Устройство для контроля, учета и автоматического управления работой сеялки Советский патент 1990 года по МПК A01C7/00 

усиления и преобразования в управлящие сигналы поступают на решающий блок с последующей индикацией результатов на цифровом индикаторе, а также на счетчики 46, 50, блоки логических злементов 51, 52, управляющие работой исполнительного механизма 55, который отслеживает интенсивность заполнения мерной емкости 43 семенами. Задатчик 45 в схеме коррекции нормы в ысева соединен со счетчиком 46 и арифметическим элементом 49, с выхода которого значение коэффициента коррекции поступает на решающий блок. Таким образом осуществляются замер и индикация показаний фактической нормы высева семян на единицу площади поля, величины обработанной площади и расхода семян за какой-либо промежуток времени. 3 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем повышения точности высева семян с применением автоматической настройки при посеве различных культур. Устройство состоит из измерительных преобразователей интенсивности потока семян 1 и проходимого пути, усилительных цепей и логических цепей формирования управляющих сигналов, решающего блока, цифрового индикатора, переключателя вида информации, схемы задания формы высева семян, включающей семяпровод 42 с мерной емкостью 43, электропривода 44 и схемы коррекции нормы высева, состоящей из задатчика 45, реверсивных счетчиков 46 и 50, арифметического элемента 49, блоков логических элементов 47, 48, 51 и 52, усилителей мощности 53, 54 и исполнительного электромеханизма 55. Информационные сигналы об интенсивности потока семян и пройденного пути после усиления и преобразования в управляющие сигналы поступают на решающий блок с последующей индикацией результатов на цифровом индикаторе, а также на счетчики 46, 50, блоки логических элементов 51, 52, управляющие работой исполнительного механизма 55, который отслеживает интенсивность заполнения мерной емкости 43 семенами. Задатчик 45 в схеме коррекции нормы высева соединен со счетчиком 46 и арифметическим элементом 49, с выхода которого значение коэффициента коррекции поступает на решающий блок. Таким образом осуществляются замер и индикация показаний фактической нормы высева семян на единицу площади поля, величины обработанной площади и расхода семян за какой-либо промежуток времени. 3 ил.

Изобретение оотносится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначено для настройки, контроля, управления и учета работы высокопроизводительных сеялочных агрегатов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей известных аналогичных устройств, повышение точности поддержания заданной нормы высева семян, обеспечение автоматической настройки нормы высева при переходе на высев другой культуры.

На фиг.1 изображена принципиальная схема автоматического устройства; на фиг.2 - временная диаграмма работы части устройства, обеспечивающего формирование сигналов для функционирования ариф- метического логического решающего устройства и цепи управления нормой высева семян; на фиг.З - схема коррекции и управления нормой высева.

Устройство содержит измерительный преобразователь 1 интенсивносги потока семян и измерительный преобразователь 2 проходимого пути. Измерительный преобразователь 1, например с пьезоэффектом, установлен в делительном конусе 3 делительной головки 4 сеялки эквидистантно рабочей поверхности делительного конуса. К электрическим выводам этого измерителя последовательно подключены первый промежуточный усилитель 5, первый формирователь 6 импульсов, первый счетчик 7 импульсов.

Измерительный преобразователь 2 проходимого пути, например, индуктивного типа соде{)жит постоянный магнит и катушку индуктивности, установленные возле зубчатого венца 8, который кинематически связан со свободно катящимся ходовым колесом сеялки. К электрическим выводам этого измерителя последовательно подключены второй промежуточный усилитель 9, второй формирователь 10 импульсов, второй счетчик 11 импульсов, первый одновиб- рагир 12 с потенциальным входом, первыми

элемент НЕ 13, второй одновибратор 14 с потенциальным входом, второй элемент НЕ 15, третий одновибратор 16 с потенциальным входом.

