1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) B (11) 29317
(51) A01D 41/12 (2006.01)
A01D 91/00 (2006.01)
A01D 89/00 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
(21) 2012/1212.1
(22) 14.11.2012
(45) 15.12.2014, бюл.№ 12
(72) Садыков Жарылкасын Сарсембекович; Есполов
Тлектес Исабаевич; Агмазов Мухамедолла
Сагидулинович; Тиреуов Канат Маратович;
Тойлыбаев Мейрамбай Сейсенбаевич; Садыкова
Сауле Жарылкасыновна
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Казахский
национальный аграрный университет"
Министерства образования и науки Республики
Казахстан
(56) KZ 19509 A, 16.06.2008
RU 2402896 C1, 10.11.2010
RU 2009140961 A, 20.05.2011
SU 1687078 A1, 30.10.1991
(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
КОЭФФИЦИЕНТА РАЗРАВНИВАНИЯ
БИОМАССЫ, ПОСТУПАЮЩЕЙ В МСУ
КОМБАЙНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(57) Изобретение относится к технике исследования
и испытания усовершенствованных рабочих органов
уборочных машин и наклонной камеры нового
поколения рисозернового комбайна, в частности к
способу определения коэффициента разравнивания
биомассы, поступающей в МСУ комбайна,
связанные с неравномерной загрузкой комбайна по
ширине, влиянием неравномерности на показатели
обмолота и сепарации, установлением причин,
приводящих к такой загрузке при проведении
исследовательских работ по разным видам
сельскохозяйственных культур.
В способе определения коэффициента
разравнивания биологической массы, поступающей
в МСУ комбайна включающий подачу биомассы
транспортером питателя к проставке и наклонной
камере уборочной машины, затем оценка
коэффициента разравнивания биомассы путем
подсчета численных значении разницы максимально
смещенных и менее смещенных координат
соответствующих стеблей по формуле (1), n-ую
часть окрашенных стебельков из слоя подаваемой
биомассы фиксируют видеокамерой № 1, затем на
разгрузочном транспортере фиксируют
видеокамерой №2 соответствующие смещенные
координаты окрашенных стеблей, после чего
подсчитывают среднее численное значение
коэффициента из записей видео регистратора по
формуле. При этом исследования процесса
растаскивания окрашенных стебельков изучают
показаниями видеокамер №3 и №4.
Устройство для определения коэффициента
разравнивания биомассы, включающее наклонную
камеру уборочной машины с питателем и
разгрузочными транспортерами снабжены
видеокамерами №1 и №2, при этом для
исследования процесса растаскивания окрашенных
стеблей наклонная камера снабжена с
видеокамерами №3 и №4. Причем видеокамеры №1
и №2 выполнены регулируемыми по вертикали и с
возможностью перемещения вдоль питателя и
разгрузочного транспортеров, а видеокамеры №3 и
№4 - регулируемыми с возможностью перемещения
по длине и ширине дна наклонной камеры.

2. 29317
2
Изобретение относится к технике исследования и
испытания усовершенствованных рабочих органов
уборочных машин и наклонной камеры нового
поколения рисозернового комбайна, в частности к
способу определения коэффициента разравнивания
биомассы, поступающей в МСУ комбайна
наклонной камерой, связанные с неравномерной
загрузкой комбайна по ширине, влиянием
неравномерности на показатели обмолота и
сепарации, установлением причин, приводящих к
такой загрузке при проведении исследовательских
работ по разным видам сельскохозяйственных
культур.
Известен рисозерновой комбайн с компоновкой
рабочих и транспортирующих органов по Т-
образной схеме [Комбайн зерноуборочный «Енисей-
1200М» и его модификации //ОАО «КЗК»,
ГОСНИТИ СФ. с.22, 28, 303], при которой поток
биомассы, поступающий в молотилку, независимо
от технологии уборки (прямое или раздельное
комбайнирование), сужается до ширины наклонной
камеры. Установлено, что валки формируемые
валковыми жатками, или поток, формирующийся
прямым комбайнированием, имеют неравномерное
распределение биомассы (растительной) как в
продольном, так и в поперечном направлениях. При
обмолоте этих потоков биомассы вследствие
недостаточного растаскивающего действия
транспортирующих рабочих органов
неравномерность увеличивается, обуславливая
неравномерную загрузку МСУ (молотильно-
сепарирующих органов), что в конечном счете
отрицательно сказывается как на
производительности, так и на качественных,
энергетических и других показателях рисозернового
комбайна. В современных комбайнах коэффициент
использования длины барабана составляет 0,6-0,8,
то есть 20-40% ширины молотилки в работе не
используются. Причем, меньшее значение этого
коэффициента относится к более широким
молотилкам. Наиболее чувствительным к
неравномерной загрузке по ширине сепарирующие
органы молотилки (соломотряс и очистка). В свою
очередь равномерность загрузки по ширине зависит
от параметров и структуры потока биологической
массы (валка), подаваемого в молотилку комбайна.
