RU216431U1 - DEVICE FOR LASER PROCESSING OF SEEDS AND PLANTS - Google Patents
DEVICE FOR LASER PROCESSING OF SEEDS AND PLANTS Download PDFInfo
- Publication number
- RU216431U1 RU216431U1 RU2022117730U RU2022117730U RU216431U1 RU 216431 U1 RU216431 U1 RU 216431U1 RU 2022117730 U RU2022117730 U RU 2022117730U RU 2022117730 U RU2022117730 U RU 2022117730U RU 216431 U1 RU216431 U1 RU 216431U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seeds
- conveyor belt
- spreader
- gear
- laser
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Устройство относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству и семеноводству, и может быть использовано в качестве устройства для предпосевной лазерной обработки семян и лазерной стимуляции растений различных сельскохозяйственных культур.The device relates to the field of agriculture, in particular to plant growing and seed production, and can be used as a device for pre-sowing laser seed treatment and laser stimulation of plants of various crops.
Поставленная задача достигается тем, что, по сравнению с известным техническим решением, содержащим сетку-отделитель для семян, шестеренчатый разбрасыватель, транспортерную ленту с буртиками, приводимые в движение электроприводом с ременной передачей, и блок управления, закрепленные на каркасе, предложенное техническое решение содержит съемный загрузочный бункер для семян с лотком, в котором находиться сетка-отделитель и шестеренчатый разбрасыватель для подачи семян на транспортерную ленту, над которой по обе стороны установлены полупроводниковые лазерные модули с указателями угла наклона в вертикальной плоскости, продольной направлению движения транспортерной ленты, и цилиндрическими линзами, преобразующими лазерный пучок в узкую линию, растянутую в вертикальной плоскости, поперечной направлению движения транспортерной ленты, причем угол наклона полупроводниковых лазерных модулей в вертикальной плоскости, продольной направлению движения транспортерной ленты, может быть установлен по указателям угла наклона с помощью подвижных соединений, связывающих полупроводниковые лазерные модули с регулируемыми по высоте стойками крепления, присоединенными к каркасу, кроме того, шестеренчатый разбрасыватель приводится в движение от электропривода с помощью ременной передачи, соединенной так, что направление вращения шестеренчатого разбрасывателя противоположно направлению вращения электропривода.The task is achieved by the fact that, in comparison with the known technical solution containing a mesh-separator for seeds, a gear spreader, a conveyor belt with shoulders, driven by an electric drive with a belt drive, and a control unit fixed on the frame, the proposed technical solution contains a removable a loading hopper for seeds with a tray containing a separator mesh and a gear spreader for feeding seeds onto a conveyor belt, above which semiconductor laser modules are installed on both sides with inclination angle indicators in a vertical plane, longitudinal to the direction of movement of the conveyor belt, and cylindrical lenses, converting the laser beam into a narrow line stretched in a vertical plane transverse to the direction of movement of the conveyor belt, and the angle of inclination of the semiconductor laser modules in the vertical plane, longitudinal to the direction of movement of the conveyor belt, can be set according to inclination angle indicators with the help of movable joints connecting the semiconductor laser modules with height-adjustable mounts attached to the frame, in addition, the gear spreader is driven by an electric drive using a belt drive, connected so that the direction of rotation of the gear spreader is opposite to the direction of rotation of the electric drive .
Технический результат от использования устройства заключается в обеспечении возможности проведения как предпосевной лазерной обработки семян, так и лазерного облучения вегетирующих растений, при сохранении высокого качества обработки облучаемых биологических объектов. The technical result of using the device is to enable both pre-sowing laser treatment of seeds and laser irradiation of vegetative plants, while maintaining a high quality of treatment of irradiated biological objects.
Description
Устройство относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству и семеноводству, и может быть использовано в качестве устройства для предпосевной лазерной обработки семян и лазерной стимуляции растений различных сельскохозяйственных культур.The device relates to the field of agriculture, in particular to plant growing and seed production, and can be used as a device for pre-sowing laser seed treatment and laser stimulation of plants of various crops.
Известно сканирующее устройство управления лучом лазера для предпосевной обработки семян (RU 2321032, МПК А01С 1/06, G02B 6/12, опубл. 27.03.2008, бюл. №9), которое состоит из многогранной призмы, воспринимающей луч лазера и развертывающей его в горизонтальную плоскость, а оптомеханический блок кадровой развертки преобразует горизонтальную лучевую плоскость в несколько вертикальных лучевых плоскостей, пересекающих транспортер с семенами.A scanning device for controlling a laser beam for presowing seed treatment is known (RU 2321032, IPC
Недостатком являются ограниченные функциональные возможности устройства, поскольку предложенная конструкция и схема облучения предназначены только для лазерной обработки семян.The disadvantage is the limited functionality of the device, since the proposed design and irradiation scheme are intended only for laser seed treatment.
