WO2021002783A1 - Система управления опрыскивателем - Google Patents
Система управления опрыскивателем Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021002783A1 WO2021002783A1 PCT/RU2020/050170 RU2020050170W WO2021002783A1 WO 2021002783 A1 WO2021002783 A1 WO 2021002783A1 RU 2020050170 W RU2020050170 W RU 2020050170W WO 2021002783 A1 WO2021002783 A1 WO 2021002783A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- sprayer
- control system
- block
- valve
- head unit
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
- A01M7/00—Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
Definitions
- the invention relates to agricultural engineering.
- the system is designed to provide control of machines for differentiated and undifferentiated application of liquid 10 chemical compositions, such as herbicides, pesticides, fungicides, mineral fertilizers, etc., with spatial variability of soil fertility.
- a sprayer for treating field crops according to 15 EAPO patent for invention N ° EA 10997 (IPC A01M 7/00), installed on a vehicle, which ensures the maintenance of a constant quantitative level of the working fluid per unit area, regardless of changes in the speed of movement of the transport facilities.
- the regulation of the flow rate of the working fluid 20 of the known device is a mechanical transmission connected to the power take-off shaft of the vehicle transmission and the pump drive shaft to ensure a fixed correspondence of the flow rate of the working fluid to the working speed of the vehicle for each gear ratio and 25 made with a set of gear ratios to ensure operation nebulizers of a given productivity in a mode that determines the dose of the drug application to the treated surface.
- liquid mineral fertilizers “Geoline GeoSystem 260”, produced by the company “Tesotes”, including an energy tool with a control panel, a container for applying liquid mineral fertilizers, a speed sensor, an intake filter, a centrifugal pump, an actuator block consisting of a pressure control valve, a flow meter, outlet section valves equipped with mechanisms for adjusting the liquid return flow and rods with nozzles.
- the disadvantage of the known devices is the impossibility of differentiated application of liquid mineral fertilizers, both in composition and in the amount of applied fertilizers, with the spatial variability of soil fertility.
- the closest analogue to the claimed invention (prototype) in terms of the totality of existing features is a field sprayer for automatic regulation of the technological process of applying liquid mineral fertilizers under the RF patent for invention N ° 2629784 (IPC AO 1C 23/02).
- a field sprayer for automatic regulation of the technological process of applying liquid mineral fertilizers contains an energy device with a control panel, a container for applying liquid mineral fertilizers, a speed sensor, a frequency input module, a computing device (controller) with a video terminal, a navigator, flash memory, a discrete output module, intake valve block, intake filter, centrifugal pump, actuator block consisting of a pressure control valve, a flow meter, an exhaust valve block, a pressure sensor, a pressure sensor signal processing unit, a stepper motor control circuit, with an axis of rotation, a main channel for supplying liquid fertilizers, booms with nozzles.
- a field sprayer with a device for automatic regulation of the technological process of applying liquid mineral fertilizers operates as follows.
- the movement of an energy device with a container for applying liquid mineral fertilizers is recorded by pulse signals from a speed sensor, which are fed to one of the module inputs frequency input. From the output of the frequency input module, the frequency converted into a digital code is fed through the RS-485 interface to the controller, where, in accordance with the measured speed and location determined by the navigator, the liquid flow rate and fertilizer application rate are determined at each discrete section of the field according to the program recorded in the controller memory from flash memory. In accordance with this calculation, the controller via the RS-485 interface sends a signal to open, through the discrete output module, one or more valves of the inlet valve block, choosing the required concentration of the composition of liquid mineral fertilizers by the percentage of N, P, K for differentiated fertilization.
- the centrifugal pump delivers a solution of mineral fertilizers to the pressure control valve.
- This fluid flows through the flow meter to the outlet valve block and then to the fluid spray booms.
- the controller via the RS-485 interface sends a command to the discrete output module to close the corresponding outlet valve, and so that the pressure in the remaining nozzles of the sprayers remains unchanged, the pressure sensor transmits the pressure change through the signal processing unit the pressure sensor via the RS-485 interface to the controller, which processes the pressure change by sending commands through the discrete output module to the stepper motor control circuit, with the axis of rotation changing the flow area of the pressure control valve.
- the flow meter monitors the rate of fluid flow by supplying a frequency signal to another input of the frequency input module, and then information on the fluid rate in digital form is sent to the controller via the RS-485 interface.
- This prototype has several disadvantages. These include the lack of the ability to control the rate of outflow and consumption liquid chemical composition, no feedback from the operator in case of failure of system elements.
- the task that the developer of the new sprayer control system set himself was to create a control system that would improve the quality of the application of liquid chemical compositions (herbicides, pesticides, fungicides, mineral fertilizers) and, as a result, increase the yield of agricultural crops by timely monitoring the flow rate of the working fluid (differential application).
- the technical result consists in increasing the accuracy of control over the consumption of the liquid chemical composition in the sprayer.
- the technical result consists in expanding the arsenal of technical means, by ensuring the possibility of resuming interrupted work from the moment of stopping.
