Способ вождения сельскохозяйственного агрегата
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при обработке полей, реимущественно рельефных и со сложной формой границ, при вспашке, культивации, посеве, уборке и других видах обработки. Целью изобретения является повышение производительности обработки поля сложной формы агрегатом с постоянной шириной захвата за счет снижения числа разворотов агрегата. В процессе реализации способа сельскохозяйственный агрегат 3 с постоянной шириной H рабочего органа 4 перемещают эквидистантными друг другу рядами 5. Ряды 5 последовательных проходов сельскохозяйственного агрегата 3 по всей площади поля 1 расположены эквидистантно геодезической линии 6 наибольшей длины на обрабатываемом участке поля 1, что позволяет минимизировать число разворотов сельскохозяйственного агрегата 3. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК 511 4 А О1 В 69/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4196186/30-15 (22) 17.02.87 (46) 30.05.89. Бюл. № 20 (71) Днепродзержинский индустриальный институт им. М. И. Арсеничева (72) С. П. Радзевич (53) 631.512(088.8) (56) Буряков А. Т., Кузьмин М. В. Справочник по механизации полеводства. М.: Колос, 1971, с. 34 — 37. (54) СПОСОБ ВОЖДЕНИЯ СЕЛЪСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО АГРЕГАТА (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при обработке полей, преимущественно рельефных и со сложной формой границ, при вспашÄÄSUÄÄ 1482554 А1 ке, культивации, посеве, уборке и других видах обработки. Цель изобретения — повышение производительности обработки поля сложной формы агрегатом с постоянной шириной захвата за счет снижения числа разворотов агрегата. В процессе реализации способа сельскохозяйственный агрегат 3 с постоянной шириной Н рабочего органа 4 перемещают эквидистантными друг другу рядами 5. Ряды 5 последовательных проходов сельскохозяйственного агрегата 3 по всей площади поля 1 расположены эквидистантно геодезической линии 6 наибольшей длины на обрабатываемом участке поля 1, что позволяет минимизировать число разворотов сельскохозяйственного агрегата 3. 1 ил.
1482554
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при обработке полей, преимущественно рельефных и со сложной формой границ (при вспашке, культивации, посеве, уборке и других видах обработки).
Цель изобретения — повышение произ,водительности обработки поля сложной фор )мы агрегатом с постоянной шириной захва-! ,:та за счет снижения числа разворотов аг,регата.
На чертеже показана схема обработки по. ля сложной формы по предлагаемому способу.
По способу обработки поля 1 сложной, формы (рельефного, со сложной формой границ 2) обрабатывающий агрегат 3 (плути, культиваторы, бороны, сеялки, жатки и т. п.) с постоянной шириной Н рабочего
,îðãàíà 4 перемещают эквидистантными (на расстоянии Н) друг другу рядами 5. Ряды 5 последовательных проходов рабочего агре гата 3 по всей площади поля 1 рас поло1 ,, жены эквидистантно геодезической линии 6
;наибольшей длины на обрабатываемом участке поля 1.
Для реализации способа обработки поля сложной формы необходимо аналитически описать обрабатываемый участок поверхности поля 1, например, в векторной форме:
rll =ril(UII., VII). (1) где r» — радиус-вектор текущей точки на обрабатываемом участке поля сложной формы;
U., V — криволинейные (гауссовы) координаты на обрабатываемом участке поля сложной формы.
Форма (1) задания обрабатываемого участка поля 1 сложной формы легко мо- 35 .жет быть представлена в параметрическом виде уравнениями; х„=х.(U„; v.);
Уп=y.(U.; V„); (2)
Z„=Z (U„; V„), где Х„, ) „, 2„— координаты текущей точки 40 на обрабатываемом участке поля сложной формы, который задан в декартовой системе координат.
Кроме того, необходимо аналитически описать линию 2, ограничивающую обрабатываемый участок поля 1 сложной формы контура. Уравнение границы 2 поля 1 может быть представлено в следующем виде:
FI. >=F, (U.; Vn ). (3)
Уравнения (2) и (3) могут быть получены различным путем, например в результате геодезической съемки и аппроксимации опорных точек поверхности поля и ограничивающей границы 2. Для этих целей успешно может быть применена аппроксимация поля и границы 2 полино- g5 миальными сплайнами, причем для практических приложений достаточно использовать сплайн-функции не выше пятой степени; обычно достаточно кубической сплайнаппроксимации. Изложенное дает основание утверждать, что не существует принципиальных ограничений для аналитического описания обрабатываемого участка поля
I в параметрической форме (2) и ограничивающей его границы 2 в форме (3).
