Устройство для лазерной обработки семян и растений
Полезная модель относится к области сельского хозяйства и может быть использована для предпосевной обработки семян и вегетирующих растений. Устройство включает лазерный генератор 1, закрепленный в трубчатой штанге 2, сканирующее устройство 8, установленное над лазерным генератором со стороны излучателя, включающее жестко закрепленный на штанге переходник, выполненный составным в виде фланца 9 с закрепленным сверху на нем кольцом 10, платформу 11, установленную с помощью подшипника 12 на переходнике с возможностью ее вращения посредством фрикционной передачи от электродвигателя, установленного на жестко закрепленной на переходнике несущей пластине 13 и помещенного в корпус 23, жестко прикрепленный к этой пластине и соединенный пружиной 24 со штангой, стойку 14, жестко закрепленную на платформе перпендикулярно ее поверхности, оси 15 и 16, установленные с помощью подшипников 17 на стойке на расстоянии друг от друга по длине стойки параллельно друг другу и поверхности платформы, два шкива 18 и 19, закрепленные на этих осях и связанные между собой ременной передачей 20, ролик 21, закрепленный на одной из осей и фрикционно связанный с верхней торцевой поверхностью неподвижного кольца переходника, зеркало 22, закрепленное на второй оси так, что его поверхность параллельна этой оси и пересекается с оптической осью излучателя лазерного генератора. На штанге закреплен кронштейн 4 монтажный для закрепления устройства на транспортном средстве при обработке полей, садов. Основание 3 выполнено съемным и крепится к штанге с помощью элемента 26. Устройство снабжено блоком 6 включения лазерного генератора в работу и блоком 7 управления. Лазерный генератор закреплен внутри штанги с помощью втулки 25, а фрикционная передача «электродвигатель-платформа» выполнена с помощью фрикционного валика 27, жестко закрепленного на оси электродвигателя и плотно соприкасающегося боковой поверхностью с боковой поверхностью платформы. Полезная модель надежна и удобна в работе. 3 з.п. ф-лы.
Полезная модель относится к области сельского хозяйства и может быть использована для предпосевной обработки семян и вегетирующих растений.
Известна система лазерной активации семян в буртах по патенту РФ №2072758, А01C 1/00, A01G 7/04, включающая источник лазерного излучения со сканирующим устройством, световодные устройства, состоящие из металлической трубы, в верхней части которой установлено зеркало, а в нижней - светорассеивающая линза, содержащая внутри конусное зеркало с оптическим датчиком, с наконечником, а также блок управления лазерным генератором.
Недостатком известной системы является недостаточная эффективность работы устройства, из-за того что она позволяет сканировать только горизонтальную оптическую плоскость, а также недостаточная надежность работы из-за большой трудоемкости юстировки приемных зеркал световодов в этой плоскости.
Известно устройство для стимулирования роста растений по а.с. СССР №957452, А01С 7/00, A01G 7/04, состоящее из лазеров, излучение которых через систему зеркал направляется на зеркало, которое дает развертку в одной плоскости, например, горизонтальной, и которое с помощью вибратора направляет лучи на другое зеркало, которое с помощью вибратора дает развертку в другой плоскости, например вертикальной.
Недостатком известного устройства является недостаточная надежность в его работе из-за технической сложности юстировки системы зеркал и осуществления сканирования луча в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с помощью качающихся зеркал, приводимых в движение электровибраторами, а также неудобство в работе, т.к. наличие целой системы зеркал, усложняет эксплуатацию устройства из-за необходимости очищать зеркала от пыли.
Наиболее близким к заявляемому устройству для лазерной обработки семян и растений является известное устройство для лазерной обработки семян и растений, содержащее лазерный генератор, размещенный в корпусе, штангу с основанием, на которой закреплен корпус лазерного генератора, электродвигатель, блок управления, сканирующее устройство, установленное над лазерным генератором со стороны излучателя и включающее в себя переходник в форме стакана, жестко закрепленного на корпусе лазерного генератора и имеющего в торце отверстие, ось которого совпадает с оптической осью излучателя лазерного генератора, платформу, установленную с помощью подшипника на стакане с возможностью ее вращения от электродвигателя,
установленного на несущей пластине, жестко закрепленной на стакане, стойку, жестко закрепленную на платформе перпендикулярно ее поверхности, снабженную двумя параллельными между собой осями, установленными с помощью подшипников на этой стойке на расстоянии друг от друга по длине стойки параллельно поверхности платформы, два шкива, закрепленные на этих осях и связанные между собой ременной передачей, ролик, закрепленный на одной из осей и фрикционно связанный с поверхностью неподвижного стакана, зеркало, закрепленное на второй оси так, что его поверхность параллельна этой оси и пересекается с оптической осью излучателя лазерного генератора (см. Патент РФ №2202869, A01C 1/00, A01G 7/04, 27.04.2003 Бюл. №12, с.6 - прототип).
