Летающий высевающий аппарат

Полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к конструкциям летающих высевающих аппаратов.
Известен летающий высевающий аппарат, включающий бункер с разгрузителем и семенной камерой, задатчик нормы высева, рабочий орган для перемещения семян, дополнительную семенную камеру, образованную рабочим органом для перемещения семян и разгрузителем, на входе и выходе дополнительной семенной камеры расположены выступы криволинейной формы для перемещения семян, на расстоянии друг от друга соизмеримым со средним удвоенным размером семян, напротив выступа на выходе расположена выемка на расстоянии от выступа соизмеримым со средним размером семян, семенная камера установлена с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, а задатчик нормы высева расположен с возможностью кинематического взаимодействия с семенной камерой, причем одна из боковых стенок семенной камеры выполнена ступенчатой, обеспечивая ассиметричное расположение семян, имеет беспилотный летательный аппарат в виде квадрокоптера с полезной нагрузкой массой до 2 кг и с блоком управления, бункер снабжен вертикальными гарпунообразными штырями, закрепленными в нижней части шарнирно, при этом квадрокоптер снабжен кольцом, расположенным снизу, имеющим вертикальные пазы и углубления для гарпунообразных штырей, задатчик нормы высева имеет электропривод, соединенный с блоком управления квадрокоптера, причем вертикальная подвижная семенная камера имеет корпус с подпружиненными опорами (Патент на полезную модель RU №167073 МПК B64D 1/16; А01С 7/08, опубликовано 20.12.2016).
Недостатками известного летающего высевающего аппарата являются не большая длительность полета летающего высевающего аппарата без подзарядки аккумуляторных батарей, сложность его конструкции, его значительный вес и материалоемкость.
Указанные недостатки обусловлены следующим. Длительность полета летающего высевающего аппарата без подзарядки аккумуляторных батарей определяет объем его аккумуляторных батарей. Задатчик нормы высева известного летающего высевающего аппарата имеет электропривод, т.е. задатчик нормы высева работает на электромеханическом принципе. Потребность в электроэнергии для функционирования задатчика нормы высева увеличивает расход электроэнергии летающего высевающего аппарата во время выполнения технологической операции - посеве. Быстрее происходит разряжение аккумуляторных батарей летающего высевающего аппарата, что сокращает длительность его полета без подзарядки аккумуляторных батарей во время выполнения полетного задания.
Кроме того, наличие электропривода у задатчика нормы высева создает потенциальную возможность возникновения электромагнитных помех, нарушающих работу внутреннего компаса летающего высевающего аппарата и затрудняющих радиосвязь с летающим высевающим аппаратом.
Наличие бункера, кроме семенной камеры, наличие электропривода, а также электродвигателя в электроприводе, установка семенной камеры с возможностью перемещения, усложняют конструкцию известного летающего высевающего аппарата, а также увеличивают его вес и материалоемкость.
Увеличение веса известного беспилотного летающего высевающего аппарата снижает его грузоподъемность, что приводит к необходимости уменьшать количество семян, загружаемых в семенную камеру, что, как следствие, снижает время полета в процессе выполнения технологического процесса посева при прочих равных условиях. Следовательно, увеличение веса летающего высевающего аппарата, уменьшает его потенциально возможную грузоподъемность, что как следствие, ограничивает производительность летающего высевающего аппарата.
Сила инерции, возникающая при возвратно-поступательном движении семенной камеры во время посева, снижает аэродинамическую эффективность и маневренность летающего высевающего аппарата в процессе выполнения полетного задания.
Наиболее близким по достигаемому эффекту к заявленному летающему высевающему аппарату является летающий высевающий аппарат, включающий беспилотный летательный аппарат (БПЛА) вертикального взлета и посадки, семенную камеру, задатчик нормы высева, рабочий орган для перемещения семян, дополнительную семенную камеру, на входе и выходе дополнительной семенной камеры расположены выступы криволинейной формы для перемещения семян, на расстоянии друг от друга, соизмеримом со средним удвоенным размером семян, напротив выступа на входе расположена выемка на расстоянии от выступа, соизмеримом со средним размером семян, выступы криволинейной формы для перемещения семян расположены на рабочем органе для перемещения семян, который выполнен в виде клапана и установлен с возможностью кинематического взаимодействия с задатчиком нормы высева (Патент на полезную модель RU №172604 МПК B64D 1/16; А01С 7/08, опубликовано 14.07.2017 - прототип).
Недостатками известного летающего высевающего аппарата, принятого за прототип, являются не большая длительность полета летающего высевающего аппарата без подзарядки аккумуляторных батарей и сложность конструкции
Указанные недостатки обусловлены следующим. Задатчик нормы высева известного летающего высевающего аппарата имеет электропривод, включающий соленоид. Наличие соленоида в конструкции летающего высевающего аппарата увеличивает его расход электроэнергии во время выполнения технологической операции - посеве. Быстрее происходит разряжение аккумуляторных батарей летающего высевающего аппарата, что сокращает длительность его полета без подзарядки аккумуляторных батарей во время выполнения полетного задания.
Соленоид сложен в изготовлении, что усложняет конструкцию летающего аппарата в целом. Кроме того, наличие соленоида создает потенциальную возможность возникновения электромагнитных помех, нарушающих работу внутреннего компаса летающего высевающего аппарата и затрудняющего радиосвязь с летающим высевающим аппаратом.
