Способ контроля качества механизированной посадки и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть применено при механизирова-нной посадке сельскохозяйственных культур. Цель изобретения - повышение достоверности и точности контроля. Способ контроля качества работы включав измерение числа срабатываний рабочего органа посадочного аппарата и потока семенного материала, а также скорости и пути посадочной машины на каждом шаге посадки. Необходимое число срабатываний рабочего органа определяется расчетом на основе заданных агротехнических допусков на число пропусков или удвоения семенного материала, а также на основе вероятностей ложных оценок некачественной и качественной посадок . Кроме того, оценивают отклонения шага посадки от установленного и на основании этой оценки корректируют текущую скорость машины. Устройство для реализации способа содержит электронные блоки оценки качества посадки и контроля шага посадки, работающие по сигналам датчиков потока семенного материала, число срабатываний рабочего органа и скорости машины . Блоки содержат известные элементы - счетчики, ключи и дешифраторы. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (! 1) (я)ю А 01 С 9/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ моношо норма ооиошо (21) 4475156/15 (22) 11.08.88 (46) 07.01.91. Бюл. 1Ф 1 (71) Научно-исследовательский и проектнотехнологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСФСР (72) В.Г.Озеров (53) 631.33(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hb 1274638, кл. А 01 С 7/00, 1986. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ПОСАДКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть применено при механизированной посадке сельскохозяйственных культур. Цель изобретения — повышение достоверности и точности контроля. Способ контроля качества работы включае- измерение числа срабатываний рабочего органа посадочного аппарата и потока семенного материала, а также скорости и пути посадочной машины на каждом шаге посадки. Необходимое число срабатываний рабочего органа определяется расчетом на основе заданных агротехнических допусков на число пропусков.или удвоения семенного материала, а также на основе вероятностей ложных оценок некачественной и качественной посадок. Кроме того, оценивают отклонения шага посадки от установленного и íà ockoвании этой оценки корректируют текущую скорость машины. Устройство для реализации способа содержит электронные блоки оценки качества посадки и контроля шага посадки, работающие по сигналам датчиков потока семенного материала, число срабатываний рабочего органа и скорости машины, Блоки содержат известные элементы— счетчики, ключи и дешифраторы. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

1618311

20

1—

1-а

Р 1 Р

P() 1 — Р

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть применено при механизированной посадке сельскохозяйственных культур, например картофеля с помощью картофелесажалок.

Целью изобретения является повышение достоверности и точности контроля технологического процесса механизированной посадки.

На фиг.1 приведена блок-схема алгоритма контроля; на фиг.2- функциональная схема устройства, реализующего предложенный способ; на фиг.3-диаграмма работы устройства.

Способ включает операции измерения числа срабатываний рабочих органов посадочного аппарата, потока семенного материала, скорости движения и пройденного посадочной машиной пути на каждом шаге посадки, а также определение(на контрольном участке) числа высаженного семенного материала, т.е, шага посадки, и сравнение результатов с допустимым значением.

При этом длина контрольного участка зависит от расчетного числа и срабатываний рабочего органа высаживающего аппарата, Число срабатываний N определяется в зависимости от заданных агротехнических допусков Po, P> и выбранных вероятностей ошибок первого и второго рода а и Р.

Допуски Ро и Р1 представляют собой критические вероятности качественной Ро или некачественной Р1 работы сельскохозяйственной машины, задаваемые из агротехнических требований на выполняемую технологическую операцию. Они устанавливаются по отношению к действительной вероятности P нарушения данной машиной при выполнении данной операции установленного агродопуска, так что при

Р 2 Р принимается решение о качественной работе машины;

Р > P> принимается решение о некачественной работе машины;

Ро < Р < Р1 безразлично, какое решение принять или испытания продолжить, Для большинства с/х машин принимают вероятность Ро, при которой работа машины считается удовлетворительной, в пределах 0 01 — 0,2, а вероятность Р1, при которой качество неудовлетворительно, в пределах 0,03-0,25., Вероятности а и Р представляют собой риск поставщика и риск заказчика соответственно, при которых параметр а учитывает события, когда истинное качество работы удовлетворительно, а результаты контроля опровергают это, а параметр Р учитывает события, когда истинное качество работы машины неудовлетворительно, а результаты контроля опровергают это.

Кроме описанных операций, способ предполагает дополнительную оценку качества потока семенного материала в допуске

N (1 — P ()) < rI » < (й (1 + P p) с регистрацией причин нарушения потока в виде пропусков при и»< N(1- Ро) и двоек при п»> Nx х (1 + Po), причем шаг посадки измеряют непосредственно в процессе контроля с одновременной регистрацией отклонения шага, посадки от установленного допуска в большую или в меньшую сторону.

Способ осуществляется следующим образом.

