Устройство для управления расходом клубней картофелепосадочной машины

 

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в устройствах для управления расходом клубней картофелеуборочной машины. Сущность изобретения: устройство включает на одном валу с диском высаживающего аппарата 18 гидромотор 38, вход которого через золотник 37 подключен к выходу дроссель-регулятора 35, механически связанного с электродвигателем 34, подключенным через усилитель мощности 33 к внешнему выходу второго порта ввода-вывода информации 32 микропроцессорного блока управления. Формирователь аналогового сигнала 3 состоит из трех индуктивно связанных между собой катушек. При этом первая катушка индуктивности включена параллельно пластинам датчика расхода клубней 1, вторая катушка включена в цепь высокочастотного генератора, а третья катушка одним своим выходом соединена с корпусом, а вторым подключена через детектирующий диод к входу операционного усилителя , выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 5 и через формирователь прямоугольных импульсов 4 - к управляемому входу первого порта ввода-вывода информации 6 микропроцессорного блока управления. 11 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к вопросам управления расходом клубней картофелепосадочной машины.

Известно электронное устройство для точной высадки клубней, разработанное шотландским центром сельского хозяйства-SCAE/Scottish Centre of Agricultural Enginneerinl/ при содействии фирмы-изготовителя хрустящего картофеля Walker Crisps (Farmer Weekly (Великобритания). 1990, v. 112, N 18, р. 49). Устройство содержит электронный блок управления, связанный с управляемым гидромотором привода системы высадки клубней и двумя датчиками: датчиком поступательной скорости сажалки и датчиком скорости ленты ложечного высаживающего аппарата. Нужное расстояние между клубнями в рядке тракторист устанавливает на пульте. Расстояние это можно плавно регулировать в пределах 200-450 мм.

Основным принципиальным недостатком устройства является отсутствие канала измерения расхода клубней, что не позволяет оценивать качество технологического процесса с учетом установленных агротехнических требований, и не позволяет определять в потоке клубней наличие "двоек" (двух и более одновременно выпавших из высаживающего аппарата клубней) и пропусков. А как известно, если количество "двоек" более 2% значит тип ложечек, установленных на высаживающем аппарате не соответствует фракционному составу картофеля. В этом случае необходимо сменить ложечки на аппарате, либо заменить, если это возможно и целесообразно, посадочный материал. Наличие в потоке клубней пропусков является следствием нескольких причин: залипание в ложечках высаживающего аппарата клубней картофеля; несоответствие типа ложечек фракционному составу картофеля; велика скорость ленты ложечного высаживающего аппарата.

Выявить и устранить указанные нарушения технологического процесса известное устройство не позволяет.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля и регулирования рабочего режима картофелепосадочной машины, включающее датчик расхода клубней, датчик пути, датчик частоты вращения диска высаживающего аппарата, блок индикации, исполнительный механизм и схему преобразования, содержащую счетчик клубней, тактовый генератор, блок памяти, вычислителный блок, дешифратор, блок сравнения, задающий блок, блок рассогласования и преобразователи датчиков пути и частоты вращения высаживающего аппарата, причем датчик расхода клубней через счетчик соединен с одним из входов блока памяти, к другому входу которого подключен первый выход тактового генератора, второй выход последнего соединен с входом задающего блока, выход которого подсоединен к входам вычислительного блока, к другим входам последнего подключены выходы блока памяти и преобразователя, соединенного с датчиком пути, при этом один выход вычислительного блока через дешифратор соединен с блоком индикации, а другой посредством блока рассогласования соединен с вторым входом блока сравнения, к другим входам которого соответственно подсоединены выходы задающего блока и выходы преобразователей датчиков пути и частоты вращения диска высаживающего аппарата, а выходы блока сравнения подключены к исполнителным механизмам.

Существенным недостатком данного устройства является то, что регулирование рабочего режима картофелепосадочной машины предлагается осуществлять двумя путями, в одних ситуациях за счет изменения скорости движения агрегата, путем воздействия на рейку топливного насоса, а в других изменением частоты вращения диска высаживающего аппарата при помощи встроенного в привод гидравлического вариатора. Но поскольку привод вариатора осуществляется от вала отбора мощности (ВОМ) трактора, то изменение скорости движения агрегата при изменении подачи топлива и изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя ведет к изменению частоты вращения диска высаживающего аппарата, что делает такой способ регулирования неэффективным и нецелесообразным.

