RU2760579C1

RU2760579C1 - Automatic press roller of the seeder section

Info

Publication number: RU2760579C1
Application number: RU2021112062A
Authority: RU
Inventors: Алексей Семенович Дорохов; Александр Геннадьевич Аксенов; Алексей Викторович Сибирёв; Максим Александрович Мосяков; Николай Викторович Сазонов; Сергей Витальевич Лазовский; Олег Глебович Толстунов; Александр Федорович Кольцов
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2021-11-29

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: automated press roller of the seeder section contains a rack (1) with a disc (2) made in the form of a truncated cone, and a scraper (3), a rack (5) with a coulter (6). The stands (1 and 5) of the roller (2) and the opener (6) are connected by an electric cylinder (4). The automated press roller of the seeder section contains an executive module and a remote control panel. The executive module is installed on the frame of the seeder section and is equipped with a strain gauge connected to a strain amplifier that transmits a signal to an analog-to-digital converter built into a microcontroller connected to an interface converter with bidirectional communication of serial interfaces. The microcontroller is connected to a crystal oscillator and by means of pulse-width modulation with a bridge driver and an electric cylinder (4). The remote control panel is equipped with an interface converter with bidirectional communication of serial interfaces, a numeric keypad, a graphic display and a microcontroller connected to a crystal oscillator. The executive module is connected to the remote control panel by means of bi-directional communication of their interface converters.

EFFECT: quality of sowing seeds is improved by forming an optimal compaction of the bed at a seeding depth of 3-5 cm within the permissible density of 1.3-1.4 g/cm³ due to the control and automated adjustment of the force of its pressure on the soil.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к прикатывающим каткам сеялок точного высева.SUBSTANCE: invention relates to agricultural engineering, in particular to press rollers of precision seed drills.

Известен прикатывающий каток, применяемый на сеялках точного высева ССТ-12Б и ССТ-12В предназначенных для пунктирного посева семян сахарной свеклы [А.Г. Цымбал и др. Машины для свекловодства. М.: «Машиностроение», 1976, 368 с.], обрезиненный прикатывающий каток с V-образным профилем обода, позволяет прижимает семена к уплотненному ложе, обеспечивая капиллярный подток к ним влаги.Known packer roller used on precision seeders SST-12B and SST-12V intended for dotted sowing of sugar beet seeds [A.G. Tsymbal and other machines for beet growing. M .: "Mashinostroenie", 1976, 368 pp.], A rubberized roller with a V-shaped rim profile, allows the seeds to be pressed against the compacted bed, providing a capillary inflow of moisture to them.

Недостатком известного прикатывающего катка посевной секции сеялок, является то, что он в процессе работы не позволяет обеспечить оптимально уплотненного ложа на глубине посева семян (3-5 см) в пределах его плотности 1,3-1,4 г/см³.The disadvantage of the known roller of the seeding section of seeders is that during operation it does not provide an optimally compacted bed at the depth of sowing seeds (3-5 cm) within its density of 1.3-1.4 g / cm³.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранный в качестве прототипа прикатывающий каток овощной сеялки СКОН-4,2 [К.А. Полевицкий. Сельскохозяйственные машины и орудия. Государственное издательство сельскохозяйственной литературы Москва, 1953, 611 с.], включающий стойку, диск, выполненный в виде усеченного конуса и чистик, при этом диск и чистик установлены с возможностью регулировки силы его давления на почву. Установленные реборды позволяют производить посев семян на малую глубину со значительной точностью. Они представляют собой свернутые по окружности железные полосы. Реборды устанавливают снаружи дисков. Изменением диаметра реборд регулируют глубину заделки семян.The closest in technical essence to the claimed device is the rolling roller of the SKON-4,2 vegetable seeder selected as a prototype [K.A. Polevitsky. Agricultural machines and implements. State Publishing House of Agricultural Literature, Moscow, 1953, 611 pp.], Including a stand, a disc made in the form of a truncated cone and a scraper, while the disc and scraper are installed with the ability to adjust the force of its pressure on the soil. The installed flanges allow sowing seeds at shallow depths with significant accuracy. They are iron strips rolled along a circle. The ribs are installed outside the discs. By changing the diameter of the flanges, the seeding depth is regulated.

