Система сбора и транспортировки яиц Советский патент 1993 года по МПК A01K43/00 G06M7/00 

(/)

С

Использование: птицеводство и может быть применено в автоматических линиях обработки яиц. Сущность изобретения: система включает сообщенный с приемником 2 яиц магистральный и подающий яйцесбо- рочные транспортеры 1 и 5, снабженные приводами, управляющие входы которых связаны с выходом блока 4 управления. При этом система дополнительно оснащена датчиками яиц, регуляторами 8 сброса яиц и регулятором 9 потока яиц. Система позволяет за счет поочередного отключения приводов подающих яйцесборочных транспортеров 5 обеспечить регулирование плотности потока яиц на магистральном транспортере 1, что дает возможность снизить степень боя и насечки яиц в процессе их сбора и транспортировки. 2 з.п.ф- лы, 4 ил.

XI оо О

ел

СА)

&г7 /

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к птицеводству, и может быть использовано в автоматических линиях для сбора и транспортировки яиц.

Современное промышленное птице- водство характеризуется непрерывностью технологического процесса получения промышленных яиц: производство яиц в клеточ- ных батареях, сбор яиц при помощи ленточных клеточных транспортеров (шири- на 11 см), сброс яиц на магистральный лен- точный яйцесборочный транспортер (ширина 40 или 50 см), подача яиц на приемник яйцесортировальной машины, обработка яиц и их сортировка по весовым категориям, укладка яиц в прокладки.

Наиболее трудоемкими процессами являются обработка, сортировка и укладка яиц, поэтому, как правило, производительность яйцесортировальной машины уста- навливается по значению средней яйценоскости промышленного стада птицы. Отсюда следует, что в периоды максимальной яйценоскости возникав , ,,.,,-оди- мость регулирования потока яиц, подаваемого на приемник яйцесортировальной машины. Современное производство характеризуется ручным регулированием потока, когда оператор последовательно включает и выключает двига- тели приводов транспортеров клеточных батарей. Такое регулирование является весьма несовершенным, т.к. оно приводит к недогрузке яйцесортировальной машины либо к скапливанию яиц у приемника этой машины, что резко увеличивает бой и насечку яиц.

Известны предложения по созданию устройств автоматического управления яйцес- борочным транспортером, которые содержат магистральный яйцесборочный транспортер с регулируемым приводом и блок управления этим приводом. Такие автоматические линии обладают двумя существенными недостатками:

1) регулируемый привод должен включать е себя либо двигатель с регулируемой частотой вращения ротора (например, двигатель постоянного тока), либо редуктор с плавным изменением коэффициента редук- ции, что технически сложно реализуемо;

2) существующие магистральные яйцес- борочные транспортеры используют ленту шириной не более 50 см, что явно недостаточно для демпфирования потока яиц в пе- риод максимальной яйценоскости,

Вот почему предлагаемые решения по построению устройств автоматического управления яйцесборочным магистральным транспортером не нашли практического

применения на отечественных птицефабриках.

Известны также предложения по созданию управляемых конвейерных систем, использующих метод релейного управления подпотоками компонентов, образующих суммарный поток с заданными характеристиками. Предлагаются также методы минимизации объема промежуточных демпфирующих станций, обеспечивающих стабилизацию суммарного потока при известных параметрах возмущающих воздействий. К сожалению, эти предложения не могут быть напрямую использованы для создания автоматических линий сбора и транспортировки яиц по следующим причинам:

1) яйцо является хрупким предметом, не допускающим статических и динамических перегрузок

2) автоматическая линия транспортировки яиц является однокомпонентным конвейером;

3) предположения основаны на качественных рассуждениях, в них отсутствует строгое математическое обоснование.

В качестве прототипа воспользуемся линией для сбора и транспортировки яиц с ручным управлением. Использовать в качестве прототипа другие устройства не представляется возможным, поскольку в них управление потоком яиц на магистральном транспортере ограничивается регулируемым приводом самого магистрального транспортера и исключает регулирование транспортеров клеточных батарей.

Известна линия для сбора и транспортировки яиц, содержащая сообщенный с приемником яиц магистральный и N подающих яйцесборочных транспортеров, снабженных приводами, управляющие входы которых подключены к соответствующим выходам блока управления.

Недостатком известной линии является низкая точность регулирования потока яиц 1 магистрального яйцесборочного транспортера, что приводит к неравномерности загрузки яйцесортировальной машины, увеличению боя и насечки яиц.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных параметров системы за счет уменьшения вероятности боя и насечки яиц путем регулирования плотности потока яиц на магистральном яйцесбороч- ном транспортере.