Контролируется {фиг.1) число срабатываний пр высаживэющего рабочего органа посадочного аппарата, поток и» семенного материала, скорость движения V и пройденный посадочной машиной путь I. Определяется nI = N — требуемое число срабатываний рабочего органа посадочного аппарата, со- ответствующее длине контрольного участка, rio формуле где Ро, P> — вероятности, при которых соответственно качество посадочной машины считается удовлетворительным или неудовлетворительным; а иф — соответственно вероятности появления ошибок! и II рода.

Одновременно подсчитывается число и» посадочного материала, причем, еслй и» < np (1 — Pp), вырабатывается сигнал нарушения технологического процесса "Пропуски", а в случае, когда п»>Пл . (1+Po) вырабатывается сигнал нарушения технологического процесса "Удвоение",а при п; (1 — P) < n» < n (1 + Po) вырабатывается сигнал "Норма", Используя информацию и» о потоке посадочного материала и пройденном машиной пути I, измеряется шаг посадки (интервал между семенами) вдоль рядка и при условии Ь вЂ” Л < I < Ь + Ьвырабатывается сигнал "Норма", а при

I > b + Л и I < Ь вЂ” Л- соответственно сигналы "Больше" и "Меньше", где Ь и Л- установленные агротребованиями шаг посадки и допуск на отклонения шага посадки соответственно.

Таким образом, способ позволяет с заданной достоверностью О = 1- (а +Р ) контролировать качество работы посадочной

1618311

40 Ь

55 машины, при этом с вероятностью Рр контролируемый парамегр пк будет находится в пределах заданного агротребованиями допуска Ь, Пример. Рассмотрим контроль качества работы, например, картофелесажалки; агротребованиями установлено, что число пропусков или удвоение в потоке клубней не должно превышать 3%, т.е. Ро = 0,03, а допуск на колебания шага посадки Л=- +. 0,25.

Примем, что скорость движения посадочной машины V = 1,0 м/с, шаг посадки b =- 0,2 м, Р1 = 0,05, а = 0,1, P = 0,08. При данных условиях интенсивность потока клубней

А = 5 кл/с, объем выборки N = 500, длина контролируемого участка L = 100 м, периодичность контроля Т = 100 с. Результаты контроля. Если на интервале времени контроля Т 100 с число срабатываний ложечек посадочного аппарата nn = 500, то при числе прошедших клубней пк < 485 клубней имеет место нарушение технологического процесса "пропуски", при пк >515 клубней— нарушение технологического процесса

"двойки". Если измеренное значение I>

0 25 м, значит шаг посадки больше допускаемого значения, т.е, "Больше", при I<0,15 м, наг посадки меньше допускаемого "Меньше", а при 415 < пк < 515 и 0,15 (! < 0,25 — технологический процесс отвечает агротехническим требованиям, т,е. "Норма".

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит (фиг.2) датчик 1 срабатываний рабочего органа посадочного аппарата и датчик 2 потока посадочного материала, подключенные к блоку 3 оценки качества посадки, датчик 4 скорости (и пути), подключений к блоку 5 контроля шага посадки. Выход датчика 1 числа срабаты ваний рабочих органов посадочного материала подключен через первый элемент 6 задержки к первому входу первого счетчика 7. Выход датчика 2 потока посадочного материала, подключен одновременно к первому входу второго счетчика 8, через первый ключ 9 — к первому входу третьего счетчика

10 и через второй элемент 11 задержки — к первому входу второго ключа 12, второй вход которого соединен с выходом импульсного датчика 4 скорости (пути). Выходы первого 7, второго 8, третьего 10 счетчиков подключены к входам первого анализатора

13, при этом выход первого счетчика 7 соединен с вторыми входами счетчиков 8 и 10. выход второго счетчика 8 соединен с вторым входом ключа 9, а выход второго ключа 12 соединен одновременно с первым входом четвертого счетчика 14 и через третий ключ

15 и четвертый ключ 16 — с первыми входами соответственно пятого 17 и шестого 18 счетчиков. Вторые входы счетчиков 14, 17 и 18 соединены с выходом второго элемента 11 задержки, а первые выходы этих счетчиков подключены "îîòâåòñòâåííî к первым входам седьмого 19, восьмого 20 и девятого 21 счетчиков, при этом второй выход счетчика

14 подключен к второму входу третьего ключа 15, а второй вход счетчика 17 — к второму входу четвертого ключа 16. Вторые входы счетчиков 19-21 подключены к выходу первого счетчика 7, их выходы — к входам второго анализатора сигналов 22, четвертый вход которого подключен к выходу первого счетчика 7, Каждый из анализаторов 13 и 22 представляет собой дешифратор, соединенный с цифровым индикатором.

Устройство работает следующим образом.