Произвольная геодезическ.ая линия на обрабатываемом участке поля 1 описывается системой уравнений:
Нl cosa (4) д$ --,/Е
Ж4 япа
d$ /о (5) дХи дХп д ) и дУп дЛП дУП дУ дЬ д(l дГ д l дй
"= av + - v + v . (10) Если в некоторой начальной точке на поверхности поля 1 имеем p О, то можно разделить почленно уравнения (5) и (6) на уравнение (4) и принять в качестве независимого параметра параметр U . Тогда система уравнений (4), (5) и (6) упростится и может быть представлена в виде системы двух уравнений относительно двух неизвестных функций Ь и а:
dЬ /Е„ — ) — — /я ап, а 1 (/Е„д(пЕ д1по
dU =Z (6. аУ„ау (I 2) Длина лв отрезка АВ геодезической линии на поверхности обрабатываемого поля 1 рассчитывается по формуле да 1 д1пЕ«депо — = — — ) „сов໠— -= — — sinai, (6) где S — линейный элемент обрабатываемого участка поля 1 сложной формы, который можно рассчитать по форм ле:
dSq En d Un+ 2Frr d Un d Vn + о „с! Г", (7) где а — угол между касательной 7 к геодезической линии и касательной 8 к Ы -линии на поверхности поля
1 в точке К касания середины захвата рабочего органа 4 обрабатывающего агрегата 3;
Е„,F„,n„— гауссовы коэффициенты первой основной квадратичной формы (первой дифференциальной формы Гаусса) поверхности обрабатываемого участка поля 1, рассчитываемые в точке К по формулам:
1482554
50 (..оставитель (.. Радзевич
Редактор М. I!åтрова Техред И. Верее Корр«м и М. Мплспмпгп|пп и
Заказ 2722i! 1 ираж 621 П дписн
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ (:(.(:Р! l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. и 5
Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, О! где t — безразмерный параметр геодезической линии АВ, изменяющийся от значения й, соответствующего значению параметра t в точке А, до значения (в, соответствующего значению параметра t в точке В.
Формулы (4) — (6), (11) — (13) позволяют аналитически описать любую геодезичес кую линию на поверхности обрабатываемого участка поля 1 и рассчитать ее длину. Из всех возможных на поверхности поля 1 геодезических линий необходимо выбрать геодезическую линию наибольшей длины, которая соединит две наиболее удаленные одна от другой точки поверхности поля 1. Очевидно, что две наиболее удаленные одна от другой точки на обрабатываемой поверхности поля 1 будут лежать на границе 2 контура поля 1. Эти точки можно определить следующим образом.
На контуре выбираем две произвольные точки С и D, через которые на поверхности поля 1 проводим геодезическую линию CD, удовлетворяющую уравнениям (4) — (6) или уравнениям (! 11» (12). По формуле (13) вычислим длину геодезической линии CD. Затем от одной из выбранных точек, например от точки С, на некотором «малом» расстоянии, соизмеримом с шириной H захвата рабочего органа 4 обрабатывающего агрегата 3, по обе стороны от точки С на контуре поля 1 выберем еще по одной точке CI и С . Через каждую из точек С .и Сз проведем проходящие через точку D геодезические линии CiD и С20 (не показаны) и по формуле (13) вычислим длину каждой из них. Из построенных предлагаемым способом геодезических линий CiD и Сво выберем линию большей длины. Это укажет в каком направлении (9 или IO) следует двигаться по границе 2 поля 1 от точки С, чтобы длина геодезической линии при этом от точки к точке увеличивалась. Двигаясь по границе 2 поля
1 в найденном таким образом направлении
9, каждый раз находим длину геодезической линии на поверхности поля 1 и сравниваем ее с длиной предыдущей линии. Такое движение по границе 2 продолжаем до тех пор, пока длина геодезической линии не станет уменьшаться. Из всех точек С, выберем такую точку C„, для которой длина геодезической линии C,D окажется наибольшей. После этого фиксируем положение точки С,, и на некотором «малом» расстоянии от точки 0 по обе стороны от нее
1О
l5
40 на границе 2 поля 1 выберем по одной точке D i и D». Через каждую из точек D i и 02 проведем .проходящие через точку
С,„геодезические линии C„D и C„D, после чего по формуле (13) вычислим длину каждой из них. Из построенных предлагаемым способом двух геодезических линий
CnDl и Сп>2 выберем линию большей длины.
Это укажет в каком направлении (11 или
l2) следует двигаться по границе 2 обрабатываемого поля 1 от точки D с тем, чтобы длина геодезической линии при этом увеличилась. Двигаясь по границе 2 обрабатываемого поля 1 в найденном направлении
12 с достаточно малым шагом, каждый раз находим длину геодезической линии и сравниваем ее с длиной предыдущей геодезической линии. Такое движение продолжаем до тех пор, пока длина очередной геодезической линии на иоле 1 не станет меньше длины предыдущей. Из всех точек D, выбираем точку D..-.,. для которой длина геодезической линии C„D,„окажется наибольшей. После этого фиксируем положение точки D„, и совершаем аналогичное движение по границе 2 обрабатываемого поля 1 из точки С., потом из D,„и т. д. Процесс аналогичных последовательных итераций продол жаем до тех пор, пока приращение длины геодезической линии на поверхности поля
1 после каждого о .ередного шага станет соизмеримым с точностью задания границы 2.
В пределе придем к искомой геодезической линии АВ. Точки С;, D;, а также геодезические линии C D, C D, CD, С.D, C„Di, С.D, C„D;, С.DÄ, и т. п. на чертеже не показаны. Порядок определения геодезической линии АВ наибольшей длины на обрабатываемом участке поля 1 сложной формы очевиден из приведенных пояснений.
1 ассмотренный алгоритм определения положения геодезической линии наибольшей длины на обрабатываемом участке ноля 1 достаточно просто реализуется на ЭВМ.
Фор.иу.га изобретения
Способ вождения сельскохозяйственного агрегата, включающий нанесение следоуказа. теля на поверхность поля и последующее перемещение сельскохозяйственного агрегата по эквидистантным следоуказателю рядам, отличающийся тем. что, с целью повышения производительности обработки поля сложной формы агрегатом с постоянной шириной захвата за счет снижения числа разворотов агрегата, в качестве следоуказателя выбирают геодезическую линию поля, имеющую наибольшую длину.
