Устройство для лазерной обработки семян и растений

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для предпосевной обработки семян и растений. Устройство содержит блок управления, лазерный генератор в корпусе и сканирующее устройство, содержащее зеркало, приводимое в движение от электропривода. В сканирующее устройство дополнительно введен привод. Последний состоит из неподвижного стакана с отверстием, платформы, стойки с двумя параллельными между собой осями, двух шкивов, элемента для передачи вращения одной из осей стойки. Платформа установлена на стакане с возможностью вращения от электродвигателя. Стойка жестко закреплена на платформе перпендикулярно ее поверхности. Оси стойки установлены на ней с помощью подшипников параллельно поверхности платформы. Шкивы закреплены на осях стойки и связаны между собой ременной передачей. Элемент для передачи вращения одной из осей стойки кинематически связан с поверхностью неподвижного стакана. Зеркало жестко закреплено на одной из осей так, что его поверхность параллельна этой оси и пересекается с оптической осью излучателя. За счет выполнения указанного привода зеркало вращается одновременно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, и отраженный луч сканирует пространство во всех направлениях, чем достигается повышение эффективности обработки семян и растений. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного промышленного растениеводства и может быть использовано для предпосевной обработки семян и растений.

Известно устройство для предпосевной обработки семян по а.с. СССР 1531243, А 01 С 1/00, включающее источник лазерного излучения, выполненный в виде матрицы последовательно включенных лазерных диодов, бункер для семян с боковыми поверхностями и плоским дном, отражающее зеркало, совмещенное с дном бункера, источник тока, пульт управления. Семена загружают в бункер, после чего включают источник тока, от которого разрядный конденсатор в блоке управления заряжается, а потом разряжается при открывании тиристора на матрицу лазерных диодов, вызывая их свечение.

Недостатком известного устройства является то, что облучаемая плоскость ограничена размерами бункера, а режим обработки является статическим.

Известна установка для лазерной активации семян непосредственно в буртах, состоящая из лазерного источника излучения, на выходное окно которого закрепляется насадка со стекловолокнистым световодом длиной 5-10 м, оканчивающимся специальным светоизлучающим наконечником. Перемещая лазерный генератор вдоль бурта семян, наконечник погружают в разные точки бурта, и таким образом семена обрабатывают в статическом режиме.

Недостатком известного устройства является низкая его производительность из-за потери мощности лазерного луча на выходе световодного устройства, а также большая трудоемкость при его использовании из-за необходимости перемещения наконечника со световодом в разные точки бурта (Лазерная активация семян и растений. Методические указания. Алма-Ата, 1997, с. 13).

Известна система лазерной активации семян в буртах по патенту РФ 2072758, А 01 С 1/00, А 01 G 7/04, включающая источник лазерного излучения со сканирующим устройством, световодные устройства, состоящие из металлической трубы, в верхней части которой установлено зеркало, а в нижней - светорассеивающая линза, содержащая внутри конусное зеркало с оптическим датчиком, с наконечником, а также блок управления лазерным генератором. Серию световодных устройств устанавливают в разные зоны бурта таким образом, чтобы зеркало находилось в плоскости сканирования лазерного луча. Отражаемый от зеркала луч пpoxодит внутри трубы и попадает на светорассеивающую линзу, создавая световые импульсы.

Недостатком известного устройства является то, что оно позволяет сканировать только горизонтальную оптическую плоскость, а также большая трудоемкость юстировки приемных зеркал световодов в этой плоскости.

Наиболее близким к заявляемому устройству для лазерной обработки семян и растений является устройство для стимулирования роста растений по а.с. СССР 957452, А 01 С 7/00, А 01 G 7/04, состоящее из лазеров, излучение которых через систему зеркал направляется на зеркало, которое дает развертку в одной плоскости, например горизонтальной, и которое с помощью вибратора направляет лучи на другое зеркало, которое с помощью вибратора дает развертку в другой плоскости, например вертикальной (прототип).

Недостатком прототипа является техническая сложность юстировки системы зеркал и осуществления сканирования луча в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с помощью качающихся зеркал, приводимых в движение электровибраторами. Кроме того, качание зеркал происходит в определенных границах, а значит, и сканирование луча, а также наличие целой системы зеркал усложняет эксплуатацию устройства из-за необходимости очищать зеркала от пыли.

