УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ИНОРОДНЫХ ТЕЛ В УБИРАЕМОМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ УБОРОЧНОЙ МАШИНОЙ МАТЕРИАЛЕ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам защиты рабочих органов сельскохозяйственных уборочных машин от инородных тел.
Известно устройство для обнаружения инородных тел в убираемом сельскохозяйственной уборочной машиной материале [1] (далее по тексту устройство), содержащее металлодетектор, включающий датчик металлических предметов и блок сбора и обработки данных, датчик механической реакции от убираемого материала, включающий акселерометр, который связан с вращающимся уплотняющим элементом транспортирующего узла сельскохозяйственной уборочной машины, причем акселерометр установлен с возможностью измерения ускорения по направлению уплотнения убираемого материала, датчик механической реакции от убираемого материала подключен ко входу блока сбора и обработки данных металлодетектора, выход которого подключен ко входу остановочного блока сельскохозяйственной уборочной машины. Известное устройство [1] является наиболее близким к предложенному по технической сути и достигаемому результату и выбрано в качестве прототипа.
В устройстве [1], для обнаружения неметаллических инородных тел в потоке убираемого материала, используется датчик механической реакции от убираемого материала - акселерометр, расположенный на подпружиненном коромысле, в котором закреплен вал вращающегося уплотняющего элемента. Направление измерения акселерометра совпадает с направлением смещения вращающегося уплотняющего элемента. Величина ускорения, измеренного акселерометром, сравнивается с заданным порогом срабатывания и, при его превышении, выдается сигнал на схему управления остановочным блоком транспортирующего узла.
Недостатком такого устройства является пониженная вероятность обнаружения инородных тел. В случаях, когда инородное тело попадает ближе к тому краю вращающегося уплотняющего элемента, где акселерометр не установлен, смещение противоположного конца вала вращающегося уплотняющего элемента может быть незначительным, что не вызовет превышения сигналом акселерометра порога срабатывания и не приведет к остановке транспортирующего узла.
Кроме того при уборке различных сельскохозяйственных культур, для предотвращения ложных срабатываний устройства, необходима оперативная раздельная
регулировка порога срабатывания как по ферромагнитным металлическим предметам, так и по другим инородным телам, что в устройстве прототипе не предусмотрено.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования устройства путем использования двух акселерометров, установленных на противоположных концах вала вращающегося уплотняющего элемента и применения раздельной регулировки порогов срабатывания металлодетектора и датчика механической реакции от убираемого материала, для повышения вероятности обнаружения инородного тела и снижения вероятности ложных срабатываний устройства.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для обнаружения инородных тел в убираемом сельскохозяйственной уборочной машиной материале, содержащем металлодетектор, включающий датчик металлических предметов и блок сбора и обработки данных, датчик механической реакции от убираемого материала, включающий акселерометр, который связан с вращающимся уплотняющим элементом транспортирующего узла сельскохозяйственной уборочной машины, причем акселерометр установлен с возможностью измерения ускорения по направлению уплотнения убираемого материала, датчик механической реакции от убираемого материала подключен ко входу блока сбора и обработки данных металлодетектора, выход которого подключен ко входу остановочного блока сельскохозяйственной уборочной машины, согласно полезной модели, датчик механической реакции от убираемого материала дополнительно оснащен вторым акселерометром и аналоговым сумматором, акселерометры установлены на противоположных концах вала вращающегося уплотняющего элемента, выходы акселерометров подключены к аналоговому сумматору, выход которого подключен ко входу блока сбора и обработки данных металлодетектора, а блок сбора и обработки данных металлодетектора выполнен с возможностью раздельной регулировки порогов срабатывания для металлодетектора и для датчика механической реакции от убираемого материала.
Наличие в предлагаемом устройстве двух акселерометров, расположенных на противоположных концах вала вращающегося уплотняющего элемента, с суммированием их сигналов позволяет увеличить вероятность обнаружения инородного тела устройством на 30-40%, а наличие раздельной регулировки порога срабатывания для металлодетектора и для датчика механической реакции от убираемого материала позволяет отстроиться от ложных срабатываний устройства при уборке различных сельскохозяйственных культур, что подтверждают результаты полевых испытаний на кормоуборочном комбайне КСК 324.
