Устройство для измерения расстояния между растениями и подсчета их количества Советский патент 1993 года по МПК G01B7/14 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при испытаниях сельскохозяйственных машин, в частности, посевных.

Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено рейкой с металлическим покрытием, предназначенной для прокатывания по ней ролика, преобразовательный элемент выполнен в виде втулки с перфорированным фланцем, ролик выполнен в виде магнитного кольца с нанесенной по его наружному периметру резиновой лентой и охватывает втулку по наружной поверхности, заслонка установлена на оси фланца с возможностью поворота вокруг нее в плоскости перфорации, а упоры установлены симметрично относительно продольной оси заслонки.

Кроме того, устройство снабжено микропроцессором, регистром ввода информации в микропроцессор и регистром индикации микропроцессора.

На фиг. 1 представлена схема датчика; на фиг. 2 - его электрическая схема.

Устройство содержит датчик, состоящий из рукоятки 1, на верхний конец которой насажена резиновая втулка 2, кнопки 3, закрепленной на рукоятке, основания 4, на котором с помощью пальца 5 закреплен ролик, состояший из магнитного кольца 6 с наклеенной по наружному диаметру резиновой полосой 7, втулки 8 с перфорированным фланцем 9, шарикоподшипник 10, планки 11, свободно вращающейся на оси 12, обоймы 13 с размещенными в ней эле00

о

VI

J .

ментами фотооптронной пары информации

- светодиодом 14 и фотодиодом 15, а также оптопары реверса, светодиодом 16, фотодиодом 17, кожух 18,указательную стрелку 19 упоры 20. планку 21, рейку 22, формирователи сигналов оптопар информации 23, реверса 24, регистр информации 25, ОЗУ 26, регистр индикации 27, устройство индикации 28, кнопку 29 пуск микропроцессора, микропроцессор 30, переключатель формирователя адреса 31, триггер опыта 32, формирователь длительности 33, регистр адреса 34, логические элементы И 35,40,41, инверторы 37, 39, 78, переключатель режима 38, схему задержки 42, одновибраторы 43 - 48, устройство звукового сигнала 49, звуковую головку 50, кнопку реверса регистра адреса 51, триггер 52, кнопку сброса адреса 53, элементы цепи сброса регистра адреса 54, 56, кнопку выбора источника индикации 56, регистр индикации микропроцессора 57, кнопку вывода параметров 58, регистр 59 ввода информации в микропроцессор.

Датчик устроен следующим образом. В общем биде датчик представляет собой колесо с рукояткой, прокатываемое по рейке. На нижнем конце рукоятки 1 закреплено основание 4, на котором с помощью кольца 5 закреплен ролик, состоящий из магнитного кольца 6с наклеенной на наружной поверхности резиновой полоской 7, втулки с перфорированным фланцем (диском) 9.

Ролик вращается на шарикоподшипнике 10. В центре фланца 9 закреплена планка 11, которая свободно вращается на оси 12. На основании 11 установлена также обойма 13i в которой находится оптопара информации - светодиод 14 и1 фотодиод 15, а также оптопара реверса - светодиод 16 и фотодиод 17.

Ролик закреплен кожухом 18, на котором установлена указательная стрелка 19. Втулка 8 состоит из немагнитного материала, а планка 11 - из магнитного и прижата к, фланцу 9 магнитным полем кольца 6. Кроме того, планка 11 (именуемая в дальнейшем заслонкой оптопары реверса) имеет два упора 20.

Ролик прокатывается по железной полоске 21, которая закреплена на деревянной рейке 22.

Взаимодействие магнитного поля ролика с железной полоской на рейке не допускает проскальзывания по рейке при его

- перекатывании.что является необходимым условием для точного измерения расстояний.

Аналогично магнитное поле воздействует на заслонку реверса, прижимает ее к фланцу 94, увлекая за собой при вращении до встречи с одним из упоров 20. Устройство работает следующим образом.

Рейка 22 укладывается вдоль рядка на

удалении от растений на 8 - 10 см. На рейку

опускается ролик, и совмещается указатель0 мая стрелка с первым растением в рядке

(выбирается произвольно).

