Устройство для получения информации о равномерности высева материала

 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения . Цель изобр-етения - повышение производительности и точности получения информации, улучшение условий труда. Устройство содержит управляемый привод 1, высевающую систему 2, управляемый пробоотборник 3, блок 4 измерения массы, измерительные преобразователи 5, 6 угла и уровня, управляющую ЭВМ 7 и автозагрузчик 8. Перед проведением цикла измерений оператор вводит в память управляющей ЭВМ требуемые значения дискретности измерения угла поворота вала высевающего аппарата (ВА), числа отбираемых проб, частоты вращения вала привода 1 и программу эксперимента. По сигналу ЭВМ 7 Начало отбора пробы управляемый пробоотборник 3 вьщает пробу материала. Проба попадает в блок 4 измерения массы. При изменении угла поворота вала ВА на заданную величину ЭВМ 7 вьщает сигнал Окончание отбора пробы. Полученные результаты: масса материала пробы и угол поворота вала ВА вводятся в память ЭВМ 7. Осуществляется отбор нескольких проб материала с одновременной фиксацией угла поворота вала ВА по заданной программе. ЭВМ 7 формирует сигнал Остановка привода. Производится обработка и регистрация информации, показывающей характер высева материала в соответствии с углом поворота вала ВА. 5 ил. (Л 00 со СП st

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (,5д 4 А 01 С 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3944759/30-15 (22) 15,08. 85 (46) 07,09.87,Бюл. 11 33 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт защиты растений (72) А.А.Цырин и А.П.Валеник (53) 63 1.335.5(088.8) (56) Испытания сельскохозяйственной техники. Машины посевные ° Программа и методы испытаний. ОСТ 70,5, 1.-82. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О РАВНОМЕРНОСТИ BbICEBA МАТЕРИАЛА (57)- Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения. Цель изобретения — повышение производительности и точности получения информации, улучшение условий труда. Устройство содержит управляемый привод 1, высевающую систему 2, управляемый пробоотборник 3, блок 4 .измерения массы, измерительные преобразователи 5, 6 угла и уровня, управляющую ЭВМ 7 и автозагрузчик 8.

Перед проведением цикла измерений

„,80„„1335147 А1 оператор вводит в память управляющей

ЭВМ требуемые значения дискретности измерения угла поворота вала высеваю. щего аппарата (ВА), числа отбираемых проб, частоты вращения вала привода 1 и программу эксперимента. По сигналу ЭВМ 7 "Начало отбора пробы управляемый пробоотборник 3 выда. ет пробу материала. Проба попадает в блок 4 измерения массы. При изменении угла поворота вала ВА на заданную величину ЭВМ 7 выдает сигнал

"Окончание отбора пробы". Полученные результаты: масса материала пробы и угол поворота вала BA вводятся в память ЭВМ 7. Осуществляется отбор нескольких проб материала с одновременной фиксацией угла поворота вала ВА по заданной программе.

ЭВМ 7 формирует сигнал "Остановка привода. . Производится обработка и регистрация информации, показывающей характер высева материала в соответствии с углом поворота нала ВА.

5 ил.

1335147

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам контроля качества высева при использовании сельскохозяйственных машин.

Цель изобретения — повышение производительности и точности получаемой информации, улучшение условий труда.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для получения информации о равномерности высева материала высевающими аппаратами; на фиг.2 — блок-схема управляемого привода, на фиг.3 — блок-схема управ. ляемого пробоотборника; на фиг,4 реализация расхода материала в функции угла поворота вала высевающего аппарата; ыа фиг.5 — алгоритм работы ЭВК.

Устройство для получения информации о равномерности высева материала высевающими аппаратами состоит из управляемого привода 1, соединенного с одним из входов высевающей системы 2, состоящей из бункера, высевающего аппарата и материалопровода, управляемого пробоотборника 3, блока 4 измерения массы, измерительных преобразователей 5 и 6 угла и уровня, управляющей 3ВМ 7 и автозагрузчика 8, подключенного к второму входу высевающей системы 2. Входы управляющей 3ВМ 7 подключены к выходам измерительных преобразователей 5 и 6 и блока 4 измерения массы, а ее выходы соединены с управляющими входами управляемого привода 1, управляемого пробоотборника 3, блока 4 измерения массы и автозагрузчика 8, Выход управляемого привода 1 соединен с входом измерительного преобразователя 5 угла, а выходы высевающей системы 2 подключены к измерительному преобразователю 6 уровня и информационному входу управляемого.пробоотборника 3, выход которого соединен с информационным входом блока 4 измерения массы.