- the technical result is achieved due to the entire set of essential features.
- a sprayer control system consisting of a head unit with a buffering device configured to temporarily store data in the event of a loss of communication between the head unit and the monitoring server, a control unit, an antenna-feeder set, a flow meter capable of measuring the liquid flow supplied to the sprayer boom, a pressure sensor configured to measure the liquid pressure in the sprayer, a speed sensor, a main valve configured to turn on / off the liquid flow in the sprayer, a proportional valve configured to regulate the liquid flow in the sprayer, a unit section valves, made with the ability to turn on / off the flow of liquid in separate sections of the sprayer, block of controlled nozzles, made with the ability to turn on / off the flow liquid to individual spray nozzles, a monitoring server capable of collecting and storing information about the operation of the sprayer control system, lighting, and the head unit is connected with an electric cable via the CAN or RS232 interface to the antenna-feeder set and the control unit, and the control unit is connected to
- the head unit is made in the form of a portable electronic computing device equipped with a touch screen module, connection interfaces and elements of sound and light indication.
- the antenna-feeder set is made in the form of a GPS / GLONASS mushroom antenna with a high-frequency cable.
- the flow meter is made in the form of a pipe section with a sensor installed in it.
- the pressure sensor is a cylindrical measuring device with a thread and a sensitive element at the end.
- the speed sensor is made in the form of a measuring device of rectangular or cylindrical shape, which reacts to the approach of metal objects to it.
- the main valve is designed as a three-way solenoid valve.
- the proportional valve is designed as a three-way solenoid valve.
- section valve block is a set of three-way solenoid valves.
- block of controlled nozzles is a set of small-sized two-way solenoid valves located along the extreme sections of the sprayer boom.
- the sprayer control system consists of a head unit 1, a control unit 2, an antenna-feeder 3 and a harness set 4, a flow meter 5, a pressure sensor 6, a speed sensor 7, a main valve 8, a proportional valve 9, a block of section valves 10, a block of controlled injectors 11 , monitoring server 12, buffering device 13, backlight 14.
- Head unit 1 is a portable electronic computing device of rectangular shape, equipped with a liquid crystal touch screen module, the necessary connection interfaces and elements of sound and light indication. The head unit 1 is designed to calculate and display the current position of agricultural machinery, on which it is installed, and control the process of introducing liquid and solid chemical preparations when performing agricultural work.
- the head unit 1 performs the function of navigation, calculating the necessary parameters of the input process and exchanging data with the control unit 2.
- the head unit 1 provides data input / output via a touch screen module.
- the head unit 1 is connected to the GNSS antenna, power source and control unit 2 by wires.
- Control unit 2 is an electronic device enclosed in a rectangular metal case, equipped with the necessary connectors for connecting electrical harnesses.
- Control unit 2 is designed to collect readings from sensors of the sprayer control system, control actuators and mechanisms and exchange data with the head unit 1.
- Control unit 2 is connected to the head unit 1, sensors, actuators and system mechanisms using harnesses.
- Antenna feeder set 3 is GPS / GLONASS mushroom antenna and high frequency cable.
- Antenna-feeder set 3 is designed to receive signals from satellites and transmit them to the head unit 1. Antenna-feeder set 3 is connected to the head unit 1. Harness set 4 is a bundle of signal and power wires, terminated with the necessary connectors. Harness set 4 is intended for electrical connection of the system elements to each other.
- the flow meter 5 is a measuring device in the form of a pipe section with a sensor installed in it. Flowmeter 5 is designed to measure the flow of liquid supplied to the sprayer boom. The flow meter 5 is mechanically and on the water side connected to the block of section valves 10 and the proportional valve 9, electrically connected by wires to the control unit 2.
- the pressure sensor 6 is a cylindrical measuring device with a thread and a sensitive element at the end.
- Pressure sensor 6 is designed to measure the fluid pressure in the system.
- the pressure sensor 6 is mechanically connected to the block of section valves 10, and is electrically connected by wires to the control unit 2.
- the speed sensor 7 is a rectangular or cylindrical measuring device installed on the wheel hub that reacts to the approach of metal objects to it.
- Speed sensor 7 is designed to measure the vehicle speed.
- the speed sensor 7 is electrically wired to the control unit 2, mechanically mounted on the wheel using a suitable fastening device.
- the main valve 8 is a three-way solenoid valve, which is a gate valve driven by a DC electric motor.
- the main valve 8 is designed to turn on / off the fluid flow in the sprayer system by supplying it with a corresponding control signal.
- Main valve 8 is connected wires with control unit 2.
- Proportional valve 9 is a three-way solenoid valve, which is a gate valve driven by an electric DC motor. Unlike the main valve, the proportional valve valve can take any intermediate position between the "open” and “closed” positions. Proportional valve 9 is designed to regulate the flow of liquid in the sprayer system by supplying it with an appropriate control signal. The proportional valve 9 is wired to the control unit 2.
