Плужная система
Группа изобретений относится к сельскому хозяйству, а именно к плужной системе, применению плужной системы для вспашки поля, по меньшей мере частично окаймленного поворотной полосой, и способу вспашки поля. Плужная система содержит раму плуга, которая содержит соединительное устройство для присоединения рамы плуга к буксирующему транспортному средству, и блок управления. Рама плуга имеет удлинение в продольном направлении и расширение в поперечном направлении и содержит два или более подъемных устройства. Подъемные устройства содержат неподвижную часть, смонтированную на раме плуга, и подвижную часть, перемещающую лемех плуга. Каждое подъемное устройство содержит исполнительное устройство, выполненное с возможностью обеспечения изменения положения лемехов плуга из опущенного положения в поднятое положение и наоборот. Лемехи плуга расположены на раме плуга во взаимно ступенчатой ориентации относительно продольного направления, а также поперечного направления. Блок управления выполнен с возможностью принимать управляющий входной сигнал и в ответ на него независимо приводить в действие одно или более исполнительных устройств, связанных с подъемными устройствами, тем самым обеспечивая возможность независимого поднятия и/или опускания одного или нескольких лемехов плуга. Плужная система дополнительно содержит устройство сопряжения, выполненное с возможностью обеспечения подачи команд на исполнительное устройство на независимое опускание/поднятие отдельного лемеха плуга. Устройство сопряжения выполнено с возможностью приема координат местоположения от приемника определения местоположения. Плужная система дополнительно содержит запоминающее устройство для хранения данных, выполненное с возможностью обеспечения хранения на нем данных об относительном положении одного или нескольких, предпочтительно всех, лемехов плуга относительно приемника определения местоположения, и при этом устройство сопряжения выполнено с возможностью вычисления на их основе и на основе координат, принятых приемником определения местоположения, абсолютных координат одного или нескольких, предпочтительно всех, лемехов плуга, или при этом число приемников определения местоположения равно числу лемехов плуга, при этом приемник определения местоположения расположен в местоположении каждого лемеха плуга. Способ вспашки поля, по меньшей мере частично окаймленного поворотной полосой, включает: определение координат одной или нескольких границ между внутренним основным полем, подлежащим вспашке, и окаймляющей поворотной полосой; обеспечение плужной системы, вспашку поля из почвы посредством перемещения лемехов плуга через почву внутреннего основного поля, подлежащего вспашке; применительно к каждому из лемехов плуга, поднятие отдельных лемехов плуга в случае, если отдельный лемех плуга пересекает границу между внутренним основным полем, подлежащим вспашке, и смежной поворотной полосой в направлении от внутреннего основного поля, подлежащего вспашке, к поворотной полосе; применительно к каждому из лемехов плуга, опускание отдельных лемехов плуга в случае, если отдельный лемех плуга пересекает границу между внутренним основным полем, подлежащим вспашке, и смежной поворотной полосой в направлении от поворотной полосы к внутреннему основному полю, подлежащему вспашке; вспашку площади поворотной полосы, по меньшей мере частично окаймляющей внутреннее основное поле. Обеспечивается улучшенное качество вспашки полей, содержащих основной пахотный участок и поворотную полосу. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
В первом аспекте данное изобретение относится к плужной системе для вспашки почвы. Во втором аспекте данное изобретение относится к применению плужной системы по первому аспекту для вспашки почвы. В третьем аспекте настоящее изобретение относится к способу вспашки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
На протяжении длительного времени вспашка является эффективным методом обработки почвы в сельском хозяйстве.
Вспашку используют в качестве способа подготовки почвы для посева. При вспашке почву переворачивают, так чтобы почва, расположенная ранее на определенной глубине, оказалась верхним слоем почвы. Обычная глубина вспашки составляет от 18 до 20 см, но может варьироваться от 5 до 100 см.
Переворачивание почвы при вспашке обеспечит аэрацию почвы и, следовательно, обеспечит минерализацию почвы и лучший дренаж воды, которые улучшают плодородие. Кроме того, вспашка удалит остатки прошлогодних культур, а также обеспечит удаление любых сорных растений, имеющихся на вспаханном поле. Таким образом, вспашка может использоваться в качестве механического способа борьбы с сорными растениями, особенно в экологическом сельском хозяйстве, при котором недопустимы гербициды.
Существующие на сегодняшний день плуги содержат раму, буксируемую или перемещаемую трактором или подобным транспортным средством. Рама содержит множество корпусов плуга, расположенных ступенчато в один ряд, поперечно направлению перемещения и, и самого направления движения. Рама содержит подъемный механизм для одновременного поднятия с почвы или опускания в почву всех лемехов плуга.
При вспашке поля фермер, обычно, по меньшей мере мысленно, делит обрабатываемый пахотный участок, подлежащий вспашке, на основную часть, содержащую внутреннюю часть поля правильной формы (основной пахотный участок), и окаймляющую поворотную полосу. Таким образом, сперва фермер может сосредоточиться на вспашке основной части, следуя по обычной петлеобразной траектории, используя поворотную полосу для разворота трактора, чтобы вспахать последующий отрезок петлеобразной траектории. После вспашки внутренней основной части ноля фермер вспахивает поворотную полосу.
При вспашке внутренней основной части поля при въезде в поворотную полосу фермер поднимает все лемехи плуга из почвы. Аналогично, перемещаясь с поворотной полосы на основную внутреннюю часть ноля, фермер опускает все лемехи плуга в почву.
Несмотря на то, что данный способ проведения вспашки доказал свою эффективность, тем не менее существуют некоторые недостатки использования данного способа.
