Датчик загрузки молотилки уборочной сельскохозяйственной машины Советский патент 1986 года по МПК A01D41/127 

2. Датчик no п. 1, отличающийся тем, что измеритель длины срезаемых стеблей выполнен в виде линейки акустических преобразователей с усилителями, а преобразователь код-напряжение снабжен логическим коммутатором на элементах И, резистор- ной матрицей с аналоговыми ключами, элементом ИЛИ, элементом И, распределителем импул ьсов,.. триггером, тактовым генератором, конденсатором и операционным усилителем, при этом; акустические преобразователи через усилйягёл{1 соединены с входами соответствующих элементов И логического коммутатора, управляющие входы коИзобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для автоматического регулирования загрузки молотилки уборочных сельскохозяйственных машин.

Цель изобретения - повышение точности работы датчика загрузки.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие принцип работы устройства; на фиг. 3 - схема измерителя длины срезаемых стеблей и преобразователя код-напряжение; на фиг. 4 - диаграммы напряжений, поясняющие работу этой схемы.

Датчик загрузки содержит фотоприемник 1, расположенный на делителе 2 жатки уборочной машины. Светоизлучатель 3 установлен на дополнительном делителе 4.

Расстояние между делителями 2 и 4 несколько больше ширины рядков убираемой культуры. Выход фотоприемника 1 подключен к первому усилительно-преобразователь. ному блоку 5, подключенному к первому входу интегратора 6, образованного операционным усилителем 7, конденсатором 8, резисторами 9 и 10 и ключами 11 и 12. К выходу интегратора 6 подключен вход аналогового запоминающего устройства 13, образованного операционным усилителем 14, конденсатором 15 и ключом 16. Датчик 17 поступательной скорости движения комбайна связан с ходовым колесом (не показано) уборочной машины так, что за один оборот колеса формирует 40-50 импульсов. Выход датчика 17 соединен с входом второго усилительно-преобразовательного блока 18, выход которого через элемент 19 задержки подключен к второму входу интегратора 6. Зажим 20 является выходом датчика. На делителе 2 установлен измеритель 21 длины срезаемых стеблей, выходом соединенный с входом преобразователя 22

торых соединены с выходами распределителя импульсов, а выходы - с входами элемента ИЛИ и управляющими входами аналоговых ключей, управляемые входы которых соединяют резисторную матрицу с входом операционного усилителя и соединенным с ним параллельно конденсатором, причем выходы тактового генератора соединены соответственно первый через элемент И с первым входом распределителя импульсов, второй - с первым входом триггера и вторым входом распределителя импульсов, а второй вход триггера соединен с выходом элемента ИЛИ.

код-напряжение. Выход преобразователя 22 подключен к входу интегратора 6.

Измеритель 21 длины измеряемых стеблей (рис. 3) содержит линейку 23 акустических преобразователей, состоящую из пьезочувст- вительных элементов 241-24л, выходы которых соединены с входами усилителей 25i-25п Преобразователь 22 код-напряжение включает в себя логический коммутатор на элементах И 26i-26„ и распределителе 27

0 импульсов. Управляющие входы логического коммутатора соединены с выходами схемы управления, состоящей из элемента 28 И, триггера 29 и тактового генератора 30 с выходами 31 и 32. Выходы логического коммутатора соединены с входом элемента

5 33 ИЛИ и управляющими входами аналоговых ключей 34|-34„, подключенных к ре- зисторной матрице 35 и входу аналогового запоминающего устройства на конденсаторе 36 и согласующем операционном усилителе 37. Выходы 38 и 39 операционного усилителя 37 являются выходами датчика загрузки.

Устройство работает следующим образом.

При движении уборочной машины вдоль

рядов растений их стебли пересекают луч

5 света от излучателя 3, затеняя фотоприемник 1, на выходе которого формируются импульсы. Эти импульсы усиливаются усилительно-преобразовательным блоком 5, выходные импульсы которого имеют постоянную длительность (фиг. 2, а). На время

0 действия импульсов замыкается ключ И, подключая вход интегратора 6 к резистору 10, на который с выхода преобразователя 22 код-напряжение поступает напряжение, пропорциональное длине срезаемых стеблей. При каждом замыкании ключа 11

5 напряжение на выходе интегратора 6 нарастает на величину Ди,,- пропорциональную выходному напряжению преобразователя

0

22. В паузах, когда ключ 11 разомкнут, напряжение на выходе интегратора 6 остается неизменным (фиг. 2,6).

С появлением импульса на выходе датчика 17 поступательной скорости движения уборочной машнны на выходе второго усилительно-преобразовательного блока 18 формируется импульс длительносГью т (фиг. 2,в), отпирающий ключ 16. В результате этого конденсатор 15 заряжается до амплитуды напряжения на выходе интегратора 6 (фиг. 2,д). Напряжение на выходе аналогового запоминающего устройства 13 остается неизменным до прихода следующего импульса с выхода второго усилительно- преобразовательного блока 18. Одновременно его выходной импульс, задержанный на время тз элементом 19 задержки (фиг. 2,г), отпирает ключ 12, через который быстро разряжается конденсатор 8, и интегратор 6 обнуляется. Параметры элемента 19 задержки выбираются из соотношения

т, т

где С длительность импульса с выхода второго усилительно-преобразовательного блока 18; Сэ-время задержки импульса элементом

19 задержки.

