способ и устройство для внесения удобрения при культивировании

Формула изобретения

1. Способ внесения удобрения в почву при культивировании, включающий дозированную подачу удобрения под культиваторную лапу, отличающийся тем, что перед культиваторной лапой постоянно измеряют твердость почвы на подповерхностном ее уровне и в зависимости от изменения твердости почвы изменяют дозу удобрения, подаваемого под культиваторную лапу.

2. Устройство для внесения удобрения в почву при культивировании, содержащее раму, рыхлитель, установленный на нижнем плече двуплечего рычага, шарнирно установленного относительно рамы, стойку, жестко установленную относительно рамы, и тензометрическое звено, связанное с верхним плечом двуплечего рычага и стойкой и подключенное к измерительному комплексу, характеризующееся тем, что устройство снабжено культиваторной лапой, закрепленной на раме позади рыхлителя, бункером для удобрений и тукопроводом, подведенным под культиваторную лапу и сообщенным с бункером через дозатор, который включает исполнительный орган в виде заслонки с электромеханическим приводом, причем измерительным комплексом является подключенный к ноутбуку аналого-цифровой/цифроаналоговый преобразователь - АЦП/ЦАП, который подключен к электромеханическому приводу заслонки дозатора, при этом на раме установлен ползун с возможностью продольного относительно хода устройства перемещения и фиксирования, на котором выполнены упомянутые шарнирная и жесткая связи двуплечего рычага и стойки относительно рамы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам и средствам внесения удобрений, в частности при культивировании.

Известен способ внесения удобрений при культивировании, включающий дозируемую подачу удобрений под культиваторную лапу [1].

Недостатком известного способа является невозможность дозирования удобрения соответственно перманентно изменяющемуся плодородию почвы на обрабатываемом участке.

Задача изобретения - дозирование подачи удобрения соответственно плодородию почвы на каждой парцелле (очень маленьком участке земли) обрабатываемого участка.

Задача изобретения решается следующей совокупностью признаков заявляемого способа.

Предлагаемый способ, как и известный, включает подачу удобрения под культиваторную лапу. В отличие от известного, в предлагаемом способе постоянно измеряют твердость почвы на подповерхностном ее уровне перед культиваторной лапой и в зависимости от изменения твердости почвы изменяют дозу удобрения, подаваемую под культиваторную лапу.

Техническим результатом изобретения является согласованность подаваемой под культиваторную лапу дозы удобрения с плодородием парцеллы, разрыхляемой в данный момент культиваторной лапой.

Признаки предлагаемого способа находятся в причинно-следственной связи с техническим результатом. Известно [2], что плодородие почвы, а именно глубина нахождения гумуса, находится в обратной зависимости от твердости почвы на данном участке. И при измерении твердости почвы перед культиваторной лапой на расстоянии, которое культиваторная лапа пройдет за время, равное времени прохождения удобрения от дозатора докультиваторной лапы, подача измененной дозы удобрения произойдет в месте измерения плодородия почвы. Известно [3], что повысить урожайность сельскохозяйственных культур при недостатке гумуса возможно внесением минеральных удобрений.

Для измерения твердости почвы известно измерительное устройство, определяющее твердость почвы путем непрерывной регистрации силы сопротивления почвы. Известное устройство включает раму, рыхлитель, установленный на нижнем плече двуплечего рычага, шарнирно связанного относительно рамы, стойку, жестко связанную относительно рамы, и тензометрическое звено, связанное с верхним плечом двуплечего рычага и стойкой и подключенное к измерительному комплексу в виде осциллографа [2].

Предлагаемое для осуществления заявляемого способа устройство включает, как и известное устройство, раму, рыхлитель, установленный на нижнем плече двуплечего рычага, шарнирно связанного относительно рамы, стойку, жестко связанную относительно рамы, и тензометрическое звено, связанное с верхним плечом двуплечего рычага и стойкой и подключенное к измерительному комплексу. Предлагаемое устройство характеризуется тем, что оно снабжено культиваторной лапой, закрепленной на раме позади рыхлителя, бункером для удобрений и тукопроводом, подведенным под культиваторную лапу и сообщенным с бункером через дозатор. Дозатор выполнен в виде заслонки с электромеханическим приводом, причем измерительным комплексом является подключенный к ноутбуку АЦП/ЦАП (аналогово-цифровой/ цифро-аналоговый преобразователь), который подключен к электромеханическому приводу заслонки дозатора. При этом на раме установлен ползун с возможностью продольного (относительно хода устройства) перемещения и фиксирования, на котором выполнены упомянутые шарнирная и жесткая связи двуплечего рычага и стойки относительно рамы, соответственно.

