Изобретения в сфере сельского хозяйства, животноводства, рыболовства

 
Изобретения в сельском хозяйстве Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах Посадка, посев, удобрение Уборка урожая, жатва Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство Новые виды растений или способы их выращивания Производство молочных продуктов Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство Поимка, отлов или отпугивание животных Консервирование туш животных, или растений или их частей Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения Машины или оборудование для приготовления или обработки теста Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия

Мехатронное прицепное устройство

 
Международная патентная классификация:       A01B

Патент на изобретение №:      2476048

Автор:      Несмиянов Иван Алексеевич (RU), Гапич Дмитрий Сергеевич (RU), Воробьёва Наталья Сергеевна (RU), Елисеев Дмитрий Сергеевич (RU)

Патентообладатель:      Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия (RU)

Дата публикации:      27 Февраля, 2013

Начало действия патента:      16 Июня, 2011

Адрес для переписки:      400002, г.Волгоград, 2, Университетский пр-кт, 26, ВГСХА, Несмиянову И.А. (А.В. Харлашину)


Изображения





Изобретение относится к колесному трактору, оборудованному механизмом прицепного устройства с упругим элементом, и может быть использовано при проведении различных почвообрабатывающих работ. Мехатронное прицепное устройство содержит упругий элемент рессорного типа, демпферное устройство, заполненное демпферной жидкостью. В демпферном устройстве установлен шаговый двигатель, на вал которого установлена поворотная шайба с дроссельными отверстиями, а в поршне концентрично выполнены дроссельные отверстия. Мехатронное прицепное устройство может содержать датчики усилий, датчик температуры демпферной жидкости, датчик угла положения поворотной шайбы относительно поршня, являющиеся в свою очередь составной частью адаптивной системы регулирования упругодемпфирующих свойств прицепного устройства. При этом адаптивная система регулирования упругодемпфирующих свойств прицепного устройства содержит спектроанализатор, микропроцессор и контроллер управления шаговым двигателем. В прицепном устройстве обеспечивается автоматическое адаптивное регулирование его упругодемпфирующих свойств наряду с расширением диапазона регулирования. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к колесному трактору, оборудованному механизмом прицепного устройства с упругим элементом, и может быть использовано при проведении различных почвообрабатывающих работ.

Известно прицепное устройство (патент РФ 2400037, A01B 59/06, бюл. 27, опубл. 27.09.2010 г.), содержащее жесткую, гибкую и упругую силовые связи. Упругая связь содержит элемент рессорного типа, прикрепленный к тягам-удлинителям, которые в свою очередь жестко закреплены на раме трактора. Устройство для соединения с прицепной машиной расположено в центре упругого элемента.

Причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, является то, что регулировка жесткости прицепного устройства осуществляется дискретно и вручную, и в прицепном устройстве не происходит демпфирование колебаний.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - снижение показателей динамичности процесса, уменьшение буксования, а также оптимизация режима работы двигателя.

Технический результат - автоматическое адаптивное регулирование упругодемпфирующих свойств прицепного устройства наряду с расширением диапазона регулирования.

Указанный технический результат достигается тем, что в мехатронном прицепном устройстве, содержащем упругий элемент рессорного типа, демпферное устройство, в котором установлен шаговый двигатель с поворотной шайбой, в которой в свою очередь выполнены дроссельные отверстия, в прицепном устройстве установлены датчики усилий, а в демпферном устройстве - датчики температуры и угла поворота шайбы относительно поршня. Датчики являются составной частью адаптивной системы регулирования упругодемпфирующих свойств прицепного устройства, включающей в себя спектроанализатор, микропроцессор и контроллер управления шаговым двигателем.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существующим признакам заявленного объекта.

Следовательно, заявленное предлагаемое изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.

На фиг.1 приведено прицепное устройство, на фиг.2 демпферное устройство с мехатронным управлением, на фиг.3 функциональная схема адаптивного регулирования упругодемпфирующих свойств прицепного устройства, на фиг.4 - варианты исполнения дроссельных отверстий гидравлической пружины.

Прицепное устройство (фиг.1) содержит две тяги-удлинители 1, жестко закрепленные на раме трактора 2, на консольных концах тяг-удлинителей 1 в двухподвижных шарнирах 3 крепится упругий элемент рессорного типа 4. В центре упругого элемента 4 закреплен кронштейн 5, к которому через датчик усилий 6 прицепляется сельскохозяйственная машина 7. Между рамой трактора 2 и упругим элементом 4 установлено демпферное устройство с мехатронным управлением 8. На тягах-удлинителях 1 установлены тензометрические датчики усилий 9 и 10.