Управляемый привод 1 предназначен для вращения вала высевающего аппарата с заданной частотой и состоит из электродвигателя 9 постоянного тока, редуктора 10, датчика 11 оборотов и блока 12 управления (фиг.2) .

Управляющий вход управляемого привода 1 служит для установки заданного режима работы (частоты вращения), (10

50 автоматического пуска и остановки привода.

Управляемый пробоотборник 3 служит для выделения проб из формируемого на выходе высевающей системы 2 потока материала, высеваемых за каждую и-ю часть оборота вала высевающего аппарата, и подачи отобранных проб на блок 4 измерения массы 4. и состоит из схемы 13 управления, исполнительного механизма 14, пробоотборника 15 и накопительной емкости 16, которая служит для сбора неотобранной массы материала (фиг.3).

Блок 4 измерения массы предназначен для измерения массы отобранных проб материала и преобразования результатов измерения в кодированные сигналы. Он имеет управляющий вход для внешнего запуска. Измерение массы производится при поступлении на управляющий вход сигнала от управляющей ЭВМ 7. Обязательной функцией блока 4 является функция вычитания предыдущего результата взвешивания.

Блок 4 измерения массы может быть выполнен на базе любых электронных весов.

Измерительный преобразователь 5 угла предназначен для измерения координаты угла с поворота вала высевающего аппарата с заданной дискретностью в пределах одного оборота вала. Начало координаты угла<р соответствует некоторому заранее выбранному положению вала. Измерительный преобразователь 5 угла может быть вью полнен, например, в виде фотоэлектрического устройства, преобразующего угол поворота вала в выходной кодированный сигнал.

Измерительный преобразователь 6 уровня предназначен для выработки сигналов о заполнении.и допустимом опорожнении бункера высевающей системы 2 и может быть выполнен, например, на базе фотоэлектрических преобр аз ов ат ел ей.

Управляющая ЭВМ 7 предназначена для выполнения следующих функций: установка требуемой дискретности yr ла поворота вала высевающего аппарата и числа отбираемых проб, преоб55 разование информации от измерительного преобразователя 5 угла в управляющие сигналы "Начало отбора пробы" и "Окончание отбора пробы",. формиру.емые на выходе, подключенном к уп1335147 равляющему входу управляемого пробоотборника 3; измерение длительностей проб; установка заданного частотного режима работы, пуска и остановки привода 1; обеспечение оптимального или заданного режима отбора проб; формирование импульсов запуска на выходе, подключенном к управляющему входу блока 4 измерения массы; вычисление показателей контролируемого процесса (расхода материала, средних значений и средних квадратических отклонений параметров за заданное число измерений и др.), индикация и регистрация текущих и обобщенных показателей, а также формирование управляющих сигналов на выходе, подключенном к автоматическому загрузчику 8, при поступлении сигналов 2О от измерительного преобразователя 6 уровня.

В качестве управляющей ЭВМ 7 мо- . жет быть использована любая управляющая микро-3BN обеспечивающая выполнение указанных функций.

Автозагрузчик 8 предназначен для автоматического подцержания уровня материала в бункере высевающей системы 2 в заданных пределах.управление автозагрузчиком 8 осуществляется по командам, вырабатываемым управляющей ЭВМ 7 по информации от измерительного преобразователя 6 уровня.

С целью пояснения возможных режи- 35 мов отбора проб рассмотрим реализации формируемого на выходе высевающей системы 2 расхода материала q в функции угла поворота вала высе-. вающего аппарата (фиг.4) . В одном обо-4О роте вала (q = 2 Ф ) укладывается только один период функции q = f (ц ), Количество таких периодов определяется конструктивными особенностями (числом желобков, ложечек и т.п.) 45 исследуемого аппарата и составляет для существующих аппаратов = 5-20.

Разделим угол с = 2n, соответствующий повороту вала аппарата на один оборот, на п равных частей 50 (на фиг.4 каждый оборот вала разделен на 6 угловых интервалов, т.е. п=6). Для определения масс материала, высеваемых за каждую п-ю часть

9у (<) 9 — ï(К-,) т.е. требуется найти площади криволинейных трапеций (по-разному заштрихованных на фиг.4а).