На чертеже схематично показано устройство для осуществления способа внесения удобрения в почву при культивировании.

Рыхлитель предлагаемого устройства выполнен в виде диска 1, установленного на подшипнике на оси 2, закрепленной на нижнем плече 3 двуплечего рычага, который установлен на оси 4, закрепленной на ползуне 5. Ползун 5 установлен на раме 6 с возможностью продольного по ней перемещения и фиксирования гайками 7. Тензометрическое звено 8 предлагаемого устройства связано с верхним плечом 9 двуплечего рычага и закрепленной на ползуне 5 стойкой 10 посредством дужек 11, свободно пропущенных через отверстия в стойке и упомянутом верхнем плече. Бункер 12 для удобрений закреплен на раме 6, на которой установлен дозатор 13. Через дозатор 13, подведенный под культиваторную лапу 14, тукопровод 15 сообщен с бункером 12. Дозатор 13 включает заслонку с электромеханическим приводом (на чертеже не показано). Ноутбук 16 и подключенный к нему АЦП/ЦАП 17 установлены в кабине трактора, агрегатируемого с культиватором. Тензометрическое звено 8 подключено кабелем 18 к измерительному комплексу, а именно к АЦП/ЦАП, который кабелем 19 подключен к электромеханическому приводу заслонки дозатора 13 (кабели имеют разъемные муфты).

Способ осуществляется следующим образом. Перед эксплуатацией культиватора выбирают тип удобрения с различным процентным содержанием NPK для повышения урожайности конкретной культуры, под которую будет проводиться обработка почвы в соответствии с агротехническими требованиями. После выбора удобрения создают программу для расчета величины открытия электромеханической заслонки на базе конструктора, входящего в пакет программ для конкретной марки АЦП/ЦАП. В базовый пакет входят программы для непрерывной регистрации сигнала от различных типов датчиков. Эти две программы связываются в единую систему. Затем проводят тарировку тензодатчика 8 и электромеханической заслонки в соответствии с агротехническими требованиями. При этом корректируют позицию ползуна 5 на раме 6 в зафиксированном гайками 7 положении, при котором расстояние L (см. чертеж) от диска 1 до выпускного конца трубопровода 15 должно соответствовать зависимости

где L - расстояние от диска 1 до выпускного конца тукопровода 15;

Т - длина тукопровода 15 от выпускного конца до заслонки дозатора 13;

V _К - скорость культиватора при внесении удобрений;

V_Г - скорость потока удобрений в тукопроводе 15.

При движении культиватора усилие от диска 1 через двуплечий рычаг передается на тензометрическое звено 8. Тензометрическое звено 8 преобразует усилие сопротивления почвы в аналоговый электрический сигнал, который по кабелю 18 поступает на АЦП/ЦАП 17, где сигнал фильтруется от внешних помех и преобразуется в цифровой. Цифровые данные по кабелю 20 переходят в ноутбук 16, где записываются, затем обрабатываются программно. Обработанные данные передаются обратно по кабелю 20 на АЦП/ЦАП, в котором генерируется необходимый (рассчитанный) аналоговый сигнал для управления дозатором 13. Аналоговый сигнал по кабелю 19 передается на привод заслонки дозатора 13. В зависимости от поданного аналогового сигнала электромеханический привод обеспечивает поворот (сдвиг) заслонки на величину, соответствующую необходимой корректировке дозы удобрения почвы, рассчитанной измерительным комплексом.

Библиографические данные

1. Патент РФ № 2285379, А01С 7/20, 2006 (прототип способа).

2. Патент РФ № 2143112, G01N 33/24, А01В 79/00, 1999 (прототип устройства).

3. В.Д.Муха, Н.И.Картамышев, И.С.Кочетов, Д.В.Муха. Агропочвоведение. - М.: Колос, 1994. - 528 с.