Устройство для контроля и регулирования нормы высева

(5)5 А 01 С 7/О ЕТЕНИЯ К АНТОРСКС ВИДЕТЕЛ ЬС 46охозяйственный и яжкин му хо- ственачено нормы мущетипа. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ. ПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО(56) Авторское свидетельство СССРМ 1530118, кл. А 01 С 7/00, 1988.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЛИРОВАНИЯ НОРМЫ ВЫСЕВА(57) Изобретение относится к сельскозяйству, в частности к сельскохозяйному машиностроению, и предназндля автоматического регулированиявысева минеральных удобрений преиственно аппаратами тарельчатогоЦель изобретения - повышение прои тельности высевающего агрегата, Высеваемые удобрения из высевэющего аппарата 1 проходятчерез датчик 2 массы потока семян и удобрений, который вырабатывает сигнал, пропорциональный массе высеваемого материала, Датчик 7 пути вырабатывает прямоугольные импульсы, которые в блоке 8 управления преобразуются в команды, подключающие выходы датчика 2 и задатчика 4 нормы высева к интегратору 3. Интегратор 3 г.одключен к дискриминатору 6 с задатчиком 5 допуска на отклонение реальной дозы высева от нормы. Цепочки логических схем и счетчиков управляют работой сигнализаторов 17 - 19 и приводом туконаправителей при отклонении высева от заданной нормы за пределы допуска, для чего применены тиристорный коммутационный блок 20 и реверсивный мотор-редуктор 21. 8 ил.30 35 40 50 -егрэтора 3, при этом инвертор 50 подключен к узловой точке неинверсным входом, а ин вертор 51 - инверсным. Инверсный вход инверторэ 50 подключен к входу +ЬО Изобретение относится к сельскому хозяйству к области сельскохозяйственногомашиностроения.Целью изобретения является повышение производительности высевающего агрегата,На фиг. 1 изображена функциональнаясхема устройства; на фиг. 2 - кинематическая схема высевающего аппарата и принципиальная схема блока коммутации; нэфиг. 3 - функциональная схема датчика высевэ; на фиг. 4 - принципиальная схемаинтегратора; на фиг, 5 - принципиальнаясхема дискриминатора; на фиг, 6 - функциональная схема блока управления; на фиг, 7 - .временные диаграммы выходов датчика пути (а) и первого - четвертого ключевых элементов интегратора (б - г); на фиг, 8 -временная зависимость выхода датчика высева при сохранении нормы высева в заданных пределах допуска (а), при зэнижении (б)и превышении(в) его и временные диаграммы изменения заряда емкости интеграторав пределах одного цикла измерения при сохранении нормы высевэ (г), при отклоненииего за пределы допускэ в сторону занижения (д) и завышения (е) нормы высевэ.Устройство для контроля и регулироаэния нормы высева сыпучих материалов состоит из высевэющего апарэта 1, датчика 2массы ц(1) потока высевэемого материала,интегратора 3, задэтчикэ 4 нормы высевэ изадатчика 5 допуска нэ отклонение расходаот установленной нормы, дискриминэтора6, датчика 7 пути(т), блока 8 управления,пераол и втор; й логических схем 9 и 10ЗАПРЕТ; первого и второго счетчиков 11 и12 импульсов., первой и второй логически"схем ПАМЯТЬ 13 и 14, логической схемы 15ИЛИ-НЕ, блока 16 индикации, включающего сигнализэтор 17 "Больше", сигнализэтор18 "Норма" и сигнализатор 19 "Меньше",блок 20 коммутацил и мотор-редуктор 21,Высевэющий эппэрэт 1 состоит из врэщающейся с частотой в тарелки 22, являющейся днищем туковой банки 23, в нижнейчасти которой расположены туковысевающие окна 2 л и 25, внутри банки установленышарнирно соединенные с ней туконэправители 26 и 27, поводки которцх