PL241767B1 - Urządzenie do zgrabiania objętościowych produktów rolnych z powierzchni pola - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do zgrabiania objętościowych produktów rolnych z powierzchni pola, mające zastosowanie w szczególności w rolnictwie precyzyjnym. Powyższe urządzenie charakteryzuje się tym, że w strefie przenośnika (1) co najmniej jednej sekcji (2) podbierająco - przenośnikowej zamocowany jest układ optyczny (3) zawierający kamerę i oświetlacz punktów podczerwieni, który to układ optyczny (3) połączony jest z systemem lokalizacji GPS (4) i rejestratorem danych (5), przy czym każda sekcja (2) podbierająco - przenośnikowa wyposażona jest w regulator (6) prędkości przenośnika (1), który poprzez sterownik (7) połączony jest z układem optycznym (3).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do zgrabiania objętościowych produktów rolnych z powierzchni pola, mające zastosowanie w szczególności w rolnictwie precyzyjnym. Dziedzinę techniki stanowią zgrabiarki rolnicze i przetrząsaczo-zgrabiarki oraz innego typu urządzenia, umożliwiające zgrabianie z powierzchni pola objętościowych produktów rolnych.

W stanie techniki znanych jest wiele urządzeń wykorzystywanych do zgrabiania objętościowych produktów rolnych (m.in. siana, podsuszonej zielonki, roślin łodygowych itp.) z powierzchni pola i formowania ich w podłużne wały.

W opisie patentowym DE 3211579 przedstawiono zgrabiarkę karuzelową, w której do ramy głównej z podporą oraz kołami podporowymi połączonymi wahliwie z ramą główną, w części środkowej zamocowana jest głowica napędowa. W obudowie głowicy napędowej osadzone są ramiona zgrabiarki, na końcach których znajdują się palce grabiące. Głowica napędowa powoduje zmianę położenia roboczego ramion zgrabiarki, a tym samym zmianę nachylenia palców grabiących względem powierzchni roboczej.

Zgrabiarka karuzelowa firmy CLAAS opisana w dokumencie patentowym nr Pat. 216039 (zgłoszenie konwencyjne na podstawie pierwszeństwa z DE 10216474.6), ma co najmniej jeden wirnik zgrabiarki, podparty na podłożu za pomocą kół kopiujących i kół podporowych, napędzany ruchem obrotowym wokół pionowej osi wirnika, posiadający urządzenie sterujące z prowadnicą krzywoliniową dla sterowanych zębów grabi zamocowanych na ramionach zębowych, które mają zwrócone w kierunku końca osi wirnika rolki toczne zaopatrzone w dźwignie sterujące, które współdziałają za pomocą urządzenia sterującego z prowadnicą krzywoliniową, gdzie dźwignie sterujące ramion zębowych są ułożyskowane w łożyskach jako część obudowy napędzanej ruchem obrotowym wokół osi wirnika. Wirnik grabiowy posiada pierwszą wewnętrzną obudowę z łożyskami i drugą zewnętrzną obudowę z łożyskami do ułożyskowania ramion zębowych, przy czym zewnętrzna obudowa jest oparta na wewnętrznej obudowie. Ponadto ramiona zębowe są w ten sposób wykonane, ułożyskowane i podparte, że z osią obrotu łożyska dźwigni sterującej tworzą kąt ugięcia (β).

Znana jest również zgrabiarka do podsuszonej zielonki i siana, którą opisano w opisie patentowym Pat. 187262. Zgrabiarka ta wyposażona w ramę główną z podporą oraz kółka podporowe połączone wahliwie z ramą główną charakteryzuje się tym, że wirniki połączone przekładnią pasową lub zębatą mają zróżnicowaną liczbę palców o różnej długości, przy czym palce osadzone są w różnych płaszczyznach. Wirniki zewnętrzne mają mniejszą liczbę palców jak wirniki wewnętrzne.

Ze zgłoszenia patentowego P.289130 znana jest maszyna do przetrząsania i zgrabiania siana, która charakteryzuje się tym, że składa się z przetrząsaczo-zgrabiarki prawej i przetrząsaczo-zgrabiarki lewej, oraz wysięgnika z parą kół grabiących, zawieszonych na wspólnej ramie, do której zamocowane są na stałe lub rozłącznie wysięgniki. Belka zawieszenia prawa i belka zawieszenia lewa są połączone przegubowo z wysięgnikiem, a do ramy zawieszenia wysięgnika zamocowane są sprężyny odciążające o regulowanym napięciu.

