Устройство для дискретной подачи семян
DEVICE FOR DISCRETE SEED SUPPLY

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к устройствам, обеспечивающим точную дискретную подачу семян в семяпроводы оптоэлектронных сепараторов или высевающих аппаратов сеялок точного высева.
Известно устройство для дискретной подачи семян (Пат. на полезную модель №181663 РФ; МПК А01С 7/16; опубл. 26.07.2018), содержащее загрузочный бункер, дозатор семян, семяпровод, при этом внутри загрузочного бункера установлен сменный рабочий орган в виде спирального винта, который распределяет семенной материал в единичный слой.
Недостатком данного устройства является возможность недискретной (групповой) подачи семян за счет выполнения дозатора семян в виде обычной задвижки, не обеспечивающей поштучного разделения.
Известно устройство для дискретной подачи семян (Пат. №2673735 РФ; МПК А01С 7/16; опубл. 29.11.2018), содержащее загрузочный бункер, дозатор семян, семяпровод, при этом дозатор семян выполнен в виде образующих зазор для точной подачи семян криволинейного рычага и подпружиненного коромысла.
Недостатками данного устройства является неравномерность подачи семян и возможное их повреждение при застревании между подпружиненным коромыслом и криволинейным рычагом.
Известно устройство для дискретной подачи семян (Пат. №2660253 РФ; МПК А01С 7/04; опубл. 05.07.2018), содержащее загрузочный бункер, внутри которого размещен барабан с возможностью вращения, дозатор семян, семяпровод. Принято за прототип.
Недостатками данного устройства является отсутствие распределения семян внутри загрузочного бункера в линию, что затрудняет работу устройства и может вызвать повреждение семян, а также отсутствие четкого детектирования положения семени в пространстве.
Заявленное изобретение направлено на решение задачи повышения точности подачи семян при сепарировании и высеве, а также обеспечения качества дискретного дозирования и сепарации семян.
Поставленная задача возникает в лесном и сельском хозяйстве при необходимости точной подачи семян для последующей сепарации и высева.
Это достигается тем, что устройство для дискретной подачи семян, содержащее загрузочный бункер, внутри которого размещен цилиндр с возможностью вращения, дозатор семян, семяпровод, согласно изобретению, дополнительно содержит видеокамеру, интерфейсный модуль, шаговый электродвигатель, редуктор; входом устройства является первый вход интерфейсного модуля, второй вход которого соединен с выходом видеокамеры, закрепленной на вертикальной стенке загрузочного бункера над дозатором семян, а выход подключен ко входу шагового электродвигателя, выход которого подключен ко входу редуктора, выход которого кинематически связан с вращающимся цилиндром, установленным в загрузочном бункере под углом к горизонтальной плоскости с возможностью вращения в направлении от противолежащей стенки загрузочного бункера, наклоненной к образующей вращающегося цилиндра под углом, большим угла естественного откоса семян, и образующей в сочетании с тремя вертикальными стенками загрузочного бункера односкатный трапецеидальный объем загрузочного бункера; на переднем конце вращающегося цилиндра жестко закреплен дозатор семян, выполненный в виде диска с двумя диаметрально противоположными сферическими ячейками, выход которого подключен ко входу семяпровода, выход которого является выходом устройства.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для дискретной подачи семян; на фиг. 2 - общий вид дозатора семян.
1
2
3
4
5
5
Устройство для дискретной подачи семян содержит загрузочный бункер 1, образованный тремя вертикальными стенками 1, 1, 1 и двумя наклонными стенками 1 и 1, при этом стенка 1 является ориентирующей поверхностью для семян, видеокамеру 2, интерфейсный модуль 3, шаговый электродвигатель 4, редуктор 5, вращающийся цилиндр 6, дозатор семян 7, семяпровод 8.
1
Входом устройства для дискретной подачи семян является первый вход интерфейсного модуля 3, закрепленного на вертикальной стенке 1 загрузочного бункера 1.
1
1
5
5
1
2
3
Второй вход интерфейсного модуля 3 соединен с выходом видеокамеры 2, закрепленной на вертикальной стенке 1 загрузочного бункера 1 над дозатором семян 7, а выход интерфейсного модуля 3 подключен ко входу шагового электродвигателя 4, закрепленного на вертикальной стенке 1 загрузочного бункера 1. Выход шагового электродвигателя 4 подключен ко входу редуктора 5, выход которого кинематически связан с вращающимся цилиндром 6, установленным в загрузочном бункере 1 под углом α к горизонтальной плоскости с возможностью вращения в направлении от противолежащей наклонной стенки 1 загрузочного бункера 1. Стенка 1 загрузочного бункера 1 наклонена к образующей вращающегося цилиндра 6 под углом β, большим угла естественного откоса семян, и образует в сочетании с тремя вертикальными стенками 1, 1, 1 загрузочного бункера 1 односкатный трапецеидальный объем загрузочного бункера 1. На переднем конце вращающегося цилиндра 6 жестко закреплен дозатор семян 7, выполненный в виде диска с двумя диаметрально противоположными сферическими ячейками 9 с диаметром d, подчиняющимся соотношению d:L=1.5:1.0, где L - средняя длина семени. Выход дозатора семян 7 подключен ко входу семяпровода 8, выход которого является выходом устройства.
Устройство для дискретной подачи семян работает следующим образом.
5
Предназначенная для подачи порция семян размещается в загрузочном бункере 1. Управление процессом подачи семян осуществляется по сигналам, поступающим с внешнего устройства (высевающего аппарата сеялки, сепарирующего аппарата и др.) на первый вход интерфейсного модуля 3. С выхода интерфейсного модуля 3 сигнал управления поступает на вход шагового электродвигателя 4. Шаговый электродвигатель 4 через редуктор 5 приводит во вращение в направлении от наклонной стенки 1 загрузочного бункера 1 цилиндр 6. Семена под действием сил, возникающих при вращении цилиндра 6, движутся, выравниваясь к середине вращающегося цилиндра 6 в линию, ко входу дозатора семян 7. После попадания в сферическую ячейку 9 дозатора семян 7 на последующем шаге его поворота (то есть поворота вращающегося цилиндра 6), семя перемещается в семяпровод 8, а из него - на выход устройства для последующей обработки. При совпадении семени со сферической ячейкой 9 оно ориентируется в пространстве сферической ячейки 9 случайным образом. Проекция этого положения семени в сферической ячейке 9 фиксируется видеокамерой 2, передающей изображение на второй вход интерфейсного модуля 3 и далее - на внешнее устройство. На основании анализа проекции изображения семени во внешнем устройстве осуществляется коррекция характеристических параметров последующей технологической операции.
Преимуществами заявляемого устройства для дискретной подачи семян являются эффективные массо-габаритные характеристики, позволяющие использовать его в полевых условиях, высокое быстродействие формирования изображения семени и адаптированная точная подача семени для идентификации в сепарирующем или высевающем аппаратах.