Другим недостатком данного устройства является использование в качестве исполнительного механизма достаточно громоздкого гидравлического вариатора. Известно, что такие вариаторы предназначены для использования в передачах, где имеют место высокие частоты вращения, тогда как частота вращения диска высаживающего аппарата не превышает 50 об/мин, что недостаточно для эффективной работы вариатора.

К недостаткам рассматриваемого устройства следует отнести и то, что сигнал на подрегулировку вырабатывается в устройстве по результатам сравнения средних фактических значений расхода клубней с заданным (настроечным) без учета причин технологического отказа, что может привести к отклонению от заданной густоты посадки, определяющей не только урожайност, но и выход стандартных клубней посадочной фракции.

Причин, в результате которых происходит отклонение среднего фактического расхода клубней от настроечного при работе картофелепосадочной машины, несколько: несоответствие поступательной скорости сажалки частоте вращения диска высаживающего аппарата; наличие в потоке клубней большого количества "двоек"; большое число пропусков. Только в первом случае требуется подрегулировка машины, во всех остальных случаях требуется остановка машины и устранение технологического отказа. Поэтому в таких устройствах должна быть предусмотрена возможность анализа причины технологического отказа, после которого должен вырабатываться сигнал либо на подрегулировку машины, либо на остановку агрегата.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей устройства и обеспечение равномерной раскладки клубней картофеля в рядках в соответствии с установленной агротехнической нормой.

Цель достигается тем, что устройство для управления расходом клубней картофелепосадочной машины, включающее датчик расхода клубней, связанный с опорным колесом датчик пути с первым формирователем дискретного сигнала, генератор тактовых импульсов, блок памяти, дешифратор, вычислительный блок, исполнительный механизм регулирования частоты вращения диска высаживающего аппарата, исполнительный механизм для регулирования давления в гидросистеме транспортного средства, систему индикации, снабжено аналого-цифровым преобразователем, втоырм формирователем дискретного сигнала, формирователем прямоугольных импульсов, блоком формирования аналогового сигнала, усилителем мощности, датчиком счета высаженных клубней и системой магистралью с подключенными к ней блоком оперативной памяти, блоком матричной клавиатуры с контроллером клавиатуры, первым, вторым и третьим счетчиками временных интервалов, первым и вторым портами ввода-вывода информации, при этом вычислительный блок выполнен в виде универсального восьмиразрядного микропроцессора с цепью начальной установки, который подключен к системой магистрали посредством буфера и схемы формирования управляющих сигналов, информационный блок выполнен в виде подключенного к системной магистрали посредством контроллера индикации жидкокристаллического индикатора и подключенной к системой магистрали через контроллер звуковой сигнализации динамической головки, а исполнителный механизм для регулирования давления в гидросистеме транспортного средства снабжен электродвигателем, электрически связанным через усилитель мощности с выходом второго порта ввода-вывода информации, предохранительным клапаном, включенным между напорной и сливной магистарлями гидросистемы транспортного средства, и дроссель-регулятором, полость которого включена последовательно в напорную магистраль гидросистемы транспортного средства, а регулирующий элемент механически свяазн с электродвигателем, при этом исполнительный механизм регулирования частоты вращения диска высаживающего аппарата снабжен гидромотором, механически соединенным с осью упомянутого диска и гидравлически с двухлинейным трехпозиционным золотником, соответствующие полости которого связаны с напорной и сливной магистарлями гидросистемы транспортного средства, причем выход первого формирователя дискретного сигнала соединен со вторым входом второго счетчика временных интервалов, первый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход датчика счета высаженных клубней подключен ко второму входу третеьго счетчика временных интервалов, первый вход которого связан с выходом генератора тактовых импульсов, а выход датчика расхода клубней посредством блока формирования аналогового сигнала подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого связан со вторым входом первого порта ввода-вывода информации, и к входу формирователя прямоугольных импульсов, выход которого соединен с первым входом первого порта ввода-вывода информации и вторым входом первого счетчика временных интервалов, при этом выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу первого счетчика временных интервалов, а формирователь аналогового сигнала снабжен тремя индуктивно связанными между собой катушками индуктивности, диодом, высокочастотным генератором и операционным усилителем, причем одна из катушек индуктивности подключена параллельно выходу датчика расхода клубней, вторая включена в схему высокочастотного генератора, а третья одним концом соединена с корпусом, а вторым через диод подключена к входу операционного усилителя, выход которого соединен с входами аналого-цифрового преобразователя и формирователя прямоугольных импульсов.

