RU2807037C1 - Robotic cassette loading device for selection seeder - Google Patents

Robotic cassette loading device for selection seeder Download PDF

Info

Publication number
RU2807037C1
RU2807037C1 RU2023107887A RU2023107887A RU2807037C1 RU 2807037 C1 RU2807037 C1 RU 2807037C1 RU 2023107887 A RU2023107887 A RU 2023107887A RU 2023107887 A RU2023107887 A RU 2023107887A RU 2807037 C1 RU2807037 C1 RU 2807037C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cassettes
sowing
driven
conveyors
moving
Prior art date
Application number
RU2023107887A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Сергеевич Чулков
Марсель Марселевич Шайхов
Михаил Евгеньевич Чаплыгин
Арсен Хасанбиевич Текушев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2807037C1 publication Critical patent/RU2807037C1/en

Links

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: robotic cassette loading device (RCLD) of a selection seeder includes an encoder on driven wheels, a cone sowing device with an output shaft and driven by a stepper motor, a metering solenoid mounted on the sowing device, cassettes with cells, a device for moving cassettes with cells, including an electric motor, and cassette position sensor. In this case, the encoder, the stepper motor of the sowing device, the electric motor of the cell cassette moving device, the dispenser solenoid and the cell cassette position sensor are connected to the control unit. The device for moving cassettes has a manipulator containing a frame along which two symmetrically located, multidirectional and synchronously rotating vertical conveyors are installed driven by an additional stepper motor connected to a control unit, with tension and drive sprockets on which chain drives with blades are stretched. The conveyor blades are located symmetrically relative to each other, forming pairs in the area between the conveyors. Each pair of symmetrically located blades in the specified area forms a horizontal level for placing a block of cassettes strung on a guide plate. The manipulator also has an actuator with a pusher driven by the electric motor of the device to move the cassettes to the sowing unit. The actuator is installed on the frame, on the side opposite to the sowing unit, in the area of the lower level of the conveyors.
EFFECT: use of RCLD will increase productivity, reduce manual labor, and reduce seeder downtime for reloading cassettes with seed material.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к высевающему аппарату сеялки для посева с.-х. культур и может быть использовано для роботизированной подачи семенного материала к высевающему аппарату сеялки.The invention relates to agricultural engineering, in particular, to the sowing apparatus of a seeder for sowing agricultural crops. crops and can be used for robotic supply of seed material to the seeder of the seeder.

Известна селекционная сеялка СКС-6А для рядового посева семян зерновых, зернобобовых и крупяных культур на делянках II этапа селекционных работ с приводом конусного высевающего аппарата от вала отбора мощности самоходного шасси, оборудованной кассетным загрузочным устройством (КЗУ), позволяющим засевать делянки автоматически по заданной программе, перезарядку блока кассет осуществляет оператор. (В.И. Анискин, Ю.Ф. Некипелов. Механизация опытных работ в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводстве зерновых и зернобобовых культур. Москва. - 2004. С. 39-41).The SKS-6A selection seeder is known for row sowing of seeds of grain, leguminous and cereal crops on plots of the II stage of selection work with a cone sowing device driven from the power take-off shaft of a self-propelled chassis, equipped with a cassette loading device (KZU), which allows sowing plots automatically according to a given program, The reloading of the cassette block is carried out by the operator. (V.I. Aniskin, Yu.F. Nekipelov. Mechanization of experimental work in selection, variety testing and primary seed production of grain and leguminous crops. Moscow. - 2004. P. 39-41).

