Автоматизированный посадочный модуль для дополнения лесных культур в рядах Российский патент 2023 года по МПК A01C11/02 

Изобретение относится к области лесного хозяйства, в частности, к посадке сеянцев древесных пород с закрытой корневой системой, а именно, к техническим средствам для дополнения лесных культур в рядах.

По итогам инвентаризации насаждений, все в больших объемах создаваемых посадочным материалом с закрытой корневой системой, из-за его невысокой приживаемости и плохой сохранности, согласно нормативным требованиям, часто возникает необходимость дополнения высаженных лесных культур в рядах.

Известно устройство для посадки лесных культур (Пат. на полезную модель РФ № 160520; МПК А01С 5/02; опубл. 20.03.2016), содержащее стержень с поперечной рукоятью, рабочий орган, упор для внедрения рабочего органа в почву, полый корпус с воронкой, смонтированный на стержне, короб с педалью, обхватывающий полый корпус в его нижней части с возможностью осевого перемещения вдоль полого корпуса. Короб посредством держателя и механизма фиксации короба механически связан со стержнем.

Недостатком этого устройства является низкая производительность вследствие использования ручного труда для посадки лесных культур с закрытой корневой системой. Кроме того, после посадки растения сажальщику необходимо заделывать его корневую систему ногой, что повышает влияние человеческого фактора на качество посадки.

Известна машина для посадки саженцев с закрытой корневой системой (А.с. СССР № 1464938; МПК A01C 11/02; опубл. 15.03.89), содержащая раму, опирающуюся на ходовые колеса, телескопический рабочий орган для создания посадочных мест, который в верхней части снабжен приемной воронкой, а в нижней части имеет скос, закрывающийся заслонкой, соединенной через рычаг с гидроцилиндром и вращаещейся на оси, привод. Телескопический рабочий орган для создания посадочных мест выполнен в виде сошника, на верхней части которого закреплены гидрораспределитель с двумя рычагами, кронштейн для крепления пружины и кронштейн для крепления гидроцилиндра. Приемная воронка жестко соединена с заслонкой. В передней части рамы шарнирно закреплены двуплечий рычаг и упоры, в средней части рамы закреплены наклонные упоры, в верхней части рамы имеется приемное окно для укладки в него брикетов, а к задней части рамы прикреплены уплотняющие катки. Одно из ходовых колес снабжено съемными упорами, при помощи которых устанавливают наобходимый шаг посадки и приводят в действие телескопический рабочий орган для создания посадочных мест. Принята за прототип.

Недостатком данной машины является постоянный контакт уплотняющих катков с почвой, вызывающий увеличение ее тягового сопротивления и делающий невозможным перемещение по участкам с наличием большого количества препятствий, и, следовательно, использование машины с целью дополнения лесных культур в рядах. Кроме того, система промежуточных рычагов усложняет кинематику работы телескопического рабочего органа для создания посадочных мест.

Цель изобретения заключается в разработке автоматизированного технического средства, позволяющего дополнять лесные культуры в рядах ранее высаженных сеянцев с закрытой корневой системой, и повышении качества процесса посадки.

Это достигается тем, что в автоматизированном посадочном модуле для дополнения лесных культур в рядах, содержащем раму, опирающуюся на ходовые и опорные колеса, телескопический рабочий орган для создания посадочных мест, который в верхней части снабжен приемной воронкой, а в нижней части имеет скошенное лезвие, закрывающееся заслонкой, соединенной через рычаг с пневмоцилиндром и вращающейся на оси, привод, согласно изобретению, телескопический рабочий орган для создания посадочных мест представляет собой сошник-сеянцепровод, размещенный в полом цилиндрическом корпусе с уплотняющей подушкой, при этом в верхней части полого цилиндрического корпуса имеются окна для движения штоков пневмоцилиндров, прикрепленных к сошнику-сеянцепроводу для его подъема и опускания, вертикальное перемещение всей конструкции телескопического рабочего органа для создания посадочных мест выполняется при помощи основного пневмоцилиндра, а подача воздуха, необходимого для работы пневмоцилиндров автоматизированного посадочного модуля, выполняется компрессором под управлением контроллера; в верхней части рамы размещен ленточный подающий механизм, работающий по принципу конвейера и представляющий собой рабочий стол, по которому движется лента с ячейками для закладки сеянцев с закрытой корневой системой, приводимая в движение при помощи приводных роликов, при этом в центре рабочего стола имеются приемное окно с заслонкой, расположенные над приемной воронкой телескопического рабочего органа для создания посадочных мест; ходовые колеса через ременные передачи приводятся в движение приводными электродвигателями, подключенными к съемным аккумуляторам; для мониторинга наличия или отсутствия растений в ряду лесных культур применяется система технического зрения, состоящая из камеры и блока управления.