Один недостаток заключается в том, что из-за того, что все лемехи плуга расположены ступенчато и не перпендикулярны направлению движения плуга через почву на границе между внутренней основной частью поля и поворотной полосой будет невозможно аккуратно и точно осуществлять вспашку почвы вплотную к этой границе.
В случае, когда фермер хочет вспахать всю внутреннюю основную часть поля, из-за того, что лемехи плуга расположены ступенчато вспашка будет осуществляться некоторыми из лемехов плуга и, как следствие, будет вспахана поворотная полоса.
Следовательно, когда после вспашки всей площади внутренней основной части поля фермер затем вспахивает поворотную полосу, часть почвы поворотной полосы будет повторно вспахана и, соответственно, перевернута дважды.
Переворачивание почвы дважды в некоторой степени равносильно тому, что почва не переворачивается совсем, по меньшей мере, это приводит к тому, что сорные растения продолжают расти.
Соответственно, на части поворотной полосы будут обнаруживаться участки почвы, на которых сорные растения, которые должны было быть покрыты почвой во время вспашки, изначально будут иметь преимущество в отношении укоренения и роста по сравнению с посеянными сельскохозяйственными культурами.
Это, несомненно, приводит к тому, что посеянные семена сельскохозяйственных культур будут конкурировать с сорными растениями, которые были перевернуты дважды так, что условия роста этих семян и, следовательно, общий урожай экономически рентабельной культуры будет далеко не оптимальным.
Кроме того, перекрытие приведет к тому, что поверхность после вспашки будет неровной, в то время как граница вспаханного основного обрабатываемого пахотного участка накладывается на границу поворотной полосы при последующей вспашке.
Кроме того, вспашка поворотной полосы в результате повторной вспашки почвы будет приводить к тому, что остатки сельскохозяйственных культур, по меньшей мере, частично не будут покрыты почвой.
Следовательно, существует потребность в улучшенной плужной системе, в которой устранены данные недостатки.
Целью настоящего изобретения является создание плужной системы, в которой устранены вышеупомянутые недостатки.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Эта цель достигается посредством плужной системы, содержащей и. 1 формулы изобретения, с учетом признаков, изложенных в п. 18 формулы изобретения, и способа, включающего признаки, изложенные в и. 19 формулы изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения и объясняются в нижеследующем описании, а также проиллюстрированы прилагаемыми фигурами.
Таким образом, в первом аспекте настоящее изобретение относится к плужной системе, содержащей:
i) раму плуга, причем указанная рама плуга содержит соединительное устройство для присоединения указанной рамы плуга к буксирующему транспортному средству;
в которой указанная рама плуга имеет удлинение в продольном направлении и расширение в поперечном направлении;
в которой указанная рама плуга содержит два или более подъемных устройств; причем указанные подъемные устройства содержат неподвижную часть, смонтированную на указанной раме плуга, и подвижную часть, перемещающую лемех плуга;
в которой каждое указанное подъемное устройство содержит исполнительное устройство;
в которой указанное исполнительное устройство выполнено с возможностью обеспечения изменения положения лемеха плуга из опущенного положения в поднятое положение и наоборот;
в которой указанные лемехи плуга расположены на указанной раме во взаимно ступенчатой ориентации относительно продольного направления, а также поперечного направления;
ii) блок управления, выполненный с возможностью приема управляющего входного сигнала, и в ответ на него независимо приводит в действие одно или более исполнительных устройств, связанных с указанными подъемными устройствами; тем самым обеспечивая возможность независимого поднятия и/или опускания одного или более указанных лемехов плуга.
Во втором аспекте настоящее изобретение относится к применению плужной системы в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения для вспашки поля, по меньшей мере частично окаймленного поворотной полосой.
В третьем аспекте настоящее изобретение относится к способу вспашки поля, по меньшей мере частично окаймленного поворотной полосой, причем указанный способ включает:
i) определение координат одной или более границ между внутренним основным полем, подлежащим вспашке, и окаймляющей поворотной полосой;
ii) обеспечение плужной системы, содержащей раму плуга, имеющую удлинение в продольном направлении и расширение в поперечном направлении; причем указанная рама плуга содержит два или более подъемных устройств; причем указанное подъемное устройство содержит неподвижную часть, смонтированную на указанной раме плуга, и подвижную часть, перемещающую лемех плуга; причем указанное подъемное устройство содержит исполнительное устройство; при этом указанное исполнительное устройство выполнено с возможностью обеспечения изменения положения указанного лемеха плуга из опущенного положения в поднятое положение и наоборот; причем указанные лемехи плуга расположены во взаимно ступенчатой ориентации относительно продольного направления, а также поперечного направления;
ii) вспашку поля из почвы посредством перемещения лемехов плуга через почву внутреннего основного поля, подлежащего вспашке;
iii) применительно к каждому из лемехов плуга, поднятие отдельных лемехов плуга в случае если отдельный лемех плуга пересекает границу между внутренним основным полем, подлежащим вспашке, и смежной поворотной полосой в направлении от внутреннего основного поля, подлежащего вспашке, к поворотной полосе;
iv) применительно к каждому из лемехов плуга, опускание отдельных лемехов плуга в случае если отдельный лемех плуга пересекает границу между внутренним основным полем, подлежащим вспашке, и смежной поворотной полосой в направлении от поворотной полосы к внутреннему основному полю, подлежащему вспашке.
v) вспашку площади поворотной полосы, по меньшей мере частично окаймляющей внутреннее основное поле.
Настоящее изобретение в его первом, втором и третьем аспектах обеспечивает улучшенные условия прорастания и роста семян сельскохозяйственных культур, посеянных на поле, содержащем внутреннее основное поле, которое после его вспашки по меньшей мере частично окаймлено поворотной полосой.
