Устройство для дообрезки ботвы высоко выступающих над почвой кормовых корнеплодов

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Целью изобретения является иовьинение производительности и качества удалегчя остатков ботвы высоко выстунающих над почвой кормовых корнеп.тодов. Отделение остатков ботвы корнеплодов 1 1 осунаествляется за счет роторного ножа 10, ось вращения которого расположена горизонтально и совнадает с направлением движения машины. При отсутствии корнеплодов 11 нож 10 находится с транспортным зазором от поверхности почвы . По сигналу микропроцессорного устройства 6 по задаваемой ноставленным под большим уг. юм к поверхности поля копирующим шупом 1 программе нож 10 опускается . Щуп 1 создает на головки корнеплодов 11 незначите, 1ьное давление и не выворачивает их из почвы. После обрезания ботвы нож 10 снова возвращается в транспортное положение за счет фрикционного ролика 19. Управ, 1ение высотой ножа 10 отн 1сительно корнеплодов 11 ос чцествляется штифт ми-пальпа.ми, перекрывающими ряд отверстий в стапине 25 и срабатывающими за счет серии втя,:пых электромагнитов 24, соединенных через усилители с дешифратором микроироцессорпого устройства . 2 з.п. ф-лы, 10 ил. (Л CZ со СП 00 00 сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<5И 4 A 01 D 23/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3999843/30-15 (22) 02.12.85 (46) 15.12.87. Ьюл. ¹ 46 (71) Гродненский сельскохозяйственный институт (72) П. Н. Таталев и С. H. Ладутько (53) 631.358А59 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1105147, кл. А 01 D 23/02, !983.

Авторское свидетельство СССР № 1210700, кл. А 01 D 23/02, 1984. (54) УСТРО1ICTBO ДЛЯ ДООЬРЕЗКИ

БОТВЫ ВЫСОКО В1э!СТУПА)ОШИХ НАД

ПОЧВОЙ КОРМОВЫХ КОРНЕПЛОДОВ (57) Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Целью изобретения является повышение производительности и качества удаль. чя остатков ботвы высоко выступаюгцих над почвой кормовых корнеплодов. Отделение остатков ботвы корнеплодов 11 осуществляется за счет ротор„„Я0„„1358815 д1 ного ножа 10, ось вращения которого расположена горизонтально и совпадает с IIBправлением движения машины. При отс) тствии корнеплодов 1! нож 10 находится с транспортным зазором OT поверхности почвы. Ilo сигналу микропроцессорного устройства 6 по задаваемой поставленным Ilo l, большим углом к поверхности поля копирующим щупом 1 программе нож 10 опускается. Щуп 1 создает на головки корнеплодов 11 незначительное давление и IIB выворачивает их из почвы. После оорсзания ботвы нож !0 снова возврагцается в транспортное положение за счет фрикционного ролика !9. Управление высотой ножа

10 относительно корнеплодов 11 осуществляется штифт, ми-пальцами, перекрывающими ряд отверстий в станине 25 и cpHABThIвающими за счет серии втяжIIblx электромагнитов 24, соединенных через усилители с дешифратором микропроцессорного устройства. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

135881 I

Изобретение относится к сельскохозяйствснному машиностроению и может быть использовано для дообрезки ботвы кормовых корнеплодов (например, кормовой свеклы, турнепса) до их извлечения из почвы, Цель изобретения — повышение произ5 водительности и качества удаления остат- ков ботвы высоко выступающих над почвой кормовых корнеплодов.

