Модуль опрыскивателя штанговый гидрофицированный Российский патент 2023 года по МПК A01M7/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к устройствам для навешивания на мобильные сельскохозяйственные агрегаты распределительной штанги, несущей средства для химизации и внесения удобрения.

Известна подвеска распределительной штанги, включающая неподвижную рамку, жестко соединенную с тележкой, подвижную рамку, консольно закрепленную штангу, подвешенную при помощи симметричных рычагов к подвижной рамке (патент US №4650117 А, МПК А01М 7/00, A01G 25/09, 17.03.1987).

Основным недостатком известной подвески распределительной штанги является сниженная технологическая эффективность, так как расстояние между штангой и обрабатываемыми растениями часто существенно изменяется в большом диапазоне вдоль штанги, вследствие существенных затруднений стабилизации штанги из-за передачи возмущающих толчков и колебаний от машинного агрегата непосредственно на штангу, Кроме того, недостатком известной подвески является низкая несущая способность, определяемая только несущей способностью консольно закрепленной штанги.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению по техническим признакам и достигаемому результату (прототипом) является подвеска штанги опрыскивателя, содержащая параллелограмный шарнирно-рычажный механизм, включающий две пары наклонных рычагов, а именно, пару рычагов параллелограмма верхних и пару рычагов параллелограмма нижних, неподвижные шарниры которых соединены с рамой опрыскивателя, а на их подвижных шарнирах установлена прямоугольная рамка, являющаяся опорой подвески, основной гидравлический цилиндр подъема и опускания штанги, шток которого соединен с верхней парой рычагов, а его корпус соединен с рамой опрыскивателя, два маятниковых рычага, пружины и амортизаторы, установленные симметрично относительно вертикальной осевой плоскости. Подвеска штанги опрыскивателя снабжена горизонтальной балкой, расположенной симметрично относительно вертикальной осевой плоскости ниже верхнего несущего основания прямоугольной рамки и выше ее геометрического центра, при этом концы ее соединены с нижними концами маятниковых рычагов и пружин, а по обе стороны от центра балки она жестко соединена с серьгой, расстояние между щеками которой превышает ширину несущих конструктивных элементов центральной секции штанги опрыскивателя, а в нижней части серьги установлен цилиндрический палец шарнирного соединения с ней подвески центральной секции штанги. Устройство также оборудовано дополнительным гидравлическим цилиндром коррекции положения штанги в вертикальной плоскости, шток которого соединен с центром балки, а основание расположено ниже балки, и ушко цилиндра соединено с верхней стороной центральной секции штанги (патент RU 2650530, МПК А01М 7/00 (2006.01), 01.11.2016).

Недостатками вышеописанного устройства являются низкая несущая способность, что ограничивает возможности применение широкозахватных раскладных штанг, неустойчивость штанг из-за больших амплитуд колебаний концов штанг в горизонтальной и вертикальных плоскостях и длительного периода ее стабилизации при обработке участков поля с неровной поверхностью, что снижает качество опрыскивания и долговечность работы опрыскивающей техники на полях с различными категориями сложности и культурой обработки, а также невозможность сочетания ручного и автоматического управления положениями левой и правой стороной штанги в процессе выполнения технологических операций обработки участков поля.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении изобретения, заключается в создании модуля штангового гидрофицированного с повышенными несущей способностью и устойчивостью штанги в вертикальной и горизонтальной плоскостях, с сокращенным периодом стабилизации штанги в пространстве при обработке участков поля с неровной поверхностью, повышенными качеством опрыскивания и долговечностью работы опрыскивающей техники на полях с различными категориями сложности и культурой обработки.

