АГРОМОДУЛЬ
AGRO-MODULE

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к особым средствам повышенной проходимости для комплексного возделывания и уборки сельскохозяйственных культур.
Наиболее близкими к настоящему изобретению по основным существенным признакам являются известные разработки агромостов: патент РФ №2055457 С1, 10.03.1996; патент РФ №2262219 С2, 20.10.2005, а также «Устройство перемещения транспортного средства» (патент РФ №2189330 С2, 20.09.2002).
Основная проблема мостового земледелия - преодоление порога практической реализуемости агромостов по критерию эффективности (результаты в расчете на единицу затрат энергии и ресурсов),
Задачей данного изобретения является обеспечение обусловленного повышения эффективности комплексного возделывания и уборки сельскохозяйственных культур.
Решение задачи основано на реализации конкурентных преимуществ (технических решений) предложенного агромодуля.
Задача решается тем, что агромодуль для комплексного возделывания и уборки сельскохозяйственных культур содержит навесное агротехнологическое оборудование и продольный форменный пролет с двумя поперечными опорами по краям в виде рамных конструкций с опорной плитой, равной ширине рабочего захвата навесного агротехнологического оборудования, и несущую каретку с опорными устройствами, выполненную с возможностью перемещения вдоль продольного форменного пролета по его направляющим. Несущая каретка снабжена направляющими, закрепленными на ней с помощью опорно-поворотного устройства, обеспечивающего корректировку траектории движения агромодуля при поднятом над почвой форменном пролете агромодуля. На направляющих несущей каретки закреплена с возможностью перемещения дополнительная каретка, предназначенная для работы с навесным агротехнологическим оборудованием и соединенная с несущей кареткой посредством опорно-поворотного устройства. При этом с двух сторон дополнительной каретки, ориентированных вдоль направляющих, установлены опорные устройства, состоящие из опорной плиты, длина которой равна ширине рабочего захвата навесного агротехнологического оборудования, и опорных стоек, снабженных механизмом вертикального перемещения опорных плит. Агромодуль выполнен с возможностью пошагового перемещения с помощью цепных или тросовых приводов и согласованного переноса его массы с поперечных опор продольного ферменного пролета на опорные устройства несущей каретки.
Новизна изобретения состоит в том, что упорядоченное перемещение агромодуля по полю (пошаговое перемещение по занимаемой полосе прохода, поперечно-параллельное к нему пошаговое перемещение при очередной смене полосы прохода и прочие перемещения) осуществляется при помощи цепных или тросовых приводов и согласованного переноса массы агромодуля с поперечных опор продольного ферменного пролета на опорные устройства несущей каретки. Устойчивость перемещения и необходимая маневренность агромодуля обеспечиваются, во-первых, за счет грунтозацепов в виде зубьев с расширенным округлым основанием на подошвах опорных плит агромодуля и несущей каретки, а, во-вторых, за счет опорно-поворотного устройства, способного задавать необходимое направление движения и корректировать траекторию перемещения агромодуля. Реализуемый по данному изобретению метод перемещения позволяет обеспечивать надежное, энергоэффективное функционирование агромодуля практически при любых погодных условиях (при любой несущей способности грунта), не допуская при этом чрезмерного давления на почву, образования колеи, рысканья, заносов и каких-либо иных отклонений от заданного пути движения. Устойчивость перемещения по полю объективно является важнейшим условием надежной автоматизации подобных процессов. То есть заявленный агромодуль определенно способен осуществлять эффективное функционирование в автоматическом (автоматизированном) режиме в любых допустимых условиях и обеспечивать при этом надежную реализацию оптимальных схем маршрутизации упорядоченного перемещения в пределах любого конкретного поля. Способность агромодуля обеспечивать надежное функционирование в условиях повышенной влажности почвы позволяет программировать на этой основе последовательное повышение устойчивости и продуктивности растениеводства. Внедрение агромодуля предусматривает также целенаправленное обеспечение эффективного решения всего комплекса задач, связанных с глубоким рыхлением почвы и почвоуглублением, на основе применения соответствующего навесного оборудования (например, адаптивного электрического плуга). Функциональные возможности агромодуля позволяют осуществлять производство указанных работ в так называемом антистрессовом технологическом режиме (планомерно, с учетом жесткой сезонно-временной регламентации растениеводства). Кардинальное увеличение глубины и степени разрыхления почвы и функция маршрутизации упорядоченного перемещения агромодуля по полю позволяют прогнозировать достаточно длительные сроки наступления технологически обусловленной необходимости повторного выполнения подобных работ в рамках конкретного поля. Совмещение возможностей настоящего агромодуля, оснащенного функцией маршрутизации, и адаптивного электрического плуга позволяет практически полностью исключить образование следового и предплужного уплотнения почвы при их эксплуатации.