Далее напряжение на выходе, интегратора 6 вновь ступенчато нарастает в зависимости от количества импульсов, прищед- щих на ключ 11. При следующем импульсе с датчика 17 поступательной скорости напряжение с выхода интегратора 6 вновь переписывается в аналоговое запоминающее устройство 13 (фиг. 2,г).

За время AT между двумя соседними импульсами, снимаемыми с выхода датчика 17, уборочная машина проходит путь Д5. Напряжение на выходе интегратора 6 за время AT нарастает до напряжения

UMaKC j: AU;,

где m - количество импульсов, прищедших на вход интегратора 6 за время ДТ, т. е. количество растений, пересекающих световой поток светоизлу- чателя 3 при прохождении уборочной машиной пути Д5. Таким образом, напряжение на выходе аналогового запоминающего устройства 13 определяется количеством растений, попавших в зону действия датчика на пути Д5, т.е. пропорционально количеству стеблей на входе жатки уборочной машины, а с учетом того, что напряжение ДЦ- пропорционально длине срезаемых стеблей, это напряжение характеризует количество убираемой массы растений, поступающих на вход уборочной машины, т. е. ее загрузку.

Измеритель длины срезаемых стеблей работает следующим образом.

0

5

0

5

0

5

0

5

5

0

При движении машины колосья ударяются о пьезочувствительные элементы 24| - 24„ измерителя 21, установленного на делителе 2 (рис. 3). При каждом ударе на выходе соответствующих усилителей 25i-25„ формируются электрические импульсы, нормированные по длительности и амплитуде.

Допустим, -что колосья взаимодействуют с элементом 242, а элемент 24i расположен выше стеблей. В этом случае на выходе усилителя 252 формируются импульсы (фиг. 4,а), поступающие на вход элемента И 2б2.

На выходе 31 генератора 30 формируются импульсы начала цикла измерений с периодом Тц (фиг. 4,6), а на выходе 32- тактовые импульсы, причем между двумя импульсами начала цикла формируется п тактовых импульсов (фиг. 4,в).

Первым импульсом начала цикла измерений распределитель 27 импульсов устанавливается в нулевое состояние, при котором на его выходах Qi-р„ устанавливаются логические нули. Этим же импульсом триггер 29 устанавливается в единичное состояние, подготавливая тем самым элемент 28 И к пропусканию тактовых импульсов с выхода 32 тактового генератора 30. По первому тактовому импульсу на выходе QI распределителя 27 импульсов устанавливается логическая единица (рис. 4,г), подготавливающая элемент 26i к пропусканию импульсов с выхода усилителя 25i. Если импульсов на выходе усилителя 25i нет, то следующим тактовым импульсом на выходе Q2 распределителя 27 импульсов устанавливается логическая единица (рисг 4,д), а на выходе Qi - логический нуль (рис. 4,г). В этом случае импульсы с выхода усилителя 252 проходят через элемент 26 И и элемент 33 ИЛИ на вход R триггера 29 и устанавливают его в нуль. Тактовые импульсы не проходят на вход распределителя 27 импульсов, и его состояние не изменяется до следующего импульса начала цикла (рис. 4,д).

Кроме того, на время действия импульсов с выхода элемента 2б2 И замыкается ключ 342, подключая конденсатор 36 к резистор- ной матрице 35, конденсатор 36, который заряжается до напряжения

U,

Входное сопротивление усилителя 37 выбрано так, чтобы постоянная времени разряда конденсатора 36 была много больше времени Ти. В этом случае напряжение на конденсаторе 36 в течение цикла остается неизменным.

С приходом второго импульса начала цикла начинается новый цикл измерений, и процессы протекают аналогичным образом. Если к этому времени длина стеблей, взаимодействующих с измерителем 21 длины срезаемых стеблей, стала меньше, то останов распределителя 27 импульсов произойдет на i-M такте. При этом номер такта соответствует i-му номеру чувствительного Элемента, взаимодействующего с колосьями более коротких стеблей, а конденсатор 36 заряжается до напряжения

(n+l-i) п

Соответствующим образом уменьшается и напряжение на выходных зажимах 38 и 39.

Таким образом, в каждом цикле измерений обновляется информация в аналоговом запоминающем устройстве о длине стеблей, взаимодействующих с измерителем 21 длины срезаемых стеблей.

Быстродействие предлагаемого измерителя определяется частотой следования импульсов начала цикла, а разрещающая способность - количеством чувствительных элементов, т. е. числом п.

-o3S

II 1 1111 Mil

-Zk

iiir

ц iiir

я

Д

я

i

t

gyuf-3

Составитель с. Заруцкий

Редактор Л. Вес&товскаяТехред И. ВересКорректор М. Самборская

Заказ 560/2Тираж 679Под писное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

U,)/n

сриеЛ