Устройство для экспресс-мониторинга состава почвы

Изобретение относится к устройствам для анализа состава почвы без отбора почвенных образцов, устанавливаемых на транспортные средства, и может быть использовано в сельском хозяйстве для агрохимического анализа почв. Устройство состоит из револьверной головки, устанавливаемой консольно в задней части полевого робота, мотор-редуктора поворота револьверной головки, гидроаппаратуры и емкости для автоматической подачи необходимого количества воды в контрольную лунку, агрохимического датчика, блока управления револьверной головкой, блока управления датчиком. Револьверная головка используется для формирования в почве контрольной цилиндрической лунки и опускания в нее датчика, состоит из основания, на котором установлен датчик и бурильная установка. На блоке подвеса револьверной головки на стойках установлена траверса с направляющей и ходовым винтом, обеспечивающим перемещение агрохимического датчика на заранее установленную величину в вертикальной плоскости при вращении ходового винта, которое создается электродвигателем, установленным на траверсе соосно с ходовым винтом. Техническим результатом является повышение производительности мониторинга агрохимического состава почвы, снижение трудоемкости операций, обеспечение измерений на заданной глубине. 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для анализа состава почвы без отбора почвенных образцов, устанавливаемых на транспортные средства, и может быть использовано в сельском хозяйстве при агрохимическом анализе состава почв.

Известно устройство для экспресс-оценки почв, содержащее измерительный щуп, соединенный посредством блока преобразования сигналов с блоком их обработки и индикации, автономный стабилизированный источник электропитания блока преобразования сигналов. Щуп выполнен в виде диэлектрического конуса с расположенными на нем по окружности электропроводными измерительными кольцами, имеющими электрические выводы (патент RU №2279074, опубл. 27.06.2006).

Недостатками данного устройства являются относительная сложность конструкции, незначительная глубина заглубления щупа, возможность измерения только электрической активности почв.

Известен способ и устройства для оценки параметров почвы, при котором размещают почвенные датчики на разных глубинах с определенным шагом в целевых скважинах, регистрируют информацию от датчиков и передают ее в базу данных на удаленном сервере. При бурении скважин для размещения датчиков для привода буровой штанги используют мощный строительный перфоратор (патент RU №2613907, опубл. 21.03.2017).

Недостатками данного устройства являются значительные габариты и масса оборудования, высокая энергоемкость процесса, возможность измерения только температуры почв.

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому устройству является устройство для определения характеристик почвы, содержащее измеритель, штангу и электронепроводящий корпус, выполненный из двух полусфер с двумя электродами на внешней поверхности каждой полусфер. Измеритель состоит из вольтамперметра и соединен с электродами на каждой полусфере. Для опускания измерителя в почву на требуемую глубину просверливается скважина буром Калентьева. Устройство позволяет определить характеристики различных слоев почвы без отбора почвенного образца (патент RU №2433391, опубл. 10.11.2011).

Недостатками данного устройства являются низкая производительность операций, высокая трудоемкость работ, возможность измерения только содержания влаги в почве.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение производительности мониторинга агрохимического состава почвы, снижение трудоемкости операций, обеспечение измерений на заданной глубине.

Технический результат достигается тем, что устройство состоит из револьверной головки, устанавливаемой консольно в задней части полевого робота, мотор-редуктора поворота револьверной головки, гидроаппаратуры и емкости для автоматической подачи необходимого количества воды в контрольную лунку, агрохимических датчиков, блока управления револьверной головкой, блока управления датчиками, что обеспечивает повышение производительности мониторинга агрохимического состава почвы и снижение трудоемкости операций. Кроме того, револьверная головка устройства с агрохимическим датчиком обеспечивает его перемещение на заранее установленную величину в вертикальной плоскости при вращении ходового винта, которое создается электродвигателем, установленным на траверсе соосно с ходовым винтом, что обеспечивает измерение свойств почвы датчиком на заданной глубине.

Предлагаемое устройство устанавливается на транспортное средство (полевой робот), предусматривает сверление контрольной лунки на заданную глубину, залив регулируемого количества воды в лунку для обеспечения требуемого качества измерений, погружение щупов датчика в лунку для измерения агрохимического состава почвы.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен схематично полевой робот с установленным на него устройством для экспресс-мониторинга состава почвы (вид сбоку).

На фиг. 2 показана конструкция револьверной головки.