Новые существенные признаки: 1. Механизмы регулирования частоты вращения диска высаживающего аппарата снабжен гидромотором, механически соединенным с осью этого диска.

2. Механизм регулирования частоты вращения диска высаживающего аппарата гидравлически соединен с двухлинейным трехпозиционным золотником.

3. Полости золотника связаны с напорной и сливной магистралями гидросистемы транспортного средства.

4. Выход первого формирователя дискретного сигнала соединен со вторым входом второго счетчика временных интервалов.

5. Первый вход счетчика подключен к выходу генератора тактовых импульсов.

6. Выход датчика счета высаженных клубней подключен ко второму входу третьего счетчика временных интервалов.

7. Первый вход счетчика временных интервалов связан с выходом генератора тактовых импульсов.

8. Выход датчика расхода клубней посредством блока формирования аналогового сигнала подключен к входу аналого-цифрового преобразователя.

9. Выход аналого-цифрового преобразователя связан со вторым входом первого порта ввода-вывода информации и с входом формирователя прямоугольных импульсов.

10. Выход формирователя прямоугольных импульсов соединен с первым входом первого порта ввода-вывода информации и вторым входом первого счетчика временных интервалов.

11. Выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу первого счетчика временных интервалов.

12. Формирователь аналогового сигнала снабжен двумя индуктивно связанными между собой катушками индуктивности, диодом, высокочастотным генератором и операционным усилителем.

13. Одна из катушек индуктивности подключена параллельно выходу датчика расхода клубней.

14. Вторая катушка индуктивности включена в схему высокочастотного генератора.

15. Третья катушка индуктивности одним концом соединена с корпусом, а вторым через диод подключена к входу операционного усилителя.

16. Выход операционного усилителя соединен с входами аналого-цифрового преобразователя и формирователя прямоугольных импульсов.

Перечисленные новые существенные признаки обеспечивают получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Выявленные отличительные признаки в совокупности с известными обеспечивают получение технического результата, заключающегося в возможности автоматической настройки картофелепосадочной машины на требуемый, в соответствии с агротехникой, шаг посадки клубней и поддержание его в процессе работы вне зависимости от непрерывно изменяющихся внешних условий работы машины за счет установки на одном валу с диском высаживающего аппарата гидромотора, вход которого через золотник подключен к выходу дроссель-регулятора, механически связанного с электродвигателем, подключенным через транзисторный усилитель мощности к внешнему выходу второго порта ввода-вывода информации, а выход дроссель-регулятора объединен с входом предохранительного клапана и подключен к напорной магистрали гидросистемы трактора, причем выход гидромотора черзе золотник объединен с выходом предохранительного клапана и подключен к сливной магистрали гидросистемы трактора. А использование формирователя аналогового сигнала, состоящего из трех индуктивно связанных между собой катушек, причем первая катушка индуктивности включена параллельно чувствительным пластинам датчика расхода клубней, вторая катушка включена в цепь высокочастотного генератора, а третья катушка одним своим выходом соединена с корпусом, а вторым подключена через детектирующий диод к входу операционного усилителя, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя и через формирователь прямоугольных импульсов к управляемому входу первого порта ввода-вывода информации, позволяет определять в потоке клубней наличие "двоек" (двух и более одновременно выпавших из высаживающего аппарата клубней) и сигнализировать о данном технологическом нарушении.

Подключение выхода формирователя прямоугольных импульсов к входу первого счетчика временных интервалов и подключение первых входов второго и третьего счетчиков временных интервалов к выходам соответственно первого и второго формирователей дискретных сигналов позволяет определять в потоке клубней наличие пропусков и сигнализировать о данном техническом нарушении трактористу, при этом вторые входы первого, второго и третьего счетчиков временных интервалов объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов.

Все это в конечном счете позволяет обеспечить равномерную раскладку клубней картофеля в рядках в соответствии с установленной агротехнической нормой, что способствует повышению урожайности картофеля.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для управления расходом клубней картофелепосадочной машины; на фиг. 2 блок-схема формирователя аналогового сигнала; на фиг. 3 временная диаграмма работы устройства; на фиг. 4-11 блок-схема алгоритма работы устройства.

