Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для дискретной подачи семян

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к устройствам, обеспечивающим точную дискретную подачу семян в семяпроводы оптоэлектронных сепараторов или высевающих аппаратов сеялок точного высева.

Известно устройство для дискретной подачи семян (Пат. на полезную модель №181663 РФ; МПК А01С 7/16; опубл. 26.07.2018), содержащее загрузочный бункер, дозатор семян, семяпровод, при этом внутри загрузочного бункера установлен сменный рабочий орган в виде спирального винта, который распределяет семенной материал в единичный слой.

Недостатком данного устройства является возможность недискретной (групповой) подачи семян за счет выполнения дозатора семян в виде обычной задвижки, не обеспечивающей поштучного разделения.

Известно устройство для дискретной подачи семян (Пат. №2673735 РФ; МПК А01С 7/16; опубл. 29.11.2018), содержащее загрузочный бункер, дозатор семян, семяпровод, при этом дозатор семян выполнен в виде образующих зазор для точной подачи семян криволинейного рычага и подпружиненного коромысла.

Недостатками данного устройства является неравномерность подачи семян и возможное их повреждение при застревании между подпружиненным коромыслом и криволинейным рычагом.

Известно устройство для дискретной подачи семян (Пат. №2660253 РФ; МПК А01С 7/04; опубл. 05.07.2018), содержащее загрузочный бункер, внутри которого размещен барабан с возможностью вращения, дозатор семян, семяпровод. Принято за прототип.

Недостатками данного устройства является отсутствие распределения семян внутри загрузочного бункера в линию, что затрудняет работу устройства и может вызвать повреждение семян, а также отсутствие четкого детектирования положения семени в пространстве.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи повышения точности подачи семян при сепарировании и высеве, а также обеспечения качества дискретного дозирования и сепарации семян.

Поставленная задача возникает в лесном и сельском хозяйстве при необходимости точной подачи семян для последующей сепарации и высева.

Это достигается тем, что устройство для дискретной подачи семян, содержащее загрузочный бункер, внутри которого размещен цилиндр с возможностью вращения, дозатор семян, семяпровод, согласно изобретению, дополнительно содержит видеокамеру, интерфейсный модуль, шаговый электродвигатель, редуктор; входом устройства является первый вход интерфейсного модуля, второй вход которого соединен с выходом видеокамеры, закрепленной на вертикальной стенке загрузочного бункера над дозатором семян, а выход подключен ко входу шагового электродвигателя, выход которого подключен ко входу редуктора, выход которого кинематически связан с вращающимся цилиндром, установленным в загрузочном бункере под углом к горизонтальной плоскости с возможностью вращения в направлении от противолежащей стенки загрузочного бункера, наклоненной к образующей вращающегося цилиндра под углом, большим угла естественного откоса семян, и образующей в сочетании с тремя вертикальными стенками загрузочного бункера односкатный трапецеидальный объем загрузочного бункера; на переднем конце вращающегося цилиндра жестко закреплен дозатор семян, выполненный в виде диска с двумя диаметрально противоположными сферическими ячейками, выход которого подключен ко входу семяпровода, выход которого является выходом устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для дискретной подачи семян; на фиг. 2 - общий вид дозатора семян.

Устройство для дискретной подачи семян содержит загрузочный бункер 1, образованный тремя вертикальными стенками 1₁, 1₂, 1₃ и двумя наклонными стенками 1₄ и 1₅, при этом стенка 1₅ является ориентирующей поверхностью для семян, видеокамеру 2, интерфейсный модуль 3, шаговый электродвигатель 4, редуктор 5, вращающийся цилиндр 6, дозатор семян 7, семяпровод 8.

Входом устройства для дискретной подачи семян является первый вход интерфейсного модуля 3, закрепленного на вертикальной стенке 1₁ загрузочного бункера 1.

Второй вход интерфейсного модуля 3 соединен с выходом видеокамеры 2, закрепленной на вертикальной стенке 1₁ загрузочного бункера 1 над дозатором семян 7, а выход интерфейсного модуля 3 подключен ко входу шагового электродвигателя 4, закрепленного на вертикальной стенке 1₁ загрузочного бункера 1. Выход шагового электродвигателя 4 подключен ко входу редуктора 5, выход которого кинематически связан с вращающимся цилиндром 6, установленным в загрузочном бункере 1 под углом α к горизонтальной плоскости с возможностью вращения в направлении от противолежащей наклонной стенки 1₅ загрузочного бункера 1. Стенка 1₅ загрузочного бункера 1 наклонена к образующей вращающегося цилиндра 6 под углом β, большим угла естественного откоса семян, и образует в сочетании с тремя вертикальными стенками 1₁, 1₂, 1₃ загрузочного бункера 1 односкатный трапецеидальный объем загрузочного бункера 1. На переднем конце вращающегося цилиндра 6 жестко закреплен дозатор семян 7, выполненный в виде диска с двумя диаметрально противоположными сферическими ячейками 9 с диаметром d, подчиняющимся соотношению d:L=1.5:1.0, где L - средняя длина семени. Выход дозатора семян 7 подключен ко входу семяпровода 8, выход которого является выходом устройства.

Устройство для дискретной подачи семян работает следующим образом.

Предназначенная для подачи порция семян размещается в загрузочном бункере 1. Управление процессом подачи семян осуществляется по сигналам, поступающим с внешнего устройства (высевающего аппарата сеялки, сепарирующего аппарата и др.) на первый вход интерфейсного модуля 3. С выхода интерфейсного модуля 3 сигнал управления поступает на вход шагового электродвигателя 4. Шаговый электродвигатель 4 через редуктор 5 приводит во вращение в направлении от наклонной стенки 1₅ загрузочного бункера 1 цилиндр 6. Семена под действием сил, возникающих при вращении цилиндра 6, движутся, выравниваясь к середине вращающегося цилиндра 6 в линию, ко входу дозатора семян 7. После попадания в сферическую ячейку 9 дозатора семян 7 на последующем шаге его поворота (то есть поворота вращающегося цилиндра 6), семя перемещается в семяпровод 8, а из него - на выход устройства для последующей обработки. При совпадении семени со сферической ячейкой 9 оно ориентируется в пространстве сферической ячейки 9 случайным образом. Проекция этого положения семени в сферической ячейке 9 фиксируется видеокамерой 2, передающей изображение на второй вход интерфейсного модуля 3 и далее - на внешнее устройство. На основании анализа проекции изображения семени во внешнем устройстве осуществляется коррекция характеристических параметров последующей технологической операции.

Преимуществами заявляемого устройства для дискретной подачи семян являются эффективные массо-габаритные характеристики, позволяющие использовать его в полевых условиях, высокое быстродействие формирования изображения семени и адаптированная точная подача семени для идентификации в сепарирующем или высевающем аппаратах.