Кроме того, данное изобретение в его различных аспектах обеспечивает более эффективную вспашку поскольку исключается необходимость дважды вспахивать определенные зоны поля.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг. 1 проиллюстрирован план поля, вспаханного с использованием известной системы вспашки.
На Фиг. 2 проиллюстрирован вид в перспективе, иллюстрирующий систему вспашки в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.
На Фиг. 3 проиллюстрирован схематический чертеж, иллюстрирующий структуру системы управления для управления плужной системой в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В первом аспекте настоящее изобретение относится к плужной системе, содержащей:
i) раму плуга, причем указанная рама плуга содержит соединительное устройство для присоединения указанной рамы плуга к буксирующему транспортному средству;
в которой указанная рама плуга имеет удлинение в продольном направлении и расширение в поперечном направлении;
в которой указанная рама плуга содержит два или более подъемных устройств; причем указанные подъемные устройства содержат неподвижную часть, смонтированную на указанной раме плуга, и подвижную часть, перемещающую лемех плуга;
в которой каждое указанное подъемное устройство содержит исполнительное устройство;
в которой указанное исполнительное устройство выполнено с возможностью обеспечения изменения положения лемеха плуга из опущенного положения в поднятое положение и наоборот;
в которой указанные лемехи плуга расположены на указанной раме во взаимно ступенчатой ориентации относительно продольного направления, а также поперечного направления;
ii) блок управления, выполненный с возможностью приема управляющего входного сигнала, и в ответ на него независимо приводит в действие одно или более исполнительных устройств, связанных с указанными подъемными устройствами; тем самым обеспечивая возможность независимого поднятия и/или опускания одного или более указанных лемехов плуга.
Плужная система в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения обеспечивает независимое поднятие/опускание каждого лемеха плуга при пересечении границы между основным обрабатываемым пахотным участком и поворотной полосой. Таким образом, можно исключить двукратную вспашку поворотной полосы. Данный результат обеспечивается посредством плужной системы, содержащей устройство для независимого поднятия или опускания лемеха плуга в почву.
Следует отметить, что в настоящем описании и в прилагаемой формуле изобретения под словосочетанием «управляющий входной сигнал» следует понимать входной сигнал, обеспечиваемый в результате взаимодействия с человеком, либо непосредственно посредством ручного ввода команды, либо автоматического ввода системой, которая запрограммирована в соответствии с заданными критериями для поднятия/опускания отдельных лемехов плуга, например, в качестве реакции на географические координаты.
Соответственно, в настоящем описании и в прилагаемой формуле изобретения под словосочетанием «управляющий входной сигнал» не следует понимать «механический входной сигнал» в смысле механического воздействия между камнем, валуном или скальной породой, находящейся в почве, и лемехом плуга, которое будет подразумевать поднятие/опускание плуга, как это известно в отношении плужных систем, которые содержат систему освобождения от камней, как более подробно описывается ниже.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения указанные исполнительные устройства независимо выбираются из группы, включающей в себя гидравлические исполнительные устройства, электрические исполнительные устройства и пневматические исполнительные устройства.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения указанные исполнительные устройства являются гидравлическими исполнительными устройствами и при этом указанный блок управления содержит гидравлические клапаны, выполненные с возможностью приведения в действие указанных гидравлических исполнительных устройств; или отличающаяся тем, что указанные исполнительные устройства являются электрическими исполнительными устройствами и при этом указанный блок управления содержит электрические коммутационные устройства, выполненные с возможностью приведения в действие указанных электрических исполнительных устройств; или отличающаяся тем, что указанные исполнительные устройства являются пневматическими исполнительными устройствами и при этом указанный блок управления содержит пневматические клапаны, выполненные с возможностью приведения в действие указанных пневматических исполнительных устройств.
Такие исполнительные устройства и типы системы управления оказались эффективными при использовании по прямому назначению.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения, в котором указанные исполнительные устройства являются гидравлическими исполнительными устройствами, также имеется возможность обеспечения плужной системы с измерительным устройством для измерения и, при необходимости, регистрации гидравлического давления в каждом из гидравлических исполнительных устройств. Аналогичные типы измерительных устройств и регистрация результатов измерений могут быть обеспечены в отношении электрических или пневматических исполнительных устройств.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения плужная система содержит 2-40 лемехов плуга, а именно 4-35 лемехов плуга, например 6-30 лемехов плуга, а именно 10-25 лемехов плуга, например, 15-20 лемехов плуга.
Такое количество лемехов плуга является обычным в современных плужных системах и, таким образом, удовлетворяет современным требованиям к системам вспашки.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения указанная плужная система является оборотным плугом или необоротным плугом.
Плужная система в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения является в равной степени особенно пригодной для оборотных плугов и для необоротных плугов.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения два или более подъемных устройств выполнены таким образом, что поднятие и опускание лемехов плуга осуществляется посредством поворотного движения подвижной части, перемещающей лемех плуга.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения система разработана таким образом, что применительно к одному или более указанным подъемным устройствам, предпочтительно, применительно ко всем указанным поднимающим устройствам, указанные подъемные устройства выполнены таким образом, что один конец указанного исполнительного устройства смонтирован с возможностью поворота на указанной неподвижной части указанного подъемного устройства и таким образом, что противоположный конец указанного исполнительного устройства смонтирован с возможностью поворота на указанной подвижной части указанного подъемного устройства, причем указанные два противоположных конца указанного исполнительного устройства выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга.