- the block of section valves 10 is a set of three-way solenoid valves and is designed to turn on / off the liquid flow in individual sections of the sprayer. The block of section valves 10 is wired to the control unit 2.
- the block of controlled injectors 11 is a set of small-sized two-way solenoid valves spaced along the extreme sections of the sprayer boom to minimize overlaps.
- the block of controlled nozzles 11 is designed to turn on / off the flow of liquid to individual spray nozzles.
- Controlled valve unit 11 is wired to control unit 2.
- Monitoring server 12 is a remote data storage.
- the monitoring server 12 is designed for data coming from the head unit 1 and access to this data. Monitoring server 12 is connected by head unit 1 wirelessly using 3G / 4G wireless technology (WiFi, Bluetooth).
- the buffering device 13 is a memory cell or a data file in the memory of the head unit 1.
- the buffering device 13 is intended for temporary storage of data in the event of a loss of communication between the head unit 1 and the monitoring server 12.
- the buffering device 13 is physically located inside the head unit 1.
- the backlight 14 is are LED-type lighting elements and power cable harnesses installed on the sprayer boom. Backlight 14 is designed to evaluate the quality of each spray torch separately when performing spraying work in the dark. The backlight 14 is connected by wires to the control unit 2.
- the sprayer control system works as follows. Using the interface of the head unit 1, at the command of the operator, control unit 2 is turned on. In this case, the command to turn on, as well as other control commands are transmitted via the internal protocol using the CAN or RS232 interface to the control unit 2. Then, through the control unit 2, a command is sent to the main valve 8 about pressure build-up in the sprayer line. If necessary, the capacity is adjusted through the control unit 2 by giving a command to the proportional valve 9 to increase / decrease the flow of liquid depending on the preset application rate and the current speed of the vehicle. Then, through the control unit 2, a command is sent to the block of section valves 10 to supply the composition to the sprayer nozzles.
- a command is sent through the control unit 2 to the corresponding sections or controlled spray nozzles 11 via the appropriate wires.
- the remainder of the liquid chemical compositions in the sprayer is controlled using a pressure sensor 6, with which the level of liquid chemical compositions is determined.
- the head unit 1 controls the remainder of the liquid chemical compositions in the sprayer mathematically, calculating the remainder from the data on the current flow rate, the entered information about the initial composition volume and the state of the valves of the sectional valve block 9. To ensure the operation of the sprayer control system in poor visibility conditions using the head unit interface 1 the control unit 2 is supplied command to turn on night mode.
- This mode activates the channels designed to turn on the backlight system 14, and puts the interface into night mode.
- the sprayer control system continuously records data on the trajectory of the vehicle on the internal non-volatile memory of the head unit 1. This ensures the possibility of resuming interrupted work at any time from the moment of stopping.
- the information is transmitted via the 3G / 4G channel to the monitoring server 12, where information is collected about the operation of the sprayer control system, such as: the current outflow rate, the set outflow rate, the state of the section valves, the pressure in the system, the width of the implement, the state of the backlight, the state of the controlled injectors, voltage and temperature of the control unit, etc.
- control unit When working in areas with uncertain or missing coverage, data accumulates in the buffering device inside the head unit. When an active data transmission channel appears, the control unit will automatically upload the accumulated data from the buffering device to the server.
Abstract
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Система предназначена для обеспечения управлением машинами для дифференцированного и недифференцированного внесения жидких химических составов, таких как: гербициды, пестициды, фунгициды, минеральные удобрения и прочее, при пространственной изменчивости плодородия почв. Задача, которую поставил перед собой разработчик новой системы управления опрыскивателем состояла в создании такой системы управления, которая позволила бы повысить качество внесения жидких химических составов и, как следствие повысить урожайность сельскохозяйственных культур за счет своевременного контроля за расходом рабочей жидкости (дифференциального внесения). Технический результат заключается в повышении точности контроля за расходованием жидкого химического состава в опрыскивателе. Также технический результат заключается в расширении арсенала технических средств, за счёт обеспечения возможности возобновления прерванной работы с момента остановки.
Description
5
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОПРЫСКИВАТЕЛЕМ
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Система предназначена для обеспечения управлением машинами для дифференцированного и недифференцированного внесения жидких 10 химических составов, таких как: гербициды, пестициды, фунгициды, минеральные удобрения и прочее, при пространственной изменчивости плодородия почв.
Известны различные устройства управления опрыскивателей. Например, известен опрыскиватель для обработки полевых культур по 15 патенту ЕАПВ на изобретение N° ЕА 10997 (МПК А01М 7/00), устанавливаемый на транспортное средство, который обеспечивает поддержание на постоянном количественном уровне рабочей жидкости на единицу площади, независимо от изменений скорости движения транспортного средства. Регулирование расхода рабочей жидкости 20 известного устройства представляет собой механическую передачу, соединенную с валом отбора мощности трансмиссии транспортного средства и валом привода насоса для обеспечения фиксированного соответствия расхода рабочей жидкости рабочей скорости движения транспортного средства для каждого передаточного отношения и 25 выполненную с набором передаточных отношений для обеспечения работы распылителей заданной производительности в режиме, определяющем дозу внесения препарата на обрабатываемую поверхность.
