Устройство для настройки и контроля работы сеялки Советский патент 1991 года по МПК A01C7/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам, осуществляющим посев сельскохозяйственных культур, и может быть использовано для контроля нормы высева, расхода семян и настройки сеялок.

Цель изобретения - повышение точности и оперативности контроля высева и расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока опроса датчиков расхода; на фиг. 3 - график зависимости Ле - оценки отклонения фактического расхода семян от заданного значения от Рд - оценки вероятности сохранения заданного допуска; на фиг. 4 - функциональная схема блока управления.

Устройство содержит п датчиков 1 расхода семян, установленных на выходе каждого высевающего аппарата сеялки. Датчики 1 выполнены, например, в виде пьезоэлектрических преобразователей и предназначены для преобразования величины расхода семян на выходе высевающих о, паратов в электрические сигналы.

Устройство содержит также блок 2 опроса датчиков (БОД), информационные входы которого подключены к выходам датчиков 1 расхода семян, интегратора 3, соединенного входом с первым выходом блока 2 опроса датчиков, дискриминатора 4, информационного блока 5 разностного блока 6, компаратора 7, выход которого соединен с управляющим входом блока 2 опроса датчиков, устройства 8 выборки-хранения (УВX) датчиков 9 пути, коммутатора 10, входы которого подключены к выходам датчиков 9 пути, блока 11 управления, информационный вход которого соединен с выходом коммутатора 10, счетчика 12, за- датчика 13 и блока 14 индикации. Первый выход дискриминатора 4 подключен к информационному блоку 5 (к его информаци- Г -ному входу), а второй и третий выходы подсоединены к информационным входам разностного блока 6. Управляющие входы информационного блока 5 и разностного блока 6 соединены с выходом счетчика 12. Первый выход блока 11 управления подключен к управляющим входам интегратора 3. устройства 8 выборки-хранения и к синхронизирующему входу блока 2 опроса датчиков.

Второй выход блока 11 управления соединен с информационным входом счетчика 12 и с управляющим входом дискриминатора 4. Выход интегратора 3 подключен к информационным входам дискриминатора 4.

устройства 8 выборки-хранения и компаратора 7.

Выходы задатчика 13 соединены с установочными входами блока 2 опроса датчиков, компаратора 7. дискриминатора 4, коммутатора 10, блока 11 управления и счетчика 12. Выход устройства 8 выборки-хранения, второй выход блока 2 опроса датчиков, а также выходы информационного 5 и раз0 ностного б блоков связаны с блоком 14 индикации.

Блок 2 опроса датчиков служит для выполнения следующих функций: поочередное подключение информационных входов

5 (с которыми соединены выходы датчиков 1 расхода семян) к своему первому выходу (входу интегратора 3) по командам, поступающим на синхронизирующий вход блока 2 опроса датчиков с второго выхода блока 11

0 управления; подключение любого из датчиков 1 расхода семян (номер которого задается при помощи задатчика 13 на установочном входе) к первому выходу блока 2 опроса датчиков; формирования на сво5 ем втором выходе номера канала, в котором расход семян стал меньше установленного минимального порогового значения.

Блок 2 опроса датчиков снабжен информационными входами (количество которых

0 может быть п) а также установочным, управляющим и синхронизирующим входами и имеет два выхода: первый выход подключен к входу интегратора 3, а второй выход соединен с блоком 14 индикации.

5Блок 2 опроса датчиков (фиг. 2) состоит

из коммутаторов 15, счетчика 16, дешифратора 17, регистра 18 памяти и дешифратора 19. Коммутаторы 15 управляющими входами соединены с выходом дешифратора 17, а

0 выходы коммутаторов 15 соединены между собой и образуют первый выход блока 2 опроса датчиков. Второй выход блока 2 опроса датчиков является выходом дешифратора 19, вход которого соединен с выходом

5 регистра 18 памяти. Выход счетчика 16 подключен к входу дешифратора 17 и к цифровому входу регистра 18 памяти. Последний снабжен управляющим и синхронизирующим входами, являющимися соответствен0 но управляющим и синхронизирующим входами блока 2 опроса датчиков. Синхронизирующий вход блока 2 опроса датчиков соединен также со счетным входом счетчика 16, а управляющий (установочный) вход

5 счетчика 16 является установочным входом блока 2 опроса датчиков.