Этот вариант осуществления обеспечивает простой тип конструкции элемента поднятия/опускания лемеха плуга. Кроме того, этот тип конструкции обеспечивает использование плуга, содержащего систему освобождения от камней, как плужную систему, образующую основу для плужной системы в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения. Система освобождения от камней является плужной системой, содержащей шарнирно подвешенные лемехи плуга. Лемехи плуга подвешены и управляются гидравлическим контроллером, который содержит ряд гидравлических клапанов и трубопроводов. Система освобождения от камней обеспечивает возможность поворота каждого лемеха плуга в обратном направлении, в случае если отдельный лемех плуга сталкивается с большим камнем, скальной породой или валуном в почве, тем самым предотвращая механическое разрушение лемехов плуга при ударе камнями, скальными породами или валунами. Сила столкновения, необходимая для обеспечения возможности поворота отдельного лемеха плуга, является заданной и регулируемой. Как только отдельные лемех и плуга столкнутся с камнем, скальной породой или валуном в почве и повернут в обратном направлении, гидравлические клапаны будут приведены в действие, что вызовет восстановление гидравлического давления для возвращения этого отдельного лемеха плуга в почву в его опущенное положение.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения плужная система содержит механизм освобождения от камней, и при этом указанные два или более подъемных устройств выполнены как единое целое с указанным механизмом освобождения от камней.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения плужная система дополнительно содержит устройство сопряжения, причем указанное устройство сопряжения выполнено с возможностью для того чтобы обеспечивать подачу команд к исполнительному устройству в связи с независимым опусканием/поднятием отдельного лемеха плуга.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения указанное устройство сопряжения выполнено с возможностью обеспечения подачи команд к указанному исполнительному устройству в связи с независимым опусканием/поднятием отдельного лемеха плуга посредством подачи управляющего входного сигнала к указанному блоку управления.
Устройство сопряжения может использоваться в качестве промежуточного блока между блоком управления и отдельными подъемными устройствами лемехов плуга, тем самым обеспечивая поднятие и/или опускание лемехов плуга.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения плужная система кроме того содержит устройство ввода, такое как клавиатура или планшетный компьютер для программирования указанного устройства сопряжения; причем указанная система кроме того дополнительно содержит видеомонитор.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения указанный видеомонитор выполнен с возможностью контроля настроек и/или текущего состояния работы указанной плужной системы.
Устройство ввода и видеомонитор позволяет пользователю вводить данные в систему для программирования системы с целью настройки автоматически управляемой плужной системы. Кроме того, видеомонитор обеспечивает контроль настроек и производительности системы при использовании. Это обеспечит возможность контроля и управления оператором нормальной работы плужной системы при ее использовании.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения плужная система дополнительно содержит запоминающее устройство для хранения данных; причем указанное запоминающее устройство для хранения данных выполнено с возможностью обеспечения хранения координат, относящихся к одной или более границам между основным внутренним полем, подлежащим вспашке, и окаймляющей поворотной полосой.
Запоминающее устройство для хранения данных обеспечивает автоматический контроль вспашки грунта.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения устройство сопряжения выполнено с возможностью приема координат местоположения от приемника определения местоположения.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения координаты местоположения обеспечиваются спутниковой навигационной системой, такой как глобальная навигационная спутниковая система (ГРНСС) такой как система глобального позиционирования (СГП).
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения система дополнительно содержит один или более таких приемников определения местоположения, таких как спутниковая навигационная система, например система глобального позиционирования (СГП).
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения число приемников определения местоположения равно числу лемехов плуга; и при этом приемник определения местоположения расположен в местоположении каждого лемеха плуга.
Обеспечение плужной системы с одним или более приемниками определения местоположения в любой момент времени обеспечивает возможность с высокой степенью точности знать местоположение приемника определения местоположения. Это обеспечит возможность в любой момент времени знать местоположение одного или более, предпочтительно всех, указанных лемехов плуга.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения плужная система дополнительно содержит запоминающее устройство для хранения данных, выполненное с возможностью обеспечения хранения на нем данных об относительном местоположении одного или более, предпочтительно всех, лемехов плуга по отношению к указанному приемнику определения местоположения, и при этом указанное устройство сопряжения выполнено с возможностью вычисления, на их основе и на основе координат, принятых приемником определения местоположении, абсолютных координат одного или более, предпочтительно всех, лемехов плуга.
Такие системы обеспечивают возможность постоянного определения точного местоположения каждого из лемехов плуга и тем самым обеспечивают возможность определения, следует ли отдельный лемех плуга опускать в почву или поднимать над почвой.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения указанный блок управления выполнен с возможностью автоматического управления указанным приведением в действие одного или более исполнительных устройств с целью автоматического и независимого поднятия и/или опускания одного или более указанных лемехов плуга.
Это обеспечит пользователю возможность легко и удобно с высокой точностью выполнять операцию вспашки, тем самым делая операцию вспашки более эффективной.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения плужная система выполнена с возможностью, посредством указанного устройства сопряжения, подачи к указанному блоку управления сигналов, относящихся к командам для независимого опускания или поднятия одного или более лемехов плуга, в соответствии с заданным алгоритмом.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения указанный заданный алгоритм содержит следующие элементы:
a) в случае если отдельный лемех плуга находится в пределах внутреннего основного поля, подлежащего вспашке, указанный лемех плуга должен быть установлен в опущенное положение;
b) в случае если отдельный лемех плуга находится в пределах поворотной полосы, указанный лемех плуга должен быть установлен в поднятое положение;
c) в случае если отдельный лемех плуга пересекает границу между внутренним основным полем, подлежащим вспашке, и смежной поворотной полосой в направлении от внутреннего основного поля, подлежащего вспашке, к поворотной полосе, то положение отдельного лемеха плуга должно измениться из опущенного положения в поднятое положение;
d) в случае если отдельный лемех плуга пересекает границу между внутренним основным полем, подлежащим вспашке, и смежной поворотной полосой в направлении от поворотной полосы к внутреннему основному полю, подлежащему вспашке, то положение отдельного лемеха плуга должно измениться из поднятого положения в опущенное положение.
