СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПЛАНИРОВКИ ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ
METHOD AND APPARATUS OF PLANNING IRRIGATED LAND

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при планировке орошаемых земель.
Известен способ планировки орошаемых земель и устройство для планировки орошаемых земель [1]. Известный способ включает предварительную вертикальную съемку относительно лазерной опорной плоскости, создаваемой лазерным передатчиком, путем перемещения по участку планирующего устройства с поднятым рабочим органом на высоту Н от поверхности земли и измерения микропроцессорным устройством текущих высотных отметок фотоприемника hi относительно режущей кромки рабочего органа, обработку информации о рельефе с определением среднеарифметического значения hcp измеренных высотных отметок hi, установку фотоприемника на высоту Нр=hcp+Н и проведение планировки участка планирующим устройством без перестановки лазерного передатчика.
Известно устройство для планировки орошаемых земель, включающее планирующее устройство, содержащее базовую раму, опорные колеса с датчиком пути, исполнительные гидроцилиндры, рабочий орган, электрогидравлическое устройство и механизм перемещения с фотоприемником лазерного излучения и датчиком измерения высоты его перемещения, микропроцессорное устройство, входы которого подключены к датчикам высоты и пути, и лазерный передатчик.
Недостатком такого способа и устройства является низкая производительность планирующего устройства при проведении предварительной съемки за счет перемещения планирующего устройства по участку параллельными проходами с шагом съемки 20 м.
Целью заявляемого изобретения является повышение производительности планирующего устройства при проведении предварительной съемки за счет перекрестного маршрута движения планирующего устройства и сокращения количества его проходов по участку.
Указанная цель достигается тем, что способ, включающий предварительную вертикальную съемку относительно лазерной опорной плоскости, создаваемой лазерным передатчиком, путем перемещения по участку планирующего устройства с поднятым рабочим органом на высоту Н от поверхности земли и измерения микропроцессорным устройством текущих отметок фотоприемника hi относительно режущей кромки рабочего органа, обработку информации о рельефе с определением среднеарифметического значения hсp измеренных высотных отметок hi, установку фотоприемника на высоту Нр=hсp+H и проведение планировки участка планирующим устройством без перестановки лазерного передатчика, отличается тем, что съемку производят путем перекрестных прямолинейных перемещений планирующего устройства сначала из одного угла на первой стороне участка к средней точке его второй параллельной стороны и от этой точки ко второму углу на первой стороне участка и затем из одного угла на второй стороне участка к средней точке его первой стороны и от этой точки ко второму углу на второй стороне участка, далее вычисляют среднеарифметические значения Hcpj измеренных высотных отметок hi на каждой половине сделанных перекрестных прямолинейных проходов и отметки срезок и насыпей Δj=Hcpj-hcp, а затем проводят планировку участка планирующим устройством путем его перемещения из зон вычисленных срезок в зоны вычисленных насыпей.
Планирующее устройство для осуществления этого способа, включающее планирующее устройство, содержащее базовую раму, опорные колеса с датчиком пути, исполнительные гидроцилиндры, рабочий орган, электрогидравлическое устройство и механизм перемещения с фотоприемником лазерного излучения и датчиком измерения высоты его перемещения, микропроцессорное устройство, входы которого подключены к датчикам высоты и пути, и лазерный передатчик, отличается тем, что оно снабжено вычислительным устройством, входы которого подключены к микропроцессорному устройству и датчикам высоты и пути.
Изобретение иллюстрируется чертежами. На фиг.1 изображен продольный профиль отрезка пути Sj, пройденного планирующим устройством, для определения высотных отметок срезок и насыпей, на фиг.2 - схема съемки, на фиг.3 - схема месторасположений зон срезок I, насыпей II и зон нулевых работ III.