Известно также устройство для лазерной обработки семян перед посевом (RU 2328847, МПК А01С 1/00; опубл. 20.07.2008, бюл. №20), которое содержит загрузочный бункер, транспортер для перемещения семян, оптический квантовый генератор и призму строчной развертки луча генератора. Устройство снабжено валиком с отстоящими друг от друга призмами для преобразования луча в несколько вертикальных плоскостей. Валик имеет горизонтальную ось вращения. Призма строчной развертки луча генератора имеет вертикальную ось вращения. Валик с призмами установлен с противоположной стороны транспортера относительно расположения призмы строчной развертки луча генератора. Ось вращения валика расположена выше горизонтальной лучевой плоскости развертки указанной призмы для отражения поступающих от нее лучей на плоскость транспортера. Призмы валика выполнены съемными, в количестве от 2 до 12 призм. Призма строчной развертки луча генератора сдвинута относительно линии луча генератора в горизонтальной плоскости.It is also known a device for laser treatment of seeds before sowing (RU 2328847, IPC
Недостатком являются ограниченные функциональные возможности устройства. Конструкция устройства и предложенная схема облучения не позволяют проводить обработку вегетирующих растений, что ограничивает область применения устройства.The disadvantage is the limited functionality of the device. The design of the device and the proposed scheme of irradiation do not allow the treatment of vegetative plants, which limits the scope of the device.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для предпосевной обработки семян (RU 2764194, МПК А01С 1/00, опубл. 14.01.2022, бюл. №2). Устройство содержит блок управления, загрузочный бункер с установленными внутри сеткой-отделителем и шестеренчатым разбрасывателем, семена из которого попадают на двухуровневую транспортерную ленту с буртиками, электроприводом, ременной передачей и переворачивателем зерна, и проходят под пылезащищенными отсеками с прозрачными диагностическими окнами, в которых установлены лазерные излучатели с рассеивающими линзами на направляющих, излучением которых облучаются семена.Closest to the proposed device is a device for pre-sowing seed treatment (RU 2764194, IPC
Недостатком являются ограниченные функциональные возможности устройства. Предложенная материалоемкая схема облучения не позволяет проводить облучение вегетирующих растений, вследствие чего ограничивается область применения устройства в сельскохозяйственном производстве.The disadvantage is the limited functionality of the device. The proposed material-intensive scheme of irradiation does not allow irradiation of vegetative plants, as a result of which the scope of the device in agricultural production is limited.
Задачей предлагаемого устройства является расширение функциональных возможностей.The objective of the proposed device is to expand functionality.
Технический результат от использования устройства заключается в обеспечении возможности проведения, как предпосевной лазерной обработки семян, так и лазерного облучения вегетирующих растений, при сохранении высокого качества обработки облучаемых биологических объектов.The technical result of using the device is to provide the possibility of both pre-sowing laser treatment of seeds and laser irradiation of vegetative plants, while maintaining a high quality of treatment of irradiated biological objects.
Поставленная задача достигается тем, что, по сравнению с известным техническим решением, содержащим сетку-отделитель для семян, шестеренчатый разбрасыватель, транспортерную ленту с буртиками, приводимые в движение электроприводом с ременной передачей и блок управления, закрепленные на каркасе, предложенное техническое решение содержит съемный загрузочный бункер для семян с лотком, в котором находиться сетка-отделитель и шестеренчатый разбрасыватель для подачи семян на транспортерную ленту, над которой по обе стороны установлены полупроводниковые лазерные модули с указателями угла наклона в вертикальной плоскости, продольной направлению движения транспортерной ленты (далее - продольной плоскости) и цилиндрическими линзами, преобразующими лазерный пучок в узкую линию, растянутую в вертикальной плоскости, поперечной направлению движения транспортерной ленты (далее - поперечной плоскости), причем угол наклона полупроводниковых лазерных модулей в продольной плоскости может быть установлен по указателям угла наклона с помощью подвижных соединений, связывающих полупроводниковые лазерные модули с регулируемыми по высоте стойками крепления, присоединенными к каркасу, кроме того шестеренчатый разбрасыватель приводится в движение от электропривода с помощью ременной передачи, соединенной так, что направление вращения шестеренчатого разбрасывателя противоположно направлению вращения электропривода.The task is achieved by the fact that, in comparison with the known technical solution containing a seed separator mesh, a gear spreader, a conveyor belt with shoulders driven by an electric drive with a belt drive and a control unit fixed on the frame, the proposed technical solution contains a removable boot a seed hopper with a tray containing a separator mesh and a gear spreader for feeding seeds onto a conveyor belt, above which semiconductor laser modules are installed on both sides with inclination angle indicators in a vertical plane, longitudinal to the direction of movement of the conveyor belt (hereinafter referred to as the longitudinal plane) and cylindrical lenses that convert the laser beam into a narrow line stretched in a vertical plane transverse to the direction of movement of the conveyor belt (hereinafter referred to as the transverse plane), and the tilt angle of the semiconductor laser modules in the longitudinal plane can be set to about tilt angle indicators with the help of movable joints connecting the semiconductor laser modules with height-adjustable mounting posts attached to the frame, in addition, the gear spreader is driven by an electric drive using a belt drive, connected so that the direction of rotation of the gear spreader is opposite to the direction of rotation of the electric drive .