На фиг. 1 изображена общая схема устройства для дообрезки ботвы высоко вы- 1Î ступающих над почвой кормовых корнеплодов (ось ножа условно изображена перпендикулярно направлению движения машины); на фиг. 2 — схема электромагнита управления высотой ножа; на фиг. 3 — схема переключателя положений RS-триггеров; на фиг. 4 — функциональная схема микропроцессорных элементов устройства; на фиг. 5 — схема кулачково-сегментного контактора; на фиг. 6 — развертка рабочей поверхности кулачково-сегментного контактора; на фиг. 7 — схема кулачково-барабанного контактора; на фиг. 8 — развертка рабочей поверхности кулачково-барабанного контактора; на фиг. 9 — функциональная схема RS-триггера; на фиг. 10 — временная диаграмма работы устройства. 25

Устройство для дообрезки ботвы высоко выступающих над почвой кормовых корнеплодов содержит копир с укороченным и поставленным под большим углом к поверхности поля полозком-щупом 1, поводок 2 которого оцирается на вертикальные направляющие 3, имеющие в своем составе. элементы качения и через реечную передачу 4 кинематически соединяется с кулачковосегментным контактором 5, микропроцессорное устройство 6, кулачково-барабанный кон- i тактор 7, соединенный цепной, передачей 8 с мерным колесом 9, роторный нож 10, ось вращения которого расположена горизонтально и совпадает с направлением рядка корнеплодов 11 свеклы, т.е. направлением движения машины (фиг. 1 ось ножа 10 ус- 4g ловно изображена перпендикулярно направлению движения) . Нож 10 установлен на стойке 12, которая имеет вертикальные направляющие с элементами 13 качения, поводок 14 ограничения высоты обрезки свеклы, поводок 15 для привода в действие микро- 45 выключателей 16 и 17, которые соединены электрически с RS-триггерами, а также пластину 18 из мягкого железа, соединенную с верхним концом стойки через промежуточную прокладку из немагнитного материала (не показана), фрикционный ролик 19, коромысло 20 с пластиной 21 из мягкого железа и электромагнит 22 для поворота коромысла 20. Устройство также содержит электромагнит 23 для удержания ножа 10 в верхнем положении, электромагнит 24 управления высотой среза, количество которых соответствует числу ступеней регулирования высоты (фиг. 1 условно показан один элек5

2 тромагнит). станину 25, состоящую из двух одинаковых соединенных по концам распорками пластин с серией отверстий по числу электромагнитов 24, причем отверстия располагаются в два-три ряда для лучшего размещения относительно отверстий электромагнитов 24. Между пластинами станины 25 находится поводок 14, станина 25 имеет направляющие 26, упирается снизу в упругий элемент 27 (например, из резины), рядом с которым расположен блок 28 контактов, имеющий в составе постоянно замкнутый и постоянно разомкнутый контакты, при этом каждый из электромагнитов 24 имеет подвижный упор 29 для воздействия на соответствующий контакт 30, а число контактов 30 равно числу электромагнитов 24. Электрические элементы устройства соединены между собой кабелями 31 — 38.

Электромагнит 24 изготовлен по типу втяжного (броневого) электромагнита и имеет намагничивающую обмотку 39 (фиг. 2), а также якорь 40, в торце которого прикреплен штифт 41 из немагнитного материала, проходящий сквозь небольшое отверстие, сделанное в неподвижном сердечнике 42, изготовленном совместно с торцовым фланцем, на конце штифта 41 находится прочный палец 43, который соответствует отверстиям регулирования высоты станины 25, к якорю 40 жестко прикреплен упор 29, а также установлена пружина 44. Электромагнит 24 крепится к станине 25 с помощью распорной втулки 45, которая центрирует палец

43 отнЬсительно i .срстий станины.

Для срабатывания микровыключателей

16 и 17 между их кнопками и поводком 15 помещен двуплечий рычаг 46 (фиг. 3), правый конец которого имеет острую кромку и небольшое перекрытие 6 относительно острой кромки поводка 15, а левый конец с помощью пружины 47 прикреплен к раме машины. Поворот рычага 46 относительно оси вращения показан стрелками.

