УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному оборудованию и может быть использована для осуществления контроля качества обработки почвы почвообрабатывающими машинами с жестко закрепленными на раме рабочими органами.
Известны методы и средства контроля глубины обработки почвы путем измерения глубины хода рабочих органов при испытании почвообрабатывающих машин и орудий (СТО АИСТ 4.4-2010 Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для обработки почвы в садах, виноградниках, хмельниках и ягодниках. Методы оценки функциональных показателей. Введ. 15. 09. 2011. - Москва: ФГБНУ "Росинформагротех". Статус: действующий).
Измерение глубины обработки почвы осуществляется по ходу движения почвообрабатывающей машины с помощью линейки, щупа (глубиномера) по следу каждого рабочего органа с интервалом не менее 0,5 м. Количество измерений составляет не менее 25 по каждому рабочему органу. Результаты опытов обрабатываются и о глубине обработки почвы судят по средней глубине хода рабочих органов почвообрабатывающей машины.
Недостатком таких методов и средств является трудоемкость процесса получения информационных сведений о глубине обработки почвы и невозможность картирования результатов измерения на различных участках поля.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для определения глубины хода рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий (Патент на полезную модель RU №102108, МПК G01B 13/00, опубл. 10.02.2011, Бюл. №4).
Устройство содержит средство для жесткого крепления устройства к раме почвообрабатывающей машины, поворотный механизм с датчиком измерения угла, соединенный посредством кронштейна с колесом, оснащенным датчиком для измерения пути. Глубина обработки почвы определяется величиной угла поворота кронштейна при заглублении в почву рабочих органов и движении колеса по поверхности почвы.
Недостатки данного устройства состоят в следующем.
1. Не обеспечивается возможность картирования глубины обработки почвы на различных участках поля.
2. Во время движения устройства в составе почвообрабатывающей машины (орудия) при наезде на препятствия и инерционном отрыве колеса от почвы генерируются ложные данные о глубине обработки почвы.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение возможности детального картирования результатов измерений, получаемых в процессе мониторинга глубины обработки почвы на различных участках поля, и повышение точности измерений.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для измерения глубины обработки почвы, жестко закрепленное на раме почвообрабатывающей машины и имеющее поворотный механизм, соединенный посредством кронштейна с колесом, датчик измерения угла наклона кронштейна при заглублении в почву рабочих органов почвообрабатывающей машины, согласно заявляемому техническому решению, устройство снабжено электронным блоком управления (ЭБУ) со спутниковым приемником географических координат, связанным с датчиком измерения угла наклона кронштейна.
Датчик измерения угла наклона кронштейна выполнен в виде энкодера, закрепленного на поворотном механизме устройства.
Датчик измерения угла наклона кронштейна может быть выполнен в виде инклинометра, установленного на кронштейне, соединяющем поворотный механизм с колесом.
Поворотный механизм снабжен пружиной кручения парной навивки, расположенной вдоль оси поворотного механизма и охватывающей его снаружи, причем крайние витки пружины закреплены в торцах поворотного механизма, а ее средняя дугообразная часть закреплена на кронштейне, соединяющем поворотный механизм с колесом.
Сущность технического решения поясняется чертежом, где
на фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства с датчиком измерения угла наклона, выполненным в виде энкодера;
на фиг. 2 - принципиальная схема устройства с энкодером и поворотным механизмом, снабженным пружиной кручения;
на фиг. 3 - принципиальная схема устройства с датчиком, выполненным в виде инклинометра и поворотным механизмом, снабженным пружиной кручения;
на фиг. 4 - опытный образец устройства в аксонометрии.
Предлагаемое устройство для определения глубины обработки почвы (фиг. 1) содержит приспособление 1 для жесткого крепления устройства к раме почвообрабатывающей машины, поворотный механизм 2, соединенный посредством кронштейна 3 с колесом 4, датчик 5 измерения угла наклона кронштейна при заглублении в почву рабочих органов почвообрабатывающей машины, электронный блок управления со спутниковым приемником географических координат 6, связанный с датчиком 5 измерения угла наклона кронштейна 3.
Датчик 5 измерения угла наклона кронштейна может быть выполнен в виде энкодера, установленного на поворотном механизме 2 (Фиг. 2). Энкодер является датчиком обратной связи, на выходе которого цифровой сигнал меняется в зависимости от угла поворота. Этот сигнал обрабатывается и далее подается на ЭБУ.
Датчик 5 измерения угла наклона кронштейна может быть выполнен в виде инклинометра, установленного на кронштейне 3 (Фиг. 3). Инклинометр-датчик, который измеряет величину отклонения объекта относительно вектора силы тяжести и гарантирует высокую стабильность и высокую точность измерений.
Поворотный механизм 2 может быть снабжен пружиной кручения парной навивки 7, расположенной вдоль оси поворотного механизма и охватывающей его снаружи, причем крайние витки пружины закреплены в торцах поворотного механизма 2, а ее средняя дугообразная часть 8 закреплена на кронштейне 3, соединяющем поворотный механизм 2 с колесом 4.
Процесс определения глубины обработки почвы осуществляется следующим образом. Устройство для определения глубины обработки почвы жестко соединяется с рамой почвообрабатывающей машины. Датчиком 2 определяется нулевое значение угла наклона кронштейна 3 путем установки рабочих органов почвообрабатывающей машины и колеса 4 в одной горизонтальной плоскости. Глубина обработки почвы определяется разницей синусов нулевого значения угла наклона кронштейна 3 и угла его наклона при заглублении в почву рабочих органов почвообрабатывающей машины и движении колеса по поверхности почвы, скорректированной на длину кронштейна 3.
Электронный блок управления (бортовой компьютер) со спутниковым приемником географических координат 6 осуществляет привязку значения глубины обработки почвы к текущей географической координате, что позволяет создавать детальные карты глубины обработки отдельных участков поля.
Для безотрывного взаимодействия колеса с почвой в процессе работы почвообрабатывающей машины пружина кручения 7 своим дугообразным элементом 8, закрепленным на кронштейне 3, придавливает колесо 4 через кронштейн 3 к почве.
Технико-экономическая эффективность устройства заключается в обеспечении возможности создании карт глубины обработки отдельных участков поля. Применение карт глубины обработки полей в сельскохозяйственном производстве позволяет контролировать качество работы механизаторов, исследовать причины снижения урожайности и создавать условия, максимально благоприятные для развития и роста культурных растений.