W opisie polskiego zgłoszenia patentowego P.305295 ujawniono przetrząsaczo-zgrabiarkę do siana, która ma ramę nośną o konstrukcji łamanej zbudowaną ze środkowej części i bocznych, odchylnych części, do której zamocowane jest profilowane ramię z podporowym kołem i uchwytem mocującym. Uchwyt mocujący stanowi wraz z końcówkami wałka 3-punktowe zawieszenie maszyny. Każde koło grabiące wyposażone jest w zapadkową blokadę kątowego położenia i zawieszenie zbudowane z nośnego ramienia osadzonego obrotowo w pionowym wsporniku, który również obrotowo jest osadzony w nieruchomej tulei wraz z wysięgnikiem zapadkowej blokady. Ponadto, do górnego gniazda pionowego wspornika przytwierdzony jest łańcuch nośny koła grabiącego zamocowany drugostronnie, zaczepowo, do płytki wyposażonej w regulacyjne otwory i połączonej, dodatkowo, z wysięgnikiem zapadkowej blokady za pomocą sprężyny odciążającej.

Z opisu wzoru użytkowego zarejestrowanego pod numerem Ru.59378 znana jest przetrząsaczo-zgrabiarka, która składa się z zespołu zgrabiającego, połączonego z ramą, przy czym w połowie długości zespołu zgrabiającego z ramą jest połączona belka poprzeczna, na końcach której są zamocowane amortyzatory, których tłoczyska są zakończone na zewnątrz półośkami z zamocowanymi obrotowo kołami podporowymi, podtrzymującymi pasy zespołu zgrabiającego. Dodatkowo tłoczysko amortyzatora jest połączone, na wysokości półośki, z prętem prowadzącym, odgiętym w dół, którego oś jest równoległa do osi tłoczyska amortyzatora i znajduje się w otworze uchwytu, połączonym z korpusem amortyzatora.

PL 241 767 B1

Z opisu zgłoszenia wzoru użytkowego W.115191 znana jest także maszyna do odwracania i zgrabiania podsuszonej zielonki składająca się z ramy roboczej na końcach, której zamocowane są ramki z kołami roboczymi charakteryzuje się tym, że rama robocza zamocowana jest wahliwie na czopie przymocowanym do przesuwnej belki umocowanej w obejmie. Do ramy roboczej zamocowana jest tuleja z osią wykorbioną ustalaną sworzniem. Do przesuwnej belki zamocowane jest koło podporowe.

Ze zgłoszenia wynalazku Przemysłowego Instytutu Maszyn Rolniczych, zarejestrowanego pod numerem P.419096 znana jest natomiast zgrabiarka przyczepiana do ciągnika rolniczego zawierająca ramę nośną wspartą z jednej strony na układzie jezdnym, a z drugiej strony na ciągniku rolniczym za pośrednictwem sprzęgu, posiadająca podbieracz i przenośnik poprzeczny, które stanowią sekcję podbierająco-przenośnikową odpowiednio lewą i prawą, gdzie sekcje podbierająco-przenośnikowe zamocowane są suwliwie do ramy nośnej, dzięki czemu istnieje możliwość bezstopniowej zmiany ich położenia poprzecznie do kierunku jazdy maszyny.

Niedogodnością związaną z zastosowaniem rozwiązań znanych ze stanu techniki, jest brak możliwości rzetelnej oceny objętości pokosu zbieranego z określonego pola, w związku z czym zidentyfikowano ograniczone możliwości zastosowania tych urządzeń w rolnictwie precyzyjnym. Ponadto, brak możliwości wykorzystania informacji dotyczących ilości zbieranego w danej chwili pokosu, uniemożliwia dobór optymalnych parametrów pracy urządzenia, co przekłada się na nieefektywne zarządzanie energią urządzenia i straty z tym związane.

Rozwiązanie według wynalazku eliminuje problemy i niedogodności związane z zastosowaniem rozwiązań znanych ze stanu techniki.

Istota wynalazku, którym jest urządzenie do zgrabiania objętościowych produktów rolnych z powierzchni pola, polega na tym, że w strefie przenośnika co najmniej jednej sekcji podbierająco-przenośnikowej zamocowany jest układ optyczny zawierający kamerę i oświetlacz punktów podczerwieni, który to układ optyczny połączony jest z systemem lokalizacji GPS i rejestratorem danych, przy czym każda sekcja podbierająco-przenośnikowa wyposażona jest w regulator prędkości przenośnika, który poprzez sterownik połączony jest z układem optycznym.

Korzystnym jest gdy zarówno kamera, jak i oświetlacz punktów podczerwieni zamontowane są w każdej sekcji podbierająco-przenośnikowej.

