Система автоматизированного контроля посевных комплексов

Авторы патента:

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, к устройствам для контроля и сигнализации о ходе выполнения технологического процесса сельскохозяйственными агрегатами, а именно осуществления контроля высева семян.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение надежности, информативности, и удобства эксплуатации системы контроля.

Указанная цель достигается тем, что в системе автоматизированного контроля посевных комплексов, содержащей соединенные между собой кабелем связи блок индикации, датчики расхода семян, датчик вращения вентилятора воздушно-семенного потока, датчик вращения вала, датчики наличия посевного материала в бункерах, согласно полезной модели, все датчики содержат микропроцессоры для первичной обработки сигналов и организации обмена данными с блоком индикации, что позволяет оптимизировать алгоритмы обработки и передачи данных, минимизировать число линий связи, повысить надежность, помехозащищенность, информативность системы, уменьшить габариты ее функциональных блоков и исключить из состава системы промежуточные блоки сбора, ретрансляции и передачи данных.

Кроме того, блок индикации автоматически определяет количество датчиков, контролируемых системой, что делает систему пригодной для эксплуатации на всех существующих посевных комплексах с пневматической подачей посевного материала.

Кроме того, блок индикации снабжен оптимальным набором индикаторов аварийных и нормальных режимов с широким углом обзора: индикаторы опустошения бункеров, индикатор неисправности датчика расхода семян, индикатор забитого семяпровода, индикатор вращения вала дозатора, индикатор оборотов вентилятора, индикатор номера неисправного датчика расхода семян или забитого семяпровода.

Кроме того, на блоке индикации вместо маркировки применяются пиктограммы, что существенно повышает скорость зрительного восприятия.

Кроме того, каждый датчик системы: датчик расхода семян, датчик вращения вентилятора, датчик вращения вала дозатора, датчик наполнения бункера снабжен собственным индикатором, который сигнализирует оператору о состоянии датчика независимо от блока индикации.

Система непрерывно контролирует: засоренность семяпроводов, заполнение бункеров посевного материала, скорость вращения вентилятора воздушно-семенного потока, скорость вращения вала дозатора, исправность всех функциональных блоков и выдает соответствующую информацию в виде световой и звуковой сигнализации, что положительно влияет на качество высева и предупреждает о возможности возникновения неисправностей посевного комплекса. Заявляемая полезная модель обеспечивает повышение надежности, информативности и удобства эксплуатации системы контроля высева семян.

Известна система контроля высева "Нива-23," содержащая соединенные между собой датчики высева семян, датчик пути и монитор с дисплеем и блоком обработки данных («Система контроля высева "Нива-23". Техническое описание и инструкция по эксплуатации, ТУ У 13947468.007-98, ООО "Полтавская инженерная группа", г.Полтава, Украина).

Данная конструкция позволяет контролировать точность высева семян, получая информацию о норме и равномерности высева, скорости движения и других технологических показателях работы посевного агрегата. Владея информацией о характеристиках процесса высева, появилась возможность влиять на их качественные показатели. Данная система позволяет экономить семена, улучшить качество сева и увеличить урожайность.

Вместе с тем, при определенных достоинствах, данная система контроля высева имеет и существенные недостатки:

- система не предназначена для применения на широкозахватных сеялках с пневматической подачей посевного материала.

- блок обработки данных имеет невысокую информационную чувствительность, подача и изменение текущей информации происходит минимум через 16 метров, что снижает оперативность работы системы в целом;

- дисплей монитора (жидко-кристаллический индикатор) имеет небольшой угол обзора, непригоден к эксплуатации и хранению при низких температурах и имеет низкую стойкость к механическим повреждениям;

- система оснащена слабым звуковым сигналом, который может быть не услышан во время работы посевного комплекса;

- необходима остановка агрегата для ручного выполнения настройки системы на агротехнические режимы работы комплекса, что отрицательно сказывается на производительности агрегата и создает неудобства в работе механизатора;

Известна также система контроля высева семян «Ритм», содержащая соединенные между собой и закрепленные при помощи специальных кронштейнов на сеялке и тракторе датчики высева семян, датчик пути и монитор с дисплеем и блоком обработки данных (патент РФ 66145, МПК А01С 7/00 09.01.2007 г.).

Данная система следит за отклонениями от рекомендуемой скорости и выдает информацию о ней в виде световой и звуковой сигнализации, что положительно влияет на такой параметр, как равномерность высева семян.

При определенных достоинствах, данная система контроля высева имеет и существенные недостатки:

- система не осуществляет контроль ответственных вращающихся механизмов;

- применение датчиков засорения семяпроводов емкостного типа приводит к возникновению ложных срабатываний при прохождении между чувствительными элементами инородных предметов, таких как шелуха, водные капли и т.д., а так же при неправильной выдержке расстояния от корпуса датчика до металлических частей агрегата;

- использование датчиков с необходимостью встраиваемого монтажа приводит к обязательному разрезанию семяпроводов, что снижает их механическую прочность и увеличивает время монтажа датчиков.

- применение в качестве дисплея светодиодного матричного модуля с недостаточной яркостью снижает его зрительную восприимчивость при ярком солнечном свете.

Известно устройство контроля посевных почвообрабатывающих комплексов, содержащее соединенные между собой блок индикации параметров, блок сбора и ретрансляции данных, блок сбора и передачи данных, датчики наличия высеваемых материалов, датчики подачи зерна и удобрений и устройство ввода коэффициентов для расчета (патент РФ 26712, МПК Н04В 3/46 22.05.2002 г.).

