RU168042U1 - Remote-controlled automated soil sampler - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для точного и быстрого отбора образцов почвы.Задача полезной модели - повысить эффективность и безопасность процесса отбора почвенных проб за счет возможности дистанционного управления устройством при возникновении нештатной ситуации.Предлагаемое устройство позволяет качественно и детально производить обследование на наличие и содержание питательных элементов в почве, которые необходимы для полноценного развития сельскохозяйственных культур.Данный автоматизированный почвенный пробоотборник с дистанционным управлением характеризуется универсальностью и скоростью отбора проб (автоматически отбирает до 20 образцов почвы), средняя производительность до 1000 га в сутки.Автоматизированный почвенный пробоотборник с дистанционным управлением позволит существенно снизить затраты ручного труда, даст возможность производить отбор проб почвы сразу несколькими роботами одновременно, одному оператору, вместо целой бригады сотрудников. 1 ил.The utility model relates to devices designed for accurate and quick soil sampling. The objective of the utility model is to increase the efficiency and safety of the soil sampling process due to the ability to remotely control the device in case of emergency. The proposed device allows a qualitative and detailed inspection for the presence and content nutrients in the soil, which are necessary for the full development of crops. This automated soil The remote-controlled sampler is characterized by versatility and sampling speed (automatically takes up to 20 soil samples), the average productivity is up to 1000 ha per day. Remote-controlled automated soil sampler will significantly reduce manual labor costs, will make it possible to take soil samples with several robots at once at the same time, to one operator, instead of a whole team of employees. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для точного и быстрого отбора образцов почвы.The utility model relates to devices designed for accurate and quick sampling of soil.

Известен ручной почвенный бур-пробоотборник, в котором при помощи вращения корпуса, внешняя часть которого выполнена в виде спирали с режущей кромкой, с фрезой производится отбор почвы с ненарушенной структурой, в результате ненарушенный слой почвы попадает в пробоотборную гильзу, а разрушенный режущей кромкой грунт поступает в межвитковое пространство шнековой спирали и поднимается ею наверх, образуется скважина. При достижении определенной глубины серповидные ножи перерезают столбик монолита, стремясь навстречу друг к другу, перекрывают вход в пробоприемную гильзу, и бур извлекается за хвостовик оси. [1].Known manual soil drill sampler, in which by rotating the casing, the outer part of which is made in the form of a spiral with a cutting edge, soil with an undisturbed structure is selected with a milling cutter, as a result, the undisturbed soil layer enters the sampling sleeve, and the soil destroyed by the cutting edge enters into the inter-turn space of the screw spiral and rises upwards with it, a well is formed. When a certain depth is reached, the sickle-shaped knives cut the column of the monolith, trying to meet each other, block the entrance to the sampling receptacle, and the drill is removed by the shaft end. [one].

К недостаткам такого устройства относится низкая производительность отбора проб почвы, большая трудоемкость процесса.The disadvantages of this device include the low productivity of soil sampling, the high complexity of the process.

Наиболее близким по сходным признакам к предлагаемому устройству является робот для взятия и анализа проб почвы, содержащий приводное устройство для обеспечения движения робота по поверхности земли, блок управления приводным устройством, пробоотборник для взятия проб почвы, лабораторию для анализа пробы почвы, процессор для формирования данных анализа почвы и передатчик для передачи полученных данных в удаленный центр [2].The closest in similar features to the proposed device is a robot for sampling and analysis of soil samples, containing a drive device to ensure movement of the robot on the surface of the earth, a control unit for the drive device, a sampler for sampling soil, a laboratory for analyzing soil samples, a processor for generating analysis data soil and a transmitter for transmitting the received data to a remote center [2].

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

1. громоздкая конструкция, которая ограничивает глубину забора проб;1. bulky design, which limits the depth of sampling;

2. низкая точность агрохимического анализа почвы;2. low accuracy of agrochemical soil analysis;

3. использование на различной географической местности радиочастотной (сотовой) техники для передачи и отправке полученных данных.3. the use of radio frequency (cellular) equipment in various geographical areas for the transmission and sending of received data.