Szczególnie korzystnym jest gdy w każdej sekcji podbierająco-przenośnikowej elementy układu optycznego zamontowane są powyżej taśmy w krańcowej strefie przenośnika albo w środkowej części urządzenia, korzystnie na wysokości zawierającej się w przedziale od 0,7 do 1,3 szerokości taśmy przenośnika, przy czym zarówno kamera, jak i oświetlacz punktów podczerwieni skierowane są prostopadle do taśmy przenośnika.

Dodatkowo korzystnym jest gdy w każdej sekcji podbierająco-przenośnikowej elementy układu optycznego zamontowane są powyżej taśmy przenośnika w środkowej strefie urządzenia, korzystnie na wysokości zawierającej się w przedziale od 0,5 do 1,5 długości taśmy przenośnika sekcji podbierająco-przenośnikowej, przy czym zarówno kamera, jak i oświetlacz punktów podczerwieni skierowane są na taśmę przenośnika pod kątem α zawierającym się w przedziale od 20° do 45°, korzystnie 30°.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku osiągnięto następujące korzyści techniczno-użytkowe:

- precyzyjny pomiar objętości pokosu, co umożliwia tworzenie map plonów itp.

- precyzyjny pomiar ilości pokosu w danej chwili, co umożliwia sterowanie prędkością taśmy i innymi parametrami maszyny i przekłada się na możliwość optymalnego wykorzystania energii niezbędnej do realizacji procesu

- możliwość łatwej zmiany położeń poszczególnych elementów układu, co pozwala na adaptację rozwiązania do urządzeń zgrabiających o różnej konstrukcji.

Rozwiązanie według wynalazku w przykładowym lecz nieograniczającym wykonaniu przedstawiono w schemacie na rysunku, gdzie na Fig. 1 przedstawiono zgrabiarkę, w której układ optyczny do rejestracji objętości plonu usytuowany został w skrajnej części przenośnika zgrabiarki, po jej zewnętrznej stronie, natomiast na Fig. 2 przedstawiono odmianę wykonania wynalazku, w której elementy układu optycznego zostały usytuowane w środkowej części zgrabiarki.

Urządzenie według wynalazku w przykładowym wykonaniu stanowi zgrabiarka 2-sekcyjna, posiadająca ramę nośną z układem jezdnym, która za pomocą sprzęgu przyłączana jest do ciągnika rolniczego. Zgrabiany materiał podbierany jest z podłoża poprzez podbieracz i transportowany poprzecznie do kierunku jazdy przenośnikiem poprzecznym. Sekcje podbierająco-przenośnikowe zamocowane są do ramy nośnej suwliwie, dzięki czemu możliwa jest zmiana ich położenia poprzecznie

PL 241 767 B1 do kierunku jazdy maszyny - taki sposób połączenia pozwala przy całkowitym zsunięciu sekcji podbierająco-przenośnikowych i odpowiednim kierunku pracy przenośników na układanie zgrabionego wału przy zewnętrznym obrysie maszyny. W przypadku układania wału w śladzie ciągnika (w kierunku środka maszyny) sekcje podbierająco-przenośnikowe, składające się z podbieracza i przenośnika poprzecznego rozsuwane są na wymaganą odległość, równą szerokości wału.

Zgrabiarka według wynalazku wyposażona jest w system monitorowania objętości plonu, który składa się z układu optycznego 3, który połączony jest z systemem lokalizacji GPS (4) i rejestratorem danych 5. Każda sekcja 2 podbierająco-przenośnikowa wyposażona jest w regulator 6 prędkości przenośnika 1. Układ optyczny 3 zawierający kamerę 3D i oświetlacz punktów podczerwieni zamocowany jest w strefie przenośnika 1 sekcji 2 podbierająco-przenośnikowej, przy czym układ optyczny 3 poprzez sterownik 7 połączony jest z regulatorami 6 prędkości przenośników 1. Działanie kamery polega na obserwacji emitowanych przez oświetlacz punktów podczerwieni i określeniu dokładnych odległości poszczególnych punktów od kamery, w każdej z trzech osi układu współrzędnych.

W przykładowym wykonaniu elementy układu optycznego 3 usytuowane w strefie sekcji 2 podbierająco-przenośnikowej zamontowane są w krańcowej strefie przenośnika 1 powyżej taśmy na wysokości równej w przybliżeniu szerokości taśmy przenośnika 1. Zarówno kamera, jak i oświetlacz punktów podczerwieni skierowane są prostopadle do taśmy przenośnika 1.