Поэтому при исследованиях и испытаниях
наклонной камеры нового поколения рисозернового
комбайна очень важно точность определение
коэффициента разравнивания биомассы.
Известен способ повышения
производительности комбайна путем равномерной
загрузки рабочих органов, например
распределением биомассы по всей ширине
наклонной камеры и устройство для его
осуществления [Описание изобретения к
авторскому свидетельству SU №1687078]. Здесь,
коэффициент разравнивания биомассы оценивается
забиваемостью молотилки комбайна биомассой, т.е.
частотой вынужденных остановок при обмолоте
биологической массы.
Указанный способ оценки и определения
коэффициента разравнивания биомассы наклонной
камерой уборочной машины допускает
значительные погрешности и не сможет точно
определить коэффициент растаскивания отдельных
стеблей рабочими органами наклонной камеры,
влияющих на равномерность загрузки МСУ
комбайна.
Известно, что главный фактор определения
точности измерения коэффициента разравнивания
биологической массы, поступающей в МСУ
комбайна имеет максимальное значение → 100%
только при автоматизации изучаемых процессов
смещения и видеофиксации разноцветных стеблей
на лабораторной установке (стенде). В известных
устройствах и способах, например, комбайнах
снабженный ультразвуковой системой определения
препятствий по периметру комбайна, системой
видеонаблюдения по периметру комбайна и, в
выделенных местах, системой поддержания
оптимальных параметров в кабине, системой
полуавтоматического и автоматического управления
комбайна, системой дистанционного управления
группой комбайнов в ручном, полуавтоматическом
и автоматическом режимах (при уборке
сельскохозяйственных культур: ячменя, проса,
пшеницы, риса, гречихи, гороха, ржи, семян
масличных и трав и др.) [Описание изобретения к
патенту РФ № 2402896. Зерноуборочный комбайн.],
а также в способах создания банка графических
данных для процесса оценки изображений, при
котором отдельные изображения для банка
графических данных генерируют в ходе процесса
уборки сельскохозяйственной рабочей машины с
помощью, по меньшей мере, одной камеры,
имеющие генерируемые, по меньшей мере, одной
камерой отдельные изображения соотносят с
характерными данными рабочего процесса
сельскохозяйственной рабочей машины и каждое
соотнесенное с характерными данными отдельное
изображение записывают в банк графических
данных с возможностью многократного вызова и
редактирования; кроме того устройство
выполненное с возможностью генерирования
характерных данных рабочего процесса
сельскохозяйственной рабочей машины
посредством бортовых систем датчиков и/или с
возможностью передачи их через систему GPS на
устройство обработки данных, и/или с
возможностью ввода вручную через устройство
ввода (при создании банка графических данных для
процесса оценки изображений) [Заявка на
изобретение № 2009140961. Российская федерация.
Способ создания банка графических данных для
процесса оценки изображений и устройство для
осуществления способа.], фактор определения и
повышения точности измерения коэффициента
разравнивания биологической массы, поступающей
в МСУ комбайна отсутствуют.
Наиболее близким по технической сущности и
достигаемому результату к заявляемому является
способ определения коэффициента разравнивания
биологической массы, включающий подачу
биомассы транспортером питателя к проставке и
наклонной камере уборочной машины с

3. 29317
3
последующей оценкой коэффициента
разравнивания путем окрашивания n-ую часть
стебельков из слоя подаваемой биомассы, затем
посредством фиксатора питателя замеряют
исходные координаты месторасположения комлевой
и колосовой части каждого окрашенного стебелька
относительно вдоль центральной оси наклонной
камеры, затем после транспортировки биомассы
наклонной камерой на выходе посредством
фиксатора разгрузочного транспортера замеряют
соответствующие смещенные координаты
окрашенных стеблей относительно той же системы
отсчета, после чего подсчитывают среднее
численное значение разницы максимально
смещенных и наименее смещенных координат
соответствующих разноцветных стебельков и
оценивают коэффициент разравнивания биомассы
по формуле [Описания изобретения к предпатенту
РК №19509].
