Устройство автоматического контроля заданной глубины обработки почвыПатент на изобретение №: 2258341 Автор: Тырнов Ю.А. (RU), Агапов А.Н. (RU) Патентообладатель: Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ГНУ ВНИИТиН) (RU) Дата публикации: 20 Августа, 2005 Начало действия патента: 30 Января, 2004 Адрес для переписки: 392022, г.Тамбов, пер. Ново-Рубежный, 28, ГНУ ВНИИТиН Изображения![]() Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для информационного контроля заданной глубины обработки почвы. Устройство автоматического контроля заданной глубины обработки почвы содержит датчик первичной информации с двумя чувствительными элементами, включенными в различные цепи цифрового RC-генератора прямоугольных импульсов, соединенного последовательно с делителем частоты и с частотомером, блок управления, формирователь опорного сигнала, два дифференциальных усилителя, демодулятор, схему сравнения и два исполнительных механизма. Блок управления связан с RC-генератором и с частотомером, и с формирователем опорного сигнала. Исполнительный механизм соединен схемой сравнения с демодулятором, входы которого соединены через дифференциальный усилитель с делителем частоты и с формирователем опорного сигнала. Выходной сигнал определяется по формуле. Техническим результатом изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей автоматического контроля заданной глубины. 1 ил. Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам автоматического регулирования одного из параметров механической обработки почвы, например вспашка плугом на заданную глубину при специальной или поверхностной обработке, при которой необходимо выдержать заданную глубину пахоты в определенных пределах и условиях соблюдения технического режима работы МТА, работающих в реальном масштабе времени. Известно устройство контроля поперечных отклонений универсально-пропашных агрегатов, содержащее датчик параметра, индикатор, преобразующую цепочку, в которой датчик параметра подключен к входу индикатора, при этом преобразующая цепочка выполнена в виде трех счетчиков, соединенных последовательно (см. авторское свидетельство СССР №1618303, кл. А 01 В 69/04, 69/00 от 08.08.1988 г.). Недостатком известного устройства является наличие второго и третьего генераторов, двух десятичных счетчиков, четырех RS - триггеров, двух элементов 2И, двух трехвходовых схем совпадения, которые осуществляют управление как одновходовым, так и трехвходовым индикатором по каждому его входу. Включение третьего или четвертого счетчика в режим счета сигналов элемента времени измерения при отклонении от заданного значения направления в ту или иную сторону происходит относительно заданного времени ( Наиболее близким из известных устройств по технической сущности и достигаемому результату является устройство датчика первичной информации с двумя чувствительными элементами, один из которых выполнен переменным конденсатором, а другой - переменным резистором, включенными в различные цепи обратной связи цифрового RC-генератора прямоугольных импульсов, соединенного последовательно с делителем частоты и с частотомером (патент RU №2101860, кл. 6 Н 03 М 1/60, 1/24 от 13.08.1990 г.). Недостатком известного устройства является поступление от внешнего источника сигнала фиксируемого времени измерения (tизм), в течение которого заполняется n-разрядный двоично-десятичный счетчик цифрового индикатора. Одновременно достигаемая точность обеспечения нулевого показания цифрового частотомера, регистрирующего изменение величины активного или реактивного сопротивления чувствительных элементов, задается регулированием сопротивления самого чувствительного элемента, каждый из которых, в отдельности, используется для преобразования неэлектрической величины в пропорциональную частоту импульсом регистрируемых частотомером для конкретного диапазона измерения неэлектрической величины одного или другого вида, определяемых чувствительностью активного или реактивного сопротивления. Кроме того, чувствительность каждого из элементов R и С зависит от их величины и изменения угловых, линейных перемещений (± Задачей заявленного изобретения является расширение функциональных возможностей автоматического контроля заданной глубины обработки почвы при различных технологических режимах работы машинно-тракторных агрегатов. Поставленная задача достигается тем, что устройство автоматического контроля глубины обработки почвы содержит датчик первичной информации с двумя чувствительными элементами, один из которых выполнен переменным конденсатором, а другой - переменным резистором, включенные в различные цепи обратной связи цифрового RC-генератора прямоугольных импульсов, соединенного последовательно с делителем частоты и с частотомером. Согласно изобретению в него введены блок управления, формирователь опорного сигнала, два дифференциальных усилителя, демодулятор, схема сравнения и два исполнительных механизма. Блок управления связан с цифровым RC-генератором прямоугольных импульсов и с частотомером, и с формирователем опорного сигнала. Каждый исполнительный механизм соединен схемой сравнения с демодулятором, входы которого соединены через дифференциальный усилитель с делителем частоты и с формирователем опорного сигнала. Выходной сигнал формирователя определяется выражением:
