Пристрій для вимірювання шляху мобільної сільськогосподарської машини

Винахід відноситься до засобів автоматизації мобільних сільськогосподарських машин, а саме до засобів автоматичного вимірювання пройденого по лану шляху. Відомі пристрої для вимірювань шляху (А.с. СРСР №649950 від 24.05,76, кл. C01C22/00 та а.с. СРСР №1195186 від 03.07.84, кл. C01C22/00), які вміщують шляховимірювальне колесо з грунтозачіплювачем та лічильний вузол. Недоліком цих пристроїв є їх недостатня точність внаслідок впливу на результати вимірювань буксування або прослизувань шляховимірювального колеса. Це можливе тому, що останнє не має засобів регулювання довжини обода. Означеної вади не має пристрій вимірювань шляху (А.с. СРСР №1647258 від 31.07.89, кл. C01C22/00), який, як і вищеозначені пристрої, вміщує шляховимірювальне колесо з грунтозачепами та лічильний вузол і в якому з метою підвищення точності вимірювань колесо виконано у вигляді двох направлених меншими діаметрами один до одного конічних дисків, один із котрих має можливість переміщення відносно другого вздовж вісі обертання з фіксацією його положення, а грунтозачіплювач виконано у вигляді замкненої пружини розтягнення, контактуючої з конічними поверхнями обох дисків. Така конструкція шляховимірювального колеса дозволяє змінювати його зовнішній діаметр в залежності від особливостей та властивостей грунту, наприклад, його вологості, твердості та інших. Вадою даного пристрою є його недостатня експлуатаційна придатність та надійність. Це, поперше, пов'язано з тим, що його перевірку працездатності пристрою, в цілому, та його лічильного вузла, зокрема, можливо виконати лише при обертанні шляховимірювального колеса, а по друге, у польових умовах відсутня можливість відрізнити вихід із ладу механічної, або лічильної частини пристрою. Даний винахід вирішує задачі підвищення експлуатаційної придатності та надійності пристрою. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що у пристрої для вимірювання шляху, що вміщує встановлене на вісі шляховимірювальне колесо з грунтозачіплювачами, виконаними у вигляді замкненої пружини розтягнення, контактуючої з конічними поверхнями дисків, виконаних з можливістю переміщення одного із них відносно другого вздовж вісі обертання із фіксацією його положення, та лічильний вузол, останній виконано у вигляді індикаторного табло з цифровим індикатором та лічильником-дешифратором імпульсів шляху, інтегратора цих імпульсів з індикатором працездатності пристрою та задавачем режимів його роботи, схеми керування з підсилювачем імпульсів, першим і другим ключовими елементами, часозадаючими і переключаючими елементами, генератором і десятинним лічильником імпульсів, трьох контактних груп перемикаючого елемента і трьох діодів, та сприймаючого елемента, з'єднаних так, що ви хід останнього з'єднаний із першим входом підсилювача схеми керування, другий вхід якого з'єднаний, відповідно через перший нормальнозамкнений контакт перемикаючого елемента з плюсовою шиною джерела живлення і катодом першого діода, анод якого з'єднаний з першим входом другого ключового елемента та виходом генератора імпульсів, вхід якого через другий нормальнорозімкнений контакт перемикаючого елемента з'єднаний з плюсовою шиною джерела живлення, вихід підсилювача з'єднаний із рахівним входом десятинного лічильника імпульсів, вхід якого з'єднаний з анодом другого діода і через третій нормальнорозімкнений контакт перемикаючого елемента - із входом часозадаючого елемента, вихід якого з'єднаний з анодом третього діода, катод якого з'єднаний з катодом другого діода і входами лічильникадешифратора індикаторного табло імпульсів шляху та інтегратора імпульсів шляху, вихід якого з'єднаний з індикатором працездатності пристрою, перемикач режимів якого з'єднаний з мінусовою шиною джерела живлення та входом перемикаючого елемента схеми керування. Крім того, частота імпульсів генератора схеми керування дорівнює або більше частоти імпульсів сприймаючого елемента шляховимірювального колеса при мінімально можливій експлуатаційній швидкості сільськогосподарської машини, а постійна часу часозадаючого елемента схеми керування не менш ніж у 1,5 - 2 рази перевищує постійну часу реакції водія сільськогосподарської машини. Таким чином за рахунок виконання лічильного вузла пристрою і вигляді