Поставленная цель достигается тем, что система снабжена датчиками яиц на N подающих яйцесборочных транспортерах, N регуляторами сброса яиц и регулятором потока яиц, выходы которого подключены к

управляющим входам N регуляторов сброса яиц, информационные входы которых соединены с выходами датчиков яиц данного подающего яйцесборочного транспортера, а выходы связаны с входами блока управле- ния, а также выполнением регулятора сброса яиц в виде сумматора асинхронных импульсных последовательностей, информационные входы которого являются информационными входами регулятора сброса яиц, а выход связан со счетным входом декрементного счетчика, при этом управляющий вход последнего является управляющим входом регулятора сброса яиц, входы кода сброса соединены с набор- ным полем кода сброса, а выход связан с входом индикатора нуля счетчика, выход которого является выходом регулятора сброса яиц, и выполнением регулятора потока яиц в виде генератора постоянных задержек, N+1 выходы которого подключены к первым входам соответствующих генераторов переменных задержек, а вторые входы последних связаны с выходом генератора регулируемой частоты, при этом выход (N+1)-ro генератора переменной задержки подключен к входу генератора постоянных задержек, а выходы N генераторов переменной задержки являются выходами регулятора потока яиц.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленная система отличается от известной введением датчиков яиц на N подающих яйцесборочных транспортерах, N регуляторов сброса яиц и регу- лятора потока яиц, а также определенными связями между блоками. Наличие данных отличительных признаков от прототипа показывает, что заявленная система соответствует критерию Новизна.

Сравнение заявленного технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области не позволило выявить в них вышеуказанные отличительные признаки в каче- стве самостоятельных функциональных признаков, используемых в какой-либо другой совокупности признаков с достижением вышеуказанного положительного эффекта. Это позволяет сделать вывод о соответст- вии заявляемого технического решения критерию Существенные отличия.

На фиг.1 представлена блок-схема системы сбора и транспортировки яиц; на фиг.1 - блок-схема регулятора сброса яиц; на фиг.З - блок-схема регулятора потока яиц; на фиг.4 - диаграмма производительности яйцесборочных транспортеров.

Система содержит магистральный яйцесборочный транспортер 1 с приемником 2 яиц и двигателем 3 привода этого транспортера, соединенным с блоком 4 управления, подающие транспортеры 5 N клеточных батарей с датчика 6 яиц и двигателями 7 привода этих транспортеров, соединенными с блоком 4 управления, выход каждого датчика 6 яиц соединен с одним из информационных входов соответствующего регулятора 8 сброса яиц, управляющий вход регулятора 8 сброса яиц соединен с соответствующим выходом регулятора 9 потока яиц, выходы регуляторов 8 сброса яиц соединены с соответствующими входами блока 4 управления.

Регулятор 8 сброса яиц (см.фиг. 1) содержит сумматор 10 асинхронных импульсных последовательностей, информационнее входы которого соединены с выходами датчиков б яиц транспортеров 5 клеточных батарей, выход сумматора 10 асинхронных импульсных последовательностей соединен со счетным входом декрементного счет- чика 11, управляющий вход которого соединен с одним из выходов регулятора 9 потока яиц, входы кода сброса декрементного счетчика 11 соединены с наборным полем 12 кода сброса, выход декрементного счетчика 11 соединен с входом индикатора 13 нуля счетчика, выход которого является выходом регулятора 8 сброса яиц.

Регулятор 9 потока яиц (см.фиг.З) содержит генератор 14 постоянных задержек с одним входом и N+1 выходами, N+1 генераторов 15 переменной задержки с двумя входами и одним выходом и генератор 16 регулируемой частоты, причем каждый выход генератора 14 постоянных задержек соединен с одним из входов соответствующего генератора 15 переменной задержки, другой вход которого соединен с выходом генератора 16 регулируемой частоты, выход (N+1)-ro генератора 15 переменной задержки соединен с входом генератора 14 постоянных задержек, выходы N генераторов 15 переменной задержки являются выходами регулятора 9 потока яиц.

Система сбора и транспортировки яиц работает следующим образом.

