Установка к транспортному средству для электронного картирования полей сельскохозяйственного назначения в геоинформационных агротехнологиях Российский патент 2025 года по МПК H01Q3/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к модулям для автоматического регулирования положения навигационной антенны и может быть использована для создания электронных карт сельскохозяйственных угодий, при их объезде с помощью транспортного средства.

Уровень техники

Известно устройство для оцифровки сельскохозяйственных угодий фирмы Agricon, включающее в себя опорную станину, закрепляемую на открытой поверхности транспортного средства (капот, крыша), к которой жестко крепится штанга, ориентированная на 90° по направлению к движению транспортного средства, при чем ориентация в правую или левую сторону выполняется вручную поворотом станины перед началом выполнения работ, а на конце штанги расположена платформа для установки навигационной антенны (см.www.agrofys.ru).

Недостатками такого устройства является невозможность автоматического регулирования положения навигационной антенны в зависимости от постоянно изменяющейся границы оцифровываемых сельскохозяйственных угодий, что приводит к большой погрешности при выполнении работ, а также невозможность перевода навигационной антенны в рабочее положение из транспортного и обратно в процессе движения без остановки транспортного средства.

Известно опорно-поворотное устройство для автоматической корректировки положения GPS - антенны содержащее опорную станину с установленными в подшипниковых узлах и вращаемый электродвигателем поворотный диск, на котором размещена неподвижная штанга, внутри которой при помощи ходовой гайки и ходового винта, вращаемого электродвигателем неподвижной штанги, перемещается подвижная цельная штанга с закрепленной на её конце платформой с GPS - антенной и Laser - пилотом, соединенные проводами с контрольно-управляющим устройством, расположенным в транспортном средстве. (см. патент на полезную модель RU № 131240, МПК H01Q 3/08, опубл.10.08.2013, бюл.22).

Недостатками данного устройства является недостаточный вылет подвижной штанги с установленными на ее конце GPS-антенной и Laser-пилотом, ограниченной размерами неподвижной штанги, что приводит к необходимости располагать транспортное средство при движении в непосредственной близости к границе оцифровываемого участка, в результате чего возникает опасность столкновения с возможными препятствиями.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятое авторами за прототип является устройство для оцифровки сельскохозяйственных угодий, содержащее опорную станину с механизмом крепления к транспортному средству и передвижную рамку из жестко закрепленных между собой верхней и нижней перемычек с вертикальными стойками, которая перемещается по штокам круглого сечения, установленным в упорах на верхних сторонах поперечных балок опорной станины и направляющих на внутренних частях вертикальных стоек передвижной рамки, электрический механизм перемещения GPS - антенны и Laser - пилота, установленный на верхней стороне поворотной балки, опирающейся на поддерживающее кольцо - опору, прикрепленное к подвижной рамке, и поворачивающейся при помощи электрического мотора - редуктора, закрепленного на нижней стороне верхней перемычки передвижной рамки. (см. заявка на полезную модель №2024110783 от 19.04.2024)

Недостатком данного устройства является то, что при выполнении объезда полей сельскохозяйственного назначения на транспортном средстве по неровному рельефу полей, возникают значительные колебания в вертикальной и горизонтальной плоскостях поворотной балки с электрическим механизмом перемещения GPS - антенны и Laser - пилота, закрепленной консольно на механизме поворота, что в конечном счете может привести к поломке установки.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является разработка установки к транспортному средству для электронного картирования полей сельскохозяйственного назначения в геоинформационных агротехнологиях, обладающей возможностью автоматического перемещения навигационной антенны над оцифровываемым контуром, при сохранении траектории движения транспортного средства, стабильностью выполнения рабочего процесса, увеличением точности оцифровки сельскохозяйственных угодий и автоматизации перевода установки из транспортного положения в рабочее и обратно во время движения транспортного средства и обладающей высокой конструктивной надежностью.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к возможности автоматического перемещения навигационной антенны, которая размещается над границей оцифровываемого участка независимо от траектории движения транспортного средства, тем самым повышается точность оцифровки сельскохозяйственных угодий и упрощается подготовка оборудования и проведение работ без остановки движения транспортного средства, при выполнении электронного картирования сельскохозяйственных угодий.