Поток импульсов U> (фиг.3), пропорциональный числу срабатываний высаживающего рабочего органа посадочного аппарата с периодом Т1 с выхода датчика 1. через перьый элемент задержки 6 поступает на вход счетчика 7 емкостью N> = N, а поток импульсов Uz, пропорциональный числу, прошедших через сошник семян (пк), с выхо- -. да датчика 2 поступает на вход счетчика 8 емкостью Мг = N - Ро N = N(1 - Ро). Время задержки элемента 6 равно tq =A h «7д где h> — расстояние по вертикали между датчиками 1 и 4; g — ускорение свободного падения.

Одновременно поток импульсов Uz через первый ключ 9 поступает на вход счетчика 10 емкостью йз = 2NPo. Заполнение счетчиков 7, 8 и 10 происходит до тех пор, пока не заполнится счетчик 7. При этом его выходной сигнал, поступающий на вторые входы счетчиков 7, 8 и 10, обнуляет последние,По этому же сигналу производится оценка качест- ва работы посадочного аппарата первым анализатором 13, причем, если первым заполняется счетчик 7 и к моменту сброса не заполнен счетчик 8, то это значит, что посадочный аппарат работает некачественно; допускается лишь превышение установленного агротехническими требованиями допуска на 0,03 (Po= 0,03) пропусков посадочного материала, поэтому на выходе анализатора 13 появляется сигнал "Пропуски".

Если к моменту сброса заполнены счетчики

7 и 8 и не заполнен счетчик 10, то это значит, что посадочный аппарат работает устойчиво и на выходе анализатора 13 появляется сигнал "Норма".

В случае, когда к моменту сброса успевает заполниться и счетчик 10, который начинает считать импульсы Uz лишь после

1618311 заполнения счетчика 8 (сигналом с выхода которого открывается ключ 9) значит посадочный аппарат работает некачественно и допускается превышение установленного агротребованиями допуска Ро, равного

0,03, на число захвата лишнего посадочного материала. На выходе анализатора 13 появляется сигнал "Удвоение".

Таким образом, если на вход анализатора 13 к моменту сброса поступил лишь сигнал (логическая "1н) со счетчика 7, а с остальных счетчиков сигналов нет (логический "Он), т,е. на входе анализатора имеется код н100", то на выходе анализатора 13 имеется индикация "Пропуски". Если на вход анализатора 13 поступят сигналы со счетчиков 7 и 8, т.е, код "110н на выходе имеется

"Норма", а если поступят сигналы со всех счетчиков (код н111н), то появится индикация "Удвоение". 3Т0 позволяет оценить качество работы посадочного аппарата.

Учитывая, что качество работы посадочной машины в значительной степени зависит еще и от ее поступательной скорости движения, степени буксования трактора и др. факторов, устройство позволяет контролировать также шаг посадки. Для этого поток импульсов Uz выхода датчика 2 через второй элемент 11 задержки с тя = 2h т/О, где От — расстояние от датчика 4 до дна борозды, поступает на первый вход второго электронного ключа 12 и одновременно на вторые входы счетчиков 14, 17 и 18. При этом импульсом 0з с выхода элемента 11 задержки открывается ключ 12 и одновременно обнуляются счетчики 14, 17 и

18. При этом на время Тз(равное длительно,сти между импульсами 0з) с выхода импульсного датчика 4 скорости движения посадочной машины импульсы U4 поступают через ключ 12 на первые входы счет: чика 14 и электронного ключа 15. Поскольку частота 04 датчика 4 пропорциональна скорости движения посадочной машины, а время прихода импульса 0з на ключ 12 соответствует моменту попадания посадочного материала на дно борозды, то число импульсов 05 (38 время T3) пропорционально шагу борозды, т.е. интервалу между семенами.

Если к моменту прихода очередного импульса 0з счетчик 14 емкостью N4 - 0,75b +

1 (где Ь вЂ” устайовленный агротребованиями шаг посадки) успевает заполниться, то сигнал на его, втором выходе открывает ключ

15, и последний пропускает импульсы 05 на счетчик 17 емкостью N5 = 0,25 + 1. Если и этот счетчик до прихода импульса 0з также

55 успевает заполниться, то сигналом с его второго выхода открывается ключ 16 и импульсы 05 поступают на счетчик 18 емкостью Й6 = 0,25b + 1. При заполнении счетчиков 14, 17 и 18 импульсы с их первых выходов поступают соответственно на первые входы счетчиков 19 — 21, которые обнуляются сигналами, поступающими на их вторые входы (в конце цикла контроля) с выхода счетчика 7, одновременно со счетчиками 7, 8 и 10. При этом сигналы на первых выходах счетчиков 14 и 17 появляются при поступлении первых импульсов U5 на первых их входах.

