ЭЛЕКТРОННЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЫСЕВАЮЩИХАНПАРАТОВ Советский патент 1971 года по МПК G01M17/00 A01C7/00 

Изобретение относится к стендам для испытания аппаратов.

Известны электронные устройства для определения продольной (вдоль рядка) равномерности высева семян при испытаниях высевающих аппаратов, например устройство для анализа равномерности высева семян при испытаниях высевающих аппаратов сеялок по авт. св.№ 202607.

Эти устройства имеют значительные погрешности при определении продольной равномерности высева семян, во-первых из-за попадания отдельного семени одновременно на смежные пьезодатчики, что вызывает дополнительные ложные сигналы падения семян; во-вторых из-за повторных соударений одного и того же семени с искусственной поверхностью (пьезодатчики) вследствие различных траекторий полета семян после удара, при которых также возникают дополнительные ложные сигналы.

Кроме того, известные электронные устройства предназначаются для определения только продольной равномерности высева семян, не позволяют производить определение таких важных показателей качества высева различных аппаратов, как, например, попереч11ую равномерность высева (рассев) семян при пунктирных посевах, продольную и поперечную кучность гнезд и распределение гнезд по

4HCvTy семян, а также расстояние между гнездами при гнездовых посевах, распределение семян по пятнсантиметровым отрезкам при испытании зерновых аппаратов на рядовом высеве, поперечную неравномерность высева семян при широкополосном посеве. Кроме того, известные электронные устройства не предусматривают определение таких показателей качества высева, как теоретическое количество высеянных семян, плотность потока семян (количество высеянных семян в единицу времени), а также установление угловой скорости вращения высевающего аппарата. С целью повышения точности измерений путем исключения ложных сигналов от попадания семени одновременно на стык двух и более пьезодатчиков или от повторных соударений одного и того же семени вследствие различных траекторий отражения, фиксирующая неподвижная поверхность выполнена в виде ячеек, снабженных по периферии ребрами (перегородками) и имеющих установленные под углом пьезодатчики. Фиксирующая поверхность с пьезодатчиками установлена на пустотелое

основание, подключенное к вакууму.

Фиксирование поперечной кучности (ширины) гнезд при гнездовом высеве, поперечной равномерности высева семян при пунктирном и широкополосном высевах достигается выячеистой прямоугольной координатной матрицы, параметры которой принимаются в зависимости от принятого шага дискретизации, размеров семкн и разброса возможных траекторий полета семян из высевающего аппарата.

На фиг. 1 изображена блок-схема электронного стенда для испытания высевающих аппаратов; на фиг. 2 - фиксирующая искусственная неподвижная поверхность.

Предлагаемый стенд состоит из привода / высевающих аппаратов, фиксирующей искусствеииой поверхности //, которая преобразует механические импульсы падения семян нз выceвaюп eгo аппарата в электрические (см. фиг. 1); электронного устройства, вы.юлиенного в виде двух каскадов Л и Б, позволяющего имитировать движение высевающего аппарата, получить результаты качественных показателей при пунктирных, гнездовых, рядовых и щирокополосных посевах, а также автоматического командно-синхронизирующего каскада В включения и выключения стенда.

Фиксирующая поверхность / (см. фиг. 2) представляет собой прямоугольную координатную матрицу в виде ячеек. В каждой ячейке 2 имеется пьезодатчик 3, установленный под утлом. Фиксирующая поверхносгь установлена иа пустотелое основание 4 и подключена к регулируемо.му вакууму. Ячейки снабжены ребрами (иерегородкамк) 5. Размер фиксируюн1ей поверхности в конкретном случае принят с чнсло.м ячеек, 1)авным 7X10.

Каскад А состоит из блока диодных сборок 1П, усилителя-формирователя электрических импульсов IV, блока электронной задерж а1 V, формирователя электрических импульсов V/, классификатора VJf, стробоскопического классификатора Via, интегратора IX, нересчетного устройства X, блока регистрации X.

Каскад Б состоит из блока диодных сборок ХП, усилителя-формирователя электрических импульсов Х1П, иитегратора-классификагора XIV, пересчетного устройства XV и блока регистрации XVI.