Решающий блок 17 устройства содержит первый, второй и третий арифметические решающие элементы 18-20, каждый из которых осуществляет преобразование поступающего к нему импульсного сигнала в цифровой с умножением на коэффициент, задаваемый на его управляемый вход, первую, вторую и третью суммирующие ячейки 21-23 памяти, первый, второй и третий очистители 24-26 регистров ячеек памяти, пер- вый, второй и третий элементы 27-29 ввода информации из ячеек памяти, цифровой индикатор 30, очиститель 31 регистров индикатора.

Механизм переключения режимов ра- боты устройства содержит первый переключатель 32 на три положения, первый логический элемент ИЛИ 33, четвертый одновибратор 34, второй логический элемент ИЛИ 35 с двумя входами, первый и второй логические элементы ЗАПРЕТ 36. второй и третий выключатель 37 и 38.

Цепь формирования управляющих импульсов содержит также первый логический элемент И 39, третий логический элемент ЗАПРЕТ 40 и третий логический элемент ИЛИ 41,

Для задания нормы высева семян на единицу площади поля, корректирования при пробном настроечном высеве заданно- го на эадатчике цифрового значения требуемой нормы высева с учетом определенного посевного материала, а затем поддержания этой нормы при работе сеялки в устройстве используется механизм, в который входят перемещаемая направляющая 42 потока семян, мерная емкость 43. привод 44 для перемещения направляющей 42 к мерной емкости 43. Электрическая цепь задания, корректирования и поддержания нормы вы- сева содержит задатчик 45, первый реверсивный счетчик 46 с управляющим входом

-1 для ввода вычитаемого числа и выводами результата вычитания в двоичном исчислении. Этот счетчик линией групповой связи соединен с блоком 47 элементов ввода информации в виде логических элементов ЗАПРЕТ, к запрещающим входам которых подводится управляющий сигнал. Этот блок также линией групповой связи соединен с блоком ячеек памяти, например, в виде триггеров 48, число которых равно возможному числуЬнаков числа в двоичном исчислении на выходе элемента 46. Блок 48 соединен с решающим арифметическим элементом 49 для расчета коэффициента коррекции, учитывающего качество высеваемой культуры, и с вторым реверсивным счетчиком 50. Элемент 50 линией групповой связи соединен с группой из п элементов 51 совпадения в виде логических элементов И, каждый из которых настроен на определенное число из возможного диапазона вариантов чисел, формируемых на выходе элемента 50. Элементы группы 51 соединены с одновибрато- рами группы 52. число которых тоже составляет п, причем каждый из них настроен на определенную ширину импульса тем большую, чем больше разница вычитаемых сигналов. Разница может быть как положительной, так и отрицательной. Двумя раздельными линиями групповой связи одновибраторы соединены с усилителями мощности, причем одновибраторы, на которых формируется сигнал при превышении фактической нормы высева заданной, соединены с первым усилителем 53 мощности, а одновибраторы, на которых формируется сигнал при снижении фактической нормы высева в сравнении с заданной,соединены с вторым усилителем 54 мощности. В этой цепи имеется также реверсивный исполнительный механизм, в который входят электродвигатель 55 с двумя реверсирующ1.ми обмотками 56 и 57. Вал этого двигателя соединен с управляемым дозирующим элементом сеялки, при изменении настройки . оторого осуществляется изменение интенсивности потока семян. Группа элементов 52, настроенных на значение чисел, определяющих, что фактическая норма высева ниже заданной, соединена с обмоткой 57, обеспечивающей вращение электродвигателя 55 в сторону увеличения интенсивности потока семян. Группа элементов 52, настроенных на значение чисел, определяющих, что фактическая норма высева оыше заданной, соединена с обмоткой 56, обеспечивающей вращение в сторону снижения интенсивности потока семян.

В цепь задания и корректирования нормы высева входят также четвертый двухконтактный выключатель 58, с замыкающимся и размыкающимся контактами, пятый выключатель 59 с размыкающимся контактом, пятый одновибратор 60 с потенциальным

входом.

