Устройство для обработки почвы в рядах растений Советский патент 1993 года по МПК A01B39/16 

Фиг.

Изобретение относиться к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к машинам для обработки почвы в рядах многолетних насаждений.

Известно устройство для обработки почвы в рядах растений, содержащее раму, на которой смонтированы рабочий орган, установленный посредством держателя с возможностью угловых колебаний вокруг вертикальной оси, и расположенный впереди рабрчего органа копирующий щуп; несущий кшорЬ гЪ ЖарЙйрно соединен с закрепленным на держателе рабочего органа кронштейном и дополнительно связан с этим держателем пружиной, а также гидравлическая система управления рабочим органом, имеющая гйдр оцилиндр и гидрораспределитель в виде корпуса с размещен- ным в нем запорно-регулирующим элементом, причем последний кинематически связан с копирующим щупом, а корпус гйдрбрас;прёдёлителя поср.едс тёбй .. жёСткб- го элемента соединен с рабочим органом. В качестве запорно-регулирующего элемента могут быть использованы золотник гидро- распрёдёлителя, запорнО-регулирующий з л е мент п р е д о х ран и f е л ь нГ6Т tf к л a ffa и а; плунжер регулируемого дросселя. .Кинематическая связь копирующего щупа с ззпор- нЬ-рёгул ирую щйм элементом выполнена в виде пары винт-гайка, :, . Недостатком такого устройства является невысокое качество Ьбработкй Шра жа1 ющееся в большой необработанной зоне почвы вокруг растений, из-за низкой чувст- вительност-и Системы управления имеющий в процессе срабётыванй я промежуток времени, когда гидроцйлиндр не реагирует на смещение копирующего щупа. При этом повышение чувствительности системы управления, например, за счет применения гй Йрораспределйтеля с нулевым перекрытием запорно-рёгулйрующёгб элемента, ограничивается срабатывай ия системы от .встречи щупа со случайным препятствием или of вибрации устройствага также дополнительной опасностью возникновения автоколебательного режима рабдты сист ём ы. Этот Недостаток усиливаетсяГтШжё неодинаковой чувствительностью копирующего щупа по его рабочей длине, так как он при взаимодействий с р а стёнйем поворачивается только за счет нормальной составляющей усилия взаимодействия и поэтому чем ближе точка контакта щупа со штамбом расте- InVfl к точке закрепления щупа на запорно-регулирующем элементе гидрораспределителя, тем быстрее сработает система управления, но и тем больше усилие воздействия щупа на штамб растения. Чтобы избежать повреждения растений устанавливают большую, защитную зону, рассчитанную худший вариант работы при котором растение контактирует с точкой щупа, близко расположенной к точке его закрепления. Тем самым фактически снижают чувствительность системы управления.

Цель изобретения - повышение качест-. ва обработки почвы путем уменьшения раз0 меров необработанной около растений зоны за счёт усиления сигнала на ввод рабо- -чего органа в ряд и вывод его из ряда в результате одновременного перемещения друг относительно дуга корпуса и запорно5 регулирующего элемента системы управления при взаимодействии копирующего щупа с растением.

Это достигается тем, что кронштейн, соединяющий несущий элемент щупа с держа0 телем рабочего органа, выполнен в виде двух шарнирно связанных звеньев, при этом звено, соединенное с несущим элементом щупа выполнено в виде двуплечёго рычага. Элемент, соединяющий корпус

5 гидрораспределителя с держателем рабочего органа, жестко закреплен на одном из Ллеч указан ного рычага, а другое плечо последнего связано с держателем рабочего органа посредством.пружины. Звено крон0 штейна, соединенное с держателем рабочего органа,. снабжено упором, расположенным между шарниром, связыва- юшГйм Звенья упомянутого кронштейна, и :: копирующим щупом.

5Нижняя часть шарнира, связывающего звенья кронштейна, расположена со смещением вперед fio направлению движения устройства, благодаря чему обеспечивается копирование штамбов растений по вертика0 лис корректировкой величины управляющего сигнала в соответствии с величиной отклонения штамбов растений от вертикали. Плечо рычага, соединённое с несущим элементом щупа, выполнено в виде гори5 зонтальнб расположённой пластинчатой пружины, благодаря чему обеспечивается возможность демпфирования колебаний щупа, возникающее в процессе работы, а также во зможность копирования щупом по

0 вертикали случайных препятствий (например, камней, глыб почвы и т.п.) без подачи сигнала на вывод рабочего органа.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - устройство для

5 обработки почвы в двух рядах растений, вид сверху; на фиг.З - то же, .

