3D-ПРИНТЕР ДЛЯ СОЗДАНИЯ ФИТОЦЕНОЗОВ
3D-PRINTER FOR CREATION OF PHYTOCENOSIS

Предлагаемое изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к посевным устройствам для создания фитоценозов.
Известна сеялка точного высева семян, включающая раму, емкости для семян, семяпроводы, высевающую платформу с механизмом 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, 2020).
Недостатками известной сеялки точного высева семян являются: значительное уплотнение в процессе посева почвы поля и значительная ограниченность ее функциональных возможностей.
Указанные недостатки обусловлены следующим. В известной сеялке вес семян, загружаемых в ее семенные емкости, через ее колеса, воздействует на почву поля, уплотнения ее.
Кроме того, для заполнения семенами семенных емкостей необходимо предварительно блок семенных емкостей вынимать из сеялки, что увеличивает трудоемкость обслуживания известной сеялки.
Относительно малый суммарный объем семенных емкостей в известной сеялке, приводит к увеличению числа технологических остановок для заполнения семенами семенных емкостей, что снижает производительность сеялки и увеличивает трудоемкость ее обслуживания. Причем увеличение объема семенных емкостей приведет к увеличению уплотнения почвы поля в процессе посева.
Известная сеялка не обеспечивает внесение гранулированных и порошкообразных удобрений, а также средств химической и биологической защиты растений, что значительно ограничивает ее функциональные возможности. Поэтому известная сеялка является только одной сельскохозяйственной машиной многомашинного технологического комплекса, с помощью которого формируют фитоценоз. Движение по полю мобильных сельскохозяйственных машин технологического комплекса ведет к увеличению уплотнения почвы поля и, как следствие, к снижению урожая возделываемых сельскохозяйственных культур.
Кроме того, сброс семян с ложечек осуществляется с помощью вибратора, что затрудняет обеспечение поштучной подачи семян известной сеялкой в почву, ограничивая ее функциональные возможности.
Наиболее близким по достигаемому эффекту к заявленному техническому решению является посевное устройство для создания фитоценозов, включающее 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, контроллер, выполненный с возможностью управления процессом создания фитоценоза, каретка снабжен 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 (Патент на полезную модель RU №188098 МПК А01С 7/00, опубликовано 28.03.2019 - прототип).
Недостатками известного посевного устройства для создания фитоценозов, принятого за прототип, являются значительное уплотнение им в процессе работы почвы поля, а также низкая маневренность и проходимость.
Указанные недостатки обусловлены следующим. Известное посевное устройство для создания фитоценозов агрегатируют с емкостью для расходного материала, имеющей ходовую часть, и энергетическим средством - трактором, также имеющим свою ходовую часть. Колеса трактора, колеса емкости для расходного материала и колеса посевного устройства для создания фитоценозов при перемещении посевного устройства для создания фитоценозов по полю уплотняют почву поля, что, как следствие, ведет к снижению урожая возделываемых сельскохозяйственных культур.
Известное посевное устройство для создания фитоценозов имеет значительный габаритный размер - длину. Его длина включает длину основания, длину емкости для расходного материала и длину энергетического средства - трактора. Значительная длина посевного устройства для создания фитоценозов с трактором снижает его маневренность, поскольку увеличивает минимальный радиус поворота. Маневренность характеризует удобство выполнения поворотов и разворотов в стесненных условиях и проходимость при движении от поля к полю по грунтовым дорогам с крутыми поворотами. От маневренности зависят размеры необходимых площадок для обслуживания и в местах погрузки расходных материалов, а также затраты времени на выполнение технологической операции погрузки.
Техническим результатом изобретения является снижение уплотнения почвы поля в процессе работы, при увеличении маневренности и проходимости.