Кроме того, известно техническое решение для внесения жидких минеральных удобрений «Geoline GeoSystem 260», выпускаемое фирмой зо «Тесотес», включающее энергетическое средство с панелью управления,
емкость для внесения жидких минеральных удобрений, датчик скорости, заборный фильтр, центробежный насос, блок исполнительных механизмов, состоящий из клапана регулировки давления, расходомер, выпускных секционных клапанов, оборудованных механизмами регулировки обратного потока жидкости и штангами с форсунками.
Недостатком известных устройств является невозможность дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений, как по составу, так и по количеству вносимых удобрений при пространственной изменчивости плодородия почвы.
Наиболее близким по совокупности существующих признаков аналогом к заявленному изобретению (прототипом) является полевой опрыскиватель для автоматического регулирования технологического процесса внесения жидких минеральных удобрений по патенту РФ на изобретение N° 2629784 (МПК АО 1C 23/02). Полевой опрыскиватель для автоматического регулирования технологического процесса внесения жидких минеральных удобрений содержит энергетическое средство с панелью управления, емкость для внесения жидких минеральных удобрений, датчик скорости, модуль частотного ввода, вычислительное устройство (контроллер) с видеотерминалом, навигатором, флэш-памятью, модуль дискретного вывода, блок впускных клапанов, заборный фильтр, центробежный насос, блок исполнительных механизмов, состоящий из клапана регулировки давления, расходомера, блока выпускных клапанов, датчика давления, блока обработки сигнала датчика давления, схемы управления шагового двигателя, с осью вращения, магистрального канала подачи жидких удобрений, штанги с форсунками. Полевой опрыскиватель с устройством автоматического регулирования технологического процесса внесения жидких минеральных удобрений работает следующим образом. Движение энергетического средства с емкостью для внесения жидких минеральных удобрений регистрируется импульсными сигналами с датчика скорости, которые поступают на один из входов модуля
частотного ввода. С выхода модуля частотного ввода, частота, преобразованная в цифровой код, по интерфейсу RS-485 подается в контроллер, где в соответствии с измеренной скоростью и местоположением, определяемым навигатором, определяется расход жидкости и норма внесения удобрений на каждом дискретном участке поля по программе, записанной в памяти контроллера с флэш-памяти. В соответствии с этим расчетом контроллер по интерфейсу RS-485 подает сигнал на открытие, через модуль дискретного вывода, одного или нескольких клапанов блока впускных клапанов, выбирая нужную концентрацию состава жидких минеральных удобрений по процентному содержанию N, Р, К для осуществления дифференцированного внесения удобрений. По магистральному каналу жидких минеральных удобрений через заборный фильтр центробежный насос подает раствор минеральных удобрений на клапан регулировки давления. Эта жидкость поступает через расходомер на блок выпускных клапанов, и далее на штанги распылителей жидкости. Если в процессе работы по программе необходимо отключить одну или несколько секций, то контроллер по интерфейсу RS-485 подает команду на модуль дискретного вывода закрытия соответствующего выпускного клапана, а чтобы давление в остальных форсунках распылителей оставалось неизменным, датчик давления передает изменение давления через блок обработки сигнала датчика давления по интерфейсу RS-485 в контроллер, который отрабатывает изменение давления, подавая через модуль дискретного вывода команды на схему управления шаговым двигателем, с осью вращения, меняющего проходное сечение клапана регулировки давления. Расходомер осуществляет контроль за нормой расхода жидкости, подавая частотный сигнал на другой вход модуля частотного ввода и далее информация о расходе жидкости в цифровом виде поступает в контроллер по интерфейсу RS-485. Указанный прототип имеет ряд недостатков. К числу которых следует отнести отсутствие возможности контроля нормы вылива и расходования
жидкого химического состава, отсутствие обратной связи с оператором в случае неработоспособности элементов системы.
Задача, которую поставил перед собой разработчик новой системы управления опрыскивателем состояла в создании такой системы управления, которая позволила бы повысить качество внесения жидких химических составов (гербициды, пестициды, фунгициды, минеральные удобрения) и, как следствие повысить урожайность сельскохозяйственных культур за счет своевременного контроля за расходом рабочей жидкости (дифференциального внесения). Технический результат заключается в повышении точности контроля за расходованием жидкого химического состава в опрыскивателе. Также технический результат заключается в расширении арсенала технических средств, за счёт обеспечения возможности возобновления прерванной работы с момента остановки. Технический результат достигается за счёт всей совокупности существенных признаков.
