Устройство для посева с переменной нормой высева

(19) 111) 44230 51)5 А 01 С 7 УДАРСТ 8 ЕННЦИЗОБРЕТЕНИЯМ ГКНТ СССР НОМИТЕТОТНРЫТИЯМ САНИК ИЗОБЕСтеН(71) Саратовский исельского хозяйств(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОСЕВА С ПЕРЕМЕНОЙ НОРМОЙ ВЫСЕВА(57) Изобретение относится к сельскму хозяйству, а именно к сельскохозяйственному машиностроению. Цельизобретения " повышение производительности путем изменения нормы вы"сева в зависимости от влажности почвы и рельефа посевных площадей,Устройство для посева с переменнойнормой высева содержит высевающуюжелобчатую катушку 1 с муфтой 2,расположенную в семенной коробке 3 и установленную на высевающем валу 4 с механизмом его перемещения.Дистанционный СВЧ-влагомер 5 соединен с одним иэ входов блока 6 автоматической установки нормы высева, с другим входом которой связан датчик 7 длины рабочей части катушки 1 смонтированный в семенной коробке 3. Датчик 7 представляет собой линейку оптронных пар,содержащую светодиод, фототранзистор, а также расположенный между ними и закрепленный на муфте 2 флажок. В ходе работы СВЧ-влагомер постоянно контролирует влаж" ность почвы, которая зависит и от рельефа местности. В случае изменения с 2Ф влажности в ту или иную сторону блок 6 в зависимости от величины сигнала СВЧ-влагомера 5 посредством реверсивного электродвигателя 18 и кинематических связей воздействует на высевающую катушку 1, перемещая ее в семенной коробке 3 в требуемую сторону. 1 э.п.ф-лы, 2 ил,СЛИзобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к области сельскохозяйственного машиностроения.Целью изобретения является повышение производительности путем изменения нормы высева в зависимости от влажности почвы и рельефа посевных площадей.На фиг.1 схематически изображено ",0 устройство для посева с переменной нормой высева; на фиг.2 - датчик длины рабочей части высевающей катушки,Устройство содержит высевающую желобчатую катушку 1 с муфтой 2, распо-, 15 ложенную в семенной коробке 3 и уста новленную на высевающем валу 4 с механизмом его перемещения, дистанционный СВЧ-влагомер 5, блок 6 автоматической установки нормы высева и дат чик 7 длины рабочей части катушки 1, смонтированный в семенной коробке 3.Структура дистанционного СВЧ-влагомера 5 аналогична известным приборам.Блок 6 автоматической установки 25 нормы высева состоит из экстраполятора 8 с калибратором 9, на вход к экстраполятору 8 подключен выход дистан.ионного СВЧ-влагомера 5.Экст- раполятор 8 имеет два выхода, к первому из которых подключен стрелочный индикатоо 10, а к второму - аналогоцифровой преобразователь 11. Блок 6 содержит также схему 12 .совпадений, дешифратор 13, преобразователь 14 уровней, грубый анализатор 15 формирователя 16 направлений и тиристорный коммутатор 17, подключенный к реверсивному электродвигателю 18, 40Механизм перемещения включает установленный посредством кольцевой муфты 19 на высевающем валу 4 двуплечий рычаг 20, подвижный конец которого совмещен с гайкой 21 на винтовом валу 22 на котором жестко посажены шкивы 23, связаннне через ремни прямой 24 и обратной 25 передач со шкивом 26, имеющими кулачковые прорези, шарнирно посаженными на промежуточном валу 27, связанным через звездочки 28 с механизмом вращения высевающего вала (не показан). Кулачковая муфта 29, установленная на промежуточном валу 27, кинематически связана с помощью рычага 30, гайки 31 с винтом 32, который посредством звездочки 33 сообщен с выходным валом реверсивного электродвигателя 18. Латчик 7 длины рабочей части катушки представляет собой установленную в семенной коробке 3 линейку 34 оптронных пар, состоящую из свето" диода 35, Фототранзистора 36 и расположенного между ними флажка 37,закрепленного на муфте 2.Принцип работы дистанционного СВЧ-влагомера 5 основан на измерении интенсивности электромагнитных волн обратного рассеяния,При СВЧ-облучении поверхности почвы коэффициент отражения радиоволн зависит в основном от степениувлажнения,Существуют приближенные формулыдля оценки коэффициента отраженияпо мощностям для радиоволн длины 7Г + 21 Е+ 11где Я- действительная частькомплексно-диэлектрическойпроницаемости почвы наволне Ъ,Например, для грубых оценок сухихсиликатных пород можно пользоватьсяследующим соотношением:где )с - плотность почвы, г/см .Действительную часть диэлектрической проницаемости почвы в динамикй увлажнения можно выразить следующим соотношением:Я = (1+ 0,5 Р)К + Е К, (3)где К, К 1 - коэффициенты, дающие относительное содержаниеФракции в полном объемесмеси1Г - действительная частькомплексной диэлектрической проницаемостиводы.