Наиболее близкой по техническому решению к предлагаемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для автоматизации процесса высева семян (патент РФ на изобретение патент RU 2789549, МПК A01C 7/00, A01C 7/08), включающее, энкодер на ведомых колесах, конусный высевающий аппарат с выходным валом и приводом от шагового электродвигателя, соленоид дозатора, установленный на высевающем аппарате, кассету с ячейками, электродвигатель для ее перемещения и датчик ее положения, связанные с блоком управления. Оно предназначено для управления дозирующей системой высева семян кассетной селекционной сеялки предназначенной для II и III этапов селекционных работ. Устройство включает энкодер на ведомых колесах, конусные высевающие аппараты с выходным валом, шаговый двигатель, распределительный стол с набором ячеек в кассете. Центральный блок управления с программным обеспечением, связанный с шаговым двигателем высевающего аппарата и двигателем постоянного тока привода распределительного стола посредством драйверов управления коллекторными двигателями. Подача кассет к высевающему аппарату выполняется автоматически при помощи привода распределительного стола, а в процессе работы сеялки замену кассет осуществляет оператор.The closest technical solution to the proposed device is the device chosen as a prototype for automating the seed sowing process (RF patent for invention patent RU 2789549, IPC A01C 7/00, A01C 7/08), including an encoder on the driven wheels, a cone sowing device with an output shaft and driven by a stepper motor, a metering solenoid installed on the sowing unit, a cassette with cells, an electric motor for moving it and a position sensor connected to the control unit. It is designed to control the dosing system for sowing seeds of a cassette selection seeder intended for stages II and III of breeding work. The device includes an encoder on driven wheels, cone seeding units with an output shaft, a stepper motor, and a distribution table with a set of cells in a cassette. A central control unit with software connected to the stepper motor of the seeding unit and the DC motor of the distribution table drive via commutator motor control drivers. The cassettes are fed to the sowing device automatically using the distribution table drive, and during the operation of the seeder, the operator replaces the cassettes.

Достоинствами известных устройств являются то, что кассетное загрузочное устройство высевающих аппаратов для перемещения кассет было автоматизировано.The advantages of the known devices are that the cassette loading device of the sowing devices for moving the cassettes was automated.

Недостатками известных устройств являются то, что кассетные загрузочные устройства высевающих аппаратов требуют перезагрузки блоков кассет оператором.The disadvantages of the known devices are that cassette loading devices of sowing devices require reloading of cassette blocks by the operator.

Технической задачей повышение производительности, сокращение ручного труда, снижение простоев сеялки для перезагрузки кассет с семенным материалом.The technical goal is to increase productivity, reduce manual labor, and reduce seeder downtime for reloading cassettes with seed material.

Технологический результат изобретения заключается в роботизации процесса загрузки кассет и не требует присутствия оператора, что исключает ручной труд, снижает простои сеялки для перезагрузки кассет с семенным материалом, тем самым увеличивая производительность на посевных работах и снижает затраты на посев.The technological result of the invention is the robotization of the process of loading cassettes and does not require the presence of an operator, which eliminates manual labor, reduces downtime of the seeder for reloading cassettes with seed material, thereby increasing productivity during sowing work and reducing sowing costs.

Технический результат достигается тем, что в роботизированном кассетном загрузочном устройстве, включающем энкодер на ведомых колесах, конусный высевающий аппарат с выходным валом и приводом от шагового электродвигателя, соленоид дозатора, установленный на высевающем аппарате, кассету с ячейками, электродвигатель для ее перемещения и датчик ее положения, связанные с блоком управления, согласно изобретению, устройство для перемещения кассет выполнено в виде связанного с блоком управления манипулятора, содержащего раму, вдоль которой установлены два симметрично расположенных разнонаправленно вращающихся вертикальных конвейера с приводом от дополнительного шагового электродвигателя и лопатками, образующими горизонтальные уровни для размещения блоков из кассет, нанизанных на направляющую пластину, а актуатор с толкателем, приводимый в действие электродвигателем, установлен на раме на противоположной от высевающего аппарата стороне в зоне нижнего уровня конвейеров.The technical result is achieved by the fact that in a robotic cassette loading device, including an encoder on the driven wheels, a cone sowing device with an output shaft and driven by a stepper motor, a dispenser solenoid mounted on the sowing device, a cassette with cells, an electric motor for moving it and its position sensor , connected to the control unit, according to the invention , the device for moving the cassettes is made in the form of a manipulator associated with the control unit, containing a frame along which two symmetrically located multidirectional rotating vertical conveyors driven by an additional stepper motor and blades forming horizontal levels for placing blocks are installed from cassettes strung on a guide plate, and an actuator with a pusher, driven by an electric motor, is installed on the frame on the side opposite the sowing unit in the area of the lower level of the conveyors.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлено роботизированное кассетное загрузочное устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сзади.In fig. 1 shows a robotic cassette loading device, side view; in fig. 2 - the same, rear view.

Роботизированное кассетное загрузочное устройство (РКЗУ) содержит механизм (манипулятор) с программным управлением для перемещения кассет 1 с ячейками для высеиваемого материала к высевающему аппарату 2. Кассеты 1 выполнены с пазами и последовательно нанизаны на направляющую пластину 3, образуя блок кассет 4.The robotic cassette loading device (RKZU) contains a program-controlled mechanism (manipulator) for moving cassettes 1 with cells for the seeded material to the sowing device 2. Cassettes 1 are made with grooves and are sequentially threaded onto a guide plate 3, forming a block of cassettes 4.