Недостатком известного прикатывающего катка овощной сеялки СКОН-4,2 является неудовлетворительное качества посева семян, в процессе его работы невозможно контролировать и производить автоматизированную регулировку оптимального уплотнения ложа на глубине посева семян в допустимых пределах.The disadvantage of the known rolling roller of the SKON-4,2 vegetable seeder is the unsatisfactory quality of sowing seeds, during its operation it is impossible to control and automatically adjust the optimal compaction of the bed at the depth of sowing within acceptable limits.

Технической задачей предлагаемого автоматизированного прикатывающего катка секции сеялки, является повышение качества посева семян, путем формирования оптимального уплотнения ложа на глубине посева семян 3-5 см в пределах допустимой плотности 1,3-1,4 г/см³, за счет контроля и автоматизированной регулировки силы его давления на почву.The technical task of the proposed automated press roller of the seeder section is to improve the quality of sowing seeds by forming an optimal compaction of the bed at a seeding depth of 3-5 cm within the permissible density of 1.3-1.4 g / cm³, due to the control and automated adjustment of the force its pressure on the ground.

Технический результат достигается тем, что автоматизированный прикатывающий каток секции сеялки, включающий стойку, диск, выполненный в виде усеченного конуса и чистик, при этом диск и чистик установлены с возможностью регулировки силы его давления на почву согласно изобретению, он снабжен электроцилиндром, связанным со стойками катка и сошника, исполнительным модулем и дистанционным пультом управления, исполнительный модуль установлен на раме секции сеялки и снабжен тензодатчиком, связанным с тензоусилителем, передающим сигнал на аналого-цифровой преобразователь, встроенный в микроконтроллер, соединенный с преобразователем интерфейсов с двунаправленной связью последовательных интерфейсов, микроконтроллер соединен с кварцевым генератором и, с помощью широтно-импульсной модуляции с мостовым драйвером и электроцилиндром, дистанционный пульт управления снабжен преобразователем интерфейсов с двунаправленной связью последовательных интерфейсов, цифровой клавиатурой, графическим дисплеем и микроконтроллером, связанным с кварцевым генератором.The technical result is achieved in that an automated press roller of the seeder section, including a stand, a disc made in the form of a truncated cone and a scraper, while the disc and scraper are installed with the ability to adjust the force of its pressure on the soil according to the invention, it is equipped with an electric cylinder associated with the roller stands and a coulter, an executive module and a remote control panel, the executive module is installed on the frame of the seeder section and is equipped with a strain gauge connected to a strain amplifier that transmits a signal to an analog-to-digital converter built into a microcontroller connected to an interface converter with bi-directional communication of serial interfaces, the microcontroller is connected to crystal oscillator and, using pulse-width modulation with a bridge driver and an electric cylinder, the remote control is equipped with an interface converter with bi-directional communication of serial interfaces, a numeric keypad, a graphic display and microcontroller connected to a crystal oscillator.

Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображен автоматизированный прикатывающий каток секции сеялки, вид сбоку; на фиг. 2 – то же (схема исполнительный модуль), на фиг. 3 – то же (схема пульт управления).FIG. 1 shows an automated press roller of a seeder section, side view; in fig. 2 - the same (executive module diagram), in Fig. 3 - the same (control panel diagram).

Автоматизированный прикатывающий каток секции сеялки включает стойку 1, на которой установлен диск 2 в виде усеченного конуса, чистик 3 и электроцилиндр 4. Электроцилиндр 4 связан со стойкой 1 и стойкой 5 сошника 6. Электроцилиндр 4 связан с исполнительным модулем I, позволяющим принимать, обрабатывать, преобразовывать сигналы и управлять им. The automated press roller of the seeder section includes a rack 1, on which a disc 2 in the form of a truncated cone, a scraper 3 and an electric cylinder 4 are installed. convert signals and control them.