Устройство содержит датчик расхода клубней 1, например емкостного типа, чувствительные пластины которого установлены в зоне прохождения клубней 2 и включены в блок формирования аналогово сигнала 3. Электрический выход последнего подключен к входу формирователя прямоугольных импульсов 4 и к входу аналого-цифрового преобразователя 5 (например, к 1113 ПВ1). Выход аналого-цифрового преобразователя 5 через первый порт ввода-вывода информации 6, выполненный на программируемом параллельном адаптере КР 580 ВВ55, подключен к системной магистарли 7. Причем, управляемый вход первого порта ввода-вывода информации 6 объединен с выходом формирователя прямоугольных импульсов 4 и с одним из входов первого счетчика временных интервалов 8. Второй вход последнего объединен с одним из входов второго 9 и третьего 10 счетчиков временных интервалов и с выходом генератора тактовых импульсов 11. К другому входу второго счетчика временных интервалов 9 подключен через первый формирователь дискретного сигнала 12 электрический выход датчика пути 13, установленного на опорном колесе 14. Второй вход третьего счетчика временных интервалов 10 имеет электрическую связь через второй формирователь дискретного сигнала 15 с датчиком 16, например электромагнитным, счета ложечек 17, установленных на диске высаживающего аппарата 18. Первый 8, второй 9 и третий 10 счетчики временных интервалов выполнены на базе программируемого таймера КР 580 ВИ53, имеющего двунаправленную связь с системной магистарлью 7 микропроцессорного блока управления, центральным элементом которого является универсальный 8-разрядный микрпороцессор К 1821 ВМ85М 19. К входу микропроцессора 19 подключена цепь начальной установки 20, а его адресные выходы через буфер 21 соединены с системной магистралью 7, остальные выходы микропроцессора 19 к системной магистрали 7 подключены через схему формирования управляющих сигналов 22. Выходы блока постоянной памяти 23, в котором хранится программа работы устройства, также электрически соединены с системной магистралью 7, причем блок оперативной памяти 24, необходимый для хранения результатов промежуточных вычислений, и дешифратор устройств 25 имеют с системной магистралью 7 двунаправленную связь. Входы контроллера клавиатуры 26 подключены к блоку матричной клавиатуры 27, а выходы к системной магистрали 7, которая в свою очередь через контроллер индикации 28 имеет электрическую связь с входом жидкокристаллического индикатора 29. К системной магистрали также подключен вход контроллера звуковой сигнализации 30, выход которого электрически связан с динамической головкой 31. Второй порт ввода-вывода информации 32 имеет с системной магистралью 7 двухнаправленную связь и внешним выходом подключен к входу транзисторного усилителя мощности 33, электрический выход последнего подключен к электродвигателю 34, имеющему механическую связь с дроссель-регулятором 35. Вход дроссель-регулятора 35 объединен с входом предохранительного клапана 36 и подключен к напорной магистарли гидросистемы трактора, а выход дроссель-регулятора 35 соединен через золотник 37 с входом гидромотора 38, установленного на одном валу с диском высаживающего аппарата 18. Выход гидромотора 38 через золотник 37 объединен с выходом предохранительного клапана 36 и подключен к сливной магистрали гидросистемы трактора.

Блок формирования аналогового сигнала 3 включает в себя три индуктивно связанные между собой катушки. Первая катушка индуктивности 39 (фиг.2) включена параллельно чувствительным пластинам датчика расхода клубней 1 (фиг.1). Вторая катушка индуктивности 40 (фиг.2) включена в цепь высокочастотного генератора 41, а третья катушка 42 одним выходом соединена с корпусом, а вторым подключена через детектирующий диод 43 к входу операционного усилителя 44. Выход операционного усилителя 44 подключен к входу формирователя прямоугольных импульсов 4 (фиг.1) и к входу аналого-цифрового преобразователя 5.

Устройство работает по программе, хранимой в блоке постоянной памяти 23. Блок-схема работы устройства приведена на фиг. 4-11.

Перед началом работы, после заправки картофелепосадочной машины посадочным материалом, по включении питания или после нажатия кнопки "сброс" микропроцессор 19 осуществляет инициализацию портов ввода-вывода информации и счетчиков временных интервалов (первого 8, второго 9 и третьего 10). После самодиагностики устройства, заключающейся в проверке электрических связей датчиков и исполнительного устройства с микропроцессорным блоком управления, на жидкокристаллический индикатор 29 выводится сигнал готовности устройства к работе. После этого, при помощи клавиатуры 26, необходимо ввести в блок оперативной памяти 24 требуемые для работы устройства настроечные значения: заданную норму посадки клубней Q^н в тыс.шт./га и величину агротехнического допуска (по умолчанию Q^н 55 тыс.шт./га и = 0,10), определяемые агротехническими службами хозяйства.