Интегратор 3 выполнен в виде интегрирующего преобразователя со сбросом. Дискриминатор 4 снабжен помимо информационного входа, соединенного с выходом

интегратора 3, двумя установочными входами, на которых при помощи задатчика 13 устанавливаются верхние и нижние пороговые значения напряжений (Ue и UH), пропорциональные массе семян, высеянных на элементарных участках контроля, длиной LK, а также управляющим входом, подключенным к второму выходу блока 11 управления.

Дискриминатор А предназначен для сравнения каждого 1-го значения контролируемого параметра (напряжения Ug на выходе интегратора 3) с границами поля допуска и формирования в результате сравнения на одном из трех выходов сигнала уровня логической единицы. Если контролируемый параметр находится в заданном поле допуска, то сигнал (импульс) уровня логической единицы появляется на первом выходе дискриминатора 4, соединенном с входом информационного блока 5. Если контролируемый параметр находится ниже или выше поля допуска, то импульс уровня логической единицы появляется, соответственно, на втором или третьем выходе диск- риминатора А, которые подключены к входам разностного блока 6.

Информационный блок 5 служит для определения оценки вероятности Рд нахождения контролируемого параметра в поле допуска. Разностный блок б предназначен для формирования оценки Де , представляющей собой разность вероятностей пребывания контролируемого параметра выше верхней и ниже нижней границ поля допу- ска, а также для определения знака signAc направления смещения среднего фактического высева от заданной нормы высева.

Устройство 8 выборки-хранения предназначено для запоминания значения на- пряжения на выходе интегратора 3 в момент прихода на его управляющий вход 1-го импульса с первого выхода блока 11 управления и хранения этого напряжения до прихода (1+1)-го импульса (тип микросхем мы Кр 1100СК2).

Компаратор 7 предназначен для формирования на своем выходе импульса в случае, напряжение на выходе интегратора 3 меньше некоторого минимального допустимого порогового значения (Dm), которое устанавливается на установочном входе компаратора 7 при помощи задатчика 13. Совместно с блоком 2 опроса датчиков ком- паратор 7 выполняет функцию выявления канала, в котором высев или прекратился, или стал ниже границы поля допуска (его нижней границы).

Коммутатор 10 предназначен для подключения одного из датчиков 9 пути к входу блока 11 управления. Установка коммутатора 10 в требуемое состояние осуществляется путем подачи соответствующего сигнала от задатчика 13 на установочный вход коммутатора 10.

Блок 11 управления служит для формирования командных импульсов после прохождения сеялкой элементарного контрольного участка длиной I метров ( 15м).

Счетчик 12 предназначен для подсчета числа элементарных контрольных участков и формирования на выходе импульса при раренстве общего числа элементарных контрольных участков заданному значению п. Число п и длина I элементарного контрольного участка устанавливаются на установоч- ных входах счетчика 12 и блока 11 управления при помощи задатчика 13.

Блок 11 управления предназначен для формирования командных импульсов после прохождения сеялкой элементарных контрольных участков длиной I. Информационный вход блока 11 подключен через коммутатор 10 к выходу датчика 9 пути, а установочный вход,-предназначенный для установки длины I элементарного контроль- ного°участка, - к выходу задатчика 13. Первый вход блока 11 управления подключен к управляющим входам интегратора 3, устройства 8 выборки-хранения и синхронизирующему входу блока 2 опроса датчиков, а второй его выход соединен с управляющим входом дискриминатора 4 и информационным входом счетчика 12.