выведенынаружу, снабжены съемными рычагами 28 и29, соединенными между собой тягой 30,снабженной по концэм шарнирами, приэтом рычаг 29 снабжен кулисой 31, котораяпосредством винтовой пары 32 соединена с 5валом мотор-редукторэ 21, для чего приме: гна муфта 33, при этом нерезьбовой конецхс, звогг винта 34 снабжен упором 35, установленным между подшипниками 36 скольжения. Датчик 2 расхода ц(1) туков включает первичный преобразователь 37, выполненный нэ базе механотрона, включенного по дифференциальной схеме и установленного в тукопроводе таким образом, чтобы все частицы потока сыпучего материала воздействовали на его подвижный электрод, Выход первичного преобразователя 37 электрически подключен к входу усилителя 38, а его выход - к входу фильтра 39, отфильтровывающего высокочастотную составляющую входного сигнала ц первичного преобразователя 37. Выходом датчика 2 является напряжение От постоянного тока, величина которого пропорциональна массе ц(1) высевэемых частиц сыпучего материала.Интегрэтор 3 (фиг, 4) содержит четыре кл ючевых элемента 40 - 43, первую и вторую ВС-цепочки, образе ванные резисторами 44 и 45 и емкостями 46 и 47 соответственно, операционные усилители 48 и 49. Операционный усилитель 48 включен последовэтельно г. операционным усилителем 49, емкость 46 включена параллельно операционному усилителю 48, инверсный вход которого через резистор 44 первой ВС-цепочки и первый ключевой элемент 40 подключен к выходу летчика расхода туков, э вторым входом через емкость 47 второй ВС-цепочки подключен;: общей шине, выход второго операционн.,гс усллителя через резистор 45 и ключевой элемент 43 подключен к точке соединения зь водов операционного усилителя 48 и .,1,ости 47, неинверсный вход операционного усилителя 49 подключен к общей шине, к которой через ключевой элемент 42 подключен вывод резистора 44, второй параллельный вход резистора 44 через ключевой элемент 41 подключен к выходу зэдэтчикэ 4 нормы высевэ, э общая точка соединения операционных усилителей подключена к выходу дискриминатора б, при этом управляющие входы ключевых элементов 40 - 43 подключены к групповому выходу блока 8 упрэвления. Дискриминэтор 6 представляет собойдва параллелънс нлюченных инверторэ 50 и 51, узловая точка соединения которых через ключевой элемент 52 подключена к выходу инзэдэтчика допуска на отклонение нормы вцсева, неинверсный вход инверторэ 51 - к выходу - Л О задэтчикэ 5, Выходы инверторов 50 и 51 подключены к первым входам логических схем 9 и 10 ЗАПРЕ Г соответственно.25 50 Датчик 7 пути Цт) содержит индукционный первичный преобразователь и диск из листовой стали, по окружности которого расположены выступы на равном расстоянии один от другого, имеющие одинаковую ширину. Диск жестко закреплен на ступице опорно-приводного колеса высевающих аппаратов 1, а электрическая схема, закл 1 оченная в герметичный корпус, - на раме машины таким образом, чтобы выступы диСка проходили между полюсами датчика, Электрическая схема датчика обеспечивает выход в виде электрического напряжения логических "1" и "0" с частотой 1 (фиг. 7 а), Блок 8 (фиг. 6) управления содержит генератор 52 серии импульсов в виде логических "1" и "0", вырабатываемых под действием входных импульсов т 1, поступающих с датчика 7 пути, две логических схемы 53 и 54 ЗАДЕРЖКА и двухразрядный счетчик 55 пути. При этом первый импульсный выход из серии, вырабатываемый генератором 52, подключен к управляющему входу кл 1 очевого элемента 40, второй - к