Решение данной технической проблемы достигается тем, что в модуле штанговом гидрофицированном, содержащем параллелограммный шарнирно-рычажный механизм, включающий пару рычагов параллелограмма верхних, пару рычагов параллелограмма нижних, неподвижные шарниры которых соединены с рамой модуля, а на их подвижных шарнирах установлены опоры модуля, пару гидравлических цилиндров подъема и опускания штанги, штоки которых соединены с парой рычагов параллелограмма верхних, а корпуса гидравлических цилиндров соединены с рамой модуля, согласно изобретению при этом опора модуля соединена сверху с горизонтальной балкой подвеса, на которой с помощью пары тяг подвеса подвешена рама штанги, на раме штанги симметрично относительно вертикальной осевой плоскости, закрепленные при помощи пар шарниров с вертикальной осью, установлены стойки рамы штанги с возможностью поворота, с помощью горизонтально расположенных гидроцилиндров, в горизонтальной плоскости на угол от 0 до 90 градусов, к которым сверху, с возможностью поворота на угол от 0 до 45 градусов прикреплены опоры рычага троса, к которым в средней части прикреплены своей нижней частью, с возможностью поворота, рычаги троса, верхняя часть которых соединена пружинами с верхней частью опор рычагов троса, а с другой стороны со штоками амортизаторов, которые корпусами соединены с нижней частью опор рычагов троса, при этом с другой стороны нижние части опор рычагов троса соединены со штоками гидроцилиндров наклона штанги, корпуса которых шарнирно присоединены к стойкам рамы штанги в области нижнего поворотного шарнира. Также на раме штанги симметрично относительно вертикальной осевой плоскости, установлена пара амортизаторов, нижней частью шарнирно закрепленных в центре нижней части рамы штанги, а верхними частями шарнирно закрепленных в центре стоек опор модуля. При этом к нижней части стоек рамы штанги шарнирно присоединены стаканы штанги, в которые одним концом вставлены внутренние трубы, другой конец которых соединен с шарнирами штанги, к другой стороне которых прикреплены наружные трубы. Две пары тросов подвеса соединяют верхние части рычагов троса и тяги пары шарниров штанги в месте присоединения корпусов пары гидроцилиндров раскрытия штанги, которые своими штоками присоединены к ножницам шарнира, закрепленными на шарнире штанги, при этом другой своей стороной тяги шарнира штанги прикреплены к шарнирам штанги в месте присоединения к ним внутренних труб, а пара тросов внутренней трубы закреплены одной стороной на внутренних трубах в области соединения шарниров штанги с корпусами гидроцилиндров раскрытия штанги, а другой стороной в верхней части опор штанги транспортных, установленных вертикально на внутренних трубах, при этом пара тросов поддержки соединяют верхние части опор штанги транспортных и средние части стоек рамы штанги, а пара фиксаторов параллелограмма закреплена на верхних неподвижных шарнирах рамы модуля.

На раме модуля может быть установлена электронная процессорная система управления с электрогидравлическим распределителем, на свободных концах наружных труб штанг установлены подключенные к ней датчики определения расстояния до поверхности почвы.

Внутренние и наружные трубы штанги могут быть выполнены из алюминиевого сплава Д16Т.

Повышенная несущая способность модуля штангового гидрофицированного обеспечивается за счет двух пар тросов подвеса, соединяющих верхние части рычагов троса и тяги пары шарниров штанги в месте присоединения корпусов пары гидроцилиндров раскрытия штанги, и пары тросов внутренней трубы, закрепленных одной стороной на внутренних трубах в области соединения шарниров штанги с корпусами гидроцилиндров раскрытия штанги, а другой стороной в верхней части опор штанги транспортных, установленных вертикально на внутренних трубах, причем пара тросов поддержки соединяют верхние части опор штанги транспортных и средние части стоек рамы штанги.

Повышенная устойчивость штанги в вертикальной и горизонтальной плоскостях обусловлена наличием и расположением тросов подвеса.

Сокращение периода стабилизации штанги в пространстве при обработке участков поля с неровной поверхностью обеспечивается за счет применения пары амортизаторов, нижней частью шарнирно закрепленных в центре нижней части рамы штанги, а верхними частями шарнирно закрепленных в центре стоек опор модуля, а также пары амортизаторов, которые корпусами соединены с нижней частью опор рычагов троса, а штоками с рычагами троса.

Повышение качества опрыскивания и долговечности работы опрыскивающей техники на полях с различными категориями сложности и культурой обработки обеспечиваются за счет примененных амортизаторов, тросов подвеса и внутренних труб, а также за счет возможности вручную или автоматически управлять наклоном штанг.

Угол поворота стоек рамы штанги, с помощью горизонтально расположенных гидроцилиндров, в горизонтальной плоскости на угол от 0 до 90 градусов позволяет разводить штанги на 180 градусов на максимальную ширину в рабочем положении и сводить их параллельно для принятия транспортного положения.

Угол поворота опор рычага троса, составляющий от 0 до 45 градусов, является оптимальным, так как позволяет в необходимом диапазоне осуществлять, за счет натяжения и ослабления тросов поддержки, регулировку положения штанг в вертикальной плоскости.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена схема модуля штангового гидрофицированного, вид сбоку; на фиг. 2 схематично изображена конструкция модуля штангового гидрофицированного, вид сзади, на фиг. 3 - конструкция модуля штангового гидрофицированного, вид сверху, на фиг. 4 представлена конструкция полужесткого подвеса штанги модуля штангового гидрофицированного, на фиг. 5 представлена конструкция шарнира штанги модуля штангового гидрофицированного.