Сущность изобретения состоит в том, что система управления опрыскивателем, состоящая из головного устройства с устройством буферизации, выполненым с возможностью временного хранения данных в случае потери связи между головным устройством и сервером мониторинга, блока управления, антенно-фидерного комплекта, расходомера, выполненного с возможностью измерения потока жидкости, подаваемого в штангу опрыскивателя, датчика давления, выполненного с возможностью измерения давления жидкости в опрыскивателе, датчика скорости, главного клапана, выполненного с возможностью включения/выключения потока жидкости в опрыскивателе, пропорционального клапана, выполненного с возможностью регулирования потока жидкости в опрыскивателе, блока секционных клапанов, выполненный с возможностью включения/отключения потока жидкости в отдельных секциях опрыскивателя, блока управляемых форсунок, выполненного с возможностью включения/отключения потока
жидкости на отдельные форсунки опрыскивателя, сервера мониторинга, выполненного с возможностью, сбора и хранения информации о работе системы управления опрыскивателем, подсветки, причем головное устройство электрическим кабелем по интерфейсу CAN или RS232, соединено с антенно-фидерным комплектом и блоком управления, а блок управления электрическим кабелем по интерфейсу CAN или RS232 соединен с расходомером, датчиком давления, датчиком скорости, главным клапаном, пропорциональным клапаном, блоком секционных клапанов и блоком управляемых форсунок, расходомер соединен с блоком секционных клапанов и пропорциональным клапаном, а датчик давления соединен с блоком секционных клапанов, причем сервер мониторинга соединен с головным устройством по беспроводному каналу связи. Кроме того головное устройство выполнено в виде портативного электронно- вычислительного устройства, оснащенного сенсорным экранным модулем, интерфейсами подключения и элементами звуковой и световой индикации. В свою очередь антенно-фидерный комплект выполнен в виде GPS/GLONASS антенны в форме гриба с высокочастотным кабелем. А расходомер выполнен в виде участка трубы с установленным в нем датчиком. Вместе с тем, датчик давления представляет собой измерительное устройство цилиндрической формы с резьбой и чувствительным элементом на конце. А датчик скорости выполнен в виде измерительного устройства прямоугольной или цилиндрической формы, реагирующее на приближение к нему металлических предметов. Кроме того главный клапан выполнен в виде трехходового электромагнитного клапана. А пропорциональный клапан выполнен в виде трехходового электромагнитного клапана. В свою очередь блок секционных клапанов представляет собой набор трехходовых электромагнитных клапанов. А блок управляемых форсунок представляет собой набор малогабаритных двухходовых электромагнитных клапанов, разнесенных вдоль крайних секций штанги опрыскивателя.
Изобретение поясняется графически, где:
на фиг. 1 общий вид системы управления опрыскивателем;
Система управления опрыскивателем состоит из головного устройства 1, блока управления 2, антенно-фидерного 3 и жгутового комплектов 4, расходомера 5, датчика давления 6, датчика скорости 7, главного клапана 8, пропорционального клапана 9, блока секционных клапанов 10, блока управляемых форсунок 11, сервера мониторинга 12, устройства буферизации 13, подсветки 14. Головное устройство 1 представляет собой портативное электронно-вычислительное устройство прямоугольной формы, оснащенное жидкокристаллическим сенсорным экранным модулем, необходимыми интерфейсами подключения и элементами звуковой и световой индикации. Головное устройство 1 предназначено вычисления и отображения текущего положения сельскохозяйственной техники, на которой установлено, и управления процессом внесения жидких и твердых химических препаратов при выполнении сельскохозяйственных работ. Таким образом, головное устройство 1 выполняет функцию навигации, вычисления необходимых параметров процесса внесения и обмена данных с блоком управления 2. Кроме того, головное устройство 1 обеспечивает ввод/вывод данных посредством сенсорного экранного модуля. Головное устройство 1 соединено с GNSS антенной, источником питания и блоком управления 2 с помощью проводов. Блок управления 2 представляет собой электронное устройство, заключенное в металлический корпус прямоугольной формы, оснащенный необходимыми разъемами для подключения электрических жгутов. Блок управления 2 предназначен для сбора показаний от датчиков системы управления опрыскивателем, управлением исполнительными устройствами и механизмами и обмена данными с головным устройством 1. Блок управления 2 соединен с головным устройством 1, датчиками, исполнительными устройствами и механизмами системы с помощью жгутов. Антенно-фидерный комплект 3 представляет собой
GPS/GLONASS антенну в форме гриба и высокочастотный кабель. Антенно-фидерный комплект 3 предназначен для приема сигналов от спутников и передачи их в головное устройство 1. Антенно-фидерный комплект 3 соединен с головным устройством 1. Жгутовый комплект 4 представляет собой жгуты сигнальных и питающих проводов, оконцованные необходимыми разъемами. Жгутовый комплект 4 предназначен для электрического соединения элементов системы между собой. Расходомер 5 представляет собой измерительное устройство в виде участка трубы с установленным в нем датчиком. Расходомер 5 предназначен для измерения потока жидкости, подаваемого в штангу опрыскивателя. Расходомер 5 соединен механически и по водяной части с блоком секционных клапанов 10 и пропорциональным клапаном 9, по электрической части соединен проводами с блоком управления 2. Датчик давления 6 представляет собой измерительное устройство цилиндрической формы с резьбой и чувствительным элементом на конце. Датчик