R - сопротивление переменного резистора. Ом; Qc - чувствительность переменного конденсатора, пФ/град;
К - коэффициент деления, о.е.;
где Сx - коэффициент сопротивления плуга, о.е.;
V - скорость движения, м/с; h - заданная глубина обработки почвы, м; b - ширина захвата плуга, м; Gпл - вес плуга, кг; g - ускорение свободного падения, м/с 2. Для соответствия заявленного объекта критерию "существенные отличия" проведен поиск по кл. 6 МКИ А 01 В 69/04; G 01 L 23/22; В 60 К 31/00; H 03 М 1/60, 1/24. В результате поиска заявителем не обнаружены технические решения, в которых имеются признаки, сходные с признаками, отличающими заявленное решение от прототипа. Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема устройства автоматического контроля заданной глубины обработки почвы. Устройство автоматического контроля заданной глубины обработки почвы содержит датчик 1 первичной информации с двумя чувствительными элементами 2, 3, один из которых - переменный конденсатор 2, другой - переменный резистор 3, включенные в разные цепи цифрового RC-генератора прямоугольных импульсов 4, соединенного последовательно с делителем частоты 5 и с частотомером 6. Блок управления 7, формирователь опорного сигнала 8, два дифференциальных усилителя 9, 10, демодулятор 11, схема сравнения 12 и два исполнительных механизма 13, 14. Блок управления 7 связан с RC-генератором прямоугольных импульсов 4 и с частотомером 6, и с формирователем опорного сигнала 8. Каждый исполнительный механизм 13, 14 соединен схемой сравнения 12 с демодулятором 11, входы которого соединены через дифференциальные усилители 9, 10 с делителем частоты 5 и с формирователем опорного сигнала 8. Первый чувствительный элемент 2 представляет собой прямочастотный переменный конденсатор, роторные пластины которого имеют ось вращения, оборудованную механизмом передачи. Например, на оси имеется жестко закрепленный поводок, подвижно соединяемый с тягой силового навесного устройства или другим механизмом, который обеспечивает поворот роторной оси конденсатора при угловом перемещении тяги навесного устройства. Для изменения диапазона измерения устройства автоматического контроля заданной глубины обработки почвы в цепи обратной связи цифрового RC-генератора прямоугольных импульсов 4, к которой подключен прямочастотный переменный конденсатор 2, подключается ряд дополнительных конденсаторов постоянной емкости. Второй чувствительный элемент 3 представляет собой переменный резистор, в качестве которого используется переменное сопротивление различного типа, имеющее требуемую величину изменения сопротивления от минимального до максимального значения. Для дополнительного изменения диапазона измерения предлагаемого устройства в цепи обратной связи цифрового RC-генератора 4, к которой подключен переменный резистор 3, предусмотрено подключение в отдельности ряда других переменных сопротивлений. Цифровой RC-генератор прямоугольных импульсов 4 представляет собой устройство, состоящее из трех элементов И-НЕ, соединенных последовательно. К первому и третьему входу элементов И-НЕ подключен переменный конденсатор 2, параллельно которому поочередно подключается ряд других постоянных конденсаторов, а к первому входу и выходу третьего элемента И-НЕ подключается в отдельности и поочередно ряд переменных сопротивлений 3. Блок управления 7 представляет собой известные коммутационные элементы, при помощи которых производится подключение соответствующих конденсаторов в одной цепи обратной связи цифрового RC-генератора прямоугольных импульсов 4 и соответствующее подключение переменных сопротивлений в другой цепи обратной связи данного RC-генератора 4. Блок управления 7 оборудован генератором элемента времени, выполненным на основе цифрового RC-генератора прямоугольных импульсов 4, соединенного с делителем частоты 5 с соответствующим коэффициентом деления, который обеспечивает на выходе генератора элемента времени появление сигналов "0" длительностью в одну секунду и с коротким сигналом "1", обеспечивающим "сброс" по истечении заданного времени, который поступает на установочный вход частотомера 6. Совместная работа чувствительных элементов 2, 3, включенных в соответствующие цепи обратной связи цифрового RC-генератора 4 осуществляется органами управления, расположенными в блоке управления 7. Например, переключатель блока управления 7 установлен в один из режимов контроля заданной глубины обработки почвы, при котором включается один переменный конденсатор 2 емкостью от 25 до 500 пФ, установленный в среднее положение его пластин и переменное сопротивление, отрегулированное на величину 11640 Ом в цепи обратной связи цифрового RC-генератора прямоугольных импульсов 4. Известно, что важнейшей характеристикой переменного конденсатора является закон изменения емкости в зависимости от угла поворота подвижных пластин. Данное положение характеризуется чувствительностью переменного конденсатора: Qc =С/ С - емкость переменного конденсатора, Ф,
