СПОСОБ ПОСЕВА ИЛИ ПОСАДКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР Российский патент 2001 года по МПК A01B49/00 

Изобретение относится к области механизации сельскохозяйственных работ, в частности с применением электроприводов на механизмах сельхозмашин.

Изобретение может быть использовано в фермерских и дворовых хозяйствах.

Известно, что основным звеном комплексной механизации работ по возделыванию овощных культур является междурядная обработка, которая определяется способом посадки культур.

Известен квадратно-гнездовой способ посадки овощных культур (Высокие урожаи овощей, Н.А. Филатов, 1957 г, Сельхозгиз, стр. 92 рис. 26, 151 рис. 46, стр. 170 рис. 51, стр. 171 рис. 52). При квадратно-гнездовом способе посадки обрабатываемый участок маркируется в двух взаимно перпендикулярных направлениях с определенной, одной и той же шириной междурядий. В местах пересечения маркерных линий высаживают или высевают одно или несколько растений. Техника при этом способе движется как вдоль, так и поперек участка, между растениями, проводя необходимые технологические операции.

Недостатками этого способа являются:
1. Необходимость в проведении маркирования участка.

2. Уплотнение почвы под колесами тяжелых тягачей.

3. Прерывание технологического процесса при маневрировании на концах участка и в связи с этим регулировка рабочего орудия.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности является рядовой способ посадки, описанный в книге (Курс овощеводства по Миттлайдеру, Д. Р.Миттлайдер, 1992 г., Мосгорпечать, стр. 2, стр. 3.) и заключающийся в посеве семян или посадке растений в одну или две строки на грядах, которые располагаются рядами параллельно одной стороне участка. Все овощи, независимо от размера растения, выращивают на грядах шириной 0,45 м. Оптимальная ширина проходов между грядами - 1,05 м. Техника при этом способе движется по проходам, проводя необходимые технологические операции. Однако и при этом способе повторяются те же недостатки, как и при квадратно-гнездовом, хотя обрабатываемая площадь на участке составляет лишь 30%.

Данное изобретение обеспечивает непрерывность технологического процесса без дополнительной регулировки положения рабочего орудия и без нагрузки на обрабатываемую поверхность. Одновременно технология работ обходится без предварительного маркирования участка.

Поставленная цель достигается тем, что посев семян или посадка рассады на участке осуществляется за один прием на одной или нескольких грядах, расположенных по спирали Архимеда, при этом рабочее орудие движется по окружности и одновременно радиально по радиусу.

Сущность предлагаемого способа поясняется фиг. 1, на которой в качестве примера изображен в плане земельный участок около 0,5 га, радиусом 40 м с одной грядой, свернутой в спираль. Ширина гряды - 0,45 м, проход между грядами 1,05 м, длина гряды 3334 м. На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:
R - внешний радиус участка;
r - внутренний радиус участка;
B - шаг спирали;
V_л - линейная скорость рабочего орудия (по касательной);
V_р - радиальная скорость рабочего орудия (движение каретки по радиусу);
V - результирующая скорость рабочего орудия;
T₁ - время обращения рабочим орудием одного круга;
T₂ - время прохождения кареткой смещения, равного шагу спирали;
n - число оборотов (мин.)^-1 рабочего орудия вокруг центра участка;
Изобретение реализуется в том случае, когда рабочему орудию задаются такие скорости V_р и n, чтобы результирующая скорость была бы направлена по спирали с заданным шагом B. Такое движение возможно при выполнении равенства
T₁ = T₂,
где T₁ = 1/n, T₂ = B/V_р. Подставляя значения T₁ и T₂ находим
V_р = Bn.

Задавая B и выбирая V_р и n, легко удовлетворить условию движения рабочего орудия по спирали.

Рассмотрим устройство для проведения аграрных работ предложенным способом. Устройство должно обеспечить на всем обрабатываемом участке следующие условия для рабочего орудия:
1. Движение по окружности.

2. Радиальное движение.

