Почвообрабатывающая машина с электромагнитным предохранителем и датчиком обнаружения камней Российский патент 2023 года по МПК A01B3/00 A01B15/00 A01B61/04 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к почвообрабатывающим машинам.

Известно предохранительное устройство плуга для обработки засоренных камнями почв (патент RU №201350 U1 от 08.09.2020). Устройство содержит срезную ось, выполненную с круговыми проточками по всей длине срезной оси с шагом, равным толщине стойки плуга, и установленной в цилиндрическом корпусе, выполненном с фланцем и отверстием, диаметр которого не меньше диаметра срезной оси, по оси его симметрии в нижней части. В верхней части цилиндрического корпуса одним концом жестко закреплена пружина сжатия, другой конец пружины посредством нажимного диска соединен со срезной осью. Цилиндрический корпус посредством фланца жестко закреплен на кронштейне и установлен на стойке плуга в плоскости, перпендикулярной плоскости стойки плуга, путем совмещения отверстий одинакового диаметра в нижней части цилиндрического корпуса, в теле кронштейна, стойки плуга и рамы. Срезная ось пропущена сквозь совмещенные отверстия до упора свободным ее концом с гибким элементом, установленным в полости рамы. Стойка плуга соединена с рамой посредством горизонтальной оси, а кронштейн установлен жестко на раме. Технический результат заявленного устройства заключается в создании конструкции предохранительного устройства корпуса плуга для обработки засоренных камнями почв со срезной осью многоразового использования, позволяющего повысить производительность и эффективность работы за счет сокращения времени и затрат труда на восстановление работоспособного состояния рабочего органа после срабатывания предохранителя.

Недостатками предохранительного механизма заявленного устройства являются: отсутствие эффективного механизма регулировки усилия срабатывания предохранителя; расход материала и ограниченное количество срабатываний срезной оси ввиду уменьшения при этом запаса длины; повышенное значение тягового сопротивления в момент срабатывания предохранителя в процессе обхода крупных камней, негативно сказывающееся на ресурсе машинотракторного агрегата и равномерности скорости движения в сопровождении с возникающими пробуксовками ведущих колес.

Известны также устройства с предохранителями многоразового действия электромагнитного принципа действия для рабочего органа почвообрабатывающей машины (патент RU 148844 U1 от 02.07.2013) с наибольшим ресурсом срабатываний и устройство регулировки плуга с электромагнитными предохранителями позволяющее осуществлять эффективную настройку к различным условиям эксплуатации (патент RU 2569023 С1 от 25.08.2014).

Недостатком заявленных изобретений является то, что при настройке усилия срабатывания предохранительного механизма, близкого по значению к усилию сопротивления обработки почвы, могут наблюдаться ложные срабатывания ввиду неоднородности обрабатываемой почвы с каменистыми включениями малых размеров, а в случае настройки усилия срабатывания с большим запасом, при столкновениях с камнями не исключается их протаскивание с частичным выносом к поверхности обрабатываемой почвы, сопровождаемое снижением качества обработки и дополнительными затратами энергии в начале взаимодействия с камнями, то есть до момента достижения усилия сопротивления значения усилия срабатывания заданного механизмом регулировки предохранителя.

Для снижения затрат энергии при обходе камней, исключения ложных срабатываний, повышения качества обработки почвы со снижением выноса на поверхность обрабатываемой почвы крупных камней, а также повышения ресурса работы рабочих органов почвообрабатывающей машины и машинотракторного агрегата нами предложено устройство позволяющее обеспечить своевременное срабатывание предохранительного механизма за счет заблаговременного обнаружения на пути почвообрабатывающих рабочих органов камней с заданным диапазоном размерных параметров.

Техническими задачами изобретения являются: повышение ресурса работы рабочих органов и машинотракторного агрегата; снижение затрат энергии в процессе обхода камней с улучшением качества обработки почвы за счет снижения огрехов из-за ложных срабатываний предохранителя и снижения вероятности выноса к поверхности обрабатываемой почвы камней крупных размеров.

Технический результат достигается тем, что для устранения указанных недостатков предложена почвообрабатывающая машина с электромагнитным предохранителем и датчиком обнаружения камней, с шарнирно закрепленными на раме рабочими органами и предохранителями с регулируемым электрическим магнитом закрепленном на удлинителе с возможностью его линейного перемещения относительно шарнира стойки, отличающаяся тем, что на раме закреплен блок управления, причем обход камня рабочими органами осуществляется включением режима снижения питания электрического магнита блоком управления, получающего сигнал от датчика обнаружения камня в обрабатываемой почве и датчика скорости движения, выходы которых соединены с блоком управления.

