Многосекционная дождевальная машина кругового действия с интеллектуальным модулем

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для орошения культур дождеванием. Многосекционная дождевальная машина кругового действия содержит центральную неподвижную опору с поворотным коленом, дождевальные насадки, размещенные на последовательно соединенных секциях трубопровода. Каждая секция трубопровода выполнена в виде трехмерной фермы, один конец которой размещен на промежуточной самоходной опорной тележке, а второй связан с предыдущей секцией трубопровода посредством шарнирного соединения карданного типа. При этом дождевальная машина имеет GLONASS-приемник, блок анализатора сигнала, а на центральной неподвижной опоре установлен щит управления, в котором размещена защитная аппаратура, пульт управления с размещенным в нем интеллектуальным модулем, соединенным с интерфейсным устройством, счетчиком электрической энергии, контактором и таймером. Интеллектуальный модуль предназначен для принятия решений управления процессом полива, движением машины, обработкой и хранением информации, поступающей из блока анализатора сигнала от датчиков влажности, установленных на четырех секторах участка полива вдоль радиуса каждого сектора через 35-40 м, и метеостанции через GLONASS-спутник на GLONASS-приемник. Дождевальная машина обеспечивает повышение качества полива за счет изменения поливной нормы в соответствии с уровнем влагозапасов участков поля на момент их полива. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию, и может быть использовано для орошения дождеванием сельскохозяйственных культур, в том числе нескольких разных видов культур, засеянных по секторам и поливаемых одной машиной, участков, имеющихсложныйрельеф, уклоны местности иразличные типы почв.

Известна электрифицированная дождевальная машина кругового действия (патент РФ№2646909 С2, МПКА01G25/09, опубл.12.03.2018, бюл. №8- аналог), содержащая центральную неподвижную опору с поворотным коленом, дождевальные насадки, водопроводящий трубопровод, состоящий из последовательно шарнирно соединенных пролетов.

Недостатком аналога является невозможность изменения поливной нормы в соответствии с уровнем влагозапасов участков поля на момент их полива, не возможность изменения поливной нормы при поливе машиной нескольких различных сельскохозяйственных культур засеянных по секторам в автоматическом режиме, низкая равномерность полива, невозможность обеспечения равномерного орошения и качества полива на участках, имеющих сложный рельеф, уклоны местности, различные типы почв.

Известна многосекционная дождевальная машина кругового действия (патент РФ №2654341 С2, МПКА01G 25/09, опубл.17.05.2018, бюл. №14- аналог), содержащая центральную неподвижную опору с поворотным коленом, дождевальные насадки, выполненные в виде трехмерных ферм секции трубопровода, последовательно соединенные между собой с помощью шарниров карданного типа и резиновых муфт, соединяющих полости соседних секций трубопровода, конец каждой секции трубопровода размещен на соседней тележке, имеющей привод от электродвигателя и блок управления.

Недостатком аналога является также невозможность изменения поливной нормы в соответствии с уровнем влагозапасов участков поля на момент их полива, не возможность изменения поливной нормы при поливе машиной нескольких различных сельскохозяйственных культур засеянных по секторам в автоматическом режиме, невозможность обеспечения равномерного орошения и качества полива на участках, имеющих сложный рельеф, уклоны местности, различные типы почв.

Технической задачей изобретения является расширение эксплуатационных возможностей дождевальной машины, а также обеспечение качества и равномерности полива за счет изменения поливной нормы в соответствии с уровнем влагозапасов участков поля на момент их полива, возможность изменения поливной нормы при поливе машиной нескольких различных сельскохозяйственных культур, засеянных по секторам в автоматическом режиме, обеспечение возможности использования машины на участках, имеющих сложный рельеф, различные уклоны местности, разные типы почв.

Задача решается в многосекционной дождевальной машине кругового действия, содержащей центральную неподвижную опору с поворотным коленом, дождевальные насадки, размещенные на последовательно соединенных секциях трубопровода, каждая из которых выполнена в виде трехмерной фермы, при этом один конец секции трубопровода размещен на промежуточной самоходной опорной тележке, а второй конец связан с предыдущей секцией трубопровода посредством шарнирного соединения карданного типа.

