Патент ссср 895331

 

(1") е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советски»

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.08.80 (21) 2973001/30-15 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.01.82. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 17.01.82 (51) М. К.

А 01 D 46/00

Государственный комитет

СССР (53) УДК 631.546..3 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

E. С. Сысоев и Ю. Н. Липов

Всесоюзный ордена Трудового Красного научно-исследовательский институт сельскогохо машиностроения им. В. П. Горячкина (71) Заявитель (54) СПОСОБ УБОРКИ ПЛОДОВ ШПАГ(ЕРНЫХ КУЛЬТУР

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к машинной уборке плодов огурцов в теплице, и может быть использовано при выборочной уборке различных шпалерных культур, таких, как перец, томаты, виноград и т. д.

Известны способы машинной уборки плодов шпалерных культур, предполагающие использование различных скашивающих механизмов, которые не направляются к отдельному плоду, а скашивают все плоды на определенном уровне, а также способ, при котором встряхивают растение, и отделяющиеся плоды улавливаются в плодосборник (1).

Наиболее близок к предлагаемому способ уборки винограда, включающий бесконтактный поиск плодов путем облучения всей массы растения потоком лучистой энергии, прием последней от облученной массы, преобразование ее в электрический сигнал посредством фотодатчика, распознавание плода путем дальнейшей амплитудной селекции сигнала и последующий съем плода плодоотделительным механизмом (2).

При использовании такого способа распознавание плода среди вегетативной массы растения происходит за счет того, что при облучении последнего потоком лучистой энергии его температура остается некоторое время выше температуры окружающих частей растения, что объясняется большей теплоем костью плода. При таком способе производят сплошную уборку всех плодов.

Указанный способ релизуется известным устройством, содержащим транспортное средство с установленными на нем облучателем, сканирующей системой, содержащей фотодатчик для преобразования потока лучистой энергии в электрический сигнал, подключенный к амплитудному. селектору, и плодоотделительный механизм.

Указанный способ позволяет удовлетворительно убирать плоды шпалерных культур, созревающих практически одновременно.

Для уборки тепличных шпалерных культур указанный способ непригоден, так как плодоношение в этом случае длится 3 — 4 месяца, и более, и в момент уборки плоды могут находиться на всех стадиях созревания.

895331

Цель изобретения — повышение качества уборки путем съема плодов только заданного размера и наведение плодоотделителя на плод только после его распознавания.

Предложенный способ отличается от известного тем, что облучение осуществляют-в оптическом диапазоне длин волн, а отраженный поток лучистой энергии преобразуют в электрический сигнал посредством матричного фотодатчика одновременно с определением формы облучаемых частей растения в результате суммирования сигналов элементов матричного фотодатчика, после амплитудной селекции суммарного сигнала определяют размер плода путем сравнения суммарного сигнала с эталонным по длительности при помощи электронного анализатора, после чего наводят на плод плодоотделительный механизм путем формирования координатного сигнала положения последнего, и при совпадении по фазк координатного сигнала и сигнала электронного анализатора снимают плод.

Такой способ может быть реализован устройством новой конструкции для уборки плодов, включающим транспортное средство с установленными на нем облучателем, сканирующей системой, содержащей фотодатчик для преобразования потока лучистой энергии в электрический сигнал, подключенный к амплитудному селектору, и плодоотделитсльный механизм.

Отличие устройства состоит в том, что облучатель представляет собой источник света, а фотодатчик выполнен в виде матрицы фоточувствительных элементов, соответствующей по размеру и форме плоду. При этом устройство снабжено сумматором сигналов всех элементов матрицы, а выход амплитудного селектора подключен к генератору эталонного сигнала, выход которого вместе с выходом амплитудного селектора подключен к электронному анализатору; плодоотделительный механизм снабжен блоком наведения, вход которого соединен с выходом электронного анализатора. Генератор эталонных импульсов представляет собой ждущий мультивибратор, а электронный анализатор выполнен в виде интегратора и порогового устройства на базе триггера Шмидта.

Кроме того, плодоотделительный механизм снабжен датчиком положения, который посредством транзисторного логического элемента И через блок наведения соединен с выходом электронного сигнализатора.

Устройство обеспечивает также дополнительное повышение скорости наведения за счет введения в блок наведения фазового детектора, подключенного к электронному реле направления поворота плодоотделительного механизма; при этом датчик положения выполнен в виде магнитной головки с зазором в магнитопроводе.

Зо

На фиг. 1 изображена функциональная схема работы устройства для осуществления способа уборки плодов шпалерных культур; на фиг. 2 — расположение фоточувствительных элементов в матрице приемника отраженной лучистой энергии.

