Разработка энергосберегающей экологически чистой электротехнологии борьбы с нежелательной растительностью, страница 60

Свеклоуборочные комбайны. Существует два принципиально различных типа свеклоуборочных комбайнов: ботвосрезающие и теребильные. В комбайнах первого типа главная проблема автоматизации процесса - копирование в продольно-вертикальной плоскости рядка корней, чтобы нож срезал только ботву с головками и не затрагивал продуктивную часть корня. Для этой цели в комбайнах применяют автоматическую систему, имеющую копирующий щуп-полозок с параллелограмным механизмом и пружиной, кинематическую связь и нож. При подъеме или опускании полозка нож, благодаря параллелограмному механизму, также поднимается и опускается, но на меньшее расстояние по высоте, чем то, которое может регулироваться звеном кинематической связи.

Хлопкоуборочные комбайны. Для копирования рельефа поля шпиндельные аппараты опираются на полозки. Чтобы последние не врезались в почву и на их движение не затрачивалось большое усилие, устанавливают компенсационные пружины, которые воспринимают до 95% массы шпиндельных аппаратов.

Итак, копирующие устройства электродных систем ЭТК, как и других МСА могут быть: механическими, электрическими, оптическими и др.; контактирующие с базовой поверхностью и не контактирующие; с силовым взаимодействием с базовой поверхностью (линией) и без силового взаимодействия. Копирование базовой линии (поверхности), например, борозды, рядка растений и т.д., с помощью механических устройств, связываемых с электрическими датчиками или гидрозолотниками, применяют достаточно широко (например, копирующие устройства свеклоуборочных и кукурузоуборочных машин). Чувствительные механические элементы (непосредственно взаимодействующие с почвой или растением) - копирующие щупы бывают вращающимися, скользящими или комбинированными. В свою очередь они могут быть колесными, дисковыми, шаровыми, прутковыми, полозковыми, цепными и др.

Некоторые базовые поверхности (например, рядок растений при междурядной электрокультивации) не допускают даже незначительного силового воздействия с копирующим их устройством. Вследствие этого не прекращаются попытки применить механоэлектрические, электроконтактные, емкостные, индукционные, фотооптические, лазерные, высокочастотные, ультразвуковые и другие не контактирующие с базовой поверхностью копирующие устройства.

Механическое воздействие датчика с базовой поверхностью включено в САУ орудий для междурядной обработки почвы и прореживании сахарной свеклы [133]. САУ этого орудия оборудована емкостными датчиками. Последние представляют собой плоскопараллельные электрические конденсаторы. Разработка была использована в системе автоматического вождения агрегата. Точность управления зависит от расстояния между пластинами, размеров и густоты растений, а также от числа датчиков. На работу емкостного датчика не влияют влажность почвы, запыленность, влажность и температура воздуха. Датчик отличается высокой избирательностью к сорнякам. Избирательность зависит от формы, размеров и числа пластин. Отклонение датчика под влиянием помех от сорняков не превышает 4 см, под влиянием крупных комьев, выровов и частичной засыпки борозды - 2 см.

Для уменьшения механического повреждения культурных растений при обработке пропашными культиваторами разработаны датчики, не контактирующие с растениями [133]. Лучше всего обнаруживает растения чувствительный элемент с спектральной характеристикой, у которого максимум реакции на полезное излучение fи(λ), отраженное от растений, и минимум реакции на мешающее излучение fф(λ), отраженное от почвенного фона, т.е. когда

,

где φ(λ) - спектральная чувствительность приемника излучения.

На основании известного выражения для φ(λ) определена [133] оптимальная спектральная характеристика чувствительного оптического элемента. Необходимые для расчетов значения fи(λ) и fф(λ) были вычислены по коэффициентам отражений растений и почв. Спектральные характеристики, наиболее близкие к оптимальной, имеют германиевые фотодиоды и транзисторы.