 5, = Е, й Ю. + 2 Р д Ы, И Ь + од К,(7)е а - угол между касательной 7 к геодезической линии и касательной 8 к Ы -линии на поверхности поля 1 в точке К касания середины захвата рабочего органа 4 обрабатывающего агрегата 3;Е,Г,о - гауссовы коэффициенты первойосновной квадратичной формы (первой дифференциальной фор.мы Гаусса) поверхности обрабатываемого участка поля 1, рассчитываемые в точке К ио формулам: 20 гд и дУп дУдЪ дЪ дУ дЬ дУ дЬ дХп дХ дУ дЬ дК дЬн Если в некоторои начальверхности поля 1 имеем сделить почленно уравнени45 уравнение (4) и принять всимого параметра параметрма уравнений (4), (5) ии может быть представленадвух уравнений относительнных функций Ь и а: нои тО,то очке на по- можно раз.и (6) на тве незави. огда систеуиростится де системы х неизвесткачес ./. Т (6) в вио дву, - =-,ЫДлинании на поврассчитыв депо- 1 дап(12) ац лв отрезка АВ геодезической лиерхности обрабатываемого поля 1ается по формуле ни; обычно достаточно кубической сплайнаппроксимации. Изложенное дает основание утверждать, что не существует принципиальных ограничений для аналитического описания обрабатываемого участка поля 1 в параметрической форме (2) и ограничивающей его границы 2 в форме (3).Произвольная геодезическая линия на обрабатываемом участке поля 1 описывается 10системой уравнений:(оставитель ( РалзсвичРедактор М. Петрова Техрел И. Верее Коррк 1 о 1 М. Мплсимпгппп иЗаказ 2722( Тираж 62 П о ли и спинВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прп ГКНТ (:( (:Р3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., л. й 5Производственно.издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 01 3(е (а.)(2 г, ЗЫ эзь+, ф);г( л (1 З) гдето - безразмерный параметр геодезической линии АВ, изменяющийся от значения 1 д, соответствующего значению параметра 1 в точке А, до значения 1 в, соответствуюшего зна.чению параметра 1 в точке В.Формулы (4) - (6), (11) - (13) позволяют аналитически описать любую геодезичес кую линию на поверхности обрабатываемого участка поля 1 и рассчитать ее длину. Из всех возможных на поверхности поля 1 геодезических линий необходимо выбрать геодезическую линию наибольшей длины, которая соединит две наиболее удаленные одна от другой точки поверхности поля 1. Очевидно, что две наиболее удаленные одна от другой точки на обрабатываемой поверхности поля 1 будут лежать на границе 2 контура поля 1, Эти точки можно определить следующим образом.На контуре выбираем две произвольные точки С и О, через которые на поверхности поля 1 проводим геодезическую линию СО, удовлетворяющую уравнениям (4) - (6) или уравнениям (1) и (12). По формуле ( 3) вычислим длину геодезической линии СО. Затем от одной из выбранных точек, например от точки С, на некотором малом расстоянии, соизмеримом с шириной И захвата рабочего органа 4 обрабатывающего агрегата 3, по обе стороны от точки С на контуре поля 1 выберем еще по одной точке С и Сз. Через каждую из точек Си Сз проведем проходящие через точку О геодезические линии СО и С 20 (не показаны) и по формуле (13) вычислим длину каждой из них. Из построенных предлагаемым способом геодезических линий СО и СО выберем линию большей длины. Это укажет в каком направлении (9 или 10) следует двигаться по границе 2 поля 1 от точки С, чтобы длина геодезической линии при этом от точки к точке увеличивалась. Двигаясь по границе 2 поля 1 в найденном таким образом направлении 9, каждый раз находим длину геодезической линии на поверхности поля 1 и сравниваем ее с длиной предыдущей линии. Такое движение по границе 2 продолжаем до тех пор, пока длина геодезической линии не станет уменьшаться. Из всех точек С, выберем такую точку С, для которой длина геодезической линии С,О окажется наибольшей. После этого фиксируем положение точки С и на некотором малом расстоянии от точки О по обе стороны от нее 5 О 15 20 25 30 35 40 на границе 2 поля 1 выберем по одной точке 0 и О:. Через каждую из точек О и Оз проведем .проходящие через точку С,геодезические линии С,О и СОсо после чего по формуле (13) вычислим длину каждой из них. Из построенных предлагаемым способом двух геодезических линий СО и С 02 выберем линию большей длины. Это укажет в каком направлении (11 или 2) следует двигаться по границе 2 обрабатываемого поля 1 от точки 0 с тем, чтобы длина геодезической линии при этом увеличилась. Двигаясь по границе 2 обрабатываемого поля 1 в найденном направлении 12 с достаточно малым шагом, каждый раз находим длину геодезической линии и срав. ниваем ее с длиной предыдущей геодезической линии. Такое движение продолжаем до тех пор, пока длина очередной геодезической линии на иоле 1 не станет меньше длины предыдущей. Из всех точек О, выбираем точку О-., для которой длина геодезической линии СО,окажется наибольшей. После этого фиксируем положение точки О, и совершаем аналогичное движение по границе 2 обрабатываемого поля 1 из точки Спотом из О,и т. д, Процесс аналогичных последовательных итераций продол жаем до тех пор, пока приращение длины геодезической линии на поверхности поля 1 после каждого очередного шага станет соизмеримым с точностью задания границы 2. В пределе придем к искомой геодезической линии АВ. Точки С;, О;, а также геодезические линии СО, Сей, С;О, С,О, СнО, С,Осо СО;, С.О, и т, п. на чертеже не показаны. Порядок определения геодезической линии АВ наибольшей длины на обрабатываемом участке поля 1 сложной формы очевиден из приведенных пояснений.1 ассмотренный алгоритм определения положения геодезической линии наибольшей длины на обрабатываемом участке ноля 1 достаточно просто реализуется на ЭВМ.Фор.иу.га изобретения Способ вождения сельскохозяйственного агрегата, включаюц(ий нанесение следоуказа. теля на поверхность поля и последующее перемещение сельскохозяйственного агрегата по эквидистантным следоуказателю рядам, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности обработки поля сложной формы агрегатом с постоянной шириной захвата за счет снижения числа разворотов агрегата, в качестве следоуказателя выбирают геодезическую линию поля, имеющую наибольшую длину.