управляющему входу ключевого элемента 41, третий - кл 10- чевого элемента 42 и 43 интегратора 3, Второй выход генератора 52 через первую логическую схему 53 ЗАДЕРЖКА г 1 параллельно подключен к входам дискриминатора 6 и двухразрядного счетчика 55 пути. Выход г 2 счетчика 55 через вторую логическую схему 54 ЗАДЕРЖКА тз подключен к обнуляющим входам первого и второго счетчиков 11 и 12 импульсов и параллельно, минуя логическую схему, - к записывающим входам логических схем 13 и 14 ПАМЯТЬ, при этом время задержки тз больше времени задержки т 2Первый выход - л дискриминатора 6 подключен к выходу первой логической схемы 9 ЗАПРЕТ, а ее выход - к входу первого счетчика 11 импульсов, выход счетчика 11 подключен параллельно к запрещающему входу первой логической схемы 9 ЗАПРЕТ и к первому входу первой логической схемы 13 ПАМЯТЬ, второй, записывающий, вход схемы 13 подключен к выходу т 2 блока 8 управления, первый выход ее подключен к первому входу блока 16 индикации и к первому входу блока коммутации, второй выход схемы 13 подключен к первому входу логической схемы ИЛИ-НЕ 15,Вторая логическая схема 10 ЗАПРЕТ, подключенная входом к выходу - едискриминатора 6, счетчик 12 импульсов и логическая схема 14 ПАМЯТЬ соединены между собой аналогично первым схемам 9, 11 и 13, при этом выход логической схемы 14 подключен к третьему входу блока 16 индикаЦИИ И К ВТОРОМУ.". .;У 1 С,.-:-:.,с . ОМ 1 .;., а ВтОРОй ВЫХОД- гтркО .: ;с: ЛОГ."Ч-,С:Ой схемы 15 ИЛИ:.-,Блок 16 инд .;,а 11 и ОО:1 ерх,итт.,", ключе- ВЫХ ЭЛЕМЕНТЛ, РсРЕЗ КО 101 УЕ ПОДЬЛ 1 ОЧЕНЫисточ 1 п 1 ку 1.1 Г., пита 1(я ,гналиато;"ь 1 117 БОЛ::.", 18 "НОС 11(а":. 19 с:СЬШЕ , УП- ралляю 1 цие вхздь 1 ключевы. з-емстов блг,;а И.;пацци ПОдКЛК СЕНЬ К ПЕРВОМУ, В ГОРО 1 с и ГОЕТЬЕ 1., ;.:Х 1 с 1: СО;,.ОТО ГВЕН 110,, Ю( 0 11)ИГ 21 КО 1 с 1 Мута 111 И В "Л Ю 1 аЕ 1 иатЬ 1 -- Псстс 1 с 1 С 1 56 - ч 9 т:.1 О 1."ГПНЧ 11 с Юц 60 .,; Лотис 1 Е КУЮ С; Е 1,1,. ;. - 1 Е 61, ПОИ ЭТОМ а;Оды тиристОров 57 и 59 через тиристорный кгюч 60 подкл 1 очены к положительному зажиму источника Од п 1 тания катоды тири сторов 56 и 58 подклю 1 ены к Отрицлтельному зажиму источника питлн 1(я или нлоборотл 11 од т 11 ристооа 56 и катод тиристорл 57 соедгп 1 еы с одни:,1 зажимом двиглтеля мотор-редуктос, 21, .-торой зажим которого соед 1 нен с узлГ во; точкой, образованной вь водом 1:а 10 дл тиристора 59 и а 0,.101: тирис 10 ра 5 С. Упрлвлс 110 щие электрод,.:1 Гиристоро. 561 5911 одкл.оче 11 с 1 второму гхпду бло 1;л 20 кп" 1 тли 1 и к первому входу логиаской сха 11 ы И 11 Е 61, управля 10" щие л; акт:,;Оды -иристо"Ов 57 и 58 подклю ча ы к п",-рьому входу блока 20 ко.;:1 утлцю и к в-опа 1.у л;оду л;:Г",леской схе 1;. И-НЕ 61, выход которой подк очек управляющему входу тиристорного ключл 6 п,Устройство для контроля ; Оегулирован 1 я 00 мы в 1 севл сь 1 пу 11 х млтер 11 ллов рлботает сладу 1 ощи, образом,ПО 1 Д 1111 жв 1111 И сЗГРОГЛТа ЛРИ ВОДИМаЯ ОТ Опор 1,0 11 р 1.0 д 110 ГО кО 1 есз Тлт 1 кл 22 враГцлеся с ч:.;стОтО, О 1 . завися Оа. От сксООСТ 1 Д В 11 жа 1.ИЯ Л 1 РЕ Гатс 1, Г 1 РИ ВОДИТ В движение туки, засыпан",ые в Олку 23 туковысеваюп 1 ет 0 апплр;па 1, Туконлправители 26 И 27 рЛЗДЕЛЛ 10 Т д 13 Ижущ 1 у 10 сс 1 МаССУ И Напрлвляют аа в 1 уколысевлю(цие окна 24 и 25, под котооыми установлены воронки тукопроводов, В Од 1,ом из двух тукопооводов расположен чу 11 стеител 1 ный злел ент датчика 2 массы о 1(1 потока ьысеглемого материала, в результате воздействия которого на подвижный электрод;1 ехл 10 тоонл 11 л вход интегрлторл 3 поступает напрхе 1111 е От, ПРОПОРЦИОЧЛЛЬНОа 1 с ЛССО ПотапЛ 1 ЛСтИЦ, С датчика 7 пути цт 1. злла 10 шего 1 мпульсы с ЧаСТОТОЙ т 1, ПРОПОРЦИОНЛЛЬНОй СКОРОСТИ движения агрегата, нл вход генератора 52 импульсол блока 8 управления поступают ЗадаЮШИЕ СИГНЛЛЫ, ГЕасс.