Устройство состоит из рабочего органа 1, выполненного в виде асимметричной поворотной лапы, снабженной держателем 2, установленным во втулках рамы 3 с возможностью угловых колебаний и дополнительно соединенным с рамой гидроцилиндром 4. Впереди рабочего органа расположен копирующий щуп 5, соединенный шарнирно с закрепленным на держателе 2 кронштейном, состоящим из двух звеньев, соединенных между собой шарниром 6. Одно из звеньев этого кронштейна выполнено в виде двуплечего рычага, к одному плечу 7 которого присоединены корпус 8 гидрораспределителя и гайка 9, а его второе плечо 10 связано с держателем 2 пружиной 11. В гайке 9 размещен винт 12, верхний конец которого соединен с плунжером 13 гйдрораспределителя, а нижний - с копирующим щупом 5. Второе звено указанного кронштейна закреплено на держателе 2 и снабжено упором 15, расположенным между шарниром 6 и копирующим щупом 5, прижатым к этому упору пружиной 16, закрепленной на держателе 2.

На раме 3 закреплен регулируемый ограничитель 17 выдвижения щупа 5 в ряд растений, а на держателе 2 - ограничитель 18 перемещения плеча 7 двуплечего рычага в сторону обрабатываемого ряда растений.

Напорная гидромагистраль-19 соедмке- на с поршневой полостью гидроцилиндра 3 и корпусом гидрораспределителя, а сливная гидромагистраль 20 - со штоковой полостью гидроцилиндра и корпусом гидрораспределителя.

Вариант конструктивного выполнения устройства для обработки почвы в двух ря дах виноградников приведен на фиг.2 и 3, где рабочие органы шарнирно присоединены к раме посредством продольных брусьев 21, при этом, каждая пара рабочих органов соединена поперечным брусом 22. образуя таким образом параллелограммную: секцию. Гидроцилиндры 4 присоединены шарнирно к периферийным продольным брусьям 21 и управляют.каждый своей па- раллелограммной секцией рабочих органов, подводя ее к соответствующему ряду или отводя ее от этого ряда по сигналам систе мы управления, присоединенной к стойке периферийного рабочего органа и содержащей корпус 8 гидрораспределителя и его плунжер 13, соединенный с двупле- чим копирующим щупом 5.Ограничитель 17 выдвижения щупа в ряд растений в этом варианте закреплен на продольном брусе 21,,

Гидрораспределитель может быть заменён регулируемым клапаном или регулируе- мым гидравлическим дросселем с достаточно большим диапазоном регулиро вания.

Устройство для обработки почвы в рядах растений работает следующим образом. При движении лапы рабочего органа 1 в ряду растений щуп 5 встречает штамб рас- 5 тений и отклоняется от своего исходного положения, растягивая пружину 16. Одновременно под действием касательного усилия взаимодействия щупа с растением плечо 7 двуплечего рычага отклоняется в

0 сторону от ряда к средине междурядья, растягивая при этом пружину 11. В результате этих двух движений плунжер 13 гидрораспределителя вращается в одну сторону, а корпус - в другую, поэтому напорная

5 магистраль 19 быстро соединяется со сливной магистралью 20. При этом давление жидкости в поршневой полости гидроцилиндра 4 резко падает и лапа рабочего органа 1 под действием технологического

0 сопротивления почвы поворачивается, отклоняясь в сторону междурядья и выдавливая жидкость из штоковой полости гидроцилиндра 4 в сливную магистраль 20 до тех пор, пока угол между щупом 5 и пле5. чом 7 не восстановится до исходной величи- ны. Это произойдет после того, как щуп прекратит движение в сторону мёжду яды: и обойдет штамб растений. А

В процессе отклонения щупа от исход0 ного положения благодаря тому, что нижняя

часть шарнира 6 отклонена от вертикали

вперед по ходу движения, высота располо жения щупа над горизонтом уменьшается,

. то есть он одновременно И поворачивается

5 и опускается, тем самым корректируя сигнал в зависимости от наклона штамба растения (замедляя или ускоряя вывод лапы из ряда).

После соскальзывания щупа со штамба

0 растения пружины 16 и 11 возвращают соответственно, щуп 5 и плечо 7 двуплечего рычага в исходное положение до тех пор, пока плечо 10 двуплечего рычага войдет в контакте ограничителем 18, а упор 15 звена

5 14 войдет в контакт со щупом 5. При этом плунжер 13 гидрораспределителя переместится в обратную Сторону и отсоединит напорную магистраль 19 от сливной 20, благодаря чему жидкость под давлением на0 чнет поступать в поршневую полость гидроцилиндра 4, который повернет рабочий орган 1, вводя при этом лапу в обрабатываемый ряд. Это движение будет происходить до тех пор, пока щуп не упрется в регулмру5 емый ограничитель 17 и, после поворота щупа на небольшой угол, плунжер 13 перекроет сливную магистраль 20, зафиксирован тем самым положение лапы в ряду.

