Роботизированный комплекс для полосового опрыскивания овощных культур Российский патент 2024 года по МПК A01M7/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к роботизированным комплексам для опрыскивания растений.

Известно устройство управляемого опрыскивания (А.С. РФ N 2129785, МПК А01М 7/00, 1999), заключающееся в автоматическом управлении подачей рабочего раствора на культурное или сорное растения. При движении устройства в поле зрения цветной видеокамеры находятся все распылители опрыскивателя. Когда на участке поля, обрабатываемом одним распылителем, видеокамера видит зеленый цвет обрабатываемого растения, анализатор изображения выдает команду на включение соответствующего распылителя через электроклапан.

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности точечного внесения рабочего раствора, а следственно, больший расход последнего, загрязнению окружающей среды и повышения себестоимости возделываемых культур.

Также известен автономный комплекс для точечного опрыскивания растительности (патент РФ №2767537, МПК А01М 7/00, 2006), содержащий каркас с тремя горизонтальными направляющими и установленной на них кареткой, соединенной с блоком управления и приводимой в движение шаговыми двигателями, в нижней части каретки установлены цветная видеокамера и корпус с распылителем, соединенный через насос с емкостью для рабочего раствора.

Недостатком известного устройства является цикличность работы, при этом не учитываются индивидуальные геометрические параметры обрабатываемых растений на опрыскиваемой площади с учетом фазы развития, вследствие чего увеличивается расход рабочего раствора, загрязнение окружающей среды и себестоимость возделываемых культур.

Наиболее близким устройством является роботизированный комплекс для полосового опрыскивания овощных культур (патент РФ №2796491 С1, о 24.05.2023 Бюл. №15), содержащий раму, на которой смонтированы двигатель, приводящий жидкостный насос, емкость для рабочего раствора, блок управления, видеокамера, обладающая техническим зрением, определяющая проекцию контура обрабатываемых растений в вертикально-поперечной плоскости, горизонтальная направляющая с установленными на ней двумя подвижными каретками, соединенными с блоком управления и приводимыми в движение шаговым двигателем, на каждой подвижной каретке установлен корпус с распылителем, соединенным подвижно с выходным штуцером насоса, перекачивающим из емкости рабочий раствор, оси распылителей расположены в одной вертикальной плоскости и направлены навстречу друг к другу.

Недостатком известного устройства является отсутствия возможности регулировки зоны покрытия с учетом индивидуальных геометрических параметров обрабатываемых растений по фазам развития, вследствие чего увеличивается снос рабочего раствора и загрязнение окружающей среды.

Технической задачей изобретения является повышение качества обработки растений опрыскиванием, снижение негативного влияния на окружающую среду.

Технический результат достигается тем, что роботизированный комплекс для полосового опрыскивания овощных культур, согласно изобретению, содержащий раму, на которой смонтированы двигатель, приводящий жидкостный насос, емкость для рабочего раствора, блок управления, видеокамера, обладающая техническим зрением, определяющая проекцию контура обрабатываемых растений в вертикально-поперечной плоскости, горизонтальная направляющая с установленными на ней двумя подвижными каретками, соединенными с блоком управления и приводимыми в движение шаговым двигателем, на каждой подвижной каретке установлен корпус с распылителем, соединенным подвижно с выходным штуцером насоса, перекачивающим из емкости рабочий раствор, оси распылителей расположены в одной вертикальной плоскости и направлены навстречу друг к другу, при этом корпус с распылителем на каретке установлен подвижно по вертикальной направляющей и приводится в движение шаговым двигателем, берущим сигнал от блока управления, определяющим расположение распылителя по высоте, обеспечивающим полное покрытие контура обрабатываемого растения при наименьшей высоте распылителя от поверхности почвы.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен роботизированный комплекс для полосового опрыскивания овощных культур, общий вид; на фиг. 2 изображен роботизированный комплекс для полосового опрыскивания овощных культур, вид с боку; на фиг. 3 изображен профиль в поперечно-вертикальной плоскости технологического процесса обработки растений роботизированным комплексом для полосового опрыскивания овощных культур.

Роботизированный комплекс для полосового опрыскивания овощных культур состоит из рамы 1, на которой смонтированы двигатель 2 приводящий насос 3, соединенный на входе с емкостью 4 для рабочего раствора, горизонтальная направляющая 5 с двумя подвижными каретками 6, соединенной с блоком управления 7. Каретка 6 приводится в движение шаговым двигателем. На каждой каретке 6 по вертикальной направляющей 8 установлен подвижно корпус с распылителем 9 соединенный с выходным штуцером насоса 3. Корпус с распылителем 9, по вертикальным направляющим 8, на каждой каретке 6 приводится в движение шаговым двигателем, соединенным с блоком управления 7. Оси распылителей 9 расположены в одной вертикальной плоскости и направлены навстречу друг к другу под углом 45° обеспечивающим слияние верхних краев конусов распыла с образованием потока внутрь, а нижние края не выходят за абрис обрабатываемого растения на почве. Впереди на раме 1 по центру движения установлена видеокамера 10, обладающая техническим зрением. Видеокамера 10 определяет проекцию контура обрабатываемых растений в вертикально-поперечной и вертикально-горизонтальной плоскостях и передает сигнал на блок управления 7. Блок управления 7 задает величину перемещения каждому корпусу с распылителем 9 вдоль горизонтальной направляющей 5 и вертикальной направляющими 8, обеспечивая полное покрытие контура обрабатываемых растений рабочим раствором.