На ведомые колеса сеялки либо трактора установлены энкодеры, соленоид дозатора размещен на высевающем аппарате 2 с приводом от шагового двигателя, а датчик положения кассет - на РКЗУ, (на фиг. не показаны). Энкодер, соленоид и датчик положения кассет связаны с блоком управления 17, синхронизированы со скоростью движения сеялки и влияют на точность высева семян.Encoders are installed on the driven wheels of the seeder or tractor, the metering solenoid is placed on the sowing unit 2 driven by a stepper motor, and the cassette position sensor is on the RKZU (not shown in the figure). The encoder, solenoid and cassette position sensor are connected to control unit 17, synchronized with the speed of the seeder and affect the accuracy of seed sowing.

Манипулятор представляет собой механизм с двумя степенями свободы (подвижности), перемещающий кассеты 1 в заданном направлении.The manipulator is a mechanism with two degrees of freedom (mobility) that moves the cassettes 1 in a given direction.

На раме 5 размещены натяжные 6 и приводные 7 звездочки на которых натянуты две левые 8 и две правые 9 цепные передачи, попарно соединенные лопатками 10, образующими левый 11 и правый 12 вертикальные конвейеры, расположенные симметрично вдоль рамы 5 манипулятора. Конвейеры 11 и 12 связаны с приводом 13 и приводятся в синхронное движение дополнительным шаговым электродвигателем 14. При этом конвейеры 11 и 12 вращаются разнонаправленно: левый конвейер 11 - по часовой стрелке, а правый 12 - против часовой стрелки.On the frame 5 there are tension 6 and drive 7 sprockets on which two left 8 and two right 9 chain drives are tensioned, connected in pairs by blades 10, forming left 11 and right 12 vertical conveyors located symmetrically along the frame 5 of the manipulator. Conveyors 11 and 12 are connected to drive 13 and are driven synchronously by an additional stepper motor 14. In this case, conveyors 11 and 12 rotate in different directions: left conveyor 11 clockwise, and right conveyor 12 counterclockwise.

При нахождении в зоне между двумя конвейерами 11 и 12 каждая пара симметрично расположенных лопаток 10 образует горизонтальный уровнь, на котором размещают блок 4 кассет.When located in the area between two conveyors 11 and 12, each pair of symmetrically located blades 10 forms a horizontal level on which a block of 4 cassettes is placed.

Актуатор 15 с толкателем, приводимый в действие электродвигателем 16, установлен на раме 5 на противоположной от высевающего аппарата 2 стороне в зоне нижнего уровня конвейеров 11 и 12.The actuator 15 with a pusher, driven by an electric motor 16, is installed on the frame 5 on the side opposite from the sowing unit 2 in the area of the lower level of the conveyors 11 and 12.

Электродвигатели 14 и 16 управляются блоком управления 17 и приводятся в действие по заданной программе в соответствии с планом посева селекционной делянки. Сборный контейнер 18, размещенный на раме 5 размещен за высевающим устройством 2, предназначен для сбора пустых (освобожденных от семян) кассет 1. Емкость 19 размещена под конвейерами 11 и 12 и предназначена для сбора направляющих пластин 3. Electric motors 14 and 16 are controlled by a control unit 17 and are activated according to a given program in accordance with the sowing plan of the selection plot. The collection container 18, placed on the frame 5 and located behind the sowing device 2, is designed to collect empty (empty of seeds) cassettes 1. The container 19 is located under the conveyors 11 and 12 and is intended to collect the guide plates 3.

Роботизированное кассетное загрузочное устройство работает следующим образом.The robotic cassette loading device operates as follows.

Перед началом работы оператор загружает уровни конвейеров 11 и 12 блоками 4 кассет с высеваемым материалом, достаточным для посева селекционного участка. Сеялку подводят к линии начала делянки, оператор включает блок управления 17 и начинает движение. В соответствии со скоростью движения сеялки, по заданной блоком управления 17 программе синхронизируются скорость вращения конусного высевающего аппарата и скорость перемещения кассет по направляющей пластине.Before starting work, the operator loads the levels of conveyors 11 and 12 with blocks of 4 cassettes with seeded material sufficient for sowing the selection plot. The seeder is brought to the line of the beginning of the plot, the operator turns on the control unit 17 and begins to move. In accordance with the speed of movement of the seeder, according to the program specified by the control unit 17, the rotation speed of the cone sowing apparatus and the speed of movement of the cassettes along the guide plate are synchronized.