тор 02 ВЫОабатЫ- лает импульсь в виде логических "1" и "0"(фиг, 7 л), длительность которь х пропорциональна скорости джя 1 ет 1 ия агреглта. Эти им - пульсы поступают на управляющие входыключевых элементов 40 - 43 (фиг. 7 б - г), Винтервале времени с 2 - ф 1 открыт клнчевойэлемент 40 и с первичного преобразователя37 датчика 2 через усилитель 38 и фильтр 39на вход интегратора 3 поступает сигнал От. 5При открытом ключевом элементе 40 через .резистор 44 первой ВС-цепочки заряжаетсяемкость 46. Включенный параллельно ейоперационный усилитель 48 обеспечиваетлинейность зарядной характеристики емкости 46, Величина заряда емкости 46 за интервал времени 12 - И пропорциональнамассе туков, прошедших за этот интервалчерез тукопровод в почву, В момент времени т 2, с поступлением второго импульса от .15датчика пути, генератор 52 ключевым элементом 40 отключает вход От от интегратора, а ключевым элементом 41 подключаетзадатчик 4 нормы высева, Приложенное кемкости 46 опорное напряжение О, знак 20которого противоположен напряжению заряда, на отрезке времени тз - 12 вызываетразряд емкости. В момент времени тз ключевой элемент 41 закрывается, отключая напряжение от емкости 46. В зависимости от 25величины заряда емкость 46 полностью разряжается, если расход туков соответствовалустановленной норме (фиг. 8 а и г), перезаряжается до обратной полярности. если расход туков меньше заданного (фиг. 8 б, д), или 30имеет остаточный заряд, если расход превЬ шает установленную норму (фиг, 8 в, е), Винтеовале времени 4 - тз открыт ключевойэлемент 52 и емкость 46 подключается кзэдатчику 5 напряжения + Л О, пропорциональному граничным значениям допускана отклонение нормы высева. В результатесравнения напряжения + ЛО с остаточнымнапряжением емкости 46 на выходе дискриминатора 6 появляется один из выходов 40+е, - я или нуль, Время сравнения остаточного заряда емкости 46 определяется паузой т 4 - тз, вырабатываемой логическойсхемой 53 и равной времени т 1 . Сигнал+е через логическую схему 9 ЗАПРЕТ поступает на вход первого счетчика 11 импульсов,фиксирующего отклонение нормы высева отзаданной с превышением высева от заданного. Сигнал - я через вторую логическуюсхему 10 ЗАПРЕТ поступает на второй счетчик 12 импульсов, фиксирующий отклонениезысевэ от заданной нормы с превышениемнормы ниже допуска, при этом. на один изсчетчиков 11 или 12 за время одного циклаизмерения (интервал Ь - 11) возможно поступление только одного импульса, а при: блюдении нормы высева в пределах устанорленного допуска импульсы на счетчикине поступают. По окончании одного измерения генератор 52 вырабатывает импульс на входы ключевых элементов 42 и 43 и остаточный заряд емкости 46 подключается к нулевой шине через резистор 44. Емкость 47 резистор 45 и второй операционный усилитель 49 устраняют дрейф "нуля". К моменту времени т 5 схема подготавливается к новому циклу измеренияВыход т 1 первой логической схемы 53, блока 8 управления подается на вход двух- разрядного счетчика 55, задающего количество циклов измерения, равное 99. Импульсы, поступающие нэ первый и второй счетчики 11 и 12, фиксируются ими, и при достижении заданного значения счет прекращается, счетчики