Автоматическое командно-синхронизируюн ее устройство (каскад В) состоит из электронного отметчика времени XVII, счетчика оборотов XVIII и автоматическ01-о кол1аид:1ого блока XfX.

Блоки диoдпl ix e6opojv /// н .// г-ое;и1НЯ(гг отдельные пьезодатчики ячеек сриксир |01ие1 1 поверхности в соответствующие ньезолппейкп с определе1пюй разбивкой (делепиями-ячейками) в продольном по X и понереч11ом но У направлениях для фикеации координат иадення семян из высеваюндего агп1арата па некуественную поверхность.

С целью повыщения разрещающей способности пьезодатчиков ячеек фиксирующей искусственной поверхности па выход блоков диодных сборок /// и XI включены усилителиформирователи электрических импульсов IV и XIII, аналогичные по конструкции и выполненные на Tpaii3HCTOj)ax но с.хеме резнсторны.х усилителей.

Блок электронной задержки V создает вре.мениую задержку электрических импульсов, ноетунающпх на его входы от различных пьезолинеек с усилителя-формирователя IV, чем

достигается имитация поступательного движения высевающего аппарата.

Электрические импульсы без записи на иромежуточный носитель иеремещаются по линиям задержки от первой ньезолинейки к десятой с регулируемой скоростью поступательного движения высевающего аппарата.

Блок электронной задержки V содержит одjiOBH6paTopbi временной задержки канала, вынолненные па транзисторах. Количество эдновибраторов, время задержки ими импульсов и время восстановления подобраны так, чтобы обеспечить передачу всех импульсов от семян при условии максимальной нормы высева апиаратами, иодающими семена группами, даже

если все семена будут попадать на одну и ту же ньезолинейку.

Сигналы, задержанные одновибраторами, поступают на вход формирователя импульсов VI типа мультивибратора, с выхода которого

оетроконечные импульсы подаются на классификаторы, производящие распределение интервалов между импульсами по заранее устаноБле1Н1ым классам с последующей фиксацией количества интервалов в каждой ступени

через переечетиое устройство X регистрируюпдим блоком XI.

Классификаторы в зависимости от видов испытуемого высевающего аппарата и способа высева (однозерновой, гнездовой, рядовой)

имеют некоторые отличия.

Для определения интервалов при однозерновом высеве классификатор VII состоит из следующих основных узлов: времязадающего каскада (ВЗК), представляющего собой два

взаимосвязаиных мультивибратора (MBj и МВ2), счетчика тактов (СчТ), состоящего из четырех иоследовательно включенных триггеров; каскада совпадения (КС), состоящего из двух совмещенных электронных клапанов; дешифратора выходов, построенного на полуироводниковых диодах, осуществляющего логическую операцию включения определенного выходного канала соответетвенно состоянию ВЗК и СчТ.

Действие классификатора VII основано на поперечиом включении входными импульсами одного из двух мультивибраторов ВЗК и выключении другого, что увеличивает разрешающую способность классификатора. Длительность временной выдержки мультивибраторов определяет размер каждого класса классификатора. При этом с выхода одного из мультивибраторов на вход счетчика тактов подается нмнулье, регистрируемый последним.

С выходов мультивибраторов и триггеров счетчика тактов импульсы подаются на входы дещифратора, подключающего соответственно состоянию счетчика тактов тот или иной выход классификатора через пересчетное устройство

страции интервалов соответствующего класса. Последующий импульс, поступающий на классификатор, проходит на вход пересчетного устройства и регистрируется счетчиком, опрсд(;ляющим общее количество высеянных семян оа опыт. Одновременно с этим счетчик тактов устанавливается в первоначальное (нулевое) положение, процесс работы включенного мультивибратора прерывается, и запускается очередной мультивибратор ВЗК.

При включении устройства нажатием кнопки оба мультивибратора ВЗК и счетчик тактов устанавливаются в нерабочее (нулевое) состояние.