Технический результат достигается с помощью установки к транспортному средству для электронного картирования полей сельскохозяйственного назначения в геоинформационных агротехнологиях, включающего опорную станину с механизмом крепления к транспортному средству, контрольно - управляющее устройство, передвижную рамку с механизмом перемещения, и поддерживающим кольцом - опорой, и установленными на его нижней стороне, в передней по ходу движения транспортного средства и боковых частях перпендикулярно движения транспортного средства механизмами фиксации поворотной балки, механизма перемещения навигационной - антенны и Laser - пилота, установленного на верхней стороне поворотной балки, поворачивающейся при помощи электрического мотора - редуктора, закрепленного на нижней стороне верхней перемычки передвижной рамки.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 - дана установка к транспортному средству для электронного картирования полей сельскохозяйственного назначения в геоинформационных агротехнологиях, общий вид;

На фиг. 2 - то же общий вид установки в рабочем положении на транспортном средстве;

На фиг. 3 - то же общий вид установки в транспортном положении на транспортном средстве;

На фиг. 4 - боковой механизм фиксации поворотной балки в разблокированном состоянии;

На фиг. 5 - боковой механизм фиксации поворотной балки в зафиксированном состоянии;

На фиг. 6 - центральный механизм фиксации поворотной балки в разблокированном состоянии;

На фиг. 7 - центральный механизм фиксации поворотной балки в зафиксированном состоянии;

Осуществление изобретения

Установка к транспортному средству для электронного картирования полей сельскохозяйственного назначения в геоинформационных агротехнологиях устанавливается на транспортное средство 1 с помощью механизма крепления 2 и включает в себя опорную станину, состоящую из продольных 3 и поперечных 4 балок, и передвижную рамку, выполненную из нижней и верхней перемычек 5 и 6 соответственно и стоек 7 жестко соединенных между собой, с поддерживающим кольцом - опорой 8 в верхней части, прикрепленному к верхней перемычке 6 и раскосам 9. На верхней стороне боковых частях поддерживающего кольца - опоры 8 расположены механизм отключения поворота 10 поворотной балки 11. На нижней стороне поддерживающего кольца - опоры 8, в его передней части, по ходу движения транспортного средства установлен центральный механизм фиксации поворотной балки 11, состоящий из закрепленного электромагнита - соленоида 12 с выдвигающимся штоком 13, имеющим П - образную форму, с направленным вверх хвостовиком, а в торце, в средней части поворотной балки 11 имеется глухое отверстие. На наружной стороне боковых частей поддерживающего кольца - опоры 8 установлены боковые механизмы поворотной балки 11, состоящий из электромагнитов - соленоидов 14 с выдвижным штоком 15 с резьбой на конце и накрученной на нее ограничительной гайкой 16 и фиксатором 17 Г - образной формы, направленный открытой стороной по ходу движения транспортного средства 1. К внутренним сторонам стоек 7 прикреплены направляющие 18, в которых предусмотрены сквозные отверстия (на фиг. не обозначены) круглого сечения, для перемещения по штоку 19, установленному в упорах 20 на наружных частях поперечных балок 4 опорной станины. Там же установлен механизм отключения перемещения 21 передвижной рамки. На верхних частях нижней перемычки 5 передвижной рамки и продольных балок 3 опорной станины размещен электрический механизм перемещения 22 передвижной рамки.

На нижней стороне верхней перемычки 6, в средней части, размещен электрический механизм поворота 23 поворотной балки 11. На поворотной балке 11 жестко закреплен механизм выдвижения 24 навигационной антенны 25 и Laser - пилота (сонара) 26. Электрические механизмы отключения поворота 10 поворотной балки 11, отключения перемещения 21 передвижной рамки, перемещения 22 передвижной рамки, поворота 23 поворотной балки 11, выдвижения 24 навигационной антенны 25 и Laser - пилота (сонара) 26, электромагниты - соленоиды 12 и 14 соединены с контрольно - управляющим устройством 27, расположенным в кабине транспортного средства 1.

Установка к транспортному средству для электронного картирования полей сельскохозяйственного назначения в геоинформационных агротехнологиях работает следующим образом.