Начинает работать система при подаче питания на все элементы системы и включении двигателя 3 привода магистрального транспортера 1. Регулятор 9 потока яиц последовательно, друг за другом, включает регуляторы 8 сброса яиц клеточных батарей, которые в свою очередь через блоки 4 управления включают двигатели 7 привода по- дающих транспортеров 5 клеточных батарей. В результате этих действий батареи начинают сбрасывать яйца на магистральный яйцесборочный транспортер 1. Регулятор 8 сброса яиц поддерживает сброс яиц с каждой из батарей до тех пор, пока батарея не сбросит строго определенное число яиц, после чего через блок 4 управления выключает двигатель 7 привода подающего транспортера 5 своей клеточной батареи. Подающие транспортеры 5 клеточной батареи останавливаются и сброс яиц прекращается. Количество сброшенных батареей яиц определяется требуемой плотно- стью потока яиц на магистральном яйцесборочном транспортере 1. Для того чтобы сброшенные с батареи яйца расположились на магистральном транспортере 1 равномерно, регулятор 9 потока яиц включает регуляторы 8 сброса яиц в строго определенные моменты времени, лежащие внутри некоторого периода регулирования потока яиц магистрального яйцесборочного транспортера 1. Изменение плотности потока яиц на магистральном яйцесборочном транспортере 1 осуществляется путем изменения периода регулирования: увеличение периода регулирования при постоянном сбросе яиц от батарей уменьшает плотность потока, уменьшение периода регулирования - увеличивает плотность потока.

На фиг.1 изображены подпотоки яиц, сброшенных с батарей, и суммарный поток яиц магистрального яйцесборочного транспортера 1. Поскольку в каждый момент времени либо прибавляется, либо вычитается подпоток только одной батареи, неравномерность плотности потока яиц магистрального яйцесборочного транспортера 1 не должна превышать плотности потока яиц одной батареи.

Регулятор 8 сброса яиц работает следующим образом.

Управляющий сигнал от регулятора 9 потока яиц записывает на декрементный счетчик 11 двоичный код, задаваемый наборным полем 12 кода сброса. Численный эквивалент кода сброса равен числу сбрасываемых с батареи яиц. Отличный от нуля код декрементного счетчика 11 формирует на индикаторе 13 нуля кода счетчика импульс, который через блок 4 управления включает двигатель 7 привода подающих транспортеров 5 клеточных батарей. Подающие транспортеры 5 клеточных батарей приводят в движение поток яиц, которые начинают просчитываться датчиками 6 яиц. Число датчиков для одной батареи варьируется от четырех до восьми. Числоимпульсный код датчиков 6 яиц суммируется на сумматоре 10 и подается на счетный вход декрементного счетчика 11. Уменьшение кода декрементного счетчика 11 происходит до тех

пор, пока число сброшенных яиц не сравняется с численным эквивалентом кода сброса и содержимое декрементного счетчика 11 не станет равным нулю. Индикатор 13 нуля

кода счетчика отреагирует на это прекращением генерации импульса включения двигателя 7 привода подающих транспортеров 5 клеточной батареи и сброс яиц с батареи прекратится,

0 Датчик 6 яиц клеточной батареи описан в авт. св. СССР М 1645980, сумматор 10 асинхронных числоимпульсных последовательностей - в книге Мельников Б.С. и Кондратьев P.M. Устройство суммирования

5 асинхронных импульсных последовательностей, - Радиоэлектроника, № 9, 1973, декрементный счетчик 11 собран на К155ИЕ7, индикатор 13 нуля кода счетчика - на цифровом компараторе К555СР1, наборное по0 ле 12 кода сброса представляет собой совокупность двухпозиционных переключателей.

Блок 4 управления содержит группу электромагнитных пускателей двигателей 3

5 и 7 привода магистрального транспортера 1 и подающих транспортеров 5 клеточных батарей, включаемых либо контактором ручного управления от кнопок ПУСК и СТОП (для магистрального транспортера 1), либо

0 подключенной параллельно контактору изолированной контактной парой электромагнитного реле, которое включается под воздействием выходного импульса регулятора 8 сброса яиц.

5Структура и принцип работы регулятора 9 потока яиц магистрального транспортера 1 основаны на следующих законах регулирования потоков.

Примем, что число батарей, обслужива0 емых автоматической линией для сбора и транспортировки яиц, равно N. Будем характеризовать батарею временем движения яйца от батареи до приемника яйцесортиро- вальной машины TQ. Совокупность этих ве5 личин определяется пространственной конфигурацией птицецеха. Расположим TD в возрастающем порядке: наименьшее TD соответствует ближайшей батарее, наибольшее - самой удаленной батарее. Зададимся периодом регулирования Т0 потока яиц плотностью По, который должен быть не меньше, чем время движения яйца от самой дальней батареи.

Рассмотрим наипростейший случай, когда все батареи идентичны и поэтому внутри периода регулирования сбрасывают одинаковое число яиц. В этом случае подпотоки яиц батарей будут располагаться равномерно и равноудаленно на магист0

5

ральном яйцесборочном транспортере 1, если приход этих подпотоков к приемнику яйцесортировальной машины будет осуществляться с интервалом T0/N.