Цепь измерительного преобразователя 1 подключена к решающему элементу 19 непосредственно и к решающему злеменгу 18 через злемент 40, причем к запрещающему входу элемента 40 через элемент 41 подключены выходы одновибраторов 14 и 16. Выход одновибратора 12 цепи измерительного преобразователя 2 подключен к решающему элементу 20 и входу элемента ИЛИ

35, выход одновибратора 16 подключен к управляющему вхо;- у очистителя 24 регистров, выход одновибратора 14 соединен с элементом 27 ввода информации через один из входов элемента 39. К второму входу зтого элемента подключен первый выходной контакт переключателя 32.

Все выходные контакты переключателя 32 через элемент 33 подключены к одновиб- ратору 34, а затем через элемент 35 - к

очистителю 31 регистров. Выход этого очистителя подключен к цифровому индикатору 30. Второй и третий выходные контакты переключателя 32 подключены к элементу 36 из двух элементов ЗАПРЕТ, запрещающие

входы которого соединены с выходом одно- вибратора 34, Выключатели 37 и 38 соединены с очистителями 25 и 26 регистров.

В решающем блоке 17 арифметические

решающие элементы соединены с суммирующими ячейками 21-23 памяти, к которым подключены очистители 24-26 регистров. Ячейки памяти через элементы 27- 29 вывода информации подключены к

цифровому индикатору 30.

Управляющий вход С элемента 46 соединен с источником питания через последовательно соединенные замыкающийся контакт выключателя 58 и выключатель 59,

вход -1 для вычитаемого числа соединен с выходом элемента 10. Вход очистки блока 48 ячеек памяти и вторые входы элементов блока 47 соединены с выходом элемента 60. Управляющий вход С элемента 50 соединен с выходом элемента 16, а вход -1 - с выходом элемента 40. Каждый из вторых входов группы элементов 51 соединен с в ы- ходом элемента 14. Счетные входы элемента 49 соединены с выходами задатчика 45 и

ячейки 48 памяти, а управляющий вход - с выходом одновибратора 60. Привод 44 соединен с источником питания через замыкающийся контакт выключателя 58 и выключатель 59, одновибратор 60 и третий усилитель мощности. Один из выходов цепи

питания электродвигателя 55 подаслючен к раэмыкаюи1емуся контакту выключателя 58. Устройство работает следующим образом.

При посеве поток высеваемых семян проходит через делительный конус 3 головки 4, где осуществляется разделение его на несколько потоков по числу вторичных делительных головок или высевных аппаратов. При этом семена ударяют по внешней поверхности конуса 3. Ударные воздействия передаются установленному внутри конуса измерительному преобразователю 1, который формирует электрические импульсы. число которых пропорционально количеству семян в проходящем потоке. Пройдя усилитель 5 и формирователь 6, импульсы приводятся к одинаковой форме, что обеспечивает качественную работу счетчика 7, производящего деление поступающих импульсов на постоянный коэффициент. В результате и-5 выходе элемента 7 формируется сигнал и одинаковых по амплитуде импульсов, частота которых пропорциональна ин- тенсивиости потока семян (см. фиг.2). Для получения сип;ала о норме высева на единицу площад л поля сигнал интенсивности потока должен сыть сопоставлен с сигналом о рабочей скорости {проходимого пути).

