Результат интеллектуальной деятельности: Посевной комплекс с центрально-дозирующей системой

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к посевным комплексам, реализующим принцип центрального дозирования семян.

Известен летающий высевающий аппарат, включающий бункер с разгрузителем и семенной камерой, задатчик нормы высева, рабочий орган для перемещения семян, дополнительную семенную камеру, образованную рабочим органом для перемещения семян и разгрузителем, на входе и выходе дополнительной семенной камеры расположены выступы криволинейной формы для перемещения семян, на расстоянии друг от друга соизмеримым со средним удвоенным размером семян, напротив выступа на выходе расположена выемка на расстоянии от выступа соизмеримым со средним размером семян, семенная камера установлена с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, а задатчик нормы высева расположен с возможностью кинематического взаимодействия с семенной камерой, причем одна из боковых стенок семенной камеры выполнена ступенчатой, обеспечивая ассиметричное расположение семян, имеет беспилотный летательный аппарат в виде квадрокоптера с полезной нагрузкой массой до 2 кг и с блоком управления, бункер снабжен вертикальными гарпунообразными штырями, закрепленными в нижней части шарнирно, при этом квадрокоптер снабжен кольцом, расположенным снизу, имеющим вертикальные пазы и углубления для гарпунообразных штырей, задатчик нормы высева имеет электропривод, соединенный с блоком управления квадрокоптера, причем вертикальная подвижная семенная камера имеет корпус с подпружиненными опорами (Патент на полезную модель RU №167073 МПК B64D 1/16, 2016).

Недостатками известного летающего высевающего аппарата, является то, что он имеет низкую производительность, а его функциональные возможности значительно ограничены.

Указанные недостатки обусловлены тем, что известный летающий высевающий аппарат обеспечивает посев одновременно одного рядка сельскохозяйственной культуры, то есть он имеет относительно небольшую рабочую ширину захвата в сравнении с такой сельскохозяйственной машиной как сеялка. Общеизвестно, что производительность посевных машин прямо пропорциональна их ширине захвата.

Функциональные возможности известного летающего высевающего аппарата ограничены, поскольку известный летающий высевающий аппарат обеспечивает только разбросной рядовой способ посева разных сельскохозяйственных культур.

Наиболее близким по достигаемому эффекту к заявленной сеялке с центрально-дозирующей системой является пневматическая сеялка с центрально-дозирующей системой, содержащая централизованный бункер с дозатором, пневматически соединенные через распределитель семян с сошниками, закрепленными на раме и включающими стойку, рыхлительную лапу, семяукладыватель с вертикальным каналом и гребень-уплотнитель, один конец которого соединен гибкой связью, гребень-уплотнитель выполнен из двух частей, первая из которых, закреплена снизу на рыхлительной лапе, образуя вместе с ней трехгранный клин, вторая часть гребня-уплотнителя выполнена в виде пластины, размещенной за семяукладывателями сошников на гибкой связи, а выходное отверстие вертикального канала семяукладывателя направлено в угол раствора рыхлительной лапы и расположено на его биссектрисе, причем в угле раствора лапы размещен дугообразный отражатель семян с выступом в центре и не менее двумя выступами по его сторонам. (Патент на изобретение RU №2457656 МПК B64D 1/16; А01С 7/08, опубликовано 08.11.2010 - прототип).

Недостатками известной пневматической сеялки с центрально-дозирующей системой, принятой за прототип, является то, что ограничена возможность дальнейшего увеличения ее производительности, а также то, что она не обеспечивает посев в труднодоступных и труднопроходимых условиях и ландшафтах, на полях небольшой площади и сложной конфигурации своих границ.

Указанные недостатки обусловлены следующим. Общеизвестно, что производительность посевных машин прямо пропорционально зависит от их ширины захвата, скорости движения и коэффициента использования рабочего времени.

Известный посевной комплекс считают широкозахватным. Дальнейшее увеличение его ширины захвата не целесообразно так, как приведет к дальнейшему увеличению длины рамы, на которой крепятся сошники. Увеличение длины рамы, как следствие, приведет к дальнейшему увеличению ширины сеялки. Это в свою очередь увеличит радиус разворота сеялки на краю засеваемого поля и в целом ухудшит ее маневренность. Ограничение увеличения длины рамы ограничивает повышение производительности посевного комплекса за счет увеличения ширины захвата.