Модуль опрыскивателя штанговый гидрофицированный содержит параллелограммный шарнирно-рычажный механизм, включающий пару рычагов 1 параллелограмма верхних, пару рычагов 2 параллелограмма нижних, неподвижные шарниры которых соединены с рамой 3 модуля, а на их подвижных шарнирах установлены опоры 4 модуля, пару гидроцилиндров 5 подъема и опускания штанги, штоки которых соединены с парой рычагов 1 параллелограмма верхних, а корпуса гидравлических цилиндров 5 подъема и опускания штанги соединены с рамой 3 модуля, на которой установлена емкость 6, при этом опора 4 модуля соединена сверху с горизонтальной балкой 7 подвеса, на которой с помощью пары тяг подвеса 8 подвешена рама 9 штанги, на которой симметрично относительно вертикальной осевой плоскости, закрепленные при помощи пар шарниров с вертикальной осью, установлены стойки 10 рамы штанги с возможностью поворота, с помощью горизонтально расположенных гидроцилиндров 11, в горизонтальной плоскости на угол от 0 до 90 градусов, к которым сверху, с возможностью поворота на угол от 0 до 45 градусов прикреплены опоры 12 рычага троса, к которым в средней части прикреплены своей нижней частью, с возможностью поворота, рычаги 13 троса, верхняя часть которых соединена пружинами с верхней частью опор 12 рычага троса, а с другой стороны со штоками амортизаторов 14, которые корпусами соединены с нижней частью опор 12 рычага троса, при этом с другой стороны нижние части опор 12 рычага троса соединены со штоками гидроцилиндров 15 наклона штанги, корпуса которых шарнирно присоединены к стойкам 10 рамы штанги 1 в области нижнего поворотного шарнира, также на раме 9 штанги 1 симметрично относительно вертикальной осевой плоскости, установлена пара амортизаторов 16, нижней частью шарнирно закрепленных в центре нижней части рамы 9 штанги, а верхними частями шарнирно закрепленных в центре стоек 17 опоры модуля. К нижней части стоек 10 рамы штанги шарнирно присоединены стаканы 18 штанги, в которые одним концом вставлены внутренние трубы 19, другой конец которых соединен с шарнирами 20 штанги. С другой стороны, к шарнирам 20 штанги прикреплены наружные трубы 21. Внутренние трубы 19 и наружные трубы 21 могут быть выполнены из металлов и их сплавов, например, алюминиевого сплава Д16Т. Две пары тросов подвеса 22 соединяют верхние части рычагов 13 троса и тяги 23 пары шарниров штанги, в месте присоединения корпусов гидроцилиндров 24 раскрытия штанги, которые своими штоками присоединены к ножницам 25 шарнира, закрепленными на шарнире 20 штанги. Другой своей стороной тяги 23 пары шарниров штанги прикреплены к шарнирам 20 штанги в месте присоединения к ним внутренних труб 19. Пара тросов 26 внутренней трубы закреплены одной стороной на внутренних трубах 19 в области соединения тяги 23 шарниров штанги с корпусами гидроцилиндров 24 раскрытия штанги, а другой стороной в верхней части опор 27 штанги транспортных, установленных вертикально на внутренних трубах 19. Пара тросов поддержки 28 соединяют верхние части опор 27 штанги транспортных и средние части стоек 10 рамы штанги. Пара фиксаторов 29 параллелограмма закреплена на верхних неподвижных шарнирах рамы 3 модуля.

Устройство также снабжено задней планкой 30, прикрепленной к стойкам 17 опор модуля.

Для обеспечения возможности сочетания ручного и автоматического управления положениями левой и правой стороной штанги в процессе выполнения технологических операций обработки участков поля на раме 3 модуля может быть установлена электронная процессорная система управления с электрогидравлическим распределителем, на свободных концах наружных труб 21 штанг могут быть установлены подключенные к ней датчики определения расстояния до поверхности почвы (на чертежах не показаны).

Модуль опрыскивателя штанговый гидрофицированный работает следующим образом.