Правильность вводимых параметров контролируется визуально на жидкокристаллическом индикаторе 29. После ввода настроечных значений микропроцессор 19, сообщающийся по системной магистрали 7 с блоком постоянной памяти 24, осуществляет расчет настроечного значения контролируемого параметра (K^н 10⁴Q^нa^н, в шт/м, где Q^н ширина междурядий, см (а^н 70 см). После этого вычисляются верхняя (1 + ) К^н и нижняя (1 ) К^н границы агротехнически допустимого интервала на отклонение контролируемого параметра К(l) от настроечного. Условием нормального функционирования при этом будет: (1 ) x x K^нК(l) (1 + ) Кн. После чего происходит обнуление программных счетчиков i0; К 0; S 0; П 0; m 0.

Все расчитанные значения хранятся в блоке оперативной памяти 24 и вызываются микропроцессором 19 в случае необходимости.

После выполнения необходимых вычислений устройство программно переходит в режим "настройка". Режим "настройка" осуществляется в два этапа. На первом этапе производится автоматическая настройка машины на требуемый расход клубней следующим образом. От микропроцессора 19 по системной магистрали 7 на вход второго порта ввода-вывода информации 32 поступает цифровод код, согласно которому на внешнем выходе последнего вырабатывается электрический сигнал управления длительностью Т_s, поступающий на вход усилителя мощности 32. С выхода последнего сигнал поступает на электродвигатель 34, включая его в работу. В этом случае электродвигатель 34 устанавливает дроссель-регулятор 35 в такое положение, при котором расход масла из напорной магистрали гидросистемы трактора через золотник 37 и гидромотор 38 будет таким, при котором частота вращения вала гидромотора 38, а следовательно и диска высаживающего аппарата 18 будет обеспечивать требуемый по настройке расход клубней картофеля. Необходимое положение дроссель-регулятора 35 определяется временем t_к, на которое включается в работу электродвигатель 34 для того, чтобы перевести дроссель-регулятор 35 из полностью открытого состояния, в которое он устанавливается после окончания работы, в требуемое по настройке.

T_s K^н, здесь - постоянный коэффициент.

На втором этапе режима "настройка" осуществляется проверка правильности настройки машины на требуемый расход клубней. Осуществляется это следующим образом.

При движении агрегата, во время выполнения технологической операции, высаживаемые клубни картофеля 2, попадая между чувствительными пластинами 1 вызывают изменение диэлектрической проницаемости среды между этими пластинами. Частота автоколебаний контура, состоящего из чувствительных пластин 1 и катушки индуктивности 39 (фиг.2), согласована с частотой электрических колебаний контура, состоящего из второй катушки индуктивности 40 и высокочастотного генератора 41, и поэтому при изменении диэлектрической проницаемости между чувствительными пластинами 1 (фиг.1) происходит рассогласование частот колебательных контуров, что ведет к уменьшению амплитуды сигнала на выходе третьей катушки индуктивности 43 (фиг.2), а следовательно, и на выходе операционного усилителя 44. Таким образом, при прохождении клубней картофеля между чувствительными пластинами 1 (фиг.1) на выходе формирователя аналогово сигнала 3 формируются импульсы куполообразной формы Вх.А (фиг.3). С выхода формирователя аналогового сигнала 3 (фиг.1) электрический сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 5 и на вход формирователя прямоугольных импульсов 4. При этом на выходе последнего будут формироваться прямоугольные импульсы Вх.А (фиг.3), длительность которых равна времени нахождения клубня (или клубней) картофеля в чувствительной зоне датчика расхода клубней 1. Если в чувствительную зону датчика одновременно попали два или более клубня картофеля, то за время одного прямоугольного импульса, наблюдаемого на выходе формирователя прямоугольных импульсов 4, на входе аналого-цифрового преобразователя 5 будет наблюдаться сигнал, имеющий несколько максимумов, соответствующих числу одновременно выпавших из высаживающего аппарата клубней.