Задача полезной модели - повысить эффективность и безопасность процесса отбора почвенных проб за счет возможности дистанционного управления устройством при возникновении нештатной ситуации.The objective of the utility model is to increase the efficiency and safety of the soil sampling process due to the possibility of remote control of the device in case of emergency.

Предлагаемое устройство, как и известное, содержит самоходное шасси с приводным устройством для обеспечения движения по поверхности земли, блок управления и блок контроля, пробоотборник для взятия проб почвы, конвейер для транспортирования образцов почвы, бортовой компьютер, систему связи и навигации, включающую в себя систему глобального позиционирования. В отличие от известного устройства, автоматизированный почвенный пробоотборник содержит систему удаленного управления, включающую датчики положения в пространстве и датчики препятствий, расположенные по всему периметру самоходного шасси, видеосистему для удаленного управления, сигнальное оборудование.The proposed device, as well as the known one, contains a self-propelled chassis with a drive device for providing movement on the surface of the earth, a control unit and a control unit, a sampler for taking soil samples, a conveyor for transporting soil samples, an on-board computer, a communication and navigation system that includes a system global positioning. Unlike the known device, the automated soil sampler contains a remote control system, including position sensors in space and obstacle sensors located around the entire perimeter of the self-propelled chassis, a video system for remote control, signaling equipment.

Предлагаемое устройство позволяет качественно и детально производить обследование на наличие и содержание питательных элементов в почве, которые необходимы для полноценного развития сельскохозяйственных культур.The proposed device allows high-quality and detailed examination to the presence and content of nutrients in the soil, which are necessary for the full development of crops.

Автоматизированный почвенный пробоотборник (АПП) представляет собой самоходное шасси 1 с приводным устройством 2 и системой питания - аккумуляторной батарей 3. На самоходное шасси 1 монтируется механизм отбора проб, включающей пробоотборник для взятия проб почвы 4, конвейер для транспортирования образцов почвы в контейнер 5. При этом автоматизированный почвенный пробоотборник оборудуется системой автономного и удаленного управления, включающие: блок управления и контроля (бортовой компьютер) 6, датчики положения в пространстве и датчики препятствий 7, расположенные по всему периметру самоходного шасси, видеосистему для удаленного управления 8, систему связи 9 и навигации 10, включающую в себя систему глобального позиционирования GPS/GLONASS, а также сигнальное оборудование 11.An automated soil sampler (APP) is a self-propelled chassis 1 with a drive unit 2 and a power system - rechargeable batteries 3. A sampling mechanism is mounted on the self-propelled chassis 1, including a sampler for taking soil samples 4, a conveyor for transporting soil samples to container 5. When The automated soil sampler is equipped with an autonomous and remote control system, including: a control and monitoring unit (on-board computer) 6, space position sensors and sensors obs tacle 7 disposed around the perimeter of the motor vehicle, a video system for remote control 8, the communication and navigation system 9 10, including a system GPS / GLONASS global positioning, as well as signaling panels 11.

Перед началом работы автоматизированный почвенный пробоотборник получает индивидуальное задание, сформированное на основе картирования полей. Для этого предварительно объезжается каждое поле, и сохраняется в памяти бортового компьютера полевой контур. После размещения на краю поля, АПП начинает выполнение индивидуального задания по отбору проб. Затем накладывается на полученный контур сетка, ячейкой которой является элементарный участок поля. В заданной точке поля автоматизированный почвенный пробоотборник, используя пробоотборник 4, производит отбор образца почвы, а затем отобранные образцы конвейером для транспортирования образцов почвы загружаются в контейнер 5. Как только контейнер 5 заполняется, оператор извлекает пробы и отправляет на анализ в агрохимическую лабораторию. Данный автоматизированный почвенный пробоотборник производит отбор проб почвы на глубине до 50 см. Питание АПП осуществляется от электрической батареи 3. По всему периметру машины расположены датчики препятствий 7, а также автоматизированный почвенный пробоотборник оснащен специальной системой видеоконтроля 8. При возникновении нештатной ситуации работа автоматизированного почвенного пробоотборника прекращается и оператору подается предупредительный сигнал, посредством сигнального оборудования 11, далее оператор принимает решение о продолжении работы, или переводит АПП на дистанционное управление.Before starting work, the automated soil sampler receives an individual task, formed on the basis of field mapping. To do this, each field is circled beforehand and the field circuit is stored in the on-board computer memory. After placement at the edge of the field, the APP begins to perform an individual task for sampling. Then, a grid is applied to the resulting contour, the cell of which is an elementary section of the field. At a given point in the field, an automated soil sampler, using sampler 4, takes a soil sample, and then the selected samples are loaded onto a container 5 by a conveyor for transporting soil samples. As soon as container 5 is full, the operator extracts the samples and sends them to the agrochemical laboratory for analysis. This automated soil sampler takes soil samples up to a depth of 50 cm. The APP is powered by an electric battery 3. Obstacle sensors 7 are located around the perimeter of the machine, as well as an automated soil sampler equipped with a special video monitoring system 8. When an emergency occurs, the operation of the automated soil sampler stops and the operator receives a warning signal, through the signaling equipment 11, then the operator makes a decision continuation of the work, or transfers APP on the remote control.