Способ реализуется устройством для
определения коэффициента разравнивания
биомассы, включающее наклонную камеру
уборочной машины с питателем снабжена П-
образной рамой с вырезом, где закреплен фиксатор
и метрическая линейка, а на выбросной кромке
наклонной камеры установлен разгрузочный
транспортер с аналогичной рамой, при этом 0-ое
деление линейки соответствует к центру наклонной
камеры по ширине, а фиксатор выполнен
регулируемой по вертикали и с возможностью
перемещения вдоль выреза рамы; кроме того каждая
П-образная рама также выполнена
перемещающимися вдоль транспортеров [Описания
изобретения к предпатенту РК №19509].
Однако вышеуказанный способ определения
коэффициента разравнивания биомасс,
поступающей в МСУ комбайна допускает
погрешности из-за растянутого времени измерении
координат месторасположения окрашенных
стебельков и низкую оперативность при подсчете
смешенных координат измеряемых стеблей и
определении коэффициента разравнивания
биомассы, так как процесс подсчета окрашенных
стебельков и определения коэффициента
разравнивания биомассы растянут по времени.
Кроме того устройство для определения
коэффициента разравнивания биомассы,
поступающей в МСУ комбайна сложна и имеет
низкую работоспособность.
Предлагаемый способ определения
коэффициента разравнивания биомассы,
поступающих в МСУ комбайна и устройство для
его осуществления позволяет решить техническую
задачу, имеющую место в приведенных выше
известных технических решениях, а именно,
обеспечивает такой технический результат, как
оперативная оценка и определение численного
значения коэффициента разравнивания биомассы
рабочими органами уборочных машин с
минимальной погрешностью.
Технический результат, заключающийся в
оценке и определении численного значения
коэффициента разравнивания биомассы рабочими
органами наклонной камеры, достигается тем, что в
способе определения коэффициента разравнивания
биологической массы, поступающей в МСУ
комбайна включающий подачу биомассы
транспортером питателя к проставке и наклонной
камере уборочной машины, затем последующая
оценка коэффициента разравнивания n-ую часть
окрашенных стебельков из слоя подаваемой
биомассы фиксируют видеокамерой №1, затем на
разгрузочном транспортере фиксируют
видеокамерой №2 соответствующие смещенные
координаты окрашенных стеблей, после чего
подсчитывают среднее численное значение
коэффициента из записей видео регистратора по
формуле. При этом исследования процесса
растаскивания окрашенных стебельков изучают
показаниями видеокамеры №3 и №4.
Устройство для определения коэффициента
разравнивания биомассы, включающее наклонную
камеру уборочной машины с питателем снабжен
видеокамерой №1, а на выбросной кромке
наклонной камеры установлен разгрузочный
транспортер с видеокамерой №2. Для исследования
процесса растаскивания окрашенных стеблей
наклонная камера снабжена с видеокамерами №3 и
№4. Причем видеокамеры №1 и №2 выполнены
регулируемыми по вертикали и с возможностью
перемещения вдоль питателя и разгрузочного
транспортеров, а видеокамеры №3 и №4 -
регулируемыми с возможностью перемещения по
длине и ширине дна наклонной камеры.
Таким образом, предлагаемая совокупность
признаков, приведенная в предлагаемой формуле
изобретения, обеспечивает новый в отличие от
прототипа технический результат, заключающийся
в наиболее оперативной оценке и определении
численного значения коэффициента разравнивания
биомассы, поступающей в МСУ комбайна и
наклонной камерой нового поколения уборочной
машины.
Сущность изобретения поясняется чертежами,
где на фиг.1 показан общий вид экспериментальной
установки для определения коэффициента
разравнивания биомассы, вид спереди; на фиг.2 -
экспериментальной установка для определения
коэффициента разравнивания биомассы, вид по А на
фиг.1; на фиг.3 - СИ (системы измерений: цифровой
видео регистратор EverFokus ELR4F [видео формат
PAL|NTSC, видео Вход ECOR4:4 х 1Vpp FBAS,
BNC,75 Ohm, видео Выход - основной монитор:
1Vpp FBAS, BNC at 75 Ohm, 1xVGA
(разр.800х600@60 Hz), регистратор Событий
10000], блок питания 12 VDC с внешнего блока
питания 100-240 VAC, пульт дистанционного
управления), вид по Б на фиг.2; на фиг.4 - привод
рабочих органов устройства, вид В на фиг.1.
