Система автоматизированной настройки рабочих органов центробежных разбрасывателей

СОКВ СОВГ ГСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРГСПУБЛИК о П 11 755 А ИОО(я)5 А О РЕТЕНИ К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ зяйственный ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ 1(56) Голышев Д.С, и др, Механизация внесения удобрений. - Л.: Агропромиздат, 1985. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ НАСТРОЙКИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ РАЗБРАСЫВАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам настройки рабочих органов разбрасывателей твердых минеральных удобрений. Цель изобретения - повышение эффективности использования удобрений за счет оптимизации настройки рабочих органов разбрасывателей. Смещение лотка туконаправителя и подвижных стенок тукоделителя центробежного разбрасывателя осуществляется штырями 33 и толкателем 29, которые перемещаются за счет движения тележки 3 по зубчатым рейкам 20 и перемещения толкателя 29 штанги 28 с помощью зубчатого привода 30. В каждом положении штанги 30 и тележки 3 производится измерение характеристик плотности рассева. Управление осуществляется автоматически по командам ЭВМ. 4 з.п. ф-лы, 3 ил,Изобретение относи гся к сельскому хозяйству, вчастности к устройствам настройки рабочих органов разбрасывателейтвердых минеральных удобрений,Цель изобретения - повышение эффективности использования удобрений за счет.оптимизации настройки рабочих органовразбрасывателей.На фиг,1 приведена функциональнаясхема системы; на фиг.2 - механизм перемещения лотка туканаправителя и подвижных стенок тукоделителя; на фиг,3размещение пьезоэлектрических акселерометров и механизма перемещения относительно разбрасывателя, вид в плане.Система автоматизированной настройки рабочих органов цен гробежных разбрасывателей содержит устройство 1измерения плотностей потока удобрений,исполнительное устройство 2 механизма 3перемещения лотка 4 туконаправителя и подвижных стенок 5 тукоделителя и блок 6управления и обработки информации, включающий цифровую электронную вычислительную машину 7 с интерфейсом 8.Устройство 1 измерения плотностей потока удобрений содержит первичные и реобразователи 9, выполненные в видепьезоэлектрических акселерометров, размещенных на поворотных штангах 10, которые своими концами жестко связаны свалами шаговых двигателей 11, сооснымидискам 12 разбрасывателя. Штанги 10 снабжены датчиками 13 исходного состояния,выходы которых соединены с входами интерфейса 8. Шаговые двигатели 11 черезсхемы 14 управления связаны с выходамиинтерфейса, Выходы первичных преобразователей 9 через коммугатор 15, активныйфильтр 16, формирователь 17 импульсовподаны на вход частотомера 18, выход которого соединен с входом интерфейса 8, соответствующие выходы которого соединены суправляющими входами коммутатора 15 ичастотомера 18.Механизм 3 перемещения лотка 4 туконаправителя и г;одвижных стенок 5 тукаделителя (фиг,2 и 3) выполнен в виде тележкис зубчатыми колесами 19, находящимися взацеплении с зубчатыми рейками 20, закрепленными на массивном основании 21.Ка тележке 3 установлен штатив 22 со штурвалом 23 углового перемещения корпуса 24.Штурвал 23 через редуктор 25 кинематически связан с корпусом 24, Штурвал 23 снабжен фиксатором углового положения. Вкорпусе 24 закреплен двигатель 26 (Фиг,1) средуктором 27 (Фиг,2), предназначенныедля поступательного перемещения штанги28 с толкателем 29 на конце. Нижняя часть20303540 штанги 28 представляет собой двухстороннюю зубчатую рейку, с одной стороны входящую в зацепление с ведущим зубчатымколесом 30, а с другой - са свободно вращающимся колесом 31, Штанга 28 может перемещаться в направляющих 32,закрепленных в корпусе 24, на верхней части которого расположены штыри 33, предназначенные для механического взаимодействия с латком 4 туконаправителя, На этом же корпусе 24 закреплен датчик34 (фиг,1) конечного положения штанги 28,представляющий собой герконавый выключатель, Тележка 3 приводится в движениеприводом 35 (Фиг,1), Зубчатые планки 20 снабжены датчиком 36 конечного состояния (фиг,1 и 2). Приводы 26 и 35 перемещениястенок тукоделителя и лотка туконаправителя через схемы 37 и 38 соответственно связаны с интерфейсом блока управленияУстройство работает следующим образом.