При этом сигнал на втором выходе счетчика 14 появится тогда, когда на его выход поступило не менее чем N4 = 0,75b + 1 импульсов 05, сигнал на втором выходе счетчика 17 появится тогда, когда на его вход поступило не менее N5 = 0,25b+ 1 импульсов

U5, а на выходе счетчика 18 сигнал появится тогда, когда на его вход поступило

Й5 = 0,25b+ 1 импульсов. При этом в данном случае N5 = М5 в силу того, что допуск Л на отклонение шага посадки согласно агротребованиям равен Л =25 .

Это означает, что в зависимости от реального шага посадки число импульсов 05 в, промежутке между импульсами 0з может быть таково, что успеет заполниться либо только счетчик 14, либо счетчики 14 и 17, а может быть и все три счетчика 14, 17 и 18.

Таким образом, полный цикл контроля числа импульсов, поступивших на счетчики

19-21, различен и зависит от реального шага посадки. Если за цикл контроля на вход анализатора 22 поступают сигналы только с выхода счетчика 19, то значит шаг посадки меньше установленного агротребованиями и анализатор 22 по импульсу "Сброс" (с выхода счетчика 7) вырабатывает сигнал индикации "Меньше".

Если на анализатор 22 поступают сигналы со счетчиков 19 и 20, то анализатор вырабатывает сигнал индикации "Норма" и это значит, что шаг посадки находится в пределах агродопуска, Но если за время цикла контроля на вход анализатора 22 поступают сигналы со всех счетчиков 19-21, значит шаг посадки превышает установленные агротребования и анализатор 22 вырабатывает сигнал индикации "Больше".

Использование предлагаемого способа и устройства для его осуществления позволяет, в зависимости от качества посадочного материала и условий работы посадочной машины, на 12-20 повысить достоверность контроля. При этом способ обеспечи1618311

i0 вает, без учета аппаратурной ошибки системы контроля (которая зависит от выбранной элементной базы), достоверность контроля порядка 90-92, в то время как известные способы контроля не позволяют достичь до- 5 стоверности более 80 g,.

Формула изобретения

1. Способ контроля качества механизированной посадки, включающий определение на контрольном участке числа 10 срабатываний рабочего органа и датчика пути, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и точности контроля, регистрируют число срабатываний датчика посевного материала, по которым 15 определяют число случаев пропусков, удвоений и нормативной посадки, а также вероятность числа пропусков и удвоений при посадке на каждом шаге, устанавливают заданное значение шага посадки и определя- 20 ют по времени между соседними срабатываниями датчика пути текущее значение шага посадки, которое сравнивают с заданным значением с последующим формированием по результату сравнения сиг- 25 нала оценки хода технологического процесса, причем длину контрольного участка вычисляют из условия превышения числом срабатываний рабочего органа на данном участке числа 30, =in((1-p)a)in((1 — a)/ô) ôn (Р1/Ро) 1Ь ((" — Pp)/(1 — P j}3)

35 где а и P — вероятности ложной оценки соответственно не качественной и качественной посадки;

Р1 — недопустимая вероятность числа пропусков и удвоений в процессе посадки; 40

P0 — допустимая вероятность числа пропусков и удвоений в процессе посадки.

2. Устройство для контроля качества механизированной посадки, включающее датчики потока семян, числа срабатываний 45 рабочего органа посадочного аппарата и скорости машины, а также блок контроля шага посадки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и точности контроля, оно снабжено блоком оценки качества посадки, выполненным в виде первого счетчика, подключенного через первый элемент задержки к выходу датчика числа срабатываний рабочего органа, второго счетчика, подключенного к выходу датчика потока семенного материала, и третьего счетчика, подключенного входом к выходу датчика потока семенного материала через первый ключ, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, при этом выходы всех трех счетчиков соединены с входами первого анализатора, а вторые входы счетчиков подключены к первому выходу первого счетчика, при этом блок контроля шага посадки выполнен в виде второго электронного ключа, подключенного первым входом через второй элемент задержки к выходу датчика потока семенного материала, вторылi входом — к выходу датчика скорости машины, а выходом — к первому входу четвертого счетчика и к первому входу третьего электронного ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом четвертого счетчика, э выход — с первым входом пятого счетчика и четвертого электронного ключа, подключенного выходом к первому входу шестого счетчика, а также седьмого, восьмого и девятого счетчиков, первые входы которых соединены с выходами четвертого, пятого и шестого счетчиков соответственно, а вторые входы подключены к выходу первого счетчика блока оценки качества полива и второго анализатора, первые три входа которого соединены с выходами седьмого, восьмого и девятого счетчиков, а четвертый вход — с выходом первого счетчика блока оценки качества посадки, причем второй вход четвертого элемента задержки соединен с выходом пятого счетчика.

1618311

1618311

Составитель Г.Параев

Техред М.Моргентал Корректор Л,Бескид

Редактор Г.Гербер

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5