Кнопки управления должны быть в следующем положении:

- кнопка Адрес 31 в положении руч- 5 ной (отжата)

- кнопка Режим 38 в положении запись (отжата)

- кнопка Индикация 56 в положении классификатор.

0 Нажимается кнопка питания.

Нажимаются кнопки сброс адреса 53, что подготавливает (адресует) первую ячейку ОЗУ 26 для записи в нее информации. Нажимается кнопка Адр. + 1 3, разме5 щенная на рукоятке датчика. При этом происходит обнуление регистра информации 25 и в первую ячейку ОЗУ 26 запишутся нули. Начинают прокатывать датчик по рейке до следующего растения, до которого необ0 ходимо измерить расстояние. При этом с оптопары информации поступают импульсы на вход формирователя 23. где они усиливаются и формируются в сигналы прямоугольной формы, и поступают далее на счетный

5 вход регистра информации 25.

Идет счет импульсов и их накопление. При установке стрелки-указателя напротив растения вновь нажимают кнопку Адр. + ГЗ.

0 с прямого выхода триггера 32 снимается сигнал логического нуля, который поступает на один из входов логического элемента И 41, а на втором его входе присутствует постоянно сигнал логической еди5 ницы. С выхода элемента 41 сигнал Мг 4, пройдя схему задержки 42, предназначенную для устранения помех при .переходных процессах после включения кнопки, поступает на входы трех одновибраторов 43... 45.

0 с прямого выхода одновибратора 43 снимается сигнал логической 1, подаваемый на один из входов схемы логического элемента И - 35, а на второй его вход поступает сигнал логической 1, подаваемый на

5 один из входов схемы логического элемента И -35, а на второй его вход поступает сигнал логической 1 с нормально открытого контакта кнопки 38,

С выхода элемента 35 снимается сигнал логического О ЗП/ЧТ (запись -чтение), что

соответствует режиму записи в ячейки ОЗУ. С инверсного выхода одновибратора 43 сигнал логического О поступает на вход одно- вибратора 48, который срабатывает по заднему фронту и на выходе его вырабатывается короткий импульс логической 1 сброса информации в регистре 25, что подготавливает регистр к приему информации о величине интервала следующего измерения. Одновибратор 44 предназначен для выработки сигнала логической 1 для подачи на схему выработки звукового сигнала 49. Звуковой сигнал сопровождает каждое нажатие кнопки Адр. + 1.

С выхода одновибратора 45 снимается импульс логического О, запускающий задним фронтом одновибратор 46, с выхода которого сигнал логической 1 через инвертор 36 поступает на вход ВМ (выбор модуля) ОЗУ 26.

Сигнал ВМ через инвертор 37 запускает одновибратор 47, с выхода которого снимается короткий импульс логического О, поступающий на вход сброс информации регистра 27.

Наличие этого сигнала в режиме чтение позволяет выводить информацию из ячеек ОЗУ в регистр 27, откуда она поступает как на устройство индикации, так и на вход регистра ввода в микропроцессор 59.

С инверсного выхода триггера 32 импульс логической 1 поступает на вход формирователя 33, с выхода которого короткий отрицательный импульс, сформированный из переднего фронта сигнала триггера, поступает на счетный вход регистра адреса 34. При каждом нажатии кнопки 3 Адр. + Г содержимое регистра адреса 34 увеличивается на 1, что автоматически выбирает адрес следующей ячейки ОЗУ.

Двенадцать выходных шин регистра присоединены к выходным адресным шинам ОЗУ.

Для проверки правильности измерений расстояний между растениями и, соответственно, ввода информации в микропроцессор, необходимо кнопку 38 перевести в положение чтение.

В этом случае сигнал ЗП/ЧТ будет иметь сигнал логической 1, что соответствует режиму чтение информации из ОЗУ.

Далее необходимо нажать кнопку сброс адреса, что переводит адрес ОЗУ на первую ячейку, а кнопку индикация 56 перевести в положение классификатор, нажимая кнопку АДР. + 1 поочередно выводим информацию из каждой ячейки на индикацию.