Данное устройство позволяет автоматизировать процесс посева и улучшить качество посева. Это достигается тем, что устройство обеспечивает достаточно полный контроль параметров работы узлов и агрегатов и позволяет оперативно информировать механизатора об их неисправности и режимах их работы, а также позволяет непрерывно контролировать такой важный параметр, как норма высева семян.

Описанная конструкция является наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному результату к заявляемой полезной модели и принята за прототип.

Данное устройство имеет существенные недостатки:

- отсутствие индивидуального контроля каждого семяпровода уменьшает надежность контроля и скорость устранения засорения в процессе высева;

- устройство не осуществляет контроль вращения вала дозатора;

- сложность зрительного восприятия информационной панели, связанная с мелкими размерами индикаторов и маркировки и необходимостью пересчета светодиодов при поиске соответствующего засоренного распределителя.

Таким образом, основными недостатками системы высева семян, принятой за прототип, является отсутствие надежного контроля высева, из-за отсутствия датчиков засорения непосредственно на семяпроводах, недостаточный уровень информативности, из-за неудобства зрительного восприятия информации на панели индикации, недостаточная оперативность системы при возникновении неисправностей процесса высева.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение надежности, информативности и удобства эксплуатации системы контроля высева.

Указанная цель достигается тем, что в системе автоматизированного контроля посевных комплексов, содержащей соединенные между собой кабелем связи блок индикации, датчики расхода семян, датчик вращения вентилятора воздушно-семенного потока, датчик вращения вала, датчики наличия посевного материала в бункерах, согласно полезной модели, все функциональные блоки содержат микропроцессор для первичной обработки сигналов и организации обмена данными с блоком индикации, что позволяет оптимизировать алгоритмы обработки и передачи данных, минимизировать число линий связи, повысить надежность, помехозащищенность, информативность системы, уменьшить габариты ее функциональных блоков и исключить из состава системы промежуточные блоки сбора, ретрансляции и передачи данных.

Кроме того, применение пиктограмм вместо маркировки на блоке индикации существенно повышает скорость зрительного восприятия.

Применение в системе контроля высокочувствительных датчиков расхода семян акустического типа позволяет повысить чувствительность и надежность работы системы. Применение в датчике микропроцессорной обработки данных позволяет добиться высокой достоверности результатов и оптимизировать алгоритмы их передачи в блок индикации.

Осуществляется индивидуальный контроль каждого семяпровода, что на практике снижает время устранения засорения в процессе высева. Механизатор, находясь в кабине, получает полную информацию о качестве высева семян в каждом ряду. Таким образом, оперативность в работе и надежность контроля высева значительно повышается.

Совокупность вышеуказанных существенных признаков предлагаемой полезной модели неизвестна автору из уровня существующей техники, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «новизна».

Совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели может быть многократно воспроизведена в промышленности и сельском хозяйстве с достижением поставленной цели по повышению надежности, информативности, оперативности и удобства эксплуатации посевного комплекса, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «промышленная применимость».

Сущность заявленной полезной модели поясняется структурной схемой на фиг.

Система автоматизированного контроля посевных комплексов содержит, блок индикации (1), датчик вращения вентилятора воздушно-семенного потока (2), датчик вращения вала дозатора (3), датчики бункеров (4, 5) и датчики расхода семян (6), указанные на фиг. Перечисленные элементы системы соединены кабельной разводкой и закреплены на сеялке и в кабине механизатора.

Работа системы осуществляется следующим образом:

Блок индикации (1) устанавливается в кабине транспортного средства в удобном для оператора месте. Датчик вращения вентилятора воздушно-семенного потока (2) и датчик вращения вала дозатора (3) устанавливаются на специальных кронштейнах с заданным зазором вблизи магнитов, установленных на вращающихся деталях вентилятора и вала. Датчики заполнения бункера (4) и (5) - в отверстие в наружной стенке бункера. Датчики расхода семян (6) - на семяпроводах при помощи резьбовых хомутов. Составные части системы соединяются с помощью кабеля, по которому передается питание и информация.

Блок индикации (1) собирает и обрабатывает информацию со всех датчиков системы и выводит полученную информацию на дисплей в удобном для оператора виде.

Система позволяет полностью осуществлять контроль всего технологического цикла высева и осуществить быстрое устранение возникающих неисправностей. Для привлечения внимания механизатора система дублирует индикацию неисправности звуковым сигналом.

Полная и точная информация о ходе и качестве высева семян, как по каждому ряду, так и по полю в целом, позволяет оперативно влиять на процесс высева.

Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает повышение надежности, информативности и удобства эксплуатации системы контроля высева семян.

1. Автоматизированная система контроля посевных комплексов, содержащая соединенные между собой кабелем связи блок индикации, датчики расхода семян, датчик вращения вентилятора воздушно-семенного потока, датчик вращения вала, датчики наличия посевного материала в бункерах, отличающаяся тем, что все датчики содержат микропроцессоры для первичной обработки сигналов и организации обмена данными с блоком индикации.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок индикации автоматически определяет количество контролируемых датчиков.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок индикации снабжен оптимальным набором индикаторов аварийных и нормальных режимов с широким углом обзора: индикаторы опустошения бункеров, индикатор неисправности датчика расхода семян, индикатор забитого семяпровода, индикатор вращения вала дозатора, индикатор оборотов вентилятора, индикатор номера неисправного датчика расхода семян или забитого семяпровода.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый датчик системы: датчик расхода семян, датчик вращения вентилятора, датчик вращения вала дозатора, датчик наполнения бункера снабжен собственным индикатором, который сигнализирует оператору о состоянии датчика независимо от блока индикации.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что на блоке индикации вместо маркировки применяются пиктограммы.