давления 6 предназначен для измерения давления жидкости в системе. Датчик давления 6 соединен механически с блоком секционных клапанов 10, электрически соединен проводами с блоком управления 2. Датчик скорости 7 представляет собой устанавливаемое на ступицу колеса измерительное устройство прямоугольной или цилиндрической формы, реагирующее на приближение к нему металлических предметов. Датчик скорости 7 предназначен для измерения скорости движения транспортного средства. Датчик скорости 7 электрически соединен проводами с блоком управления 2, механически установлен на колесо с помощью подходящего крепежного приспособления. Главный клапан 8 представляет собой трехходовой электромагнитный клапан, представляющий собой задвижку, приводимую в движение электрическим двигателем постоянного тока. Главный клапан 8 предназначен для включения/отключения потока жидкости в системе опрыскивателя путем подачи на него соответствующего управляющего сигнала. Главный клапан 8 соединен
проводами с блоком управления 2. Пропорциональный клапан 9 представляет собой трехходовой электромагнитный клапан, представляющий собой задвижку, приводимую в движение электрическим двигателем постоянного тока. В отличие от главного клапана, задвижка пропорционального клапана может принимать любое промежуточное положение между положениями «открыто» и «закрыто». Пропорциональный клапан 9 предназначен для регулирования потока жидкости в системе опрыскивателя путем подачи на него соответствующего управляющего сигнала. Пропорциональный клапан 9 соединен проводами с блоком управления 2. Блок секционных клапанов 10 представляет собой набор трехходовых электромагнитных клапанов и предназначен для включения/отключения потока жидкости в отдельных секциях опрыскивателя. Блок секционных клапанов 10 соединен проводами с блоком управления 2. Блок управляемых форсунок 11 представляет собой набор малогабаритных двухходовых электромагнитных клапанов, разнесенных вдоль крайних секций штанги опрыскивателя для минимизации перекрытий. Блок управляемых форсунок 11 предназначен для включения/отключения потока жидкости на отдельные форсунки опрыскивателя. Блок управляемых клапанов 11 соединен проводами с блоком управления 2. Сервер мониторинга 12 представляет собой удаленное хранилище данных. Сервер мониторинга 12 предназначен для данных, поступающих с головного устройства 1, и доступа к этим данным. Сервер мониторинга 12 соединен головным устройством 1 по беспроводному каналу с помощью беспроводной технологии 3G/4G (WiFi, Bluetooth). Устройство буферизации 13 представляет собой ячейку памяти или файл данных в памяти головного устройства 1. Устройство буферизации 13 предназначено для временного хранения данных в случае потери связи между головным устройством 1 и сервером мониторинга 12. Устройство буферизации 13 физически расположено внутри головного устройства 1. Подсветка 14 представляет
собой осветительные элементы светодиодного типа и кабельные жгуты питания, устанавливаемые на штанге опрыскивателя. Подсветка 14 предназначена для оценки качества работы каждого факела распыления в отдельности при выполнении работ по опрыскиванию в темное время суток. Подсветка 14 соединена проводами с блоком управления 2.
Работает система управления опрыскивателем следующим образом. При помощи интерфейса головного устройства 1 по команде оператора включают блок управления 2. При этом команду на включение, а также другие управляющие команды транслируют по внутреннему протоколу с помощью интерфейса CAN или RS232 в блок управления 2. Затем через блок управления 2 подают команду на главный клапан 8 о нагнетании давления в магистрали опрыскивателя. При необходимости корректируют производительность через блок управления 2, подавая команду на пропорциональный клапан 9 об увеличении/уменьшении потока жидкости в зависимости от заданной нормы внесения и текущей скорости движения транспортного средства. Далее через блок управления 2 отправляют команду на блок секционных клапанов 10 о подаче состава на форсунки опрыскивателя. При необходимости для уменьшения влияния пересечения треков (например, для исключения двойной обработки) через блок управления 2 отправляют команду на соответствующие секции или управляемые форсунки 11 опрыскивателя по соответствующим проводам. В процессе работы контролируют остаток жидких химических составов в опрыскивателе при помощи датчика давления 6, при помощи которого определяют уровень жидких химических составов. Дополнительно головное устройство 1 контролирует остаток жидких химических составов в опрыскивателе математически, вычисляя остаток из данных по текущему расходу, введенной информации о начальном объеме состава и состояния клапанов блока секционных клапанов 9. Для обеспечения работы системы управления опрыскивателем в условиях недостаточной видимости при помощи интерфейса головного устройства 1 на блок управления 2 подают
команду о включении ночного режима. Данный режим активирует каналы, предназначенные для включения системы подсветки 14, и переводит интерфейс в ночной режим. В процессе работы системы управления опрыскивателем непрерывно записывают данные о траектории движения транспортного средства на внутреннюю энергонезависимую память головного устройства 1. Благодаря чему обеспечивают возможность возобновления прерванной работы в любой момент времени с момента остановки. Дополнительно информацию передают посредством канала 3G/4G на сервер мониторинга 12, где собирают информацию о работе системы управления опрыскивателем, такую как: текущая норма вылива, заданная норма вылива, состояние секционных клапанов, давление в системе, ширина захвата орудия, состояние подсветки, состояние управляемых форсунок, напряжение и температура блока управления и др.
