Способ модернизации зерноуборочной техники и устройство для осуществления способа Российский патент 2019 года по МПК A01D41/127 

Область техники

Изобретение относится к устройствам измерения, специально предназначенным для комбайнов, в частности к устройствам мониторинга зерновой смеси но ряду показателей, указанных в формуле изобретения.

Уровень техники

Из уровня техники известны изобретения для частичного решения задачи мониторинга качества зерновой смеси. Патент ЕР 1763988 А1 раскрывает устройство контроля качества убранной массы: изображение зерновой смеси захватывается камерой и передается на монитор для анализа оператором уборочной машины. Такой способ так же, как и заявляемый в настоящем документе позволяет наблюдать качество зерновой смеси (примерный уровень дробления и незерновые примеси). Из RU 2566989 C2 известно решение для оценки качества зерновой смеси и его объемного расхода. Однако, данное изобретение не позволяет оценивать влажность зерновой смеси. Документ US 6185990 B1 раскрывает подход к измерению влажности и массовому расходу зерновой смеси, но не обеспечивает мониторинг качества зерновой смеси на уровень примесей и степени дробления.

Важно заметить, что из. уровня техники известны технические решения, которые способны решить каждую из задач в отдельности. А именно: оценка уровня незерновых примесей в зерновой смеси, оценка уровня дробления (RU 2483522 C2, RU 2406288 C2, RU 2437067 C2), оценка влажности зерна и его объема/массы (WO 2002041687 A2, US 6272935 B1, US 61S5990 B1, ЕР 0463240 А1). Ближе всего по функционалу к изобретению является RU2526395C2 (прототип). Однако, на сегодня не представлено ли одного решения собранного в едином корпусе. Решения известные из уровня техники (в том числе и прототип, согласно патентному документу RU 2526395 С2) представляют из себя системы, распределенные по узлам комбайна, существенно удаленным друг от друга. Такой подход к усовершенствованию зерноуборочных комбайнов означает существенное увеличение капитальных затрат для хозяйств, что панируют ввод в эксплуатацию современных методов оценки качества зерновой смеси в зерноуборочных комбайнах. Затраты порождаются необходимостью приобретать новый зерноуборочный комбайн, оборудованный необходимыми опциями, вместо того, чтобы модернизировать технику, которая уже находится в эксплуатации.

Раскрытие изобретения

Цель изобретения - повышение уровня автоматизации зерноуборочной техники по части, мониторинга качественных и количественных характеристик зерновой смеси.

Осуществление данной цели достигается за счет последовательного выполнения шагов, описанных ниже.

1. В зерновом элеваторе (103) зерноуборочного комбайна (100) (Рисунок 1) прорезается отверстие (200) формы, изображенной на Рисунке 2

2. Далее располагают устройство мониторинга количества и качества зерновой смеси (далее Устройство) (301) (Рисунок 3) таким образом, чтобы часть зерна с лопаток зернового элеватора (103) зернового комбайна (100) могла попадать внутрь зернового канала (303) зернового Устройства (300). Раскрытие характеристик Устройства (приводится ниже).

3. К Устройству (300) подводят напряжение питания.

4. Выводят GPS/ГЛОНАСС, GSM, LTE антенны (104) в область приемлемой видимости радиосигнала на корпусе зерноуборочного комбайна (100).

Техническим результатом способа модернизации зерноуборочной техники, заявленной в патентной формуле, является добавление функционала качественного и количественного анализа зерновой смеси зерноуборочному комбайну. Экономический эффект от введения изобретения в эксплуатацию основан на возможности модернизировать парк зерноуборочных комбайнов, находящихся в эксплуатации, вместо приобретения новых зерноуборочных комбайнов с техническими особенностями, которые способно обеспечить изобретение.

.Для осуществления способа модернизации зерноуборочного комбайна (100) используют Устройство (300), устройство которого приведено на Рисунке 3. Данное устройство состоит из таких компонентов, узлов и частей, как:

- оптический датчик (301),

- вход в Устройство (302),

- зерновой канал (303),

- заслонка (304),

- оптический датчик (305),

- цифровая камера (306),

- перепрограммируемый компьютер (307),

- датчик уровня влажности (308),

- мотор (309),

- выход из зернового канала (310),

- GPS/ГЛОНАСС приемник (311),

- GSM-модуль (312).

Приведенные выше компоненты соединены между собой такими сборочными операциями как свинчивание (301, 302, 303, 304. 305, 306, 307, 308, 309, 310, 311, 312) с корпусом зернового устройства (300) (выполненным из листового алюминия), пайка (относится к проводке в месте неразъемных соединений проводки компонентов, описанных выше).

