Роботизированное кассетное загрузочное устройство селекционной сеялки Российский патент 2023 года по МПК A01C7/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к высевающему аппарату сеялки для посева с.-х. культур и может быть использовано для роботизированной подачи семенного материала к высевающему аппарату сеялки.

Известна селекционная сеялка СКС-6А для рядового посева семян зерновых, зернобобовых и крупяных культур на делянках II этапа селекционных работ с приводом конусного высевающего аппарата от вала отбора мощности самоходного шасси, оборудованной кассетным загрузочным устройством (КЗУ), позволяющим засевать делянки автоматически по заданной программе, перезарядку блока кассет осуществляет оператор. (В.И. Анискин, Ю.Ф. Некипелов. Механизация опытных работ в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводстве зерновых и зернобобовых культур. Москва. - 2004. С. 39-41).

Наиболее близкой по техническому решению к предлагаемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для автоматизации процесса высева семян (патент РФ на изобретение патент RU 2789549, МПК A01C 7/00, A01C 7/08), включающее, энкодер на ведомых колесах, конусный высевающий аппарат с выходным валом и приводом от шагового электродвигателя, соленоид дозатора, установленный на высевающем аппарате, кассету с ячейками, электродвигатель для ее перемещения и датчик ее положения, связанные с блоком управления. Оно предназначено для управления дозирующей системой высева семян кассетной селекционной сеялки предназначенной для II и III этапов селекционных работ. Устройство включает энкодер на ведомых колесах, конусные высевающие аппараты с выходным валом, шаговый двигатель, распределительный стол с набором ячеек в кассете. Центральный блок управления с программным обеспечением, связанный с шаговым двигателем высевающего аппарата и двигателем постоянного тока привода распределительного стола посредством драйверов управления коллекторными двигателями. Подача кассет к высевающему аппарату выполняется автоматически при помощи привода распределительного стола, а в процессе работы сеялки замену кассет осуществляет оператор.

Достоинствами известных устройств являются то, что кассетное загрузочное устройство высевающих аппаратов для перемещения кассет было автоматизировано.

Недостатками известных устройств являются то, что кассетные загрузочные устройства высевающих аппаратов требуют перезагрузки блоков кассет оператором.

Технической задачей повышение производительности, сокращение ручного труда, снижение простоев сеялки для перезагрузки кассет с семенным материалом.

Технологический результат изобретения заключается в роботизации процесса загрузки кассет и не требует присутствия оператора, что исключает ручной труд, снижает простои сеялки для перезагрузки кассет с семенным материалом, тем самым увеличивая производительность на посевных работах и снижает затраты на посев.

Технический результат достигается тем, что в роботизированном кассетном загрузочном устройстве, включающем энкодер на ведомых колесах, конусный высевающий аппарат с выходным валом и приводом от шагового электродвигателя, соленоид дозатора, установленный на высевающем аппарате, кассету с ячейками, электродвигатель для ее перемещения и датчик ее положения, связанные с блоком управления, согласно изобретению, устройство для перемещения кассет выполнено в виде связанного с блоком управления манипулятора, содержащего раму, вдоль которой установлены два симметрично расположенных разнонаправленно вращающихся вертикальных конвейера с приводом от дополнительного шагового электродвигателя и лопатками, образующими горизонтальные уровни для размещения блоков из кассет, нанизанных на направляющую пластину, а актуатор с толкателем, приводимый в действие электродвигателем, установлен на раме на противоположной от высевающего аппарата стороне в зоне нижнего уровня конвейеров.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлено роботизированное кассетное загрузочное устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сзади.

Роботизированное кассетное загрузочное устройство (РКЗУ) содержит механизм (манипулятор) с программным управлением для перемещения кассет 1 с ячейками для высеиваемого материала к высевающему аппарату 2. Кассеты 1 выполнены с пазами и последовательно нанизаны на направляющую пластину 3, образуя блок кассет 4.

На ведомые колеса сеялки либо трактора установлены энкодеры, соленоид дозатора размещен на высевающем аппарате 2 с приводом от шагового двигателя, а датчик положения кассет - на РКЗУ, (на фиг. не показаны). Энкодер, соленоид и датчик положения кассет связаны с блоком управления 17, синхронизированы со скоростью движения сеялки и влияют на точность высева семян.

Манипулятор представляет собой механизм с двумя степенями свободы (подвижности), перемещающий кассеты 1 в заданном направлении.

На раме 5 размещены натяжные 6 и приводные 7 звездочки на которых натянуты две левые 8 и две правые 9 цепные передачи, попарно соединенные лопатками 10, образующими левый 11 и правый 12 вертикальные конвейеры, расположенные симметрично вдоль рамы 5 манипулятора. Конвейеры 11 и 12 связаны с приводом 13 и приводятся в синхронное движение дополнительным шаговым электродвигателем 14. При этом конвейеры 11 и 12 вращаются разнонаправленно: левый конвейер 11 - по часовой стрелке, а правый 12 - против часовой стрелки.

При нахождении в зоне между двумя конвейерами 11 и 12 каждая пара симметрично расположенных лопаток 10 образует горизонтальный уровнь, на котором размещают блок 4 кассет.

Актуатор 15 с толкателем, приводимый в действие электродвигателем 16, установлен на раме 5 на противоположной от высевающего аппарата 2 стороне в зоне нижнего уровня конвейеров 11 и 12.