Устройство содержит облучатель 1, сканирующую систему 2 с матричным фотоприемником 3 и сумматором 4, датчик 5 положения плодоотделителя, амплитудный селектор 6, генератор эталонных сигналов 7, анализатор сигналов 8, плодоотделитель 9, исполнительное реле 10 поворота плодоотделителя, фазовый детектор 11, логический элемент сравнения И 12, транспортный механизм 13.

Устройство устанавливают колесами транспортного механизма 13 на трубы надпочвенного обогрева, по которым оно перемещается в автоматическом режиме с заданным шагом и производит сканирующий поиск плода определенного размера оптической системой.

Поиск плода происходит путем приема отраженного потока световой энергии, образованного облучателем 1, элементами матричного фотоприемника 3. Сигналы фотоприемника поступают в сумматор, где фор мируется результирующий сигнал. Элементы матрицы датчиков расположены таким образом, что при отражении света от тела вытянутой формы сигнал на выходе сумматора 4 максимальный. Электрический сигнал сумматора подается на вход амплитудного селектора 6, настроенного на среднее значение сигнала, соответствующее плоду. При появлении такого сигнала амплитудный селектор пропускает его на вход анализатора

8 и одновременно включает генератор эталонных сигналов 7, где формируется сигнал, длительность которого соответствует размеру убираемых плодов. В анализаторе сравниваются сигналы селектора и генератора и, если первый больше, включается плодоотдел ител ь 9.

При помощи датчика положения плодоотделителя 5 и сигнала анализатора 8 в фазовом детекторе 11 вырабатывается команда исполнительному реле 10 для поворота плодоотделителя на плод, причем направление поворота выбирается в соответствии с фазой поступления сигналов датчика положения плодоотделителя. Наведение происходит до момента совпадения сигналов датчика и анализатора по фазе в логическом элементе 12, выходной сигнал которого выключает исполнительное реле поворота плодоотделителя. Далее производятся захват и отделение плода, доставка его в контейнер и возврат плодоотделителя в исходное положение.

После этого цикл повторяется. Уборка плодов заданного размера происходит автоматически, что дает возможность одному оператору обслуживать несколько таких устроиств.

895331

Формула изобретения

Использование предлагаемого способа уборки дает возможность механизировать выборочную уборку плодов неодновременно созревающих шпалерных культур, повысить производительность труда и качество уборки.

1. Способ уборки шпалерных культур, включающий бесконтактный поиск плодов путем облучения всей массы растения потоком лучистой энергии, ее прием от облученной массы, преобразование ее в электрический сигнал посредством фотодатчика, распознавание плода путем амплитудной селекции сигнала и дальнейший съем плода плодоотделительным механизмом, отличающийся тем, что, с целью повышения качества уборки путем съема плодов только заданного размера, облучение осуществляют в оптическом диапазоне длин волн, а преобразование отраженного потока лучистой энергии в электрический сигнал осуществляют посредством матричного фотодатчика одновременно с определением формы облучаемых частей растения в результате суммирования сигналов элементов матричного фотодатчика, после амплитудной селекции суммарного сигнала производят определение размера плода путем сравнения суммарного сигнала с эталонным по длительности при помощи электронного анализатора, после чего производят наведение на плод плодоотделительного механизма посредством формирования координатного сигнала положения последнего и далее, при совпадении по фазе координатного сигнала и сигнала электронного анализатора, осуществляют съем плода.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее транспортное средство с установленными на нем облучателем, сканирующей системой, содержащей фотодатчик для преобразования потока лучистой

fS го

25 зю энергии в электрический сигнал, подключенный к амплитудному селектору, и плодоотделительный механизм, отличающееся тем, что в качестве облучателя применен источник света, а фотодатчик выполнен в виде матрицы фоточувствительных элементов, соответствующей размеру и форме плода, при этом устройство снабжено. сумматором сигналов всех элементов матрицы, а выход амплитудного селектора подключен к генератору эталонного сигнала, выход которого вместе с выходом амплитудного селектора подсоединен к электронному анализатору, при этом плодоотделительный механизм снабжен блоком наведения, вход которого соединен с выходом электронного анализатора.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в качестве генератора эталонных импульсов применен ждущий мультивибратор.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что электронный анализатор выполнен в виде интегратора и порогового устройства на базе триггера Шмидта.

5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что плодоотделительный механизм снабжен датчиком положения, который посредством транзисторного логического элемента И через блок наведения соединен с выходом электронного анализатора.

6. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что блок наведения состоит из фазового детектора, подключенного к электронному реле направления поворота плодоотделительного механизма.

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что датчик положения выполнен в виде магнитной головки с зазором в магнитопроводе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 2893194, кл. 56 — ЗЗ, 1959.

2. П ате нт С ША № 3606750, кл. 56 — 331, 1972.

895331

Составитель Г. Корнева

Редактор Б. едотов

Б. Ф Тех ред А. Бойкас К" рректор М. Шароши.

Заказ 115о22/2 Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по де лам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на ., д.

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4