3D-ПРИНТЕР ДЛЯ СОЗДАНИЯ ФИТОЦЕНОЗОВ

Полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к конструкциям посевных устройств для создания фитоценозов.
Известна пневматическая сеялка с центрально-дозирующей системой, содержащая централизованный бункер с дозатором, пневматически соединенные через распределитель семян с сошниками, закрепленными на раме и включающими стойку, рыхлительную лапу, семяукладыватель с вертикальным каналом и гребень-уплотнитель, один конец которого соединен гибкой связью, гребень-уплотнитель выполнен из двух частей, первая из которых закреплена снизу на рыхлительной лапе, образуя вместе с ней трехгранный клин, вторая часть гребня-уплотнителя выполнена в виде пластины, размещенной за семяукладывателями сошников на гибкой связи, а выходное отверстие вертикального канала семяукладывателя направлено в угол раствора рыхлительной лапы и расположено на его биссектрисе, причем в угле раствора лапы размещен дугообразный отражатель семян с выступом в центре и не менее двумя выступами по его сторонам (Патент на изобретение RU №2457656 МПК А01С 7/04, 2012).
Недостатком известной пневматической сеялки с центрально-дозирующей системой, является ограниченность ее функциональных возможностей.
Указанный недостаток обусловлен тем, что известная пневматическая сеялка с центрально-дозирующей системой обеспечивает только посев сельскохозяйственных культур и при необходимости - внесение минеральных удобрений. Этого недостаточно для формирования фитоценоза. Поэтому известная пневматическая сеялка с центрально-дозирующей системой является одной сельскохозяйственной машиной многомашинного технологического комплекса, с помощью которого формируют фитоценоз. Кроме сеялки в технологический комплекс, входят машины для внесения удобрений, машины для ухода за посевами и машины для химической защиты растений. Наличие большого количества мобильных машин, применяемых для формирования фитоценоза, увеличивает материалоемкость и сложность всего технологического комплекса.
Кроме этого, применение значительного количества мобильных машин ведет к уплотнению почвы поля и, как следствие, к снижению урожая возделываемых сельскохозяйственных культур.
С помощью известной пневматической сеялки с центрально-дозирующей системой выполняют несколько известных способов посева, например, подпочвенный полосовой и подпочвенный разбросной посев. Количество способов посева известной пневматической сеялкой ограничено. С ее помощью нельзя обеспечить, например, расстановку растений на поверхности поля на одинаковом расстоянии друг от друга. Переналадка и настройка известной сеялки с одного способа посева на другой трудоемка.
Наиболее близким по достигаемому эффекту к заявленному посевному устройству для создания фитоценозов является сеялка точного высева семян, включающая раму, емкости для семян, семяпроводы, высевающую платформу с механизмов ее перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, опорно-бороздообразующий и ведущий катки, привод кинематически связанный с ведущим катком и механизмом перемещения посевной платформы таким образом, что за один цикл перемещения посевной платформы сеялка перемещается на расстояние, равное или кратное длине платформы (Патент на изобретение RU №2145472 МПК А01С 7/04, опубликовано 20.02.2000, Бюл. №5 - прототип).
Недостатком известной сеялки, принятой за прототип, является то, что ее функциональные возможности ограничены.
Указанный недостаток обусловлен тем, что известная сеялка предназначена для посева только овощных культур, преимущественно семян капусты.
Высевающие ложечки, расположенные параллельными рядами, представляют собой металлический штырь с загнутым основанием, в котором выполнено углубление для семян сферической формы. Этот рабочий орган не приспособлен для дозированного высева семян, отличающихся своей размерно-массовой характеристикой от семян капусты, например, семян зерновых культур или амаранта. Он также не приспособлен для дозированного внесения жидких и пылевидных химических и биологических препаратов. Крепление высевающих ложечек к высевающей платформе не предусматривает их замену на другие рабочие органы, которые обеспечивали бы дозированную подачу в борозду гранулированных, пылевидных и жидких препаратов. Это ограничивает функциональные возможности известной сеялки.
Сброс семян с ложечек осуществляется вибратором, что не обеспечивает поштучную подачу семян в борозду. Отсутствие возможности перемещения высевающих ложечек для регулировки расстояния между ними в поперечных рядах и между поперечными рядами, что, как следствие, не позволяет регулировать расстояние между высеваемыми семенами, значит не позволяет обеспечивать оптимальную расстановку растений различных сельскохозяйственных культур, кроме капусты. Это также ограничивает функциональные возможности известной сеялки.
