Копирующее устройство для сельскохозяйственных машин Советский патент 1977 года по МПК A01B69/04 

Устройство относится к сельскохозяйственному машиностроению и предказначено для копировагаш поверхкоотп . гоповок корнеплодов со срезанной ботвой с цепью контроля и управления сельскохозяйственкыык машинами.

Известны коп;фующиа устройства, содержащие высокочастотные датчики li.

Известны также копиру}С;д-1е устройства, содержащие датчики, например, емкостные, за которыми установлен ком «утатор. подключающий их поочередно к высокочастотному генератору, выход которого через преобразователь соединен с фазовым детектором, связанным с тактовым генератором управляющим коммутатором 21.

Известные устройства имеют недостаточную точность измерений из-за влияния на положение нулевой точки и крутизщ выходной характеристики изменяющихся свойств почвы и элементов аппаратуры, а также загрязнения датчиков,

Цель изобретения - повышение точности копирования.

Это достигается тем, что копирующее устройство снабжено задатчкком крутиз й1 выходной харшчтеристкки, операционньйм усилителем и дополнительным датчиком, коммутатором, тактовым генератором, причем дополнительный коммутатор подключен к высокочастотному генератору, а задатчик крутизны выходной характеристики - к операцисашому усилителю, один выход которого соединен через регулируе: гый элемент, преобразователь п фильтр с фазовым детектором, а другой с введенным блоком смещения н левой точки, выход которого соединен с введенным выходным формиров гателем.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит, например, пластины 1 и 2 основного датчика, образующего электромагнитное поле, связанное с почвой, и пластины 1 и 3 эталонного датчика, служащего для установки н левой точки устройства. Пластина 1 соединена, например, непосредственно с резонансной системой высокочастотного генератора 1, а

пластины 2 и 3 соединены с ней через варикапы соответственно 5 и 6, служащие ком с татором, управляемым тактовым генератором 7 через дроссепн соответственко 8 и 9, служащие высокочастотными

фильтрами вместе с емкостью монтажа.

Выход высокочастотного генератора 4, например, автогенератора, по продетектированной высокочастотной составляющей сигнала резонансной системы соединен с регу лируемым элементом 10, выполненным, например, на полевом транзисторе, регулирующим коэффициент преобразования устройства и крутизну его выходной характеристики. За элементом 10 включен преобразователь 11, выполненный в виде усилителя переменного тока.

Один из выходов преобразователя через фильтр 12, выделяющий обусловленную тактовым генератором 7 составляющую сигнала, соединен с управляемым генератором 7 фазовым детектором 13, подключенным к выходному формирователю 14.

С пластиной 2 датчика через варикап

15 связана пластина 16, образующая с пластиной 1 дополнительный датчик, расположенный, например, ниже основного, образующего поле, связанное с почвой. Варикап 15 образует дополн1-1тельный коммутатор, Ja paвпя8мый соответствующим дополнительiibiM тактовым генератором 17 через высо- кочастотипШ дроссель 18. Частота этого тактового генератора 17 выше частоты генератора 7 настолько, чтобы обусловленные ими сигналы можно было разделить полосовыми, например, активными, выполненными на операционных усилителях фильтра щ 12 и 19. Параметры дополнительного датчика подобраны такимИ; чтобы сигналы, обусловленные его подключением, можно было выделить на выходе преобразователя 11 на фоне помех без применения дополнительного преобразователя. Фильтр 19, выделяющий составляющую

сигнала, обусловленную тактовым генератором 17, включен между преобразователем 11 и одним из входов операционного усилителя 20, второй вход которого соединен с задатчихом 21 крутизны вь ходной характеристики устройства.

L-Mxc;:; опэрациониого 5силителя 20 со ;Д1Пт;-л :.. (базой полевого транзистора/ регугиру:- юго з5;.емепта 1О.

hbLx,: -;тг:: j уСа.;ггьля 20 связан тэкжэ .- .-- - .. нулевой точки, выполчem ы :, - : : , в виде балансной схемы -ii ойзкс. орах. Этот блок связан с выходным формирователем 14, имеющим, например, пороговые элементы, фиксирующие отклонение датчиков от заданного эталонного расстояния до почвы.