Микропроцессорное устройство 6 (фиг. 1) состоит из серии микросхем Дь..Д,ie (может быть другое количество), представляющих регистры сдвига четырехразрядных двоичных чисел, соответствующих высоте, выступающей над почвой части корнеплода, и составляющих линию задержки сигналов (фиг. 4), микросхемы Д i-„ïðåäñòàâëÿþùåé собою дешифратор, к инверсным выводам Fi...F ; которого подключены через логические элементы НЕ (микросхема Дi ) усилители

V — V, составленные из транзисторов КТ315 и КТ817 и источника постоянного тока напряжением до 12 В. К выводам усилителей, а всего их 15 шт., соответственно подключены электромагниты 24 управления (фиг. 1)

Вывод Fo микросхемы 3i-, (фиг. 4) оставлен незадействованным. Кроме того, к микропроцессорному устройству относятся микровыключатели — постоянно разомкнутые

135881 3

Si...S6 и постоянно замкнутый S7, а также резисторы Rь..R .

Микровыключатели S, ...S, соединены одним концом через резисторы R, ...R (1 к) с массой, а вторым концом с входами D „.D микросхемы pi, выходы которой 1, 2, 4, 8 соединены с входами Дi...Ä< микросхемы Д и т.д. соответственно до микросхемы Д16.

Микровыклюатели S; и S< соединены через резисторы Р ь и Кг, (0,1 к) с массой и с входами С2 микросхем Дь..Д г„при этом Ss соедидинен с нечетными номерами микросхем, а

S6 — с четными. Вход Wi микросхемы 3i> соединен с массой постоянно, а вход Wo соединяется с массой через выключатель

Кулачково-бараоанныи контактор !5 (фиг. 1) имеет сектор 48 (фиг. 5), расположенный на оси 49 вращения. На рабочей поверхности сектора 48 установлены кулачки 50,,согласно схеме (фиг. 6) по разрядам

1248 двоичных чисел 0...15. Имеются также четыре пары контактов 51 (фиг. 5), расположенных над соответствующими рядами

1...8 кулачков, на фиг. 4 это контакты Si...S .

Зубчатая (левая) часть сектора 48 на фиг. 5 не показана.

Кулачково-барабанный контактор 7 (фиг. 1) состоит из барабана 52 (фиг. 7) 25 с осью вращения 53, на рабочей поверхности барабана 52 установлены кулачки 54 согласно схемы (фиг. 8), которые касаются трех пар контактов 55 (фиг. 7), соответствующих контактам управления Ss u (фиг. 4), а также S q (фиг. 9). Крепятся кон30 такты 54 (фиг. 7) к слою изоляционного материала 56. На развертке рабочей поверх. ности барабана (фиг. 8) условно показано

8 тактов (0...7) по которым контакты 55 (фиг. 1) замыкаются, тактов может быть другое количество.

Электрическое соединение электромагнита 23 (фиг. 1) с кнопками управления

17 и 30 произведено кабелями 33 и 37 через асинхронный RS-триггер Ть собранный на микросхемах Дio и Д20 (фиг. 9), представ- 49 ляющих логические элементы 2И вЂ” НЕ, а также резисторах R- u Rs. Для управления триггером служит контакт S8, соответствующий кнопке 17 (фиг. 1), а также серия контактов Sg...S 6 (фиг. 9), соответствующих условно показанной кнопке 30 (фиг. 1). На 45 выходе микросхемы Дig подключен усилитель собранный на транзисторах V3 — V<, аналогич ный усилителю фиг. 4, выход с усилителя подведен с помощью кабеля к обмотке электромагнита 23.

Электромагнит 22 соединен с кнопкой 16 у правления (фиг. 1) и контактом 55 кулачково-барабанного контактора 7 (фиг. 7) кабелями 35 и 36 через RS-триггер Т, аналогичный вышеописанному, на фиг. 9 в скобках отмечены соответствующие контакты управления Sg-, и Spa. Кабель 36 (фиг. 1), 55 идущий от кулачково-барабанного контактора 7 к электромагниту 23 до подвода к

4 триггеру Т, проходит через постоянно разомкнутый контакт блока 28.