Недостатком прототипа являются ненадежность работы устройства из-за того, что с течением времени ослабевает связь платформы с электродвигателем и связь ролика с поверхностью неподвижного стакана, а также неудобства работы с ним в полевых условиях, относительная громоздкость и трудоемкость в изготовлении из-за того, что лазерный генератор размещен в корпусе, который крепится сбоку к штанге, кроме того штанга и основание выполнены неразъемными, что вызывает неудобство при перевозке устройства в другое место и при работе с ним в полевых условиях.
Задача, решаемая полезной моделью, - повышение надежности работы устройства, удобства работы с ним, увеличение срока надежной эксплуатации и упрощение конструкции.
Цель полезной модели - обеспечить компенсацию утрачиваемой с течением времени силы трения деталей в фрикционной передачи «электродвигатель - платформа» и «переходник - ролик».
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве для лазерной обработки семян и растений, содержащем лазерный генератор, штангу с основанием, электродвигатель, блок управления, сканирующее устройство, установленное над лазерным генератором со стороны излучателя и включающее переходник с отверстием, ось которого совпадает с оптической осью излучателя лазерного генератора, платформу, установленную с помощью подшипника на переходнике с возможностью ее вращения посредством фрикционной передачи от электродвигателя, установленного на несущей пластине, жестко закрепленной на переходнике, стойку, жестко закрепленную на платформе перпендикулярно ее поверхности, снабженную двумя параллельными между собой осями, установленными с помощью подшипников на стойке на расстоянии друг от друга по длине стойки параллельно поверхности платформы, два шкива, закрепленные на этих осях и связанные между собой ременной передачей, ролик, закрепленный на одной
из осей и фрикционно связанный с верхней торцевой поверхностью переходника, зеркало, закрепленное на второй оси так, что его поверхность параллельна этой оси и пересекается с оптической осью излучателя лазерного генератора, согласно полезной модели оно дополнительно снабжено блоком включения лазерного устройства в работу, монтажным кронштейном, закрепленным на штанге, корпусом, жестко прикрепленным к несущей пластине, внутри которого расположен электродвигатель, пружиной, одним кольцом закрепленной на этом корпусе, а другим - на штанге, элементом крепления штанги к съемному с нее основанию, причем штанга выполнена трубчатой, лазерный генератор закреплен внутри штанги так, что его оптическая ось совпадает с осью штанги, переходник выполнен составным в виде фланца с закрепленным сверху на нем сменным концом, фрикционно связанным с роликом, и жестко закреплен на штанге соосно с ней, при этом лазерный генератор представляет собой полупроводниковый модуль с кристаллическим излучателем и блоком питания для него и закреплен внутри штанги с помощью втулки, а основание выполнено в виде трех шарнирно соединенных друг с другом трубчатых концевых опор, крепящихся к штанге с помощью болта.
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство отличается от известного наличием дополнительных элементов (корпусом, внутрь которого помещен электродвигатель, пружиной, одним концом закрепленной на указанном корпусе, а другим - на штанге, кронштейном, закрепленным на штанге, блоком включения лазерного устройства в работу и др.), а также взаимным расположение элементов и формой их выполнения: в прототипе лазерный генератор размещен в корпусе, который крепится к штанге, а в заявляемом устройстве лазерный генератор размещен внутри штанги; в прототипе переходник выполнен в виде стакана и жестко закреплен на корпусе лазерного генератора с помощью резьбового соединения, а в заявляемом устройстве переходник выполнен составным в форме фланца с закрепленным сверху на нем кольцом и жестко закреплен на штанге; в прототипе штанга и основание выполнены неразъемными, а в заявляемом устройстве основание снимается со штанги. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности НОВИЗНА.