3. Передачу необходимой мощности для выполнения предназначенных технологических функций на выбранной по параметрам спирали.

По первым двум условиям в качестве прототипа можно выбрать башенный кран, если его вертикальную ферму укоротить для наших целей до нужных размеров, при этом к каретке вместо подъемного устройства крана необходимо закрепить тележку с электроприводом и рабочим орудием для выполнения условия (3). Если при этом будут согласованы скорости V_р и n с формулой (1), то для вышеуказанного примера (0,5 га, R = 40 м) может быть использован, например, башенный кран марки БК-573 (R = 40 м) (Справочник, строительные краны, библиотека строителя. /Под редакцией В.П.Степановского, г. Киев, "Будивэльник") после его модернизации. Однако недостатком такого устройства является большая масса, обусловленная жесткостью консольной конструкции, весом поднимаемого груза и противовеса. Это приводит к удорожанию конструкции и лишним затратам по мощности.

Уменьшить массу устройства можно, если второй конец стрелы установить на опору-платформу и перенести поворотный электропривод из центра на периферию. Центральный поворотный электропривод, подъемное устройство и противовес ликвидируются.

С учетом вышеуказанных изменений предлагается устройство для осуществления предложенного способа, содержащее упорный поворотный механизм с закрепленной на нем кабиной с пультом управления, платформу, несущую ферму, длина которой определяет радиус обрабатываемого участка. Несущая ферма укреплена одним концом на упорном поворотном механизме, а другим концом к платформе с помощью шарниров, дающих возможность в необходимых пределах колебание фермы и платформы в вертикальной плоскости, что необходимо для компенсации неровностей поверхности дорожки. Вдоль сварной фермы по направляющим передвигается каретка с закрепленной к ней тележкой с рабочим орудием. Приводы на каретке, тележке и платформе обеспечивают рабочему орудию движение по заданной спирали и выполнение предназначенных работ.

Так как вся конструкция вращается вокруг одной точки, которой является центр участка, то технически возможно подвести электричество к приводам каретки, тележки и платформы, а также подвести воду для полива растений. Для этого в кабине расположены электрические устройства и оборудование для полива. Там же может быть установлено оборудование для обработки растений против болезней и вредителей.

Предлагается также вести обработку нескольких или всех витков гряды одновременно. Для этого количество комплектов кареток с рабочим орудием используют более одного.

Сущность изобретения и его конструкция поясняется фиг. 2, на которой дан фронтальный разрез и план устройства. На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:
1. Электромачта с подводом переменного трехфазного напряжения.

2. Устройство для передачи электроэнергии с неподвижной электромачты на вращающуюся карусель.

3. Рабочее помещение на вращающемся приспособлении (карусель).

4. Несущая ферма.

5. Тележка с рабочим орудием.

6. Каретка.

7. Платформа, вращающая сварную ферму и карусель.

8. Электронагреватель воды.

9. Бак для воды.

10. Лебедка.

11. Насос водяной.

12. Электрошкаф со схемой управления.

13. Бак для раствора.

14. Компрессор.

15. Упорный поворотный механизм.

16. Дорожка вокруг карусели.

17. Направляющая для перемещения каретки.

18. Подвеска электропроводки.

19. Дорожка вокруг участка.

20. Конечные выключатели.

В исходном положении каретка 6 с рабочим орудием установлена в крайнем дальнем от электромачты 1 положении и тросом связана с барабаном лебедки 10. Тележка 5 оборудована электроприводом для колес грунтозацепов. Электропроводка к электроприводу тележки 5 проведена на подвеске 18 от электрошкафа 12. К тележке 5 закреплено необходимое данному технологическому процессу рабочее орудие. Платформа 7 также оборудована электроприводом, электропроводка которого проведена по ферме 4 от электрошкафа 12. Управление механизмами смонтировано на передней панели электрошкафа 12 и пульте управления платформы 7.