Автоматизированный почвенный пробоотборник управляется с мобильного или, при наличии устойчивой связи, со стационарного пункта контроля с помощью навигационной системы 10.The automated soil sampler is controlled from a mobile or, if there is a stable connection, from a stationary control point using the navigation system 10.

Данный АПП характеризуется универсальностью и скоростью отбора проб (автоматически отбирает до 20 образцов почвы), средняя производительность до 1000 га в сутки. Автоматизированный почвенный пробоотборник с дистанционным управлением позволит существенно снизить затраты ручного труда, даст возможность производить отбор проб почвы сразу несколькими роботами одновременно, одному оператору, вместо целой бригады сотрудников. К полю пробоотборники доставляются на грузовой машине или прицепе легкового автомобиля.This APP is characterized by versatility and sampling speed (automatically takes up to 20 soil samples), the average productivity of up to 1000 hectares per day. Automated soil sampler with remote control will significantly reduce the cost of manual labor, will make it possible to take soil samples by several robots at once, to one operator, instead of a whole team of employees. Samplers are delivered to the field by truck or trailer of a car.

Источники информации:Information sources:

1. Патент RU № 2348754 Почвенный бур-пробоотборник МПК (2006.01) E02D 1/04, G01N 1/04, опубл. 10.03.2009 г., бюл. № 7.1. Patent RU No. 2348754 MPK soil drill sampler (2006.01) E02D 1/04, G01N 1/04, publ. 03/10/2009, bull. Number 7.

2. Заявка на изобретение № 2002134119 Транспортный робот и способ выборочного контроля почвы G01N 1/02, опубл. 10.07.2004 г. (прототип).2. Application for invention No. 2002134119 Transport robot and method for selective soil control G01N 1/02, publ. July 10, 2004 (prototype).

Claims (3)

1. Автоматизированный почвенный пробоотборник (АПП) с дистанционным управлением содержит самоходное шасси с приводным устройством для обеспечения движения по поверхности земли, блок управления и контроля, пробоотборник для взятия проб почвы, конвейер для транспортирования образцов почвы, систему связи и навигации и систему удаленного управления, включающую датчики положения в пространстве и датчики препятствий, видеосистему для удаленного управления, сигнальное оборудование.1. Remote-controlled automated soil sampler (APP) contains a self-propelled chassis with a drive unit for providing movement on the surface of the earth, a control and monitoring unit, a sampler for taking soil samples, a conveyor for transporting soil samples, a communication and navigation system and a remote control system, including position sensors in space and obstacle sensors, a video system for remote control, signaling equipment. 2. Автоматизированный почвенный пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что датчики препятствий установлены по всему периметру самоходного шасси, что способствует заданному (правильному) курсу движения.2. The automated soil sampler according to claim 1, characterized in that the obstacle sensors are installed around the entire perimeter of the self-propelled chassis, which contributes to a predetermined (correct) course of movement. 3. Автоматизированный почвенный пробоотборник по п.1, отличающийся тем, что система навигации включает в себя систему глобального позиционирования GPS/GLONASS.3. The automated soil sampler according to claim 1, characterized in that the navigation system includes a GPS / GLONASS global positioning system.

Images