Устройство управления процессом высева минеральных удобрений шнековым высевающим аппаратом

 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно к приборам и устройствам для контроля и управления процессом рассева материала машинами со шнековыми рабочими органами. Техническим результатом является повышение равномерности высева и сокращение затрат времени на настройку, регулировку и контроль за нормой высева. Устройство содержит бункер с дозирующей заслонкой, в которой поперек движения установлен спиральный шнек, заключенный в поворотный кожух с высевными отверстиями. Оно также включает в себя два датчика высева, блок управления, блок индикации, исполнительный механизм и схему управления исполнительным механизмом. При работе устройства сигналы с датчиков высева, установленных над первым и последним высевными отверстиями, сравниваются, по результату сравнения корректируется положение поворотного кожуха. 5 ил.

Предлагаемое изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к приборам и устройствам для управления процессом рассева материала машинами со шнековыми рабочими органами, а также может быть использовано и в других отраслях народного хозяйства, для управления процессами распределения веществ аналогичными устройствами.

Известен шнековый высевающий аппарат [1], содержали бункер с дозаторами, под которыми установлен спиральный шнек, заключенный в кожух, высевные отверстия которого выполнены по форме параллелограмма, острый угол которого равен углу подъема винтовой линии шнека. Отверстия перекрываются гребенчатой заслонкой, гребни которой расположены с шагом, равным шагу отверстий, и наклонены к образующей кожуха, под углом, равным углу подъема, винтовой линии шнека. По кромке винтовой поверхности шнека установлены очистители с эластичными элементами.

Недостатком данного устройства является то, что для регулировки, контроля и настройки рабочих органов требуются значительные затраты времени. Причем более половины этих затрат приходится на контроль и регулировку равномерности высева, а это приводит к снижению производительности агрегата. Кроме того, участие оператора в настройке машины вносит субъективный фактор.

Известно также устройство [2], содержащее поворотный кожух, внутри которого размещен шнек. В нижней части кожуха имеются высевные отверстия, перекрываемые щитком. В кузове размещен подающий транспортер и дозирующее устройство, которое соединено с поворотным кожухом при помощи гидроцилиндра, рабочие полости которого через отверстия посредством золотникового устройства соединены с гидросистемой аппарата. На торцах кожуха установлены выключатели, включенные в электрическую цепь золотника.

Недостатком данного устройства является то, что поворотом кожуха гидроцилиндром не достигается заданная неравномерность внесения.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство [3], содержащее поворотный кожух, состоящий из подвижных и неподвижных секций, имеющих отверстия, внутри которых расположен шнек. Кожух кинематически связан рычажной системой, состоящей из рычага, тяг и зубчатого сектора с дозирующим устройством, расположенными на задней стенке, при этом каждая секция связка с общей продольной тягой, один конец которой закрепляется на неподвижной периферийной секции.

Недостатком данного устройства является то, что контроль и равномерность внесения удобрений требует значительных затрат времени, а также снижается производительность из-за периодических остановок для регулировки нормы высева.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения разности высева и выполнения регулировки и контроля за высевом непосредственно во время работы шнекового аппарата.

Для достижения этого технического результата в известное устройство, содержащее бункер с дозирующей заслонкой, в котором поперек движения установлен спиральный шнек, заключенный в поворотный кожух с высевными отверстиями, включены два датчика высева удобрений, блок управления, исполнительный механизм и блок индикации, причем первый датчик высева расположен под первым высевным отверстием и подключен к первому входу блока управления, второй датчик высева удобрений расположен под последним высевным отверстием и подключен ко второму входу блока управления, к первому выходу которого подключен блок индикации, а второй выход через схему управления исполнительным механизмом связан с исполнительным механизмом, который жестко крепится на раме высевающего аппарата болтами и кинематически связан с одним концом поворотного кожуха.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен общий вид шнекового высевающего аппарата.

На фиг. 2 изображена функциональная схема устройства управления.

На фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.

На фиг. 4 - вид по стрелке В на фиг. 1.

На фиг. 5 - схема блока управления.

Устройство управления процессом высева минеральных удобрений шнековым высевающим аппаратом содержит бункер 1 с дозирующее заслонкой, в котором поперек движения установлен спиральный шнек 2, заключенный в поворотный кожух 3 с высевными отверстиями 4, два датчика высева 5 и 6 удобрений, расположенные под первым и последним высевными окнами 4, которые подключены соответственно к первому и второму входам блока управления 7, исполнительный механизм 8 и блок индикации 9, причем исполнительный механизм 8 через схему управления исполнительным механизмом 10 подключен ко второму выходу блока управления 7 и жестко крепится на раме 11 высевающего аппарата болтами 12.

Исполнительный механизм 8 представляет собой редуктор, червячное колесо которого кинематически связано с одним концом поворотного кожуха 3, а червяк с валом шагового электродвигателя, который жестко закреплен на раме 11 высевающего аппарата болтами 12. Блок индикации 9 содержит два светодиода, один из которых оповещает о включении устройства управления, другой о нарушении условий высева удобрений. В качестве схемы управления 10 исполнительным механизмом выбрана типовая схема реверса шагового электродвигателя.

Блок управления 7 включает интегральную схему 13 типа, К 1816 BE 48, аналого-цифровой преобразователь 14 типа К 572 ПВЗ и микросхему вывода 15 типа К 580 ВА86. Выводы (DA₁, DA₂) 16,17 микросхемы 14 подключены соответственно к датчикам 5, 6 высева удобрений. Выводы (PA₀...PA₇) 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 микросхемы 14 подключены соответственно к выводам (P₀₀...P₀₇) 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33 микросхемы 13, а выводы (а, б, с "сброс", "чтение") 34, 35, 36, 37, 38 связаны соответственно с выводами 39, 40, 41, 42, 43 микросхемы 13 и (RD) 44.