Например, для подключенного конденсатора: Qc =(25+500)·10-12/180=2,92·10-12 (Ф/град), положение подвижных пластин при угле поворота их C=Qc· т.е. С=2,92·10-12·90=262,5·10 -12 (Ф). При данных значениях параметров С и R, частота RC-генератора прямоугольных импульсов составит:
которая после прохождения делителя частоты 5 с коэффициентами деления К=200 имеет частоту
в котором первый чувствительный элемент - переменный конденсатор и второй - переменный резистор предварительно устанавливаются на определенные значения, величиной емкости (С) и сопротивлением (R). При этом частота цифрового RC-генератора прямоугольных импульсов 4 формирователя опорного сигнала 8 должна быть кратной величине задаваемого параметра. Например, частота RC-генератора должна быть кратной величине глубине обработки почвы:
К - коэффициент деления, о.е.; h - глубина обработки почвы, м. Согласно ранее рассмотренного выражения: при заданных Q,c=2,92·10-12 (Ф/град);
методом подбора по показаниям частотомера 6, при проведении регулировочных работ, определяют величину переменного сопротивления (установочное сопротивление) Ri для каждого значения требуемой глубины обработки почвы, устанавливаемой переключателем блока управления 7. При этом величина емкости первого чувствительного элемента - переменного конденсатора 2 сохраняется прежним значением. Например, определена величина установочного сопротивления R=22680 Ом и, следовательно, показания частотомера 6 При другом значении величины установочного сопротивления R=38160 Ом показания частотомера 6 соответствуют углу поворота Формирователь опорного сигнала 8, в котором используется первый чувствительный элемент, выполненный в виде прямочастотного переменного конденсатора, устанавливается на шарнирном соединении навесного устройства, связанного с торсионным валом силового механизма, используемого, например, в тракторе типа ЛТЗ-155, позволяет контролировать текущий угол Сх - коэффициент сопротивления плуга, о.е.;
V - скорость движения, м/с; h - глубина обработки почвы, м; b - ширина захвата плуга, м. Мощность, затрачиваемая на перемещение плуга, определяется выражением: Gпл - вес плуга, кг; g - ускорение свободного падения, м/с2; V - скорость движения, м/с. Таким образом, имеем выражение в алгебраической форме: из которого определим при Следовательно: подставляя в данное выражение значение параметров, например Gпл=1600 кг; g=9,81 м/с2, Сx=0,65 о.е.;
V=2,1 м/с=7,56 км/ч; h=0,4 м; b=1,6 м, получим:
что соответствует максимальному углу Устройство автоматического контроля заданной глубины обработки почвы работает следующим образом. После проведения регулировочных работ на различные технологические режимы работы МТА устройство устанавливается на тяговое средство (трактор ЛТЗ-155). При работе на вспашке, например, на глубину обработки почвы, равную 25 см, оператор устанавливает органом переключения блока управления 7 данный вид операции. При этом в блоке управления 7 происходит подключение конденсатора переменной емкости и подключение соответствующего добавочного сопротивления в цепи обратной связи цифрового RC-генератора 4 прямоугольных импульсов как в датчике первичной информации 1, так и в формирователе опорного сигнала 8. Генератор элемента времени блока управления 6 выдает временные сигналы "0" длительностью в одну секунду с коротким положительным "1" импульсом "сброс", который поступает на установочный вход частотомера 6. Одновременно с заглублением плуга чувствительный элемент - переменный конденсатор 2 изменяет свою емкость в цепи обратной связи цифрового RC-генератора прямоугольных импульсов 4 датчика первичной информации 1, который вырабатывает частотный сигнал, пропорциональный изменению углового перемещения подвижных пластин переменного конденсатора 2. При этом угол например, положим: Gпл=1600 кг, g=9,81 м/с2; Сx=0,65 о.е.;
V=2,1 м/с=7,56 км/ч; h=0,25 м; b=1,6 м, получим:
т.е. Таким образом, угол поворота Предлагаемое устройство автоматического контроля заданной глубины обработки почвы позволяет повысить точность поддержания заданной глубины обработки почвы при выполнении разнообразных работ, связанных с тяговыми нагрузками. Формула изобретенияУстройство автоматического контроля заданной глубины обработки почвы, содержащее датчик первичной информации с двумя чувствительными элементами, один из которых - переменный конденсатор, другой - переменный резистор, включенными в разные цепи цифрового RC-генератора прямоугольных импульсов, соединенного последовательно с делителем частоты и с частотомером, отличающееся тем, что в него введены блок управления, формирователь опорного сигнала, два дифференциальных усилителя, демодулятор, схема сравнения и два исполнительных механизма, причем блок управления связан с RC-генератором прямоугольных импульсов, с частотомером и с формирователем опорного сигнала, при этом каждый исполнительный механизм соединен схемой сравнения с демодулятором, входы которого соединены через дифференциальный усилитель с делителем частоты и с формирователем опорного сигнала, выходной сигнал которого определяется выражением f=[0,55/RQ c( где R - переменный резистор, Ом; Qc - чувствительность переменного конденсатора, пФ/град.;
