Устройство для получения информации о равномерности высева материала

:В ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ИСАНИЕ ИЗО Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт защиты растений (72) А.А.Цырин и А.П.Валеник (53) 63 1.335,5(088,8)(56) Испытания сельскохозяйственн техники. Машины посевныеПрограм и методы испытаний. ОСТ 70,5, 1.-8 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О РАВНОМЕРНОСТИ ВЫСЕВА МА производительности и точности получения информации, улучшение условийтруда. Устройство содержит управляемый привод 1, высевающую систему 2,управляемый пробоотборник 3, блок 4.измерения массы, измерительные преобразователи 5, 6 угла и уровня, управляющую ЭВМ 7 и автозагрузчик 8.Перед проведением цикла измерений 8013351 оператор вводит в память управляющейЭВМ требуемые значения дискретностиизмерения угла поворота вала высевающего аппарата (ВА), числа отбираемыхпроб, частоты вращения вала привода 1 и программу эксперимента, Посигналу ЭВМ 7 "Начало отбора пробыв управляемый пробоотборник 3 выдает пробу материала, Проба попадаетв блок 4 измерения массы, При изменении угла поворота вала ВА на задан.ную величину ЭВМ 7 выдает сигнал"Окончание отбора пробы". Полученные результаты: масса материала пробы и угол поворота вала ВА вводятсяв память ЭВМ 7. Осуществляется от"бор нескольких проб материала содновременной фиксацией угла поворота вала ВА по заданной программе.ЭВМ 7 формирует сигнал "Остановкапривода Производится обработка ирегистрация информации, показывающей характер высева материала в соответствии с углом поворота нала ВА.5 ил.Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам контроля качества высева при использовании сельскохозяйственных машин.Цель изобретения - повышение производительности и точности получаемой информации, улучшение условий труда.На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для получения информации о равномерности высева материала высевающими аппаратами; на фиг.2- блок-схема управляемого привода, на фиг.З - блок-схема управ ляемого пробоотборника; на фиг,4 реализация расхода материала в функции угла поворота вала высевающего аппарата; ца фиг.5 - алгоритм работы ЭВМ.Устройство для получения информации о равномерности высева материала высевающими аппаратами состоит из управляемого привода 1, соединенного с одним из входов высевающей системы 2, состоящей из бункера, высевающего аппарата и материалопровода, управляемого пробоотборника 3, блока 4 измерения массы, измерительных преобразователей 5 и 6 угла и уровня, управляющей ЭВМ 7 и автозагрузчика 8, подключенного к второму входу высевающей системы 2, Входы управляющей ЭВМ 7 подключены к выходам измерительных преобразователей 5 и 6 и блока 4 измерения массы, а ее выходы соединены с управляющими входами управляемого привода 1, управляемого пробоотборника 3, блока 4 измерения массы и автозагрузчика 8, Выход управляемого привода 1 соединен с входом измерительного преобразователя 5 угла, а выходы высевающей системы 2 подключены к измерительному преобразователю 6 уровня и информационному входу управляемого.пробоотборника 3, выход которого соединен с информационным входом блока 4 измерения массы.Управляемый привод 1 предназначен для вращения вала высевающего аппарата с заданной частотой и состоит из электродвигателя 9 постоянного тока, редуктора 10, датчика 11 оборотов и блока 12 управления (фиг,2) . Управляющий вход управляемого привода 1 служит для установки заданного режима работы (частоты вращения), 10 152025303540 45 50 автоматического пуска и остановки привода.Управляемый пробоотборник 3 служит для выделения проб из формируемого на выходе высевающей системы 2 потока материала, высеваемых за каждую и-ю часть оборота вала высевающего аппарата, й подачи отобранных проб на блок 4 измерения массы 4 и состоит из схемы 13 управления, исполнительного механизма 14, пробоотборника 15 и накопительной емкости 16, которая служит для сбора неотобранной массы материала (фиг.3).