Технический результат достигается тем, что в посевном устройстве для создания фитоценозов, включающем основание в виде рамы на опорных колесах, дозаторы расходных материалов, которые закреплены на каретке, снабженной устройствами ее перемещения в направляющих по осям X, Y, Z, емкость для расходных материалов, контроллер, выполненный с возможностью управления процессом создания фитоценоза, фиксатор в виде бура, согласно изобретения, над основанием расположена площадка с кабиной управления, а емкость для расходных материалов снабжена каркасом, с размещенными внутри него мягкими баллонами, заполненными газом легче воздуха, выполнена из секций, количество которых равно количеству дозаторов расходных материалов, каждый из которых снабжен накопителем расходного материала, выполненным в форме воронки, и установлена на площадке с возможностью перемещения относительно нее, при этом накопители расходного материала установлены с возможностью соединения каждого из них с соответствующей ему секцией емкости для расходных материалов, а опорные колеса основания снабжены электрическим приводом.
Новизна заявленного технического решения обусловлена следующим. Расположение площадки над основанием создает предпосылку для исключения ходовой части у емкости с расходным материалом, что снизит уплотнение почвы поля в процессе работы, и одновременно создает предпосылку для уменьшение общего габаритного размера - длины посевного устройства для создания фитоценозов, что увеличит его маневренность и проходимость.
Установка на площадке кабины управления создает предпосылку для исключения трактора, что позволит снизить уплотнение почвы поля и уменьшить общую длину посевного устройства, что позволит увеличить его маневренность и проходимость.
Размещение емкости с расходным материалом на площадке позволяет исключить из посевного устройства для создания фитоценозов емкости для расходного материала с собственной ходовой частью, что одновременно позволит уменьшить длину посевного устройства для создания фитоценозов. Это обеспечит снижение уплотнения почвы поля и увеличит маневренность и проходимость посевного устройства для создания фитоценозов.
Размещение емкости с расходным материалом на площадке с возможностью перемещения относительно площадки и снабжение емкости с расходным материалом каркасом, с размещенными внутри него мягкими баллонами, заполненными газом легче воздуха, снизит действие веса емкости с расходным материалом на площадку и дальше на основание и колеса. Это позволит снизить уплотнение почвы поля. Кроме того, уменьшение веса посевного устройства для создания фитоценозов одновременно улучшит его маневренность и проходимость. Появляется возможность регулировать давление на почву колес посевного устройства независимо от веса емкости с расходным материалом.
Появляется возможность значительно увеличить количество расходного материала, загружаемого в посевное устройство. Это позволит сократить трудоемкость обслуживание в процессе работы и упростит доставку расходного материала к посевному устройству, находящемуся в поле.
Выполнение емкости с расходным материалом секционной, с количеством секций равным количеству дозаторов расходных материалов, а каждый дозатор расходных материалов снабжен накопителем расходного материала, выполненным в форме воронки, и установка накопителей расходных материалов с возможностью соединения каждого из них с соответствующей ему секцией емкости с расходным материалом позволяет исключить из конструкции посевного устройства приспособления для крепления дополнительных рабочих органов для подачи расходных материалов и рабочие органы для подачи расходных материалов. Это снизит вес и увеличит компактность посевного устройства, что способствует снижению уплотнения почвы поля и увеличению маневренности и проходимости посевного устройства для создания фитоценозов. Кроме того, повысится устойчивость протекания технологического процесса и расширится ассортимент одновременно вносимых расходных материалов. У каретки с устройствами ее перемещения в направляющих по осям X, Y, Z, появляется новая функция - загрузка накопителей расходного материала.
Снабжение опорных колес основания электрическим приводом позволяет исключить трактор, что, как следствие, снизит уплотнение почвы поля, а также так же уменьшит общую длину посевного устройства, что в свою очередь увеличит его маневренность и проходимость.
Анализ свойств совокупности признаков заявленного устройства и свойств совокупности признаков обнаруженного прототипа и аналогов показал, что совокупности признаков заявленного устройства проявляет новое свойство - позволяет обеспечивать заданное минимальное давление на почву посевным устройством не зависимо от количества загруженного расходного материала, т.е. веса расходного материала в посевном устройстве для создания фитоценозов.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 приведено схематично посевное устройство для создания фитоценозов, вид сбоку; на фиг. 2 - тоже, вид спереди; на фиг. 3 - тоже, вид А на фиг. 1.