При поступлении на вход классификатора первого импульса, запускается MBi, что определяется работой каскада совпадения КС, при этом указанный импульс не должен попасть на счетчик интервалов, так как является опорным.

Для этого запуск мультивибраторов производится с некоторой задержкой, вводимой с помощью линии задержки.

Последующий импульс приводит в рабочее состояние МВ2, что диктуется также работой КС, регистрируется счетчиком интервалов соответствующего класса и переводит счетчик тактов в исходное (нулевое) состояние.

С целью получения распределения междугнездий, при гнездовых посевах в классификаторе VII линия задержки выполнена регулируемой, что позволяет при замерах исключить влияние интервалов между семенами внутри гнезд на результаты распределений межлугнездий. Это осуществляется путем просчета (гащения) промежуточных сигналов, посгупаемых от высеваемых семян в гнезде. В JTOM случае, опорным сигналом является первый сигнал, поступивщий от семян при выбросе гнездующим устройством, а зачетным - последующий первый сигнал группы семян.

Для регистрации длительных интервалов, какими являются интервалы междугнезд 1Й при гнездовых посевах в классификаторе V7/ счетчик тактов дополнительно увеличен на четыре триггерных ячейки.

С целью получения распределения гнезд по количеству семян после блока формирования электрических импульсов VI включен стробоскопический классификатор VIII, состоящий из электронного счетчика импульсов, выполненного на триггерных ячейках, электронного стробоскопического устройства, работающего по типу мультивибратора и ограничивающего общую продолжительность периода, в течение которого возможно поступление импульсов на электронный счетчик, и дещифратор. Действие стробоскопического классификатора основано на поперечном включении электронного счетчика выходными импульсами электронного стробоскопического устройства.

Электронное стробоскопическое устройство запускается от первого электрического импульса, поступающего на электронный счетчик.

и по истечении определенного времени приходит в исходное положение.

С электронного счетчика импульсы чере.1 дещкфратор поступают на соответствующий счетчик блока регистрации.

Для получения распределения семян но нятисантиметровым и другим отрезкам при испытании высевающих аппаратов для рядового и щирокополосного посевов стробоскопическое

устройство выполнено регулируемым.

С целью получения распределения продольной кучности гнезд на выход классификатора VII включен интегратор IX, состоящий из последовательно включенных триггерных ячеек,

мультивибратора, работающего в «л дущем реншме, и дещифратора. Интегратор IX предназначен для суммирования интервалов мел-;ду семенами в гнезде.

Достигается это тем, что импульсы интервалов из классификатора VII, работающего в режиме определения интервалов при однозерновом высеве, поступают на входы последовательно включенных триггерных ячеек, суммируются и выдаются поперечным включением

выходными имнульсами мультивибратора на дещифратор, а затем через пересчетное устройство X фиксируются блоком регистрации XI. Распределение поперечной кучности гнезд

фиксируется с номощью интегратора-классификатора XIV, включенного на выход усилителя-формнрователя электрических импульсов ХП1. Интегратор-классификатор состоит из блока линии задержки, выполненного по типу

одновибраторов, время задающего каскада (ВЗК), собранного из двух мультивибраторов, триггерных ячеек н дещифратора.

Действие интегратора-классификатора основано на фиксировании самых крайних импульсов, поступивших от падения семян на искусственную координатную плоскость в поиеречном нанравлеиии для определения щирины гнезда. Электрические импульсы с пьезолинеек но

каналу нерссчетного устройства X через блок линии задержки поступают на соответствующие триггерные ячейки, включенные на входы линии задержки, затем через определенное время вместе с поступлением электрических импульсов в триггерные ячейки запускается времязадающий каскад. Времязадающий каскад соединен с триггерными ячейками таким образом, что электрические имнульсы от мультивибраторов ВЗК имеют встречные нанравления при поперечном включении триггерных ячеек от периферии к центру но оси У.

Мультивибраторы ВЗК при выдаче крайннх импульсов, зафиксированных триггерными ячейками, выключаются и устанавливаются в

нсходное состояние.

