Автоматизированный почвенный пробоотборник с дистанционным управлением

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для точного и быстрого отбора образцов почвы.
Известен ручной почвенный бур-пробоотборник, в котором при помощи вращения корпуса, внешняя часть которого выполнена в виде спирали с режущей кромкой, с фрезой производится отбор почвы с ненарушенной структурой, в результате ненарушенный слой почвы попадает в пробоотборную гильзу, а разрушенный режущей кромкой грунт поступает в межвитковое пространство шнековой спирали и поднимается ею наверх, образуется скважина. При достижении определенной глубины серповидные ножи перерезают столбик монолита, стремясь навстречу друг к другу, перекрывают вход в пробоприемную гильзу, и бур извлекается за хвостовик оси. [1].
К недостаткам такого устройства относится низкая производительность отбора проб почвы, большая трудоемкость процесса.
Наиболее близким по сходным признакам к предлагаемому устройству является робот для взятия и анализа проб почвы, содержащий приводное устройство для обеспечения движения робота по поверхности земли, блок управления приводным устройством, пробоотборник для взятия проб почвы, лабораторию для анализа пробы почвы, процессор для формирования данных анализа почвы и передатчик для передачи полученных данных в удаленный центр [2].
Недостатками известного устройства являются:
1. громоздкая конструкция, которая ограничивает глубину забора проб;
2. низкая точность агрохимического анализа почвы;
3. использование на различной географической местности радиочастотной (сотовой) техники для передачи и отправке полученных данных.
Задача полезной модели - повысить эффективность и безопасность процесса отбора почвенных проб за счет возможности дистанционного управления устройством при возникновении нештатной ситуации.
Предлагаемое устройство, как и известное, содержит самоходное шасси с приводным устройством для обеспечения движения по поверхности земли, блок управления и блок контроля, пробоотборник для взятия проб почвы, конвейер для транспортирования образцов почвы, бортовой компьютер, систему связи и навигации, включающую в себя систему глобального позиционирования. В отличие от известного устройства, автоматизированный почвенный пробоотборник содержит систему удаленного управления, включающую датчики положения в пространстве и датчики препятствий, расположенные по всему периметру самоходного шасси, видеосистему для удаленного управления, сигнальное оборудование.
Предлагаемое устройство позволяет качественно и детально производить обследование на наличие и содержание питательных элементов в почве, которые необходимы для полноценного развития сельскохозяйственных культур.
Автоматизированный почвенный пробоотборник (АПП) представляет собой самоходное шасси 1 с приводным устройством 2 и системой питания - аккумуляторной батарей 3. На самоходное шасси 1 монтируется механизм отбора проб, включающей пробоотборник для взятия проб почвы 4, конвейер для транспортирования образцов почвы в контейнер 5. При этом автоматизированный почвенный пробоотборник оборудуется системой автономного и удаленного управления, включающие: блок управления и контроля (бортовой компьютер) 6, датчики положения в пространстве и датчики препятствий 7, расположенные по всему периметру самоходного шасси, видеосистему для удаленного управления 8, систему связи 9 и навигации 10, включающую в себя систему глобального позиционирования GPS/GLONASS, а также сигнальное оборудование 11.
Перед началом работы автоматизированный почвенный пробоотборник получает индивидуальное задание, сформированное на основе картирования полей. Для этого предварительно объезжается каждое поле, и сохраняется в памяти бортового компьютера полевой контур. После размещения на краю поля, АПП начинает выполнение индивидуального задания по отбору проб. Затем накладывается на полученный контур сетка, ячейкой которой является элементарный участок поля. В заданной точке поля автоматизированный почвенный пробоотборник, используя пробоотборник 4, производит отбор образца почвы, а затем отобранные образцы конвейером для транспортирования образцов почвы загружаются в контейнер 5. Как только контейнер 5 заполняется, оператор извлекает пробы и отправляет на анализ в агрохимическую лабораторию. Данный автоматизированный почвенный пробоотборник производит отбор проб почвы на глубине до 50 см. Питание АПП осуществляется от электрической батареи 3. По всему периметру машины расположены датчики препятствий 7, а также автоматизированный почвенный пробоотборник оснащен специальной системой видеоконтроля 8. При возникновении нештатной ситуации работа автоматизированного почвенного пробоотборника прекращается и оператору подается предупредительный сигнал, посредством сигнального оборудования 11, далее оператор принимает решение о продолжении работы, или переводит АПП на дистанционное управление.
Автоматизированный почвенный пробоотборник управляется с мобильного или, при наличии устойчивой связи, со стационарного пункта контроля с помощью навигационной системы 10.
Данный АПП характеризуется универсальностью и скоростью отбора проб (автоматически отбирает до 20 образцов почвы), средняя производительность до 1000 га в сутки. Автоматизированный почвенный пробоотборник с дистанционным управлением позволит существенно снизить затраты ручного труда, даст возможность производить отбор проб почвы сразу несколькими роботами одновременно, одному оператору, вместо целой бригады сотрудников. К полю пробоотборники доставляются на грузовой машине или прицепе легкового автомобиля.
Источники информации:
1. Патент RU № 2348754 Почвенный бур-пробоотборник МПК (2006.01) E02D 1/04, G01N 1/04, опубл. 10.03.2009 г., бюл. № 7.
2. Заявка на изобретение № 2002134119 Транспортный робот и способ выборочного контроля почвы G01N 1/02, опубл. 10.07.2004 г. (прототип).