Блок 11 (фиг. 4) состоит из счетчика 20, схемы 21 сравнения, вход которой соединен с выходом счетчика 20. а выход подключен к цепи, состоящей из формирователя 22, триггера 23 и схемы И 24. Выход схемы 21 сравнения является первым выходом блока 11 управления, а выход схемы И 24 - вторым выходом блока управления.

На выходе блока 21 в процессе работы формируются импульсы через интервалы пути длиной I. После появления первого импульса на первом выходе блока 11 (выходе схемы 21) устройство подготавливается к работе (производится подключение соответствующего канала, сброс интегратора). При этом формирователь 22 формирует на своем выходе импульс по заднему фронту выходного импульса схемы 21. В связи с этим триггер 23, установленный в начальный момент (после включения схемы) в нулевое состояние, переходит в состояние уровня логической 1 с некоторой задержкой. Поэтому на выходе схемы И 24 при

появлении первого импульса на выходе схемы 21, который подается также на один из входов схемы И 24, сохраняется напряжение нулевого уровня (сигнал отсутствует).

При появлении второго импульса на выходе схемы 21 на выходе схемы И 24 (втором выходе блока 11 управления) появляется положительный импульс, так как к моменту появления второголмпульса на выходе схемы 21 на выходе триггера 23 появилось напряжение высокого уровня ( 1).

Таким образом на втором выходе блока 11, как и на первом его выходе, формируются импульсы через промежутки времени, соответствующие прохождению сеялкой интервалов пути длиной I. Однако на втором выходе блока 11 не появляется только первый импульс с выхода схемы 21. Цепь, состоящая из блоков 22-24 и предназначена для того, чтобы пропустить на второй выход блока 11 все импульсы с выхода схемы 21 за исключением первого импульса. Это предусмотрено для того, чтобы производить в дискриминаторе 4 оценку состояния интегратора, начиная со второго импульса с выхода схемы 21 (т.е, по окончании первого элементарного участка длиной I, а также для того, чтобы на вход счетчика 1, подсчитывающего число элементарных участков длиной I, поступала информация о количестве таких участков.

Устройство работает следующим образом.

Перед работой при помощи задатчика 13 на установочных входах дискриминатора 4 устанавливаются пороговые значения напряжений UB, UH: на установочном входе компаратора 7 - минимально допустимое напряжение Umin; на установочных входах блока 11 управления и счетчика 12 - соответственно значение длины I элементарного контрольного участка и числа п контрольных участков. Коммутатор 10 устанавливается в одно из состояний, при котором один из датчиков 9 пути подключается к входу блока управления,

Устройство имеет два режима работы: режим контроля одного выбранного канала и режим контроля всех каналов.

Контроль расхода семян в каналах может осуществляться на месте (в этом случае высев семян осуществляется путем прокручивания одного из колес сеялки) или при движении сеялки. Принцип работы устройства в обоих случаях одинаков.

Для работы в первом режиме на установочном входе блока 2 опроса датчиков (счетчика 16) устанавливается код N-NI. При посеве сигнал с выхода датчика 9 пути поступает нз вход блока 11 управления. На

выходе блока 11 управления при прохождении сеялкой каждого участка пути длиной I формируются командные импульсы. При по- ставлении первого импульса с выхода блока

11 управления на счетный вход счетчика 16 (синхронизирующий вход блока 2 опроса датчиков) на выходе счетчика 16 образуется код установленного номера канала Ni. При этом на выходе дешифратора 17, соединенном с управляющим входом соответствующего коммутатора 15 (Ki), формируется управляющий сигнал, в результате чего выход i-ro датчика 1 расхода семян подключается к входу интегратора 3. Командными

импульсами от блока 11 управления осуществляются также запуск устройства 8 выборки-хранения и обнуление интегратора 3. Далее интегратор 3 интегрирует поступающий на его информационный вход сигнал с

выхода датчика 1 расхода семян. При появлении следующего командного импульса накопленное на выходе интегратора 3 напряжение регистрируется в блоке 14 индикации, а в дискриминаторе 4 производится