Работает роботизированный комплекс для полосового опрыскивания овощных культур следующим образом.

В соответствии с программой полосовой обработки сельскохозяйственного поля пестицидами или жидкими минеральными удобрениями роботизированный комплекс для полосового опрыскивания овощных культур устанавливают на край поля в точке ввода его в работу.

Роботизированный комплекс получает карту и координаты начала работ. Программный продукт блока управления 7 рассчитывает оптимальную траекторию движения в междурядьях растений до полного прохода поля. Используя видеокамеру 10, в режиме реального времени, роботизированный комплекс обнаруживает все растения на своем пути. Получает информацию, о том какая растительность должна быть обработана и где она расположена. С помощью базы известных растений, предварительно загруженных в систему, определяет проекцию контура обрабатываемых растений в вертикально-поперечной и вертикально-горизонтальной плоскости и передает сигнал на блок управления 7. Блок управления 7, задает величину перемещения корпусов с распылителями посредством подвижных кареток 6 вдоль горизонтальной направляющей 5, а по высоте вдоль вертикальных направляющих 8. К корпусам с распылителями 8, соединенными подвижно с выходным штуцером насоса 3, подается рабочий раствор из емкости 4. Оси распылителей 8 расположены в одной вертикальной плоскости и направлены навстречу друг к другу под углом 45°, что обеспечивает направление слияния верхнего края конуса распыла (для распылителей с углом распыла 65 и 80 градусов) с образованием потока внутрь. При этом, нижние края конуса распыла не выходят за абрис обрабатываемого растения над почвой. Величина перемещения кареток 6, вдоль горизонтальной направляющей 5, и по высоте, вдоль вертикальных направляющих 8, обеспечивает полное покрытие рабочим раствором контура обрабатываемого растения с учетом его биометрических параметров при наименьшей высоте распылителя от поверхности почвы и отклонение от оси движения робота.

Дозирование количества пестицидов или жидких удобрений определяется пропорционально рекомендуемой гектарной нормы для сплошного опрыскивания с учетом величины отношения абриса обрабатываемых растений к ширине междурядья.

Использование роботизированного комплекса для полосового опрыскивания овощных культур при обработке пестицидами или жидкими минеральными удобрениями обеспечит повышение качества обработки растений, снижение гектарного расхода рабочего раствора и негативное влияние на окружающую среду.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения. Роботизированный комплекс содержит раму (1), на которой смонтированы двигатель, приводящий жидкостный насос, емкость для рабочего раствора, блок управления (7), видеокамера (10), обладающая техническим зрением, определяющая проекцию контура обрабатываемых растений в вертикально-поперечной плоскости, горизонтальная направляющая (5) с установленными на ней двумя подвижными каретками (6), соединенными с блоком управления (7) и приводимыми в движение шаговым двигателем. На каждой подвижной каретке (6) установлен корпус с распылителем (9), соединенным подвижно с выходным штуцером насоса, перекачивающим из емкости рабочий раствор. Оси распылителей расположены в одной вертикальной плоскости и направлены навстречу друг к другу. Корпус с распылителем (9) на каретке (6) установлен подвижно по вертикальной направляющей (8) и приводится в движение шаговым двигателем, берущим сигнал от блока управления (7), определяющим расположение распылителя по высоте, обеспечивающим полное покрытие контура обрабатываемого растения при наименьшей высоте распылителя от поверхности почвы. Обеспечивается повышение качества обработки растений опрыскиванием, снижение негативного влияния на окружающую среду. 3 ил.

Роботизированный комплекс для полосового опрыскивания овощных культур, содержащий раму, на которой смонтированы двигатель, приводящий жидкостный насос, емкость для рабочего раствора, блок управления, видеокамера, обладающая техническим зрением, определяющая проекцию контура обрабатываемых растений в вертикально-поперечной плоскости, горизонтальная направляющая с установленными на ней двумя подвижными каретками, соединенными с блоком управления и приводимыми в движение шаговым двигателем, на каждой подвижной каретке установлен корпус с распылителем, соединенным подвижно с выходным штуцером насоса, перекачивающим из емкости рабочий раствор, оси распылителей расположены в одной вертикальной плоскости и направлены навстречу друг к другу, отличающийся тем, что корпус с распылителем на каретке установлен подвижно по вертикальной направляющей и приводится в движение шаговым двигателем, берущим сигнал от блока управления, определяющим расположение распылителя по высоте, обеспечивающим полное покрытие контура обрабатываемого растения при наименьшей высоте распылителя от поверхности почвы.