В исходном состоянии устройство 1 измерения плотности потока удобрений(фиг.1 и 3) закреплено на раме ветрозащитного устройства, поворотные штанги 10 с измерительными преобразователями 9 находятся в крайних положениях секторов рассева дисков. Сигнал аб этом ат датчиков 13 исходных положений поступает через интерфейс 8 в цифровую ЭВМ 7, сигнализируя аготовности устройства измерения к выполнению процесса измерения,Механизмы 3 и 30 перемещения (фиг.2 и 3) с приводами 35 и 26 и датчиками 36 и 34 конечных положений расположены падраэбрасывателем, между ега задних колес так, чта талкатель 29 удерживает подвижно стенки 5 тукоделителя в положении, соответствующем наибольшей ширине лотка 4 туконаправителя, э штыри 33 саприкасаются с поверхностью лотка 4 между подвижными стенками 5. Пои этом с оазбрасывателя должны быть сняты пружина, прижимающая ось подвижных стеак 5 и лотка 4, и болтовые соединения, Фиксирующие продольное положение лотка. Требуемое положение лотка и стенок достигается выбором угла наклона корпуса 24 с помощью поворота и 50 Фиксации штурвала 23, а также положенияштанги 28 и тележки 3. Выбор двух последних параметров осуществляется оператором с пульта цифровой ЭВМ 7 (фиг,1)формированием сигналов и передачей ихчерез интерфейс 8 на схемы 37 и 38 управления приводами 26 и 35 механизмов 30 и 3 перемещения лотка 4 и стенок 5, Угловую скорость перемещения штанг 10, количество положений подвижных стенок 5 тукоделителя и количества продольных положенийПо окончании процесса измерения на выходах интерфейса 8 по сигналу от цифровой ЭВМ 7 формируются импульсы, при 40 50 лотка 4 туконаправителя, а также количество импульсов, формируемых схемами 37 и 38 управления приводами 26 и 35, соответствующее таким перемещениям тележки 3 и толкателя 29, которые соответствуют заданным положениям подвижных стенок тукоделителя и заданным продольным положением лотка туконаправителя,также вводит оператор перед началом работы с пульта цифровой ЭВМ 7,После включения рабочих органов разбрасывателя начинается процесс измерения плотностей потоков удобрений, сходящих с дисков 12 (фиг.2 и 3), Измерительные преобразователи 9, взаимодействуя с потоком частиц удобрений, формируют последовательность импульсов, каждый из которых соответствует удару частицы о рабочую поверхность преобразователя. Эти последовательности поступают на первый и второй входы коммутатора 15 (фиг,1), а с выхода коммутатора по сигналам, поступающим с выхода интерфейса 8 на управляющий вход коммутатора, поочередно подаются на вход активного фильтра 16, отделяющего эти последовательности от помехи, обусловленной. вибрацией. машины. С выхода активного фильтра 16 последовательности импульсов поступают на усилитель-формирователь 17 импульсов, с выхода которого кодовый сигнал, соответствующий плотности потоков на данном угле измерения, поступает на первый вход частотомера 18, а с его выхода через интерфейс 8 количество импульсов на данном угле измерения записывается в память цифровой ЭВМ7,приеме которых схемы 14 управления сра- батывают, и двигатели 11 делают очередной шаг, поворачивая штанги 10 и устанавливая измерительные преобразователи 9 в новое положение (угол измерения). Аналогично выполняются измерения и их запись на всей последовательности углов измерения, Затем штанги 10 возвращаются в исходное положение, ЭВМ 7 по заранее введенной в ее оперативную память программе вычисляет при заданной ширине лотков тукоделителя и заданном продольном положении лотка туконаправителя характеристики распределения количества частиц удобрений по углу бросания.Первой из характеристик является величина суммарного угла сектора рассева обоих дисков. Этот угол должен быть близок по величине к 180, Сужение сектора рассева приводит к уменьшению общей полосы 20 25 30 захвата и, следовательно, уменьшению производительности разбрасывателя, Настройка рабочих органов, не обеспечивающая такого значения угла сектора рассева, должна быть признана неудовлетворительной,В исходном положении первичные преобразователи 9 находятся на угловом расстоянии в 1 - 3 от края полукруговых дефлекторов 39 (фиг,3), ограничивающих сектор рассева, В исходном положении штанги 10 замыкают контакты датчиков 13 исходного положения, После включения рабочих органов и начала процесса рассева штанги 10 с первичными преобразователями 9 находятся в исходном положении в течение 6 с, Такая продолжительность интервала измерения выбрана из соотношения обеспечения представительности результатов измерений. При минимальной скорости движения пруткового транспортера по дну кузова раэбрасывателя каждый пруток проходит расстояние между прутками эа 2 с, Свойства процесса подачи сыпучего материала при