Кроме этого увеличение длины рамы приведет к увеличению ее массы и как следствие массы сеялки. Увеличение массы сеялки в процессе посева увеличивает необходимую величину тягового усилия трактора, используемого на выбранной скорости. Это приводит к необходимости использовать трактор большей мощности, а значит трактор, имеющий большую массу, что увеличивает массу посевного комплекса. Увеличение массы посевного комплекса затрудняет посев на повышенных скоростях, что ограничивает дальнейшее повышение производительности посевного комплекса за счет увеличения скорости движения.

Увеличение количества креплений сошников к раме увеличивает трудоемкость и затраты времени на обслуживание, например, при регулировке ширины междурядий. Это в итоге снижает коэффициента использования рабочего времени и как следствие - производительность посевного комплекса. Кроме этого известный посевной комплекс не приспособлен к работе в ночное время суток, то есть круглосуточно.

Известная пневматическая сеялка с центрально-дозирующей системой представляет собой широкозахватный посевной комплекс, включающий два модуля: транспликатор - бункер для семян и туков, имеющий ходовую часть, и посевной адаптер, также имеющий свою ходовую часть. Этот широкозахватный посевной комплекс имеет значительные габаритные размеры: длину и ширину. Значительные габаритные размеры ограничивают маневренность посевного комплекса. Как следствие таким посевным комплексом сложно засевать поля относительно небольшой площади и сложной конфигурации.

Известную пневматическую сеялку с центрально-дозирующей системой агрегатируют с энергетическим средством - тракторами класса 3,0…5,0 тс. Широкозахватный и высокопроизводительный посевной комплекс, кроме того, что имеет значительные габаритные размеры, имеет и значительную массу, а также - колеса у транспликатора, колеса у посевного адаптера и колеса у трактора.

Передвижение но полю известной сеялки, агрегатируемой трактором, повышает плотность почвы поля, что оказывает в последующем отрицательное воздействие на рост и развитие растений. Избыточная плотность почвы ухудшает водный режим и сокращает доступ кислорода к корням растений.

Большое влияние на величину плотности почвы оказывает количество проходов машинно-тракторных агрегатов, особенно в весенний период, когда почва имеет высокое содержание влаги. Особенно сильно это влияние проявляется по следу колес трактора.

Помимо чрезмерного уплотнения почвы многократное передвижение сеялок и тракторов по полям уменьшает количество эрозийно-устойчивых комков в верхнем слое почвы. Поля, поверхность которых состоит из комков диаметром 1…2 мм не подвергаются эрозии и наоборот поля, поверхность которых состоит из комков диаметром 0,1…0,55 мм подвержены эрозии. В процессе передвижения сеялок и тракторов по полям разрушаются частицы почвы. Это ухудшает структуру верхнего слоя почвы полей, увеличивая эрозию и дефляцию почв. Эрозия и дефляция почв приводит к снижению их плодородия.

В известной пневматической сеялке с центрально-дозирующей системой семена из бункера в сошники поступают по пневмотранспортной системе. При этом происходит соударение семян и их удары о поверхности пневмотранспортной системы, что может вызывать их травмирование.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности посевных комплексов.

Технический результат достигается тем, что посевной комплекс с центрально-дозирующей системой, содержащий централизованный бункер с дозатором, распределители семян с сошниками, раму, согласно изобретению, имеет беспилотные летательные аппараты вертикального взлета и посадки, в количестве не менее двух, для перемещения распределителей семян, выполненных в виде контейнеров для семян, установленных с возможностью перемещения относительно друг друга, а сошники установлены с возможностью перемещения относительно рамы и имеют беспилотные летательные аппараты вертикального взлета и посадки типа «воздух-земля» в количестве равном количеству сошников, причем контейнеры для семян выполнены с возможностью взаимосвязи с помощью разъемного соединения механического действия с беспилотными летательными аппаратами вертикального взлета и посадки, дозатором и сошниками.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 приведен схематично посевной комплекс с центрально-дозирующей системой, вид сбоку; на фиг. 2 - тоже, в аксонометрии; на фиг. 3 - схематично показан беспилотный летательный аппарат вертикального взлета и посадки с контейнером для семян, в аксонометрии; на фиг. 4 - схематично показан контейнер для семян, вид сбоку; на фиг. 5 - схематично показано расположение беспилотных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки типа «воздух-земля» и беспилотных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки - мультикоптеров в посевном комплексе, в аксонометрии; на фиг. 6 - схематично показан сошник посевного комплекса с беспилотным летательным аппаратом вертикального взлета и посадки типа «воздух-земля» и контейнером для семян, в аксонометрии; на фиг. 7 - схематично показан толкатель контейнеров для семян, вид сбоку; на фиг. 8 - схематично показан сошник посевного комплекса, вид сбоку; на фиг. 9 - схематично показан сошник с беспилотным летательным аппаратом вертикального взлета и посадки типа «воздух-земля» и контейнером для семян, вид сбоку; на фиг. 10 - схематично показан сошник с беспилотным летательным аппаратом вертикального взлета и посадки типа «воздух-земля», в аксонометрии; на фиг. 11 - схематично показано взаимодействие беспилотного летательного аппарата вертикального взлета и посадки типа «воздух-земля» и беспилотного летательного аппарата вертикального взлета и посадки - мультикоптера во время снятия контейнера для семян, в аксонометрии; на фиг. 12 - тоже, во время установки контейнера для семян, в аксонометрии; на фиг. 13 - схематично показан дозатор, в аксонометрии. На графических материалах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания сущности технического решения, а сопутствующие элементы, хорошо известные специалистам в данной области, не представлены.