С выхода формирователя прямоугольных импульсов 4 сигнал в виде логической "1" поступает на вход первого счетчика временных интервалов 8, одновременно с этим на вход третьего счетчика временных интервалов 10 поступает импульс от датчика 16 через второй формирователь дискретного сигнала 15. Причем, импульс на выходе датчика 16 формируется при вращении диска высаживающего аппарата 18 и прохождении ложечек 17 в чувствительной зоне датчика 16. Длительность интервалов t₁ и t₃ (фиг.3) между соседними импульсами, поступающими на первые входы счетчиков, определяются по количеству импульсов ТИ, поступивших за это время на вторые входы счетчиков с выхода генератора тактовых импульсов 11. После чтения содержимого первого 8 и второго 10 счетчиков временных интервалов вычисляется отношение t₁/t₃ a и осуществляется обнуление счетчиков. Если вычисленное значение а больше или равно 2, следовательно из ложечки 17 (или нескольких ложечек) не выпал клубень картофеля. Данное технологическое нарушение фиксируется как пропуск. Причем количество пропусков, возникающих подряд, определяется как разность (а 1). Фиксируются пропуски в программном счетчике пропусков П путем прибавления к содержимому программного счетчика разности (а 1). П П + (а 1).

Прямоугольный импульс в виде логической "1", поступающий с выхода формирователя прямоугольных импульсов 4 на управляемый вход первого порта ввода-вывода информации 6 определяет готовность последнего к передаче информации от аналого-цифрового преобразователя 5 в системную магистраль 7. Что позволяет микропроцессору 19, сообщающемуся с системной магистралью 7 через буфер адреса 21 и схему формирования управляющих сигналов 22, преобразовывать за время каждого такого импульса сигнал q(t), поступающий на вход аналого-цифрового преобразователя 5 в цифровую последовательность дискретных значений, и записывать полученные значения в блок оперативной памяти 24. При поступлении с выхода формирователя прямоугольных импульсов 4 на управляющий вход первого порта ввода-вывода информации 6 сигнала в виде логического "0" микропроцессор 19 прекращает измерение ординат кривой q(t) и к содержимому программного счетчика прибавляется единица. После чего, согласно программе, хранимой в блоке постоянной памяти 23, микропроцессор вычисляет первую производную в каждой точке кривой. На восходящей ветви кривая имеет знак (+), на нисходящей (-), если рассчитываемая производная изменяет свой знак с (+) на (-), то кривая имеет выпуклость, причем максимальное значение q(t) на этом участке кривая будет иметь при q'(t) 0. Если таких выпуклостей в результате анализа будет установлено несколько, значит из высаживающего аппарата 18 выпало одновременно два или более клубней картофеля.

Для регистрации данного технологического нарушения к содержимому программного счетчика "двоек" D прибавляется единица D D+1.

Если во время работы на вход первого счетчика временных интервалов 8 длительное время не поступают импульсы с выхода формирователя прямоугольных импульсов 4, то происходит переполнение счетчика, свидетельствующее о неисправности либо в машине, либо в устройстве управления. В результате чего включается звуковой сигнал 31, на индикатор 29 выводится сигнал о неисправности и микропроцессором 19 через системную магистраль 7, второй порт ввода-вывода информации 32 и усилитель мощности 33 включается электродвигатель 34 на полное закрытие дроссель-регулятора 35. Для продолжения работы необходимо устранитель неисправности и нажатием кнопки "ПУСК" на клавиатуре 27 произвести запуск устройства в работу.

При движении агрегата импульсы от датчика пути 13 через первый формирователь дискретного сигнала 12 поступают на первый вход второго счетчика временных интервалов 9. Второй счетчик временных интервалов 9, в качестве которого может быть использован программируемый таймер КР580 ВИ53, программно настроенный таким образом, что при каждом прохождении агрегатом расстояния на его выходе формируется сигнал, поступающий в системную магистраль 7.

Согласно этому сигналу к содержимому программного счетчика i прибавляется единица и осуществляется запись содержимого программных счетчиков К, D и П в соответствующие массивы данных по i-му адресу. К К_i; D; D_i; П, П_i, после чего происходит обнуление счетчиков К, D и П.

После того, как агрегат пройдет контрольный участок длиной Lк и число измерений i станет равным N (LlN), микропроцессор 19 расчитывает в процентном отношении количество "двоек" и продуктов в потоке клубней.

_D= DK100% _П= ПK100% Если это количество превышает максимально допустимые 2% то включается звуковой сигнал и высвечивается надпись на жидкокристаллическом индикаторе, предупреждающие механизатора о необходимости остановить агрегат и устранить данную технологическую неисправность.

В том случае, когда количество "двоек" и пропусков менее 2% осуществляется проверка соответствия настройки машины заданным агротехническим требованиям. С этой целью вычисляется среднее количество клубней картофеля, приходящееся на 1 м рядка (l) K_i/lN кг/м.