Следует иметь в виду, что всегдасуммаКо +Здесь использована упрощенная модель "почва-грунт" в ниде двухком5 15понентной смеси, один из которых сухой грунт, другой - пресная вода.В случае сухого грунта К, =О, аК =1 и выполняется соотношение (2),В большинстве типичных случаевдля грунта из песка и глины в широкомдиапазоне радионастот Е = 3-50,Как видно иа Формупы 3), приувлажнении грунта будет наблюдатьсядовольно резкий рост Г Формула (3)применима даже прн весьма значитель"ных увлажнениях, т.е. до 0,6 г/см .При этом К = 0,4 и К = 0,6. Этотслучай предельного увлажнения соот 1ветствует значению Я =50.Отсюда видно,что увлажнение сухого грунта до предельной полевой вла 1гоемкости приводит к росту ) вграницах от 3 до 50," соответственно1подставляя ряд значений Й в формулу (1) по мере увлажнения почвыможно наблюдать рост коэффициентаотражения.,Имея возможность измерять коэффициент отражения по величине интенсивности обратного рассеяния радиоволн, излучаемых антенной прибора,можно проградуировать прибор непосредственно в единицах влажности почвы (г/смз или в Е от массы сухойпочвы),Так как время измерения с моментаподачи зондирующего СВЧ-сигнала допоявления на индикаторе результатаизмерения длится не более 0,1 с,процесс получения данных о влажности почвы можно считать непрерывным в реальном масштабе времени.Лалее сигнал с выхода влагомераможно использовать в качестве управляющего фактора при регулированиинормы высева семян в процессе посева.Устройство работает следующим образом. 44230 35 40 45 50 55 С дистанционного СВЧ-влагомера 5 сигнал, несущий информацию о влажности почвы, поступает к блоку 6 автоматической установки нормы высева на экстраполятор 8, в котором сформированы ступенчатые ряды напряжений (в каждом ряду 11 ступенек). После обработки дифференциальными схемами соответственно выбранному ряду, в котором фактически заложена информация о принятых нормах высева для высеваемой культуры, сигналы управле.ния подаются на аналого-цифровой преобразователь 11. 5 10 15 20 25 30 Количество рядов на экстраполяторе .8 соответствует числу высеваемых основных зерновых культур, В случаенеобходимости перехода на посев другой культуры, на экстраполяторе 8производится переключение на соэтветствующий ей ряд. Подключенный кэкстраполятору 8 стрелачный индикатор 10 снабжен сменными шкалами,число которых равно числу высеваемыхкультур и которые отградуированы вединицах нормы высева (кг/га илимлн,шт/га), также к нему для упрощения.,регулировочных работ подключенкалибратор 9,Аналого-цифровой преобразователь11 выдает сигналы в виде 11-разрядных двоичных чисел с частотой, задаваемой СВЧ-влагомером 5. Управляющиосигналы поступают на дешифратор. 13,который выделяет из них 11 групп вточном соответствии с 11-ю делениямидлины рабочей части высевающей катушки 1 индицируемыми датчиком 7, Рабочая длина катушки 1 позволяет уместить на линейке датчика 7 до 11 опто-пар, которые срабатывают тогда,когда флажок 37 датчика 7 находитсямежду светодиодом 35 и фототранзистором 36.Сигналы с датчика 7 поступают напреобразователь 14 уровней, где происходит усиление и формирование к ве 1 личинам, соответствующим серии интегральных схем типа К, затемпо 11-разрядным шинам данных информация о величине рабочей длины катушки 1 поступает на вход схемы 12 совпадений и формирователя 16 направлений. Одновременно на схемы 12 совпадений поступают 11-разрядные сигналыс дешифратора 13, Схемы 12 совпадений выполняют довольно простую роль,т.е. когда величина рабочей длин.катушки 1, задаваемая датчиком 7, ивеличина, задаваемая дешифратором 13,по команде с экстраполятора 8 в соответствии с измеренной влажностью почвы и типом высеваемой культуры совпадают, вырабатывается сигнал на выкгпочение реверсивного электродвигателя 18а значит величина рабочей длины катушки 1, установленной для среднейнормы высева, при такой же влажностипочвы остается неизменной,Вновь электродвигатель 18 запускается следующим импульсом "Старт",который подается от дистанционного1544230 чей части, тем самым регулируя нормувысева семян высеваемой культуры сучетом влажности почвы.Применение автоматической регулировки нормы высева в процессе посевазерновых колосовых культур без остановки посевного агрегата позволяетповысить их производительность на20-253.В целом следует отметить, что привозделывании зерновых колосовых культур в условиях засушливого земледелиявлажность почвы является лимитирующимфактором урожая,Вместе с тем, как уже отмечалось,неровный рельеф оказывает существенное влияние на распределение влажности почвы по поверхности поляДанное изобретение позволяет автоматически регулировать нормы высева ос учетом влажности почвы при посевена полях с неровным рельефом.