Задача, решаемая заявляемым устройством, состоит в повышении эффективности обработки семян и растений за счет расширения границ облучаемого пространства, а также в упрощении его эксплуатации.

Цель заявляемого технического решения - обеспечение возможности вращения зеркала, отражающего лазерный луч, одновременно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Технический результат достигается тем, что известное устройство, включающее лазерный генератор, размещенный в корпусе, и сканирующее устройство, содержащее зеркало, приводимое в движение от электродвигателя, согласно заявляемой полезной модели дополнительно снабжено блоком управления, соединенным с лазерным генератором и электродвигателем, и штангой, на которой закреплен корпус лазерного генератора, а сканирующее устройство установлено на корпусе лазерного генератора со стороны излучателя и содержит установленный на корпусе лазерного генератора стакан с отверстием, ось которого совпадает с оптической осью излучателя, платформу, установленную с помощью подшипника на стакане с возможностью ее вращения от электродвигателя, стойку, жестко закрепленную на платформе перпендикулярно ее поверхности, снабженную двумя параллельными между собой осями, установленными на стойке с помощью подшипников на расстоянии друг от друга по длине стойки параллельно поверхности платформы, два шкива, закрепленных на этих осях и связанных между собой ременной передачей, элемент, закрепленный на одной из осей и кинематически связанный с поверхностью неподвижного стакана, а зеркало закреплено жестко на второй из осей так, что его поверхность параллельна этой оси и пересекается с оптической осью излучателя, причем платформа связана с электродвигателем посредством, например, ременной, или фрикционной, или зубчатой передачи и снабжена противовесом, расположенным на диаметрально противоположной стойке стороне платформы, стакан закреплен на корпусе лазерного генератора, например, посредством резьбового соединения, а элемент, закрепленный на одной из осей и кинематически связанный с поверхностью неподвижного стакана, выполнен, например, в виде ролика, фрикционно связанного с плоской поверхностью торца стакана, или в виде шестеренки, находящейся в зацеплении с зубчатой поверхностью торца стакана.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство отличается от известного наличием дополнительных элементов (блок управления, штанга, на которой крепится корпус лазерного генератора) и конструкцией сканирующего устройства (в прототипе оно выполнено в виде двух качающихся зеркал с электровибраторами, а в заявляемом - в виде одного зеркала, вращающегося одновременно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, указанное вращение которому обеспечивают новые детали сканирующего устройства и их взаиморасположение и взаимосвязи (неподвижный стакан, жестко закрепленный на корпусе лазерного генератора, платформа, установленная на стакане с возможностью ее вращения от электродвигателя, стойка, жестко закрепленная на платформе перпендикулярно ее поверхности, две оси, установленные с помощью подшипников на стойке на расстоянии друг от друга по длине стойки параллельно друг другу и поверхности платформы, два шкива, установленные не этих осях и связанные между собой ременной передачей, элемент, закрепленный на одной из осей и кинематически связанный с поверхностью неподвижного стакана, а зеркало закреплено на второй оси так, что его поверхность параллельна этой оси и пересекается с оптической осью излучателя).

Исследуя уровень техники в процессе проведения патентного поиска по всем видам сведений, общедоступных в печати, и сведений о применении в Российской Федерации средств того же назначения, мы не выявили устройств, имеющих совокупность существенных признаков заявляемого устройства. Следовательно, заявляемое устройство является новым.

Заявляемое устройство является и промышленно применимым, т.к. оно может быть использовано в сельскохозяйственном промышленном растениеводстве. И кроме того, в описании устройства и графических материалах представлена конструкция, которую возможно осуществить в том виде, как устройство охарактеризовано в независимом пункте формулы полезной модели.

Устройство для лазерной обработки семян и растений схематично представлено на фиг.1 - общий вид; на фиг.2 - в разрезе.