Суть полезной модели подробно объяснена на примере исполнения.
На фиг.1 схематично показаны фрагменты транспортирующего узла сельскохозяйственной уборочной машины с установленным на нем устройством для обнаружения инородных тел в убираемом сельскохозяйственной уборочной машиной материале.
Устройство содержит:
- металлодетектор, включающий датчик металлических предметов и блок сбора и обработки данных,
- датчик механической реакции от убираемого материала, включающий два акселерометра и аналоговый сумматор.
Устройство установлено на транспортирующем узле 1 сельскохозяйственной уборочной машины. На раме 2 транспортирующего узла 1 в подшипниковых опорах 3 неподвижно закреплен нижний питающий валок 4, в котором расположен датчик металлических предметов 5, подключенный посредством кабеля 6 к блоку сбора и обработки данных 7, а последний подключен ко входу остановочного блока 8 транспортирующего узла 1. Подвижная часть транспортирующего узла 1 содержит уплотняющие вращающиеся элементы в виде двух верхних питающих валков 9 и 10, которые установлены на коромыслах 11 и 12, причем коромысло 11 соединяет между собой верхние питающие валки 9 и 10, а коромысло 12 закреплено на раме 2. Для уплотнения убираемого материала между коромыслами 11 и 12 и рамой 2 установлены натяжные пружины 13. На обоих концах вала верхнего переднего питающего валка 9 закреплены акселерометры 14. Направление измерения акселерометров 14 находится в направлении смещения питающего валка 9. Соединительные кабели 15 акселерометров 14 подключены к аналоговому сумматору 16, выход которого подключен ко входу блока сбора и обработки данных 7.
Устройство работает следующим образом. Питающие валки 4, 9, 10 транспортирующего узла 1 подают убираемый материал к измельчающему барабану (на чертеже не показан), одновременно уплотняя его. При этом, из за неравномерности подачи убираемого материала, питающие валки 9 и 10 смещаются в направлении перпендикулярном направлению подачи. Возникающие при этом ускорения валков 9 и 10 незначительны, так как убираемый материал является легкоуплотняемым.
При попадании в убираемый материал инородного неуплотняемого тела (например, камня), оно воздействует в первую очередь на валок 9, приводя к резкому его смещению. При этом валок 9 испытывает значительные ускорения, которые преобразовываются в электрический сигнал акселерометрами 14, сигналы от которых суммируются сумматором 16 и поступают на блок сбора и обработки данных 7. В блоке
сбора и обработки данных 7 уровень сигнала сумматора 16 сравнивается с заданным пороговым уровнем. При превышении порогового уровня, блок сбора и обработки данных 7 выдает сигнал на остановочный блок 8 транспортирующего узла 1, что приводит к резкому останову подачи убираемого материала.
Пороговый уровень выбирают таким образом, чтобы он был выше уровней сигналов, генерируемых акселерометрами 14 при неравномерном проходе убираемого материала без присутствия инородных тел. Пороговый уровень задается в блоке сбора и обработки данных 7 в зависимости от плотности убираемого материала, что позволяет получить оптимальную чувствительность устройства для обнаружения инородных тел.
Кроме того, при попадании в убираемый материал ферромагнитного металлического предмета, он воздействует на датчик металлических предметов 5, расположенный в нижнем валке 4. Электрический сигнал с датчика металлических предметов 5 поступает на блок сбора и обработки данных 7, где сравнивается со своим пороговым уровнем и при превышении его выдается сигнал на остановочный блок 8 транспортирующего узла 1, что так же приводит к резкому останову подачи убираемого материала.
Применение предлагаемого устройства для обнаружения инородных тел в убираемом сельскохозяйственной уборочной машиной материале позволяет обеспечить качественную защиту сельскохозяйственной уборочной машины от любых инородных тел.
Источник информации:
1. Патент Украины на изобретение №5126, публ. 28.12.94. Бюл. №7-1.