Посевной комплекс с центрально-дозирующей системой, например, автомобильный, включает транспликатор 1, в виде автомобильного полуприцепа типа фургон (фиг. 1 и фиг. 2). Транспликатор 1 состоит из рамы 2 и ходовой части 3. На раме 2 размещен централизованный бункер 4 с дозатором 5. Транспликатор 1 имеет подвижную крышу 6, перемещающуюся на шарнирах 7. Под подвижной крышей 6 над централизованным бункером 4 расположена площадка 8.

Транспликатор 1 агрегатируют с седельным тягачом 9, например, с седельным тягачом КамАЗ-65221 (фиг. 1 и фиг. 2).

Посевной адаптер включает распределители семян, выполненные в виде контейнеров 10 для семян, и сошники 11. Сошники 11 установлены с возможностью перемещения относительно рамы 2 и имеют беспилотные летательные аппараты вертикального взлета и посадки типа «воздух-земля» 12 (с возможностью передвижения по поверхности поля) в количестве равном количеству сошников 11.

Посевной комплекс с центрально-дозирующей системой также имеет беспилотные летательные аппараты вертикального взлета и посадки 13 (мультикоптеры) (фиг. 3), предназначенные для перемещения контейнеров 10 для семян.

Площадка 8 служит для хранения беспилотных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки типа «воздух-земля» 12 и беспилотных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки 13.

Контейнеры 10 для семян выполнены с возможностью взаимосвязи с помощью разъемного соединения 14 механического действия с беспилотными летательными аппаратами вертикального взлета и посадки 13. Разъемное соединение 14 типа «шип-паз» (фиг. 3) включает шип 15, закрепленный снизу на беспилотном летательные аппараты вертикального взлета и посадки 13 и паз 16, выполненный в верхней части контейнеров 10 (фиг. 3).

Контейнер 10 включает боковые стенки 17, загрузочное отверстие 18, выгрузное отверстие 19, заслонку 20 с упором 21, установленную с возможностью перемещения в пазах 22 (фиг. 4).

Контейнеры 10 для семян выполнены также с возможностью взаимосвязи с помощью разъемных соединений 23 механического действия с дозатором 5. Разъемные соединения 23 типа «шип-паз» включают пары шипов 24, закрепленных на ленточном транспортере 25 и пазы 26 находящееся на боковых поверхностях 17 контейнеров 10. У ленточного транспортера 25 размещены эстакады 27 для беспилотных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки 13 (фиг. 5). Эстакады 27 имеют толкатели 28, обеспечивающие перемещение контейнеров 10 на пары шипов 24 и обратно.

Контейнеры 10 для семян выполнены с возможностью взаимосвязи с помощью разъемного соединения 29 механического действия типа «шип-паз» с сошниками 11. Разъемное соединение 29 включает расположенный снизу на контейнере 10 шип 30 и паз 31 (фиг. 6).

Толкатели 28 эстакады 27 содержат корпус 32, винт 33 с. пластиной 34. Винт 33 снабжен электроприводом 35 (фиг. 7).

Сошники 11 включают диск 36, установленный на оси 37 с возможностью вращения. На диске 36 закреплены почвозацепы 38 с возможностью перемещения в радиальном направлении в направляющих 39, выполненных в виде трубы. Почвозацепы 38 выполнены в виде полого стержня с полостью 40 и имеют периферийную заостренную часть 41, а с противоположной стороны - наклонную плоскость 42, заслонку 43 и пружину 44 (фиг. 8). На оси 37 неподвижно закреплен штырь 45.