Для этого нужно из общего потока материала, формируемого на выходе

15 высевающей системы 2, выделить сначала пробу материала, высеянного уголйЦ> (---

6 6 2я 2

55 оборота т.е.за углы ларе --(k-1) --k у ° ° и где к=1,2..., необходимо определить интегралы от расхода материала в пределах граничных значений каждого интервала

I, (и за угол поворота вала 4 С 0; (фиг.4а, проба А), измерить время отбора пробы, подать пробу на блок 4 измерения массы, произвести взвешивание и результат взвешивания направить в управляющую ЭВМ 7 для обработки и регистрации. Затем отобрать пробу материала, высеянного за угол

hq E --- --- (фиг.4а проба Б)

6 6

° у У провести указанные операции и т.д.

Цикл измерений в данном случае завершается после регистрации массы пробы (фиг.4а, проба Е), высеянной эа

Однако технически реализовать отбор проб, измерение их массы, обработку и регистрацию полученной информации в течение одного оборота вала высевающего аппарата (g = 2i ) практически невозможно, поскольку на операции измерения, обработки и регистрации затрачивается время, превышающее время отбора пробы. Поэтому имея в виду, что характер изменения функции q< от оборота к обороту сохраняется (при заданных параметрах высевающего аппарата и частоте вращения его вала), достаточно взять такую выборку иэ реализации функции

f(q), чтобы за цикл измерений определялась масса каждой п-й части оборота вала.

Примеры реализаций упорядоченного и оптимального режимов отбора проб показаны на фиг.4б, в. Первой выделяется проба А, второй — Б, третьей—

В, четвертой — Г, пятой — Д, шестой — Е (фиг.4б, заштрихованные пло1335147 щади) . Угловой интервал gq между окончанием отбора пробы и началом отбора следующей равен 2ii . Временной интервал а7 между отбираемыми пробами выбирается так,что при максимальной исследуемой частоте вращения вала время необходимое для выполнения операций измерения, обработки и регистрации информации, не превышает минимальной величины и .

Цикл измерений производится за шесть оборотов вала (фиг.46) .

Если время Ь ь необходимое для выполнения операций измерения, обработки и регистрации, больше времени поворота вала высеиваищего аппарата на и оборотов, то угловой интервал

4с, между отбираемыми пробами при упорядоченном их отборе равен 2 п

Рассмотрим оптимальный (в смысле минимума времени, затрачиваемого на проведение эксперимента) режим отбора проб в случае, если время.выполнения измерения обработки и регистрации не превышает времени поворота вала высевающего аппарата на 1/3 оборота при максимальной рабочей частоте вращения вала (фиг,4в). Пробы в данном случае отбираются в следующей последовательности: А, Г, Д, В, Е и весь цикл измерений производится за три оборота вала. Заданная последовательность отбора проб реализуется при помощи соответствующей программы работы устройства.

Для более точной оценки равномерности высева материала число и должно выбираться достаточно большим (n 30) . Для повышения достоверности получаемой информации нужно прочзводить несколько циклов измерений. Таким образом, если оборот вала разделен, например, на 30 равных частей (n-30) и производится пять циклов измерений, то общее количество отбираемых проб составит 150.

Устройство работает следующим образом.

Перед проведением цикла (циклов) измерений в память управляющей 3ВМ 7 оператором вводятся требуемые значения дискретности измерения угла поворота вала высевающего аппарата, числа отбираемых проб, частоты вращения вала привода 1 (или программа изменения частоты привода) и другие параметры, а также программа эксперимента (включающая подпрограм5

15 ми режима отбора проб, обработки и регистрации информации) . Затем с выхода управляющей ЭВМ 7 подается управляющий сигнал на блок 12 управления управляемого привода 1, с помощью которого устанавливается заданная частота вращения вала высевающего аппарата. При этом на выходе высевающей системы 2 (фиг.1) формируется поток материала, поступающий в накопительную емкость 16 управляемого пробоотборника 3 (фиг.3), а измерительный преобразователь 5 угла измеряет координату угла поворота вала высевающего аппарата.