Такой алгоритм позволяет автоматически управлять плужной системой.
Во втором аспекте настоящее изобретение относится к применению плужной системы в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения для вспашки поля, по меньшей мере частично окаймленного поворотной полосой.
В третьем аспекте настоящее изобретение относится к способу вспашки ноля, по меньшей мере частично окаймленного поворотной полосой, причем указанный способ включает:
i) определение координат одной или более границ между внутренним основным полем, подлежащим вспашке, и окаймляющей поворотной полосой;
ii) обеспечение плужной системы, содержащей раму плуга, имеющую удлинение в продольном направлении и расширение в поперечном направлении; причем указанная рама плуга содержит два или более подъемных устройств; причем указанное подъемное устройство содержит неподвижную часть, смонтированную на указанной раме плуга, и подвижную часть, перемещающую лемех плуга; причем указанное подъемное устройство содержит исполнительное устройство; при этом указанное исполнительное устройство выполнено с возможностью обеспечения изменения положения указанного лемеха плуга из опущенного положения в поднятое положение и наоборот; причем указанные лемехи плуга расположены во взаимно ступенчатой ориентации относительно продольного направления, а также поперечного направления;
ii) вспашку поля из почвы посредством перемещения лемехов плуга через почву внутреннего основного поля, подлежащего вспашке;
iii) применительно к каждому из лемехов плуга, поднятие отдельных лемехов плуга в случае если отдельный лемех плуга пересекает границу между внутренним основным полем, подлежащим вспашке, и смежной поворотной полосой в направлении от внутреннего основного поля, подлежащего вспашке, к поворотной полосе;
iv) применительно к каждому из лемехов плуга, опускание отдельных лемехов плуга в случае если отдельный лемех плуга пересекает границу между внутренним основным полем, подлежащим вспашке, и смежной поворотной полосой в направлении от поворотной полосы к внутреннему основному полю, подлежащему вспашке.
v) вспашку площади поворотной полосы, по меньшей мере частично окаймляющей внутреннее основное поле.
В одном варианте осуществления третьего аспекта настоящего изобретения указанное поднятие и опускание отдельного лемеха плуга выполняется автоматически.
В одном варианте осуществления первого аспекта настоящего изобретения способ выполняется с использованием плужной системы в соответствии с первым аспектом изобретения.
В соответствии с применением и способом второго и третьего аспекта, соответственно, плужная система может применяться для вспашки полей неправильной формы или частей полей, таких как поля клинообразной формы, для которых желательно чтобы не все лемехи плуга опускались в почву одновременно. При вспашке полей или частей полей такой формы один или более лемехов плуга могут быть подняты, при этом один или более лемехов плуга погружены в почву для вспашки.
Обращаясь к подробному рассмотрению чертежей с целью иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, на Фиг. 1 проиллюстрированы сложные задачи, связанные с вспашкой при использовании известной плужной системы, в которой ряд расположенных ступенчато лемехов плуга может подниматься и опускаться одновременно.
На Фиг. 1 проиллюстрирован план поля 70, подлежащего вспашке. Поле 70 имеет прямоугольную форму и вытянуто в направлении север-юг. Поле 70, подлежащее вспашке, содержит внутреннее основное поле 72. С севера и юга по отношению к внутреннему основному полю 72 соответственно расположена поворотная полоса 74, 74'.
Северная поворотная полоса 74 отделена от внутреннего основного поля 72 границей 76. Аналогично, южная поворотная полоса 74' отделена от внутреннего основного поля 72 границей 76'.
При вспашке поля 70 с использованием традиционной плужной системы известного уровня техники фермер будет использовать плужную систему, содержащую ряд лемехов плуга, расположенных ступенчато относительно продольного направления, а также поперечного направления плужной системы. Крайний правый лемех плуга, соответственно, является передним лемехом плуга, тогда как крайний левый лемех плуга является задним лемехом плуга.
Фермер начнет вспашку в северной поворотной полосе 74 с ее западной части. Фермер будет двигаться вперед в южном направлении, при этом он будет опускать все лемехи плуга одновременно, когда передний крайний правый лемех плуга пересекает границу 76. Это приведет к тому, что зона 80 поворотной полосы 74 будет вспахана.
Фермер продолжает вспашку в южном направлении, следуя по отрезку 78 полосы для вспашки в южную поворотную полосу 74' и, когда задний и крайний левый лемех плуга пересекает границу 76', он одновременно поднимет все лемехи плуга. Это приведет к тому, что зона 80 поворотной полосы 74' будет вспахана.
В поворотной полосе 74' фермер развернет транспортное средство, буксирующее плужную систему, и продолжит вспашку в северном направлении.
Соответственно, фермер продолжает вспашку таким образом, поочередно, в южном и северном направлениях, следуя по петлеобразной траектории.
Фермер завершит вспашку внутреннего основного поля 72, когда достигнет восточной части северной поворотной полосы 74.
Теперь все внутреннее основное поле 72 вспахано. При этом почва зон 80 северной поворотной полосы 74, а также почва зон 80 южной поворотной полосы 74' будет тоже вспахана таким образом.
Чтобы завершить вспашку поля 70, фермер окончательно вспахивает северную поворотную полосу 74 и южную поворотную полосу. В данном конкретном примере при этом он будет следовать западно-восточной петлеобразной траектории.
