СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ВЫСЕВА СЕМЯН "РИТМ"

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, к устройствам для контроля и сигнализации о ходе выполнения технологического процесса сельскохозяйственными агрегатами, а именно осуществления контроля высева семян.
Известен высевающий аппарат, состоящий из корпуса с верхним и нижним окнами для прохода сыпучих материалов и расположенный в корпусе вал с дозирующей катушкой, имеющей привод от шагового двигателя (патент РФ №2263436, МПК А 01 С 7/12, 10.11.2005 г.).
Известный аппарат позволяет обеспечить равномерность высева, однако простое механическое дозирование жестко привязывает работу аппарата к конструкции дозирующей катушки и полностью исключает возможность регулирования нормы высева семян (например, при переходе на другую культуру или изменении нормы высева).
Известен также способ управления дозирующей системой сеялки и устройство для его осуществления, включающее в себя расположенное в бункере сеялки щелевое окно с затвором, управляемым электромагнитом, датчик скорости движения сеялки и процессор с пультом управления, связанный электрически с датчиком скорости и электромагнитом (патент РФ №2273979, МПК А 01 7/00, 20.04.2006 г.).
Данное устройство позволяет возбуждать колебания затвора импульсными сигналами определенной частоты и длительности, что приводит к истечению высеваемого материала из бункера с заданной нормой высева. Данная система более гибкая и удобная в работе, т.к. длительность импульсов соответствует заданной норме высева определенной культуры и поэтому появилась возможность изменять при необходимости норму высева семян.
Однако, из-за того, что дозирующее устройство не снабжено датчиками высева семян и системой, позволяющей получать информацию о фактической норме высева и работе всего устройства в целом, при возможных сбоях в процессе сева из-за отсутствия информации, исключается возможность оперативного реагирования на отклонения в работе, наблюдается повышенный расход семян одновременно при наличии длительных пропусков, что в конечном счете влияет на снижение урожайности.
Известна также система контроля высева "Нива-23," содержащая соединенные кабельной разводкой датчика высева семян, датчик пути и монитор с дисплеем и блоком обработки данных («Система контроля высева "Нива-23". Техническое описание и инструкция по эксплуатации, ТУ У 13947468.007-98, ООО "Полтавская инженерная группа", г.Полтава, Украина).
Описанная конструкция является наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному результату к заявляемой полезной модели и принята за прототип.
Данная конструкция совершеннее описанных выше конструкций и позволяет контролировать точность высева семян, получая информацию о норме и равномерности высева, скорости движения и других технологических показателях работы посевного агрегата. Владея информацией о характеристиках процесса высева, появилась возможность влиять на их качественные показатели. Данная система позволяет экономить семена, улучшить качество сева и увеличить урожайность.
Вместе с тем, при определенных достоинствах, данная система контроля высева имеет и существенные недостатки:
- система снабжена программой, не обеспечивающей достаточную оперативность при сборе, накоплении и обработки данных;
- блок обработки данных имеет невысокую информационную чувствительность, подача и изменение текущей информации происходит
минимум через первые и каждые 16 метров, что снижает оперативность получения и обработки информации, а следовательно и реагирования на любые сбои в работе посевного агрегата, что влияет на время настройки (увеличивается) и оперативность работы системы в целом;
- дисплей монитора (жидко-кристаллический индикатор) имеет наибольшую контрастность при взгляде, направленном перпендикулярно к его лицевой поверхности, что неудобно в работе, т.к. в процессе эксплуатации появляется необходимость в считывании информации под разными, отличными от 90° углами; кроме того, данный тип дисплея неудобен в эксплуатации из-за повышенных требований к хранению при низких температурах и низкой стойкости к механическим повреждениям, что в условиях сельскохозяйственного производства создает дополнительные неудобства;
- система оснащена слабым звуковым сигналом, который может быть не услышан во время работы трактора.
Таким образом, основными недостатками системы контроля высева семян, принятой за прототип, являются невысокие условия эксплуатации, неудобства в работе, недостаточная надежность и оперативность.
Целью предлагаемой полезной модели является улучшение условий эксплуатации, повышение удобства, надежности и оперативности в работе системы контроля высева семян.
Указанная цель достигается тем, что в системе контроля высева семян, содержащей соединенные кабельной разводкой и закрепленные при помощи специальных кронштейнов на сеялке и тракторе датчики высева семян, датчик пути и монитор с дисплеем и блоком обработки данных, согласно полезной модели, блок обработки данных снабжен быстродействующим процессором и модернизированной операционной программой, а дисплей представляет собой светодиодный матричный модуль.
Кроме того, специальные кронштейны для закрепления датчиков и монитора снабжены прокладками, гасящими вибрацию.
Снабжение блока обработки данных быстродействующим микропроцессором и модернизированной операционной программой позволяет резко повысить оперативность работы системы высева. Появляется возможность получения и обработки информации, фактически, за каждый оборот колеса сеялки, что на практике снижает время настройки и позволяет очень быстро выявить любой сбой в работе и поэтому быстро отреагировать и устранить его. Информационная чувствительность и скорость обработки информации значительно повышается. Модернизация программы позволяет кроме того оптимизировать преподнесение необходимой информации для пользователя. Тракторист, находясь в кабине трактора, вовремя получает информацию о норме высева семян в каждом ряду, пропуски и сбои на конкретном ряде, равномерность высева семян, распределение семян по рядам, скорость движения и т.д., что позволяет ему надежно контролировать точность высева семян. Повышение чувствительности и оперативности, удобная и оптимально преподнесенная информация значительно улучшает эксплуатационные характеристики системы, ее надежность и оперативность в работе.
Размещение информации на дисплее, представляющем собой светодиодный матричный модуль позволяет удобно считывать информацию под любым углом, что очень удобно в работе. Кроме того, данный тип дисплея имеет более высокую скорость зрительного восприятия, менее чувствителен к механическим повреждениям и низкой температуре, что также удобно при эксплуатации и хранении.
Снабжение специальных кронштейнов для закрепления датчиков и монитора гасящими вибрации прокладками, повышает надежность работы, т.к. излишняя вибрация элементов системы может привести к преждевременному выходу из строя.
К тому же, заявляемая система имеет звуковой сигнал сильнее, чем звуковой сигнал прототипа, что также повышает удобства в работе.
Совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели неизвестна автору из уровня существующей техники, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "новизна".
Совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели может быть многократно воспроизведена в промышленности и сельском хозяйстве с достижением поставленной цели по улучшению условий эксплуатации, повышению удобства, надежности и оперативности в работе, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "промышленная применимость".
Сущность заявленной полезной модели поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображена схематически система контроля высева "Ритм" - общий вид; на фиг.2 - изображен дисплей монитора; на фиг.3 - схема крепления монитора со специальными кронштейнами и гасящими вибрацию прокладками.
Система контроля высева семян "Ритм" содержит датчики высева семян (1), датчик пути (2) и монитор (3) с дисплеем (4) и блоком обработки информации. Перечисленные элементы системы соединены кабельной разводкой (5) и закреплены при помощи специальных кронштейнов (6) на сеялке и тракторе. Блок обработки данных снабжен быстродействующим микропроцессором и модернизированной операционной программой. Дисплей (4) представляет собой светодиодный матричный модуль. На передней панели монитора (3) находятся кнопки управления (7). Специальные кронштейны (6) снабжены гасящими вибрацию прокладками (8). По желанию заказчика система контроля высева семян может комплектоваться датчиками уровня семян.
Работает система контроля высева семян "Ритм" следующим образом. При помощи специальных кронштейнов (6) с гасящими вибрацию прокладками (8) производится установка датчиков высева семян (1), датчика пути (2) на элементах сеялки и монитора (3) с дисплеем (4) и блоком обработки данных на удобном месте в кабине трактора. Затем все элементы
соединяются между собой кабельной разводкой (5). Кабельная разводка крепится на элементы сеялки при помощи хомутов, скоб или других известных элементов. После соединения питающих разъемов осуществляется проверка функционирования системы. Операционная программа позволяет осуществлять автоматическое автотестирование системы с проверкой состояния датчиков. При необходимости осуществляется настройка системы и ввод дополнительных параметров (или их изменение), данных для расчета и команд по постановке задач при помощи кнопок управления (7) монитора (3). Так же при необходимости осуществляется калибровка пути (пройденного расстояния) для получения фактических данных из-за возможного проскальзывания колес сеялки. Приготовления необходимые и достаточные для надежной работы закончены и система готова к работе.
При начале движения трактора, приводные колеса сеялки вращаются и головки болтов крепления, проходя с заданным зазором мимо датчика пути (2), передают сигнал в микропроцессор. В датчиках высева (1) (емкостного типа) при прохождении семян между чувствительными элементами происходит изменение емкости, возникает сигнал, который также передается в микропроцессор блока обработки данных. Таким образом, начинается сбор и накопление информации, а затем обработка ее в быстродействующем микропроцессоре при помощи модернизированной операционной программы. Время реакции на изменение заданной нормы высева можно изменить, как и длину пути участка измерений. Получать данные мы имеем возможность за каждый оборот колеса сеялки, но на практике, оптимально установить фиксирование через 3-4 оборота. В зависимости от вида культуры, качества подготовленного поля и самих семян, влажности и др. условий в программу можно вводить новые параметры. Оптимально построенная информация, необходимая для контроля высева семян подается на дисплей (4), выполненным в виде светодиодного матричного модуля, благодаря чему трактористу зрительно удобно ее считывать. Операционная программа позволяет полностью осуществлять контроль всего
технологического цикла высева, любые сбои в процессе работы и, соответственно, быстрое реагирование на их устранение. При возможном утомлении и ослаблении зрительного восприятия, система снабжена звуковым сигналом, который сообщит о начале сбоя в работе, а взглянув на дисплей тракторист сразу же получит информацию, в каком ряду идет, например, пропуск семян. Таким образом, полная и точная информация о ходе и качестве высева семян, как по каждому ряду, так и по полю в целом, позволяет оперативно влиять на процесс высева. Появляется возможность определить с учетом всех параметров наиболее высокую скорость движения, сохраняя заданную равномерность высева.
Силами автора и ряда заинтересованных организаций был изготовлен опытный образец система контроля высева семян «Ритм» и испытан в работе. Испытания показали, что система следит за отклонениями от рекомендуемой скорости и выдает информацию о ней в виде световой и звуковой сигнализации, что положительно влияет на такой параметр, как равномерность высева семян.
Таким образом, заявляемая система контроля высева семян «Ритм» обеспечивает улучшение условий эксплуатации, повышение удобства, надежности и оперативности в работе.