RS1699U1 - Kompenzator greške u radu setvenog mehanizma precizne sejalice - Google Patents

Description

Oблaст тeхникe нa кojу сe прoнaлaзaк oднoси

Прoнaлaзaк припaдa oблaсти пoљoприврeдe уопште, односно уређајима за контролу рада сетвеног механизма на прецизним сејалицама широкоредних усева. Односи се на конструкцију која омогућава да се евентуални пропусти у захватању семена од стране сетвеног механизма прецизних пољопривредних сејалица, детектују и превазиђу, како би се избегло настајање тзв. празних места на парцели. Према међународној класификацији патената предмет проналаска је означен и класификован класификационим симболима: A01C 7/04 прецизне сејалице за сетву појединачних зрнима са или без употребе усисних уређаја.

Teхнички прoблeм

Проналазак решава проблем прескока током сетве који настаје због грешке у раду сетвеног механизма при појединачном дозирању семена. Наиме, све модерне прецизне сејалице имају ротирајући сетвени механизам у облику сетвене плоче која својим радом захвата појединачно зрно и транспортује га до дела где се уноси у земљиште. При захватању семена помоћу отвора на плочи (и усисне ваздушне струје), неретко се дешава да се због брзине ротације сетвене плоче поједини отвори на којима се хвата семе остану празани. Празни отвори на сетвеној плочи проузрокују празна места на парцели на којој се усев гаји што доводи до умањења приноса односно економске добити од производње.

Стaњe тeхникe

Овај проналазак се односи на уређаје који се користе за контролу процеса сетве на сејалицама за прецизну, појединачну сетву. У стању технике се налазе електронски уређаји који служе за детекцију неправилности у раду сетвеног механизма, али не и за корекцију рада. Нису пронађене сличне конструкције које служе за ову намену.

Патент CN105917819A “Интелигентни систем сетве и метод контроле“ је интегрисани електронски систем за контролу рада сетвеног механизма и истовремено уређаја за дозирање минералног ђубрива. С обзиром да је интегрисан и централно контролисан, промене у режиму рада сејалице се пресликавају на режим рада уређаја за дозирање минералног ђубрива. Оба уређаја, сетвени механизам и механизам за изношење минералног ђубрива се погоне преко електричних корчних мотора.

Патент П-2019/1161 „Сензор за бројање семена и метода за детектовање блокаде цеви за транспорт семена“ представља комплексан систем за бројање семена заснован на сензору. Патент CN109213050A „Контрола варијабилне сетве“ је систем који омогућава сетву са променљивим нормама, односно у ходу, током саме сетве систем има могућност да прилагоди густину сетве према ГИС мапама препоручених норми, или да користи неки спољашњи детектор за утврђивање стања земљишта у реалном времену, те на основу препорука из алгоритма коригује густину сетве.

Патент CN107942803A „Систем за контролу сетве и јављање“ је систем који пружа контролу рада прецизних сејалица код којих се сетвени механизам погони корачним мотором. Систем прати рад мотора и при промени оптерећења током сетве на сетвеном диску усклађује параметре струје и напона како би се одржао задати кинематички режим сетвеног апарата. Такође, помоћу пулсне модулације сигнала, могуће је у реалном времену мењати радне параметре.

На основу наведених патената може се закључити да ниједан од наведених не решава проблем настајања празних места током сетве.

Излaгaњe суштинe прoнaлaскa

Уређај представља скуп међусобно повезаних електронских и управљачких компоненти са прецизно дефинисаним алгоритмом за контролу рада погонских мотора сетвене плоче прецизних пољопривредних сејалица (Слика 1, 2). Састоји од сензора који прате присуство семена на сетвеној плочи, контролне јединице за управљање погоном сетвене плоче (погонским корачним мотором) на основу параметара очитаних са сензора, дефинисаних параметара од стране корисника и математичког алгоритма. Уређај је конципиран да не ремети рад сејалице, те не утиче на квалитет и капацитет сетве. Проблем настајања прескока у сетви проузроковано изостанком семена на отвору сетвене плоче се може решити контролисаном компензацијом положаја сетвене плоче у реалном времену након правовремене детекције празног отвора, тако што би се електромоторно погоњен сетвенa плоча краткотрајно убрзала и то у функцији задатог размака сетве, тренутне брзине кретања и броја отвора на сетвеној плочи (угаоно растојање отвора), чиме би се надоместио пропуст и избегло појављивање празног места на парцели. Детекција грешке и контрола рада сетвене плоче је праћено одговарајућим електронским хардвером и управљачким алгоритмом.