В связи с тем, что весь цикл сезонных работ по использованию оборудования делится на две категории
- с активным рабочим орудием, которое контактирует с почвой или с растениями (например, вспашка, рыхление, культивация и др.),
- с пассивным рабочим орудием, не контактирующим с почвой или с растениями (например, полив, опрыскивание, внесение удобрений),
устройство обеспечивает работу в двух режимах.

В первом режиме устройство работает следующим образом. При включении электропитания начинают одновременно движение каретка, тележка и платформа, при этом на тележке 5 рабочее орудие выполняет предназначенную работу, а платформа 7 двигает сварную ферму 4 и карусель 3, которая вращается вокруг электромачты 1. При пробеге платформой 7 одного круга, тележка 5 с рабочим орудием смещается к центру на шаг спирали тросом, который наматывается на барабан лебедки 10. Шаг спирали равен длине развертки окружности барабана лебедки 10, т.е. B = π D, где D - диаметр барабана лебедки. При продолжении вращения образуются все последующие витки спирали, вплоть до конца гряды.

Во втором режиме вместо тележки 5 закрепляется необходимое навесное приспособление без электропривода. Движения всех остальных механизмов осуществляется, как и в первой части.

В обоих режимах рабочее орудие с высокой точностью движется по заданной спирали и может многократно повторять эти движения. Для выполнения всего цикла работ от посадки до уборки урожая необходим набор рабочих орудий, в качестве которых используются существующие.

Для полива устройство оборудовано системой полива, в которую входят бак 9, электронагреватель воды 8, насос водяной 11, трубопроводы.

В устройство входит также оборудование для обработки растений от болезней и вредителей: бак 13, компрессор 14 и трубопроводы.

Необходимо отметить, что вторая категория работ наиболее продолжительна и трудоемка, поэтому предлагаемое устройство позволяет в зависимости от обрабатываемого участка использовать несколько комплектов кареток 6 с тележками 5 и рабочими орудиями. В принципе техника позволяет установить такие комплекты на каждом витке спиральной гряды, например, при такой трудоемкой операции как полив. В этом случае продолжительность полива будет определяться одним периодом обращения фермы. Одновременно, конструкция устройства позволяет ряд технологических операций частично автоматизировать за счет конечных выключателей 20.

Использование изобретения позволит прежде всего механизировать и электрифицировать сельскохозяйственные работы на придворных и фермерских земельных участках.

Внедрение изобретения обеспечит следующие технико-экономические преимущества:
1. На обрабатываемом участке используется электроэнергия обычной электросети, причем основные работы можно проводить в ночное время, когда нагрузка на электростанцию снижена. При этом устройство налаживается и включается механиком, а в конце гряды останавливается конечным выключателем, непосредственно человек в работе участия не принимает.

2. Отпадает необходимость в маркировании участка. За счет выбранных скоростей V_р и n автоматически выполняются заданные параметры гряды.

3. Минимальный расход энергии, так как платформа 7 движется по специальной дорожке.

4. На обрабатываемом участке не происходит уплотнение грунта при производстве работ.

5. Обеспечивается непрерывность технологического процесса без дополнительной регулировки положения рабочего орудия на всем обрабатываемом участке.

Изобретение относится к области механизации сельскохозяйственных работ и может быть использовано в фермерских и дворовых хозяйствах. Способ заключается в том, что посев или посадку растений осуществляют рядами, которые располагают по спирали Архимеда. Шаг (В) спирали равен отношению радиальной скорости (V_р) рабочего орудия к числу оборотов (n) его вокруг центра спирали. Возможно проводить работу одновременно на нескольких и даже на каждом витке гряды, что значительно повышает производительность труда и обеспечивает непрерывность технологического процесса в течение всего цикла выполняемой работы. 2 ил.

Способ посева или посадки сельскохозяйственных культур, включающий посев или посадку растений рядами, расположенными по спирали, отличающийся тем, что спираль выполнена в виде спирали Архимеда с шагом В, равным отношению радиальной скорости V_р рабочего орудия к числу оборотов n его вокруг центра спирали
B=V_p/n.