Электродвигатели 14 и 16 управляются блоком управления 17 и приводятся в действие по заданной программе в соответствии с планом посева селекционной делянки. Сборный контейнер 18, размещенный на раме 5 размещен за высевающим устройством 2, предназначен для сбора пустых (освобожденных от семян) кассет 1. Емкость 19 размещена под конвейерами 11 и 12 и предназначена для сбора направляющих пластин 3.

Роботизированное кассетное загрузочное устройство работает следующим образом.

Перед началом работы оператор загружает уровни конвейеров 11 и 12 блоками 4 кассет с высеваемым материалом, достаточным для посева селекционного участка. Сеялку подводят к линии начала делянки, оператор включает блок управления 17 и начинает движение. В соответствии со скоростью движения сеялки, по заданной блоком управления 17 программе синхронизируются скорость вращения конусного высевающего аппарата и скорость перемещения кассет по направляющей пластине.

Актуатор 15 приводится в действие электродвигателем 16. Толкатель актуатора 15 выдвигается и последовательно перемещает кассеты 1 с высеваемым материалом к высевающему аппарату 2. Высеваемый материал подается в высевающий аппарат 2 через выгрузные отверстия 20. Пустая кассета 1 сходит по наклонному лотку 21 и попадает сборный контейнер 18. После схода с направляющей пластины 3 всех кассет 1 по команде с блока управления 17 срабатывает датчик положения кассет и толкатели актуатора 15 возвращаются в исходное положение.

По команде блока управления 17 шаговый электродвигатель 14 с приводом 13 синхронно передвигает лопатки 10 левого 11 и правого 12 конвейеров перемещает блоки кассет 4 на один уровень вниз. Одновременно с этим лопатки 10, находившиеся на нижнем уровне расходятся и выходят из зоны между конвейерами 11 и 12, а направляющая пластина 3 под действием силы тяжести перемещается в емкость 19.

Далее процесс подачи кассет 1 к высевающему аппарата 2 повторяется. После освобождении всех блоков кассет 4 от семенного материала оператору подается сигнал о необходимости загрузки устройства новыми блоками кассет 4 и работа РКЗУ останавливается.

В случае застревания кассет, перекоса блоков 4 или направляющих пластин 3, датчик положения кассет передает сигнал в блок управления 17, который останавливает сеялку. Оператор устраняет причину неисправности и сеялка продолжает работу.

Использование РКЗУ позволит повысить производительность, сократить ручной труд, снизить простои сеялки для перезагрузки кассет с семенным материалов.

Роботизированное кассетное загрузочное устройство (РКЗУ) селекционной сеялки включает энкодер на ведомых колесах, конусный высевающий аппарат с выходным валом и приводом от шагового электродвигателя, соленоид дозатора, установленный на высевающем аппарате, кассеты с ячейками, устройство для перемещения кассет с ячейками, включающее электродвигатель, и датчик положения кассет. При этом энкодер, шаговый электродвигатель высевающего аппарата, электродвигатель устройства перемещения кассет с ячейками, соленоид дозатора и датчик положения кассет с ячейками связаны с блоком управления. Устройство для перемещения кассет имеет манипулятор, содержащий раму, вдоль которой установлены два симметрично расположенных, разнонаправленно и синхронно вращающихся вертикальных конвейера с приводом от дополнительного шагового электродвигателя, связанного с блоком управления, с натяжными и приводными звездочками, на которые натянуты цепные передачи с лопатками. Лопатки конвейеров расположены симметрично относительно друг друга с образованием пар в зоне между конвейерами. Каждая пара симметрично расположенных лопаток в указанной зоне образует горизонтальный уровень для размещения блока кассет, нанизанных на направляющую пластину. Манипулятор также имеет актуатор с толкателем, приводимым в действие электродвигателем устройства для перемещения кассет к высевающему аппарату. Актуатор установлен на раме, на противоположной от высевающего аппарата стороне, в зоне нижнего уровня конвейеров. Использование РКЗУ позволит повысить производительность, сократить ручной труд, снизить простои сеялки для перезагрузки кассет с семенным материалом. 2 ил.

Роботизированное кассетное загрузочное устройство селекционной сеялки, включающей энкодер на ведомых колесах, конусный высевающий аппарат с выходным валом и приводом от шагового электродвигателя, соленоид дозатора, установленный на высевающем аппарате, кассеты с ячейками, устройство для перемещения кассет с ячейками, включающее электродвигатель, и датчик положения кассет, причем энкодер, шаговый электродвигатель высевающего аппарата, электродвигатель устройства перемещения кассет с ячейками, соленоид дозатора и датчик положения кассет с ячейками связаны с блоком управления, отличающееся тем, что устройство для перемещения кассет снабжено манипулятором, содержащим раму, вдоль которой установлены два симметрично расположенных, разнонаправленно и синхронно вращающихся вертикальных конвейера с приводом от дополнительного шагового электродвигателя, связанного с блоком управления с натяжными и приводными звездочками, на которые натянуты цепные передачи с лопатками, при этом лопатки конвейеров расположены симметрично относительно друг друга с образованием пар в зоне между конвейерами, причем каждая пара симметрично расположенных лопаток в указанной зоне образует горизонтальный уровень для размещения блока кассет, нанизанных на направляющую пластину, и актуатор с толкателем, приводимый в действие электродвигателем устройства для перемещения кассет к высевающему аппарату, установленный на раме, на противоположной от высевающего аппарата стороне, в зоне нижнего уровня конвейеров.