Когда поле 70, содержащее внутреннее основное поле 72 и северную поворотную полосу 74, а также южную поворотную полосу 74', вспахано, все зоны 80 в северной поворотной полосе 74, южной поворотной полосе 74' будут вспаханы дважды, это означает что любая почва в зонах 80, содержащая сорные растения, будет перевернута дважды, при этом сорные растения не будут покрыты почвой до такой степени, чтобы ухудшить условия роста сорных растений.
Соответственно, семена сельскохозяйственных культур, которые впоследствии будут посеяны в почву зон 80, будут сталкиваться с сильной конкуренцией в отношении посева и роста с сорными растениями, которые присутствовали в этих зонах раньше. По этой причине зоны 80 не будут обеспечивать оптимальные условия роста посеянных семян сельскохозяйственных культур.
На Фиг. 2 изображен вид в перспективе, иллюстрирующий плужную систему 100 в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения. Плужная система 100 содержит: i) раму плуга 2; и ii) блок управления 16 (не показан на Фиг. 2).
Рама плуга 2, содержащая соединительное устройство 4 для присоединения указанной рамы плуга к буксирующему транспортному средству; при этом указанная рама плуга имеет удлинение в продольном направлении X и расширение в поперечном направлении Y. Продольное направление X практически параллельно предполагаемому направлению движения лемеха плуга через почву; тогда как поперечное направление Y практически перпендикулярно к нему.
Рама плуга содержит два или более подъемных устройства 6, 6', содержащих неподвижную часть 8, смонтированную на указанной раме плуга 2, и подвижную часть 10, перемещающую лемех плуга 12, 12'. Подвижная часть 10 выполнена с возможностью поворота относительно рамы 2.
Каждое указанное подъемное устройство 6, 6' содержит исполнительное устройство 14, 14'. Каждое указанное исполнительное устройство выполнено с возможностью обеспечения изменения положения указанных лемехов плуга 12, 12' из опущенного положения в поднятое положение и наоборот.
Лемехи плуга 12, 12' расположены на указанной раме во взаимно ступенчатой ориентации относительно продольного направления, а также поперечного направления.
Блок управления 16 (не показан на Фиг. 2) выполнен с возможностью приема управляющего входного сигнала 18, и в ответ на него независимо приводите действие одно или более исполнительных устройств 14, 14', которые связанны с указанными подъемными устройствами; тем самым обеспечивая возможность независимого поднятия и/или опускания одного или более указанных лемехов плуга 12, 12'.
На Фиг. 3 проиллюстрирован один вариант осуществления системы управления плужной системой 100 в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения. Система управления содержит устройство сопряжения 20.
Устройство сопряжения выполнено с возможностью обеспечения подачи команд к исполнительному устройству 14, 14' на независимое опускание/поднятие отдельного лемеха плуга 12, 12'. Это осуществляется посредством блока управления 16, который является блоком управления гидравлическими исполнительными устройствами 14, 14' после получения команд на это, и посредством управления гидравлическим давлением в гидравлических шлангах 34, 34'. Приведение в действие исполнительных устройств 14, 14' приведет к опусканию или поднятию лемехов плугов 12, 12', шарнирно подвешенных на раме 2 плужной системы.
Устройство сопряжения 20 управляется или программируется посредством устройства ввода 22 в виде клавиатуры или планшетного компьютера 24. Видеомонитор 26 обеспечивает возможность контроля настроек устройства сопряжения оператором.
Устройство сопряжения 20 содержит запоминающее устройство для хранения данных 28. Запоминающее устройство для хранения данных выполнено с возможностью обеспечения возможности хранения координат, относящихся к одной или более границам 76, 76' между основным, внутренним полем 72, подлежащим вспашке, и окаймляющей поворотной полосой 74, 74'.
Устройство сопряжения 20 также выполнено с возможностью приема координат местоположения от приемника определения местоположения 30 посредством ГНСС, например спутниковой навигационной системы 32 СГП.
Запоминающее устройство для хранения данных 28' выполнено с возможностью обеспечения хранения на нем данных об относительно положении одного или более, предпочтительно всех, указанных лемехов плуга 12, 12', относительно указанного приемника определения местоположения 30. Кроме того, устройство сопряжения 20 выполнено с возможностью вычисления, на основе данных и на основе координат, принятых приемником определения местоположения 30, абсолютных координат одного или более, предпочтительно всех, лемехов плуга 12, 12'. Запоминающее устройство для хранения данных 28' может быть аналогичным или отличаться от запоминающего устройства для хранения данных 28.
Таким образом, исходя из абсолютного положения приемника определения местоположения 30 и относительного положения каждого лемеха плуга 12, 12', будет автоматически вычисляться абсолютное положение каждого лемеха плуга 12, 12'.
Устройство сопряжения 20 выполнено с возможностью подачи на блок 16 управления сигналов, относящихся к командам независимого опускания или поднятия одного или более лемехов плуга 12, 12' в соответствии с заданным алгоритмом.
Один предпочтительный заданный алгоритм содержит следующие элементы:
a) в случае если отдельный лемех плуга 12, 12' находится в пределах внутреннего основного поля 72, подлежащего вспашке, указанный лемех плуга должен быть установлен в опущенное положение;
b) в случае если отдельный лемех плуга 12, 12' находится в пределах поворотной полосы 74, 74', указанный лемех плуга должен быть установлен в поднятое положение;
c) в случае если отдельный лемех плуга 12, 12' пересекает границу 76, 76' между внутренним основным полем, подлежащим вспашке, и смежной поворотной полосой 74, 74' в направлении от внутреннего основного поля, подлежащего вспашке, к поворотной полосе, то положение отдельного лемеха плуга должно измениться из опущенного положения в поднятое положение;
d) в случае если отдельный лемех плуга 12, 12' пересекает границу 76, 76' между внутренним основным полем 72, подлежащим вспашке, и смежной поворотной полосой 74, 74' в направлении от поворотной полосы к внутреннему основному полю, подлежащему вспашке, то положение отдельного лемеха плуга должно измениться из поднятого положения в опущенное положение.