Роторный нож 0 (фиг. 1) удален от полозка-щупа 1 на расстояние г, которое несколько больше диаметра выступаюшей над почвой части самого мощного корнеплода.

На фиг. 10 показана временная диаграмма работы механизмов устройства, гле по осям абсцисс отложено время i, а по оси ординат — моменты 1...7 включения и выключения узлов и механизмов устройства.

Устройство лля лообрезки ботвы высоко выступающих над почвой кормовых корнеплодов функционирует следующим образом.

Во время движения вдоль рядка корнеплодов свеклы справа налево (фиг. 1) полозок 1 копира при отсутствии корнеплодов находится над почвой на высоте h; (3...4 см) и почвы не касается. Встретив на пути головку корнеплода 11, полозок 1 совместно с поводком 2 поднимается вертикально вверх с небольшим давлением на корнеплод, благодаря незначительной массе и элементам качения 3. в которых перемещается поволок

2. За счет реечной передачи 4 вертикальное перемещение копира вызывает поворот кулачково-сегментного контактора 5 на тот или иной угол, что обеспечивает размыкание соответствующих контактов 51 (фиг. 5) за счет кулачков 50. расположенных по разрядам 1, 2, 4, 8 двоичного кода (фиг. 6) и формирование двоичных чисел О...!5, соответствующих высоте выступающей над почвой части корнеплода.

По кабелю 31 (фиг. 1) сформированные в контакторе 5 четырехразрялные лвоичные числа поступают в микропроцессорное устройство 6, clo32 жс поступают тактовые сигналы от кулачково-барабанного коптактора 7, приволимого цепной передачей

8 от мерного колеса 9.

На функциональной схеме микропроцессорных элементов (фиг. 4) импульсы, соответствующие вышеуказанным двоичным числам, получаются за счет микровыключатслей Si...S . Тактирующие импульсы, поступающие на вход С2 микросхем Дь..Дп;, образуются за счет замыкания микровыключателей 4 и S6 кулачково-барабанным контактором, причем нечетные и четные номера микросхем попеременно через резисторы

Rq и R6 соединяются с массой, т.е, при замыкании микровыключателя S;, лвои гное число, имеющееся на входах микросхема gi, поступают на вход микросхемы Д, а то, что было на входе микросхемы Д,;, — на вход микросхемы Д и т. л., а с микросхемы Д1 поступает на ее выходы 1, 2, 4, 8 и соответственно вход Д ...Д микросхемы Д ;,. При замыкании контакта 8„- содержимое входа микросхемы Д поступает на вход Дз, с входа Д.1 на вход Д; и т.л.

Новые значения высоты головок корнеплодов непрерывно поступают на вход микросхемы Дi и за счет тактирующих импуль13588

10

5 сов через расстояние ь (фиг. 1) поступают на выход микросхемы Дi (фиг. 4), а также на вход 1, 2, 4, 8 микросхемы Д1-„где четырехразрядные двоичные числа преобразуются в десятичные 0...15. Управление микросхе»og Qi-, осуществляется через инверсный вход Ид. через микровыключатель S7, при замыкании которого дешифратор Д,i-, находится во включенном состоянии и на одном из выходов Fo...Fi;-, будет «0», а на выходе микросхемы Д в — «1», которая включает через транзисторный усилитель Vi — V2 обмот-. ку 39 (фиг. 2) соответствующего электромагнита 24 (фиг. 1) управления высотой ножа 10.

Через транзистор Vz и соответственно обмотку 39 (фиг. 2) электромагнита проходит ток до ЗА напряжением до 12В, что заставляет якорь 40 (фиг. 2) почти мгновенно втянуться внутрь обмотки электромагнита и при помощи штифта 41 вдвинуть палец 43 в отверстия пластин станины 25. По окончании втягивания якоря 40 упор 29 замыкает один из контактов S ...S управления

RS-триггером Ti (фиг. 9), опрокидывает его в нулевое состояние, что приводит к прекращению подачи тока в электромагнит 23 (фиг. 1) удержания ножа в верхнем положении (транспортном).

