Копирующее устройство агрегата для работы в междурядьях растений Советский патент 1985 года по МПК A01B69/04 

Изобретение относится к отрасли сельскохозяйственного машиностроения, в частности к механическим копирующим устройствам и предназначено для использования в системе автоматического направления движения тракторных агрегатов или рабочих органов машин по рядкам растений, преимущественно по ряду лесных культур при рубках ухода, и может бьГгь использовано в мобильных сельскохозяйственных агрегатах. Известно копирующее устройство, содержащее щуп, соединенный с рамой поводком 1. При сравнительно малой ширине междурядий и небольшой высоте растений, позволяющей седлать рядки, например, у сельскохозяйственных культур, щуп имеет один или два копира, касающихся одновременно двух или трех рядков, и выполнен самоустанавливающимся в нейтральном положении с помощью упругих звеньев, воздействующих на поводок щупа или за счет сил трения, возникающих при скольжении щупа на почве. Эти мероприятия позволяют компенсировать пропуски растений в рядках. Однако при значительной ширине междурядий и высоте растений, например, в лесных культурах и саду агрегат не может седлать ряды культур и щуп прижимается пружиной к одному ряду и с одной его стороны. В этом случае при наличии пропусков в ряду машина смещается в сторону прогалины до отказа, а направляющие колеса, оставаясь в повернутом положении, начинают скользить, повреждая почву и корни растений. При этом увеличивается тяговое сопротивление, что сопровождается увеличением расхода горючего, износом шин и других деталей агрегата. Наиболее близким к предлагаемому является копирующее устройство агрегата для работы в междурядьях растений, содержащее установленный на раме агрегата корпус, подпружиненный щуп и его подвеску 2. В процессе работы при наличии пропусков растений в ряду рабочая машина смещается в сторону прогалины, но в крайнем положении машины за счет наличия гибкой тяги, соединенной одним концом с тяговым устройством, а другим с управляемым клапаном машины, направляющие колеса устанавливаются в такое положение, которое соответствует направлению движения агрегата, что исключает буксование колес. Однако для осуществления ненужного для выполнения работы перемещения машины в сторону пропуска в ряду бесполезно расходуется энергия. Кроме того, в процессе навешивания машины на тяговое устройство (трактор) добавляется лишняя операция - соединение гибкой тяги с трактором, что снижает эксплуатационные качества агрегата, особенно при наличии автосцепки. Цель изобретения - повышение точности выполнения технологического процесса копирования и улучшение эксплуатационных характеристик агрегата. Поставленная цель достигается тем, что копирующее устройство агрегата для работы в междурядьях растений, содержащее установленный на раме агрегата корпус, подпружиненный щуп и его подвеску, снабжено стопорным механизмом щупа для регулирования ограничения зоны его чувствительности. При этом стопорный механизм выполнен в виде шарнирно соединенного с подвеской щупа подпружиненного рычага. Рычаг стопорного механизма выполнен длиной, превышающей в рабочем положении расстояние от его шарнирного соединения с подпружиненным рычагом до точки пересечения его со щупом. На фиг. 1-9 схематически изображены этапы функционирования в процессе работы копирующее устройства агрегата для работы в междурядьях растений; на фиг. 10 - конструкция упора; на фиг. 11 - вид А на фиг. 10. Копирующее устройство агрегата для работы в междурядьях растений содержит корпус 1, закрепленный на раме трактора или агрегатируемой с ним машины, копирующий щуп 2, жестко соединенный с шатуном 3 шарнирного четырехзвенника подвески, образованного поводками 4 и 5, а также рамой устройства, прижимную пружину 6 щупа 2, фиксирующий рычаг 7, щарнирно закрепленный на поводке 4, упор 8 фиксирующего рычага 7, неподвижно установленный на поводке 4, возвратную пружину 8 фиксирущего рычага 7 и регулируемый замыкающий упор 10 стопорного механизма щупа, позволяющий установить нужное расстояние от объекта до ряда, тягу II, соединяющую копирующее устройство с усилительно-преобразовательным механизмом. Уп,ор 10 представляет собой уголок, в верхнюю полку которого упирается рычаг 7 при отсутствии деревьев в. ряду, а нижней полкой он крепится к корпусу 1 при помощи болта 12, и при необходимрсти его можно перемещать по прорези 13, которая вырезана в корпусе 1 концентрично оси поводка 4. Упор 8 служит для фиксации исходного положения рычага 7. Для смягчения ударов рычага 7 по упору 8 (когда рь1чаг 7 под действием пружины 9 возвращается в исходное положение) к упору 8 крепится упругая прокладка 14. Длина рычага 7 выбирается из условия копирования деревьев, отклоненных вправо от оси ряда на расстояние, не большее некоторой заданной величины. Например, если при работе в культурах сосны (при проведении рубок ухода) требуется копировать кривизну ряда в пределах ±20 см, то рычаг 7 должен выходить вправо за пределы щупа на 20-25 