Заявляемое техническое решение соответствует и критерию патентоспособности ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ, т.к. оно может быть использовано в области сельского хозяйства, в частности может применяться для предпосевной обработки семян и растений.
Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 схематически представлен общий вид заявляемого устройства, на фиг.2 - в разрезе.
Устройство содержит лазерный генератор 1, трубчатую штангу 2, внутри которой закреплен лазерный генератор так, что его оптическая ось совпадает с осью штанги, основание 3, кронштейн 4 монтажный, электродвигатель 5, блок 6 включения лазерного генератора в работу, блок 7 управления, сканирующее устройство 8, установленное над лазерным генератором со стороны излучателя и включающее переходник с отверстием, ось которого совпадает с оптической осью излучателя лазерного генератора, выполненный составным в виде фланца 9 с закрепленным сверху на нем сменным кольцом 10, жестко закрепленный на штанге соосно с ней, платформу 11, установленную с помощью подшипника 12 на переходнике с возможностью ее вращения посредством фрикционной передачи от электродвигателя, установленного на несущей пластине 13, жестко закрепленной на переходнике, стойку 14, жестко закрепленную на платформе перпендикулярно ее поверхности, оси 15 и 16, установленные с помощью подшипников 17 на стойке на расстоянии друг от друга по длине стойки параллельно друг другу и поверхности платформы, два шкива 18 и 19, закрепленные на этих осях и связанные между собой ременной передачей 20, ролик 21, закрепленный на одной из осей и фрикционно связанный с верхней торцевой поверхностью переходника - кольца, зеркало 22, закрепленное на второй оси так, что его поверхность параллельна этой оси и пересекается с оптической осью излучателя лазерного генератора, корпус 23, жестко прикрепленный к несущей пластине, внутри которого расположен электродвигатель, пружину 24, одним концом закрепленную на этом корпусе, а другим концом - на штанге, а также втулку 25, с помощью которой лазерный генератор закреплен внутри штанги, элемент 26 крепления штанги к основанию, фрикционный валик 27, жестко закрепленный на оси электродвигателя и плотно соприкасающийся с боковой поверхностью платформы.
Устройство работает следующим образом. Для перевода устройства из нерабочего положения в рабочее положение раскладывают основание 3, состоящее из трех шарнирно соединенных друг с другом трубчатых концевых опор и прикрепляют его к штанге с помощью болта 26. Устройство устанавливают над буртом семян или над растениями, или над черенками древесно-кустарниковых культур, подлежащими обработке. Блок 6 включения лазерного генератора в работу кабельным соединением (на чертеже не показано) подключают к блоку 7 управления. Блок управления подключают к электросети или к источнику постоянного тока и устанавливают режимы работы электродвигателя и лазерного модуля, т.е. скорость вращения, продолжительность включения. Электродвигатель 5 с помощью фрикционного валика 27 передает вращение платформе 11. Платформа с помощью подшипника 12, установленного на фланце 9 переходника, жестко закрепленного на штанге соосно с ней, вращается относительно неподвижной
штанги 2 в плоскости, перпендикулярной оптической оси излучателя лазерного генератора 1, закрепленного внутри трубчатой штанги 2 с помощью втулки 25 так, что ее ось совпадает с оптической осью излучателя. Вместе с платформой 11 вращается и закрепленная на ней стойка 14 с осями 15 и 16 и со всеми другими элементами, закрепленными на этих осях: шкивами 18 и 19, связанными между собой ременной передачей 20, подшипниками 17, зеркалом 22, роликом 21, фрикционно связанным с верхней торцевой поверхностью кольца 10 переходника. Ролик 21 катится по торцевой поверхности неподвижного кольца 10 переходника и свое вращение передает оси 15, на которой он закреплен, обеспечивая ее вращение в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения платформы. Вращение оси 15 посредством шкива 18, ременной передачи 20 и шкива 19 передается на вторую ось 16, на которой жестко закреплено зеркало 22 так, что его поверхность параллельна этой оси и пересекается с оптической осью излучателя. В результате этого зеркало 22 вращается одновременно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Отражаемый от зеркала лазерный луч сканирует окружающее пространство во всех направлениях, обрабатывая объект, над которым было установлено устройство. Для работы в полевых условиях устройство навешивают с помощью монтажного кронштейн 4 на трактор или на другое транспортное средство и, объезжая поле, осуществляют обработку растений.
