Мобильный роботизированный измельчитель корнеклубнеплодов
MOBILE ROBOTIC TUBEROUS ROOT CHOPPER

Изобретение относится к сельскому хозяйству мобильному роботизированному устройству для выполнения измельчений корнеклубнеплодов и может быть использовано в индивидуальных фермерских и крестьянских хозяйствах.
Существует аналог измельчителя корнеклубнеплодов (патент РФ №2324329, МПК A01F 29/00, 2005 г.) включающий транспортер с штифтами, привод, каркас с закрепленным на нем набором ножей, загрузочный бункер и выгрузной лоток. Над транспортером на каркасе закреплен набор параллельных между собой ножей, которые наклонены под углом 30°…42° к плоскости транспортера. Ножи образуют в горизонтальной плоскости клин с углом 70°…135°. Верхняя плита каркаса наклонена в сторону выгрузки измельченного материала и установлена с возможностью поворота относительно ее передней грани на оси. Верхняя плита фиксируется в рабочем положении предохранительным устройством. Задние боковые стойки каркаса выполнены с упорами, на которых устанавливается задняя часть верхней плиты. Ножи выполнены двуплечими с отверстиями между плечами и в верхней части ножа и установлены на осях с возможностью изменения положения в вертикальных плоскостях, параллельно направлению движения транспортера.
Недостатком известного измельчителя является низкое качество резки из-за отсутствия системы порционной подачи корнеклубнеплодов, что приводит к их повреждению с обильным соковыделением, а также может приводить к заклиниванию установки. Отсутствие фиксации корнеклубнеплодов в момент контакта с ножом не гарантирует качество резки.
За прототип был выбран измельчитель корнеклубнеплодов (патент РФ №199546, МПК A01F 29/00, 2020 г.) содержащий стол, на котором смонтирован каркас и привод. На каркасе закреплен загрузочный бункер с дозатором барабанного типа, выгрузной кожух и транспортер со штифтами. Камера измельчения сформирована транспортером, боковинами каркаса и блоком ножей. Блок ножей выполнен с наклоном, увеличивающимся от входа к выходу, и размещен под транспортером, что обеспечивает полное разрезание независимо от размеров корнеклубнеплодов.
Недостатком известного измельчителя является повышенная энергоемкость измельчения, так как скорость привода не регулируется от вида обрабатываемого материала (кормовая свекла, картофель и т.д.). Это обуславливает трудоемкость обслуживания, а также усложняет конструкцию измельчителя, снижает его надежность и работоспособность.
Технической задачей предполагаемого изобретения является снижение энергоемкости измельчения, трудоемкости обслуживания измельчителя и повышение его надежности.
Технический результат достигается тем, что мобильный роботизированный измельчитель корнеклубнеплодов, включающий транспортер со штифтами, привод, каркас с закрепленным на нем набором ножей, загрузочный бункер и выгрузной кожух, согласно изобретению, он выполнен мобильным и снабжен приемной камерой с весами и датчиком контроля веса, четырьмя оптическими датчиками, два из которых размещены на входе в дозатор, два - на выходе выгрузного кожуха и нейросетевым блоком управления, связанным с ними.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен мобильный роботизированный измельчитель корнеклубнеплодов, общий вид; на фиг. 2- вид сверху.
Устройство содержит стол 1 на колесах. На столе 1 смонтированы каркас 2 и привод 3. Привод 3 может быть оборудован предохранительным механизмом, например, срезаемой шпонкой, храповым механизмом и т.д. (на фиг. не показано). На каркасе 2 закреплены загрузочный бункер 5 и дозатор барабанного типа 6, на входе которого установлены оптические датчики 7, выгрузной кожух 8 с оптическими датчиками 7 на выходе, и транспортер 9 со штифтами 10. Под транспортером 9 размещена камера измельчения 11, блок ножей 12, размещенный на нижней стенке каркаса 2. Имеется приемная емкость 13, установленная на весах 14 с датчиком контроля веса 15.