Сошники 11 соединены с контейнерами 10 для семян семяпроводом 46 и снабжены катком 47 (фиг. 6).

Дозатор 5 включает корпус 48, вал 49 с желобами 50, перегородки 51 и; выгрузные отверстия 52 (фиг. 13).

Посевной комплекс с центрально-дозирующей системой работает следующим образом. Предварительно бункер 4 транспликатора 1 заполняют семенами (фиг. 1 и фиг. 2). Беспилотные летательные аппараты вертикального взлета и посадки типа «воздух-земля» 12 и беспилотные летательные, аппараты вертикального взлета и посадки 13 находятся на площадке 8 транспликатора 1 посевного комплекса.

Посевной комплекс доставляется седельным тягачом 9 на край засеваемого поля. В транспликаторе 1 контейнеры 10 подают под дозатор 5, совмещая выгрузные оверстия 52 с загрузочными отверстиями 18 контейнеров 10. После этого контейнеры 10 загружают семенами валом 49 с желобами 50 (фиг. 13). Заполненные контейнеры 10 подают к эстакадам 27, где с помощью толкателей 28 устанавливаются на беспилотные летательные аппараты вертикального взлета и посадки 13 (фиг. 5).

Крышку 6 транспликатора 1 открывают и оператор с помощью пульта управления устанавливает сошники 11 с беспилотными летательными аппаратами вертикального взлета и посадки типа «воздух-земля» 12 в шеренгу на краю засеваемого поля. Беспилотные летательные аппараты вертикального взлета и посадки 13 доставляют и устанавливают на сошники 11 контейнеры 10, которые фиксируются с помощью разъемного соединения 29 механического действия. После этого оператор возвращает беспилотные летательные аппараты вертикального взлета и посадки 13 в исходное положение на площадку 8 транспликатора 1.

Оператор подает команду с пульта управления на сошники 11, выстроенные в шеренгу на краю поля, и они начинают прямолинейное параллельное движение по полю относительно друг друга. В процессе движения сошников 11 почвозацепы 38 входят в почву. При этом штырь 45 воздействует наклонную плоскость 42 почвозацепа 38, который своей периферийной заостренной частью 41 заглубляется в почву, а из полости 40 в почву поступает семя (фиг. 6). Семена поступают в полость 40 через семяпровод, а величина подачи регулируется заслонкой 20. Почва над заделанными в почву семенами прикатывается катком сошника 11 (фиг. 6 и фиг. 9).

В процессе посева контейнеры 10 опустошаются и сошники 11 останавливаются и происходит замена пустых контейнеров 10 на контейнеры 10 заполненные семенами используя беспилотные летательные аппараты вертикального взлета и посадки 13. Снятие пустых контейнеров 10-происходит путем зацепления разъемного соединения 14 с беспилотными летательными аппаратами вертикального взлета и посадки 13 и выхода из зацепления разъемного соединения 29 с сошниками 11. Установка контейнеров 10 заполненных семенами, происходит в обратном порядке. После чего беспилотные летательные аппараты вертикального взлета и посадки 13 с пустыми контейнерами 10 вводят их в зацепление с дозатором 5 разъемными соединениями 23 с помощью эстакад 27 по средствам ленточного транспортера 25. Ленточный транспортер 25 перемещает контейнеры 10 к дозатору 5 где происходит их загрузка. После чего загруженные контейнеры 10 подаются ленточным транспортером 25 к эстакадам 27. Где заполненные семенами контейнеры 10 готовы к процессу замены пустых контейнеров 10 на сошниках 11.

Заявленный посевной комплекс может эксплуатироваться в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Используют программное обеспечение, учитывающее конфигурацию поля и производящее построение траектории движения для сошников 11, в соответствии с выполненной разметкой поля. Программное обеспечение позволяет производить посев в любое время суток. Все элементы системы связаны датчиками и с помощью заданной программы обладают возможность работать независимо от участия человека.

Применение изобретения позволит: увеличить рабочую ширину захвата посевного комплекса и как следствие производительность его работы, снизить уплотнение почвы засеваемого поля, что позволит сохранять плодородие почв, снизить загрязнение окружающей среды, поскольку в иоле не используют двигатели внутреннего сгорания, а значит нет выхлопных газов.