Предположим, что все времена движения TQ одинаковы, тогда задержки включения регуляторов сброса батарей относительно начала периода регулирования должны быть пропорциональны номерам j этих батарей. Назовем эти задержки фазовыми задержками включения Гф

С учетом реальной конфигурации пти- цецеха, когда TQ отличаются друг от друга, задержка регулирования TPJ должна формироваться как разность между фазовой задержкой Гф и временем движения

% Гф;-г0г(2) В ряде случаев rpj может оказаться отрицательной. Выберем наибольшую из этих отрицательных задержек гр 0трмакси сформируем скорректированные задержки

Tpicopj Јф rDj + тРЬтрмакс- (3)

Теперь все задержки регулирования стали положительными и, следовательно, реализуемыми на регуляторе потока.

Для уменьшения плотности потока яиц на магистральном транспортере 1 период регулирования должен быть увеличен на некоторую величину AT, тогда плотность потока яиц станет равной

То

П П0

(4)

Т0 +АТ Для сохранения равномерности потока яиц все подпотоки клеточных батарей должны быть отодвинуты от начала периода регулирования на величину, пропорциональную номеру батареи. Теперь задержка регулирования для j-ой батареи равна

АТ(5)

fj - pKopj + (j - 1 )

N

Теория организации и регулирования потока яиц при разном (пропорциональном производительности) сбросе яиц с батарей приводит к тому же выражению (5), однако величины Тркор вычисляются сложнее, чем в случае равномерного сброса.

Таким образом, регулятор 9 потока яиц должен реализовывать (по числу батарей) выражение (5).

Регулятор 9 потока яиц работает следующим образом.

Генератор 14 постоянных задержек генерирует совокупность импульсов постоянных задержек, определяемых (3). Каждый из этих импульсов поступает на один из входов соответствующего генератора 15 перемен

ной задержки, выходной импульс которого задерживается еще на 0 - 1) -гг- (см.(5)).

Последний генератор 15 переменной задер- 5 жки запускается импульсом от генератора 14 постоянных задержек с гркор Т0, задерживает этот импульс на AT и вновь запускает генератор 14 постоянных задержек. Для варьирования А Т используется генератор 10 16 регулируемой частоты.

Генератор 14 постоянных задержек включает в себя делитель частоты сети 50 Гц на К155ИЕ5 и двумерный дешифратор на

15 256 выходов, выполненный на К155ИДЗ и К155ЛАЗ. Из 256 выходов дешифратора используется не более N+1 (для реального пти- цецеха не более 33). Не исключено, что при определенной конфигурации птицецеха и

20 заданном периоде регулирования Т0 несколько генераторов переменной задержки будут подключены к одному и тому же выходу дешифратора.

Генератор 15 переменной задержки вы25 полнен по идеям построения регулятора 8 сброса яиц. Он включает в себя декремент- ный счетчик на К155ИЕ7, на который параллельный код (j-1) записывается при помощи импульса постоянной задержки от генера30 тора 14 постоянных задержек. Уменьшение содержимого декрементного счетчика происходит под воздействием импульсов генератора 16 регулируемой частоты. Достижение кодом счетчика нулевого значе35 ния блокирует поступление счетных импульсов и счет останавливается. Одновременно по сигналу индикатора нуля счетчика запускается генератор выходных импульсов на К155АП, который формирует

40 выходной сигнал регулятора 9 потока яиц. Генератор 15 переменной задержки, работающий на генератор 14 постоянных задержек, формирует свой выходной сигнал на индикаторе 13 нуля кода счетчика. Этот сиг45 нал приостанавливает работу делителя частоты 50 Гц на А Т, увеличивая тем самым период регулирования с Т0 до Т0 + А Т.

Генератор 16 регулируемой частоты выполнен в виде самовозбуждающегося

50 мультивибратора с коммутируемыми элементами времязадающей цепочки.

Таким образом, выполнение системы в соответствии с вышеизложенными принципами позволяет достичь по сравнению с

55 известными решениями следующих преимуществ:

Формула изобретения

тем, что регулятор сброса яиц выполнен в

0

подающие транспортеры клеточных батарей могут накапливать яйца без переполнения несколько суток.

25

30

35

40

45

тб

виде сумматора асинхронных импульсных последовательностей, информационные входы которого являются информационными входами регулятора сброса яиц, а выход связан со счетным входом декрементного счетчика, при этом управляющий вход последнего является управляющим входом регулятора сброса яиц, входы кода сброса соединены с наборным полем кода сброса, а выход связан с входом индикатора нуля счетчика, выход которого является выходом регулятора сброса яиц.

Фаг. 3