Преимуществом заявленного изобретения, по сравнению с вышеуказанными, заключается в возможности заблаговременного обнаружения камней крупных размеров для своевременного срабатывания предохранительного механизма и снижения нагрузок на рабочих органах почвообрабатывающей машины.

Для устранения указанных недостатков предложено осуществить управление предохранителем регулировкой усилия его срабатывания с помощью датчика обнаружения камней и датчика скорости движения подключенных к блоку управления питания электрического магнита. Датчик может быть выполнен в виде подпружиненного и отклоняющегося на камне щупа, либо в виде ультразвукового сенсора работающего на принципе эхолокации с целью заблаговременного обнаружения каменистых включений встречаемых на пути движения рабочего органа в обрабатываемом пласте почвы.

Предлагаемая схема устройства (фиг. 1) содержит: раму почвообрабатывающей машины 1, рабочий орган 2 закрепленный шарнирно на раме при помощи грядиля 3, регулируемый предохранитель с электрическим магнитом 4, закрепленным на удлинителе 5 с возможностью его линейного перемещения относительно шарнирного крепления грядиля 3, отличающаяся тем, что режим питания электрического магнита 4 предохранителя выключается и регулируется блоком управления 6, закрепленным на раме 1, получающего сигнал от датчика обнаружения камня 7, с возможностью изменения его положения относительно поверхности обрабатываемой почвы с помощью механизма регулировки 8.

Во время работы машины, при появлении на пути движения рабочего органа 2 поверхностного или скрытого в обрабатываемом пласте камня 9 сигнал от датчика 7 поступает в блок управления 6 и в случае превышения заданного критерия по размеру камня и глубине его залегания блок управления 6 включает режим снижения питания электрического магнита 4 предохранителя для снижения энергозатрат от столкновения и обхода рабочим органом камня. После обхода рабочим органом камня блок управления 6 выключает режим снижения питания электрического магнита 4, повышая силу срабатывания предохранителя до необходимого для обработки почвы значения. Для точности настройки предложенного устройства режим снижения питания электрического магнита может осуществляться блоком управления с задержкой по времени, с учетом скорости движения машины и заданного положения регулировки датчика обнаружения камня 9 относительно поверхности обрабатываемой почвы и его удаленности от рабочего органа 2. Для регистрации блоком управления 6 скорости движения в процессе обработки почвы и обхода камней почвообрабатывающая машина оснащена бесконтактным датчиком пройденного пути или скорости 10, установленным на раме машины аналогично датчику обнаружения камня либо механическим датчиком скорости, работающим по принципу датчика Холла, считывающим обороты одного из колес почвообрабатывающей машины.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Почвообрабатывающая машина с электромагнитным предохранителем и датчиком обнаружения камней содержит шарнирно закрепленные на раме рабочие органы и предохранители с регулируемым электрическим магнитом, закрепленным на удлинителе с возможностью его линейного перемещения относительно шарнира стойки. На раме закреплен блок управления. Обход камня рабочими органами осуществляется включением режима снижения питания электрического магнита блоком управления, получающего сигнал от датчика обнаружения камня в обрабатываемой почве и датчика скорости движения, выходы которых соединены с блоком управления. Обеспечивается повышение ресурса работы рабочих органов и машинно-тракторного агрегата, снижение затрат энергии в процессе обхода камней с улучшением качества обработки почвы за счет снижения огрехов из-за ложных срабатываний предохранителя и снижения вероятности выноса к поверхности обрабатываемой почвы камней крупных размеров. 1 ил.

Почвообрабатывающая машина с электромагнитным предохранителем и датчиком обнаружения камней с шарнирно закрепленными на раме рабочими органами и предохранителями с регулируемым электрическим магнитом, закрепленным на удлинителе с возможностью его линейного перемещения относительно шарнира стойки, отличающаяся тем, что на раме закреплен блок управления, причем обход камня рабочими органами осуществляется включением режима снижения питания электрического магнита блоком управления, получающего сигнал от датчика обнаружения камня в обрабатываемой почве и датчика скорости движения, выходы которых соединены с блоком управления.