індикаторного табло з цифровим індикатором та лічильникомдешифратором імпульсів шляху, з інтегратором цих імпульсів, індикатором працездатності пристрою і задавача його роботи, з'єднаний із схемою керування у складі підсилювача імпульсів, двох ключових елементів, генератора імпульсів і їх десятинним лічильником, часозадаючим та перемикаючим елементами, трьох діодів і трьох контактних груп перемикаючого елемента, з'єднаних електричною схемою між собою і з сприймаючим елементом, забезпечується підвищення експлуатаційної придатності та надійності пристрою. На фіг.1 зображено мобільний сільськогосподарський агрегат із пристроєм вимірювання шляху; на фіг.2 - фрагмент вигляду А на фіг.1; на фіг.3 - вигляд Б на фіг.1, у перетині; на фіг.4 - блок-схема пристрою. Мобільний сільськогосподарський агрегат складається із енергетичного засоба (наприклад, трактора) 1 і сільськогосподарської машини (наприклад, сівалки) 2. На агрегаті змонтовані складові частини пристрою для вимірювання шляху, а саме, пульт 3 та шляховимірювальне колесо 4, з'єднані електричним кабелем 5. Пульт 3 має цифрове табло 6 та перемикач 7 режимів пристрою. Шляховимірювальне колесо 4 складається із рухомого 8 та нерухомого 9 дисків, які встановлено на вісі 10 і скріплено фіксатором 11. Диски 8 та 9 створюють конічну поверхню, на якій встановлено грунтозачіплювач 12, виконаний у вигляді замкненої пружини розтягнення. Кронштейном 13 шляховимірювальне колесо 4 закріплено на сільськогосподарській машині 2. На вісі 10 також закріплено змінний модулятор 14, а на кронштейні 13 - сприймаючий елемент 15 шляховимірювального колеса 4. Сприймаючий елемент 15 підключено на вхід 16 підсилювача 17, вихід 19 якого з'єднано із входом 20 першого ключового елемента 21 схеми керування 22, до входа 23 перемикаючого елемента 24 якої підключено перемикач 7 режимів пристрою. Контактні групи 25 та 26 перемикаючого елемента 24 подають напругу живлення, відповідно на шину "плюс" 18 підсилювач 17 та генератор імпульсів 27, вихід 28 якого підключено, безпосередньо до входа 29 другого ключового елемента 30 і через діод 31 на шину "плюс" 18 підсилювача 17. Вихід 32 ключового елемента 21 подано на рахівний вхід 33 десятинного лічильника 34, вихід якого через діод 38 підключено також до вихідної клеми 37, до якої через діод 38 підключено також вихід др угого ключового елемента 30. Вихід 35 десятинного лічильника 34 через контакт 40 перемикаючого елемента 24 підключено до часозадаючого елемента 41, з'єднаного з дозволяючими входами 42 та 43 ключового елементів 21 та 30, відповідно. Клема 37 через один із ланцюгів кабеля 5 підключена до входа 44 лічильника-дешифратора 45 цифрового табло 6, а також до входа 46 інтегратора 47, з'єднаного з індикатором 48 працездатності пристрою. Пристрій діє таким чином. Складові частини пристрою монтуються на мобільний сільськогосподарський агрегат, наприклад, висівний так, як це показано на фіг.1. Перед початком роботи агрегата проводиться перевірка працездатності пристрою, для чого перемикач 7 режимів пристрою займає положення "ТЕСТ"(фіг.2). При цьому контакт 7 (на фіг.3) замкнено і потенціал "землі" подано на вхід 23 перемикаючого елемента 24, внаслідок чого останній спрацьовує, розмикаючи контакт 25 і замикаючи контакти 26 та 40. Розмикання контакта 25 приводить до зняття напруги живлення з шини "плюс" 18 підсилювача 17, а замикання контакта 26 подає напругу живлення на генератор імпульсів 27, внаслідок чого останній починає працювати і на його виході 28 з'являються електричні імпульси, які подаються на вхід 29 другого ключового елемента 30 і через діод 31 на шину "плюс" 18 підсилювача 17. Незважаючи на те, що контакт 40 перемикаючого елемента 24 замкнений, а на входа х 42 і 43 першого 21 і другого 30 ключових елементів запираюча напруга ще відсутня, то останні знаходяться у відкритому стані. При цьому на вході 39 другого ключового елемента 30 з'являються імпульси, які через діод 38, клему 37 і один із ланцюгів кабеля 5 подаються на вхід 44 лічильника-дешифратора 45 і вход 46 інтегратора 47. Таким чином на цифровому табло 6 висвічується цифра і кількості імпульсів, а так як частота імпульсів генератора дорівнює або більше частоти імпульсів шляховимірювального колеса при мінімально можливій експлуатаційній швидкості сільськогосподарської машини, то