УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЙ МАШИНОЙ

Полезная модель относится к сельскому хозяйству и может быть использована для определения качества обработки почвы почвообрабатывающей машиной.
Из существующего уровня техники для определения качества обработки почвы известно устройство, состоящее из координатной рейки, которая имеет длину, равную ширине захвата почвообрабатывающей машины, двух штырей для ее горизонтальной установки в точке измерений и мерной линейки для измерения расстояния от неровностей почвы до координатной рейки (ГОСТ 26244-84. Обработка почвы предпосевная. Требования к качеству и методы определения, М.: Изд-во стандартов, 1984). Устройство в разобранном виде доставляют на место измерения, вручную собирают, т.е. координатную рейку устанавливают горизонтально на заглубленные штыри на обработанной площади почвы, ориентируя ее поперек или вдоль хода почвообрабатывающей машины. Оператор мерной линейкой производит замеры расстояния от координатной рейки до гребня или дна неровностей через каждые 5 см по длине штанги и записывает результаты измерений в журнал. После завершения замеров оператор по полученным данным вычерчивает профили поверхности обработанной почвы и, анализируя их, оценивает качество обработки почвы. Процедуру установки и серию замеров выполняют в 15 случайно выбранных местах на каждые 10 га обработанной площади почвы.
Недостатком известного устройства является трудоемкость, т.к. для разборки, сборки и работы с устройством применяется ручной труд с большим количеством измерений. При этом полученный объем информации о качестве обработки почвы (по 15 местам замеров с усреднением результатов на 10 га площади) недостаточен для обеспечения надежной работы систем управления роботизированных агрегатов, применяемых в современных технологиях точного земледелия, где требуется не усредненная информация, а информация о качестве обработки почвы, измеренная в каждой элементарной точке обработанной площади.
Известно также устройство контроля микрорельефа участка поля для испытания сельскохозяйственной техники (патент на полезную модель РФ №145477, G01B 11/30, 2014), содержащее координатную рейку, на которой расположена подвижная каретка с установленным на ней зеркалом с возможностью его поворота и фиксирования угла наклона к направлению лазерного луча, и лазерный датчик расстояний, по встроенному уровню которого устанавливают горизонтальное положение координатной рейки регулированием по высоте пазами двух штырей - прототип. Лазерный датчик расстояний, перемещаемый по координатной рейке кареткой, обеспечивает автоматическое измерение расстояния от рейки до поверхности почвы с передачей данных для их обработки на компьютер по линии связи.
После завершения измерения в одном месте поля устройство разбирают и перемещают на другое место измерения, вновь собирают, устанавливают и повторяют операцию измерений.
Авторами полезной модели решена задача снижения количества ручного труда при замерах и фиксации результатов, однако не устранен ручной труд при сборке и разборке устройства, которые производятся не менее 15 раз на каждые 10 га.
Кроме того, получаемая с помощью устройства информация является усредненной и непригодной для использования в системах управления роботов в современных технологиях точного земледелия.
Предлагаемая полезная модель решает задачу непрерывного автоматизированного контроля качества обработки почвы почвообрабатывающей машиной, обеспечивая необходимой информацией системы управления роботов, применяемых в современных технологиях точного земледелия.
Техническим результатом полезной модели является снижение трудоемкости процесса измерения за счет исключения ручного труда.
Для достижения указанного технического результата предлагается устройство для определения качества обработки почвы почвообрабатывающей машиной, которое, как и известное по патенту №145477, содержит горизонтально установленную координатную рейку с расположенным на ней лазерным датчиком расстояний. В отличие от прототипа предлагаемое устройство дополнительно содержит лазерные датчики расстояний, установленные неподвижно по длине координатной рейки в заданных точках измерений. При этом координатная рейка установлена на шарнире с гироскопом, поддерживающим ее постоянно в горизонтальном положении, а шарнир с гироскопом установлен на кронштейне, закрепленном жестко на раме почвообрабатывающей машины
На фиг. 1 представлена схема устройства для определения качества обработки почвы почвообрабатывающей машиной (общий вид); на фиг. 2 - схема устройства (вид сбоку).
Устройство для определения качества обработки почвы почвообрабатывающей машиной содержит координатную рейку 1, на которой установлены неподвижно лазерные датчики расстояний 2. Координатная рейка 1 установлена на шарнире 3 с гироскопом 4. Шарнир 3 с гироскопом 4 установлен на кронштейне 5, который жестко закреплен на раме 6 почвообрабатывающей машины.
Бортовой компьютер и навигатор, являющиеся неотъемлемой принадлежностью устройства, установлены в кабине трактора, работающего совместно с почвообрабатывающей машиной и представляющие собой агрегат (на схемах не показаны).
Предлагаемое устройство с лазерными датчиками расстояний 2, расположенными через каждые 5 см на координатной рейке 1, поддерживаемой гироскопом 4 постоянно в горизонтальном положении, прикрепленное кронштейном 5 к раме 6 почвообрабатывающей машины, движется вместе с агрегатом, находясь постоянно над обработанной почвой.
Лазерные датчики расстояний 2, установленные на координатной рейке 1 неподвижно через каждые 5 см, при движении агрегата непрерывно измеряют расстояние между координатной рейкой и неровностями почвы, образованными рабочими органами почвообрабатывающей машины, и посылают информацию о результатах измерения в бортовой компьютер.
Компьютер, получая в режиме реального времени информацию от лазерных датчиков расстояний и навигатора - о текущих координатах агрегата, используя специальные программы, выстраивает цифровую характеристику неровностей для каждой координатной точки обработанной площади.
Полученная информация структурируется программой, например в 3-D формате, как оцифрованный профиль поля с выделением координат участков, имеющих отклонения по качеству от установленных ГОСТом 26244-84 агротехнических требований.
Информация о качестве обработки почвы в виде оцифрованного профиля по всему полю предназначена для использования в системах управления роботизированной техникой, работающей в составе технологий точного земледелия.
Кроме того, возможно ее использование и при испытании сельскохозяйственных машин.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает снижение трудоемкости процесса измерения за счет исключения ручного труда, повышение производительности труда и предоставляет пользователю информацию в электронном виде, пригодном для введения в системы управления роботами в технологиях точного земледелия.