Актуатор 15 приводится в действие электродвигателем 16. Толкатель актуатора 15 выдвигается и последовательно перемещает кассеты 1 с высеваемым материалом к высевающему аппарату 2. Высеваемый материал подается в высевающий аппарат 2 через выгрузные отверстия 20. Пустая кассета 1 сходит по наклонному лотку 21 и попадает сборный контейнер 18. После схода с направляющей пластины 3 всех кассет 1 по команде с блока управления 17 срабатывает датчик положения кассет и толкатели актуатора 15 возвращаются в исходное положение.The actuator 15 is driven by an electric motor 16. The actuator pusher 15 extends and sequentially moves the cassettes 1 with the seeded material to the sowing device 2. The seeded material is fed into the sowing device 2 through the unloading holes 20. The empty cassette 1 goes down the inclined tray 21 and enters the collection container 18 After all cassettes 1 leave the guide plate 3, upon command from the control unit 17, the cassette position sensor is activated and the actuator pushers 15 return to their original position.

По команде блока управления 17 шаговый электродвигатель 14 с приводом 13 синхронно передвигает лопатки 10 левого 11 и правого 12 конвейеров перемещает блоки кассет 4 на один уровень вниз. Одновременно с этим лопатки 10, находившиеся на нижнем уровне расходятся и выходят из зоны между конвейерами 11 и 12, а направляющая пластина 3 под действием силы тяжести перемещается в емкость 19.At the command of the control unit 17, the stepper motor 14 with the drive 13 synchronously moves the blades 10 of the left 11 and right 12 conveyors and moves the cassette blocks 4 one level down. At the same time, the blades 10, located at the lower level, diverge and leave the area between the conveyors 11 and 12, and the guide plate 3 moves under the influence of gravity into the container 19.

Далее процесс подачи кассет 1 к высевающему аппарата 2 повторяется. После освобождении всех блоков кассет 4 от семенного материала оператору подается сигнал о необходимости загрузки устройства новыми блоками кассет 4 и работа РКЗУ останавливается.Next, the process of feeding cassettes 1 to the sowing device 2 is repeated. After all the blocks of cassettes 4 are freed from the seed material, the operator is given a signal about the need to load the device with new blocks of cassettes 4 and the operation of the RKZU stops.

В случае застревания кассет, перекоса блоков 4 или направляющих пластин 3, датчик положения кассет передает сигнал в блок управления 17, который останавливает сеялку. Оператор устраняет причину неисправности и сеялка продолжает работу.If the cassettes get stuck, the blocks 4 or the guide plates 3 are skewed, the cassette position sensor transmits a signal to the control unit 17, which stops the seeder. The operator eliminates the cause of the malfunction and the seeder continues to operate.

Использование РКЗУ позволит повысить производительность, сократить ручной труд, снизить простои сеялки для перезагрузки кассет с семенным материалов.The use of RKZU will increase productivity, reduce manual labor, and reduce seeder downtime for reloading cassettes with seed materials.

Claims (1)

Роботизированное кассетное загрузочное устройство селекционной сеялки, включающей энкодер на ведомых колесах, конусный высевающий аппарат с выходным валом и приводом от шагового электродвигателя, соленоид дозатора, установленный на высевающем аппарате, кассеты с ячейками, устройство для перемещения кассет с ячейками, включающее электродвигатель, и датчик положения кассет, причем энкодер, шаговый электродвигатель высевающего аппарата, электродвигатель устройства перемещения кассет с ячейками, соленоид дозатора и датчик положения кассет с ячейками связаны с блоком управления, отличающееся тем, что устройство для перемещения кассет снабжено манипулятором, содержащим раму, вдоль которой установлены два симметрично расположенных, разнонаправленно и синхронно вращающихся вертикальных конвейера с приводом от дополнительного шагового электродвигателя, связанного с блоком управления с натяжными и приводными звездочками, на которые натянуты цепные передачи с лопатками, при этом лопатки конвейеров расположены симметрично относительно друг друга с образованием пар в зоне между конвейерами, причем каждая пара симметрично расположенных лопаток в указанной зоне образует горизонтальный уровень для размещения блока кассет, нанизанных на направляющую пластину, и актуатор с толкателем, приводимый в действие электродвигателем устройства для перемещения кассет к высевающему аппарату, установленный на раме, на противоположной от высевающего аппарата стороне, в зоне нижнего уровня конвейеров.Robotic cassette loading device of a selection seeder, including an encoder on the driven wheels, a cone sowing device with an output shaft and driven by a stepper motor, a metering solenoid mounted on the sowing device, cassettes with cells, a device for moving cassettes with cells, including an electric motor, and a position sensor cassettes, and the encoder, the stepper motor of the sowing apparatus, the electric motor of the device for moving cassettes with cells, the dispenser solenoid and the position sensor of the cassettes with cells are connected to the control unit, characterized in that the device for moving the cassettes is equipped with a manipulator containing a frame along which two symmetrically located , multidirectional and synchronously rotating vertical conveyors driven by an additional stepper motor connected to a control unit with tension and drive sprockets on which chain drives with blades are tensioned, while the conveyor blades are located symmetrically relative to each other to form pairs in the area between the conveyors, and each pair of symmetrically located blades in the specified area forms a horizontal level for placing a block of cassettes strung on a guide plate, and an actuator with a pusher, driven by an electric motor of a device for moving the cassettes to the sowing apparatus, mounted on the frame, on the side opposite to the sowing apparatus, in area of the lower level of conveyors.
RU2023107887A 2023-03-30 Robotic cassette loading device for selection seeder RU2807037C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2807037C1 true RU2807037C1 (en) 2023-11-09