Электрические импульсы от триггерных ячеек поступят на дещнфратор и через пересчетное устройство XV-на блок регистрации XVI. С целью увеличения максимально регистрими счетчиками блока регистрации XI и XVI пересчетные устройства X и XV выиолняюгся по типовой пересчетпой схеме (возможно применение декатронов). Автоматическое командно-сиихронизир ющее устройство (каскад В) состоит из злектроииого отметчика времеии XVII, выполнеииого иа траизисторах по типу мультивибратора, счетчика оборотов XVIII привода и автоматического комаидпого блока XIX, выиол}гсииого из электромагиитных реле и системы ко1ггактов, предпазиачеииого для автоматического сиихропиого включения и выключения исего стенда от сигнала, подающегося приводом высевающего аппарата. Работа электронного стенда для испытания высевающих аппаратов состоит в следующем. На стенд устанавливают высеваюидий аппарат и соединяют с приводом /, затем запускают в работу высевающий аппарат с одновременным подключением вакуума. После установивщегося режима работы высевающе1о аппарата переводят командио-синхронизирую1яес устройство XIX в ноложение «Работа. По команде от вала привОлЧа автоматически и синхронно включаются электронное устройство (каскады А н Б), электронный отметчик Fjpeмени XVII и счетчик оборотов XVIII. Высеянные семена падают в ячейки фиксирующей искусственной поверхности, ударяются о пьезодатчики и под действием вакуума увлекаются в камеру пустотелого основания. В зависимости от параметров искусствсиюй фиксирующей иоверхиости и вида семян величина вакуума регулируется с целью исключения вторичного удара семян с пьезодатчиком. В зависимости от видов псиытусм1 1х высевающих аппаратов и способа высева (нупктирный, гнездовой, рядовой, щироконолосный) технологический процесс работы степда будет различен: И с и ы т а и и е о д н о з е р п о в о г о высевающего аппарата (одиозериовой способ высева). При данном способе определяется равномерность высева вдоль рядка (но X) и pacces семян поперек рядка (по У). Технологическая схема работы стенда будет следующая: при работающем высеваюп ем аппарате и включепном электроппом устройстве семена падают по различным траекториям иа неподвижную фиксирующую поверхность //. При определении равномерности высева (по X электрический имиульс от первого семени с линейки (по У), через блок диодных сборок /// поступает на усилитель-формирователь IV, затем в блок электронной задержки V и далее через формирователь электрических импульсов VI поступает на классификатор VII и запускает времязадаюншй каскад. Первый импульс не пойдет в блок регистрации, так как является опорным. Послед Ю1и,ий импульс с электроппой личейкой (по У) пройдет тот же путь, что и первый, поступит в классификатор Vll, и последний ВЕ 1даст импульс-интервал через дещи(})ратор и иересчетпое устройство X иа блок регистрации XI, соответствующий электроимпульсному счетчику. Таким образом будет зафиксировап и тервал между двумя унавпгими семенами с учетам движения высевающего аппарата. При последующем падении семян из высевающего аппарата интервалы между семенами будут определяться описанным способом и группироваться по классам в соответствую-и1,их ячейках блока регистрации XI. Поиеречный рассев семян (но У) фиксируется пьезолинейками (по X, и электрические имиульсы с каждой линейки через блок диодпых сборок XII, усилитель-формирователь электрических импульсов XIII, иересчетное устройство XV поступают на блок регистрации XV. В этом случае по каналу пересчетного устройства (X) определяется количество семян, вынавщих на каждую пьезолинейку. Общее количество семян, высеянных за время испытания, фиксируется блоком регистрации XI, врс.мя испытаиия - электронным отметчиком XVП и обороты иривода высевающего аииарата - счетчиком оборотов XVIII. И с п ы т а п и е гнездового высевающего аппарата (гнездовой способ высева). При данном способе определяется и группируется но классам продольная кучность (длииа) гнезда, поперечная кучность (щирииа) гнезда, количество семяи в гнезде, интервалы Л1еждугнездий. Для определения иродольной кучности (длиni)i) гнезда и интервалов междугнездий сигналы от иервого и последующих семян проходят по каналу V до классификатора VII аналогично сигналам при испытании одиозернового высева. Затем нри онределении продольной кучности гнезда сигиалы получают через классификатор VII на интегратор IX, где суммируются интервалы между семенами в гнезде, и результирующий интервал, определяющий продольную кучность гнезда, через дешифратор и иересчетное устройство X выдается па блок регистрации XI. Для определения интервалов междугнездий при гнездовом способе высева электрические мпульсы с блока формирования импульсов VI через линию задержки поступают иа класификатор VII, затем, пройдя пересчетное устойство X, фиксируются блоком регис граии XI. Количество семян в гнезде определяется слеующим образом. Электрические импульсы с электронных лиеек (по У) через блок диодных сборок III, силитель-формирователь IV поступают на тробоскопический классификатор VIII, затем ерез nej)ec4eTHoe устройство X на блок региОпределение поперечной кучности (ширины) гнезд производится по каналу пересчетного устройства.