сравнение накопленного на выходе интегратора 3 напряжения, п0опорционального массе семян на участке I с заданными границами поля допуска. Если значение контролируемой величины превышает верхнюю

границу (или меньше нижней границы) поля допуска, то на втором (или третьем) выходе дискриминатора 4 появляется сигнал уровня логической единицы ( 1), который поступает на соответствующий информационный

вход разностного блока 6, где осуществляется их суммирование. Если значение контролируемой величины находится выше нижней и ниже верхней границы поля допуска, то на первом выходе дискриминатора 4

появляется единичный импульс, поступающий на информационный вход информационного блока 5, в котором осуществляется их подсчет.

После запуска устройства 8 выборки- хранения и дискриминатора 4 производится обнуление интегратора 3 и указанный процесс повторяется. При проезде сеялкой контрольного участка пути L (100 м),

0 задаваемого на счетчике 12, на его выходе вырабатывается сигнал, поступающий на управляющие входы информационного блока 5 и разностного блока 6, в результате чего на выходах этих блоков формируются соот5 ветствующие оценки Рд( Дг ), sign Де , которые выводятся на блок 14 индикации. По показаниям блока 14 индикации оператор определяет по графику (фиг. 3), построенному по аналитическим зависимостям, положение среднего значения фактической

нормы высева относительно заданного поля допуска.

Наличие в схеме устройства 8 выборки- хранения позволяет повысить оперативность контроля. Действительно, индикатор 14 (например, стрелочный вольтметр), подключенный к выходу устройства 8 выборки-хранения, позволяет повысить оперативность контроля. Действительно, индикатор 14 подключенный к выходу устройства 8 вы- борки-хранения, регистрирует последовательно значения напряжения на выходе интегратора 3, накопленные на каждом участке длиной I. На индикаторе напряжения обозначен сектор допускаемых значений. Поэтому, если стрелка вольтметра находится в процессе измерений вне указанного сектора, то следует остановить агрегат, не дожидаясь окончания прохода сеялкой всего контрольного участка длиной L и произ- вести поднастройку данного канала.

Для работы на втором режиме на установочном входе блока 2 опроса датчиков (счетчик 16) устанавливается код N-N0. При поступлении командных импульсов с выхо- да блока 11 управления на счетный вход счетчика 16 на выходе последнего формируются последовательно (с приходом каждого очередного импульса) коды всех каналов. При этом при помощи дешифратора 17 про- изводится поочередное подключение датчиков 1 расхода семян к входу интегратора 3. В этом режиме получение информации на выходах информационного блока 5, разностного блока 6 и устройства 8 выборки-хра- нения производится аналогично указанному.

Если в процессе работы в одном из каналов расход семян стал меньше минимально допустимого уровня, то на выходе компаратора 7 формируется сигнал, поступающий на управляющий вход блока 2 опроса датчиков (т.е. на управляющий вход регистра 18 памяти). При наличии командного импульса на синхронизирующем входе блока 2 опроса датчиков информация о номере канала, в котором произошло существенное уменьшение уровня расхода семян, переписывается в регистр 18 памяти, преоб- р зуется дешифратором 19 и выводится на блок 14 индикации.

При проезде сеялкой контрольного участка пути длиной L на выходах информационного блока 5 и разностного блока 6 формируются оценки Р ( Де ), sign АЈ, которые выводятся на блок 14 информации (индикации). При этом полученные оценки характеризуют качество работы сеялки в целому не одного канала (как в первом режиме)..

Если, например системой контроля установлено, что Рд - 0,5, a Af 0,12 (см. фиг. 2, точка 1), то требуется произвести поднастройку сеялки (регулировкой длины рабочей части катушки) с учетом знака отклонения Ае (signAf ) В результате под- настройки должно уменьшиться значение и увеличится Рд Пусть в результате контроля Рд 0,7, a A f 0,06 (см. точка 2, фиг. 3). Положение точки 2 указывает на то, что среднее значение фактической нормы высева семян находится в допускаемых пределах и дальнейшую поднастройку производить не нужно.