Устройство содержит лазерный генератор, размещенный в корпусе 1, электродвигатель 2, блок 3 управления, соединенный с лазерным генератором и электродвигателем, штангу 4, на которой закреплен корпус лазерного генератора, на корпусе лазерного генератора установлено сканирующее устройство, включающее в себя стакан 5, жестко закрепленный на корпусе лазерного генератора и имеющий в торце отверстие, ось которого совпадает с оптической осью излучателя, платформу 6, установленную с помощью подшипника 7 на стакане с возможностью ее вращения от электродвигателя, стойку 8, жестко закрепленную на платформе перпендикулярно ее поверхности, снабженную двумя параллельными между собой осями 9 и 10, установленными с помощью подшипников 11 на стойке на расстоянии друг от друга по длине стойки параллельно поверхности платформы, два шкива 12 и 13, закрепленные на этих осях и связанные между собой ременной передачей, элемент 14, закрепленный на одной из осей и кинематически связанный с поверхностью неподвижного стакана, зеркало 15, закрепленное на второй оси так, что его поверхность параллельна этой оси и пересекается с оптической осью излучателя лазерного генератора.

Устройство работает следующим образом.

С помощью штанги 4 устройство устанавливают над буртом семян или растениями, подлежащими обработке. Блок 3 управления подключают к источнику питания (не показан), устанавливают режимы работы электродвигателя и лазерного генератора (скорость вращения, продолжительность включения). Электродвигатель 2 с помощью ременной, или фрикционной, или зубчатой передачи вращает платформу 6 относительно неподвижного стакана 5 посредством подшипника 7 в плоскости, перпендикулярной оптической оси излучателя лазерного генератора. Вместе с платформой 6 вращается относительно последней и закрепленная на платформе стойка 8 с осями 9 и 10 и со всеми другими элементами, закрепленными на этих осях: шкивами 12 и 13, зеркалом 15 и элементом 14, выполненным, например, в виде ролика, фрикционно связанного с плоской торцевой поверхностью стакана 5. Элемент 14 катится по поверхности стакана 5 и свое вращение передает оси 9, на которой он закреплен, обеспечивая ее вращение в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения платформы 6. Вращение оси 9 посредством шкива 12, ременной передачи и шкива 13 передается на вторую ось 10, на которой жестко закреплено зеркало 15 так, что его поверхность параллельна этой оси и пересекается с оптической осью излучателя. В результате этого зеркало 15 вращается одновременно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Отражаемый от зеркала лазерный луч сканирует окружающее пространство во всех направлениях, чем достигается поставленная цель и решается поставленная задача.

Заявителем разработан и изготовлен экспериментальный образец устройства и проведены его испытания, показавшие эффективность обработки зерна в условиях зернохранилищ и деревьев в условиях сада.

Формула изобретения

1. Устройство для лазерной обработки семян и растений, включающее лазерный генератор, размещенный в корпусе, сканирующее устройство, содержащее зеркало, приводимое в движение от электропривода, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено блоком управления, соединенным с лазерным генератором и электродвигателем, и штангой, на которой закреплен корпус лазерного генератора, а сканирующее устройство установлено на корпусе лазерного генератора со стороны излучателя и содержит установленный на корпусе лазерного генератора неподвижный стакан с отверстием, ось которого совпадает с оптической осью излучателя, платформу, установленную с помощью подшипника на стакане с возможностью ее вращения от электродвигателя, стойку, жестко закрепленную на платформе перпендикулярно ее поверхности, снабженную двумя параллельными между собой осями, установленными с помощью подшипников в стойке на расстоянии друг от друга по длине стойки параллельно поверхности платформы, два шкива, закрепленных на этих осях и связанных между собой ременной передачей, элемент для передачи вращения одной из осей стойки, закрепленный на ней и кинематически связанный с поверхностью неподвижного стакана, а зеркало жестко закреплено на второй из осей так, что его поверхность параллельна этой оси и пересекается с оптической осью излучателя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что платформа связана с электродвигателем посредством ременной, или фрикционной, или зубчатой передачи.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стакан закреплен на корпусе лазерного генератора посредством резьбового соединения.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что элемент для передачи вращения одной из осей стойки выполнен в виде ролика, фрикционно связанного с плоской поверхностью торца стакана, или в виде шестеренки, находящейся в зацеплении с зубчатой поверхностью торца стакана.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что платформа снабжена противовесом, расположенным на диаметрально противоположной стойке стороне.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2