УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫМ РАЗБРАСЫВАТЕЛЕМ

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, в частности, к техническим решениям для автоматического контроля качества внесения удобрений агрегатом с центробежным разбрасывателем и предназначена для использования в современных технологиях точного земледелия.
В соответствии с агротребованиями технологий с элементами точного земледелия для контроля качества, т.е. дозы и степени неравномерности (плотности), поверхностного внесения удобрений необходимо на площади поля, зафиксированной координатами, измерить и сравнить в автоматическом режиме с заданной величиной количество удобрений, внесенных на эту площадь, и плотность их распределения по площади.
Известно устройство и способ контроля дозы и неравномерности распределения внесенных удобрений, состоящее из нескольких контейнеров-противней и весов. (В.И, Скорляков, Т.А. Юрина и др. Способы и технические средства контроля качества механизированных работ в растениеводстве, Росинформагротех, 2015, с. 32-36). Оператор вручную раскладывает противни по заданной схеме на произвольно выбранной для измерений делянке, а после прохода по ней агрегата собирает упавшую на противни массу удобрений, взвешивает ее, фиксирует результаты в журнале наблюдений и вычисляет фактическую дозу и плотность распределения внесенных удобрений. Контроль заключается в сравнении полученных данных с заданными параметрами внесения удобрений, для корректировки дозы требуется остановка агрегата.
Поскольку измерения проводят вручную на нескольких случайно выбранных на поле делянках без привязки их к координатам, но с распространением результатов измерений на всю площадь поля, снижается их объективность. Полученная таким образом усредненная информация непригодна для контроля качества работ в технологиях точного земледелия.
Известна система управления и контроля качества внесения минеральных удобрений «СКВУ-(М)» с индикацией веса удобрений, находящихся в бункере, состоящая из блока управления, блока индикации, блока контроля массы и датчиков импульса (Сайт SKBWEST.by). Информация от датчиков импульса о количестве высеянных удобрений в единицу времени и пройденном агрегатом пути поступает в блок управления и блок контроля массы, где обрабатывается, передается в блок индикации и отображается для восприятия оператором как фактическая доза внесенных удобрений. Недостатком системы является отсутствие датчика для измерения ширины захвата (сектора рассева) движущегося агрегата и датчика плотности рассева в секторе. Для расчетов в блок управления заложена постоянная величина ширины захвата, установленная при настройке агрегата на стационаре. Однако при движении агрегата по полю ширина захвата, зависящая от многих факторов, значительно отклоняется от среднего значения. Расчет фактически внесенной дозы удобрений производится как средняя величина без учета плотности рассева удобрений по площади поля, что является ограничивающим фактором для применения известной системы в технологиях точного земледелия.
Известно также устройство контроля качества внесения удобрений центробежным разбрасывателем (SU 1291049 А1, А01С 15/00, 1987 - прототип). Оно содержит датчик плотности рассева потока удобрений, в качестве которого применен пьезоэлектрический акселерометр, установленный на поворотной относительно оси ротора штанге, перемещающей его по отдельным точкам в секторе рассева, а также - блок обработки поступающих от датчика сигналов, индикатор, отображающий усредненный результат замеров. При движении агрегата датчик перемещается штангой в секторе рассева в пределах постоянно установленной ширины захвата, обусловленной длиной штанги, и измеряет ускорение отдельных частиц удобрений, падающих на датчик, сигнал от которого поступает в блок обработки информации, после чего полученные усредненные показатели плотности рассева отображаются на индикаторе. Оператор, непрерывно наблюдая на индикаторе результаты измерений, контролирует дозу и равномерность внесения удобрений центробежным разбрасывателем. При отклонении результатов от нормы коррекция возможна только на остановленном агрегате.
Авторами изобретения решен вопрос измерения и контроля потока удобрений в отдельных, не привязанных к координатам точках сектора рассева, поэтому имеет место усреднение результатов измерений при расчетах. Кроме того, сохраняется необходимость остановки агрегата для коррекции дозы. Эти недостатки ограничивают использование изобретения для контроля качества внесения удобрений в технологиях с элементами точного земледелия.
Предлагаемая полезная модель решает задачу непрерывного автоматического контроля качества внесения удобрений центробежным разбрасывателем в каждой привязанной к координатам точке поля.
Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности контроля качества внесения удобрений центробежным разбрасывателем.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство автоматического контроля качества внесения удобрений центробежным разбрасывателем, содержащее датчик плотности рассева потока удобрений, соединенный линией связи с бортовым компьютером.! отличается от прототипа тем, что оно содержит датчик ширины сектора и плотности рассева потока удобрений, автоматический узел дозирования удобрений, включающий датчик массы потока удобрений и исполнительный механизм перемещения шибера, соединенные линиями связи с бортовым компьютером, который соединен линией связи с навигатором. При этом датчик ширины сектора и плотности рассева потока удобрений установлен в верхней части бункера над диском центробежного разбрасывателя, датчик массы потока удобрений размещен между подающим транспортером бункера и диском центробежного разбрасывателя, а исполнительный механизм перемещения шибера прикреплен снаружи на задней стенке бункера.
На фиг. представлена схема устройства автоматического контроля качества внесения удобрений центробежным разбрасывателем (в разрезе).
Предлагаемое устройство содержит датчик 1 ширины сектора и плотности рассева потока удобрений, неподвижно закрепленный в верхней части бункера 7 над диском центробежного разбрасывателя 4, автоматический узел дозирования удобрений, включающий исполнительный механизм перемещения шибера 2, установленный снаружи на задней стенке бункера 7, и датчик 5 массы потока удобрений, размещенный между подающим транспортером 6 бункера 7 и диском центробежного разбрасывателя 4. В качестве датчика 1 ширины сектора и плотности рассева потока удобрений применена видеокамера, имеющая функции аналитики обозреваемой поверхности с выделением на ней по цвету и оттенкам участков поля с внесенными удобрениями. Преимуществом видеокамеры в данном случае является то, что она измеряет одновременно два параметра: помимо плотности рассева потока удобрений (по прототипу) дополнительно еще и площадь рассева. В качестве датчика 5 массы потока удобрений применены конвейерные весы непрерывного взвешивания с функцией дозирования.
Необходимым условием достижения технического результата полезной модели является наличие в агрегате, состоящим из центробежного разбрасывателя удобрений и трактора, штатного оборудования, включающего бортовой компьютер со специальным программным обеспечением, навигатор и линии связи (на схеме не показаны). Это оборудование, установленное в кабине трактора, обеспечивает синхронность работы датчиков и устройств, обработку и предоставление информации оператору агрегата.
При движении агрегата по полю подающий транспортер 6 перемещает с постоянной скоростью удобрения в бункере 7 центробежного разбрасывателя к отверстию 3, которое регулируется исполнительным механизмом перемещения шибера 2, и проталкивает через него дозированный по объему поток удобрений в датчик 5 массы потока удобрений - конвейерные весы, которые взвешивают и регулируют массу потока удобрений, поступающего в единицу времени на диск центробежного разбрасывателя 4. Следовательно, автоматизированное поддерживание заданной дозы удобрений осуществляется в два этапа. Во-первых, первичное дозирование потока удобрений по объему производится за счет изменения сечения отверстия 3 бункера 7 исполнительным механизмом перемещения шибера 2. Во-вторых, коррекция дозирования по весу осуществляется посредством изменения скорости конвейера весов 5, обеспечивающих взвешивание, подачу заданной дозы удобрений на диск центробежного разбрасывателя 4 и передачу сигнала при отклонении дозы от заданной по линиям связи в бортовой компьютер и на исполнительный механизм перемещения шибера 2. Корректировка дозы рассева таким образом происходит без остановки агрегата. В то же время датчик 1 ширины сектора и плотности рассева потока удобрений - видеокамера с функцией видеоаналитики - при движении агрегата по полю автоматически в режиме реального времени измеряет площадь поля, покрытого удобрениями, и одновременно анализирует плотность рассева удобрений в каждой зафиксированной навигатором точке поля на измеренной площади с последующей передачей результатов измерений по линии связи в бортовой компьютер. В бортовой компьютер через линии связи поступает в режиме реального времени следующая информация: от навигатора - о текущих координатах расположения агрегата на поле; от датчика массы потока удобрений - о количестве удобрений в весовых единицах, сходящих с диска центробежного разбрасывателя в единицу времени; от датчика ширины сектора и плотности рассева потока удобрений - о площади поля и степени неравномерности распределения по нему удобрений. На основе этой информации специальная программа бортового компьютера обеспечивает автоматическое поддержание заданной дозы и плотности рассева удобрений в каждой привязанной к координатам точке поля с предоставлением оператору агрегата сведений о координатах точек, где допущены отклонения от задания.
Применение полезной модели обеспечивает повышение эффективности контроля качества внесения удобрений центробежным разбрасывателем за счет непрерывного измерения в автоматическом режиме плотности и дозы внесения удобрений в каждой зафиксированной навигатором точке поля. Полученные таким образом результаты измерений в каждой точке поля обеспечивают объективной информацией оператора или системы управления роботизированных агрегатов, осуществляющих работы в современных технологиях с элементами точного земледелия.