Отличием от прототипа является то, что дождевальная машина имеет GLONASS-приемник, блок анализатора сигнала, а на центральной неподвижной опоре установлен щит управления, в котором размещена защитная аппаратура, пульт управления с размещенным в нем интеллектуальным модулем, соединенным с интерфейсным устройством, счетчиком электрической энергии, контактором и таймером, при этом интеллектуальный модуль предназначен для принятия решений управления процессом полива, движением машины, обработкой и хранением информации, поступающей из блока анализатора сигнала от датчиков влажности, установленных на четырех секторах участка полива вдоль радиуса каждого сектора через 35-40 м, и метеостанции через GLONASS- спутник на GLONASS-приемник.

Благодаря такой конструкции и взаимосвязи элементов, система управления позволяет обрабатывать информацию и автоматически принимать решения, управляя процессом полива, движением машины, обработкой и хранением информации.

Кроме того, информация от датчиков влажности, установленных на четырех секторах участка полива вдоль радиуса каждого сектора через 35-40 м и метеостанции через GLONASS-спутник поступает на GLONASS- приемник и далее на блок анализатора сигналов в интеллектуальный модуль, после чего норма полива корректируется согласно вычислениям, представленным в таблице 1, подавая команду начала полива орошаемого сектора.

Корректировка поливной нормы на основании данных метеостанции и расположенных по секторам датчиков влажности при переходе из одного сектора машины в другой при движении по кругу, позволяет согласовывать норму полива с уровнем влагозапасов участков поля на момент их полива, изменять поливную норму при поливе машиной нескольких различных сельскохозяйственных культур засеянных по секторам в автоматическом режиме, обеспечивает равномерное орошение и качество полива на участках, имеющих сложный рельеф, уклоны местности, различные типы почв.

На фиг.1 изображена многосекционная дождевальная машина кругового действия, общий вид, на фиг.2 приведена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг. 3 приведена схема для определения характеристик полива.

Предлагаемая многосекционная дождевальная машина кругового действия (фиг. 1) содержит центральную неподвижную опору 1 с поворотным коленом 2, дождевальные насадки 3, размещенные на последовательно соединенных секциях трубопровода 4. Каждая секция трубопровода 4 выполнена в виде трехмерной фермы, при этом один конец секции трубопровода 4 размещен на промежуточной самоходной опорной тележке 5,а второй конец связан с предыдущей секцией трубопровода 4 посредством шарнирного соединения карданного типа 6.

Для управления движением на промежуточных самоходных опорных тележках 5 установлены приборы синхронизации тележек в линию (ПСЛ) 7, которые вырабатывают команды на движение тележек 5. При выбеге относительно соседних тележек больше допустимого, промежуточные самоходные опорные тележки 5 по команде ПСЛ 7 останавливаются, а при отставании - начинают двигаться.

На ведущей самоходной опорной тележке 8 установлен прибор стабилизации курса (ПСК) 9, который вырабатывает команду на движение ведущей самоходной опорной тележки 8, которая задает скорость передвижения всей дождевальной машины по участку вокруг неподвижной опоры 1.

На неподвижной опоре 1 установлен щит управления 10 (фиг 2), в котором размещена защитная аппаратура и пульт управления 11, в котором размещены: интеллектуальный модуль 12, счетчик электрической энергии 13 и таймер 14.

Интеллектуальный модуль 12 предназначен для обработки информации и принятия решений управления процессом полива, движением машины, обработки и хранения информации.

Счетчик электрической энергии 13 предназначен для измерения расхода электрической энергии.

Таймер 14 предназначен для синхронизации работы интеллектуального модуля 12.

Для обеспечения различных норм полива предназначен датчик норм полива15.

Сигнал на остановку машины в зависимости от взаимного расположения промежуточных самоходных опорных тележек ПСЛ 7 формируется в системе синхронизации тележек в линию 16.

Для передачи информации и задания параметров используется интерфейсное устройство 17 совместно с интеллектуальным модулем 12. На каждых самоходных опорных тележках 5 и 8 установлены блоки управления поливом 18.

Блоки управления поливом 18, установленные на промежуточных самоходных опорных тележках 5, соединены с приборами синхронизации тележек в линию (ПСЛ) 7 и блоком анализатора сигналов 19, который соединен с GLONASS/GPS-приемником 20.