Блок 4 измерения массы предназначен для измерения массы отобранных проб материала и преобразования результатов измерения в кодированные сигналы, Он имеет управляющий вход для внешнего запуска. Измерение массы производится при поступлении на управляющий вход сигнала от управляющей ЭВМ 7. Обязательной функцией блока 4 является функция вычитания предыдущего результата взвешивания.Блок 4 измерения массы может быть выполнен на базе любых электронных весов.Измерительный преобразователь 5 угла предназначен для измерения координаты углаповорота вала высевающего аппарата с заданной дискретностью в пределах одного оборота вала. Начало координаты углар соответствует некоторому заранее выбранному положению вала. Измерительный преобразователь 5 угла может быть вью полнен, например, в виде фотоэлектрического устройства, преобразующего угол поворота вала в выходной кодированный сигнал,Измерительный преобразователь 6 уровня предназначен для выработки сигналов о заполнении,и допустимом опорожнении бункера высевающей системы 2 и может быть выполнен, например, на базе фотоэлектрических преобразователей.Управляющая ЭВМ 7 предназначена для выполнения следующих функций: установка требуемой дискретности угла поворота вала высевающего аппарата и числа отбираемых проб, преоб 55 разование информации от измерительного преобразователя 5 угла в управляющие сигналы "Начало отбора пробы" и "Окончание отбора пробы",. формиру.емые на выходе, подключенном к уп1335147 равляющему входу управляемого пробоотборника 3; измерение длительностейпроб; установка заданного частотного режима работы, пуска и остановкипривода 1; обеспечение оптимальногоили заданного режима отбора проб;формирование импульсов запуска навыходе, подключенном к управляющемувходу блока 4 измерения массы; вычисление показателей контролируемогопроцесса (расхода материала, средних значений и средних квадратических отклонений параметров за заданное число измерений и др.), индикация и регистрация текущих и обобщенных показателей, а также формирование управляющих сигналов на выходе,подключенном к автоматическому загрузчику 8, при поступлении сигналов 20от измерительного преобразователя 6уровня.В качестве управляющей ЭВМ 7 мо- .жет быть использована любая управляющая микро-ЭВМ, обеспечивающая выполнение указанных функций,Автозагрузчик 8 предназначендля автоматического подцержания уровня материала в бункере высевающей системы 2 в заданных пределах.управление автозагрузчиком 8 осуществляетсяпо командам, вырабатываемым управляющей ЭВМ 7 по информации от измерительного преобразователя 6 уровня,С целью пояснения возможных режимов отбора проб рассмотрим реализацииформируемого на выходе высевающейсистемы 2 расхода материала 1 вфункции углаповорота вала высе-.вающего аппарата (фиг.4) . В одном обо роте вала (= 2 Я ) укладываетсятолько один период функции о = Г(ц ),Количество таких периодов определяется конструктивными особенностями(числом желобков, ложечек и т.п,) 45исследуемого аппарата и составляетдля существующих аппаратов = 5-20.Разделим угол ( = 2 , соответствующий повороту вала аппарата наодин оборот, на п равных частей 50(на фиг,4 каждый оборот вала разделен на 6 угловых интервалов, т.е.п=6), Для определения масс материала, высеваемых за каждую п-ю часть- " (к-) т,е, требуется найти площади криволинейных трапеций (по-разному заштрихованных на фиг.4 а).Для этого нужно из общего потокаматериала, формируемого на выходе 15высевающей системы 2, выделить сначала пробу материала, высеянного уголЬЦ2 Я 2 Т )55оборота т. е. за углы ларе (1-1) 1 суфп где к=1,2, необходимо определитьинтегралы от расхода материала в пределах граничных значений каждого интервала 1,.нза угол поворота вала 4 с О;(фиг,4 а, проба А), измерить время отбора пробы, подать пробу на блок 4 измерения массы, произвести взвешивание и результат взвешивания направить в управляющую ЭВМ 7 для обработки и регистрации. Затем отобрать пробу материала, высеянного за угол 4 тЬс Е-(фиг.4 а проба Б)66у Ф провести указанные операции и т.