Как только прекращается подача тока в электромагнит 23, нож 10 вместе со стойкой

12 под действием силы тяжести перемещается вниз до упора поводка 14 в палец 43 (фиг. 2). 3а счет сжатия упругого элемента 27 (фиг. 1) станина 25 смещается на расстояние 1 — 2 мм вниз в направляющих

26 H размыкает B блоке микровыключателей 28 контакт S; (фиг. 4), что приводит дешифратор Дi-, в нерабочее состояние, на выходе микросхемы Д1 появляется «О» и подача тока в обмотку 39 (фиг. 2) электромагнита 24 (фиг. 1) преращается. Однако палец 43 (фиг. 2) продолжает находиться в отверстиях пластин станины 25 за счет прижатия его поводком 14, прикрепленным к стойке 12 (фиг. 1) в нижней части которой в подшипнике вращается нож 10.

Постоянно вращающийся нож 10, опустившись до высоты выступания головки корнеплода 11, своими лезвиями срезает остатки ботвы и отбрасывает их в сторону. Через два такта кулачково-барабанного контактора 7 (может быть и другое число тактов), которое зависит от ширины лезвий ножа, (расстояние 1 . и его разбивки на такты) за счет замыкания соответствуюгцих контактов

55 (фиг. 7), обозначенных на фиг. 9 через

Szz, триггер Т устанавливается в единичное состояние и через транзисторный усилитель

Vq — V«подается ток в обмотку электромагнита 22 (фиг. 1), который притягивает пластину 21, поворачивает коромысло 20 вокруг неподвижной оси по часовой стрелке и прижимает постоянно вращающийся про15 ь тив часовой стрелки фрикционный ролик

19 к стойке 12, которая вместе с ножом 10 перемещается вверх до касания поводком 15 двуплечего рычага 46, который замыкает микровыключатели 16 и 17, соединенные с соответствующими RS-триггерами. При дальнейшем движении стойки 12 вверх благодаря небольшому перекрытию д и острым кромкам рычага 46 и поводка 15 рычаг выходит из зацепления с поводком и за счет пружины 47 занимает нейтральное положение, а контакты 16 и 17 (фиг. 1) размыка.ются. Триггеры Т1 и Т сохраняют полученное ими состояние, т.е, после импульсного включения контакта 16 электромагнит 23 находится под напряжением, пластина 18 стойки 12 притягивается к якорю электромагнита 23 и нож 10 оказывается в транспортном положении (примерно 300...350 мм) и находится в таком положении, пока не сработает один из микровыклочателей 30 и подаст через триггер Т импульс на прекращение подачи тока в обмотку электромагнита 23. Кратковременное срабатывание микровыключателя 17 приводит через триггер Т к прекращению подачи тока в электромагнит 22 и за счет пружины (не показана) фрикционный ролик отходит на расстояние

2 — 3 мм от стойки 12. ,,Как только стойка 12 начинает подниматься за счет (фрикционного ролика 19 вверх за счет упругого элемента 27, станина 25 приподнимается, нижний контакт блока 28 размыкаегся, а верхний замыкается, что приводит дешифратор Ä -, (фиг. 4) в рабочее состояние. Освободившийся от воздействия поводка 14 палец 43 (фиг. 2) за счет пружины 44 выходит из промежутка пластин станины 25, подвижный упор 29 отходит от микровыключателя 30 (фиг. 1), который размыкается.

Для включения в работу электромагнита

22 необходимо, чтобы поводок 14 стойки 12 при опускании ножа 10 в рабочее положение переместил вниз станину 25, деформировал упругий элемент 27 и замкнул контакты в блоке 28 на линии 36, после чего за счет срабатывания кулачково-барабанного контактора 7 подается соответствующий импульс в триггер Т> и включается подача тока в электромагнит 22 подьема ножа 10 в транспортное положение.