При проведении работ в зонах с неуверенным или отсутствующим покрытием данные накапливаются в устройстве буферизации внутри головного устройство. При появлении активного канала передачи данных, блок управления автоматически выгрузит накопленные данные из устройства буферизации на сервер.
Claims
1. Система управления опрыскивателем, состоящая из головного устройства с устройством буферизации, выполненым с возможностью временного хранения данных в случае потери связи между головным устройством и сервером мониторинга, блока управления, антенно- фидерного комплекта, расходомера, выполненного с возможностью измерения потока жидкости, подаваемого в штангу опрыскивателя, датчика давления, выполненного с возможностью измерения давления жидкости в опрыскивателе, датчика скорости, главного клапана, выполненного с возможностью включения/выключения потока жидкости в опрыскивателе, пропорционального клапана, выполненного с возможностью регулирования потока жидкости в опрыскивателе, блока секционных клапанов, выполненный с возможностью включения/отключения потока жидкости в отдельных секциях опрыскивателя, блока управляемых форсунок, выполненного с возможностью включения/отключения потока жидкости на отдельные форсунки опрыскивателя, сервера мониторинга, выполненного с возможностью, сбора и хранения информации о работе системы управления опрыскивателем, подсветки, причем головное устройство электрическим кабелем по интерфейсу CAN или RS232 соединено с антенно-фидерным комплектом и блоком управления, а блок управления электрическим кабелем по интерфейсу CAN или RS232 соединен с расходомером, датчиком давления, датчиком скорости, главным клапаном, пропорциональным клапаном, блоком секционных клапанов и блоком управляемых форсунок, расходомер соединен с блоком секционных клапанов и пропорциональным клапаном, а датчик давления соединен с блоком секционных клапанов, причем сервер мониторинга соединен с головным устройством по беспроводному каналу связи.
11
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
2. Система управления опрыскивателем по и. 1 отличающаяся тем, что головное устройство выполнено в виде портативного электронно- вычислительного устройства, оснащенного сенсорным экранным модулем, интерфейсами подключения и элементами звуковой и световой индикации.
3. Система управления опрыскивателем по п. 1 отличающаяся тем, что антенно-фидерный комплект выполнен в виде GPS/GLONASS антенны в форме гриба с высокочастотным кабелем.
4. Система управления опрыскивателем по п. 1 отличающаяся тем, что расходомер выполнен в виде участка трубы с установленным в нем датчиком.
5. Система управления опрыскивателем по п. 1 отличающаяся тем, что датчик давления представляет собой измерительное устройство цилиндрической формы с резьбой и чувствительным элементом на конце.
6. Система управления опрыскивателем по п. 1 отличающаяся тем, что датчик скорости выполнен в виде измерительного устройства прямоугольной или цилиндрической формы, реагирующее на приближение к нему металлических предметов.
7. Система управления опрыскивателем по и. 1 отличающаяся тем, что главный клапан выполнен в виде трехходового электромагнитного клапана.
8. Система управления опрыскивателем по и. 1 отличающаяся тем, что пропорциональный клапан выполнен в виде трехходового электромагнитного клапана.
9. Система управления опрыскивателем по п. 1 отличающаяся тем, что блок секционных клапанов представляет собой набор трехходовых электромагнитных клапанов
10. Система управления опрыскивателем по п. 1 отличающаяся тем, что блок управляемых форсунок представляет собой набор малогабаритных двухходовых электромагнитных клапанов, разнесенных вдоль крайних секций штанги опрыскивателя.