При движении сеялки по полю вращается :1убча-:-1 й венец 8, кинематически связан- ный с кртящимсй без сопротивления, следо атег.ьно с минимальным скольжением, ходовым колесом. В измерительном преобразователе 2 гвроходимого пути инду- ииру-.:я импульсный сигнал, частота которого пропорцигнальна скорости движения. После усиления в промежуточном усилителе 9, а та.,-н е формирозянии импульсов до по- сгояннои амплитуды и ширины в формирователе 10 осуществляется деление их на счетчике 11. В результате получают импульсный сигнал. покЕзанный на фиг.2. Эти импульсы являются командными для работы устройства. По ним должны быть сформированы три последовательных коротких им- рульса, при появлении которых последовательно осуи ествляются очистка индикатора выиод информации из сумми- ру;ощих ячеек памяти на цифровой индикатор, OMvioTKa регистров ячеек памяти и начало HCi.oro цикла отсчета в этих ячейках, 9 также цепи поддержания заданной нормы высева семян. Эти импульсы формируют элементы 12, 14 и 16 как показано на фиг.2, элементы 14 и 16 формируют короткие командные импульсы по переднему фронгу 1.илпульсов на выходах элементов 13 i/(5. ка.сдыС1 из которых инвертирует пре- дыд, щий короткий импульс.

При расчете фактической нормы высева семян определяется средняя норма за каждый цикл отсчета. Цикл начинается с очистки регистров цифрового индикатора 30, вывода из суммирующей ячейки 21 памяти в цифровой индикатор информации за предыдущий цикл отсчета, а также очистки регистров суммирующей ячейки памяти, что одновременно является началом очередно- 0 го цикла отсчета.

Расчет фактической нормы высева семян производит решающий элемент 18 по количеству импульсов, поступивших к нему от измерительного преобразователя 1 ин- 5 тенсивности потока семян за время Т, в течение которого машина обрабатывает площадь S L- В, где L - пройденный путь после появления импульса на выходе элемента 16 до появления импульса на выходе 0 элемента 14 (время Т). Для этого каждый импульс, поступающий на элемент 18, преобразуется в числовое значение, равное коэффициенту коррекции, переданному на элемент 18 от элемента 49. Информация из 5 элемента 18 после каждого очередного импульса поступает и накапливается суммарным итогом в ячейке 21 памяти. При появлении командного импульса на выходе элемента 12 очиститель 31 регистров инди- 30 катора очищает цифровой индикатор ЗП. Следующий после него командный импульс с выхода элемента 14 осуществляет ввод накопившейся в ячейке 21 информации через элемент 27 в цифровой индикатор 30 35 Эта информация сохраняется на индикаторе в течение последующего цикла отсчета После появления.очередных трех коротких импульсов на выходах элементов 12, 14 и 16 индикатор 30 очищается и происходит инди- 40 кация собранной в ячейке 21 информации о фактической средней норме высева семян на единицу площади поля за прошедший

цикл.

Расчет расхода семян производит ре45 шающий элемент 19 по импульсным сигналам, поступающим к нему с выхода элемента 7. Эта информация накапливается в суммирующей ячейке 22 памяти. В этом случае также учитывается значение коэффи50 циента коррекции с выхода элемента 49. Для вызова накопленной информации на индикатор необходимо переключатель 32 перевести в среднее положение. При переключении появляется короткий импульс на

55 выходе одновибратора 34, который через очиститель регистров 31 очищает индикатор 30. После прекращения этого импульса отменяется запрет на одном из элементоа 36 для прохождения сигнала переключателя 32 к элементу 28. Соответственно происходит

вывод инфпpмcii -,и из ячейки 2i на индикатор 30. Она сохраняется на индикаторе до перевода переключателя 32 в другое положение. Для очистки регистров ячейки памяти 22 необходимо замкнуть выключатель 37. После этого начинается новый цикл замера расхода семян.

Расчет обработанной площади производит решающий элемент 20 по импульсным сигналам, поступающим к нему от элемента 12, Эта информация накапливается в суммирующей ячейке 23 памяти. Для вызова ее на индикатор необходимо перевести переключатель 32 в нижнее положение. Все операции происходят аналогично тому, как зто осущесгвлйвтся при вызове информации о расходе семян. Для очистки регистров ячейки 23 необходимо замкнуть выключатель 38 Поддержание необходимой нормы высева с-;мян на единицу площд- ди поля осуществляет двигатель 55, воздейсгвующий на дозирующий элемент сеялки. В системе осуществляегся импульсное регулирование. Необходимая точность достигается за счет широтной г/одуляции. Направление вращения вала электродвигателя и ширина импульса зависят от разности сигнала фактической нормы высева по oтнouJeнию к заданной. За один цикл отсчета на исполнительный механизм поступает один управляющий импульс