В частном варианте выполнения заявляемого агромодуля для изменения азимутального положения форменного пролета агромодуля и корректировки траектории движения он может быть снабжен дополнительным приводом, взаимодействующим с опорно-поворотным устройством.
Для предотвращения скольжения агромодуля при работе на влажных почвах и косогорах опорные плиты продольного форменного пролета и дополнительной каретки могут быть выполнены с длиной, равной ширине захвата навесного агротехнологического оборудования, и могут быть снабжены грунтозацепами, например, в виде заостренных зубьев с расширенным округлым основанием.
Функционирование агромодуля осуществляется следующим образом.
На фиг.1 изображен агромодуль в плане, пошагово перемещающийся вдоль занимаемой полосы прохода, обрабатывая землю на длину шага во всю ширину захвата В. Дойдя до края поля, агромодуль совершает пошаговое перемещение в поперечном направлении, переходя на новую полосу обработки. Став на новую полосу, агромодуль начинает пошаговую обработку поля в обратном направлении.
На фиг.2 изображен агромодуль в положении, когда форменный пролет 1 (мост) опирается на землю опорами 2. Несущая каретка 3 имеет возможность перемещения по направляющим 4 пролета 1, снабжена короткими направляющими 5, закрепленными с помощью опорно-поворотного устройства 6. На коротких направляющих 5 закреплена с возможностью перемещения дополнительная каретка 7. Дополнительная каретка 7 с помощью подъемных механизмов 8 (например, гидродомкратов) опускает на землю навесное агротехнологическое оборудование 9, например адаптивный электрический плуг, и производит комплексную обработку почвы с учетом заданной глубины и степени ее разрыхления.
Завершив обработку почвы (фиг.3) на участке земли, находящемся под плугом, адаптивный электрический плуг 9 поднимается и несущая каретка 3 перемещается по направляющим 4 пролета 1 на следующую позицию для обработки следующего участка занимаемой полосы прохода.
Пройдя пошагово всю длину моста (фиг.4), дополнительная каретка 7 выпускает собственные опоры 10 и поднимается на них вместе с форменным пролетом 1. В этом положении пролет 1 перемещается за счет своих направляющих 4 вперед по ходу движения на всю длину пролета и, опускаясь на землю, становится на свои опоры 2. После этого возобновляется пошаговое перемещение несущей каретки 3 с пошаговой обработкой земли вперед по направлению движения.
Дойдя до края поля (фиг.5), дополнительная каретка 7 выпускает опоры 10 и приподнимается вместе с мостом. В данном случае мост перемещается в поперечном направлении (фиг.6) за счет коротких направляющих 5 пошагово и таким образом переходит на следующую полосу прохода.
Передвигаясь в обратном направлении по новой полосе прохода, агромодуль производит пошаговую обработку земли по тому же алгоритму, что и при движении в прямом направлении.
Для возможности осуществления корректировки траектории движения агромодуля несущая каретка 3 соединена с дополнительной кареткой 7 с помощью опорно-поворотного устройства 6. Это позволяет с помощью отдельного привода (на чертеже не показан) изменять угол между направляющими 4 и 5, фиг.7. Тем самым обеспечивается возможность коррекции траектории движения. Коррекция траектории возможна, когда пролет 1 (фиг.4) оторван от земли и его азимутальное расположение можно изменить, поворачивая его вокруг вертикальной оси с помощью опорно-поворотного устройства и отдельного привода.
В целях перемещения кареток вдоль моста наиболее подходит тросовый или цепной привод. Для обеспечения работы подъемных и поворотных устройств наиболее подходит гидропривод.
Опоры агромодуля 2 и опоры дополнительной каретки 10 выполнены в виде узких плит длиной во всю ширину захвата. Это позволяет иметь большую площадь опоры для снижения удельного давления на грунт. Грунтозацепы 11 предохраняют от скольжения при работе на влажных грунтах или косогорах.
Работа агромодуля осуществляется в автоматизированном режиме. Маршрутизация упорядоченного перемещения агромодуля по полю (технологическому маршруту) обеспечивается программируемым блоком автоматического управления. Коррекция траектории перемещения агромодуля в пределах конкретного поля, при его отклонении от заданных программой координат, производится автоматически с помощью навигатора системы ГЛОНАСС или GPS.