см, т. е. рычаг стопорного механизма выполнен длиной, превышающей в рабочем положении расстояние от его шарнирного соединения с подпружиненным рычагом до точки пересечения его со щупом. Перемещая упор 10 по прорези 13, можно изменить заданное расстояние от агрегата до ряда. В этом случае необходимо изменить также длину тяги 11, чтобы новому положению щупа 2 соответствовало нейтральное положение направляющих колес 15. Функционирование копирующего устройства агрегата для работы в междурядьях растений осуществляется следующим образом. Когда ряд прямолинейный, агрегат находится на заданном расстоянии (ао) от ряда и движется параллельно его оси, щуп 2 скользит своей опорной частью по первому из рассматриваемых деревьев. Отклонения щупа 2 в поперечном направлении отсутствуют. Такому положению щупа 2 соответствует нейтральное положение направляющих колес 15, когда их плоскость параллельна оси ряда (угол ). А между упором 10 и передним концом рычага 7 есть зазор (Со). При этом рычаг 7 пружиной 9 прижат к упору 8, который определяет исходное положение рычага 7. При движении агрегата рычаг 7 под действием первого дерева отклоняется до тех пор, пока его правый конец не окажется на уровне опорной поверхности щупа 2 (положение I). После этого под действием пружины 9 и благодаря наличию зазора (Со) между упором 10 и рычагом 7 последний возвращается в исходное положение до соприкосновения с упором 8, который и останавливает рычаг 7. Длина опорной части щупа 2 не меньше, чем номинальное расстояние между деревьями в ряду. Когда щуп 2 сходит с первого дерева (положение I), он в то же время опирается на второе (положение И), если оно также расположено на оси ряда, а агрегат не изменил направления своего движения. Этот процесс повторяется с каждым следующим деревом до тех пор, пока сохраняется взаимное расположение объекта и деревьев копируемого ряда. Если следующее третье дерево окажется на расстоянии в от него, то щуп 2 встречается с этим деревом (воей набегающей частью в тот момент, когда второе дерево находится в положении II. Расстояние между агрегатом и третьим деревом будет менъше заданного. При дальнейшем движении агрегата под действием третьего дерева щуп 2 яачинает отклоняться влево, приближаясь к агрегату. Пропорционально перемещению щупа 2 поворачиваются влево направляющие колеса 15. В некоторый момент времени (положение III) направляющие колеса 15 поворачиваются на угол rt,равный углу отклонения набегающей части щупа 2. После . этого агрегат двигается под углом и, к оси ряда, удаляясь от него. Поперечное перемещение щупа 2 влево в это время прекращается. Зазор (Ci) между рычагом 7 и упором 10 больше исходного зазора (Со). Такое состояние сохраняется до тех пор, пока щуп 2 опирается на дерево своей набегающей частью. Когда третье дерево оказывается на опорной части щупа 2, агрегат продолжает удаляться от дерева, а щуп 2 - под действием пружины 6 отклоняется вправо, удаляясь от агрегата. Пропорционально отклонению щупа 2 постепенно поворачиваются в исходное положение направляющие колеса 15. Рычаг 7 под действием третьего дерева отклоняется назад (положение 111), а потом под действием пружины 9 возвращается в исходное положение (наличие зазора (Ci) позволяет это сделать). Агрегат, продолжая удаляться от третьего дерева (все с меньщей и меньшей интен-. сивностью, так как угол of поворота направляющих колес уменьшается, в некоторый момент времени окажется на заданном расстоянии (ао) от третьего дерева (положение III). В этот же момент направляющие колеса 15 устанавливаются в нейтральное положение (). Если следующее дерево окажется тоже слева от оси ряда, то процесс повторится. Если же следующее дерево окажется справа от оси ряда на расстоянии В2 от него (положение IV), тогда агрегат двигается параллельйо оси ряда на заданном расстоянии (ас) от третьего дерева. Щуп 2 своей опорной частью скользит по третьему дереву до тех пор, пока рычаг 7 не коснется четвертого дерева (положение IV). В этот цомент предыдущее дерево будет в положении III . При дальнейшем движении агрегата рычаг 7 под действием четвертого дерева отклоняется назад и передний конец рычага 7, отклоняясь вправо, выйдет из зоны действия упора 10. Сойдя с третьего дерева, щуп 2 под действием пружины 6 отклоняется вправо. Пропорционально отклонению щупа 2 поворачиваются вправо направляющие колеса 15, и агрегат приближается к четвертому дереву. В какой-то момент вре мени длинное (правое) плечо рычага 7 сойдет с четвертого дерева и рычаг 7 под действием пружины 9 возвращается в исходное положение. Однако вследствие того, щуп 2 отклоняется вправо, поводок 4 проворачивается против часовой стрелки и ось рычага 7 приближается к упору 10, рычаг 7 не доходит до исходного положения, а своим коротким (передним) плечом ложится на упор 10, т. е. между упором 10 и передним концом рычага 7 будет уже не зазор, а перекрытие (Си), которое не позволяет рычагу 7 занять исходное положение. Кроме того, между рычагом 7 и упором 8 появляется зазор.

