Устройство для дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений

Полезная модель относится к области механизации сельского хозяйства, в частности к внесению жидких средств химизации на поверхность растений, в почву.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является выбранная в качестве прототипа машина для дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений по изобретению RU №2239303, С1, А01С 23/00, БИМП, 10.11.2004 г. Машина для дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений агрегатируется с трактором, с установленным на нем микропроцессорным блоком контроля и управления работой машины. Машина выполнена на шасси, на котором размещены гидрорезервуар для удобрений, ресивер, штанга навесного типа с распределительными коллекторами, на которых установлены рабочие органы-форсунки распределения и регулирования расходом сжатого воздуха бесконтактным датчиком скорости движения, установленным на ходовом колесе машины, электромагнитным регулятором расхода, датчиком непрерывного контроля расхода ЖМУ, электромагнитным клапаном.
Существенным недостатком указанной конструкции устройства для дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений является необходимость предварительного исследования обрабатываемого участка для составления электронной карты поля, жесткой привязке к точке начала движения агрегата по полю.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение трудоемкости и повышение точности внесения удобрений.
Поставленная техническая задача достигается тем, что устройство для дифференцированного внесения минеральных удобрений содержит транспортное средство с установленным на нем гидрорезервуаром для удобрений, систему регулирования подачи удобрений, включающую бортовой компьютер и блок управления, и систему подачи удобрений, состоящую из гидрорезервуара, связанного гидротрубопроводом с дозатором, а также штангу с рабочими органами в виде форсунок, причем система регулирования подачи удобрений снабжена, расположенной на кронштейне передней навески трактора, 3D-камерой и электромагнитными клапанами, установленными перед каждой форсункой, а дозатор системы подачи удобрений представляет собой насос, с редукционным клапаном и манометром, подключенный гидротрубопроводом к гидрорезервуару и рабочим органам, при этом 3D-камера подключена к бортовому компьютеру, который через блок управления подключен к электромагнитным клапанам форсунок.
Устройство снабжено 3D-камерой, которая в режиме реального времени определяет густоту стояния, высоту растений и по этим данным вычисляет биомассу на конкретном участке. После этого информация отправляется на бортовой компьютер, где по загруженной программе вычисляется необходимая доза внесения удобрений для данного участка. Затем формируется управляющий сигнал на блок управления для изменения вносимой дозы.
Сравнение заявляемого устройства с прототипом показывает, что новым является то, что устройство снабжено 3D-камерой, установленной на кронштейне передней навески трактора.
Таким образом заявляемое устройство соответствует критерию «новизна».
Устройство поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлено устройство для дифференцированного внесения удобрений. На фиг. 2 представлена коммутационная схема дозирования удобрений.
Внесение оптимальных доз удобрений осуществляется посредством систем регулирования и подачи удобрений.
При движении опрыскивателя на определенный участок посевов в соответствии с сигналом, полученным от 3D-камеры, вносится оптимальное количество удобрений. При этом количество удобрений поддерживается на оптимальном уровне для каждого элементарного характерного участка поля. Это достигается путем изменения дозы внесения удобрений в зависимости от количества биомассы растений, регистрируемой 3D-камерой на исследуемом элементарном участке. Величина максимальной и минимальной дозы предварительно заносится в бортовой компьютер по результатам предварительной тарировки. Далее бортовой компьютер автоматически рассчитывает необходимую дозу удобрений для каждого характерного участка поля.
Устройство (фиг. 1) для дифференцированного внесения минеральных удобрений агрегатируется с энергетическим средством (трактором) 11 с установленным на нем бортовым компьютером 6. Машина выполнена на шасси 2, на котором размещены гидрорезервуар 3 для удобрений, насос 13, с редукционным клапаном 14 и манометром 15, штанга 4 навесного типа, с установленными на ней форсунками 5. На штанге 4 также установлен блок управления 7 электромагнитными клапанами 12, расположенными на подходящей (подводящей поток ЖМУ) к каждой форсунке гидротрубопроводом. На тракторе 11 оборудованы GPS-приемник 10 и 3D-камера 8, установленная на кронштейне передней навески трактора 11. При этом 3D-камера подключена к бортовому компьютеру 6, который через блок управления 7 подключен кабелями 9 к электромагнитным клапанам 12.
На фиг. 2 представлена коммутационная схема дозирования удобрений, состоящая из гидрорезервуара 3, штанги 4, форсунок 5, бортового компьютера 6, блока управления 7, 3D-камеры 8, кабелей 9, GPS-приемника 10 и электромагнитных клапанов 12 и насоса 13 с редукционным клапаном 14 и манометром 15.
Устройство работает следующим образом.
В начале движения 3D-камера 8 сканирует обрабатываемый участок, определяя биомассу растений, одновременно делит обрабатываемую полосу на несколько продольных элементарных участков, кратное количеству форсунок 5 на штанге 4, и подает данные на бортовой компьютер 6, который вычисляет необходимую дозу удобрений для каждой форсунки и генерирует управляющий сигнал для блока управления 7 электромагнитными клапанами 12. Блок управления 7 электромагнитными клапанами 12 подает сигнал на изменение степени открытия каждого клапана, тем самым изменяя дозу вносимых удобрений для каждой форсунки 5. Рабочее давление контролируется редукционным клапаном 14.
В то же время GPS-приемник 10 регистрирует положение системы на поле и записывает координаты и время в карту памяти, вместе с этим записываются данные о количестве биомассы обрабатываемого участка поля и информацию о дозе внесенных удобрений.
Предлагаемая полезная модель позволит снизить трудоемкость и повысить точность внесения удобрений. Вносимая доза должна выбираться с таким расчетом, чтобы она не превышала определенной величины, для конкретных условий, в зависимости от особенностей высеваемой культуры, плодородия почвы и других факторов.
Одновременно с дифференцированной подкормкой формируется электронная карта поля, последующая обработка которой внесет коррективы при следующей подкормке. Также данные могут использоваться для создания отдельного слоя в системе многослойных электронных карт полей, что позволит упростить принятое решение о целесообразности последующих подкормок и их интенсивности.