Перед началом выполнения работы, с помощью механизма крепления 2, опорная станина из продольных 3 и поперечных 4 балок устройства, закрепляется на открытой поверхности (крыше) транспортного средства 1. В зависимости от расположения границы оцифровываемого участка местности, установка из транспортного положения переводится в рабочее путем перемещения передвижной рамки из нижней и верхней перемычек 5 и 6 соответственно и стоек 7 с направляющими 18 перемещается вправо или влево по штокам 19 в упорах 20 при помощи механизма перемещения 21 передвижной рамки и останавливается при достижении крайнего положения механизмом отключения перемещения 21 передвижной рамки. На электромагнит - соленоид 12 центрального механизма фиксации поворотной балки 11 поступает сигнал и в результате этого шток 13 электромагнита - соленоида 12 выдвигается из отверстия поворотной балки 11, тем самым переходит из зафиксированного в разблокированное состояние и освобождая от фиксации поворотную балку 11. После этого в электрический механизм поворота 23 поворотной балки 11 поступает сигнал из контрольно-управляющего устройства 27, расположенного в кабине транспортного средства 1 и поворотная балка 11, вместе с механизмом выдвижения 24 навигационной антенны 25 и Laser - пилота (сонара) 26 по поддерживающему кольцу - опоре 8, закрепленному на верхней перемычке 6 и раскосах 9, начинает поворачиваться, переводя установку из транспортного положения в рабочее. Достигнув угла 90 градусов, от траектории движения транспортного средства и заняв рабочее положение, поворотная балка 11 упирается в механизм отключения поворота 10 и вращение поворотной балки 11 заканчивается и она занимает перпендикулярное положение по отношению к траектории движения транспортного средства 1, после чего при помощи сигнала, поступающего из контрольно - управляющего устройства 27 на электромагнит - соленоид 14 бокового механизма фиксации поворотной балки 11, его шток 15, отрегулированный на необходимую длину и зафиксированный ограничительной гайкой 16, втягивается и перемещает фиксатор 17 вниз, переходя из разблокированного в зафиксированное состояние, прижимая поворотную балку 11 с механизмом выдвижения 24, навигационной антенны 25 и Laser - пилота (сонара) 26 к поддерживающему кольцу - опоре 8 и тем самым исключая ее перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для дальнейшего увеличения вылета навигационной антенны 25 и Laser - пилота (сонара) 26 поступает сигнал в механизм выдвижения 24 и навигационная антенна 25 и Laser - пилот (сонар) 26 выдвигаются. В зависимости от наличия препятствий Laser - пилот (сонар) 26 получает отраженный сигнал, направляет его в контрольно - управляющее устройство 27, там он обрабатывается и посылается сигнал на электрические механизмы перемещения 22 передвижной рамки и выдвижения 24 навигационной антенны 25 и Laser - пилота (сонара) 26, которые перемещают передвижную рамку вправо или влево, втягивая или выдвигая навигационную антенну 25, и тем самым размещают навигационную антенну 25 над границей оцифровываемого участка, и тем самым избегая поломки установки от столкновения с препятствием.

После окончания работы поступает сигнал в электромагнит - соленоид 14 бокового механизма фиксации поворотной балки 11 и его шток 15 выдвигается с ограничительной гайкой 16 и подымает фиксатор 17, переходя из зафиксированного в разблокированное состояние, освобождая для дальнейшего поворота поворотную балку 11. После этого поступает сигнал в электрические механизмы перемещения 22 передвижной рамки, поворота 23 поворотной балки 11 и механизма выдвижения 24 навигационной антенны 25 и Laser - пилота (сонара) 26, рабочие органы совершают обратное перемещение и устройство переводится из рабочего в транспортное положение, после чего сигнал из контрольно - управляющего устройства 27 поступает в электромагнит - соленоид 12 центрального механизма фиксации поворотной балки 11 и он втягивает шток 13 в отверстие поворотной балки 11, переводя его из разблокированного в зафиксированное состояние и тем самым ограничивает ее перемещение в горизонтальной и вертикальной плоскостях и транспортное средство с установкой продолжает движение к другому объекту оцифровки.

