Многосекционная дождевальная машина кругового действия с интеллектуальным модулем
MULTI-SECTION CIRCULAR SPRINKLING MACHINE WITH SMART MODULE

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию, и может быть использовано для орошения дождеванием сельскохозяйственных культур, в том числе нескольких разных видов культур, засеянных по секторам и поливаемых одной машиной.
Для обеспечения равномерности и качества полива при работе машины с реверсом и прохождении не полного круга.
Известна электрифицированная дождевальная машина кругового действия (патент РФ №2646909 С2, МПК: A01G 25/09, опубл. 12.03.2018, бюл. №8 - аналог), содержащая центральную неподвижную опору с поворотным коленом, дождевальные насадки, водопроводящий трубопровод, состоящий из последовательно шарнирно соединенных пролетов.
Недостатком аналога является не возможность обеспечения равномерности и качества полива при работе машины с реверсом и прохождении не полного круга, изменения поливной нормы при поливе машиной нескольких различных сельскохозяйственных культур, засеянных по секторам, в автоматическом режиме в соответствии с уровнем влагозапасов участков поля на момент их полива.
Известна многосекционная дождевальная машина кругового действия (патент РФ №2654341 С2, МПК: A01G 25/09, опубл. 17.05.2018, бюл. №14 - аналог), содержащая центральную неподвижную опору с поворотным коленом, дождевальные насадки, выполненные в виде трехмерных ферм секции трубопровода, последовательно соединенные между собой с помощью шарниров карданного типа и резиновых муфт, соединяющих полости соседних секций трубопровода, конец каждой секции трубопровода размещен на соседней тележке, имеющей привод от электродвигателя и блок управления.
Недостатком аналога является также невозможность обеспечения равномерности и качества полива при работе машины с реверсом и прохождении не полного круга, изменения поливной нормы в соответствии с уровнем влагозапасов участков поля на момент их полива, не возможность изменения поливной нормы при поливе машиной нескольких различных сельскохозяйственных культур, засеянных по секторам, в автоматическом режиме.
Технической задачей изобретения является расширение эксплуатационных возможностей дождевальной машины, а также обеспечение качества и равномерности полива при работе машины с реверсом, когда не происходит возвращения машины в исходную точку после прохождения полного круга. В этом случае полив той же нормой в начале возврата вызывает сток и требуется упрощенная корректировка. Задача достигается тем, что многосекционная дождевальная машина кругового действия содержит центральную неподвижную опору с поворотным коленом, дождевальные насадки, размещенные на последовательно соединенных секциях трубопровода, каждая из которых выполнена в виде трехмерной фермы, при этом один конец секции трубопровода размещен на промежуточной опорной самоходной тележке, а второй конец связан с предыдущей секцией трубопровода посредством шарнирного соединения карданного типа.
Отличием от прототипа является то, что на центральной неподвижной опоре установлен щит управления, в котором размещена защитная аппаратура, пульт управления, интеллектуальный модуль, предназначенный для обработки информации и принятия решений управления процессом полива, движением машины, обработкой и хранением информации и GLONASS/GPS-приемником, а на крайней опорной самоходной тележке установлен GLONASS/GPS-маячок, информация с которого при прохождении заданного сектора участка поливного круга и метеостанции через GLONASS-спутник поступает на GLONASS/GPS-приемник и далее на интеллектуальный модуль, после чего подается команда начала полива орошаемого сектора, при этом норма полива корректируется согласно выражению:
.
Задача достигается тем, что многосекционная дождевальная машина кругового действия, содержащая центральную неподвижную опору с поворотным коленом, дождевальные насадки, размещенные на последовательно соединенных секциях трубопровода, каждая из которых выполнена в виде трехмерной фермы, при этом один конец секции трубопровода размещен на промежуточной самоходной тележке, а второй конец связан с предыдущей секцией трубопровода посредством шарнирного соединения карданного типа, кроме того, на центральной неподвижной опоре установлен щит управления, в котором размещена защитная аппаратура, пульт управления, интеллектуальный модуль, предназначенный для обработки информации и принятия решений управления процессом полива, движения машины, обработки и хранения информации и GLONASS/GPS-приемник, а на крайней самоходной тележке установлен GLONASS/GPS-маячок, информация с которого передаются на GLONASS-спутник, при этом информация от GLONASS/GPS-маячка, установленного на крайней самоходной тележке при прохождении заданного сектора участка поливного круга, и метеостанции через GLONASS-спутник поступает на GLONASS-приемник и далее на интеллектуальный модуль, после чего норма полива корректируется согласно выражению (1), подавая команду начала полива орошаемого сектора.
Отличие предлагаемой конструкции от прототипа заключается в том, что на центральной опоре дождевальной машины установлен щит управления, в котором размещена защитная аппаратура, пульт управления с размещенным в нем интеллектуальным модулем и GLONASS/GPS-приемник, а на крайней самоходной тележке установлен GLONASS/GPS-маячок, информация с которого о положении машины при прохождении заданного сектора участка поливного круга и метеостанции передаются на GLONASS-спутник, затем на GLONASS-приемник и далее на интеллектуальный модуль, после чего норма полива корректируется согласно выражению (1), подавая команду начала полива орошаемого сектора.