Известная сеялка перемещается с помощью опорно-бороздообразующего катка и ведущего катка. В результате она не приспособлена для повторного перемещения по засеянному полю, например, для химической прополки по всходам. Кроме этого, известная сеялка не приспособлена для движения по дороге при переезде с одного поля на другое.
Известная сеялка обеспечивает только посев семян капусты. Этого недостаточно для формирования фитоценоза. Поэтому известная сеялка является одной сельскохозяйственной машиной многомашинного технологического комплекса, с помощью которого формируют фитоценоз. Кроме сеялки в технологический комплекс, входят машины для внесения удобрений, машины для ухода за посевами и полива, машины для химической и биологической защиты растений. Наличие большого количества мобильных машин, применяемых для формирования фитоценоза, увеличивает материалоемкость и сложность всего технологического комплекса. Кроме этого, движение по полю значительного количества мобильных машин ведет к уплотнению почвы поля и как следствие к снижению урожая возделываемых сельскохозяйственных культур.
Техническим результатом полезной модели является расширение функциональных возможностей посевного устройства за счет выполнения и совмещения технологических операций внесения минеральных удобрений, ухода за посевами, полива, химической и биологической защиты растений для выращивания фитоценозов в сельскохозяйственном производстве.
Технический результат достигается тем, что в посевном устройстве для создания фитоценозов, включающем основание в виде рамы на опорных колесах с рабочим органом в виде дозаторов расходных посевных материалов, который закреплен на каретке, снабженной устройствами ее перемещения в направляющих, по осям X, Z, и емкости с расходным посевным материалом, согласно полезной модели, контроллер выполнен с возможностью управления процессом создания фитоценоза, каретка снабжена устройством для ее перемещения в направляющей по оси Y, а дозаторы снабжены приспособлениями для крепления дополнительных рабочих органов для подачи расходных материалов в виде гранулированных минеральных удобрений, пылевидных удобрений, жидких удобрений, воды и гербицидов, причем количество дозаторов расходных материалов соответствует количеству механизмов для подачи расходных материалов в количестве не менее двух, кроме того, основание снабжено фиксатором в виде бура.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 приведено схематично посевное устройство для создания фитоценозов, вид сбоку; на фиг. 2 - тоже, в аксонометрии; на фиг. 3 - схематично показан дополнительный рабочий орган, в виде катушки; на фиг. 4 - схематично показано дозатор. 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.
Посевное устройство для создания фитоценозов включает основание 1 с рабочим органом 2, закрепленным на каретке 3 (фиг. 1 и фиг. 2). Основание 1 выполнено в виде рамы и снабжено опорными колесами 4. Каретка 3 снабжена устройством 5 перемещения в плоскости XY и устройством 6 перемещения по оси Z. Совместно устройство 5 и устройство 6 обеспечивают перемещение каретки 3 в плоскостях XYZ. Контроллер 7 для управления процессом создания объектов фитоценозов. Рабочий орган 2 выполнен в виде дозаторов 8 для различных расходных материалов (семян, гранулированных минеральных удобрений, пылевидных удобрений, рабочих жидкостей, энтомофагов и др.). Емкость 9 с расходным материалом, причем количество емкостей 9 соответствует числу видов расходного материала. Дозаторы 8 снабжены приспособлениями 10 для крепления дополнительных рабочих органов 11. Дополнительный рабочий орган 11 может быть выполнен, например, в виде катушки 12 для подачи гранулированных минеральных удобрений, пылевидных удобрений или в виде распылителя для внесения воды, жидких удобрений и гербицидов (устройство и привод распылителя на фигурах не показаны). Емкость 9 имеет механизм 13 для подачи расходного материала в рабочий орган 2 и в дополнительный рабочий орган 11 в количестве соответствующем числу емкостей 9. Количество дозаторов 8 расходных материалов соответствует количеству механизмов 13 для подачи расходного материала. Емкость 9 соединена с дозаторами 8 механизмами 13 для подачи расходного материала. Емкость 9 снабжена загрузочным шнеком 14 для загрузки семян и имеет ходовую часть 15. Механизмы 13 для подачи расходного материала включают пневмопроводы 16, вентилятор 17. Катушка 12 установлена в корпусе 18 с подвижным язычком 19 установленном на шарнире 20 (фиг. 3). Устройство 5 включает направляющую 21 по оси X и привод 22, а также направляющую 23 по оси Y и привод 24. Устройство 6 включает направляющее винты 25, приводы 26 и дополнительную раму 27.