Zastosowanie układu optycznego 3 w połączeniu z systemem GPS pozwala na tworzenie mapy plonu, tzn. dzięki zbieranym informacjom dotyczącym wydajności użytków zielonych w postaci umożliwiającej wygenerowanie cyfrowych map plonów, co ma bardzo istotne znaczenie w rolnictwie precyzyjnym. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe będzie np. automatyczne dostosowywanie dawek nawozowych do mapy plonu co pozwoli na optymalizację wykorzystania nawozów zmniejszając ich zużycie w przeliczeniu na jednostkę uzyskanego plonu. Rozwiązanie to umożliwia również t worzenie baz danych z historią plonowania i zapamiętywanie ustawień istotnych parametrów pracy zgrabiarki dla danego obszaru, co ułatwi pracę operatorowi zgrabiarki w kolejnych sezonach.

W drugiej odmianie wykonania wynalazku (Fig. 2) elementy układu optyc znego 3 zamontowane są powyżej taśmy przenośnika 1 w środkowej strefie urządzenia, na wysokości równej w przybliżeniu długości taśmy przenośnika 1 sekcji 2 podbierająco-przenośnikowej, przy czym zarówno kamera, jak i oświetlacz punktów podczerwieni skierowane są na taśmę przenośnika pod kątem α równym 30°. Uzyskane wyniki pomiarów umożliwiają kontrolowanie prędkości taśm przenośników i dobór takich parametrów urządzenia, aby w przypadku większej ilości zgrabianego surowca urządzenie pracowało szybciej lub zwalniało w obszarach, na których zgrabionego materiału jest mniej.

Kolejne odmiany wykonania wynalazku różnią się przede wszystkim usytuowaniem układu optycznego 3.

W trzeciej odmianie wykonania (nieuwidocznionej na rysunku) elementy układu optycznego 3 zamontowane są również na wysokości równej w przybliżeniu szerokości taśmy przenośnika 1, ale usytuowane są w środkowej strefie urządzenia zgrabiającego według wynalazku.

W czwartej odmianie wykonania (nieuwidocznionej na rysunku) zarówno kamera, jak i oświetlacz punktów podczerwieni zamontowane są w każdej sekcji podbierająco-przenośnikowej.

Aby jednocześnie uzyskać precyzję pomiaru objętości i możliwość sterowania prędkością korzystnym jest zamontowanie czterech zestawów układu optycznego 3, po dwa zestawy dla każdej sekcji 2 podbierająco-przenośnikowej, w skrajnych częściach każdego z przenośników 1.

Claims (4)

1. Urządzenie do zgrabiania objętościowych produktów rolnych z powierzchni pola, zawierające ramę z układem podbieraczy i przenośników, znamienne tym, że w strefie przenośnika (1) co najmniej jednej sekcji (2) podbierająco-przenośnikowej zamocowany jest układ optyczny (3) zawierający kamerę i oświetlacz punktów podczerwieni, który to układ optyczny (3) połączony jest z systemem lokalizacji GPS (4) i rejestratorem danych (5), przy czym każda sekcja podbierająco-przenośnikowa wyposażona jest w regulator (6) prędkości przenośnika (1), który poprzez sterownik (7) połączony jest z układem optycznym (3).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zarówno kamera, jak i oświetlacz punktów podczerwieni zamontowane są w każdej sekcji (2) podbierająco-przenośnikowej.

PL 241 767 Β1

3. Urządzenie według zastrz. 1 albo zastrz. 2, znamienne tym, że w każdej sekcji (2) podbierająco-przenośnikowej elementy układu optycznego (3) zamontowane są powyżej taśmy w krańcowej strefie przenośnika (1) albo w środkowej części urządzenia, korzystnie na wysokości zawierającej się w przedziale od 0,7 do 1,3 szerokości taśmy przenośnika (1), przy czym zarówno kamera, jak i oświetlacz punktów podczerwieni skierowane są prostopadle do taśmy przenośnika (1).

4. Urządzenie według zastrz. 1 albo zastrz. 2, znamienne tym, że w każdej sekcji (2) podbierająco-przenośnikowej elementy układu optycznego (3) zamontowane są powyżej taśmy przenośnika (1) w środkowej strefie urządzenia, korzystnie na wysokości zawierającej się w przedziale od 0,5 do 1,5 długości taśmy przenośnika (1) sekcji (2) podbierająco-przenośnikowej, przy czym zarówno kamera, jak i oświetlacz punktów podczerwieni skierowane są na taśmę przenośnika pod kątem a zawierającym się w przedziale od 20° do 45°, korzystnie 30°.