По сравнению с прототипом и другими техническими решениями изобретение имеет преимущества:

- исключаются колебания поворотной балки в вертикальной и горизонтальных плоскостях с размещенным на ней электрическим механизмом выдвижения навигационной антенны и Laser - пилотом (сонаром), при движении транспортного средства по неровной поверхности сельскохозяйственных угодий;

- исключается поломка вала в электрическом поворотном механизме поворотной балки, в результате изгибающих колебаний;

- повышается надежность и стабильность выполняемого рабочего процесса во время движения транспортного средства по неровной поверхности сельскохозяйственных угодий.

Таким образом, заявленная установка к транспортному средству для электронного картирования полей сельскохозяйственного назначения в геоинформационных агротехнологиях обеспечивает повышение точности электронного картирования сельскохозяйственных угодий, надежность и стабильность выполнения рабочего процесса.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к модулям для автоматического регулирования положения навигационной антенны. Технический результат - автоматическое перемещение навигационной антенны и повышение точности работы. Результат достигается тем, что предложена установка к транспортному средству для электронного картирования сельскохозяйственных полей, содержащая опорную станину с механизмом крепления к транспортному средству с установленной на ней передвижной рамкой, поворотную балку, установленную на передвижной рамке и опирающуюся на поддерживающее кольцо-опору, закрепленное на верхней перемычке передвижной рамки, согласно изобретению на кольце-опоре, на нижней стороне в его передней части, по ходу движения транспортного средства, установлен центральный механизм фиксации поворотной балки, а на наружной стороне в боковых частях, перпендикулярно траектории движения транспортного средства, установлены боковые механизмы фиксации поворотной балки, а на верхней стороне кольца-опоры в указанных боковых частях установлены механизмы отключения поворота поворотной балки, причем указанные электрические механизмы фиксации поворотной балки и отключения поворота поворотной балки соединены с контрольно-управляющим устройством. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Установка к транспортному средству для электронного картирования полей сельскохозяйственного назначения в геоинформационных агротехнологиях, содержащая опорную станину с механизмом крепления к транспортному средству с установленной на ней передвижной рамкой из верхней и нижней перемычек и вертикальных стоек с механизмами перемещения и отключения перемещения, поворотную балку с механизмом поворота, установленную на передвижной рамке и опирающуюся на поддерживающее кольцо-опору, закрепленное на верхней перемычке передвижной рамки, причем на поворотной балке жестко закреплен механизм выдвижения навигационной антенны и Laser-пилота, контрольно-управляющее устройство, соединенное с электрическими механизмами перемещения и отключения перемещения передвижной рамки, поворота поворотной балки, выдвижения навигационной антенны и Laser-пилота, отличающаяся тем, что на поддерживающем кольце-опоре, на нижней стороне в его передней части, по ходу движения транспортного средства, установлен центральный механизм фиксации поворотной балки, а на наружной стороне в боковых частях, справа и слева, перпендикулярно траектории движения транспортного средства установлены боковые механизмы фиксации поворотной балки, а на верхней стороне поддерживающего кольца-опоры в указанных боковых частях установлены механизмы отключения поворота поворотной балки в виде электрических концевых выключателей, причем указанные электрические механизмы фиксации поворотной балки по центру и по бокам и отключения поворота поворотной балки соединены с контрольно-управляющим устройством.

2. Установка к транспортному средству для электронного картирования полей сельскохозяйственного назначения в геоинформационных агротехнологиях по п. 1, отличающаяся тем, что центральный механизм фиксации поворотной балки выполнен из закрепленного электромагнита-соленоида с выдвигающимся штоком, имеющим П-образную форму, с направленным вверх хвостовиком, а в торце поворотной балки в средней части имеется глухое отверстие.

3. Установка к транспортному средству для электронного картирования полей сельскохозяйственного назначения в геоинформационных агротехнологиях по п. 1, отличающаяся тем, что боковые механизмы фиксации поворотной балки выполнены в виде электромагнитов-соленоидов с выдвижным штоком с резьбой на конце и накрученной на нее ограничительной гайкой и фиксатором Г-образной формы, направленным открытой стороной по ходу движения транспортного средства.