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 в виде рамы на опорных колесах 2 и дозаторы 3 расходных материалов. Дозаторы 3 расходных материалов закреплены на каретке 4, снабженной устройствами 5 ее перемещения в направляющих 6 по осям X, Y, Z. Имеется емкость 7 с расходным материалом и контроллер 8, выполненный с возможностью управления процессом создания фитоценоза, а также фиксатор 9 основания 1, выполненный в виде бура (фиг. 1). Над основанием 1 расположена площадка 10 с кабиной управления 11. Емкость 7 с расходным материалом снабжена каркасом 12 с размещенными внутри него мягкими баллонами 13, заполненными газом легче воздуха. Емкость 7 с расходным материалом выполнена в виде секций 14, с количеством секций 14 равным количеству дозаторов 3 расходных материалов. Каждая секция 14 имеет выгрузное отверстие 15 с заслонкой 16. Каждый дозатор 3 расходных материалов снабжен накопителем 17 расходного материала, выполненным в форме воронки. Накопители 17 расходного материала установлены с возможностью соединения каждого из них с соответствующей ему секцией 14 емкости 7 с расходным материалом. Емкость 7 с расходным материалом размещена на площадке 10 с возможностью перемещения относительно друг друга с помощью телескопического соединения 18. На площадке 10 установлены электрические аккумуляторы 19. Опорные колеса 2 основания 1 снабжены электрическим приводом 20, состоящим из электрических двигателей 21 и редуктора 22.
При необходимости разворота или поворота посевного устройства для создания фитоценозов с помощью руля 23, воздействующего через рулевую рейку 24 на поворотные кулаки 25, осуществляют поворот передних опорных колес 2.
Емкость 7 с расходным материалом закреплена на шарнире 26 и соединена с гидроцилиндром 27. Кабина управления 11 снабжена лестницей 28.
Посевное устройство для создания фитоценозов работает следующим образом. Предварительно перед заездом на поле секции 14 емкости 7 посевного устройства для создания фитоценозов заправляют расходными материалами. Одновременно обеспечивают подъемную силу, создаваемую мягкими баллонами 13, заполненными газом легче воздуха, например, гелием. Подъемная сила, создаваемая мягкими баллонами 13 уравновешивает вес емкости 7, заполненной расходными материалами или уменьшает его действие на основание 1, а, следовательно, и на опорные колеса 2.
Затем посевное устройство для создания фитоценозов устанавливают на краю поля, подготовленного под посев сельскохозяйственной культуры, с помощью электрического привода 20 опорных колеса 2 основания 1. Фиксируют положение посевного устройства для создания фитоценозов с помощью фиксатора 9 (фиг. 1).
Каретка 4 перемещается в направляющих 6 по осям X, Y, Z формирует рядки растений и расстановку семян в рядках, на расстоянии, заранее заданном в контроллере 8. При этом одновременно с семенами вносят необходимые для формирования фитоценоза вещества: пестициды, гранулированные минеральные удобрения, биологически активные вещества и т.д. Обработав послойно согласно агротехнических требований разным необходимым расходным материалом участок поля равный площади, занимаемой основанием 1, посевное устройство для создания фитоценозов перемещают на смежный участок поля и процесс посева повторяют аналогично выше описанному.
В процессе работы посевное устройство для создания фитоценозов после опорожнения накопителей 17 расходного материала каретка 4 перемещается в направляющих 6 по осям X, Y, Z, устанавливая накопители 17 под выгрузными отверстиями 15 секций 14. Открывается заслонка 16 и расходный материал под действием собственного веса подается в накопитель 17. После заполнения накопителя 17, он готов к дальнейшей работе.
По мере опорожнения емкости 7 в процессе работы и перед загрузкой расходным материалом накопителей 17, емкость 7 с помощью шарнира 26 и гидроцилиндра 27 наклоняют для улучшения подачи расходного материала к выгрузному отверстию 15.
Применение изобретения позволит: снизить уплотнение почвы поля в процессе работы и, как следствие, повысить урожайность возделываемых сельскохозяйственных культур, а также увеличить маневренность и проходимость посевного устройства для создания фитоценозов.