После этого оператором дается команда на выполнение заданной про20 граммы эксперимента. В соответствии с заданной программой режима отбора проб (упорядоченного или оптимального, фиг. 4) в некоторый момент времени, соответствующий появ25 пению на выходе измерительного преобразователя 5 угла определенного начального кодированного сигнала, на выходе управляющей 3ВМ 7, соединенном с управляемым пробоотборни30 ком 3, формируется сигнал Начало г отбора пробы", поступающий на схему

13 управления (фиг.3) . Последняя вырабатывает командный импульс, вызывающий срабатывание исполнительного механизма 14 управляемого пробоотборника 3, в результате чего на выходе последнего начинает выделяться проба материала, направляемая на блок 4 измерения массы. При измене-

40 нии информации на выходе измерительного преобразователя 5 угла на заданный шаг дискретности на входе схемы 13 управления появляется сигнал "Окончание отбора пробы|, кото45 рый вызывает срабатывание схемы 13 управления и исполнительного механизма 14, и выделение пробы материала прооотборником 15 прекращается.

Высеваемый материал снова начинает

5р поступать в накопительную емкость 15 (фиг.3). Длительность пробы (временной интервал между началом и окончанием отбора пробы), измерения управляющей ЭВМ 7, записывается в память последней. Отбор следующей пробы может быть произведен только после поступления в управляющую 3ВМ 7 информации от блока 4 измерения массы.

1335147

Через заданное время после окончания отбора пробы, которое выбирается экспериментально и должно быть не меньше суммарного времени транс- ° 5 портного запаздывания подачи материала с выхода управляемого пробоотборника 3 на блок 4 измерения массы и установления датчика блока 4, на выходе управляющей ЭВМ 7, соединен- 10 ном с блоком 4, формируется управляющий сигнал "измерение массы" °

По окончании взвешивания на выходе блока 4 измерения массы появляется информация о массе отобранной пробы, которая поступает в управляющую

ЭВМ 7 и, в зависимости от предусмотренного в программе эксперимента режима обработки и регистрации, записывается в память управляющей ЭВМ 7, 20 выводится на печать и т.п. При поступлении информации о массе отоб— раиной пробы в управляющую ЭВМ 7 в соответствии с заданной программой начинается отбор следующей пробы

25 и т.д. После отбора последней пробы управляющая ЭВМ 7 вырабатывает управляющий сигнал Остановка Привода

1 поступающий на вход управляемого привода 1, производит окончательную З0 обработку и регистрацию информации.

Если в процессе работы уровень материала в бункере высевающей системы 2 становится меньше нижней допустимой границы, на выходе измерительного преобразователя 6 уровня появляется сигнал Загрузка", по которому управляющая ЭВМ 7 вырабаI тывает управляющий сигнал на автозагрузчик 8. Последний производит за- 40 грузку бункера. При достижении уровнем материала верхней допустимой границы на выходе измерительного преобраэователя 6 уровня формируется сигнал "Конец загрузки", по которому управляющая ЭВМ 7 вырабатывает соответствующий управляющий сигнал на автозагрузчик 8, и загрузка прекращается. формулаизобретения

Устройство для получения информации о равномерности высева материала, содержащее управляемый привод, связанный с высевающей системой, Й пробоотборник, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и точности получаемой информации, улучшения условий труда, оно снабжено блоком измерения массы, измерительными преобразователями угла и уровня, автозагрузчиком и управляющей ЭВМ, а пробоотборник выполнен управляемым, при этом управляемый привод связан через высевающую систему и измерительный преобразователь уровня с первым входом управляющей ЭВМ, второй вход которой связан с выходом управляемого привода через измерительный преобразователь угла, а третий — с выходом блока измерения массы, причем выходы управляющей ЭВМ соединены соответственно первый с управляемым приводом, второй — с первым входом управляемого пробоотборника, второй вход которого соединен с вторым выходом высевающей системы, третий — с первым входом блока измерения массы, второй вход которого соединен с выходом управляемого пробоотборника, а четвертый через автозагрузчик соединен с вторым входом высевающей системы.

l335147

1335147 о ц 4о а 5 ф

Составитель С. Заруцкий

Редактор И. Николайчук Техред Л. Сердюкова Корректор И.Муска

3988/1 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ъ

1 о (5

4-Я, о 1 Ъ Р л \ о

Е

Ю

0Q о ц, Ьэ в

Ю ч

Яь7 Î

cQ c C

1

Ъ о о о

4ЪОФ

Ъ о о 3

Щ о фЪ >

С, î+

Q C3

1ф о

ehc3

Е3

gpss о Ъ. о

1( оо

Ь о по% оо ъ о „ ф о

Е

Оэ () .

Ф 1ю

t ьо о оф о