Если расчитанное значение (l) больше верхней границы агротехнического допуска (1+ ) Кн, следовательно велика густата посадки клубней. В этом случае микропроцессор 19 включает динамическую головку 31 и выводит на жидкокристаллический индикатор 29 сигнал "больше нормы", предупреждающий механизатора о неверной настройке машины на требуемый режим работы. Для автоматической поднастройки машины микропроцессор 19 вычисляет величину сигнала рассогласования K (l)-K^н и, взаимодействуя через системную магистраль 7, второй порт ввода-вывода информации 32 и усилитель мощности 33, включает электродвигатель 34 на время Тs пропорциональное К (T_s K). Электродвигатель 34, воздействуя на дроссель-регулятор 35, уменьшает его пропускную способность, этим уменьшается подача масла из напорной магистрали гидросистемы трактора через золотник 37 в гидромотор 38, а следовательно уменьшается частота вращения диска высаживающего аппарата 18, имеющего механическую связь с гидромотором 38, в конечном счете уменьшается густота посадки клубней. После этого осуществляется обнуление всех программных счетчиков и повторяется проверка правильности настройки машины на требуемый расход клубней.

В том случае, если (l) меньше нижней границы агротехнического допуска (1 )x xK^н, велик шаг посадки клубней. В этом случае микпропроцессор 19 включает динамическую головку 31 и выводит на жидкокристаллический индикатор 29 сигнал "меньше нормы".

После вычисления величины сигнала рассогласования К К^н К(l) микропроцессор 19 включает электродвигатель 34 на увеличение потока масла из гидросистемы трактора через дроссель-регулятор 35, золотник 37 в гидромотор 38. Этим уменьшается шаг, а следовательно увеличивается густота посадки картофеля. После обнуления всех программных счетчиков цикл повторяется.

Если расчетное значение (l) находится между верхней (1 + )К^н и нижней (1 -) К^н границами допуска, то шаг посадки клубней соответствует агротехническим требованиям. В этом случае на жидкокристаллический индикатор 29 выводится надпись "норма" и устройство программно переходит в режим "работа". В этом режиме качество работы картофелепосадочной машины оценивается на каждом шагу измерения l, а поскольу l << L_к, достигается оперативность и своевременность обнаружения и устранения технологических неисправностей. Для сохранения необходимого числа измерений N в этом случае на каждом последующем шагу измерения осуществляется сдвиг начала отсчета путем переадресации значений в массивах данных К_i; D_i; П_i. Это достигается тем, что при каждом новом шаге l из содержимого программного счетчика i вычитается единица, программные счетчики D, П, К и m обнуляются, а и массивов данных К_i, D_i и П_i удаляются значения, хранимые в первых адресных ячейках, на место первого значения переписывается второе, на место второго третье и так до N-го, которое становится (N-1)-м, освобождая последнюю ячейку для нового значения. При выходе процесса расхода клубней за пределы агротехнического допуска устройство переходит в режим "настройка" и цикл повторяется.

В том случае, когда при остановке агрегата от датчика пути 13 в блок управления не поступают импульсы, происходит переполнение второго счетчика временных интервалов 9 и микропроцессор 19 вырабатывает сигнал, по которому включается электродвигатель 34 на полное закрытие дроссель-регулятора 35. Весь поток масла в этом случае из нагнетательной магистрали в сливную поступает через предохранительный клапан 36, минуя гидромотор 38.

Кроме оценочных показателей в микропроцессорном блоке осуществляется расчет текущих значений скорости движения агрегата V_a N l/ t м/с; фактического расхода клубней Q_ф 10⁴K(l)a^н, тыс.шт./га и обработанной площади S S + l 4a^н, га.

В случае удовлетворительной, с агротехнической точки зрения, работы картофелепосадочной машины (когда не высвечиваются сигналы аварийного предупреждения) на жидкокристаллическом индикаторе 29 по запросу с клавиатуры 27 могут в процессе работы выводиться текущие значения скорости движения агрегата, обработаной площади, фактического расхода клубней.

По сравнению с прототипом устройство позволяет: осуществлять автоматическую настройку картофелепосадочной машины на требуемый, в соответствии с агротехникой, шаг посадки клубней и поддерживать его в процессе работы вне зависимости от непрерывно изменяющихся внешних условий работы машины; определять в потоке клубней наличие "двоек" (двух и более одновременно выпавших из высаживающего аппарата клубней) и сигнализировать о данном технологическом нарушении трактористу; определять в потоке клубней наличие пропусков и сигнализировать о данном технологическом нарушении трактористу.