Блок управления поливом 19, установленный на крайней ведущей самоходной опорной тележке 8, соединен с прибором стабилизации курса (ПСК) 9 и блоком анализатора сигналов 21, который также соединен с GLONASS-приемником 20.

Орошаемая область поля (фиг.3) делится по секторам на несколько участков. Количество участков определяется количеством сельскохозяйственных культур с различной требуемой нормой полива, особенностями рельефа, либо участками почв с разными характеристиками.

То есть, необходимо выделить участки поля в виде секторов, на всей площади которых должен осуществляться полив одинаковой нормой.

В случае достаточно ровного рельефа, одной сельскохозяйственной культуры и типа почв, для обеспечения качества и равномерности полива, для обеспечения поливной нормы в соответствии с уровнем влагозапасов участков поля на момент их полива в автоматическом режиме, достаточно разбить участок на 4 сектора.

На орошаемом участке поля вдоль радиуса каждого сектора устанавливаются датчики влажности 22 почвы через каждые 35-40 м, данные с которых передаются на GLONASS-спутник 23, а в непосредственной близости с поливаемым участком установлена метеостанция 24. Суммарное количество датчиков 22, например, для машины 500 м составит (500/40)4=50 шт.

Для обеспечения качества и равномерности полива поливная норма должна изменяться на величину затрат на водопотребление с учетом времени осуществления поливов, согласно зависимостям, табл.1.

Многосекционная дождевальная машина кругового действия работает следующим образом. Для обеспечения равномерности и качества полива до начала эксплуатации дождевальной машины, должна быть составлена карта полива с учетом рельефа местности, почв, сельскохозяйственных культур, где назначаются нормы по секторам, в случае необходимости подачи неодинакового объема воды.

Информация от датчиков влажности 22 и метеостанции 24 через GLONASS-спутник 23 поступает на GLONASS-приемник 20 и далее на блок анализатора сигналов 19, после чего норма полива корректируется и поступает на интеллектуальный модуль 12, и подается команда начала полива орошаемого сектора.

Вода под давлением подается в полости последовательно соединенных секций трубопровода 4, размещенного на центральной неподвижной опоре 1 с поворотным коленом 2, и разбрызгивается на орошаемом участке посредством дождевальных насадок 3. Крайняя ведущая самоходная опорная тележка 8 задает скорость перемещения машины по участку с помощью прибора стабилизации курса (ПСК) 9.

Движение промежуточных самоходных опорных тележек 5 происходит в старт-стопном режиме, при этом управление движением каждой промежуточной самоходной опорной тележки осуществляется автономно прибором синхронизации тележек в линию (ПСЛ) 7.

Использование предлагаемой дождевальной машины обеспечивает повышение качества полива путем изменения поливной нормы в соответствии с уровнем влагозапасов участков поля на момент их полива, адаптации режима полива к изменяющимся в течение поливного периода условиям, повышения экологической безопасности за счет исключения переполива и водной эрозии почв, за счет установленной на дождевальной машине интеллектуального модуля (интеллектуальной системы управления), и датчиков влажности почвы согласно предлагаемой схемы.

Многосекционная дождевальная машина кругового действия, содержащая центральную неподвижную опору с поворотным коленом, дождевальные насадки, размещенные на последовательно соединенных секциях трубопровода, каждая из которых выполнена в виде трехмерной фермы, при этом один конец секции трубопровода размещен на промежуточной самоходной опорной тележке, а второй конец связан с предыдущей секцией трубопровода посредством шарнирного соединения карданного типа, отличающаяся тем, что дождевальная машина имеет GLONASS-приемник, блок анализатора сигнала, а на центральной неподвижной опоре установлен щит управления, в котором размещена защитная аппаратура, пульт управления с размещенным в нем интеллектуальным модулем, соединенным с интерфейсным устройством, счетчиком электрической энергии, контактором и таймером, при этом интеллектуальный модуль предназначен для принятия решений управления процессом полива, движением машины, обработкой и хранением информации, поступающей из блока анализатора сигнала от датчиков влажности, установленных на четырех секторах участка полива вдоль радиуса каждого сектора через 35-40 м, и метеостанции через GLONASS-спутник на GLONASS-приемник.