Схему движения зерна по узлам Устройства описывает Рисунок 5. Согласно Рисунку 5 зерно из зернового элеватора (103) попадает зерновой канал (303) Устройства(300) через вход в зерновой канал (302). Накапливается перед заслонкой (304) до момента срабатывания мотора (309) по сигналу от оптического датчика (305). После открытия заслонки (304) зерно устремляется к выходу из Устройства (310), попадая обратно в зерновой элеватор (103).

Схема датчиков и устройств обработки сигналов отображена на Рисунке 6. Согласно Рисунку 6 датчики (301, 305, 306, 308, 311) подключены к перепрограммируемому компьютеру (307), Перепрограммируемый компьютер (307) используется для сбора, обработки и хранения информации о качестве зерновой смеси (не зерновые примеси, дробление), влажности зерна и его объеме, с привязкой к географическим координатам зерноуборочного комбайна (100) (Рисунок 1). В то же время система оснащена GSM-модулем для передачи данных хранимых компьютером на удаленный сервер (600), Краткий перечень чертежей

Рисунок 1. Зерноуборочный комбайн с системой качественного и количественного анализа зерновой смеси.

Рисунок 2. Профиль группы отверстий для установки Устройств.

Рисунок 3. Конструкция устройства мониторинга количества и качества зерновой смеси (Устройства).

Рисунок 4. Пример изображения, полученного с камеры Устройства.

Рисунок 5. Схема движения зерна по узлам Устройства.

Рисунок 6. Принципиальная схема блоков сбора, обработки, хранения к передачи информации Устройства.

Осуществление изобретения

Для осуществления способа модернизации зерноуборочной техники, заявляемого в изобретении и достижения технического результата, сформулированного в пункте Раскрытие изобретения необходимым условием, является применение устройства мониторинга количества и качества зерновок смеси (300).

В качестве подтверждения осуществления раскроем более подробно устройство и принцип действия Устройства (300), остановившись на последовательности его работы (Рисунок 5, 6).

1. Оптический датчик (301) отвечает за измерение потока зерна внутри зернового элеватора. Измеряя интервалы времени, между двумя перекрытиями оптического датчика (301) система определяет объем зерна, который транспортирует элеватор (103) в единицу времени (скорость вращения элеватора (F) известна системе).

2. Далее лопатка зернового элеватора проходит мимо входа в зерновой канал (302) Устройства (300). Часть зерна из зернового элеватора (103) попадает в зерновой канал (303) и накапливается поверх заслонки (304) до тех пор, пока уровень зерна не достигнет оптического датчика (305) измерения уровня заполнения зернового канала. После чего камера (306) осуществляет захват изображения. (Рисунок 4).

3. Перепрограммируемый компьютер (307) выполняет анализ полученного изображения для оценки уровня содержания незерновых примесей и процента дробления верна.

4. В то же время датчик уровня влажности (308) измеряет влажность зерновой смеси.

5. После заполнения зерном расстояния между заслонкой (304) и оптическим датчиком (305), захватом изображения и измерением уровня влажности зерна, мотор (309) поворачивает зерновую заслонку в открытое состояние и вновь, запирает ее после схода исследованной зерновой массы. Освобожденная зерновая масса устремляется к выходу зернового канала (310) и возвращается в зерновой элеватор зерноуборочного комбайна (103).

6. Сбор данных, об уровне незерновых примесей в зерновой смеси, уровне дробления, влажности зерна и его объема осуществляется с привязкой и географическим координатам зерноуборочного комбайна которые поступают в систему через GPS/ГЛОНАСС антенны и приемника (104).

7. Устройство (300) оборудовано GSM модулем для отгрузки данных об уровне незерновых примесей в зерновой смеси, уровне дробления, влажности зерна и его объема и соответствующих географических координат на удаленный сервер для последующей обработки.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Способ модернизации зерноуборочного комбайна включает выполнение в его зерновом элеваторе не менее двух отверстий. Выполняют в едином корпусе устройство мониторинга количества и качества зерновой смеси и соединяют его с зерновым элеватором. Одно отверстие зернового элеватора соединяют с входом в зерновой канал устройства мониторинга количества и качества зерновой смеси для приема зерновой смеси из элеватора. Другое отверстие элеватора соединяют с выходом из зернового канала устройства мониторинга для возврата зерновой смеси в зерновой элеватор. Изобретение обеспечивает повышение уровня автоматизации зерноуборочной техники по части мониторинга количественных и качественных характеристик зерновой смеси. 6 ил.

Способ модернизации зерноуборочного комбайна, характеризующийся тем, что в зерновом элеваторе зерноуборочного комбайна выполняют не менее двух отверстий, размещают устройство мониторинга количества и качества зерновой смеси в едином корпусе и соединяют его с зерновым элеватором, причем одно отверстие зернового элеватора соединяют с входом в зерновой канал устройства мониторинга количества и качества зерновой смеси для приема зерновой смеси из элеватора, а другое отверстие элеватора соединяют с выходом из зернового канала устройства мониторинга для возврата зерновой смеси в зерновой элеватор.