Устройство включает наклонную камеру 1,
проставку 2 с питателем 3 и ее транспортер 4, где
рядом расположен регулируемый по вертикали и
перемещающаяся по транспортеру 4 видеокамера
№1. Кроме того за выбросной кромкой наклонной
камеры 1 выполнен разгрузочный транспортер 5 с

4. 29317
4
аналогичной перемещающейся стойкой 6
видеокамера №2.
Для исследования процесса растаскивания
окрашенных стеблей наклонная камера 1 содержит
видеокамеры №3 и №4 выполненные
регулируемыми с возможностью перемещения по
длине и ширине дна наклонной камеры 1.
Определение коэффициента разравнивания
биомассы на этом устройстве осуществляется
следующим образом. В отвешенной порции
биомассы посредством видеокамеры №1
фиксируются исходные координаты комля и
колосовой части разноцветно окрашенных
стебельков, относительно вдоль центральной оси
наклонной камеры. Затем биомасса подается
транспортером 4 питателя 3 на проставку 2 и в
наклонную камеру 1 нового поколения. Пройдя
через исследуемые и оптимизируемые рабочие
органы наклонной камеры, они попадают на
разгрузочный транспортер 5. Здесь, также
посредством видеокамеры №2 регулируя ее по
вертикали и перемещая со стойкой 6 вдоль
транспортера 5 замеряют смещенные координаты
комля и колосовой части разноцветно окрашенных
стебельков, относительно той же системы отсчета,
после чего подсчитывают среднее численное
значение коэффициента из записей видео
регистратора по формуле:
μ = (∑ хmax - ∑ хmin) / ∑ хmax
где ∑ хmax - максимальное смещение окрашенных
стеблей, мм;
∑ хmin - минимальное смещение окрашенных
стеблей, мм;
μ - коэффициент разравнивания, подсчитывают
численное значение коэффициента разравнивания
растительной массы.
При этом исследования процесса растаскивания
окрашенных стебельков изучают показаниями
видеокамеры №3 и №4 посредством записи видео
регистратора 7.
Путем демонтажа необходимых узлов наклонной
камеры с проставкой экспериментальной установки
можно исследовать коэффициент разравнивания
биомассы каждым из вышеуказанных подающих
органов в отдельности, а при постановке их на
место - в комплексе. Причем для разных видов
сельскохозяйственных культур.
Опыты проводиться в трехкратной повторности
на сноповой массе сои, подсолнечника, риса,
ячменя, люцерне, семян пастбищных растений и
других сельскохозяйственных культур. Влажность
зерна и соломы, длина стеблей определяется по
существующей методике.
Для определения потребных мощностей на
привод транспортера переоборудованной
разравнивающим устройством и серией наклонных
камер используется тензометрическая аппаратура,
тарировка которой проводиться до и после
проведения опытов в трехкратной повторности.
Определяется статистическая погрешность при
тарировке вала наклонного транспортера и вала
проставки, затем осциллограммы обрабатывают
методом вариационной статистики.
Применение предлагаемого способа с
устройством позволяет наиболее оперативно и более
точно оценить и определить численные значения
коэффициента разравнивания биомассы рабочими
органами уборочных машин, в которых проводятся
измерение коэффициента разравнивания биомассы.
Создание конкурентоспособной и перспективной
наклонной камеры нового поколения в
зерноуборочных комбайнах предъявляет очень
высокие требования и, прежде всего, в части,
усовершенствования современных знаний и
методов. Впервые при проведений лабораторных
исследований оптимизационных параметров
инновационных (усовершенствованных) наклонных
камер предложена «умная методика» (Smart
Factory), в котором применяется на практике новые
технологии, позволяющие создать более гибкое
производство при исследований процессов в
наклонных камерах нового поколения, способное
лучше удовлетворять потребности каждого
исследователя.
Концепция «изготовления на заказ» требует
интерактивных коммуникаций со всеми сторонами,
принимающими участие в разработке спецификаций
и производстве, включая исследователей,
заказчиков, поставщиков, работников, а также
коммуникации с производственным оборудованием.
В рамках этой концепции исследователи и
производители стремятся к коммуникации между
машинами и продуктами. В изобретений, процесс
определения коэффициента разравнивания
биологической массы, поступающей в молотильно-
сепарирующее устройство (МСУ) комбайна
достигает высокой степени автоматизации, время
обработки и сборки сокращается до минимума. В
будущем все составляющие (наклонная камера,
распределительная доска, центр обработки) смогут
не только выполнять запрограммированные
операции, но и самостоятельно распознавать и
определять, какие операции следует произвести с
новой наклонной камерой зерноуборочного
комбайна.