Управление осуществляется в соответствии с цифровым значением, установленным на цифровом задогчике 45 с учетом коррекции, вводимой автоматически по результатам замера фактической нормы высева. Для осуществления коррекции необходимо переключить выключатель 58, При этом включается привод 44, который перемещает направляющую 42 потока семян к мерной ем кости 43. Начинается заполнение емкости семенами. Одновременно подается командный импульс на вход С счетчика 46 и на очищйЮ1цие входы блока триггеров 48, Соответственно в счетчик 46 . водится число из задатчика 45 и начинается вычитание из него числа по количеству импульсов, поступающих с выхода элемента 10 цепи измерителя 2 проходимого пути, Safiep продолжается в течение промежутка времени, затрачиваемого на заполнение мерной емкости 43 семенами до определенной массы, при которой размыкается выключатель 59, Таким образом условное цифровое значение сигнала на выходе счетчика 46 определяется цифровым значением, установленным на задатчике 45 и пройденным расстоянием, при котором высевается заданная масса семян. Это цифровое значение в двоичном исчислении заносится в блок триггеров 48 и по нему осуществляется дальнейшее управление нормой высева. При переключении выключателя 58 через размыкающийся контакт размыкается цепь питания электродвигателя 55. Это необходимо для того, чтобы при проведении пробного настроечного высева цепь управления нормой высева не работала.

При работе сеялки каждый цикл отсчета начинается после поступления на вход С счетчика 50 командного импульса с выхода элемента 16. При этом в счетчик вводится число, набранное на выходах блока треггеров 48, и начинается вычитание из него числа по количеству импульсов, появляющихся на выходе элемента 40. Результаты вычитания передаются из входы всех элементов 51 совпадения. Окончание цикла отсчета определяется появлением на элементах 51 командного импульса с выхода элемента 14. При этом сигнал проходит только через один из элементов 51 и связанный с ним одновибратор из группы 52, причем именно

через тот элемент, настройка которого совпадает с числом, полученным на выходе счетчика 50 в момент подачи элементом 14 командного импульса. Подключенный к этому элементу одновибратор обсепечивает

формирование и передачу на связанную с ним одну из обмоток 56 и 57 импульса определенной продолжительности, что обеспечивает изменение (увеличение или снижение) интенсивности потока семян на

определенную величину.

Формула изобретения

Устройство для контроля, учета и автоматического управления работой сеялки, содержащее измерительный преобразователь интенсивности потока семян, измерительный преобразователь проходимого пути, счетчик импульсов, суммирующий элемент

и цифровой индикатор, отличающее- с я тем, что. с целью расширения функциональных возможностей устройства и повышения точности поддержания заданной нормы высева семян за счет обеспечения

автоматической настройки нормы высева при переходе на высев другой культуры, оно снабжено первым и вторым промежуточными усилителями, первым, вторым и третьим усилителями мощно сти, первым и вторым