д,Цикл измерений в данном случае завершается после регистрации массы пробы (фиг.4 а, проба Е), высеянной эа Однако технически реализовать отбор проб, измерение их массы, обработку и регистрацию полученной информации в течение одного оборотавала высевающего аппарата ( Ч = 27 ) практически невозможно, поскольку на операции измерения, обработки и регистрации затрачивается время, пре. вышающее время отбора пробы. Поэтому имея в виду, что характер изменения фУнкЦии 1 Ч от обоРота к обоРотУ сохраняется (при заданных параметрах высевающего аппарата и частоте вращения его вала), достаточно взять такую выборку иэ реализации функции Я = Г(ц), чтобы за цикл измерений определялась масса каждой п-й части оборота вала.Примеры реализаций упорядоченного и оптимального режимов отбора проб показаны на фиг,4 б, в. Первой выделяется проба А, второй - Б, третьей - В, четвертой - Г, пятой - Д, шестой - Е (фиг.4 б, заштрихованные пло 1335147щади), Угловой интервал дь, междуокончанием отбора пробы и началомотбора следующей равен 2 Ъ . Временной интервал дь между отбираемымипробами выбирается так,что при максимальной исследуемой частоте вращения вала времянеобходимое длявыполнения операций измерения, обработки и регистрации информации, непревышает минимальной величины до,Цикл измерений производится за шестьоборотов вала (фиг,46),Если время д ь необходимое длявыполнения операций измерения, обработки и регистрации, больше времениповорота вала высеиваищего аппаратана и оборотов, то угловой интервалдь, между отбираемыми пробами приупорядоченном их отборе равен 27 пРассмотрим оптимальный (в смыслеминимума времени, затрачиваемого напроведение эксперимента) режим отбора проб в случае, если время.выполнения измерения обработки и регистрации не превышает времени поворотавала высевающего аппарата на 1/3 оборота при максимальной рабочей частоте вращения вала (Фиг,4 в) . Пробы вданном случае отбираются в следующейпоследовательности; А, Г, Д, В, Еи весь цикл измерений производитсяза три оборота вала, Заданная последовательность отбора проб реализуетсяпри помощи соответствующей программыработы устройства.Для более точной оценки равномерности высева материала число и должно выбираться достаточно большим(п 30), Для повышения достоверностиполучаемой информации нужно прочзводить несколько циклов измерений, Таким образом, если оборот вала разделен, например, на 30 равных частей(и:30) и производится пять цикловизмерений, то общее количество отбираемых проб составит 150.Устройство работает следующим образом,Перед проведением цикла (циклов)измерений в память управляющей ЭВМ 7оператором вводятся требуемые значения дискретности измерения угла поворота вала высевающего аппарата,числа отбираемых проб, частоты вращения вала привода 1 (или программа изменения частоты привода) и другие параметры, а также программаэксперимента (включающая подпрограм 51015 ми режима отбора проб, обработкии регистрации информации), Затем свыхода управляющей ЭВМ 7 подаетсяуправляющий сигнал на блок 12 управления управляемого привода 1, с помощью которого устанавливается заданная частота вращения вала высевающего аппарата. При этом на выходе высевающей системы 2 (фиг.1) формируется поток материала, поступающий в накопительную емкость 16 управляемого пробоотборника 3 (фиг.3),а измерительный преобразователь 5угла измеряет координату угла поворота вала высевающего аппарата.После этого оператором дается команда на выполнение заданной про граммы эксперимента. В соответствии с.заданной программой режимаотбора проб (упорядоченного или оптимального, Фиг. 4) в некоторый момент времени, соответствующий появ пению на выходе измерительного преобразователя 5 угла определенногоначального кодированного сигнала,на выходе управляющей ЭВМ 7, соединенном с управляемым пробоотборни ком 3, формируется сигнал Началоотбора пробы", поступающий на схему13 управления (фиг.