Для ввода информации из ОЗУ в микропроцессор кнопку адрес поставить в положение МП (микропроцессор). Теперь на RS-входы триггера 32 будут воздействовать сигналы Рзп/чт в инвертированном и неинвертированном виде через нормально разо- 5 мкнутые контакты кнопки 31. Будут вырабатываться те же сигналы, что вырабатывались при нажатии кнопки 3 Адр. + 1. Ввод информации в микропроцессор осуществляется через буферный регистр ин0 формации 59 через порты РО - младший байт, Р1 - старший полубайт.

Ввод и обработка информации происходят под управлением программы, заложенной в ППЗУ микропроцессора,

5 После проведения опыта, необходимо ввести информацию в микропроцессор и обработать ее.

Запуск программ осуществляется нажатием кнопки пуск. При этом микропро0 цессор вырабатывает сигнал сброса счетчика команд на нулевой адрес, запускается программа, вырабатывается сигнал ЗП/ЧТ, имитирующий нажатие кнопки 3 Адр. + 1 (сигнал на CLP - сброс счетчика

5 команд).

После обработки информации кнопку Индикация перевести в положение МП и, нажимая кнопку Вывод, индикация поочередно выводить на устройство индикации

0 обработанную информацию.

Ввод информации в регистр 59, откуда она считывается в ОЗУ МП, осуществляется под управлением программы и стробируют- ся сигналом микропроцессора Р (чтение) на

5 входе регистра.

Сигналы частотой 100 Гц Р3п/чт выдаются с порта Р2 с одной из шин. Вывод информации из ОЗУ МП в регистр стробируется сигналом W (запись), вызываемым микро0 процессором.

Формула из обретения 1. Устройство для измерения расстояний между растениями и подсчета их количества, содержащее ролик, датчик угла

5 поворота ролика, включающий преобразовательный элемент и оптоэлектронные пары прямого и обратного хода ролика, заслонку и два упора, электронный блок обработки, блок оперативной памяти, регист0 ры информации и индикации, блок индикации и блок звуковой сигнализации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, оно снабжено рейкой с металли5 ческим покрытием, предназначенной для прокатывания по ней ролика, преобразовательный элемент выполнен в виде втулки с перфорированным фланцем, ролик выполнен в виде магнитного кольца с нанесенной по его наружному периметру ресиновой

лентой и охватывает втулку по наружной поверхности, заслонка установлена на оси фланца с возможностью поворота вокруг нее в плоскости перфорации, а упоры установлены симметрично относительно продольной оси заслонки.

2. Устройство по п. Т, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что оно снабжено микропроцессором, регистром ввода информации в микропроцессор, регистром индикации микропроцессора, кнопками Пуск микропроцессора, Вывод параметров и Индикация, входные шины данных регистра ввода информации микропроцессора соединены с выходными шинами в инверсном коде регистра индикации, а выходные шины - с входными шинами микропроцессора и регистра индикации микропроцессора,

вход записи регистра ввода информации микропроцессора соединен с выходом Чтение микропроцессора, вход Запись регистра индикации - с выходом Запись

микропроцессора, его выходные шины объединены с выходными шинами в прямом коде регистра индикации и подключены на вход блока индикации, нормально разомкнутый контакт кнопки Пуск микропроцессора соединен с его шиной Сброса, нормально разомкнутый контакт кнопки Вывод параметров соединен с шиной тестирования микропроцессора, нормально замкнутый контакт кнопки Индикация - с

входом выбора режима регистра индикации, выход Запись-чтение микропроцессора - с входом электронного блока обработки.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при измерении расстояний между растениями и подсчете их количества при испытаниях высевающих аппаратов машин. Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений. В устройстве, содержащем роликовый датчик и блок электронной обработки, ролик выполнен в виде магнитного кольца, насаженного на втулку с перфорированным по окружности фланцем. Ролик прокатывается по рейке с нанесенным металлическим покрытием. В центре фланца закреплена заслонка, установленная с возможностью поворота в плоскости перфорации. Движение заслонки ограничивают упоры, установленные симметрично относительно продольной оси заслонки. При прокатывании ролика по рейке магнитное поле ролика взаимодействует с металлическим покрытием рейки, что исключает проскальзывание ролика и повышает точность измерений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.