В начале работы оператор посредством пар гидроцилиндров 15 наклона штанги и опор 12 рычагов тросов приподнимает обе, пока еще сложенные, штанги из внутренних труб 19, вставленных в стакан 18 и соединенных с ними посредством шарниров 20 штанги наружных труб 21, для снятия их с опор 27 штанг транспортных, а затем, с помощью пар горизонтально расположенных гидроцилиндров 25 и стоек 10 рамы штанги разворачивает обе штанги из внутренних труб 19, вставленных в стакан 18 и соединенных с ними посредством шарниров 20 штанги наружных труб 21, на 90 градусов каждую. После этого оператор с помощью пары гидроцилиндров 5 подъема и опускания штанги и наклонных верхних рычагов 1 устанавливает раму 3 штанги на заданную технологическую высоту над поверхностью поля. Затем оператор посредством пар гидроцилиндров 15 наклона штанг и опор 12 рычагов тросов опускает в горизонтальное положение обе, пока еще сложенные, штанги из внутренних труб 19, вставленных в стакан 18, и наружных труб 21. После этого оператор раскладывает посредством гидроцилиндров 24 раскрытия штанги, штанги из внутренних труб 19, вставленных в стакан 18, и поворачиваемых в вертикальной плоскости на угол 180 градусов на шарнирах 20 штанги наружных труб 21, занимающих горизонтальное положение.

При движении опрыскивателя по полю с неровностями для коррекции положения штанг из внутренних труб 19, вставленных в стакан 18 и соединенных с ними посредством шарниров 20 штанги наружных труб 21, на раму 9 штанги воздействуют амортизаторы 16, а на сами штанги из внутренних труб 19, вставленных в стакан 18, и соединенных с ними посредством шарниров 20 штанги наружных труб 21, посредством натяжения двух пар тросов 22 с помощью поворотных опор 12 рычагов троса и рычагов 13 троса действуют амортизаторы 14. Это позволяет стабилизировать положение штанг в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Пара фиксаторов 29 параллелограмма позволяет фиксировать параллелограммный механизм в поднятом, транспортном положении путем крепления болтами свободных концов фиксаторов 29 параллелограмма к паре рычагов параллелограмма нижних 2.

Установленная на раме 13 модуля электронная процессорная система управления с электрогидравлическим распределителем, с подключенными к ней датчиками определения расстояния до поверхности почвы, установленных на свободных концах наружных труб 21 штанг, позволяет оператору копировать, как вручную, так и автоматически, рельеф поля во время процесса опрыскивания как по высоте, так и раздельно по каждой стороне штанги.