інтегратор 47 знаходиться у стані, при якому індикатор 48 не світиться. Так як водночас з цим пульсуюча напруга подається на шину "плюс" 18 підсилювача 17, то на його виході 19, незалежно від стану сприймаючого елемента 15 шляховимірювального колеса 4, також з'являються електричні імпульси, які поступають на вхід 20 першого ключового елемента 21, так як він відкритий, то на його виході 32 також з'являються електричні імпульси, які подаються на рахівний вхід 33 десятинного лічильника 34, з появою на вході останнього десяти імпульсів змінюється на протилежний потенціал його вихода 35, від чого спрацьовує часозадаючий елемент 41, який по входа х 42 і 43 закриває ключові елементи 21 і 30, що приводить до того, що на клему 37 імпульси не поступають. При цьому зміна показань цифрового табло 6 припиняється на цифрі "10", інтегратор 47 спрацьовує, а індикатор 48 свідчить про працеспроможність електронної частини пристрою і його готовності до переходу у режим "РОБОТА", для чого перемикач 7 переводиться у відповідне положення (верхнє на фіг.2). Так як постійна часу часозадаючого елемента 41 не менш ніж у 1,5 - 2 рази більша постійного часу реакції водія сільськогосподарської машини, то цього достатньо для переведення перемикача 7 у положення "РОБОТА". Якщо останнє не зроблено, то часозадаючий елемент 41 повертається у вихідний стан 1, цикл роботи пристрою у режимі перевірки працездатності продовжується з тією різницею, що через кожні десять імпульсів на цифровому табло 6 будуть послідовно висвічуватись цифри "20", "30" і т.д., а забезпечує електричну розв'язку вихода 28 генератора 27 від шини "плюс" 18 при замкненому контакті 25. Аналогічним чином діоди 36 та 38 не пропускають високий потенціал на вхід часозадаючого елемента 41. При переведенні або знаходженні перемикача 7 у режим "РОБОТА" потенціал "землі" на вхід 23 перемикаючого елемента 24 не подається і останній не спрацьовує. При цьому контакт 25 замкнений, а контакти 26 та 40 - розімкнені, тобто генератор 27 не одержує живлення і не працює, а значить відсутні імпульси на клемі 37, показання цифрового табло 6 не змінюється, інтегратор 47 спрацьовує, а індикатор 48 світиться, з початком руху сільськогосподарської машини внаслідок зчеплення грунтозачіплювачів 12 шляховимірювального колеса 4 з грунтом диски 8 та 9 починають обертатися навколо вісі 10, тобто починає обертатися модулятор 14 і сприймаючий елемент 15 формує електричні імпульси на вході 16 підсилювача 17, на виході якого 19 також з'являються електричні імпульси. Так як контакт 40 перемикаючого елемента 24 розімкнений, то на виході часозадаючого елемента 41, а значить і на вході 42 першого ключового елемента 21 присутня дозволяюча напруга і останній відкрито, то імпульси з вихода 19 підсилювача 17 поступають на рахівний вхід 33 десятинного лічильника 34 і кожний десятий імпульс з вихода 35 подається через діод 36, клему 37 на входи 44 та 46 лічильника-дешифратора 45 та інтегратора 47. По цифровому табло 6 відраховуються пройдені сільськогосподарською машиною одиниці шляху, а інтегратор 47 переходить у стан, при якому індикатор 48 не світиться. Якщо в процесі руху сільськогосподарської машини по лану припиняється обертання дисків 8, 9, вісі 10 або модулятора 14, наприклад, внаслідок попадання на шляховимірювальне колесо 4 сторонніх предметів, формування електричних імпульсів сприймаючим елементом 15 припиняється. При цьому припиняється подавання імпульсів на вхід 46 інтегратора 47, останній спрацьовує і вмикає індикатор 48, що інформує тракториста про припинення Формування Імпульсів шляху, тобто невиконання пристроєм своїх функцій. По отриманні інформації тракторист може переведенням перемикача 7 режимів пристрою у положення "ТЕСТ" перевірити роботу електронної схеми пристрою, як це описано вище, або зупинивши сільськогосподарську машину, звільнити шляховимірювальне колесо від сторонніх предметів і потім продовжувати рух машини у робочому режимі. Таким чином, за рахунок виявлення та своєчасного усунення порушень у роботі пристрою при перешкодах у обертанні шляховимірювального колеса підвищується експлуатаційна надійність пристрою, а за рахунок забезпечення можливостей його тестування до початку руху сільськогосподарської машини і під час її руху - підвищується його експлуатаційна придатність.