УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ САДОВЫХ УЧАСТКОВ

Полезная модель относится к устройствам для механизированной обработки небольших земельных участков в садоводствах, на деревенских огородах, а также в лесном хозяйстве. Известно, что при обработке земли наиболее трудоемким является процесс перемещения рабочих агрегатов, таких, как плуг для вспахивания земли, борона, других рабочих агрегатов, а также процесс выкорчевывания деревьев и пней при первичной подготовке почвы.
Известно почвообрабатывающее устройство с пассивными рабочими органами для паровой и послеуборочной обработки пахотного слоя почвы, включающее раму со спицей и колесами, закрепленными на ней поперечными брусьями, на которых смонтированы подвижно вертикальные стойки с осями на концах и установленные на осях с возможностью вращения сферические почвообрабатывающие диски, см. патент РФ №2423809.
Существует целый ряд устройств для механизированной обработки земли, таких например как культиваторы, содержащих в своем составе в качестве силовой установки двигатели внутреннего сгорания.
Однако, эти устройства имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что человек, производящий работу вынужден перемещать по обрабатываемому участку помимо непосредственно рабочего инструмента, входящую в его состав силовую установку, которой является двигатель внутреннего сгорания с передаточным механизмом и баком для горючего. При этом от рабочего требуется приложение значительных усилий для перемещения и маневрирования с таким громоздким агрегатом, имеющим значительный вес и габариты, что вызывает усталость и снижение эффективности работы.
Известна, например, агромашина, содержащая рабочие органы реверсивного хода и привод для их перемещения относительно энергосредства, в которой регулятор скорости и расхода топлива/мощности (регулятор дизеля) энергосредства через тяги связи с гидрораспределителем и источником энергии, фиксатор шарнира вертикальной оси и гидроцилиндры перемещения колес, копир с рычагом соединен с механизмом ручной коррекции курса с внешней стороны агрегата, а через привод рабочих органов и вал отбора мощности с муфтой сцепления - датчиком нагрузки - с силовым регулятором и подъемником орудий, впереди которого смонтирован контур защиты трактора с рычагами, см патент РФ №2342821.
Однако основным недостатком таких устройств с использованием в качестве силовой установки двигателей внутреннего сгорания является нарушение экологической обстановки не только на обрабатываемом участке, но и на близлежащих территориях, обусловленное создаваемым акустическим шумом и выхлопными газами.
Задачей полезной модели является создание простого, удобного и эффективного устройства, отвечающего требованиям экологии и обеспечивающего снижение трудоемкости работ по обработке земли на небольших площадях, а также расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности оперативной смены орудий труда, таких например, как плуг, борона, приспособление для сгребания сена, приспособление для выкорчевывания пней и других.
Актуальность решаемой полезной моделью задачи объясняется тем, что при большом количестве небольших участков земли в садоводческих товариществах и поселках процесс обработки почвы на этих участках имеет массовый характер. При этом часть земельных участков обрабатывается с использованием ручного инструмента, такого как лопата, грабли и других, что весьма трудоемко, а часть участков обрабатывается с использованием механизированных орудий труда, работающих на бензине или дизельном топливе. Работа таких механизированных орудий для обработки земли, оснащенных двигателями внутреннего сгорания сопровождается акустическим шумом не менее 80 дБА, опасным для человека, тогда как безопасным считается максимальный уровень шума от 20 до 30 дБА. Кроме того, выхлопные газы этих механизмов загрязняют окружающую среду, нарушая экологическую обстановку.
Сущность заявляемой полезной модели выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше обеспечиваемого полезной моделью результата.
Устройство для обработки садовых участков, включающее блок питания и электролебедку с тросом, оборудованным ограничителем перемещения и устройством сцепки с орудием труда, характеризуется тем, что включает в свой состав на стороне орудия труда пульт беспроводного управления с антенной, а на стороне электролебедки последовательно соединенные приемный блок с антенной, блок управления и концевой выключатель, выход которого соединен с входом питания электролебедки, причем другой вход блока управления подключен к выходу блока питания.
Кроме того, заявленное устройство характеризуется рядом факультативных признаков, а именно:
- пульт беспроводного управления включает в свой состав последовательно соединенные переключатель, генератор пилообразного напряжения, модулятор и передатчик с антенной, а также генератор субтонального сигнала и регулятор напряжения, входы которых соединены между собой и подключены к выходу переключателя, сумматор, соответствующий вход которого соединен с выходом генератора субтонального сигнала, другой вход соединен с выходом регулятора напряжения, а выход сумматора соединен с другим входом модулятора, блок переключателя каналов связи, выход последовательного интерфейса которого подключен к входу установки канала передатчика, индикатор номера канала связи, входы которого подключены к другим выходам блока переключателя каналов, и блок автономного питания, выход которого соединен с входом переключателя.
- приемный блок включает в свой состав приемник с антенной, к информационному выходу которого подключены последовательно соединенные демодулятор, вычитающее устройство и электронный ключ, селектор субтонального сигнала, вход которого подключен к выходу демодулятора, аналоговый выход селектора субтонального сигнала подключен к другому входу вычитающего устройства, а логический выход селектора подключен к управляющему входу электронного ключа, анализатор помех, информационный вход которого подключен к дополнительному выходу приемника, а управляющий вход анализатора помех подключен к логическому выходу селектора субтонального сигнала, блок переключателя каналов, выход последовательного интерфейса которого подключен к входу установки канала приемника, и индикатор номера канала связи, информационные входы которого подключены к другим выходам блока переключателя каналов, а управляющий вход индикатора номера канала подключен к выходу анализатора помех.
В этом заключается совокупность существенных признаков полезной модели, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, совокупности признаков которых совпадают с совокупностью отличительных признаков заявленной полезной модели.
За счет реализации отличительных признаков полезной модели достигается технический результат, заключающийся в том, что при использовании существенных признаков заявленного технического решения, по сравнению с широко распространенными устройствами с топливной энергетической установкой, обеспечивается значительное снижение влияния на биосферу, что отвечает требованиям экологии. Кроме того, полезная модель обеспечивает значительное снижение трудоемкости обработки земли за счет снижения массы и габаритов орудия труда, перемещаемого с помощью стационарно размещенной силовой электроустановки.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена структурная схема и конструкция заявленного устройства, на фиг.2 - структурная схема пульта управления, на фиг.3 - структурная схема приемного блока, на фиг.4 - вариант использования устройства для обработки участка земли.
Устройство для обработки садовых участков включает в свой состав блок 1 питания, электролебедку 2 с тросом, оборудованным ограничителем перемещения и устройством сцепки с орудием труда, пульт 3 беспроводного управления с антенной, приемный блок 4 с антенной, блок 5 управления и концевой выключатель 6.
Пульт 3 беспроводного управления включает в свой состав переключатель 7, генератор 8 пилообразного напряжения, модулятор 9, передатчик 10 с антенной, генератор 11 субтонального сигнала, регулятор 12 напряжения, сумматор 13, блок 14 переключателя каналов связи, индикатор 15 номера канала связи и блок 16 автономного питания.
Приемный блок 4 включает в свой состав приемник 17 с антенной, демодулятор 18, вычитающее устройство 19, электронный ключ 20, селектор 21 субтонального сигнала, анализатор 22 помех, блок 23 переключателя каналов связи и индикатор 24 номера канала связи.
Устройство работает следующим образом.
При включении блока питания 1 на его выходе устанавливается напряжение питания U пит, соответствующее номинальному напряжению питания электролебедки 2. При отсутствии приема радиосигнала от пульта 3 управления напряжения на выходах приемного блока 4, блока 5 управления и, соответственно, на входе питания электролебедки 2 отсутствуют. Выбор канала связи осуществляется на приемном блоке 4 с помощью блока 23 переключателя каналов, выходной параллельный m-разрядный код которого поступает на индикатор 24 номера канала. Одновременно от блока 23 переключателя каналов на приемник 17, например на однокристальный RF CC1000, Chipcon, поступает код установки частоты приема, соответствующий номеру выбранного канала.
При выключенном пульте 3 управления с дополнительного выхода приемника 17 на вход анализатора 22 помех поступает сигнал, напряжение которого пропорционально уровню помех в канале. При высоком уровне помех на выбранном канале, например промышленных или создаваемых пультом управления аналогичного устройства на соседнем садовом участке, на выходе анализатора 22 помех устанавливается потенциал низкого уровня, переключающий индикатор 24 в режим мигания, который информирует работника о наличии помехи на выбранном канале и необходимости переключения на другой канал связи. При уровне помех ниже допустимого значения на выходе анализатора 22 помех, например порогового устройства, устанавливается потенциал высокого уровня, обеспечивающий режим непрерывного свечения индикатора 24 номера выбранного канала связи.
После выбора в приемном блоке 6 свободного от помех канала связи на пульте 3 управления, с помощью переключателя 14 устанавливают тот же номер канала, индикация которого обеспечивается индикатором 15. При отсутствии напряжения питания электролебедки ее трос может быть вытянут на полную длину и прикреплен с помощью устройства сцепки к выбранному орудию труда.
В пульте 3 управления, при нажатии кнопки ПУСК переключателя 7 без фиксации, на генератор 8 пилообразного напряжения, генератор 11 субтонального сигнала и регулятор 12 напряжения поступает сигнал высокого уровня, обеспечивающий начало их работы. Выходное напряжение Upeг регулятора 12 напряжения, например потенциометра, задающее скорость перемещения троса лебедки, поступает на сумматор 13, на другой вход которого с выхода генератора 11 субтонального сигнала поступает синусоидальный сигнал Uстс, частота которого, например 67 Гц, устанавливается программным путем и является индивидуальным признаком данного устройства. Субтональными принято считать сигналы синусоидальной формы, частоты которых значительно ниже диапазона частот передаваемых информационных сигналов. В качестве генератора 11 субтонального сигнала может быть использована микросхема СМХ882Е3 или аналогичная из этой серии, обеспечивающая как генерирование, так и селекцию синусоидального сигнала любой из 51 частот в диапазоне от 67 до 254,1 Гц. Выходное напряжение сумматора 13, модулированное по амплитуде субтональным сигналом, представляющее собой сумму напряжений Upeг и Uстс поступает на модулятор 9, например компаратор напряжений, на другой вход которого поступает сигнал, например частотой 4,8 кГц, от генератора 8 пилообразного напряжения. При этом на выходе модулятора 9 вырабатывается последовательность Uпрд прямоугольных импульсов, длительности которых, определяются выходным напряжением Upeг регулятора напряжения и содержат информацию об индивидуальном признаке устройства вследствие модуляции соответствующим субтональным сигналом. Последовательность модулированных по длительности выходных импульсов модулятора 9 поступает на передатчик 10, например однокристальный передатчик CHIP RF CC1050, который обеспечивает передачу этой последовательности на радиочастоте f p, например, на частоте fp=315 МГц, по радиоканалу на приемный блок 4.
В приемном блоке 4 принимаемая последовательность прямоугольных импульсов с выхода приемника 17 поступает на демодулятор 18, выходное напряжение которого Uдм, содержит постоянную составляющую, пропорциональную напряжению Upeг и переменную составляющую субтонального сигнала Uстс. Селектор 21 осуществляет частотную селекцию субтонального сигнала, являющегося индивидуальным признаком устройства, в результате которой на первом выходе селектора 21 выделяется сигнал частоты субтона, например частоты 67 Гц, который поступает на вычитающее устройство 19. Одновременно, в результате селекции частоты субтонального сигнала, на втором выходе селектора 21 устанавливается потенциал высокого уровня, который блокирует работу анализатора 22 помех, выходной сигнал которого обеспечивает запрет отключения индикации номера канала связи в индикаторе 24.
Вычитающее устройство 19, в результате вычитания из выходного сигнала демодулятора Uдм, представляющего собой сумму постоянной и переменной составляющей, сигнала частоты субтона формирует на выходе напряжение Upeг1, пропорциональное выходному напряжению регулятора 12 напряжения в пульте управления 3. Потенциал высокого уровня, поступающий со второго выхода селектора 21 на управляющий вход электронного ключа 20, обеспечивает его срабатывание на замыкание. Выходной сигнал Uрег1 вычитающего устройства 19 через электронный ключ 20 с выхода приемного блока 4 поступает на управляющий вход блока 5 управления.
Блок 5 управления, например управляемый преобразователь напряжения, обеспечивает поступление через концевой выключатель 6 на вход питания электролебедки 2 напряжения Upeг2=K·Upeг, пропорционального выходному напряжению Upeг регулятора 12 напряжения в пульте 3 управления. Выходное напряжение Upeг2 блока 5 управления определяет скорость вращения катушки с тросом электролебедки, а следовательно скорость намотки троса на катушку и скорость перемещения сменного орудия труда, к которому прицеплен трос. Намотка троса на катушку электролебедки осуществляется при нажатой кнопке ПУСК на пульте 3 управления до момента воздействия ограничителя, зафиксированного на тросе, на рычаг концевого выключателя 6, который отключает питание электролебедки 2. Пульт 3 управления может быть оборудован легкосъемным креплением, например струбциной, обеспечивающей возможность оперативного крепления к любому из сменных орудий труда. Комплект беспроводного управления электролебедкой, обеспечивает работнику возможность выбора скорости перемещения орудия труда и плавного изменения скорости в зависимости от характера выполняемой работы.
Эффективность заявленного устройства состоит в его экологической безопасности вследствие отсутствия при его работе продуктов сгорания топлива и отсутствия акустического шума, опасного для человека, а также в том, что оно значительно снижает трудоемкость работ по обработке земельных участков небольшой площади. Уменьшение трудоемкости работ по сравнению с другими механизированными устройствами для обработки земельных участков обеспечивается за счет снижения физической нагрузки на работника вследствие значительного снижения массы и габаритов перемещаемого орудия труда при стационарном размещении силовой установки. Устройство может быть полностью автономным и мобильным, так как его электропитание может осуществляться как от электросети на садовом участке, электрогенератора, использующего энергию ветра или воды, так и от автономного источника электропитания, например автомобильного аккумулятора емкостью от 75 до 140 А/ч.
Комплект передающего и приемного блоков беспроводного управления в составе заявленного устройства обладает высокой помехоустойчивостью как к промышленным и атмосферным помехам, так и к помехам от аналогичных устройств, работающих в непосредственной близости. Применение в составе пульте управления микросхемы программируемого однокристального передатчика, например RF CC1050 диапазона от 300 до 1000 МГц с регулируемой мощностью излучения от 1 до 10 мВт, обеспечивает дальность беспроводного управления от 30 до 200 метров. Возможность программирования в пульте управления и приемном блоке большого числа комбинаций канальных частот и частот субтональных сигналов позволяет производить серии заявленных устройств с неповторяющимися индивидуальными признаками, соответствующими серийным номерам при серийном производстве.
Возможность промышленного применения заявленного технического решения подтверждается известными и описанными в заявке средствами и методами, с помощью которых возможно осуществление полезной модели в том виде, как она охарактеризована в формуле полезной модели.