остаются заполненными до момента, когда двухразрядный счетчик 55 получит сотый импульс. При поступлении сотого импульса накопленная в счетчиках 11 и 12 информация переводится в память логических схем 13 и 14, если они к этому времени окажутся заполненными. Если за период ста циклов замеров ни один счетчик не будет заполнен, информэция в логические схемы 13 и 14 не переводится, С поступлением записывающего входа с выхода счетчика 55 информация, поступившая в память логических схем 13 и 14 запоминается, С выдержкой тз, устанавливаемой логической схемой 54 ЗАДЕРЖКА, на обнуляющие входы счетчиков 11 и 12 поступает сигнал с блока 8 управления и счетчики обнуляются. при этом запрещающие входы логических схем 9 и 10 снимаются, счетчики 11 и 12 подготавливаются к счету очередных импульсов. Если в памяти логической схемы 13 имеется информация о превышении заданной нормы высева, включается сигнэлизатор 17 "Больше" и нэ входы тиристоров 56 и 59 блока 20 (фиг. 2) поступает управляющий импульс, э тлристоры открываются, При этом по цепи "плюс" источника Оп питания - тиристорный ключ 60 - анод - катод тиристора 57 - катушка двигателя мотор-редуктора 21 - анод - катод тиристорэ 59 - "минус" источника питания протекает ток. Так как тиристоры 57 и 58 закрыты, короткое замыкание цепи управления исключено. Мотор-редуктор 21 через муфту 33 приводит во вращение ходовой винт 34, винтовая пара 32 перемещает кулису, тягу 30 и через рычаги 28 и 29 туконаправители 26 и 27 в направлении, ведущем к снижению расхода туков через высевные окна 24 и 25. Этот процесс длится, поко расход туков не снизится до установленной нормы с учетом положительного допуска, после чего поступление информации в память логической схемы 13 прекращается, С моментапоявления первого входа блока 16 индика- ции работает сигнализатор 17. По окончании работы мотор-редуктооа 21 сигнализатор 17 отключается. При появлении выхода второй логической схемы 14 ПАМЯТЬ включается сигнализатор 19 "Меньше", открываются тиристоры 57 и 58 блока 20 коммутации, двигатель мотор-редуктора 21 реверсируется и туконаправители перемещаются в обратном направлении, увеличивая массу потока ц(т) до заданной нормы.Если происходит нарушение технологического процесса, сопровождающееся значительной неравномерностью высева туков, индикаторы 17 и 19 включаются одновременно. Одновременное открытие всех четырех тиристоров 56 - 59 привело бы к короткому замыканию источника Ое питания, что исключается срабатыванием логической схемы И-НЕ 61, выход которой на вход ключевого элемента 60 прерывается и источник питания отключается от блока 20 коммутации.Перед началом работы высевающий аппарат настраивается на одинаковую норму высева через оба туковысевающих окна 24 и 25 в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя. По шкале электронного блока, установленного в кабине трактора, задается норма высева задатчиком 4 и допуск на ее отклонение задатчиком 5, При пробном проходе агрегата проверяется соответствие установленной нормы фактическому высеву.Так как через каждые 100 циклов измерения выход логических схем 13 и 14 снимается, двигатель мотор-редуктора 21 работает циклично, что исключает перерегулирование.Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать процесс поддержания высева в установленных границах допуска, контролировать процесс визуально и исключить остановки агрегата для выполнения регулировок, Опрос датчиков нескольких туковысевающих аппаратов осуществляет оператор или автоматический переключатель. формула изобретения Устройство для контроля и регулирования нормы высева, содержащее высевающий аппарат с направителем, снабженным приводом, датчик массы потока высевающего материала и задатчик нормы высева, выходы которых соединены с первым и вторым входами интегратора, дискриминатор, входы которого связаны с выходами интегратора, задатчика допуска на отклонение 5 г, 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нормы высева и первого в хода блока управления, две линии обработки сигнала, каждая из которых включает последовательно соединенные логическую схему ЗАПРЕТ, счетчик импульсов и логическую схему ПАМЯТЬ, при этом первая линия обработки сигнала подключена к выходу положительной, а вторая - отрицательной полярности дискриминатора, причем выходы первого и второго счетчиков соединены соответственно с входами первой и второй логических схем ПАМЯТЬ и с запрещающими входами первой и второй логических схем ЗАПРЕТ, а записывающие входы логических схем ПАМЯТЬ связаны с вторым выходом блока управления, третий выход которого подключен к обнуляющим входам первого и второго счетч ков, причем выходы логических схем ПАМЯТЬ соединены с первым и вторым входами блока индикации, а инверсные выходы логических схем ПАМЯТЬ подключены к входам логической схемы ИЛИ-НЕ, выход которой связан с третьим входом блока индикации, снабженным тремя индикаторными лампами для индикации заданного диапазона нормы высева, которые через соответствующие ключевые элементы подключены к соответствующим клеммам источника пиения, при этом управляющие входы ключевых элементов связаны с входами блока индикации, причем выход блока управления подключен к выходу датчика пути, а четвертый вы "од посредством информационной шины - к третьему входу интегратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности еысееающего агрегата, оно снабжено мотор-редуктором и блоком коммутации, который включает четыре тиристора, тиристорный ключ и логическую схему И-НЕ, при этом аноды второго и четвертого тиристоров через тиристорный ключ подключены к зажиму положительной полярности источника питания, катоды первого и третьего тиристоров связаны с зажимом отрицательной полярности источника питания, а анод первого и катод второго тиристоров обьединены и соединены с первой клеммой двигателя мотор-редуктора, вторая клемма которого связана с обьединенными анодом третьего и катодом четвертого тиристоров, причем обьединенные управляющие электроды первого и четвертого тиристоров связаны с первым входом логической схемы И-НЕ, с выходом первой логической схемы ПАМЯТЬ и первым входом блока индикации, а обьединенные у, равляющие электроды второго и третьего тиристоров соединены с вторым входом логической схемы И-НЕ, выходом второй логической схемы. ПАМЯТЬ и вторым входом блока индикации, при атом выход логической схемы И-НЕ подключен к управляющему входу тиристорного кпюча, кроме того, реверсивнцй выход . мотор-редуктора посредством соединитель ной муфты связан с направляющим элементом второй пары, ползун которой соединен с кулисой, закрепленной на конце первого рычага привода первого направителя высевающего аппарата, а второй направитель посредством второго рычага и тяги связан с первым рычагом,1613019 0 Составитель Л, ПантелееваТехред М,Моргентал Корректор Л, Пат дакто иткин оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина,Заказ 3843 Тираж 498 Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5