этом меняются периодически с периодом, равным 2 с,Измерение количества частиц удобрений, сходящих с дисков на данном угле бросания в течение 6 с, позволяет оценивать зто количество по крайней мере в течение трех периодов,Если в течение времени измерения (6 с) хотя бы одним из первичных преобразователей 9 не зарегистрировано в исходном положении одного удара частицы о рабочую поверхность первичного преобразователя, прсцесс измерений должен быть прекращен и изменена настройка рабочих органов, Затем процесс измерения возобновляется и первое измерение опять выполняется в исходном положении,Вторая характеристика распределения количества частиц по углу бросания - расположение максимумов плотностей распределения каждого диска, Максимальная рабочая ширина захвата при удовлетворительной неравномерности распределения удобрений по обрабатываемой поверхности достигается при минимальном перекрытии секторов рассева дисков 12. Минимальное перекрытие секторов имеет место в том случае, когда абсолютная величина углового отклонения положений максимумов плотностей распределения частиц левого и правого дисков от 90 минимальна.Оценка второй характеристики выполняется следующим образом, После того, как установлено, что суммарный сектор рассева .обоих дисков имеет удовлетворительную угловую величину, штанги 10 по сигналам, выданным Э ВМ 7 (фиг.1) через интерфейс 8 на10 15 20 25 30 входы схем 14 управления шаговыми дви а.телями 11,вместе с выходными валами этих двигателей совершакп поворот из исходного положения "0" в положение "1". Для прв- ВОГО диска это положение сООтветству 8 Т 80, для левого - 100", Отсчет углового положения ведется против часовой стрело. Б дальнейшем для выполнения каждого нового измерения колич 8 ства частиц, схоцяьцих с дисков, на соответствующем угле оросания штанги перемещаются в положение "2", "3" в "8". Таким образом, в пределах секторов поиска максимумов плотностей выполняется восемь измеренийВ каждом ПОлокении ьвтанг 10 измерение выполняется в течение 6 с,После того, как микро ЭВМ сформировала и выдала сигнал на очередное угловое перемещение штанг 10 функционирование программы прерывае гся на время, необходимое для выполнения этого перемещения, По пролествии этого времени микро ЭВМ начинает прием сигналов, поступающих по информационным каналам от измерительных(первичных) преобразователей 9, Количество импульсов, преобразованное в цифровую форму и записанное в память микро ЭВМ, численно равно количеству ударов частиц сыпучего материала о рабочую поверхность каждого измерительного преобразователя в течение времени измарения (6 с), По окончании времени измерения микро ЭВ Ч выдает сигнал на коммутатор о прекращении измерения,Результатом измерения будут две последовательности из восьми чисел каждая: для левого диска х 1-х 18, для правого диска х 21-х 2 а. В каждой из последовательностей ЭВМ по описанному ниже алгоритму находит максимальные значения х 1 к и х 2 к и вычисляет модули разностей,для левого диска: 90 - (80+20(К)у 7, для правого диска: 90 - (100 - 20(С - 1/7, В каждом выракении во внешних круглых скобках стоит величина углового положения иаксимумов для первого и второго дисков. Сумма модулей разностей 90 и этих улов и характеризует качество настроек (чем эта сумма меньше, тем меньше перекрытие секторов рассева дисков, тем больше рабочая ширина захвата разбрасывателя, при которой обеспечивается удовлетворительная неравномерность, тем выше его производительность),На выходе интерфей:а 8 (фиг,1) по сигналу от ЭВМ 7 формируется импульс, гоступающий на вход схемы 37 управления приводом 26. Однооборотный двигатель 26 совершает под влиянием сформированной схемой 37 управления последовательности импульсов количест о оборотов, обесгечивающее поворот зубчатого колеса 30 на угол, сообщающий штанге 28 такое перемещение, что толкатель 29 пГиводит подвижные стенки 5 лотка 4 тукоделителя вочередное заданное положение,Затем повторяется процесс измеренияи вычисления характеристик распределениячастиц удобрения,После того, как будут выполнены измеренияи вычисления при всех заданных оператором перед началом работы положениях подвижных стенок лотков тукоделителя, сигнал, сформированный ЭВМ в соответствйи с программой и переданный через интерфейс на схему 37 управления, преобразуется этой схемой в последовательность импульсов, поступающих на вход привода 26. Привод возвращает толкатель 29 в первоначальное полокение, Вслед за этим ЭВМ формирует сигна., поступающий через интерфейс на схему 