12
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019120853 | 2019-07-04 | ||
| RU2019120853A RU2706490C1 (ru) | 2019-07-04 | 2019-07-04 | Система управления опрыскивателем |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021002783A1 true WO2021002783A1 (ru) | 2021-01-07 |
Family
ID=68579571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2020/050170 WO2021002783A1 (ru) | 2019-07-04 | 2020-07-28 | Система управления опрыскивателем |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2706490C1 (ru) |
| WO (1) | WO2021002783A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115119818A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-09-30 | 安徽隆展畜牧科技有限公司 | 一种羊棚用电子监控装置及其监控方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2770488C1 (ru) * | 2021-10-06 | 2022-04-18 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Устройство для внутрипочвенного дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений и пестицидов |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4828177A (en) * | 1987-12-18 | 1989-05-09 | Frans Schuitemaker | Adjustable sprayer assembly |
| US5172861A (en) * | 1990-10-26 | 1992-12-22 | Ag-Spray Corporation | Agricultural sprayer |
| RU2020818C1 (ru) * | 1991-12-02 | 1994-10-15 | Ленинградский сельскохозяйственный институт | Устройство автоматического контроля и управления расходом рабочей жидкости в штанговых опрыскивателях |
| RU2048098C1 (ru) * | 1992-03-31 | 1995-11-20 | Ленинградский сельскохозяйственный институт | Устройство управления расходом рабочей жидкости полевыми опрыскивателями с коррекцией на концентрацию раствора |
| EA025043B1 (ru) * | 2011-12-14 | 2016-11-30 | Басф Се | Система и способ внесения жидких смесей |
| RU2629784C2 (ru) * | 2015-02-27 | 2017-09-04 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Полевой опрыскиватель для автоматического регулирования технологического процесса внесения жидких минеральных удобрений |
| EA027993B1 (ru) * | 2010-09-10 | 2017-09-29 | Эксель Эндюстри | Опрыскивающее устройство для сельскохозяйственной машины с картографическим управлением |
-
2019
- 2019-07-04 RU RU2019120853A patent/RU2706490C1/ru active
-
2020
- 2020-07-28 WO PCT/RU2020/050170 patent/WO2021002783A1/ru active Application Filing
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4828177A (en) * | 1987-12-18 | 1989-05-09 | Frans Schuitemaker | Adjustable sprayer assembly |
| US5172861A (en) * | 1990-10-26 | 1992-12-22 | Ag-Spray Corporation | Agricultural sprayer |
| RU2020818C1 (ru) * | 1991-12-02 | 1994-10-15 | Ленинградский сельскохозяйственный институт | Устройство автоматического контроля и управления расходом рабочей жидкости в штанговых опрыскивателях |
| RU2048098C1 (ru) * | 1992-03-31 | 1995-11-20 | Ленинградский сельскохозяйственный институт | Устройство управления расходом рабочей жидкости полевыми опрыскивателями с коррекцией на концентрацию раствора |
| EA027993B1 (ru) * | 2010-09-10 | 2017-09-29 | Эксель Эндюстри | Опрыскивающее устройство для сельскохозяйственной машины с картографическим управлением |
| EA025043B1 (ru) * | 2011-12-14 | 2016-11-30 | Басф Се | Система и способ внесения жидких смесей |
| RU2629784C2 (ru) * | 2015-02-27 | 2017-09-04 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Полевой опрыскиватель для автоматического регулирования технологического процесса внесения жидких минеральных удобрений |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115119818A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-09-30 | 安徽隆展畜牧科技有限公司 | 一种羊棚用电子监控装置及其监控方法 |
| CN115119818B (zh) * | 2022-05-10 | 2023-07-18 | 安徽隆展畜牧科技有限公司 | 一种羊棚用电子监控装置及其监控方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2706490C1 (ru) | 2019-11-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6786425B2 (en) | Sprayer controller and method | |
| WO2021002783A1 (ru) | Система управления опрыскивателем | |
| US20140299673A1 (en) | Electrically actuated variable pressure controll system | |
| US20150134129A1 (en) | Continuously calibrating chemigation injection unit | |
| EP1833295B2 (en) | A method for regulating the throughput | |
| CN105850332A (zh) | 一种可同步施肥或喷洒农药的卷盘式喷灌机 | |
| EP1576872A2 (de) | Beregnungsanlage | |
| EP2205056A1 (en) | Adaptive feedback sources for application controllers | |
| CN102669079A (zh) | 对靶变量喷雾实验机 | |
| US4277026A (en) | Liquid chemical spraying apparatus movable by a tower-type water irrigation system | |
| EP3772884A1 (en) | Irrigation system for applying applicant having a microbe concentration to enhance crop production | |
| CN110603944A (zh) | 一种水肥药一体化系统 | |
| GB2337984A (en) | Liquid spraying apparatus | |
| CN106681400A (zh) | 一种适用于无人机的变量喷施系统 | |
| CN112889446A (zh) | 一种农业种植水肥一体化装置 | |
| CN211322043U (zh) | 一种水肥药一体化系统 | |
| CN107422701B (zh) | 一种pwm变量施药机作业状态在线评估及优化系统 | |
| WO2021138741A1 (en) | Lawn or garden maintenance device and related system | |
| CN104285579B (zh) | 喷射式变量施肥系统 | |
| RU2676319C1 (ru) | Автоматизированный агрегат для дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений | |
| RU2629784C2 (ru) | Полевой опрыскиватель для автоматического регулирования технологического процесса внесения жидких минеральных удобрений | |
| CN104221566B (zh) | 一种吊机式变量施肥系统 | |
| CN104285578B (zh) | 单臂吊机式变量施肥系统 | |
| RU2231259C2 (ru) | Агрегат малообъемного опрыскивания "иртышанка" | |
| RU215489U1 (ru) | Универсальное цифровое устройство для системы контроля и управления машиной химизации |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 20834217 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 20834217 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |