ВЫСЕВАЮЩИЙ АППАРАТ ДЛЯ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
SOWING DEVICE FOR PRECISION AGRICULTURE

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может использоваться для дифференцированной подачи семян в пневматическую систему посевных агрегатов в системе точного земледелия. Высевающий аппарат включает механизм подачи семян зерновых культур с устройством для регулирования нормы высева, снабженного приводом заслонки от шагового электродвигателя, который управляется через бортовой компьютер. Использование изобретения позволит повысить точность высева снизить потери семян на разворотах агрегата и объезде неудобных участков поля.
Известен высевающий аппарат зерновой сеялки с централизованным дозированием семян туковысевающие аппараты (патент RU 2452165 С1, А01С 7/16, Опубликовано: 10.06.2012 Бюл. №16)
Недостатком известного устройства является невозможность его применения для точного земледелия, в котором необходимо менять норму высева непосредственно при посеве зерновых культур в зависимости от свойств почвы или характера маневра агрегата.
Известно также устройство для автоматического регулирования технологического процесса сельхозмашины (патент 2460268 С1, А01С 7/00, Опубликовано: 10.09.2012 Бюл.№25).
Недостатком известного устройства является отсутствие исполнительного механизма позволяющего менять норму высева семян и удобрений.
Известен также туковысевающий аппарат для точного земледелия (патент RU 2454058 C1, А01С 15/00, А01С 7/00 Опубликовано: 27.06.2012 Бюл. №18) включающий механизм подачи туков с приводом и устройство для регулирования нормы высева при управлении через бортовой компьютер.
Недостатком данной конструкции является сложность узлов механизма управления, что не обеспечивает достаточной надежности, кроме этого изменение шага пружины шнека, при постоянных оборотах вала не изменит количество поданного в единицу времени материала.
Наиболее близким к заявленному устройству является полезная модель (патент RU 175203 U1, 28.11.2017 г.) относится к конструкциям дозирующих устройств посевных комплексов для группового высева семян и удобрений.
Недостатком известного устройства является отсутствие контакта регулировочной пластины с катушкой, в результате чего семена из рабочей части катушки через желобки будут перетекать в не рабочую. Из-за большого зазора между ребрами катушки и стенкой корпуса (равного ширине регулировочной пластины) семена будут свободно истекать из бункера в трубопровод, как во время работы посевного комплекса, так и при его остановке пока не закроется вторая заслонка.
Необходимость совершенствования высевающего аппарата возникает при следующих обстоятельствах. При посеве зерновых культур в зависимости от свойств почвы или характера маневра агрегата требуется изменять норму высева. Кроме этого, возникают ситуации, когда нужно засеять полоску меньше ширины посевного агрегата, при этом отключается подача семян на часть рабочих органов, которые находятся на засеянной почве, при этом необходимо уменьшить норму высева, а также на краю поля необходимо отключать высевающий аппарат посевного агрегата. Обычно привод выключается при подъеме рабочих органов. В это время пневматическая система еще подает семена, которые находятся в семяпроводах и они высыпаются на поверхность поля. Для исключения потери семян нужно, чтобы высевающий аппарат блокировал подачу семян за несколько секунд до подъема рабочих органов из почвы. Современные высевающие аппараты, при заполненных семенами катушках, не могут это сделать, из-за большого сопротивления семян передвижению катушки. Регулировка снижением числа оборотов катушки требует установки без ступенчатого вариатора и хорошей программы на бортовой компьютер.
Задачей изобретения является обеспечение дифференцированной подачи семян в пневматическую систему посевных агрегатов работающих в режиме on-line и своевременно блокировать подачу семян при выходе посевных рабочих органов из почвы.
Высевающий аппарат для точного земледелия, включающий корпус внутри которого установлен механизм подачи семян зерновых культур с приводом, барабан с установленным внутри его ротором, заслонку, ограничивающую подачу семян в барабан и привод заслонки. Устройство для регулирования нормы высева, согласно изобретению позволяет регулировать норму высева во время работы посевного агрегата с помощью управляющего устройства с приводом от шагового электродвигателя, управляемого через бортовой компьютер и приемник глобальной системой позиционирования.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена схема посевного агрегат оборудованного системой точного земледелия и оборудование системы;
на фиг.2 представлен высевающий аппарат в сборе с шаговым электродвигателем, механизмом установки основной нормы высева и устройством автоматического управления заслонкой;
на фиг.3 - общий вид высевающего аппарата, разрез по осевой линии;
на фиг.4 - барабан высевающего аппарата;
на фиг.5 - ротор высевающего аппарата;
на фиг.6 - ротор с уплотнительным кольцом и кольцевыми канавками для высева мелкосемянных культур;
на фиг.7 - барабан высевающего аппарата в сборе с ротором;
на фиг.8 - высевающий аппарат установлен на высев зерновых культур;
на фиг.9 - высевающий аппарат установлен на высев рапса;
на фиг.10 - график регулировок высевающего аппарата.
На чертежах приняты следующие обозначения позиций: 1 - бортовой компьютер; 2 - электропровода управления; 3 - заслонка; 4 - загрузочный лоток; 5 - приводная звездочка; 6 - высевающий аппарат; 7 - антенна; 8 - шток; 9 - указатель; 10 - шаговый электродвигатель; 11 - корпус высевающего аппарата; 12 - ротор; 13 - барабан; 14 - канавки для высева мелкосемянных культур; 15 - вал барабана; 16 - линейка; 17 - винт; 18 - опора; 19 - рукоятка; 20 - боковые крышки высевающего аппарата; 21 - шарикоподшипник; 22 - уплотнительное кольцо; 23 - крышка с втулкой; 24 - продольные пазы; 25 - пластины; 26 - разделительное кольцо.
Осуществление изобретения
Высевающий аппарат 6 установлен в нижней части семенного бункера посевного агрегата, к высевающему аппарату подсоединяется шаговый электродвигатель 10 управления высевающим аппаратом 6, который посредством электропроводов управления 2 соединяется с бортовым компьютером 1, расположенным в кабине трактора, и антенной 7, установленной на посевной машине (фиг.1). Высевающий аппарат 6 включает корпус 11 и боковые крышки 20, в которых на шарикоподшипниках 21 установлен барабан 13 с ротором 12. Для автоматического регулирования нормы высева в корпусе 11 высевающего аппарата 6 устанавливается заслонка 3, которая через шток 8 соединена с электроприводом управления 10 (фиг.2).
Ротор 12 установлен на валу 15 внутри барабана 13 так, что они образуют катушку с полостями для семян. Ротор 12 внутри барабана 13 может перемещаться в осевом направлении винтом 17, при вращении за рукоятку 19. Ротор 12 изготовлен совместно с валом 15, который может совершать поступательные движения во втулках крышек 23 барабана 13 (фиг.3).
Барабан 13 изготовлен из набора пластин 25, установленных по радиусу при помощи крышек 23 и разделительного кольца 26 образуя пустотелый барабан с ребрами (фиг.4). Внутри барабана 13 на валу 15, установлен ротор 12. Ротор 12 цельная деталь, отлита из фторопласта (фиг.5). Одна половина ротора 12 проточена под размер внутреннего диаметра разделительного кольца 26 барабана 13, а вторая в размер наружного диаметра барабана 13. На половине ротора с большим диаметром прорезаны продольные пазы 24 совпадающие размером с расположением пластин 25 барабана 13, так чтобы ротор 12 мог свободно перемещаться по пластинам барабана 13. На наружной поверхности большего диаметра ротора сделаны кольцевые канавки, первая для уплотнительного кольца 22, последующие, для высева семян мелкосемянных культур, позиция 14, в частности рапса (фиг.5 и фиг.6). Ротор 12 вставлен в барабан 13 так, что его малый диаметр входит внутрь разделительного кольца 26, а пластины 25 свободно размещаются в пазах 24 большого диметра. При этом между разделительным кольцом 26 и половинкой ротора 12 с большим диаметром образуются ячейки высевающей катушки для зерновых культур (фиг.7). Высевающий аппарат с настройкой для посева зерновых культур представлен на фотографии (фиг.8), а для посева мелкосемянных культур и рапса на фотографии (фиг.9). Заслонка 3 на фиг.8 и фиг.9 специально сдвинута вправо, чтобы открыть кольцевые канавки 14.
Высевающий аппарат работает следующим образом.
При подготовке к посеву посевной агрегат с помощью бортового компьютера 1 позиционируется на поле с точностью до 15 см. Высевающий аппарат устанавливается на норму высева. Это происходит изменением объема полостей катушки при перемещении ротора 12 за вал 15 внутри барабана 13 с помощью винта 17 при вращении за рукоятку 19 установленную на опоре 18. Положение ротора 12 относительно барабана 13 контролируется указателем 9 по линейке 16. В бортовой компьютер 1 вводится информация о периметре поля и карта - задание по которой вся площадь поля разделена на участки. На каждый участок, в соответствии с его состоянием, определена своя норма высева семян. При движении посевного агрегата по полю ходовое колесо, с помощью цепной передачи, передает крутящий момент на звездочку 5, привода барабана высевающего аппарата 6 и высевающий аппарат подает семена в пневматическую систему посевного агрегата. При переходе от одного участка поля к другому установленная на посевной машине антенна 7 принимает сигнал от спутника. Сигнал обрабатывается в бортовом компьютере 1 и по электропроводам управления 2 передается на шаговый электродвигатель 10, который через шток 8 перемещает заслонку 3. Соответственно меняется положение заслонки 3 относительно ротора 12. При этом меняется подача семян через щель, образованную заслонкой 3 и разделительным кольцом 26, в пневматическую систему посевного агрегата. Изменение подачи семян пшеницы и овса, путем перемещения ротора 12 за вал 15 внутри барабана 13 и путем перемещения заслонки 3 представлено на фиг.10. На графике можно увидеть, что изменение положения заслонки 3 изменяет подачу семян после перемещения ее на 10 мм относительно положения ротора 12. При скорости перемещения штока 8 шаговым электродвигателем 10 равной 40 мм/с необходимо время 0,25 с. За это время, при скорости посевного агрегата 3 м/с, он пройдет 0,75 м, что не отражается на качестве посевов.
При посеве рапса или других мелкосемянных культур ротор 12 перемещают в барабане 13 с помощью винта 17 и рукоятки 19 до упора в разделительное кольцо 26, заслонка 3 устанавливается так, чтобы оставались открытыми соответствующее норме высева количество канавок 14. При изменении нормы высева во время посева, шаговый электродвигатель 10 по команде с бортового компьютера 1 изменяет положение заслонки 3, оставляя открытыми необходимое количество канавок 14, при этом устанавливается рекомендованная картой-заданием необходимая для данного участка поля норма высева.
Применение предлагаемого устройства дает возможность плавного изменения нормы высева семян в соответствии с картой-заданием или полного перекрытия щели с минимальной величиной запаздывания при разворотах агрегата на краю поля, что приводит к минимальным потерям семян при посеве зерновых культур.