38 управления, формирующую последовательность импульсов, поступающую на привод 35, Привод 35 вращает колеса 19 тележки, При этом тележка перемещается по зубчатым рейкам 20 и штырям 33,сдвигает лоток 4 туконаправите ля в следующее положение, соответствую. щее данным, введенным оператором перед началом работы в оперативную память ЭВМ (фиг,1), В этом положении лотка 4 туконаправителя снова выполняются измерения и расчет характеристик распределения для каждого положения подвижных стенок лотка тукоделителя, Г 1 роцессы измерения и расчета повторяются для каждого сочетания положений лотка туконаправителя и подвижных стенок лотков тукоделителя,По окончании всех процессов измерения и расчета ЭВМ сравнивает записанные в ее оперативной памяти характеристики распределения, соответствуощие каждой настройке рабочих органов, и выбирает настройку, соответствуощую наилучшему их значенио,Основным техническим преимуществом предлагаемой системы является более высокая вероятность определения параметров настройки, обеспечивающих качество внесения удобрений, соответствующее агротехническим требованиям, Правильная настройка гарантирует повышение урожайности сельскохозяйственных культур. сРормула изобретения 1, Система автоматизированной настройки рабочих органов центробежных разбрасывателей, содержащая устройство измерения плотности потока удобрений, отл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности использования удобрений за счет оптимизации настройки рабочихорганов разбрасывателей, в систему дополнительно введены механизм перемещения лотка туконаправителя и подвижных стенок тукоделителя, снабженный исполнительным устройством, размещенный на тележке , с зубчато-реечным механизмом перемещения относительно раэбрасывателя, и блок обработки информации, а устройство измерения плотности потока удобрений содержит два пьезоэлектрических акселеро-. метра, укрепленных на поворотных штангах, соединенных своими концами с осями вращения центробежных дисков разбрасывателя, при этом соответствующие входы и выходы устройства измерения плотности потока удобрений и исполнительного устройства механизма перемещения лотка туконаправителя и подвижных стенок тукоделителя связаны с соответствующими входами и выходами блока обработки ин- формации,2. Система по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что устройство измерения плотности потока удобрений содержит коммутатор, , информационные входы которого подключены к выходам пьезоэлектрических акселерометров, вход управления соединен с блоком обработки информации, а выход через активный фильтр и формирователь импульсов связан со счетным входом частотомеравход синхронизации которого и выход результата связаны с блоком обработки информации, при этом поворотные штанги акселерометров снабжены установленными в точках крепления шаговыми элеМтроприводами, подключенными к соответствующим выходам блока обработки ин1формации через схемы управления, и герконовыми датчиками исходного состояния, подключенными к соответствующим входам блока обработки информации. 5 З,Система попп.1 и 2,отличающаяс я тем, что механизм перемещения лотка туконаправителя и подвижных стенок тукоделителя содержит размещенный на тележке штатив с горизонтальной осью, 10 снабженный шестеренчатым приводом углового перемещения корпуса, закрепленного на этой оси и содержащего в верхней своей части штыри перемещения туконаправителя, между которыми с возможностью 15 перемещения расположена штанга, оканчи вающаяся в верхней своей части толкателем подвижных стенок туконаправителя, а в нижней имеющая зубчатую рейку, кинематически сообщенную с зубчатым колесом 20 электропривода,4, Система по пп,1 и 2, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что исполнительное устройство механизма перемещения лотка туконаправителя и подвижных стенок тукоделителя содержит 25 электроприводы перемещения тележки с зубчато-реечным механизмом перемещения и штанги толкателя подвижных стенок тукоделителя, связанные через схемы управления с соответствующими выходами 30 .блока обработки информации, соответствующие входы которого связаны выходами датчиков конечного положения тележки и штанги толкателя подвижных стенок тукоделителя. 35 5. Система по пп, 1 - 4, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что блок обработки информации выполнен в виде микро ЭВМ. - гбПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 3351 ВНИИПИ 1 Тираж Подписноерственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5