Демпферное устройство с мехатронным управлением (фиг.2) состоит из корпуса 11, крышки 12. В корпусе 11, заполненном демпфирующей жидкостью, установлен поршень 13, соединенный со штоком 14. В поршне 13 выполнены концентрично дроссельные отверстия 15. Поворотная шайба 16 установлена на валу высокомоментного шагового двигателя 18, корпус которого жестко установлен посредством крепежных элементов 19 в торце поршня 13, между поворотной шайбой 16 и корпусом шагового двигателя 18 установлена пружина 20, обеспечивающая плотное прижатие поворотной шайбы 16 к поршню 13. Внутри корпуса демпферного устройства 22 размешены датчик температуры 21 и датчик угла поворота 22 шайбы 16 относительно поршня 13. На наружной стороне корпуса 11 размещены ребра охлаждения 23. В крышке 12 и на поршне 13 установлены уплотнительные элементы 24 и 25 соответственно, обеспечивающие герметизацию полостей. На конце штока 14 и на корпусе 11 выполнены проушины 26 и 27, для крепления к раме трактора 1 (фиг.1) и сельскохозяйственной машине 7 соответственно. В днище корпуса 1 установлен резиновый отбойник 28, предотвращающий соударения поршня с корпусом, из корпуса выведен электрический разъем 29 для подвода питания шагового двигателя 18 и снятия сигналов с датчиков температуры 21 и угла поворота 22.

Функциональная схема (фиг.3) адаптивного регулирования упругодемпфирующих свойств прицепного устройства состоит из датчиков усилий 6, 9 и 10, датчика температуры 21, датчика угла поворота 22, блока спектроанализатора 30, микропроцессора 31, блока контроллера управления шаговым двигателем 32 и шагового двигателя 18.

Мехатронное прицепное устройство работает следующим образом. При работе трактора с прицепным орудием, погруженным в почву, происходят резкие колебания нагрузки на крюке трактора из-за неравномерности сопротивления почвы. При увеличении нагрузки на крюке трактора происходит сжатие упругого элемента 4 с одновременным перемещением штока 14 вместе с поршнем 13 относительно корпуса 11 демпферного устройства 8 (фиг.1), создавая сопротивление резкому деформированию упругого элемента, сельскохозяйственная машина 7 в это время остается какое-то непродолжительное время на месте, а трактор идет вперед, постепенно увеличивая нагрузку. Такое явление наблюдается при трогании с места во время разгона и при резких колебаниях нагрузки. После преодоления нагрузки на крюке весь машинно-тракторный агрегат придет в движение.

Демпферное устройство 8 работает по принципу гидравлической пружины, при колебаниях крюковой нагрузки шток 14 вместе с поршнем 13 совершает колебательные движения относительно корпуса 11 одновременно с деформацией упругого элемента рессорного типа 4. При перемещении поршня 13 относительно корпуса 11 его движение затормаживается пропорционально скорости перемещения за счет того, что демпферная жидкость дросселируется через отверстия 15 и 17, перетекая из полости в полость, обеспечивая диссипацию энергии колебаний. Колебательный контур «упругий элемент 4 и демпферное устройство 8» предназначен для гашения максимумов амплитуд крюковой нагрузки, учитывая, что в зависимости от вида операции и типа почвы частота и амплитуда колебаний могут быть различными, параметры колебательного контура также должны изменяться. Жесткость упругого элемента 4 постоянна, изменяются демпферные характеристики устройства 8 таким образом, чтобы гасились максимальные амплитуды крюковой нагрузки. С датчиков усилий 6, 9 и 10 сигналы в виде матрицы значений крюкового усилия за заданный интервал времени поступают на спектроанализатор 30 (фиг.3), который в свою очередь выделяет частоту колебаний крюковой нагрузки, соответствующую максимальной амплитуде на том же промежутке времени. От спектроанализатора 30 выделенное значение частоты колебаний поступает на микропроцессор 31, который реализует алгоритм вычисления коэффициента демпфирования и подает управляющее воздействие у на контроллер управления шаговым двигателем 32, от которого сигнал в виде напряжения u подается на шаговый двигатель 18, вал которого проворачивает поворотную шайбу 16 на требуемый угол, частично перекрывая или открывая тем самым дроссельные отверстия 15. Текущее положение поворотной шайбы 16 относительно поршня 13 регистрируется датчиком угла положения 22, сигнал от которого постоянно подается на микропроцессор 31, что в режиме реального времени позволяет вычислять и корректировать коэффициент демпфирования.

При работе демпферного устройства 8 постоянно происходит дросселирование жидкости, в результате чего происходит ее нагрев, а с увеличением температуры уменьшается ее вязкость, а следовательно, для коррекции коэффициента демпфирования микропроцессор, получая сигнал от датчика температуры 21, производит корректирующие вычисления для выработки сигнала поворота вала шагового двигателя 18 и соответственно поворотной шайбы 16.

Для расширения возможностей демпферного устройства 8, а в частности задания закона изменения коэффициента демпфирования, дроссельные отверстия могут иметь сечения как круглой формы (фиг.4, а), так и продолговатой (фиг.4, б) переменного сечения.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- Средство предназначено для снижения показателей динамичности процесса, уменьшения буксования и оптимизации работы двигателя.

- Средство, воплощающее заявленный объект, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию промышленная применимость по действующему законодательству.

Формула изобретения

1. Мехатронное прицепное устройство, содержащее упругий элемент рессорного типа, демпферное устройство, заполненное демпферной жидкостью, отличающееся тем, что в демпферном устройстве установлен шаговый двигатель, на вал которого установлена поворотная шайба с дроссельными отверстиями, а в поршне концентрично также выполнены дроссельные отверстия.