Электрические импульсы с пьезолинеек (по X) через блок диодных сборок XII, усилительформирователь XIII поступают на интеграторклассификаторы XIV, где суммируются интервалы в поперечном (по У) направлении, и через пересчетное устройство XV фиксируется блоком регистрации XVI.

Для получения распределения семян по пятисантиметровым и другим отрезкам электрические импульсы с пьезолинеек (по У), через блок диодных сборок ///, усилитель-формирователь электрических импульсов IV, блок электронной задержки V, формирователь импульсов VI поступают на стробоскопический классификатор VIII, затем через пересчетное устройство X фиксируются блоком регистрации XI.

Предмет изобретения

1.Электронный стенд для испытания высевающих аппаратов, включающий мехагшзм привода, фиксирующую неподвижную поверхность с пьезодатчиками, установленную под высевающим аппаратом, блок временной задержки, блок формирования импульсов, временной классификатор интервалов между импульсами, пересчетные схемы и регистрирующие устройства, отличающийся тем, что, с целью обеспечения высокой точности измерения, пьезодатчики установлены под фиксирующей неподвижной поверхностью, выполненной в виде ячеек, снабженных по периферии ребрами и подключенных к источнику для отвода семян.

2.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что, с целью фиксирования поперечной кучности гнезд при гнездовом высеве и поперечной равномерности высева семян при пунктирном и щирокополосном высевах, фиксирующая неподвижная поверхность собрана из ячеек в виде .прямоугольной координатной матрицы.

3. Стенд по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью фиксации координат падения семян, пьезодатчики ячеек в продольных и поперечных направлениях соединены через блоки диодных сборок в соответствующие продольные и поперечные пьезолинейки.

4.Стенд по пп. 1-3, отличающийся тем, что, с целью повыщения разрещающей способности пьезодатчиков ячеек, последние соединены с блоком формирования электрических импульсов через блок диодных сборок.

5.Стенд по пп. 1-4, отличающийся тем, что, с целью получения распределения гнезд

по количеству семян, после блока формирования импульсов включен стробоскопический классификатор, состоящ,ий из электронного счетчика импульсов, электронного стробоскопического устройства и дешифратора.

6.Стенд по пп. 1-4, отличающийся тем, что, с целью получения распределения продольной кучности гнезд, после временного классификатора включен блок интеграции, состоящий из триггерных ячеек, мультивибратора и дешифратора.

7.Стенд по пп. 1-4, отличающийся тем, что, с целью получения распределения междугнездий и исключения влияния интерзалов

между семенами внутри гнезд, в классификаторе линия временной задержки выполнена регулируемой.

8.Стенд по пп. 1-5, отличающийся тем, что, с целью получения распределения семян

по пятисантиметровым или другим отрезкам, электронное стробоскопическое устройство выполнено регулируемым.

9.Стенд по пп. 1-4, отличающийся тем, что, с целью получения распределения поперечной кучности гнезд, на выход формирователя электрических импульсов по продольной пьезолинейке, включен интегратор-классификатор, состоящий из блока линии задержки, времязадающего каскада, триггерпых ячеек и

дешифратора.