На фиг. 1 придставлена схема автоматизированного посадочного модуля для дополнения лесных культур в рядах, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид спереди; на фиг. 3 - схема телескопического рабочего органа для создания посадочных мест автоматизированного посадочного модуля, вид сбоку; на фиг. 4 - схема ленточного подающего механизма автоматизированного посадочного модуля, вид сверху; на фиг. 5 - схема этапов рабочего процесса автоматизированного посадочного модуля для дополнения лесных культур в рядах.

Автоматизированный посадочный модуль для дополнения лесных культур в рядах содержит раму 1 П-образной формы, опирающуюся на ходовые 2 и опорные 3 колеса, при этом ходовые колеса 2 через ременные передачи 4 приводятся в движение приводными электродвигателями 5, подключенными к съемным аккумуляторам (на фиг. не показаны).

В центральной части автоматизированного посадочного модуля размещен телескопический рабочий орган для создания посадочных мест в виде лунок, представляющий собой сошник-сеянцепровод 6, размещенный в полом цилиндрическом корпусе 7 с уплотняющей подушкой 8. В верхней части сошник-сеянцепровод 6 снабжен приемной воронкой 9 для приема сеянцев с закрытой корневой системой, а в нижней части имеет скошенное лезвие 10, закрывающееся заслонкой 11, при этом заслонка 11 соединена через рычаг 12 с пневмоцилиндром 13 и имеет возможность вращения на оси 14.

В верхней части полого цилиндрического корпуса 7 имеются окна для движения штоков пневмоцилиндров 15, прикрепленных к сошнику-сеянцепроводу 6 для его подъема и опускания. Вертикальное перемещение всей конструкции телескопического рабочего органа для создания посадочных мест выполняется при помощи основного пневмоцилиндра 16.

Подача воздуха, необходимого для работы пневмоцилиндров 13, 15 и 16 автоматизированного посадочного модуля, выполняется компрессором 19 под управлением контроллера 20.

Для мониторинга наличия или отсутствия растений в ряду лесных культур применяется система технического зрения, состоящая из камеры 17 и блока управления 18.

Для подачи сеянцев с закрытой корневой системой в сошник-сеянцепровод 6 автоматизированный посадочный модуль оснащен ленточным подающим механизмом, работающим по принципу конвейера и представляющим собой рабочий стол 21, размещенный в верхней части рамы 1, по которому движется лента 22 с ячейками для закладки сеянцев с закрытой корневой системой. Лента 22 с ячейками приводится в движение при помощи приводных роликов 23. В центре рабочего стола 21 имеются приемное окно 24 с заслонкой 25, расположенные над приемной воронкой 9 телескопического рабочего органа для создания посадочных мест.

Автоматизированный посадочный модуль для дополнения лесных культур в рядах работает следующим образом.

Перед началом работы обслуживающая автоматизированный посадочный модуль бригада заряжает и устанавливает на раме 1 съемные аккумуляторы, а также закладывает сеянцы с закрытой корневой системой в ячейки ленты 22 ленточного подающего механизма, располагая их на рабочем столе 21. В блок управления 18 загружается программа движения, и автоматизированный посадочный модуль размещается в начале ряда лесных культур, в котором необходимо произвести дополнение сеянцев взамен неприжившихся и погибших растений.

Приводные электродвигатели 5, получая заряд от съемных аккумуляторов, через ременные передачи 4 приводят в движение ходовые колеса 2, в результате чего автоматизированный посадочный модуль начинает перемещение по загруженной программе движения, при этом блок управления 18 с помощью камеры 17, передающей на него поток фотоданных, анализирует наличие растущих сеянцев в ряду лесных культур. В процессе движения блок управления 18 также анализирует траекторию автоматизированного посадочного модуля и, при необходимости совершения поворотов для ее корректировки, с помощью приводных электродвигателей 5 через ременные передачи 4 изменяет частоту вращения ходовых колес 2. Телескопический рабочий орган для создания посадочных мест при этом находится в положении I (фиг. 5): все рабочие элементы подняты. При выявлении отсутствия растения в ряду лесных культур блок управления 18, согласно программе, подает команду для остановки автоматизированного посадочного модуля и посадки сеянца с закрытой корневой системой.

Телескопический рабочий орган для создания посадочных мест опускается в положение II (фиг. 5) до соприкосновения с почвой уплотняющей подушки 8 полого цилиндрического корпуса 7 при помощи основного пневмоцилиндра 16, воздух в который после сигнала контроллера 20 подается от компрессора 19. Далее, за счет включения пневмоцилиндров 15, нижняя часть сошника-сеянцепровода 6 со скошенным лезвием 10 и заслонкой 11 внедряется в почву на требуемую глубину (положение III на фиг. 5).