Выводы ( ALE) 45 микросхемы 13 подключены к выводам 46 и 47 микросхемы 14.

Выводы (INT) 48 микросхемы 13 подключены через кнопку "сброс" 49, ( VCC) 50, 51, (VD) 52 подключены через кнопку "Пуск" 53 к источнику питания 15В.

К выводам (XTAL₁)54 и (XTAL₂)55 подключены кварцевый резонатор (BQ)56, а они, в свою очередь, через конденсаторы (C₁)57, (C₂)58, а также ввод 59 через конденсатор (C₃)60 и выводы (V_ss)61 подключены к "земле".

Выводы микросхем 13 (P₂₀, P₂₁, P₂₂, P₂₃, P₂₄) 62, 63, 64, 65, 66 присоединены соответственно к выводам 67, 68, 69, 70, 71 микросхемы 15, выводы 72, 73, 74 которой соединены с выводами блока, индикации 9. Выводы 75, 76 микросхемы 15 подключены к выводам схемы управления 10 исполнительным механизмом. Вывод 77 микросхемы 15 подключен к источнику питания +5 V, а вывод 78 микросхемы 15 связан с "землей".

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства, кнопкой ("Пуск") 53 блок управления 7 тестирует блок индикации 9, т.е. включает светодиоды блока индикации 9 и через некоторое время отключает их, для того, чтобы механизатор мог убедиться в исправности блока индикации 9 и на выводе 62 микросхемы 13 формирует сигнал о включении светодиода, который информирует о том, что устройство включено.

При движении аппарата по полю, высеваемый материал проходит через высевные окна 4 поворотного кожуха 3 и попадает на датчики 5 и 6 высева удобрений. Блок управления 7 опрашивает датчики 5 и 6 высева.

Опрос происходит следующим способом: микросхема 13 на выводах 39, 40, 41, 42 формирует сигнал на опрос первого датчика 5 высева, который подключен к выводу 16 аналого-цифрового преобразователя 14. После того как на выводе 38 аналого-цифрового преобразователя формируется сигнал о конце преобразования сигнала в цифровую форму, микросхема 13 считывает этот сигнал q₁ от датчика 5 и помещает его в первую ячейку памяти. После этого на выводах 39, 40, 41, 42 микросхемы 13 формируется сигнал на опрос датчика 6 высева, подключенного к выводу 17 аналого-цифрового преобразователя 14. Далее на выводе 38 аналого-цифрового преобразователя 14 формируется сигнал о конце преобразования сигнала в цифровую форму q₂, который считывается микросхемой 13 и помещается во вторую ячейку памяти.

Далее производится расчет разности сигналов q = (q₁-q₂) Если q не превышает предельно допустимого значения отклонения [] , то производится повторный опрос датчиков 5 и 6 высева удобрений. Опрос продолжается до тех пор, пока разность сигналов q не превысит предельно допустимое отклонение [] .

В случае, когда разность сигналов q превышает предельно допустимое отклонение [] , производится, повторный опрос датчиков 5 и 6. Если и в этот раз разность q превысит предельно допустимое отклонение [] , то определяется знак этой разности.

Если разность q положительна, то блок управления 7 формирует сигнал на выводе 65 микросхемы 13 на включение исполнительного механизма 8 через схему управления 10 исполнительным механизмом на поворот кожуха 3 по ходу часовой стрелки и одновременно на блоке индикации 9 загорается светодиод, информирующий о нарушении условий высева.

Происходит дальнейший опрос датчиков 5 и 6 аналогичной последовательности. Если после регулировки разность показаний q не превышает предельно допустимое отклонение [] , то производится следующий опрос датчиков 5 и 6 высева.

Если разность показаний q отрицательна, то блок управления 7 формирует на выводе 66 микросхемы 13 сигнал на включение исполнительного механизма 8 через схему управления 10 исполнительным механизмом на поворот кожуха 3 против хода часовой стрелки и одновременно на блоке индикации 9 загорается светодиод, информирующий о нарушении условий высева.

Регулировки производятся до тех пор, пока разность q не будет меньше или равной предельно допустимому отклонению [] .

Источники информации.

1. А.С. СССР N 1375163, 1986 г. МКИ⁵ A 01 G15/00 2. A.С. СССР N 1423030, 1987 г. МКИ⁵ A 01 G15/00 3. A.С. СССР N 1501949, 1987 г. МКИ⁵ A 01 G15/00 4. Хвощ С. Г. и др. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления: Справочник -Л.: Машиностроение, 1987. - 640 с.

5. Микросхемы ЦАП и АЦП: Функционирование, параметры, применение - М.: Энергопромиздат, 1990 - 320 с.

6. Микроэлектродвигатели для систем автоматики (технический справочник). Под ред. Э.А. Лодочникова, Ю.М. Юферова -М.: "Энергия", 1969. - 272 с.

Формула изобретения

Устройство управления процессом высева минеральных удобрений шнековым высевающим аппаратом, содержащее бункер с дозирующей заслонкой, в котором поперек движения установлен спиральный шнек, заключенный в поворотный кожух с высевными отверстиями, отличающееся тем, что один конец поворотного кожуха кинематически связан с исполнительным механизмом, который через схему управления подключен ко второму выходу блока управления, к первому выходу которого подключен блок индикации, а первый и второй входы блока управления связаны с датчиками высева, расположенными соответственно под первым и последним высевными отверстиями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5