Заявителями разработан и изготовлен экспериментальный образец заявляемой полезной модели, который был опробован при обработке зерна в условиях зернохранилищ, растений в полевых условиях, деревьев в условиях сада в течении продолжительного периода времени. Опыты показали надежную работу устройства, удобство работы с этим устройством, особенно при работе в полевых условиях. В качестве лазерного генератора был использован полупроводниковый модуль с кристаллическим излучателем с длиной волны 650-660 нм. Трубчатая стойка была выполнена из трубы диаметром 32 мм и длиной 1650 мм. Масса устройства в целом была в три раза меньше, чем у прототипа, что обеспечивало удобство работы с ним.
Снабжение заявляемого устройства пружиной 24, одним концом закрепленной на корпусе 23, в котором расположен электродвигатель 5, а другим концом - на штанге 2, не допускает ослабевания с течением времени силы трения между фрикционным валиком 27, жестко закрепленным на оси электродвигателя 5, и боковой поверхностью платформы 11, т.е. повышает надежность работы устройства.
Выполнение переходника составным в виде фланца 9 с закрепленным сверху на нем сменным кольцом 10, фрикционно связанным с роликом 21, обеспечивает, в случае ослабевания силы трения ролика о поверхность неподвижного переходника (с течением
времени), быструю замену кольца переходника, на котором крепится платформа с другими узлами устройства, что влечет за собой увеличение срока эксплуатации устройства.
Выполнение штанги 2 трубчатой и размещение лазерного генератора 1 внутри штанги снижает массу устройства в целом, что упрощает конструкцию и облегчает работу с устройством.
Выполнение основания 3 съемным со штанги в виде трех шарнирно соединенных друг с другом трубчатых концевых опор и наличие элемента крепления штанги к основанию позволяет отсоединять основание от штанги, складывать его и держать отдельно от остальной части устройства в нерабочем его положении, что обеспечивает удобство перевозки этих частей устройства раздельно ручной кладью, либо в багажнике легкового автомобиля, в автобусе или в самолете и обеспечивает оперативность его применения в практике полевых работ.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что заявляемая совокупность признаков полезной модели обеспечивает достижение поставленной цели и решение поставленной задачи.
1. Устройство для лазерной обработки семян и растений, содержащее лазерный генератор, штангу с основанием, электродвигатель, блок управления, сканирующее устройство, установленное над лазерным генератором со стороны излучателя и включающее переходник с отверстием, ось которого совпадает с оптической осью излучателя лазерного генератора, платформу, установленную с помощью подшипника на переходнике с возможностью ее вращения посредством фрикционной передачи от электродвигателя, установленного на несущей пластине, жестко закрепленной на переходнике, стойку, жестко закрепленную на платформе перпендикулярно ее поверхности, снабженную двумя параллельными между собой осями, установленными с помощью подшипников на стойке на расстоянии друг от друга по длине стойки параллельно поверхности платформы, два шкива, закрепленные на этих осях и связанные между собой ременной передачей, ролик, закрепленный на одной из осей и фрикционно связанный с верхней торцевой поверхностью переходника, зеркало, закрепленное на второй оси так, что его поверхность параллельна этой оси и пересекается с оптической осью излучателя лазерного генератора, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено блоком включения лазерного устройства в работу, монтажным кронштейном, закрепленным на штанге, корпусом, жестко прикрепленным к несущей пластине, внутри которого расположен электродвигатель, пружиной, одним концом закрепленной на этом корпусе, а другим концом - на штанге, элементом крепления штанги к съемному с нее основанию, причем штанга выполнена трубчатой, лазерный генератор закреплен внутри штанги так, что его оптическая ось совпадает с осью штанги, переходник выполнен составным в виде фланца с закрепленным сверху на нем сменным кольцом, фрикционно связанным с роликом, и жестко закреплен на штанге соосно с ней.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лазерный генератор представляет собой полупроводниковый модуль с кристаллическим излучателем и блоком питания для него и закреплен внутри штанги с помощью втулки.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основание выполнено в виде трех шарнирно соединенных друг с другом трубчатых концевых опор, крепящихся к штанге с помощью болта.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что платформа связана с электродвигателем посредством жестко закрепленного на его оси фрикционного валика, плотно соприкасающегося своей боковой поверхностью с боковой поверхностью платформы.