Значение исследователя будет только
увеличиваться, он будет выполнять меньше
механической работы и все активнее участвовать в
креативном процессе, планировании, управлении и
контроле при проведений сложных и трудоемких
экспериментальных исследований. Одной из
важных задач исследователя станет оценка полноты
и качества данных, а также поиск более простых
структурных решений. В перспективе новый способ
определения коэффициента разравнивания
биологической массы, поступающей в молотильно-
сепарирующее устройство комбайна будет нести с
собой знание о самом себе и говорит
распределительной доске наклонной камеры, каким
он должен быть. Какими параметрами должна
владеть распределительная доска наклонной камеры
нового поколения при уборке разных видов
сельскохозяйственных культур? Зерновых,
зернобобовых, масличных, технических, кормовых,
пастбищных растений или других видов
сельскохозяйственных культур? Может быть,

5. 29317
5
смесью всех указанных? Но если так, то в какой
пропорции? Какая распределительная доска
наклонной камеры будет оптимальной? Зерновых,
масличных или для семян трав? Что там будет
значимым? Наклонная камера зерноуборочного
комбайна с распределительной доской выглядит
просто, но варианты того, что на ней можно
произвести, бесконечны.
Таким образом, способ определения
коэффициента разравнивания биологической массы,
поступающей в МСУ комбайна, позволяет
определить распределительной доске наклонной
камеры, каким он должен быть и какими
параметрами должена владеть распределительная
доска наклонной камеры нового поколения при
уборке разных видов сельскохозяйственных
культур.
Благодаря новому механико-технологическому
принципу распознавания и определения
коэффициента разравнивания биологической массы,
поступающей в МСУ комбайна - экспериментатор
(исследователь) будет выполнять меньше
механической работы и все активнее участвовать в
креативном процессе, планировании, управлении и
контроле при проведений сложных и трудоемких
экспериментальных исследований. Одной из
важных задач исследователя станет оценка полноты
и качества данных, а также поиск более простых
структурных решений, что приводит к основному
эффекту - повышению точности измерения
коэффициента разравнивания биологической массы,
поступающей в МСУ комбайна.
Такие исследования открывают широкую
возможность для ускоренного создания
перспективных рабочих органов уборочных машин
нового поколения, а методика определения и
исследования коэффициента разравнивания
биологической массы разных видов
сельскохозяйственных культур лягут в основу
новых ГОСТов.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ определения коэффициента
разравнивания биологической массы, поступающей
в МСУ комбайна, включающий подачу биомассы
транспортером питателя к проставке и наклонной
камере уборочной машины, оценку коэффициента
разравнивания биомассы путем подсчета численных
значений разницы максимально смещенных и менее
смещенных координат соответствующих стеблей по
формуле:
μ = (∑ хmax - ∑ хmin) / ∑ хmax (1)
где: ∑хmax - максимальное смещение окрашенных
стеблей, мм;
∑хmin - минимальное смещение окрашенных
стеблей, мм;
μ - коэффициент разравнивания,
отличающийся тем, что n-ую часть окрашенных
стеблей из слоя подаваемой биомассы фиксируют
видеокамерой №1, затем на разгрузочном
транспортере фиксируют видеокамерой №2
соответствующие смещенные координаты
окрашенных стеблей, после чего подсчитывают
среднее численное значение коэффициента из
записей видеорегистратора по формуле (1).
2. Способ определения коэффициента
разравнивания биомассы по п.1, отличающийся
тем, что исследования процесса растаскивания
окрашенных стеблей изучают показаниями
видеокамер №3 и №4.
3. Устройство для определения коэффициента
разравнивания биомассы, включающее наклонную
камеру уборочной машины с питателем и
разгрузочным транспортером, отличающееся тем,
что питатель и разгрузочный транспортеры
снабжены видеокамерами №1 и №2.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что
для исследования процесса растаскивания
окрашенных стеблей наклонная камера снабжена с
видеокамерами №3 и №4.
5. Устройство по п.3, отличающееся тем,что
видеокамеры №1 и №2 выполнены регулируемыми
по вертикали и с возможностью перемещения вдоль
питателя и разгрузочного транспортеров.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем,что
видеокамеры №3 и №4 выполнены регулируемыми
с возможностью перемещения по длине и ширине
дна наклонной камеры.

6. 29317
6
Верстка А. Сарсекеева
Корректор Р. Шалабаев