Например, сеялка с устройством длявысева с переменной нормой высеваработает на поле с пересеченнойместностью. Встречаются подъем илинизина, соответственно изменяетсявлажность почвы. В зависимости отпоступающего сигнала от влагомера5 автоматически регулируется нормавысева в нужную сторону без остановки агрегата,Уменьшение нормы высева на водоразделах (где влажность почвы низкая)приводит к увеличению площади питания каждого растения, соответственновозрастает энергия кущения, что вконечном итоге приводит к повышениюурожайности. А в нижней части склонов всегда влажность почвы высокая,поэтому здесь увеличивается нормавысева. Возрастет число растенийна 1 м . Более полно используетсявлага растениями, что повьппает ихурожайность.В целом применение регулированиянормы высева в условиях посева нанеровном рельефе с учетом влажностипочвы дает прибавку урожая 2-4 ц/га,обеспечит экономический эффект 1417 руб/га,30 При этом вращательное движение, получаемое от механизма вращения высевающего вала 4 посредством звездочек 28, промежуточным валом 27 переДается с помощью одного иэ шкивов 26 с кулачковыми прорезями и связанным 1 с ним ремнем прямой 24 (или обратной 25) передачи на соответствующий ей один иэ шкивов 23, посаженных на винтовом валу 22, последний, вращаясь перемещает гайку 21 и связанный с ним двуплечий рычаг 20, посаженный посредством кольцевой муфты 19 на высевающем валу 4 соответственно, пе" редвигая. высевающую катушку 1 с муфтой 2 относительно семенной коробки 3, изменяет при этом длину его рабоФормула изобретения 1. Устройство для посева с переменной нормой высева, включающее расположенную в семенной коробке высеваю. щую катушку, установленную на высеСВЧ-влагомера 5 и, если за это время средняя величина влажности почвысохраняется, то снова вырабатываетсясигнал "Стоп".В случае, когда среднее значениевлажности почвы за время интегрирования изменяется на величину, превышающую заданную среднюю, то дешифратор 13 отработает команду перейтина другую длину катушки 1, а, следовательно, норму высева. При этомпроисходит автоматическое определениенаправления изменения в сторонууменьшения (или же увеличения) нор"мы высева.Для этого существует формирователь16 направления, куда поступает инфор"мация о величине длины катушки 1 спреобразователя 14,уровней и сигнало том, какую величину нужно выста"нить с дешифратора 13. Вместе с темпоступают два сигнала от грубогоанализатора 15 положения катушки 1,где выясняется больше (или меньше) 25половины от всей длины катушки 1составляет ее рабочая длина. Грубыйанализатор 15 позволяет упроститьработу формирователя 16 направлений,команды от которого посредством тиристорнсго коммутатора 17 включаютэлектродвигатель 18 в направлении,нужном для кратчайшего перехода крегулированию нормы высева на задаваемую величину,35Далее посредством звездочек 33винт 32, вращаясь, перемещает гайку31 и одновременно с помощью рычага 30 - кулачковую муфту 29 на промежуточном валу 27 до включения с 40одним из шкивов 26, имеющим подкулачковые прорези.вающем валу с механизмом его переме" щения, содержащим рычаг с муфтой, при этом рычаг связан с ползуном первой винтовой передачи о, т л и ч а ю щ е-. е с я тем, что, с целью повышения5 производительности путем изменения нормы высева в зависимости от влажности почвы и рельефа посевных площадей, оно снабжено СВЧ-влагомером, блоком автоматической установки нормы высева и электрически связанным с его первым входом датчиком длины рабочей части высевающей катушки относительно семенной коробки, а механизм перемещения высевающего вала оснащен промежуточным валом с кулачковой муфтой; второй винтовой передачей и реверсив" ным электродвигателем, клеммы которого электрически соединены с выходами блока автоматической установки нормы высева,при этом выходной вал реверсивного электродвигателя кинематически связан с направляющим элементом второй винтовой передачи, ползун которой установлен с возможностью взаимодействия посредством рычага с кулачковой муфтой, а промежуточный вал кинематически связан с направляющим элементом первой винтовой передачи и с высевающим валом, при этом выход СВЧ-влагомера электрически связан с вторым входом блока автоматической установки нормы высева,-,2, Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что датчик длины рабочей части высевающей катушки выполнен в виде закрепленной на семенной коробке линейки оптронных пар и флажка, установленного на муфте механизма перемещения высевающего вала.