Исполнительный модуль I включает тензометрический датчик веса 7 с упругим элементом на конце, который преобразует силу сопротивления почвенного пласта до воздействия на него катка секции, в измеряемый электрический сигнал. Тензометрический датчик 7 связан с тензоусилителем 8, усиливающим поступающий сигнал и передающим его в аналого-цифровой преобразователь 9, встроенный в микроконтроллер 10. Аналого-цифровой преобразователь 9 преобразует входной аналоговый сигнал в цифровой код, который используется микроконтроллером 10 для его обработки. The executive module I includes a strain gauge weight sensor 7 with an elastic element at the end, which converts the resistance force of the soil layer prior to the impact of the section roller into a measured electrical signal. The strain gauge 7 is connected to the strain amplifier 8, which amplifies the incoming signal and transmits it to the analog-to-digital converter 9 built into the microcontroller 10. The analog-to-digital converter 9 converts the input analog signal into a digital code, which is used by the microcontroller 10 to process it.

Исполнительный механизм I, расположенный на раме секции сеялки (на фигуре не показан), и содержит преобразователь интерфейсов 11, обеспечивающий двухсторонний обмен цифровыми данными с пультом управления II. Сигнал с широтно-импульсной модуляцией, формируемый микроконтроллером 10, поступает на вход мостового драйвера 12, который управляет электроцилиндром 4. Электроцилиндр 4 регулирует силу давления катка на почву, обесточивая оптимальное уплотнение семенного ложа на глубину посева семян 3-5 см в пределах допустимой плотности 1,3-1,4 г/см³. The actuator I, located on the frame of the seeder section (not shown in the figure), and contains an interface converter 11, providing a two-way exchange of digital data with the control panel II. The pulse-width modulated signal generated by the microcontroller 10 is fed to the input of the bridge driver 12, which controls the electric cylinder 4. The electric cylinder 4 regulates the force of the roller pressure on the soil, de-energizing the optimal compaction of the seedbed at a seed sowing depth of 3-5 cm within the permissible density 1 , 3-1.4 g / cm³.

Стабильность тактовой частоты микроконтроллера 10 исполнительного механизма I автоматизированного прикатывающего катка секции сеялки обеспечивает кварцевый генератор 13, а алгоритм, встроенной в микроконтроллер 10 программы, защищает исполнительный механизм I от перегрузок. Исполнительный механизм I работает от бортовой сети трактора.The stability of the clock frequency of the microcontroller 10 of the actuator I of the automated press roller of the seeder section is provided by the quartz generator 13, and the algorithm built into the microcontroller 10 of the program protects the actuator I from overloads. Actuator I operates on the tractor's electrical system.

Дистанционный пульт управления II, расположенный в кабине у оператора, соединен с исполнительным модулем I при помощи линии связи преобразователя интерфейсов 14 и включает цифровую клавиатуру 15, обеспечивающую ввод данных, отображаемых графическим дисплеем 16. Установленный в дистанционном пульте II микроконтроллер 17, позволяет обрабатывать введенные данные с цифровой клавиатуры 15 и передавать их на исполнительный модуль I. Кварцевый генератор 18 обеспечивает стабилизацию частоты тактового сигнала микроконтроллера 17 пульта управления II при перепадах напряжения в бортовой сети трактора.The remote control panel II, located in the operator's cab, is connected to the executive module I via the communication line of the interface converter 14 and includes a numeric keypad 15, which provides input of data displayed by a graphical display 16. The microcontroller 17 installed in the remote control panel II allows processing the entered data from the numeric keypad 15 and transmit them to the executive module I. The quartz generator 18 provides stabilization of the clock signal frequency of the microcontroller 17 of the control panel II in case of voltage drops in the on-board network of the tractor.

Автоматизированный прикатывающий каток секции сеялки работает следующим образом.The automated press roller of the seeder section works as follows.

