КОМПЛЕКС ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ТРИАНГУЛЯЦИОННЫЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ БОРОЗД ПРИ ВСПАШКЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМИ АГРЕГАТАМИ Российский патент 2014 года по МПК G01C11/30 

Изобретение относится к измерительным радиотехническим триангуляционным комплексам, с помощью которых определяют положение каких-либо объектов на местности. Комплекс может найти свое применение в сельском хозяйстве.

Измерительный комплекс предназначен для определения прямолинейности борозд при вспашке земельных участков сельскохозяйственными агрегатами. Соблюдение прямолинейности борозд при вспашке полей имеет большое значение, т.к. от этого зависит качество вспашки, расход горюче-смазочных материалов.

В настоящее время прямолинейность борозд и их корректировка в процессе вспашки осуществляется визуально из кабины трактора по установленным разметочным вешкам на загонах поля. Загоны поля планируются заранее перед его вспашкой. В последнее время предпринимаются попытки использования спутниковых систем навигации.

Однако при визуальном контроле прямолинейность борозд, особенно на длинных гонах, обеспечивается недостаточно, а применение спутниковой навигации может быть затруднено в использовании и, кроме того, затратно в массовом применении.

Новизна изобретения заключается в том, что комплекс определяет прямолинейность борозд триангуляционными радиотехническими средствами путем замера через определенные интервалы времени текущих координат вспашного агрегата при его движении по полю и производит их сравнение с начальными контрольными координатами на каждом загоне.

По отклонению этих координат в направлении, перпендикулярном движению, комплекс выдает команды оператору на корректировку борозды при ее отклонении от прямолинейности.

При применении этого комплекса в перспективе возможна полная роботизация процесса вспашки с выводом данных измерительного комплекса на исполнительные механизмы силового агрегата (трактора) и для управления ими.

В состав измерительного комплекса входят:

источники радиосигналов, передатчики с автономным электропитанием (аккумуляторами), которые устанавливают в местах расположения разметочных вешек по одному в начале и конце загонов. Общее количество их устанавливают по числу загонов. В каждом загоне передатчики имеют свою несущую частоту, отличную от других загонов;

две узконаправленные поворотные антенны для приема радиосигналов, устанавливаемые на крыше силового агрегата, при необходимости могут быть применены гироскопы, исключающие поперечные и продольные колебания трактора, усилители радиосигналов, измерительный и счетно-решающий блоки; следящая радиотехническая система, которая в целом обеспечивает слежение за перемещением силового агрегата по отношению к передатчикам, установленным в местах расположения разметочных вешек;

контрольная панель с сигнальными лампами, которые включаются при отклонении борозды в ту или другую сторону от основного направления движения.

Вся счетно-решающая часть, следящая система и контрольная панель устанавливаются в кабине.

При перемещении вспашного агрегата, состоящего из трактора и плужного агрегата, измерительный комплекс через поворотные антенны формирует углы между измерительной базой и направлением на точку нахождения силового агрегата в данный момент времени.

Интервал между каждым измерением устанавливают от 5 до 10 секунд в зависимости от скорости перемещения и быстродействия счетно-решающей части комплекса.

По этим углам на основании известных тригонометрических формул рассчитывают расстояние силового агрегата до передатчиков и соответственно текущую его координату в направлении, перпендикулярном движению.

Схема для расчета представлена на рисунке для одного фрагмента при переходе вспашного агрегата из точки A₂₀ в точку A₂₂. Остальные точки представлены как текущие в направлении движения. На рисунке:

A₁₀ - точка, в которой находится вспашной агрегат в начале измерения (начало вспашки, вход в загон);

A₂₂ - точка, в которой должен находиться вспашной агрегат;

$$A_{22}^{т}$$ - точка, в которой находится вспашной агрегат в момент измерения;

A₂₀ - точка, в которой находится вспашной агрегат в начале четной борозды;

У₂₀, У₂₂, $${у}_{22}^{т}$$ - проекции точек A₁₀, A₂₂, $$A_{22}^{т}$$ на ось У;

X₂₁, X₂₂, $${Х}_{22}^{т}$$ - проекции этих точек на ось X, которые могут быть использованы для контроля пройденного пути;

α₂₀, α₂₁, α₂₂, $${\alpha }_{22}^{т}$$ - углы между базой B и направлением на эти точки из начала координат;

β₂₁, β₂₂, $${\beta }_{22}^{т}$$ - углы между базой и направлением на эти точки из точки B, углы α и β с индексом T вверху обозначены как текущие.