Соответственно, плужная система 100, схематически проиллюстрированная на Фиг. 3, позволяет осуществить независимую и автоматическую регулировку поднятия и опускания лемехов исходя из положения каждого лемеха плуга 12, 12' и на основании того, находится ли каждый отдельный лемех плуга на внутреннем основном поле 72, подлежащем вспашке, или на смежной поворотной полосе 74, 74'.
Следовательно, плужная система, проиллюстрированная на Фиг. 3 позволяет избежать переворачивания части почвы дважды и тем самым улучшить условия прорастания и роста семян сельскохозяйственных культур, которые будут посеяны после вспашки.
СПИСОК ПОЗИЦИЙ НА ФИГУРАХ
2 Рама плуга
4 Соединительное устройство
6, 6' Подъемное устройство
8 Неподвижная часть подъемного устройства
10 Подвижная часть подъемного устройства, перемещающая лемех плуга
12, 12' Лемех плуга
14, 14' Исполнительное устройство
16 Блок управления
18 Управляющий входной сигнал
20 Устройство сопряжения
22 Устройство ввода
24 Клавиатура
26 Видеомонитор
28, 28' Запоминающее устройство для хранения данных
30 Приемник определения местоположения
32 Спутниковая навигационная система
34 Гидравлический шланг
70 Поле, подлежащее вспашке
72 Внутреннее основное поле, подлежащее вспашке
74, 74' Поворотная полоса, по меньшей мере частично окаймляющая основной пахотный участок
76, 76' Граница между внутренним основным полем, подлежащим вспашке, и поворотной полосой
78 Отрезки полос для вспашки
80 Зоны двукратной вспашки
82' Направление вспашки
100' Плужная система
X Продольное направление
Y Поперечное направление
1. Плужная система (100), содержащая:
i) раму плуга (2), которая содержит соединительное устройство (4) для присоединения указанной рамы плуга к буксирующему транспортному средству;
причем указанная рама плуга имеет удлинение в продольном направлении (X) и расширение в поперечном направлении (Y);
и указанная рама плуга содержит два или более подъемных устройства (6, 6'); причем указанные подъемные устройства содержат неподвижную часть (8), смонтированную на указанной раме плуга (2), и подвижную часть (10), перемещающую лемех плуга (12, 12');
и каждое указанное подъемное устройство (6, 6') содержит исполнительное устройство (14, 14');
при этом указанное исполнительное устройство выполнено с возможностью обеспечения изменения положения указанных лемехов плуга (12, 12') из опущенного положения в поднятое положение и наоборот;
и указанные лемехи плуга (12, 12') расположены на указанной раме во взаимно ступенчатой ориентации относительно продольного направления, а также поперечного направления;
ii) блок управления (16), выполненный с возможностью принимать управляющий входной сигнал (18) и в ответ на него независимо приводить в действие одно или более исполнительных устройств (14, 14'), связанных с указанными подъемными устройствами; тем самым обеспечивая возможность независимого поднятия и/или опускания одного или более указанных лемехов плуга (12, 12');
при этом указанная плужная система дополнительно содержит устройство сопряжения (20), причем указанное устройство сопряжения выполнено с возможностью обеспечения подачи команд на исполнительное устройство (14, 14') на независимое опускание/поднятие отдельного лемеха плуга (12, 12');
причем указанное устройство сопряжения (20) выполнено с возможностью приема координат местоположения от приемника определения местоположения (30);
при этом указанная плужная система дополнительно содержит запоминающее устройство для хранения данных (28'), выполненное с возможностью обеспечения хранения на нем данных об относительном положении одного или более, предпочтительно всех, лемехов плуга (12, 12') относительно приемника определения местоположения (30), и при этом указанное устройство сопряжения (20) выполнено с возможностью вычисления на их основе и на основе координат, принятых приемником определения местоположения, абсолютных координат одного или более, предпочтительно всех, лемехов плуга (12, 12'); или
при этом число приемников определения местоположения равно числу лемехов плуга; при этом приемник определения местоположения расположен в местоположении каждого лемеха плуга.
2. Плужная система (100) по п. 1, отличающаяся тем, что указанные исполнительные устройства (14, 14') независимо выбираются из группы, включающей в себя: гидравлические исполнительные устройства, электрические исполнительные устройства, пневматические исполнительные устройства.
3. Плужная система (100) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что указанные исполнительные устройства (14, 14') являются гидравлическими исполнительными устройствами и при этом указанный блок управления (16) содержит гидравлические клапаны, выполненные с возможностью приведения в действие указанных гидравлических исполнительных устройств; или указанные исполнительные устройства (14, 14') являются электрическими исполнительными устройствами и при этом указанный блок управления (16) содержит электрические коммутационные устройства, выполненные с возможностью приведения в действие указанных электрических исполнительных устройств; или указанные исполнительные устройства (14, 14') являются пневматическими исполнительными устройствами и при этом указанный блок управления (16) содержит пневматические клапаны, выполненные с возможностью приведения в действие указанных пневматических исполнительных устройств.
4. Плужная система (100) по любому из пп. 1-3, содержащая 2-40 лемехов плуга (12, 12'), а именно 4-35 лемехов плуга, например 6-30 лемехов плуга, а именно 10-25 лемехов плуга, например 15-20 лемехов плуга.
5. Плужная система (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что является оборотным плугом или необоротным плугом.