В процессе работы посевного агрегата, происходит вращательно-поступательное движение автоматизированного прикатывающего катка секции сеялки по полю. Диск 2, связан электроцилиндром 4 со стойкой 5 сошника 6. Электроцилиндр 4 связан, например, проводной связью с исполнительным модулем I, который включает тензометрический датчик веса 7 с упругим элементом на конце. Преобразуя силу сопротивления почвенного пласта в измеряемый электрический сигнал, тензометрический датчик 7 передает его к тензоуселителю 8, который усиливает и передает сигнал в аналого-цифровой преобразователь 9, встроенный в микроконтроллер 10. Преобразователь 9 преобразовывает входной аналоговый сигнал в цифровой код, который используется микроконтроллером 10 для его обработки. During the operation of the sowing unit, there is a rotational-translational movement of the automated press roller of the seeder section across the field. The disc 2 is connected by an electric cylinder 4 to the stand 5 of the opener 6. The electric cylinder 4 is connected, for example, by wire connection with the executive module I, which includes a strain gauge weight sensor 7 with an elastic element at the end. Converting the resistance force of the soil layer into a measurable electrical signal, the strain gauge 7 transmits it to the strain gauge 8, which amplifies and transmits the signal to the analog-to-digital converter 9 built into the microcontroller 10. Converter 9 converts the analog input signal into a digital code, which is used by the microcontroller 10 to process it.

Выходной сигнал с широтно-импульсной модуляцией от микроконтроллера 10 поступает к мостовому драйверу 12, который управляет электроцилиндром 4, регулируя силу давления катка на почву.The output signal with pulse width modulation from the microcontroller 10 goes to the bridge driver 12, which controls the electric cylinder 4, regulating the force of the roller pressure on the soil.

Исполнительный механизм I работает от бортовой сети трактора. Стабильность его работы обеспечивает кварцевый генератор 13. Исполнительный механизм I связан с пультом управления II, при помощи двунаправленной связи преобразователей интерфейсов11 и 14.Actuator I operates on the tractor's electrical system. The stability of its operation is ensured by a quartz oscillator 13. The actuator I is connected to the control panel II by means of a bi-directional connection of the interface converters 11 and 14.

Дистанционный пульт управления II включает цифровую клавиатуру 15, обеспечивающую ввод данных, которые отражаются на графическом дисплее 16. Установленный в дистанционном пульте II микроконтроллер 17, обрабатывает введенные данные с цифровой клавиатуры 15 и передает их на исполнительный модуль I. Кварцевый генератор 18 обеспечивает стабильность тактовой частоты микроконтроллера пульта управления II от перепада напряжения бортовой сети трактора. The remote control panel II includes a numeric keypad 15, which provides data input, which is reflected on the graphic display 16. The microcontroller 17 installed in the remote control panel II processes the entered data from the numeric keypad 15 and transmits them to the executive module I. The crystal oscillator 18 ensures the stability of the clock frequency the microcontroller of the control panel II from the voltage drop of the tractor on-board network.

При необходимости изменения входных данных, оператор может вводить их вручную на клавиатуре.If it is necessary to change the input data, the operator can enter them manually on the keyboard.

Использование автоматизированного прикатывающего катка секции сеялки, позволяет повысить качество посева семян на 10…15% за счет контроля и автоматизированной регулировки силы его давления на почву, путем формирования оптимального уплотнения ложа.The use of an automated press roller of the seeder section allows to improve the quality of sowing seeds by 10 ... 15% due to the control and automated adjustment of the force of its pressure on the soil, by forming an optimal compaction of the bed.

Claims

Automated press roller of the seeder section, which includes a rack with a disc made in the form of a truncated cone, and a scraper, a rack with an opener, characterized in that it is equipped with an electric cylinder connected to the roller and opener racks, an executive module and a remote control panel, the executive module is installed on the frame of the seeder section and is equipped with a strain gauge connected to a strain amplifier that transmits a signal to an analog-to-digital converter built into a microcontroller connected to an interface converter with bidirectional communication of serial interfaces, the microcontroller is connected to a crystal oscillator and, using pulse-width modulation with a bridge driver and electric cylinder, the remote control panel is equipped with an interface converter with a bi-directional communication of serial interfaces, a numeric keypad, a graphic display and a microcontroller connected to a quartz generator, and the executive module is connected to the remote control m control by means of bi-directional communication of their interface converters.