Предлагаемый способ состоит из следующих операций. Лазерный передатчик устанавливается на участке и формирует лазерную опорную плоскость (фиг.1). Затем производится предварительная вертикальная съемка микрорельефа относительно лазерной плоскости при помощи планирующего устройства с поднятым рабочим органом на высоту Н. При движении планирующего устройства по неровностям участка все перемещения фотоприемника, равные текущим высотным отметкам hi, автоматически записываются и хранятся в памяти микропроцессорного устройства, куда одновременно передаются и записываются сигналы от датчиков высоты и пути.
Съемка начинается первым прямолинейным проходом планирующего устройства на расстояние S из угла 1 на первой (левой) стороне участка к средней точке 2 его второй (правой) параллельной стороны (фиг.2). Далее планирующее устройство совершает от этой точки 2 второй прямолинейный проход длиной S ко второму углу 3 на первой стороне участка. Затем после холостого прохода из угла 3 в угол 4 планирующее устройство делает перекрестный третий прямолинейный проход из угла 4 к средней точке 5 и от нее четвертый перекрестный проход к углу 6. Шаг измерений высотных отметок - ΔS.
В процессе движения планирующего устройства осуществляется обработка информации о рельефе. После прохождения каждого прямолинейного расстояния S с помощью вычислительного устройства определяются среднеарифметические значения Hcpj измеренных высотных отметок hi на отрезке Sj=1/2S. Такие вычисления производятся на всех четырех сделанных перекрестных прямолинейных проходах съемки 1-2, 2-3, 4-5, 5-6 по формуле (фиг.1 и 2):
,
где hi - высотные отметки на отрезке Sj,
n - количество высотных отметок на отрезке Sj.
После завершения съемки вычислительное устройство определяет среднеарифметическую отметку hcp по всем 4 проходам по выражению:
,
где m - общее число высотных отметок по 4 проходам.
Вычисленная среднеарифметическая отметка является проектной отметкой при проведении последующей планировки. Далее вычислительное устройство определяет высотные отметки срезок и насыпей в центрах условных прямоугольных зон Δj, на которые разбивается весь участок (фиг.1 и 3), по формуле:
Δj=Hcpj-hcp.
Вычисленная величина Δj со знаком + (плюс) является местом срезки, а со
знаком - (минус) - местом насыпи, а нулевое значение - местом нулевых работ, где планировка не проводится. Вычисленные высотные отметки и месторасположения зон срезок, насыпей и зон нулевых работ отображаются на экране дисплея микропроцессорного устройства. Это позволяет наметить маршрут передвижения машины при планировке.
После установки фотоприемника на высоте Нр=hcp+Н проводят планировку участка планирующим устройством в режиме автоматического поддержания фотоприемника на лазерной плоскости при помощи электрогидравлического устройства по командам микропроцессорного устройства. Планирующее устройство при движении срезает грунт в зонах срезок, транспортирует его в зоны насыпей и там грунт отсыпает. Срезка и отсыпка грунта под проектные отметки осуществляются в автоматическом режиме управления. В начале работ грунт из зоны срезки с наибольшим значением Δj вывозится в ближайшую зону насыпи. Если объем грунта в зоне срезки превышает объем грунта в зоне ближайшей отсыпки, то избыточный грунт вывозится в другую зону отсыпки. При недостатке объема грунта в зоне насыпи производится вывоз грунта из другой зоны срезки. После каждого сделанного прохода планирующего устройства на участке остаются маячные полосы, которые являются ориентиром для последующих проходов. При этом отдельные неровности с понижениями в зонах срезки и неровности с повышениями в зонах насыпи устраняются в процессе планировки по маячным полосам.
Предлагаемый способ и устройство орошаемых земель позволяют повысить производительность планирующего устройства при проведении предварительной съемки за счет перекрестного маршрута движения планирующего устройства и сокращения количества его проходов по участку.
Источники информации
1. Патент на изобретение №2240681 «Способ планировки орошаемых земель и устройство для планировки орошаемых земель», Бюл. №33, 2004.