Нейросетевой блок управления (НБУ) 16 связан с оптическими датчиками 7 и датчиком контроля веса 15.
Мобильный роботизированный измельчитель корнеклубнеплодов работает следующим образом.
Предварительно откалиброванные по размеру, вымытые и очищенные от посторонних примесей (камни и др.) корнеклубнеплоды загружают в загрузочный бункер 5, после чего запускают привод 3. На входе в дозатор 6 установлены оптические датчики 7, определяющие размерно-массовые характеристики обрабатываемого материала и связанные с нейросетевым блоком управления (НБУ) 16. Оптические датчики 7 на выходе из выгрузного кожуха 8 срабатывают при попадании инородных предметов или застревании в ножевом блоке корнеклубнеплодов и передают сигнал на НБУ 16. Сигналы от датчика 15 контроля веса о переполнении приемной емкости также поступают в НБУ 16.
Привод 4 приводит в движение транспортер 9 со штифтами 10. Штифты 10 захватывают порции корнеклубнеплодов и протаскивают их по блоку ножей 12 от входа к выходу камеры измельчения 11. Измельченные корнеклубнеплоды выводятся из установки через выгрузной кожух 8 и поступают в приемную емкость 13.
НБУ 16 получает сигналы от установленных датчиков 7 и 15 и задает режимы работы приводов 3, 4 и исполнительных рабочих органов - дозатора 5 и транспортера 9. Исполнительные органы обеспечивают либо непрерывное и порциональное поступление обрабатываемого материала на транспортер 9 без нарушения технологического процесса и подачу материала в приемную емкость 13, либо останавливают устройство для удаления инородных предметом или засора на выходе из выгрузного кожуха 8. При переполнении приемной емкости 13 от НБУ 16 поступает сигнал об остановке приводов 3, 4 для замены ее на пустую.
Длина штифтов 10 транспортера 9 подобрана таким образом, что при движении они захватывают и перемещают корнеклубнеплоды в камеру измельчения 11, не касаясь стола 1 и блока ножей 12. Блок ножей 12 установлен с возможностью изменения угла наклона от входа к выходу камеры измельчения 11, при этом на выходе ножи 12 не касаются транспортера 9.
Готовый продукт попадает в выгрузной кожух 8 и далее в приемную емкость 13. Датчик контроля веса 15 служит для вычисления массы готовой продукции, которая регистрируется НБУ 16.
Пример. Предварительно откалиброванные по размеру кормовая свекла загружается в бункер 5. При загрузке корнеклубнеплоды в дозатор 5 оптические датчики 6 передают сигнал НБУ 16, который задает скорость приводу 3 дозатора 5. Сигнал от НБУ 16 задает скорость привода 4 транспортера 9, который равномерно, порционно распределяет материал, поступающий в камеру измельчения 11. При движении по транспортеру 9 штифты 10 захватывают кормовую свеклу и перемещают вдоль ножей 12. Далее готовые ломтики попадают в выгрузной кожух 8. На выгрузном кожухе 8 так же установлены датчики 7, которые передают сигналы НБУ 16 при застревании или попадании инородных предметов в камеру измельчения 11, устройство отключается. Из выгрузного кожуха 8 измельченные ломтики кормовой свеклы попадают в приемную емкость 13. Информация с датчика 14 о массе свеклы в приемной емкости 13 поступает на НБУ 16, где фиксируется и на мониторе оператора высвечивается количество готовой продукции.
Скорость вращения дозатора 5 и транспортера 9 зависит от размерной фракции, например для кормовой свеклы, будет больше, чем для картофеля.
Использование нейросетевого блока управления в устройстве измельчителя корнеклубнеплодов является наиболее целесообразным, так как он задает режимы работы приводов и исполнительных рабочих органов.
Выполнение роботизированного измельчителя мобильным позволяет перемещать его в нужное место. Оптические датчики 6 предназначены для более точных измерений, легки в монтаже.
Прилагаемое устройство обеспечивает надежную работу при заданной скорости, малую энергоемкость, просто в обслуживании и отвечает зоотехническим требованиям.