Предлагаемое устройство состоит из револьверной головки 1 (фиг. 1), устанавливаемой консольно в задней части полевого робота 2, мотор-редуктора 3 поворота револьверной головки, гидроаппаратуры 4 и емкости 5 для автоматической подачи необходимого количества воды в контрольную лунку, блока управления 6 револьверной головкой, блока управления 7 датчиками.

Для формирования в почве контрольной цилиндрической лунки и опускания в нее датчиков используется револьверная головка (фиг. 2).

Револьверная головка состоит из основания 8, на котором установлен держатель 9 и бурильная установка 10. Блок подвеса револьверной головки состоит из подшипникового узла 11, пальца 12, стойки 13, на которые устанавливается траверса 14 с направляющей 15 и ходовым винтом 16.

Агрохимический датчик 17 зафиксирован между ходовой гайкой 18 и направляющей втулкой 19, которые обеспечивают его перемещение в вертикальной плоскости при вращении ходового винта 16, которое создается электродвигателем 20, установленным на траверсе 14 соосно с ходовым винтом 16.

Устройство работает следующим образом.

По достижении полевым роботом 2 (фиг. 1) заданной на карте точки экспресс-мониторинга включается привод опускания бурильной установки 10 (фиг. 2). Как только бур достигает заданной глубины, привод бурильной установки выключается.

Затем привод бурильной установки 10 включается на реверс и происходит подъем бура. Таким образом, подготавливается контрольная лунка с рыхлой почвой, что позволяет выполнять измерения, не повредив при этом датчик 17.

Для повышения точности измерений в подготовленную лунку автоматически заливается определенное количество воды из емкости 5 (фиг. 1) с помощью гидроаппаратуры 4.

После подъема бурильной установки 10 (фиг. 2) осуществляется поворот револьверной головки 1 (фиг. 1) с помощью электрического мотор-редуктора 3 с установленной на его выходном валу шестерней, которая входит в зацепление с зубчатым венцом основания 8 (фиг. 2) револьверной головки.

После поворота основания 8 на 90 градусов датчик 17 позиционируется точно над подготовленной контрольной лункой, включается электродвигатель 20 и за счет вращения с ходового винта 16 датчик 17 опускается, а его щупы погружаются в лунку и выполняют измерение содержания в почве азота, фосфора, калия, уровня кислотности и других агрохимических характеристик.

Измерение происходит в течение нескольких секунд за счет контакта смеси почвы заданной влажности, обусловленной количеством воды, залитой в лунку, с поверхностью щупов датчика. Перечень измеряемых компонентов и точность экспресс-мониторинга зависит от назначения и модели агрохимического датчика.

После того как измерения выполнены, включается реверс электродвигателя 20, датчик 17 начинает подниматься, щупы извлекаются из почвы. После полного подъема датчика 17 происходит поворот основания 8 револьверной головки на 90 градусов в исходное положение. Затем полевой робот перемещается к следующей точке экспресс-мониторинга и цикл повторяется.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение производительности мониторинга характеристик почвы, снижение трудоемкости операций, обеспечение измерений характеристик на заданной глубине, уменьшение габаритов и массы устройства, обеспечение возможности установки на транспортное средство, например, на полевого робота.

Устройство для экспресс-мониторинга состава почвы, отличающееся тем, что устройство состоит из револьверной головки, устанавливаемой консольно в задней части полевого робота, мотор-редуктора поворота револьверной головки, гидроаппаратуры и емкости для автоматической подачи необходимого количества воды в контрольную лунку, агрохимического датчика, блока управления револьверной головкой, блока управления датчиком, револьверная головка устройства с агрохимическим датчиком состоит из основания, на котором установлена бурильная установка, на блоке подвеса револьверной головки на стойках установлена траверса с направляющей и ходовым винтом, обеспечивающим перемещение агрохимического датчика на заранее установленную величину в вертикальной плоскости при вращении ходового винта, которое создается электродвигателем, установленным на траверсе соосно с ходовым винтом.



 

Похожие патенты:

Изобретения относятся к области сельского хозяйства. Способ включает выполнение в посевах озимых культур скважин до средней многолетней глубины промерзания почвы, систематическое послойное измерение в них температуры почвы и ее электрического сопротивления с помощью датчиков температуры и электрического сопротивления, первую пару из которых располагают на поверхности почвы, вторую – на глубине кущения, третью – в зоне нахождения основной массы поглощающих корней растений и четвертую пару датчиков располагают на глубине пахотного слоя, сформированного над плужной подошвой, ограничивающей распространение поглощающих корней растений, последующие датчики служат для контроля глубины промерзания.