З) . Последняявырабатывает командный импульс, вызывающий срабатывание исполнительного механизма 14 управляемого пробоотборника 3, в результате чего навыходе последнего начинает выделяться проба материала, направляемая наблок 4 измерения массы. При измене-40 нии информации на выходе измерительного преобразователя 5 угла на заданный шаг дискретности на входесхемы 13 управления появляется сигнал "Окончание отбора пробы, кото рый вызывает срабатывание схемы 13управления и исполнительного механизма 14, и выделение пробы материала прооотборником 15 прекращается.Высеваемый материал снова начинает 50 поступать в накопительную емкость 15(фиг.З). Длительность пробы (временной интервал между началом и окончанием отбора пробы), измерения управляющей ЭВМ 7, записывается в память последней. Отбор следующей пробы может быть произведен только после поступления в управляющую ЭВМ 7информации от блока 4 измерения массы.1335147 г. г Через заданное время после окончания отбора пробы, которое выбирается экспериментально и должно быть не меньше суммарного времени транс-5 портного запаздывания подачи материала с выхода управляемого пробоотборника 3 на блок 4 измерения массы и установления датчика блока 4, на выходе управляющей ЭВМ 7, соединен О ном с блоком 4, формируется управляющий сигнал "измерение массы"По окончании взвешивания на выходе блока 4 измерения массы появляется информация о массе отобранной про бы, которая поступает в управляющую ЭВМ 7 и, в зависимости от предусмотренного в программе эксперимента режима обработки и регистрации, записывается в память управляющей ЭВМ 7, 20 выводится на печать и т.п. При поступлении информации о массе отобранной пробы в управляющую ЭВМ 7 в соответствии с заданной программой начинается отбор следующей пробы25 и т,д. После отбора последней пробы управляющая ЭВМ 7 вырабатывает управляющий сигнал Остановка Привода поступающий на вход управляемого привода 1, производит окончательную 30 обработку и регистрацию информации.Если в процессе работы уровень материала в бункере высевающей системы 2 становится меньше нижней допустимой границы, на выходе измерительного преобразователя 6 уровня появляется сигнал Эагрузка", по которому управляющая ЭВМ 7 вырабатывает управляющий сигнал на автозагрузчик 8. Последний производит за грузку бункера, При достижении уровнем материала верхней допустимой границы на выходе измерительного преобраэователя 6 уровня формируется сигнал "Конец загрузки", по которомууправляющая ЭВМ 7 вырабатывает соответствующий управляющий сигнал на автозагрузчик 8, и загрузка прекращается. Формула изобретения Устройство для получения информации о равномерности высева материала, содержащее управляемый привод, связанный с высевающей системой, Й пробоотборник, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и точности получаемой информации, улучшения условий труда, оно снабжено блоком измерения массы, измерительными преобразователями угла и уровня, автозагрузчиком и управляющей ЭВМ, а пробоотборник выполнен управляемым, при этом управляемый привод связан через высевающую систему и измерительный преобразователь уровня с первым входом управляющей ЭВМ, второй вход которой связан с выходом управляемого привода через измерительный преобразователь угла, а третий - с выходом блока измерения массы, причем выходы управляющей ЭВМ соединены соответственно первый с управляемым приводом, второй - с первым входом управляемого пробоотборника, второй вход которого соединен с вторым выходом высевающей системы, третий - с первым входом блока измерения массы, второй вход которого соединен с выходом управляемого пробоотборника, а четвертый через автозагрузчик соединен с вторым входом высевающей системы.% Составитель С.ЗаруцкийРедактор И.Николайчук Техред Л.Сердюкова Корректор И.Мус Подписноомитета СССРкрытий 3988 1 Тираж 627 ВНИИПИ Государственног по дедам изобретений и 113035, Москва, Ж,аушская наб,роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Ъ о" 1 ф ь 6 Ъ зйл О.".о Мр) о Ф ъо