6. Плужная система (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанные два или более подъемных устройства (6, 6') выполнены таким образом, что поднятие и опускание лемехов плуга (12, 12') осуществляется посредством поворотного движения подвижной части (10), перемещающей лемех плуга (12, 12').
7. Плужная система (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что применительно к одному или более указанным подъемным устройствам, предпочтительно применительно ко всем указанным подъемным устройствам, указанные подъемные устройства выполнены таким образом, что один конец указанного исполнительного устройства (14, 14') смонтирован с возможностью поворота на указанной неподвижной части (8) указанного подъемного устройства и таким образом, что противоположный конец указанного исполнительного устройства установлен с возможностью поворота на указанной подвижной части (10) указанного подъемного устройства, причем указанные два противоположных конца указанного исполнительного устройства выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга.
8. Плужная система (100) по п. 1, отличающаяся тем, что указанное устройство сопряжения выполнено с возможностью обеспечения подачи команд на исполнительное устройство (14, 14') на независимое опускание/поднятие отдельного лемеха плуга (12, 12') посредством подачи управляющего входного сигнала на указанный блок управления (16).
9. Плужная система (100) по п. 8, отличающаяся тем, что дополнительно содержит устройство ввода (22), такое как клавиатура или планшетный компьютер (24) для программирования указанного устройства сопряжения; причем указанная система также дополнительно содержит видеомонитор (26).
10. Плужная система (100) по п. 9, отличающаяся тем, что указанный видеомонитор (26) выполнен с возможностью контроля настроек и/или текущего состояния работы указанной плужной системы.
11. Плужная система (100) по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащая запоминающее устройство для хранения данных (28); причем указанное запоминающее устройство для хранения данных выполнено с возможностью обеспечения хранения данных, связанных с координатами, относящимися к одной или более границам (76, 76') между основным внутренним полем (72), подлежащим вспашке, и окаймляющей поворотной полосой (74, 74').
12. Плужная система (100) по п. 8, отличающаяся тем, что указанные координаты местоположения обеспечиваются спутниковой навигационной системой (32), такой как глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС) и такой как система глобального позиционирования (СГП).
13. Плужная система (100) по п. 1 или 12, дополнительно содержащая один или более таких приемников определения местоположения, как спутниковая навигационная система (32), например система глобального позиционирования (СГП).
14. Плужная система (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный блок управления (16) выполнен с возможностью автоматического контроля указанного приведения в действие одного или более исполнительных устройств (14, 14') с целью автоматического и независимого поднятия и/или опускания одного или более указанных лемехов плуга.
15. Плужная система (100) по любому из пп. 1-14, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью, посредством указанного устройства сопряжения (20), подачи на указанный блок управления (16) сигналов, относящихся к командам на независимое опускание или поднятие одного или более лемехов плуга (12, 12'), в соответствии с заданным алгоритмом.
16. Плужная система (100) по п. 15, отличающаяся тем, что указанный заданный алгоритм содержит следующие элементы:
a) в случае, если отдельный лемех плуга (12, 12') находится в пределах внутреннего основного поля (72), подлежащего вспашке, указанный лемех плуга должен быть установлен в опущенное положение;
b) в случае, если отдельный лемех плуга (12, 12') находится в пределах поворотной полосы (74, 74'), указанный лемех плуга должен быть установлен в поднятое положение;
c) в случае, если отдельный лемех плуга (12, 12') пересекает границу (76, 76') между внутренним основным полем, подлежащим вспашке, и смежной поворотной полосой (74, 74') в направлении от внутреннего основного поля, подлежащего вспашке, к поворотной полосе, то положение отдельного лемеха плуга должно измениться из опущенного положения в поднятое положение;
d) в случае, если отдельный лемех плуга (12, 12') пересекает границу (76, 76') между внутренним основным полем (72), подлежащим вспашке, и смежной поворотной полосой (74, 74') в направлении от поворотной полосы к внутреннему основному полю, подлежащему вспашке, то положение отдельного лемеха плуга должно измениться из поднятого положения в опущенное положение.
17. Плужная система (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что содержит механизм освобождения от камней, и при этом указанное два или более подъемных устройства (6, 6') выполнены как единое целое с указанным механизмом освобождения от камней.
18. Применение плужной системы (100) по любому из пп. 1-17 для вспашки поля (72), по меньшей мере частично окаймленного поворотной полосой (74, 74').
19. Способ вспашки поля (72), по меньшей мере частично окаймленного поворотной полосой (74, 74'), причем указанный способ включает:
i) определение координат одной или более границ (76, 76') между внутренним основным полем (72), подлежащим вспашке, и окаймляющей поворотной полосой (74, 74');
ii) обеспечение плужной системы (100) по любому из пп. 1-17;
ii) вспашку поля из почвы посредством перемещения лемехов плуга (12, 12') через почву внутреннего основного поля (72), подлежащего вспашке;
iii) применительно к каждому из лемехов плуга (12, 12'), поднятие отдельных лемехов плуга в случае, если отдельный лемех плуга пересекает границу (76, 76') между внутренним основным полем (72), подлежащим вспашке, и смежной поворотной полосой (74, 74') в направлении от внутреннего основного поля, подлежащего вспашке, к поворотной полосе;
iv) применительно к каждому из лемехов плуга (12, 12'), опускание отдельных лемехов плуга в случае, если отдельный лемех плуга пересекает границу (76, 76') между внутренним основным полем (72), подлежащим вспашке, и смежной поворотной полосой (74, 74') в направлении от поворотной полосы к внутреннему основному полю, подлежащему вспашке.
v) вспашку площади поворотной полосы (74, 74'), по меньшей мере частично окаймляющей внутреннее основное поле (72).
20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что поднятие и опускание лемеха плуга (12, 12') выполняется автоматически.