На Фиг.1 изображена многосекционная дождевальная машина кругового действия, общий вид. На Фиг.2 - схема деления поливного круга на участки-сектора.
Предлагаемая многосекционная дождевальная машина кругового действия (фиг. 1) содержит центральную неподвижную опору 1 с поворотным коленом 2, дождевальные насадки 3, размещенные на последовательно соединенных секциях трубопровода 4. Каждая секция трубопровода 4 выполнена в виде трехмерной фермы, при этом один конец секции трубопровода 4 размещен на промежуточной самоходной тележке 5,а второй конец связан с предыдущей секцией трубопровода 4 посредством шарнирного соединения карданного типа 6.
Для управления движением на промежуточных опорных самоходных тележках 5 установлены приборы синхронизации тележек в линию (ПСЛ) 7, которые вырабатывают команды на движение самоходных тележек 5. При выбеге относительно соседних больше допустимого промежуточные самоходные тележки 5 по команде ПСЛ 7 останавливаются, а при отставании начинают двигаться.
На крайней самоходной тележке 8 установлен прибор стабилизации курса (ПСК) 9, который вырабатывает команду на движение крайней ведущей опорной тележки 8, которая задает скорость передвижения всей дождевальной машины по участку вокруг неподвижной опоры 1, а также GLONASS/GPS-маячок 10, данные с которого передаются на GLONASS-спутник 11.
На неподвижной опоре 1 установлен щит управления 12 , в котором размещена защитная аппаратура, пульт управления 13, интеллектуальный модуль 14 и GLONASS/GPS-приемник 15.
Интеллектуальный модуль 14 предназначен для обработки информации и принятия решений управления процессом полива, движением машины, обработки и хранения информации.
Орошаемая область поля (фиг. 2) делится по секторам на несколько участков, в заданных точках которых будет меняться скорость машины и, следовательно, норма полива.
Оптимальное значение нормы при поливе в зависимости от общего количества секторов и номера сектора, определяется при помощи программы, заданной в интеллектуальном модуле из выражения:
, (1)
M
i - номер участка от точки отсчета или парковочного положения машины, i=1,2…n; n -общее количество участков разбиения; Q - расход машины, л/с
CP
СЕК
V - средняя скорость движения машины; ℓ- длина дуги сектора, м; E - суммарное водопотребление, равное интенсивности водопотребления, мм;
СУТ
К- коэффициент времени; s - путь, который проходит последняя тележка.
Многосекционная дождевальная машина кругового действия работает следующим образом. Для обеспечения равномерности и качества полива при работе машины с реверсом и прохождении не полного круга, до начала эксплуатации дождевальной машины, должна быть составлена карта полива, где назначаются нормы полива по секторам, определяемые из выражения (1).
При прохождении заданных точек сектора информация от GLONASS/GPS-маячка 10 и метеостанции 16 (24), установленной около участка полива через GLONASS-спутник 11 на GLONASS-приемник 15 и далее на интеллектуальный модуль 14, и подается команда начала полива орошаемого сектора с заданной скоростью движения машины.
Вода под давлением подается в полости последовательно соединенных секций трубопровода 4, размещенного на центральной неподвижной опоре 1 с поворотным коленом 2, и разбрызгивается на орошаемом участке посредством дождевальных насадок 3. Крайняя ведущая опорная самоходная тележка 8 задает скорость перемещения машины по участку с помощью прибора стабилизации курса (ПСК) 9.
Движение промежуточных опорных самоходных тележек 5 происходит в старт-стопном режиме, при этом управление движением каждой промежуточной опорной самоходной тележки осуществляется автономно прибором синхронизации тележек в линию (ПСЛ) 7.
Использование предлагаемой дождевальной машины обеспечивает равномерность и качество полива при работе машины с реверсом и прохождении не полного круга, в том числе при поливных участках специфической формы или установленных на поливных участках препятствиях путем изменения поливной нормы в соответствии с выражением (1) , за счет установленного на дождевальной машине интеллектуального модуля, обрабатывающего информацию, получаемую с GLONASS/GPS-маячка и метеостанции через GLONASS-спутник и GLONASS-приемник.
Пример
Рассмотрим случай работы машины с реверсом, когда не происходит возвращения машины в исходную точку после прохождения полного круга. То есть машина возвращается в точку ϕ, двигаясь в обратном направлении реверсивно. В этом случае полив той же нормой в начале возврата вызывает сток, и требуется упрощенная корректировка. При выдаче поливной нормы за два прохода.
То есть, задавая путь, который проходит последняя тележка, можно определить оптимальное значение нормы при поливе в одну и в обратную сторону. Поскольку конструктивно норма полива меняется при движении не непрерывно, разбиваем общую поливную площадь на сектора, в заданных точках которых будет меняться скорость машины и, следовательно, норма полива.
3
Рассмотрим пример для полива половины поливного круга с реверсом. Условия: Задаваемая поливная норма 300 м/га. Длина машины 300 м. Коэффициент использования времени 0,8. Расход машины 41 л/с. Оптимизация выдачи поливной нормы при делении на 4 сектора и 6 секторов представлена на фиг 2.