В определенный момент времени щуп 2 своей опорной частью коснется четвертого дерева (положение V), после чего интенсивность приближения агрегата к четвертому дереву постепенно уменьшается, так как, начиная с этого момента, щуп отклоняется влево (к объекту) под действием четвертого дерева и пропорционально этому отклонению начинают постепенно возвращаться в нейтральное положение направляющие колеса 15. Наступит такой момент, когда расстояние от агрегата до четвертого дерева станет равным заданному (ао) и, следовательно, направляющие колеса 15 окажутся в нейтральном положении (), а рычаг 7 займет исходное положение (ляжет на упор 8), так как между рычагом 7 и упором 10 опять образуется зазор (Со). Агрегат продолжает движение вдоль ряда на заданмом расстоянии (ао) от деревьев.

Однако в практике встречаются и такие случаи, когда расстояние между деревьями в ряду оказывается больще номинального или вообще попадаются пропуски одного или нескольких деревьев (в результате гибели отдельных деревьев, рубок ухода и других причин). В этом случае в положении i щуп 2 сходит с последнего (в данном случае четвертого) дерева и под действием пружины 6 отклоняется вправо. Величина отклонения небольшая и определяется величиной зазора (Со). Когда этот зазор выбирается () отклонение щупа 2 прекращается, так как рычаг 7 своим коротким (передним) плечом упирается в неподвижный упор 10. После этого агрегат продолжает двигаться в прежнем направлении, заданном последним деревом, если величина зазора (Со) меньше приведенной к этому зазору зоны нечувствительности устройства, и отклонение щупа не вызывает поворота направляющих колес (а 0). Если же величина зазора (Со) несколько больше зоны нечувствительности, тогда отклонение щупа 2 до упора 10 вызывает поворот направляющих колес 15 вправо на незначительный угол а и агрегат двигается с некоторой тенденцией приближения к ряду. Тот или другой вариант движения объекта в прогалине задается величиной зазора (Со) в зависимости от условий работы (состояние почвы, рельеф и т. п.). Необходимая величина зазора устанавливается путем перемещения упора 10 по прорези в корпусе 1.