Устройство Б рабочем состоянии подве- щено над почвой так, что на заданной эталонной высоте емкости основного и эталонного датчиков одинаковы. Поэтому при подключении их к резонансной системе генератора 4 высокочастотное напряжение на ней не изменяется.

При отклонении датчиков вверх относительно нулевой точки емкость основного датчика меньще емкости эталонного. Это приводит к тому, что при их поочередном подключении коммутатором к резонансной системе генератора 4, напряжения на ней различны и после детектирования, в дальнейшие блоки устройства поступает сигнал амплитудно модулированный частотой тактового генератора 7.

Величина этого сигнала зависит от величины изменения расстояния до почвы относительно эталонного уровня, а фаза модулирующего напряжения определяет знак этого отклонения. Указанный сигнал после усиления в блоках 10 и 11 выделяется полосовым фильтром 12 и поступает в фазовый детектор 13, который восстанавливает знак сигнала. Знак этого сигнала, поступающего в выходной формирователь 14 определяется знаком отклонения устройства от эталонного уровня.

Однако на величину емкости основного датчика кроме расстояния до почвы, влияют ее изменяющиеся свойства, что приводит к смещению нулевой точки устройства и изменению кр;тизны ее выходной характеристики. На эту крутизну влияют также нестабильные параметры промежуточных преобразователей. Поэтому к основному датчику периодически подключается дополнительный датчик, состоящий из пластин 1 и 16, управляемый дополнительным тактовым генератором 17. При подключении основного датчика к генератору 4 на его выходе вочзникает составляющая сигнала, мoдyлиpoвaшiaя частотой генератора 17. Величина этой составляющей зависит от влияния указанных дестабилизирующих факторов (изменяющихся свойств почвы и аппаратуры) и в пределах используемого линейного участка характеристики основного датчика не зависит от расстояния до почвы. Указанная составляющая выделяется полосовым фильтром 19 и сравнивается на входе операционного усилителя 20 с сигналом блока 21, характеризующим заданную

крутизну выходной характеристики устройства. В результате этого сравнения вырабатывается сигнал, при помощи которого изменением коэффициента усиления полевого транзистора в блоке регулируемого элемента 10 поддерживается заданная блоком 21 крутизна выходной характеристики устройства.

Сигналом усилителя 20 частично компенсируется влияние изменяющихся свойств почвы на положение нулевой точки устройства путем, например, регулирования зон нечувствительности пороговых элементов выходного формирователя при помощи блока смещения нулевой точки.

Благодаря применению эталонного элемента, в который может помещаться эталонный образец почвы или корнеплода, а также использованию дополнительного датчика, контролирующего изменяющиеся свойства почвы и позволяющего учитывать нестабильность элементов схемы достигается повыщение точности определения расстояния до почвы или головок корнеплодов со срезанной ботвой. Это приводит к повыщению точности копнровагшя поверхности элементов растений и почвы при автоматизации процессов посева, возделывания и уборки сельскохозяйственных культур.

ор

мула

изо

е

и я

Копирующее устройство для сельскохозяйственных машин, включающее датч:1ки, например емкостные, подключенные через коммутатор, управляемый тактовым генератором, к высокочастотному генератору, выход которого через преобразователь соединен с фазовым детектором, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности копирования, устройство снаб;: 9ко задатчиком крутизны выходной характеристики, операционным усилителем и дополнительным датчиком, комментатором, тактовым генератором, причем дополнительный коммутатор подключен к высокочастотному генератору, а задатчик крутизны выходной характеристики - к операционному усилителю, один выход которого соединен через регулируемый элемент, преобразователь и фильтр с фазовым детектором, а другой - с введенным блоком смещения нулевой точки, выход которого соединен с введенным выходным формирователем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство ,%352618, кл. А 01 В 69/04, 1971 (прототип).

2.Авторское свидетельство № 266414.. кл. А 01 В 69/04, 1968.

20

22

W

11

13

-Ч

i

i%

15