Основание 1 снабжено фиксатором 28 в виде бура, включающего спиралевидный рабочий орган 29 и электродвигатель 30.
Рабочий орган 2 состоит из приводного вала 31 с навивкой 32, вала 33 и подвижных губок 34.
Посевное устройство для создания фитоценозов агрегатируют с энергетическим средством 35, например, трактором класса 3 т. с помощью механизма крепления 36.
Посевное устройство для создания фитоценозов работает следующим образом. Предварительно перед началом полевых работ на поле для обеспечения точности позиционирования по его углам устанавливают датчики, которые имеют связь с системами глобального позиционирования (GPS, ГЛОНАСС, ( - Beidou-3M)), а также датчики, определяющие расстояние до объекта - посевного устройства, создающего фитоценоз, передвигающегося по полю, в качестве таких датчиков могут быть использованы лазерные, ультразвуковые или радиолокационные дальномеры.
Системы глобального позиционирования (GPS, ГЛОНАСС, ( - Beidou-3M) необходимы для прокладывания маршрута до поля и отслеживания, корректировки положения посевного устройства, создающего фитоценоз непосредственно на поверхности поля.
После прохода посевного устройства в процессе, которого происходит размещение растений на поле, компьютер формирует виртуальную поверхность с картой расстановки растений, которую сохраняют в памяти.
Также предварительно устанавливают ширину междурядий посева сельскохозяйственной культуры, а также расстояние между семенами в рядке или задают другой известный способ посева. Ширину междурядий и расстояние между семенами в рядке устанавливают в контроллере 7 посевного устройства для создания фитоценозов. Заданное расстояние между семенами в рядке обеспечивают установлением «шага» перемещения каретки 3 (фиг. 1). Регулировка закончена.
Посевное устройство для создания фитоценозов с энергетическим средством 35 заезжает на поле после основной обработки почвы с оборотом пласта, минимальной обработки или нулевой обработки. Посевное устройство для создания фитоценозов устанавливают на краю поля и заглубляют фиксатор 28 в виде бура, и происходит запись и фиксация координат расположения устройства с помощью GPS и датчиков, расположенных на краях поля. После чего начинается процесс создания фитоценоза одной из сельскохозяйственных монокультур. С помощью механизмов перемещения по осям X, Y и Z рабочий орган 2 и дополнительный рабочий орган 11 перемещаются на каретке 3 внутри основания 1 посевного устройства над поверхностью поля и создают фитоценоз (фиг. 2). Процесс создания фитоценоза заключается в помещении семени в почву, а так же внесения удобрений и средств защиты растений. Из емкости 9 расходный материал (семена, гранулированные удобрения, жидкие удобрения или другие рабочие растворы) механизмами 13 для подачи расходного материала подаются к дозаторам 8 рабочего органа 2 и дополнительному рабочему органу 11. В процессе работы каретка 3 перемещается по осям X, Y и Z и формирует рядки растений, а также расставляет семена в рядке, на расстояние заранее установленном в контроллере 7. Помещение семени в почву происходит путем опускания каретки 3 по оси Z и заглубления рабочего органа 2. Приводной вал 31 рабочего органа 2 проворачивается и навивкой 32 раздвигает слой почвы, при этом происходит раскрытие подвижных губок 34 рабочего органа 2 и семя поступает в почву, после чего обратным вращением приводного вала 31 семя накрывается слоем почвы (фиг. 4). Смещение каретки 3 по осям X и Y позволяет дополнительному рабочему органу 11 внести пылевидные удобрения или рабочие растворы в зону непосредственного расположения семени, а также при необходимости выполнить ультрамалообъемный полив. После окончания работы на занимаемом участке поля устройство передвигается на заранее известное расстояние таким образом, чтобы не происходило перекрытия предыдущего участка и пропуска части следующего участка поля. Движение посевного устройства для создания фитоценозов осуществляют по заранее проложенному маршруту. На каждом последующем участке поля повторяют операции создания фитоценозов. При повторном заезде посевного устройства на поле, например, для ухода за растениями и их защиты фиксатор 28 устанавливают в место его расположения при первом заезде на поле с помощью зафиксированных координат его расположения.
Применение полезной модели позволит: расширить функциональные возможности посевного устройства путем создания фитоценозов в сельскохозяйственном производстве с использованием одной сельскохозяйственной машины вместо многомашинного технологического комплекса, снизить материалоемкость и затраты на хранение технологического комплекса, снизить уплотнение почвы поля и, как следствие, увеличить урожайность возделываемых сельскохозяйственных культур.