Устройство для автоматического регулирования высоты расположения рабочих органов сельскохозяйственных машин Советский патент 1984 года по МПК A01B69/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначено для автоматического регулирования глубины хода или высоты расположения относительно поверхности почвы рабочих органов сельскохозяйственных машин.

Известны копирующие устройства, содержащие емкостные датчики, за которыми установлен коммутатор, подключающий их поочередно к высокочастотному генератору, выход которого через преобразователь соединен с фазовым детектором, связанным с тактовым гбнератором, управляющим коммутатором С 1 1.

Однако эти устройства имеют низкую, точность измерения высоты расположения рабочих органов из-за отсутствия коррекции в зависимости от изменяющихся свойств почвы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является копирующее устройство, содержащее основной и опорный емкостные датчики, генератор и операционный усилитель 2 }.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения из-за нестабильности элементов схемы, построенной на принципе изменения резонансной частоты высокочастотного генератора.

Цель изобретения - повьпиение точности регулирования.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено вторым генератором, вторьм и третьим операционными усилителями, первым и вторым интеграторами, блоком сравнения и исполнительным механизмом, а основной и опорный датчики размещены соответственно на регулируемом рабочем органе и на корпусе машины вблизи от рабочего органа на заданной высоте от поверхности почвы, при этом выходы первого и второго генераторов связаны через основной и опорный датчики с инвертирующими входами соответственно первого и второго операционных усилителей, .а выходы последних соединены с входами соответственно первого и второго интеграторов, выходы которых связаны с входами блока сравнения, подключенного выходом через третий операционный усилитель к исполнительному меха- . низму.

При этом исполнительный механизм содержит электромагнитный золотник с двумя обмотками, двуполярный источник питания, два диода и два транзистора с разной проводимостью,при этом обмотки золотника одними концами подключены к разным полюсам источника питания, а другими - к коллекторам транзисторов, эмиттеры которых соединены между собой и с нулевой точкой источника питания, а базы через диоды - с выходом третьего операционного усилителя.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит пластину 1 датчика регулирования глубины хода (высоты расположения), которая прикреплена к регулируемому рабочему органу и на которой размещен автономный генератор 2, выполненный на основе моста Вина и операционного усилителя. Пластина I соединена через нагрузочный резистор 3 с выходом генератора 2, второй выход которого соединен через рабочий орган {при регулировании глубины хода ) или специальное устройство 4, например черенковый нож (при регулировании высоты расположения ), с поверхностью почвы. Пластина 1 также соединена че рез операционный усилитель 5, выполненный, например, на микросхеме и диод 6 с одним из входов блока 7 сравнения, выполненного, например, на базе диодной матрицы. В цепь диод 6 - блок 7 сравнения, включен интегратор 8, который выполнен, например, на базе КС-ячейки и служит фильром, предназначенным для сглаживания сигналов микронеровностей поверхности поля.