Чтобы не было пропусков между бороздами необходимо, чтобы ширина захвата была равна ширине плужного агрегата, в связи с этим в начале каждого прогона устанавливают точки A₁₀, A₃₀, A₅₀ для нечетных борозд и точки A₂₀, A₄₀, A₆₀ для четных борозд.

Для нечетных борозд принимают углы α₁₀, α₃₀, α₅₀, равными 90°. Соответственно контролируемыми величинами будут

У₁₀=Btgβ₁₀, у₃₀=Btgβ₃₀, У₆₀=Btgβ₅₀.

Для четных борозд принимают углы β₂₀, β₄₀, β₆₀, равными 90°. Соответственно контролируемыми величинами будут у₂₀=Btgα₂₀, у₄₀=Btgα₄₀, у₆₀=Btgα₆₀.

В примере на рисунке при отклонении борозды в точке $$A_{22}^{т}$$ это значение равно

$$\Delta {У}_{22}^{т}=О{А}_{22}^{т}\cdot \sin {\alpha }_{22}^{т}-Btg{\alpha }_{20}$$ или

$$\Delta {У}_{22}^{т}=\frac{B\sin {\beta }_{22}^{т}\cdot \sin {\alpha }_{22}^{т}}{\sin \left({\alpha }_{22}^{т}+{\beta }_{22}^{т}\right)}-Btg{\alpha }_{20}$$

Таким же образом по текущим углам α^Т и β^Т через равные интервалы времени производится контроль отклонения по всему направлению движения.

При наличии отклонений на контрольной панели включаются сигнальные лампы.

Изобретение относится к измерительным средствам, обеспечивающим прямолинейность борозд при вспашке земельных участков сельскохозяйственными агрегатами. Техническим результатом является повышение точности измерений. Комплекс измерительный радиотехнический триангуляционный для определения прямолинейности борозд при вспашке земельных участков сельскохозяйственными агрегатами характеризуется тем, что источники радиосигнала устанавливают в местах расположения разметочных вешек в середине каждого загона поля. Антенны для приема этих радиосигналов устанавливают на крыше силового вспашного агрегата. Измерительно-вычислительную часть и следящее устройство устанавливают внутри кабины. Определение прямолинейности борозд при движении вспашного агрегата производят по измерениям через принятые интервалы времени фактических координат нахождения вспашного агрегата в направлении, перпендикулярном направлению движения, и их сравнению с контрольными координатами, устанавливаемыми в начале каждого прогона, исходя из длины прогона и ширины захвата, равной ширине плужного агрегата, и выдачей результатов этих отклонений на контрольную панель с сигнальными лампами. 1 ил.

Комплекс измерительный радиотехнический триангуляционный для определения прямолинейности борозд при вспашке земельных участков сельскохозяйственными агрегатами, отличающийся тем, что источники радиосигнала устанавливают в местах расположения разметочных вешек в середине каждого загона поля, антенны для приема этих радиосигналов устанавливают на крыше силового вспашного агрегата, измерительно-вычислительную часть и следящее устройство устанавливают внутри кабины, а определение прямолинейности борозд при движении вспашного агрегата производят по измерениям через принятые интервалы времени фактических координат нахождения вспашного агрегата в направлении, перпендикулярном направлению движения, и их сравнению с контрольными координатами, устанавливаемыми в начале каждого прогона, исходя из длины прогона и ширины захвата, равной ширине плужного агрегата, и выдачей результатов этих отклонений на контрольную панель с сигнальными лампами.