2. Мехатронное прицепное устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит датчики усилий, датчик температуры демпферной жидкости, датчик угла положения поворотной шайбы относительно поршня, являющиеся в свою очередь составной частью адаптивной системы регулирования упругодемпфирующих свойств прицепного устройства.

3. Мехатронное прицепное устройство по п.2, отличающееся тем, что адаптивная система регулирования упругодемпфирующих свойств прицепного устройства содержит спектроанализатор, микропроцессор и контроллер управления шаговым двигателем.





Популярные патенты:

2495556 Секционный отсекатель дозатора и сельскохозяйственный агрегат, содержащий его

... привод монтажного элемента первой системы внесения 13. Когда гидроцилиндр 12 выдвинут, верхний край монтажного элемента первой системы внесения 13 упирается в передний край 28 удлинителя монтажного рычага 29. При этом удлинитель монтажного рычага 29 поднимается, поднимая прикрепленный к нему монтажный элемент второй системы внесения 16, второй шарнирный кронштейн 32 и прикатывающий каток 19. Передний край 28 удлинителя монтажного рычага 29 является достаточно толстым для восприятия веса монтажного элемента второй системы внесения 16, а также второго шарнирного кронштейна 32 и прикатывающего катка 19 в поднятом положении при транспортировке. Обратный ход гидроцилиндра 12 при ...


2442301 Устройство почвообрабатывающего орудия

... (не показан). Угол между опорным платиком 12 и крепежными элементами 15 выполнен равным углу атаки батареи кольцевых катков. Подготовка к работе и работа почвообрабатывающего орудияВ случае если почвообрабатывающие или посевные машины будут использованы в одиночном варианте, то длинные кронштейны 2 устанавливаются в средней части рамы машины, а короткие кронштейны 3 устанавливаются по краям рамы, причем и длинные и короткие кронштейны устанавливаются в положение, симметричное относительно продольной осевой линии X-X машины. К каждой паре кронштейнов крепится по одному тяговому брусу 4 с двумя опорами 7, подпружиненными тягами 5 и батареями кольцевых катков 6. Так как ...


2229127 Способ испытания растущих деревьев после рубок прореживания и проходных

... данными о качестве древесины худших деревьев, выполняется сопоставление с минимально допустимой границей уровня качества, выше которого вероятность выживания всего древостоя повышается, а ниже этого уровня возможна гибель всей популяции оставляемых деревьев.Минимальный уровень качества выявляется экспериментальным путем, в частности на основе обследования участков леса, пройденных рубками прореживания и проходными в разное время в прошлом (1...20 лет), в том числе и получивших устойчивый рост и развитие после фито-патологической оценки по аналогу.Этот минимальный уровень качества используемых растущих деревьев после проведения рубок прореживания и проходных зависит от ...


2121787 Устройство для регулирования температуры воздуха в теплице

... 2 трубопроводами поддерживается нулевое давление, для чего сигналы от датчиков давления 32, 33 в подающих 1, 2 трубопроводах поступают на блок регулирования перепада давлений 34 проходным регулирующим клапаном 5. Когда разность давлений между подающими трубопроводами 1, 2 P>< 0, с блока регулирования перепада давлений 34 поступает сигнал на закрытие или открытие проходного регулирующего клапана 5 до момента выравнивания давлений. Между подающим 2 и отводящим 3 трубопроводами поддерживается разность давлений P = A, соответствующее гидравлическому сопротивлению системы отопления, для этого сигналы датчиков давления 35, 36 в подающем 2 и отводящем 3 трубопроводах поступают на ...


2277321 Колосоподъемник для косилочных систем уборочных машин

... вверх. Переход от выпуклости, направленной вниз, к выпуклости, направленной вверх, происходит при этом между используемым в качестве зоны скольжения отрезком несущей линейки и ее поднимающейся к кронштейну зоной. На переходе однако отсутствует какое-либо усиление несущей линейки посредством профилирования. Именно здесь несущая линейка перегибается, когда стеблеподъемник нагружен сильнее.В DE-PS 1188853 описан колосоподъемник, несущая линейка которого посредством кронштейна закреплена поверх косилочного пальца. Несущая линейка такого колосоподъемника в своей зоне скольжения не профилирована, а профилирована лишь ее жестко примыкающая к кронштейну зона. Несущая линейка имеет за ...


Еще из этого раздела:

2282965 Разбрасыватель минеральных удобрений

2161402 Способ акселерационного содержания и разведения кроликов

2023363 Пневматическая сеялка

2060659 Установка для переработки органического субстрата в биогумус

2112341 Лапа плоскорежущая

2239968 Способ предпосевной обработки семян овощных культур

2057432 Биологический состав кузнецова для подсочки деревьев, в том числе каучуконосов (варианты), и способ его приготовления

2404581 Способ изготовления муляжей анатомических препаратов полых и трубчатых органов

2169462 Улей (варианты), способ его сборки и способ круглогодичного содержания в нем пчел

2262220 Способ возделывания кормовых культур в условиях астраханской области (варианты)