Крaтaк oпис сликa нaцртa

Прoнaлaзaк јe детаљно описан на примеру извођења приказаном на нацрту у коме:

Сликa 1: Приказ сетвене јединице са назначеним параметрима

Сликa 2: Шема повезивања компонената за праћење семена и управљање радом сетвене плоче

Дeтaљaн oпис прoнaлaскa

На слици 1 приказана је шема сетвене јединице прецизне сејалице. Акумулација семена 4 биљне културе које се сеје је смештена у сандуку 1. Сетвени механизам се налази испод сандука 1 у кућишту 2. Сетвена плоча 3 има дефинисани број и величину отвора прилагођено биљној врсти која се сеје. Угаона брзина ω сетвене плоче 3 је синхронизована са преносном брзином v сејалице што је контролисано помоћу контролне јединице 11 и реализовано погонским корачним мотором 12 и то преко управљачког кабла 14, како би се са променом брзине кретања, размак између посејаног семена 9 одржао на нивоу који је корисник дефинисао. С обзиром да је погон сетвене плоче 3, корачни мотор 12 који је електронски контролисан помоћу контролне јединице 11, тиме и флексибилан у смислу промене параметара (обимне брзине ω сетвене плоче 3) у реалном времену, правовременом детекцијом празног места 7 на плочи 3 оптичким сензорима 5 и 6 (пре него што празан отвор 7 дође изнад места испадања семена 8) и познавањем угаоног растојања δ између суседних отвора на сетвеној плочи 3 и тренутне угаоне брзине ω сетвене плоче 3, односно погонског корачног мотора 12, прескок у сетви се може елиминисати тренутним угаоним убрзавањем сетвене плоче 3 у моменту када празан отвор 7 на плочи 3 прелази преко зоне испадања семена 8 по дефинисаном протоколу. Овим би наредни отвор који на себи носи семе 4 на сетвеној плочи 3 дошао у позицију испадања семена у тренутку када би то требао да буде отвор 7 без семена, што би поништило недостатак зрна 4 на сетвеној плочи 3, те елиминисало појаву празног места у реду биљака.

Уколико се поставе почетни услови да је тренутна преносна брзина сетве 2 m/s, те угаона брзина сетвене плоче 3 ω0=3,48 rad/s, угао ротације φ сетвене плоче 3 је линеарна функција

времена. Тада за сваких δ=20°= π

9 rad=0,34906585 rad повећања угла ротације φ долази до испуштања новог зрна 4 из сетвене плоче 3 кроз отвор 8. Том интервалу испуштања два суседна зрна 4 одговара временски интервал τ= σ

ω =0,1 s. Када се појави празан отвор 7 на

0

сетвеној плочи 3 у одређеном тренутку времена оптички сензори 5 и 6 региструју тај недостатак зрна 4 и након временског интервала Δt= ε

ω =0,22568912 s од тог тренутка зрно

0

4 које претходи празном отвору 7 напушта сетвену плочу 3. Од тренутка напуштања зрна 4 сетвене плоче 3, угаона брзина ω треба да се повећа у периоду τ, тако да без ремећења процеса уједначеног испуштања зрна угао ротације за исти временски интервал τ буде повећан за 2δ. Функције угаоне брзине и угла ротације у временском интервалу τ имају аналитички облик:

Угаоно убрзање сетвене плоче 3 у складу са избором угаоне брзине, у датом временском интервалу τ, има облик:

На слици 2 приказане су везе између компоненти којима се управља радом сетвеног механизма. Уређај се састоји од оптичких сензора 5 и 6 који се причвршћују на кућиште сетвене плоче 3 на месту које је позиционо ближе резервоару семена 1 у односу на место испадања зрна 8, како би постојала довољна временска дистанца између момента детекције и момента корекције положаја празног отвора 7 на плочи 3 уз помоћ зупчаника 16. Контролна јединица 11 добија информације са оптичких сензора 5 и 6 преко комуникационог кабла 13 о присуству/одсуству зрна на отвору 7 сетвене плоче 3, а такође комуницира са корисничким панелом 10 посредством мониторног кабла 15, преко којег корисник дефинише жењено растојање у реду. Контролна јединица 11 у реалном времену прерачунава потребну угаону брзину зупчаника 16, односно погонског корачног мотора 12, како би брзина сетвене плоче 3 била одговарајућа у датом тренутку.

Claims (1)

Пaтeнтни зaхтeв

1. Уређај за кориговање рада сетвеног механизма с циљем елиминисања настајања празних места у реду на парцели због изостанка сетве зрна, назначен тиме да су оптички сензори (5 и 6) причвршћени на непокретном делу кућишта сетвене плоче (3) пре места испадања зрна (8) гледајући у смеру ротације сетвене плоче (3), који су преко комуникационог кабла (13) повезани са контролном јединицом (11) која је истовремено преко управљачког кабла (14) повезана са погонским корачним мотором (12) који је преко зупчаника (16) спрегнут са сетвеном плочом (3), док је помоћу мониторног кабла (15) контролна јединица (11) повезана са корисничким панелом (10).