Рабочий орган автономного роботизированного комплекса для точечной борьбы с сорной растительностью
WORKING ELEMENT OF AUTONOMOUS ROBOTIC COMPLEX FOR SELECTIVE CONTROL OF WEEDS

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам для борьбы с сорной растительностью.
Известна комбинированная лапа для рыхления и внутрипочвенного внесения гербицидов, включающая стойку, режущий элемент, устройство для подачи жидких гербицидов (а.с. SU №1335157, МПК A01С 23/02, 1987).
Недостатком известного устройства является то, что им невозможно точечно бороться сорной растительностью, при этом имеет место большой расход гербицидов.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство, содержащее рабочий элемент в виде бура, цилиндрический редуктор и трубку подачи химикатов. Устройство содержит подрамник, рабочий орган в виде цилиндрического редуктора с радиальными бурами и сливную трубу, рабочий орган снабжен кольцевым кожухом с упорами и патрубками, расположенные впереди буров по направлению поворота цилиндрического редуктора (а.с. SU № 694119, МПК A01С 23/02, 1979).
Недостатком известного устройства является то, что для выполнения двух операций одновременно, бурения и внесения рабочей жидкости (гербицидов) в почву, необходимо использовать два элемента и крепить их жестко крепежами, что усложняет конструкцию.
Технической задачей изобретения является повышение качества борьбы с сорняками, путем одновременного выполнения точечного бурения и внесения рабочей жидкости (гербицидов) в почву одним рабочим элементам, упрощение конструкции.
Технический результат достигается тем, что рабочий орган автономного роботизированного комплекса для точечной борьбы с сорной растительностью, содержащий рабочий элемент в виде бура, цилиндрический редуктор и трубку подачи химикатов, согласно изобретению, он снабжен корпусом с размещенными в нем электродвигателем и коробкой передач, на приводном валу электродвигателя жестко закреплена малая шестерня коробки передач в зацеплении с большой шестерней с понижающим передаточным числом, шестерни выполнены из высокопрочного нейлона, в центре большой шестерни размещен бур со сквозным каналом подачи ядохимикатов, бур снабжен размещенной на его конце съемной винтовой насадкой, с углом рассева 20-90°, и втулкой,  установленной над ней с возможностью смещения по вертикали и выполненной с двумя дугообразными лезвиями с заточкой, расположенными под острым углом к поверхности почвы, ширина лезвия 5-10 мм и длина 10-20 мм, бур верхней частью связан с трубкой подачи ядохимикатов, длина рабочей части бура, по крайней мере, не  меньше средней глубины обработки корневой системы сорной растительности, а соотношение диаметра канала к диаметру бура – 1:2.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен рабочий орган автономного роботизированного комплекса для точечной борьбы с сорной растительностью, – общий вид; на фиг. 2 – бур со сквозным каналом и съемной насадкой; на фиг. 3 – втулка с лезвиями по А – А; на фиг. 4 – то же, вид Б.
Рабочий орган автономного роботизированного комплекса для точечной борьбы с сорной растительностью содержит систему технического зрения (на фигуре не показан) на раме расположенный корпус 1 с размещенным электродвигателем (на фигуре не показан) и коробкой передач 2. На приводном валу 3 электродвигателя жестко закреплена малая шестерня 4 коробки передач 2 в зацеплении с большой шестерней 5 с понижающим передаточным числом.
Шестерни 4 и 5 выполнены из высокопрочного нейлона (полиамид PA 12), характеризующийся повышенной прочностью и износостойкостью, в центре большой шестерни 5 размещен бур 6 со сквозным каналом 7 проводящим ядохимикаты.
Материалом для изготовления шестерен 4 и 5 выбран высокопрочный нейлон, являющийся синтетическим полимером, физические свойства которого превосходят свойства некоторых металлов. Нейлон обладает сочетанием высокой прочности, термостойкости, эластичности и устойчивости ко многим химическим реагентам. Благодаря особым физико-химическим свойствам, нейлон отнесен к категории полимеров, известных как «инженерные термопластики». Нейлон (полиамид PA 12), помимо прочего, особо устойчив к растрескиванию под воздействием напряжений и абразивному истиранию, что делает его незаменимым в тех случаях, когда требуются повышенная прочность и износостойкость.
Бур 6 снабжен съемной винтовой насадкой 8 с углом рассева на конце 20-90°. Над насадкой 8 размещена втулка 9, установленная с возможностью смещения по вертикали и выполненная с двумя заточенными дугообразными лезвиями 10, расположенными под острым углом к поверхности почвы. Расстояние от насадки 8 до втулки 9 зависит от глубины расположения корневой системы в почве.
Ширина лезвий 10 составляет 5-10 мм и длина 10-20 мм, а диаметр бура 6 – 10-12 мм. Бур 6 верхней частью связан с трубкой 11 подачи химикатов, длина рабочей части бура 6, по крайней мере, не меньше глубины точечной обработки корневой системы сорной растительности, а соотношение диаметра канала 7 к диаметру бура 6 – 1:2. Подбор ширины и длины лезвия 10 в указанном диапазоне зависит от структуры почвы. Чем тверже почва, тем длина и ширина лезвия больше. Параметры лезвия 10 в указанном диапазоне позволяют буру 6 без повреждения корневой системы культурных растений внедряться в почву и точечно разрушать корневую систему сорной растительности.
Соотношение диаметров канала 7 и бура 6 – 1:2 – оптимальные. Они определены экспериментально и позволяют точечно внести необходимый объем ядохимиката в заданный отрезок времени, исключив его перерасход и не ослабляя стенки бура.
Рабочий орган автономного роботизированного комплекса работает следующим образом.
После определения координат размещения сорняка системой технического зрения, рабочий орган опускается над объектом и включается электродвигатель. Бур 6 с винтовой насадкой 8 на конце точечно, внедряется в почву, а лезвия 10 уничтожают ростки сорняков на поверхности и корневую систему. Одновременно происходит дозированный впрыск в почву через канал 7 ядохимикатов, подаваемых через трубку 11, присоединенную к задней части бура 6.
Одновременно выполняется две операции – механическое уничтожение сорняка и дозированный впрыск ядохимиката.
Использование рабочего органа способствует повышению качества борьбы с сорняками и снижению расхода ядохимикатов.