К - коэффициент давления, о.е. MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе Дата прекращения действия патента: 31.01.2006 Извещение опубликовано: 20.09.2007 БИ: 26/2007 Популярные патенты: 2069949 Устройство для направленной передачи наследственной информации ... установлена перфорированная капсула для размещения объекта-излучателя, причем рабочая зона последней расположена в одной из фокальных плоскостей данного эллипсоида, а в другой горловине установлен волновод для направления излучения на биологический объект-приемник, при этом срез одного из торцов упомянутого волновода установлен в другой фокальной плоскости данного эллипсоида. Устройство снабжено защитным светопрозрачным заземленным экраном, выполненным из металлической сетки и установленным на выходном конце волновода для направления излучения на биологический объект-приемник. На чертеже представлена схема устройства. Тонкостенная камера 1 из алюминия выполнена в виде эллипсоида ... 2182765 Имитатор звуков рыб ... в системе подачи воздуха, а также в излучателе ограничены режимные характеристики, необходимые для концентрации рыб, что в конечном результате приводит к нестабильности работы излучателя. Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является устройство для имитации звуков, воздействующих на рыб, включающее электронную схему, вырабатываемую имитируемый сигнал, усилитель, фильтр, гидроакустический преобразователь, излучающий сигнал в водную среду, и смеситель. Электронная схема включает блок генераторов, суммарно генерирующих сигнал сложной формы и содержащий генератор управляющего пилообразного напряжения, ... 2242875 Энергосберегающий способ зимовки и содержания пчел на воле в однокорпусном улье усова ... устройством улучшенных условий жизнедеятельности их в соответствии с естественными природными условиями.Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в энергосберегающем способе зимовки и содержания пчел на воле с минимизированными тепловыми потерями и обеспечением оптимального температурно-влажностного режима в гнезде, уменьшают объем гнезда в верхней части, тем самым выполняя условия сохранения тепловой энергии в гнездовом пространстве по модели термоса при самопротекающей вентиляции с одновременным удалением отработанного воздуха с содрежанием метаболической воды и углекислого газа без вмешательства в биологический процесс пчелы, причем гнездовое пространство с пчелами ... 2229213 Способ регулирования роста зерновых культур ... защищают их от болезней и вредителей, улучшают усвоение питательных веществ почвы, стимулируют рост и развитие растений.Известны различные способы регулирования роста зерновых культур с использованием природных и синтетических биологически активных веществ (БАВ), таких как биостимуляторы из торфа, папоротника, корней пырея ползучего (Применение регуляторов роста в растениеводстве. Справочник. - Кишинев, Штиинца, 1981, с.156; Заявка Франции №2387598, кл. А 01 N 5/00, 1987). Однако данные известные БАВ обладают недостаточной эффективностью в отношении зерновых культур и довольно дороги.Наиболее близким к заявляемому способу - прототипом - является способ борьбы с грибными ... 2161400 Способ определения активности агентов ... сортов картофеля. Селекция и семеноводство. 1980, N 3. 2. Патент Российской Федерации N 2108710, Кл. A 01 H 1/04, 1998. Формула изобретения 1. Способ определения активности агентов - биостимуляторов, удобрений, биопрепаратов, ядохимикатов, токсинов и патогенов, включающий выращивание биологических тест-объектов при воздействии агентов в различной концентрации в условиях визуально доступного наблюдения с периодической оценкой результатов, отличающийся тем, что выращивание биологических тест-объектов производят в водных растворах или взвесях агентов в помещенных в освещаемый биотермостат сферических стеклянных пробирках с перехватом по диаметру в их средней части и/или в ... |
Еще из этого раздела: 2446688 Композиция для получения растительного организма с улучшенным содержанием сахара и ее применение 2106082 Устройство для укладки подстилочного навоза в бурт 2171570 Устройство для группового учета надоев молока при доении 2216908 Комбайн для уборки урожая с кустарников 2163071 Способ определения потенциальной соленостной толерантности водных беспозвоночных 2450501 Способ повышения плодородия почвы на склонах 2277321 Колосоподъемник для косилочных систем уборочных машин 2420058 Способ выращивания зеленных культур в интенсивной светокультуре 2114107 Производные триазола, способ их получения и инсектоакарицидная композиция 2253227 Устройство для регулирования температуры в улье |