Техническим результатом полезной модели является увеличение длительности полета летающего высевающего аппарата без подзарядки аккумуляторных батарей при прочих равных условиях.
Технический результат достигается тем, что в летающем высевающем аппарате, включающем беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки, семенную камеру, задатчик нормы высева, рабочий орган для перемещения семян, установленный с возможностью кинематического взаимодействия с задатчиком нормы высева, согласно полезной модели, рядом с семенной камерой установлена неподвижная стойка, на которой установлен задатчик нормы высева и рабочий орган для перемещения семян, при этом задатчик нормы высева выполнен в виде спиральной пружины, с закрепленным на стойке валом, а рабочий орган для перемещения семян выполнен в виде обода, с расположенными по окружности ячейками, снабженного храповым механизмом в виде колеса с внутренними зубьями, с собачкой для внутренних зубьев, установленной на неподвижной стойке, внутри обода расположена спиральная пружина, один конец которой закреплен на валу, а другой конец соединен с ободом, установленным под семенной камерой.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен схематично летающий высевающий аппарат, вид сбоку; на фиг. - 2 тоже, вид спереди; на фиг. 3 изображен схематично летающий высевающий аппарат в процессе посева, вид сбоку. На графических материалах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания сущности технического решения, а сопутствующие элементы, хорошо известные специалистам в данной области, не представлены.
Летающий высевающий аппарат включает беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки 1, семенную камеру 2, задатчик нормы высева 3 и рабочий орган для перемещения семян 4 (фиг. 1). Рядом с семенной камерой 2 установлена неподвижная стойка 5, на которой установлен задатчик нормы высева 3 и рабочий орган для перемещения семян 4. Задатчик нормы высева 3 выполнен в виде спиральной пружины 6, с закрепленным с возможностью вращения на неподвижной стойке 5, валом 7. Рабочий орган для перемещения семян 4 выполнен в виде обода 8 с опорным элементом, например, планкой 9. На ободе 8 расположены по его окружности ячейки 10 для семян. Обод 8 снабжен храповым механизмом 11 в виде колеса 12 с внутренними зубьями 13. Внутренние зубья 13 взаимодействуют с собачкой 14 храпового механизма 11, закрепленной на неподвижной стойки 5 с помощью шарнира 15. Кроме того, внутренние зубья 13 храпового механизма 11 взаимодействуют с дополнительной собачкой 16, в форме ролика, закрепленной на неподвижной стойки 5 с помощью пружины 17. Дополнительная собачка 16 и пружина 17 помещены в корпус 18. Кинематическое взаимодействие задатчика нормы высева 3 с рабочим органом для перемещения семян 4 обеспечивает расположение спиральной пружины 6 внутри обода 8, таким образом, что один конец спиральной пружины 6 закреплен на валу 7, расположенном коаксиально относительно обода 8, а другой ее конец соединен с ободом 8. Обод 8 расположен под семенной камерой 2 с возможностью заполнения семенами ячеек 10 обода 8. Семенная камера 2 закреплена с помощью шарнира 19. Кроме того семенная камера 2 соединена с собачкой 14 тягой 20, шарниром 21 и шарниром 22. Выгрузное отверстие семенной камеры 2 перекрывает Г-образная пластина 23, закрепленная на стойке 5. Выступ Г-образной пластины 23 ограничивает перемещение семенной камеры 2 (фиг. 1).
Беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки 1 имеет блок управления 24. Вал 7 имеет заводную ручку 25, а обод 8 снабжен корпусом 26, закрепленным на неподвижной стойке 5.
Летающий высевающий аппарат работает следующим образом. Предварительно перед посевом одновременно с заполнением семенами семенной камеры 2 спиральную пружину 6 закручивают вокруг вала 7 с помощью заводной ручки 25, приводя ее в напряженное состояние. При этом собачка 14 храпового механизма 11 проскальзывает по внутренним зубья 13, предотвращая возврат пружины в прежнее положение.
В процессе посева оператор с помощью пульта управления передает команды на блок управления 24. При этом он располагает летающий высевающий аппарат на рабочей высоте над поверхностью засеваемого поля и перемещает его с заданной рабочей скоростью, предварительно наклонив его вперед по направлению движения относительно поверхности поля. При этом семенная камера 2 сохраняет вертикальное положение за счет поворота в шарнире 19, высвобождая собачку 14 из зацепления с зубьями 13 с помощью тяги 20, поворачивающейся в шарнире 21 и шарнире 22 (фиг. 3). При этом выгрузное отверстие семенной камеры 2 смещается относительно Г-образной пластины 23 и семена под собственным весом начинают поступать из семенной камеры 2.
Спиральная пружина 6 вращает обод 8. В процессе вращения обода 8 семена из семенной камеры 2 заполняют ячейки 10 и после поворота обода 8 под действием собственного веса подаются на почву.
Заданную норму высева семян на гектар обеспечивают следующим образом. Задатчик нормы высева 3 вращает обод с постоянной угловой скоростью, а изменяют, задавая летающему высевающему аппарату расчетную рабочую поступательную скорость во время посева.
Применение полезной модели позволит: увеличить длительность полета летающего высевающего аппарата без подзарядки аккумуляторных батарей при прочих равных условиях и упростить конструкцию беспилотного летающего аппарата.