Изобретение относится к строительству применительно к определению деформационных и прочностных свойств грунтов. Прибор содержит гильзу для образца грунта, перфорированные днище и поршень, механизм нагружения поршня, по меньшей мере, два размещенных в поршне штампа, составленных из втулок, вставленных друг в друга, и механизм нагружения штампов.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к способам изучения водной эрозии и может быть использовано в почвоведении, мелиорации и природообустройстве. Способ определения тальвега на агроландшафтах склоновых земель в полевых условиях включает применение технического средства профилирования дневной поверхности, в котором замеряют профиль дневной поверхности почвы по окружности.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к способам изучения водной эрозии и может быть использовано в почвоведении, мелиорации и природообустройстве. Способ определения тальвега на агроландшафтах склоновых земель в полевых условиях включает применение технического средства профилирования дневной поверхности, в котором замеряют профиль дневной поверхности почвы по окружности.

Изобретение относится к области физики и может быть использовано для определения магнитной восприимчивости почв в лабораторных условиях. Способ определения магнитной восприимчивости почв в лабораторных условиях с помощью малогабаритного каппаметра КМ-7 осуществляется посредством одновременного измерения объемной магнитной восприимчивости (χоб.) и определения плотности (р) растертой воздушно-сухой почвы массой (m), помещенной в объем контейнера (v), изготовленного из немагнитного материала, по формуле: p=m/v и дальнейшего определения удельной магнитной восприимчивости (χуд.) по формуле: χуд.=χоб./р.

Изобретение относится к определению свойств пластовых флюидов, одновременно находящихся в поровом пространстве образца горной породы. При осуществлении способа отбирают несколько естественно-насыщенных образцов горной породы, относящихся к одному пласту, таким образом, чтобы на одно место взятия приходилось 2 образца.

Изобретение относится к измерительным приборам. Прибор для определения угла естественного откоса сыпучего материала содержит диск с буртиком, полый цилиндр, механизм подъема и измерительный узел.

Представлен метод дискретных элементов для моделирования развития разлома в породе, окружающей штрек, который включает: взятие колонок породы из угольного пласта в месторождении и запись значений RQD, наблюдение за деформацией штрека и выполнение статистического анализа характеристик распространения разломов в угольном пласте; испытание механических параметров образцов угольной породы в помещении и вычисление прочности породной массы в соответствии со значениями RQD; создание численной модели путем использования модуля UDEC-Trigon для регулировки параметров для обеспечения соответствия прочности породной массы и коррекцию параметров модели; и создание численной модели проектного масштаба для регулировки параметров для обеспечения соответствия характеристикам деформации в месторождении, и, в конечном итоге, имитация развития разлома в породе, окружающей штрек.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к сельскохозяйственному орудию, имеющему датчик заделывания борозды. Сельскохозяйственное орудие включает узел нарезания борозды, узел заделывания борозды и датчик заделывания борозды.

Изобретение относится к способу контроля химических параметров на действующей станции по обогащению полезных ископаемых или по подготовке воды, содержащему этапы, на которых: непрерывно отбирают пробы потока шлама из технологического потока в действующей станции по обогащению полезных ископаемых или по подготовке воды; заполняют отобранным шламом пробоотборную камеру, расположенную на территории станции; измеряют химический состав пульпы в отобранном шламе в пробоотборной камере; анализируют измеренные данные о химическом составе пульпы, причем проанализированные данные о химическом составе пульпы представляют собой один из следующих параметров: уровень рН, окислительно-восстановительный потенциал Eh, растворенный кислород, температура, проводимость, потребность в кислороде и степень окисления пульпы; предоставляют проанализированные данные о химическом составе пульпы в интерфейсный элемент оператора станции в режиме реального времени; опорожняют пробоотборную камеру и повторно заполняют пробоотборную камеру отобранным шламом.

Группа изобретений относится к сельскохозяйственному машиностроению. Способ увеличения нагрузки на ведущие задние колеса трактора в процессе культивации почвы орудием, в частности плугом, соединенным с трехточечным навесным устройством трактора, в котором вертикальное положение орудия, прикрепленного к трактору, регулируют относительно трактора посредством положения рычагов подъемного устройства, и регулируют длину верхнего звена трехточечного навесного устройства трактора.
Наверх