Далее процесс работы устройства повторяется. При этом случайные препятствия

(камни, глыбы почвы и т.п.) копируются щупом в вертикальном направлении без подачи сигнала на тидрораспределитель благодаря тому, что плечо 7 рычага выполнено в виде горизонтально расположенной пластинчатой пружины, обеспечивающей также демпфирование колебаний щупа 5 и предупреждающей тем самым возникновение автоколебаний в системе управления рабочим органом. Чувствительность системы управления и усилие ВОЗДСЙСТЁИЯ щупа на штамб растения регулируется натяжкой.пружин 11 и 16.

При установке на плече 7 регулируемого дросселя вместо гидрораспределителя копирующий щуп 5, обходя штамб растения, воздействует на плунжер дросселя. Отклоняясь в сторону междурядия, щуп выдвигает плунжер дросселя из корпуса, значительно уменьшая сопротивление дросселя, в результате чего жидкость свободно перетека- ет.из напорной магистрали 19 в сливную 20. Давление в поршневой полости гидроцилиндра падает и рабочего органа под действием технологического сопротивления почвы выходит из ряда в междурядье. Наоборот, отклоняясь в сторону ряда растений щуп вдвигает плунжер дросселя в корпус, значительно увеличивая сопротивление дросселя. В результате этого жидкость под давлением поступает в поршневую полость цилиндра, а избыток ее - через дроссель в сливную магистраль гидросистемы базового шасси. Гидроцилиндр при этом вводит лапу рабочего органа в ряд. .

Работа устройства, приведенного на фиг.2 и 3, отличается от вышеонисанногЬ тем, что гидроцилиндр 4 по сигналу копирующего щупа 5 перемещает всю парэллелог- раммную секцию, содержащую два продольных бруса 21, два рабочих органа 1 и поперечный брус 22, причем периферийного рабочего органа входит в ряд и ёыходит из него не в результате поворота, а в результате плоскопараллёльного перемещения вместе с параллелограммной секцией.

Так как управляющим сигналом управления является изменение взаимного относительного положения копирующего Щупа и рабочего органа, то любому перемещению копирующего щупа будет соответствовать по млйчине и исправлению перемещению рабочего органа, т.е. обеспечивается обратная связь между движением рабочего органа и копирующего щупа.

В рамках настоящего изобретения воз- можны варианты выполнения отдельных элементов заявляемого орудия, например:

применение поворотных гидрораспределителей, например, крановых или с плоскими золотниками, и соединение копирующего щупа непосредственно с плунжером (золотником); применение гидрораспределителей с подачей управляющего сигнала на движение рабочего органа в ряд и из ряда давлением рабочей жидкости и др. ... Формула изобретения

1. Устройство для обработки почвы в рядах растений, содержащее раму на которой смонтированы рабочий орган, установленный посредством держателя с возможностью угловых колебаний вокруг

вертикальной оси, и расположенный впереди рабочего органа копирующий щуп, несущий элемент которого шарнирно соединен с закрепленным на держателе рабочего органа кронштейном и дополнительно связан с

этим держателем пружиной, а также гидравлическая система управления рабочим органом, имеющая :гйДроЦи/гйНдр йч г.идрораспределитель в виде корпуса с размещенным в нем запорно-регулируюшим

элементом, причем последний кинематически связан с копирующим щупом, а корпус гидрораспределителя посредством жесткого элемента соединен с рабочим органом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

повышения качества обработки почвы путем уменьшения размеров необработанной около растений зоны, кронштейн, соединяющий несущий элемент щупа с держателем рабочего органа, выполнен в виде двух шарнирно связанных звеньев, при этом звено соединено с несущим элементом щупа, вы- пйл нёно в в й де Двуплечёго рычага, элемент, соединяющий корпус гидрораспределителя с держателем рабочего органа, жестко закреплен на одном из плеч указанного рыча га, причем другое плечо последнего связано

с держателем рабочего органа посредством

пружины, а звено кронштейна, соединённое

с держателем рабочего органа, снабжено

упором, расположенным между шарниром, связывающим звенья упомянутого кронштейна, и копирующим щупом.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что нижняя часть шарнира, связы- вающего звенья кронштейна, соединяющего копирующий щуп с рабочим органом, расположена со смещением вперед по направлению движения устройства.

3. Устройство по п. 1, отличаю щ е е- с я тем, что соединенное с несущим элементом щупа плечо рычага выполнено в виде горизонтально расположенной пластинчатой пружины.

Использование: обработка почвы в рядах многолетних насаждений. Существо изобретения: гидроуправляемый от щупа 5 рабочий орган 1, поворотный вокруг вертикальной оси, действует синхронно с щупом Б по принципу обратной связи. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.