формирователями импульсов, первым,вторым, третьим, четвертыми пятымодновиб- раторами, первым и вторым логическими элементами НЕ. первым, вторым и третьим логическими элементами ИЛИ, первым и вторым логическим элементом ЗАПРЕТ, логическим элементом И. первым, вторым и третьим арифметическими решающими элементами, первым, вторым и третьим элементами ввода информации, первой, второй и третьей суммирующими ячейками памяти, первым, вторым и третьим очистителями ячеек памяти, очистителем регистров индикатора, первым, вторым, третьим, четвертым и пятым переключателями, первым и вторым реверсивными счетчиками, блоком элементов ввода информации, блоком ячеек памяти, элементами совпадения, блоком одновибраторов, решающим элементом коррекции, задатчиком, приводом направляющей потока семян реверсивного исполнительного механизма с первой и второй обмотками возбуждения, при этом выход первого промежуточного усилителя соединен с входом первого формирователя, выход которого связан с входом первого счетчика, выход которого подключен к входам второй схемы ЗАПРЕТ и второго решающего элемента, причем выход второго промежуточного усилителя соединен с входом второго формирователя, выход которого соединен с управляющим входом первого реверсивного счетчика и входом второго счетчика, выход последнего связан с входом первого одновибратора, выход которого соединен с входом третьего решающего элемента, с первым входом второго элемента ИЛИ и с входом первого элемента НЕ, кроме того, выход первого элемента НЕ сообщен с входом второго одновибратора, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, с первым входом третьего элемента ИЛИ. с вторыми входами элементов совпадения и с входом второго элемента НЕ, выход которого подключен к входу третьего одновибратора, выход последнего связан с входом первого очистителя регистров ячеек памяти, с С-входом второго реверсивного счетчика и с вторым входом третьего элемента ИЛИ. выход которого соединен с вторым входом второго элемента ЗАПРЕТ, причем выход последнего соединен с первым входом первого арифметического решающего элемента и управляющим входом второго реверсивного счетчика, при этом разомкнутые контакты второго и третьего переключателя соединены соответственно с втрым и третьим очистителями регистров ячеек памяти, а первый, второй и третий контакт первого переключателя соединены соответственно с первым входом первого логического элемента ИЛИ и первым входом первого сдвоенного элемента ЗАПРЕТ, с вторым входом первого логического элемента ИЛИ и с первым входом второго сдвоенного элемента

ЗАПРЕТ и с первым входом первого элемента И, причем выход первого элемента ИЛИ соединен с входом четвертого одновибратора, выход которого соединен с вторым вхо- дом второго элемента ИЛИ и вторыми входами первого сдвоенного элемента ЗАПРЕТ, кроме того, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом очистителя регистров индикатора, выход которого связан с 0 четвертым входом цифрового индикатора, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего элементами ввода информации, первые входы первого эле- 5 мента ввода информации подключены к выходу первого элемента И, а второго и третьего элемента связаны с выходами сдвоенного элемента ЗАПРЕТ, а еторые входы элементов ввода информации соеди- 0 нены с выходами суммирующих ячеек памяти, причем вторые входы суммирующих ячеек памяти связаны соответственно с выходами первого, второго и третьего решающего элемента, вторые входы первого и 5 второго арифметического решающего элемента соединены с выходом решающего элемента коррекции, причем первый вход которого подключен к выходам блока ячеек памяти, второй вход соединен с вторыми 30 входами блока ячеек памяти, блока элементов ввода информации, выходом пятого одновибратора и входом усилителя мощности, выход последнего подсоединен к приводу направляющей потока семян, который кине- 35 матически связан с семепроводом, кроме того, вход пятого одновибратора соединен через нормально замкнутый контакт пятого переключателя и нормально разомкнутый контакт четвертого переключателя с нор- 40 мально разомкнутыми контактами первого. второго и третьего переключателя, и входом С первого реверсивного счетчика, причем выход задатчика связан с входом D первого реверсивного счетчика и третьим входом ре- 45 шающего элемента коррекции, кроме того, выходы первого реверсивного счетчика соединены с первыми входами блока элементов ввода информации, выходы которого подключены к первым входам блока ячеек 50 памяти, выходы которого соединены с первым входом второго реверсивного счетчика, выходы которого подключены к входам элементов совпадения, которые последовательно подсоединены через блок одновиб- 55 раторов и первый и второй усилитель мощности к обмоткам реверсивного исполнительного электромеханизма, управляющая обмотка последнего соединена с нормально замкнутым контактом четвертого переключателя.

Сигнал на выходе элементов

JL

II

П

11

п

Фиг1

П.

11

п

11

п