Следующим этапом работы автоматизированного посадочного модуля является образование в почве посадочного места в виде лунки посредством пневмоцилиндра 13, который через рычаг 12 поднимает заслонку 11, вращая ее вокруг оси 14 (положение IV на фиг. 5). После этого блоком управления 18 подается команда на открытие заслонки 25 приемного окна 24 ленточного подающего аппарата, и сеянец с закрытой корневой системой под действием собственного веса выпадает из ячейки ленты 22, падает в приемную воронку 9 и по сошнику-сеянцепроводу 6 попадает на дно образованного посадочного места (положение V на фиг. 5). После подачи сеянца с закрытой корневой системой в сошник-сеянцепровод 6 и закрытия заслонки 25 приводные ролики 23 перемещают ленту 22, надвигая ее следующую ячейку с сеянцем с закрытой корневой системой на приемное окно 24.

Заделка закрытой корневой системы высаженного растения почвой осуществляется путем ее осыпания в посадочное место за счет подъема сошника-сеянцепровода 6 пневмоцилиндрами 15. В завершении процесса посадки включением основного пневмоцилиндра 16 происходит уплотнение взрыхленных почвенных масс при опускании полого цилиндрического корпуса 7 с уплотняющей подушкой 8 (положение VI на фиг. 5). Последующее обратное движение вверх полого цилиндрического корпуса 7 посредством основного пневмоцилиндра 16 приводит всю конструкцию телескопического рабочего органа для создания посадочных мест в исходное для последующей посадки положение VII (фиг. 5), и автоматизированный посадочный модуль продолжает движение по ряду лесных культур.

Такое исполнение заявляемого посадочного модуля позволяет автоматизировать процесс дополнения лесных культур в рядах и за счет наличия в его конструкции дополнительных уплотняющих элементов повысить качество заделки закрытой корневой системы сеянцев и, следовательно, процесса посадки в целом.

Автоматизированный посадочный модуль для дополнения лесных культур в рядах содержит раму, опирающуюся на ходовые и опорные колеса, имеющие привод от электродвигателей, питаемых от съемных аккумуляторов. В центральной части модуля размещен телескопический рабочий орган для создания посадочных мест в виде сошника-сеянцепровода, размещенного в полом цилиндрическом корпусе с уплотняющей подушкой. В верхней части сошник-сеянцепровод снабжен приемной воронкой для приема сеянцев с закрытой корневой системой, а в нижней части имеет скошенное лезвие, закрывающееся заслонкой. При этом заслонка соединена через рычаг с пневмоцилиндром и имеет возможность вращения на оси. В верхней части полого цилиндрического корпуса выполнены окна для движения штоков пневмоцилиндров, прикрепленных к сошнику-сеянцепроводу для его подъема и опускания. Вертикальное перемещение всей конструкции телескопического рабочего органа выполняется при помощи основного пневмоцилиндра. Подача воздуха в пневмоцилиндры модуля выполняется компрессором под управлением контроллера. Для мониторинга наличия или отсутствия растений в ряду лесных культур применяется система технического зрения, состоящая из камеры и блока управления. Для подачи сеянцев с закрытой корневой системой в сошник-сеянцепровод имеется ленточный подающий механизм в виде рабочего стола, размещенного в верхней части рамы, по которому движется лента с ячейками для закладки сеянцев с закрытой корневой системой с приводом роликов. В центре рабочего стола выполнено приемное окно с заслонкой над приемной воронкой телескопического рабочего органа. Изобретение позволит автоматизировать процесс дополнения лесных культур в рядах и повысить качество заделки закрытой корневой системы сеянцев и, следовательно, процесса посадки в целом. 5 ил.

Автоматизированный посадочный модуль для дополнения лесных культур в рядах, содержащий раму, опирающуюся на ходовые и опорные колеса, телескопический рабочий орган для создания посадочных мест, который в верхней части снабжен приемной воронкой, а в нижней части имеет скошенное лезвие, закрывающееся заслонкой, соединенной через рычаг с пневмоцилиндром и вращающейся на оси, привод, отличающийся тем, что телескопический рабочий орган для создания посадочных мест представляет собой сошник-сеянцепровод, размещенный в полом цилиндрическом корпусе с уплотняющей подушкой, при этом в верхней части полого цилиндрического корпуса выполнены окна для движения штоков пневмоцилиндров, прикрепленных к сошнику-сеянцепроводу для его подъема и опускания, а вертикальное перемещение всей конструкции телескопического рабочего органа для создания посадочных мест осуществляется посредством основного пневмоцилиндра, причем подача воздуха для работы пневмоцилиндров автоматизированного посадочного модуля осуществляется компрессором под управлением контроллера, кроме того, в верхней части рамы размещен ленточный подающий механизм, работающий по принципу конвейера и представляющий собой рабочий стол, по которому движется лента с ячейками для закладки сеянцев с закрытой корневой системой, приводимая в движение при помощи приводных роликов, при этом в центре рабочего стола выполнено приемное окно с заслонкой, которые расположены над приемной воронкой телескопического рабочего органа для создания посадочных мест, причем ходовые колеса через ременные передачи приводятся в движение приводными электродвигателями, подключенными к съемным аккумуляторам, а для мониторинга наличия или отсутствия растений в ряду лесных культур используется система технического зрения, состоящая из камеры и блока управления.