Таким образом, использование предложенного модуля штангового гидрофицированного позволяет повысить несущую способность, устойчивость штанг в вертикальной и горизонтальной плоскостях, сократить период их стабилизации при обработке участков поля с неровной поверхностью, повысить качество опрыскивания и долговечность работы опрыскивающей техники, что обеспечивает стабильную, надежную работу на различных полях. Установка на раме модуля электронной процессорной системы управления с электрогидравлическим распределителем, с подключенными к чей датчиками определения расстояния до поверхности почвы, установленными на свободных концах наружных труб штанг, дает существенное преимущество - появляется возможность копировать, как вручную, так и автоматически, рельеф поля во время процесса опрыскивания как по высоте, так и раздельно по каждой стороне штанги.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Модуль опрыскивателя штанговый гидрофицированный содержит параллелограммный шарнирно-рычажный механизм, включающий пару рычагов параллелограмма верхних, пару рычагов параллелограмма нижних, неподвижные шарниры которых соединены с рамой модуля, а на их подвижных шарнирах установлены опоры модуля, пару гидроцилиндров подъема и опускания штанги, штоки которых соединены с парой рычагов параллелограмма верхних. Корпуса гидравлических цилиндров соединены с рамой модуля. Опора модуля соединена сверху с горизонтальной балкой подвеса, на которой с помощью пары тяг подвеса подвешена рама штанги. На раме штанги симметрично относительно вертикальной осевой плоскости, закрепленные при помощи пар шарниров с вертикальной осью, установлены стойки рамы штанги с возможностью поворота с помощью горизонтально расположенных гидроцилиндров в горизонтальной плоскости на угол от 0 до 90 градусов, к которым сверху, с возможностью поворота на угол от 0 до 45 градусов, прикреплены опоры рычага троса, к которым в средней части прикреплены своей нижней частью с возможностью поворота рычаги троса, верхняя часть которых соединена пружинами с верхней частью опор рычагов троса, а с другой стороны со штоками амортизаторов, которые корпусами соединены с нижней частью опор рычагов троса. С другой стороны нижние части опор рычагов троса соединены со штоками гидроцилиндров наклона штанги, корпуса которых шарнирно присоединены к стойкам рамы штанги в области нижнего поворотного шарнира. На раме штанги симметрично относительно вертикальной осевой плоскости установлена пара амортизаторов, нижней частью шарнирно закрепленных в центре нижней части рамы штанги, а верхними частями шарнирно закрепленных в центре стоек опор модуля. К нижней части стоек рамы штанги шарнирно присоединены стаканы штанги, в которые одним концом вставлены внутренние трубы, другой конец которых соединен с шарнирами штанги, к другой стороне которых прикреплены наружные трубы. Две пары тросов подвеса соединяют верхние части рычагов троса и тяги пары шарниров штанги в месте присоединения корпусов пары гидроцилиндров раскрытия штанги, которые своими штоками присоединены к ножницам шарнира, закрепленными на шарнире штанги. Другой своей стороной тяги шарнира штанги прикреплены к шарнирам штанги в месте присоединения к ним внутренних труб. Пара тросов внутренней трубы закреплены одной стороной на внутренних трубах в области соединения шарниров штанги с корпусами гидроцилиндров раскрытия штанги, а другой стороной в верхней части опор штанги транспортных, установленных вертикально на внутренних трубах. Пара тросов поддержки соединяют верхние части опор штанги транспортных и средние части стоек рамы штанги. Пара фиксаторов параллелограмма закреплена на верхних неподвижных шарнирах рамы модуля. Обеспечивается создание модуля штангового гидрофицированного с повышенными несущей способностью и устойчивостью штанги в вертикальной и горизонтальной плоскостях, с сокращенным периодом стабилизации штанги в пространстве при обработке участков поля с неровной поверхностью, повышенными качеством опрыскивания и долговечностью работы опрыскивающей техники на полях с различными категориями сложности и культурой обработки. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Модуль опрыскивателя штанговый гидрофицированный, содержащий параллелограммный шарнирно-рычажный механизм, включающий пару рычагов параллелограмма верхних, пару рычагов параллелограмма нижних, неподвижные шарниры которых соединены с рамой модуля, а на их подвижных шарнирах установлены опоры модуля, пару гидроцилиндров подъема и опускания штанги, штоки которых соединены с парой рычагов параллелограмма верхних, а корпуса гидравлических цилиндров соединены с рамой модуля, отличающийся тем, что опора модуля соединена сверху с горизонтальной балкой подвеса, на которой с помощью пары тяг подвеса подвешена рама штанги, на раме штанги симметрично относительно вертикальной осевой плоскости, закрепленные при помощи пар шарниров с вертикальной осью, установлены стойки рамы штанги с возможностью поворота, с помощью горизонтально расположенных гидроцилиндров, в горизонтальной плоскости на угол от 0 до 90 градусов, к которым сверху, с возможностью поворота на угол от 0 до 45 градусов, прикреплены опоры рычага троса, к которым в средней части прикреплены своей нижней частью, с возможностью поворота, рычаги троса, верхняя часть которых соединена пружинами с верхней частью опор рычагов троса, а с другой стороны со штоками амортизаторов, которые корпусами соединены с нижней частью опор рычагов троса, при этом с другой стороны нижние части опор рычагов троса соединены со штоками гидроцилиндров наклона штанги, корпуса которых шарнирно присоединены к стойкам рамы штанги в области нижнего поворотного шарнира, также на раме штанги симметрично относительно вертикальной осевой плоскости, установлена пара амортизаторов, нижней частью шарнирно закрепленных в центре нижней части рамы штанги, а верхними частями шарнирно закрепленных в центре стоек опор модуля, при этом к нижней части стоек рамы штанги шарнирно присоединены стаканы штанги, в которые одним концом вставлены внутренние трубы, другой конец которых соединен с шарнирами штанги, к другой стороне которых прикреплены наружные трубы, при этом две пары тросов подвеса соединяют верхние части рычагов троса и тяги пары шарниров штанги в месте присоединения корпусов пары гидроцилиндров раскрытия штанги, которые своими штоками присоединены к ножницам шарнира, закрепленными на шарнире штанги, при этом другой своей стороной тяги шарнира штанги прикреплены к шарнирам штанги в месте присоединения к ним внутренних труб, а пара тросов внутренней трубы закреплены одной стороной на внутренних трубах в области соединения шарниров штанги с корпусами гидроцилиндров раскрытия штанги, а другой стороной в верхней части опор штанги транспортных, установленных вертикально на внутренних трубах, при этом пара тросов поддержки соединяют верхние части опор штанги транспортных и средние части стоек рамы штанги, при этом пара фиксаторов параллелограмма закреплена на верхних неподвижных шарнирах рамы модуля.

2. Модуль опрыскивателя штанговый гидрофицированный по п. 1, отличающийся тем, что на раме модуля установлена электронная процессорная система управления с электрогидравлическим распределителем, на свободных концах наружных труб штанг установлены подключенные к ней датчики определения расстояния до поверхности почвы.

3. Модуль опрыскивателя штанговый гидрофицированный по пп. 1, 2, отличающийся тем, что внутренние и наружные трубы штанги выполнены из алюминиевого сплава Д16Т.