Таким образом, при движении агрегата вдоль ряда растений в случае, если оно находится на заданном расстоянии от растений, щуп 2 скользит по растениям опорной частью, прижимаясь к ним пружиной 6. При этом между фиксирующим рычагом 7 и упором 10 образуется небольшой зазор, величина которого устанавливается в зависимости от величины зоны нечувствительности усилительно-преобразовательного механизма, связанного тягой 11 с копирующим устройством. При подходе к растению, расположенному на оси ряда, фиксирующий рычаг 7 отклоняется, не нарушая равновесия системы, а потом под действием пружины 9 возвращается в исходное положение. При появлении растения слева от оси ряда щуп 2 встречается своей отогнутой набегающей частью с растением и под действием последнего отклоняется влево, сообщая соответствующий сигнал автоматической системе, которая, отрабатывая его, воздействует на мащину таким образом, что она снова занимает требуемое положение

относительно ряда растений. Фиксирующий рычаг, как и в предыдущем случае, отклоняясь, не оказывает функционального воздействия на систему.

При появлении растения справа от оси ряда или при наличии прогалины щуп 2, сойдя с предыдущего дерева, под действием пружины 6 стремится отклониться вправо, но незначительный зазор между рычагом 7 и упором 10 быстро выбирается

5 и усилие пружины 6 замыкается Б контуре; рама 1 - пружина 6 - поводок 4 - рычаг 7 - замыкающий упор 10 - рама 1, а щуп остается в нейтральном положении, соответствующем движению машины по прямой. При подходе к растению вначале отклоняется рычаг 7, в результате чего он выходит из зоны контакта с упором 10. Силовой контур размыкается и щуп 2 под действием пружины 6 отклоняется вправо, сообщая соответствующий сигнал автоматической системе, в результате отработки которого ма5 щина подходит к удаленному растению, пока расстояние между ними не станет равным заданному значению. В это же время щуп 2 занимает нейтральное положение, а рычаг 7 под действием пружины 9 устанавливается в исходное положение.

0

Благодаря этому ликвидируется возможность потери ориентации автоматической системой, повышается надежность ее работы и уменьшается количество ложных

5 управляющих воздействий на объект регулирования и связанный с ними непроизводительный расход энергии. При этом отсутствие тяги, которая соединяет управляемый клапан с трактором, уменьшает время для навещивания машины на трактор и для отсоединения машины от трактора, за счет исключения лишней операции, что повышает эксплуатационные качества агрегата.

Таким образом, применение изобретения позволит повысить точность выполнения технологического процесса копирования и улуч5 шит его эксплуатационные характеристики.

$ °-AXA/V- И

иг.г

1 S

Фиг. J

/ е 9

фиг. V

м

ХЛЛЛА9

1с(1 |«

Риг.5

1. КОПИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО АГРЕГАТА ДЛЯ РАБОТЫ В МЕЖДУРЯДЬЯХ РАСТЕНИЙ, содержащее установленный на раме агрегата корпус, подпружиненный щуп и его подвеску, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности выполнения технологического процесса копирования и улучщения эксплуатационных характеристик агрегата, оно снабжено стопорным механизмом щупа для регулирования ограничения зоны его чувствительности. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стопорный механизм выполнен в виде шарнирно соединенного с подвеской щупа подпружиненного рычага. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что рь1чаг стопорного механизма выполнен длиной, превышающей в рабочем положении расстояние от его щарнирного соединения с подпружиненным рычагом до точки пересечения его со щупом. 1C О ю

о(0

Э 10

1 6

П

сриг, 7

1 6

ю

(риг. 8

s

А,0

сриг.9

Вид А

10

Со

Фиг. ц

Со

ffluz. 70

72

-г