Формула изобретения 1. Устройство для настройки и контроля работы сеялки, включающее п датчиков расхода семян, первый датчик пути, первый за- датчик, соединенный с установочными входами блока управления, первого счетчика и дискриминатора, блок управления, свя- занный с управляющими входами интегратора и первого счетчика, при этом выход последнего связан с управляющими входами разностного и информационного блока и дискриминатора, связанного выходами с информационными входами разностного и информационного блоков, выходы которых подключены к соответствующим входам блока индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и оперативности контроля высева и расширения функциональных возможностей устройства, оно снабжено блоком опроса датчиков, вторым датчиком пути, компаратором, коммутатором и блоком выборки- хранения, при этом информационные входы блока опроса датчиков подключены к выходам датчиков расхода семян, а датчики пути через коммутатор связаны с входом блока управления, при этом -компаратор установочным входом подключен к задатчику, а первым и вторым выходами - соответственно к управляющему входу блока опроса датчиков и к объединенным информационным входам дискриминатора и блока выборки- хранения, управляющий гход которого совмещен с синхронизирующим входом интегратора, связанного информационным входом с первым выходом блока опроса датчиков, причем второй выход последнего и выход блока выборки-хранения подключены к соответствующим входам блока индикации, при этом выход задатчика соединен с установочным входом коммутатора и соответствующим входом блока опроса датчиков.

2. Устройство поп 1, отличающееся тем, что блок опроса датчиков снабжен

дополнительными коммутаторами по числу датчиков расхода семян, двумя дешифраторами, вторым счетчиком и регистром памяти, причем управляющие входы дополнительных коммутаторов соединены с выходом первого дешифратора, а выходы дополнительных коммутаторов совмещены с первым входом интегратора, при этом выход второго счетчика связан с входом первого дешифратора и цифровым входом регистра памяти, выход которого через второй дешифратор соединен с входом блока индикации, при этом установочный вход второго счетчика связан.с задатчиком, а счетный вход второго счетчика и синхронизирующий вход регистра памяти объединены и подключены к блоку управления, причем управляющий вход регистра памяти со.- единен с входом компаратора.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления снабжен соединенными последовательно третьим счетчиком, схемой сравнения, формирователем, триггером и элементом И, при этом

вход третьего счетчика соединен с выходом коммутатора, второй вход схемы сравнения связан с задатчиком, а выход схемы сравнения совмещен с вторым входом элемента И и подключен к управляющему входу интегратора, при этом выход элемента И связан с управляющим входом первого счетчика.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам, осуществляющим посев сельскохозяйственных культур, и может быть использовано для контроля нормы высева и настройки сеялок. Цель изобретения - повышение точности и оперативности контроля высева и расширение функциональных возможностей устройства. Каждый высевающий аппарат сеялки снабжен датчиком 1 расхода семян, а устройство - вторым датчиком 9 пути. Кроме того, устройство содержит блок 2 опроса датчиков 1 расхода семян, интегратор 3, дискриминатор 4, информационный блок 5 и разностный блок 6. Задатчик 13 соединен с коммутатором 10, вход которого связан с датчиками 9 пути, блоком 11 управления, компаратором 7, устройством 8 выборки-хранения и счетчиком 12. Блок 14 индикации отражает полученную информацию. Повышение точности контроля достигается за счет того, что контроль нормы высева осуществляется одновременно по всем каналам, а пройденный путь фиксируется двумя датчиками 9 пути. Наличие устройства 8 выборки-хранения позволяет повысить оперативность контроля. Введение компаратора 7 расширяет функциональные возможности устройства за счет одновременного контроля нормы высева и наличия высева семян. 3 ил.

Фиг. 2

IAEI

ОЭ

0.2

0,1

О

0,2 о+ о,б о,В Рлн Фиг. з

Фиг.