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1049002A1 (en) * 1979-11-19 1983-10-23 Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Сельского Хозяйства Центрально-Черноземной Полосы Им.В.В.Докучаева Gang drill
RU2573765C1 (en) * 2014-10-13 2016-01-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИМ) Device for automatic adjustment of technological processes of agricultural machine
RU2697498C1 (en) * 2019-02-05 2019-08-14 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Sowing machine for grain crops sowing
CN209299710U (en) * 2018-12-19 2019-08-27 河北省农林科学院粮油作物研究所 A kind of cell precision planter is charged seed mechanism
CN211557963U (en) * 2019-12-24 2020-09-25 郑州容大科技股份有限公司 Automatic seed feeding device of seeder
RU2789549C1 (en) * 2022-08-25 2023-02-06 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Seed sowing process automation device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1049002A1 (en) * 1979-11-19 1983-10-23 Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Сельского Хозяйства Центрально-Черноземной Полосы Им.В.В.Докучаева Gang drill
RU2573765C1 (en) * 2014-10-13 2016-01-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИМ) Device for automatic adjustment of technological processes of agricultural machine
CN209299710U (en) * 2018-12-19 2019-08-27 河北省农林科学院粮油作物研究所 A kind of cell precision planter is charged seed mechanism
RU2697498C1 (en) * 2019-02-05 2019-08-14 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Sowing machine for grain crops sowing
CN211557963U (en) * 2019-12-24 2020-09-25 郑州容大科技股份有限公司 Automatic seed feeding device of seeder
RU2789549C1 (en) * 2022-08-25 2023-02-06 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Seed sowing process automation device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4020881A (en) Automatic filling of flower pots
US3963138A (en) Cane planter
US2919917A (en) Sheet distributing machine
RU2807037C1 (en) Robotic cassette loading device for selection seeder
CN104704961A (en) Tobacco seedling sowing method and equipment
RU2806909C1 (en) Robotic cassette loading device of carousel type for selection seeder
RU2573765C1 (en) Device for automatic adjustment of technological processes of agricultural machine
US4109824A (en) Precision seeder and method
JP6666833B2 (en) Seeding machine
KR102209747B1 (en) Caterpillar breeding apparatus and method thereof
KR100491169B1 (en) Arraying Seeding Machine for Large Seeds
CN212877249U (en) Automatic breeding device that commodity fly larva was bred
US2721684A (en) Machine for feeding and filling receptacles for plant potting
CN109099995B (en) Laser correlation type grain flow monitoring experiment platform device and control method
US3234913A (en) Selective discharge livestock feeder
CN104855009B (en) A kind of monodrill is moved, for kind of a device certainly
CN219894285U (en) Automatic bait feeding device for aquaculture
JP3907355B2 (en) Seedling planting device with feeding device
JP2520283Y2 (en) Seeding machine
JP2002107210A (en) Automatic feeding device and combined metering device equipped with same
SU818530A1 (en) Transplanter
US2602669A (en) Fertilizer distributor
JP2556955B2 (en) Feeding device
JP2023087360A (en) seeding device
RU2075290C1 (en) Apparatus for distributing feeds to animals