Пластина 9 датчика опорной глубины хода (высоты расположения ) закреплена вне рабочего органа в том месте машины, где расстояние до поверхности почвы остается постоянным при ее движении. Крепление пластины позволяет устанавливать ее на ту высоту над поверхностью почвы, которая соответствует заданной глубине хода(высоте расположения |рабочего ор1ана при технологической настройке мдшины. Пластина 9, как и пластина 1, соединена через резлстор 10 с автономным генератором 11, второй вход которого соединен через рабочий орган (при регулировании глубины хода) или специальное устройство 4 (при регулировании высоты расположения J с поверхностью почвы. Пластина 9 также соединена через операционный усилитель 12 и диод 13 с вторым входом блока 7 сравнения. В цепь диод 13блок 7 сравнения включен интегратор 14. Выход блока 7 сравнения через операционный усилитель 15 соединен с исполнительным механизмом, которы выполнен, например|, на базе диодов 16 и 17, комплементарной парк транзисторов 18 и 19, электромагнитного золотника с обмотками 20 и 21 и дву полярного источника 22 питания. Устройство обеспечивает автомати ческое регулирование глубины хода (высоты расположения ) рабочего орга на за счет сравнения сигнала датчика регулирования глубины хода (высо ты расположения, которьй зависит от расстояния пластины 1 до поверхности почвы и от изменяющихся ее свойств, так как пластина 1 перемещается над поверхностью почвы совместно с рабочим органом, с сигналом датчика опорной глубины хода (в соты расположения), которьй зависит только от изменяющихся свойств почвы, так как пластина 9 в процессе работы сельскохозяйственной машины находится на технологически заданном неизменяющемся расстоянии до по верхности почвы. Устройство работает следующим об разом. Переменное напряжение, вырабатываемое генератором 2 через нагрузочный резистор 3 поступает на пла тину 1, которая образует с поверхностью почвы конденсатор, емкость которого изменяется в результате и менения расстояния пластины 1 и ее перемещения относительно поверхнос ти почвы. Это вызьшает изменение в личины емкостного тока и, следовательно, изменение падения напряжения на нагрузочном резисторе 3, торое подводится к инвертирующему входу операционного усилителя 5. Аналогичным образом работает цепь датчика опорной глубины хода (высоты расположения /рабочего .органа, т.е. переменное напряжение от генератора 11 через нагрузочный резистор 10 поступает на пластину 744 оторая также образует с поверхностью почвы конденсатор, емкость коорого изменяется от изменения свойств почвы в результате того, что пластина 9 перемещается только относительно поверхности почвы при неизменяющемся расстоянии от нее. Это также вызывает изменение велиины емкостного тока и изменение падения напряжения на нагрузочном резисторе 10, которое подводится к инвертирующему входу операционного усилителя 12. С целью повышения помехоустойчивости измерительной цепи на каждой пластине смонтированы свой генератор, нагрузочный резистор и операционный усилитель. С выходов операционных усилителей 5 и 12 переменное напряжение поступает на диоды 6 и 13, пропускающие на интеграторы 8 и 14 разнополярные напряжения. С интеграторов 8 и 14 разнополярные напряжения подводятся на блок 7 сравнения. Разностное напряжение с блока 7 сравнения поступает на вход операционного усилителя 15. Усиленное напряжение с выхода операционного усилителя подается в зависимости от полярности через диоды 16 или 17 на транзистор 18 или 19, создавая ток в обмотке 20 или 21, тем самым обеспечивая за счет перемещения в прямом или обратном направлениях золотника регулирование глубины хода или высоты расположения рабочего органа сельскохозяйственной машины. Б связи с обеспечением предлагаемым устройством автоматического регулирования глубины хода рабочих органов сельскохозяйственных машин улучшается качество обработки и посева, снижаются пиковые сопротивления машин и аналогичные нагрузки в отдельных ее узлах, что позволяет снизить металлоемкость машин, повысить их эксплуатационную надежность и производитеьность. Автоматическое регулирование глубины хода рабочих органов обеспечивает одинаковую Глубину заделки семян, способствуя получению прибавки урожая, а в процессе уборки автоматическое регулирование высоты расположения рабочих органов обеспечивает снижение потерь.урожая.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫСОТЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН, содержащее основной и опорный емкостные датчики, генератор и операционный усилитель, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно снабжено вторым генератором вторым и третьим операционными усилителями, первым и вторым интеграторами, блоком сравнения и исполнительным механизмом, а основной и опорный датчики размещены соответственно на регулируемом рабочем органе и на корпусе машины вблизи от рабочего органа на заданной высоте от поверхности почвы, при этом выходы первого и второго генераторов связаны через основной и опорный датчики с инвертирующими входами соответственно первого и второго операционных усилителей, а выходы последних соединены с входами соответственно первого и второго интеграторов, выходы которых связаны с входами блока сравнения, подключенного выходом через третий операционный усилитель к исполнительному механизму. i 2. Устройство по п,1, о т л и чающееся тем, что исполни(Л тельный механизм содержит электромагнитный золотник с двумя обмотками, двуполярный источник питания, два диода и два транзистора с разной проводимостью, при этом обмотки золотника одними концами подключены к разным полюсам источника писо тания, а другими - к коллекторам со транзисторов, эмиттеры которых соею динены между собой и с нулевой точкой источника питания, а базы через 4i диоды - с выходом третьего операционного усилителя.