При отсутствии корнеплодов копир находится в нижнем положении и соединенный с ним ки нем атически кулачково-сегментный контактор выдает в дешифратор

МН нулевые сигналы, которые в дальнейшем не используются, поэтому в дешифраторе не задействован вывод Го, Нож в этом случае находится в транспортном положении, не касается почвы, что увеличивает его срок службы и исключает механические поломки.

Взаимодействие узлов и механизмов устройства можно проследить по временной

1358815

7 диаграмме (фиг. 10). Цифрой 1 обозначено время начала и конца срабатывания электромагнита 24 (фиг. 1), когда в его обмотку поступает ток через усилитель, соединенный с дешифратором 3 7 микропроцессора б (фиг. 4), цифрой 2 — время подачи сигнала на триггер Ti для отключения магнита 23 удержа н ия нож а в верхнем положении, цифрой 3 — время опускания ножа в нижнее (рабочее) положение, перемешения станины

25 вниз и срабатывания блока контактов

28; цифрой 4 — время подъема ножа в верхнее положение за счет срабатывания электромагнита 22 и прижатия фрикционного ролика 19 к стойке !2; цифрой 5 — время возвращения пальца 43 (фиг. 2) за счет пружины 44 в исходное состояние; цифрой б — время подачи сигнала на триггер Т, .для отключения магнита 22 (фиг. 1); цифрой 7 --- подача сигнала на триггер Т1 для включения магнита 23 в рабочее состояние, т.е. для удержания ножа О в верхнем (транспортном) положении. Общее время цикла обозначено через т, причем т составляет сотые доли секунды.

Фор яу.ча изобретения

1. Устройство для дообрезки ботвы высоко выступаюших над почвой кормовых корнеплодов, содержашее размешенные на раме копир, установленный на стойке, имеюшей приспособление для перемещения по вертикали, активный нож, кулачково-сегментный и связанный с мерным колесом барабанный контактор, а также микропроцессорное устройство для обеспечения функционирования ножа по задаваемой копиром программе, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и качества удаления остатков ботвы высоко выступа,юших над почвой кормовых корнеплодов, 5 активный но>к выполнен в виде ротора с горизонтальной, совпадающей с направлением перемешения машины осью врашеппя, приспособление для перемешения стойки по всрt тикали выполнено в виде имеющего возможность взаимодействия с ней постоянно вра10 шаюшегося фрикционного ролика, установленного на одном конце коромысла, против другого конца которого размещен электромагнит для управления псремешенпем стройки причем устройство снабжено дополнительным электромагнитом для фиксации стойки при отсутствии корнеплодов в крайнем верхнем положении, RS-триггерами, связанными с электромагнитами для управления перемещения стойки и ее фиксации, а также соединенным с рамой посредством упругого элемента блоком регулирования высоты положения ножа, 2. Устройство Ilo и. . осли как>щеес» тем, что блок регулирования высоты положения ножа выполнен в виде двух пластин с вертикальными рядами отверстий, с кото25 рыми связаны штифты-пальцы, соединенные с якорями электромагнитов регулирования положения ножа для установки заданной высоты среза.

З„Устройство по п. 1, от.чичающесс» тем, что х!икропроцессорное устройство снабжено дешифратором двоичного кода в десятичный с серией транзисторных усилителей. соединенных с обмотками электромагнитов регулирования положения ножа для установки заданной высоты среза.!

358815 фиг. Ф

7 2Ô Ð

77 фиг.5

Фиг.Ю

1358815 Рог.7 5 6 28

О

+ u

Фью. J0

Составитель A. Сидоров

Редактор М. Товтин Техред И. Верес Корректор М. НЗароши

Заказ 5630!1 Тираж 628 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугнская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, v,1. Проектная, 4