Все это в конечном счете позволяет обеспечить равномерную раскладку клубней картофеля в рядках в соответствии с установленной агротехнической нормой, что способствует повышению урожайности картофеля.

Зависимость урожая картофеля от равномерности раскладки клубней может быть представлена в виде уравнения регрессии (Засыпкин Г.П. Влияние равномерности посадки картофеля на урожайность // Механизациея и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1979, N 6, с. 7-9): Y 100,4 0,35V + 0,0018V².

Здесь равномерность раскладки клубней картофеля в рядках оценивается коэффициентом вариации шага посадки.

Результаты испытаний устройства управления расходом клубней картофелепосадочной машины и данные исследований (Тюрин А.И. Повышение эффектиности рабочего процесса картофелепосадочноей машины за счет оперативного контроля расхода клубней: Дисс. канд. техн. наук. Л. 1985, 190 с.) показывают, что своевременное обнаружение и устранение технологческх отказов, при работе картофелепосадочной машины позволяют снизить коэффицент вариации шага посадки с 21,1% до 13,0% Прибавка урожая Y при этом составит:
Y Y₂ Y₁ (100,4 0,35 13,0 + 0,0018x x13,0) (100,4 0,35 21,1 + 0,0018 21,1)2,335%

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РАСХОДОМ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЕПОСАДОЧНОЙ МАШИНЫ, включающее датчик расхода клубней, связанный с опорным колесом датчик пути с первым формирователем дискретного сигнала, генератор тактовых импульсов, блок памяти, дешифратор, вычислительный блок, исполнительный механизм регулирования частоты вращения диска высаживающего аппарата, исполнительный механизм для регулирования давления в гидросистеме транспортного средства, систему индикации, отличающееся тем, что оно снабжено аналого-цифровым преобразователем, вторым формирователем дискретного сигнала, формирователем прямоугольных импульсов, блоком формирования аналогового сигнала, усилителем мощности, датчиком счета высаженных клубней и системной магистралью с подключенными к ней блоком оперативной памяти, блоком матричной клавиатуры с контроллером клавиатуры, первым, вторым и третьим счетчиками временных интервалов, первым и вторым портами ввода-вывода информации, при этом вычислительный блок выполнен в виде универсального восьмиразрядного микропроцессора с цепью начальной установки, который подключен к системной магистрали посредством буфера, и схему формирования управляющих сигналов, информационный блок выполнен в виде подключенного к системной магистрали посредством контроллера индикации жидкокристаллического индикатора и подключенной к системной магистрали через контроллер звуковой сигнализации динамической головки, а исполнительный механизм для регулирования давления в гидросистеме транспортного средства снабжен электродвигателем, электрически связанным через усилитель мощности с выходом второго порта ввода-вывода информации, предохранительным клапаном, включенным между напорной и сливной магистралями гидросистемы транспортного средства, и дросселем-регулятором, полость которого включена последовательно в напорную магистраль гидросистемы транспортного средства, а регулирующий элемент механически связан с электродвигателем, при этом исполнительный механизм регулирования частоты вращения диска высаживающего аппарата снабжен гидромотором, механически соединенным с осью упомянутого диска и гидравлически с двухлинейным трехпозиционным золотником, соответствующие полости которого связаны с напорной и сливной магистралями гидросистемы транспортного средства, причем выход первого формирователя дискретного сигнала соединен с вторым входом второго счетчика временных интервалов, первый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход датчика счета высаженных клубней подключен к второму входу третьего счетчика временных интервалов, первый вход которого связан с выходом генератора тактовых импульсов, а выход датчика расхода клубней посредством блока формирования аналогового сигнала подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого связан с вторым входом первого порта ввода-вывода информации, и к входу формирователя прямоугольных импульсов, выход которого соединен с первым входом первого порта ввода-вывода информации и вторым входом первого счетчика временных интервалов, при этом выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу первого счетчика временных интервалов, а формирователь аналогового сигнала снабжен тремя индуктивно связанными между собой катушками индуктивности, диодом, высокочастотным генератором и операционным усилителем, причем одна из катушек индуктивности подключена параллельно выходу датчика расхода клубней, вторая включена в схему высокочастотного генератора, а третья одним концом соединена с корпусом, а другим через диод подключена к входу операционного усилителя, выход которого соединен с входами аналого-цифрового преобразователя и формирователя прямоугольных импульсов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11