На фигурах 1-3 представлено устройство для лазерной обработки семян и растений. На фигуре 1 - вид спереди без съемного загрузочного бункера для семян, на фигуре 2 - вид спереди со съемным загрузочным бункером для семян, на фигуре 3 - вид сверху со съемным загрузочным бункером для семян.Figures 1-3 show a device for laser treatment of seeds and plants. Figure 1 is a front view without a removable seed hopper, Figure 2 is a front view with a removable seed hopper, Figure 3 is a top view with a removable seed hopper.
Устройство для лазерной обработки семян и растений содержит полупроводниковые лазерные модули 1, цилиндрические линзы 2, установленные на выходной апертуре полупроводниковых лазерных модулей 1, стойки крепления 3 и подвижные соединения 4, с помощью которых полупроводниковые лазерные модули крепятся к каркасу 15. Для равномерного облучения семян и вегетирующих растений полупроводниковые лазерные модули 1 устанавливаются по обе стороны транспортерной ленты 6 под необходимым углом к облучаемому объекту с помощью, регулируемых по высоте, стоек крепления 3, подвижных соединений 4 и указателей угла наклона в продольной плоскости 5. Под полупроводниковыми лазерными модулями 1 установлена транспортерная лента 6, которая приводится в движение электроприводом 7 с помощью ременной передачи 8.The device for laser treatment of seeds and plants contains
Устройство для лазерной обработки семян и растений содержит съемный загрузочный бункер для семян 10, в котором находится сетка-отделитель 11 семян от мусора. Для равномерного распределения семян по транспортерной ленте 6 используется шестеренчатый разбрасыватель 12, после которого семена равномерным слоем скатываются по лотку 13 и попадают на транспортерную ленту 6. Шестеренчатый разбрасыватель 12 приводится в движение от электропривода 7 с помощью ременной передачи 8, соединенной с шестеренчатым разбрасывателем 12 так, чтобы он имел противоположное направление вращения по отношению к направлению вращения электропривода 7 транспортера.The device for laser treatment of seeds and plants contains a
Для предотвращения падения семян сельскохозяйственных культур с транспортерной ленты 6 на ней установлены буртики 14.To prevent the fall of seeds of agricultural crops from the
Для управления технологическим циклом облучения используется блок управления 9 на основе микроконтроллера, электрически связанный с полупроводниковыми лазерными модулями 1 и электроприводом 7. Съемный загрузочный бункер для семян 1 крепится к каркасу 15 с помощью быстро-съемного соединения (на рисунке не показан). Транспортерная лента 6, электропривод 7 и блок управления 9 закреплены на каркасе 15.To control the technological cycle of irradiation, a
Устройство для лазерной обработки семян и растений работает следующим образом.Device for laser treatment of seeds and plants operates as follows.
Предварительно устанавливается угол падения лазерного луча полупроводниковых лазерных модулей 1 на облучаемый объект, и с помощью блока управления 9 на основе микроконтроллера устанавливается необходимое время облучения. Данные параметры определяются для каждой сельскохозяйственной культуры в отдельности при проведении лабораторных исследований.The angle of incidence of the laser beam of the
Цилиндрические линзы 2 на выходной апертуре полупроводниковых лазерных модулей 1 отъюстированы таким образом, чтобы лазерный пучок формировал узкую линию, растянутую в поперечной плоскости. Равномерность облучения облучаемых объектов достигается расположенными по обе стороны транспортерной ленты 6 полупроводниковыми лазерными модулями 1 с возможностью изменения угла падения лазерного пучка. Угол падения лазерного пучка полупроводниковых лазерных модулей 1 на облучаемый объект устанавливается исходя из его размерных характеристик с помощью регулируемых по высоте стоек крепления 3, подвижных соединений 4 и указателей угла наклона в продольной плоскости 5.
Углы наклона источников лазерного излучения индивидуальны для разных облучаемых объектов и предварительно рассчитываются в лабораторных условиях, исходя из максимальной освещенности облучаемого объекта источниками лазерного излучения, по формуле:The angles of inclination of laser sources are individual for different irradiated objects and are preliminarily calculated in laboratory conditions, based on the maximum illumination of the irradiated object by laser sources, according to the formula:
где:Where:
Еоб - освещенность объекта;E about - the illumination of the object;
Кф - коэффициент формы поверхности тела, равный: cosα - для горизонтальной плоской поверхности; sinα - для вертикальной плоской поверхности; l - для горизонтальной плоской поверхности, расположенной перпендикулярно потоку излучения; 0,5 - для сферической поверхности; 0,64 - для цилиндрической поверхности, расположенной горизонтально, нормально к распределению потока излучения; 0,64cosα - для цилиндрической поверхности, расположенной продольно к распределению потока излучения;K f is the shape factor of the body surface, equal to: cosα - for a horizontal flat surface; sinα - for a vertical flat surface; l - for a horizontal flat surface located perpendicular to the radiation flux; 0.5 - for a spherical surface; 0.64 - for a cylindrical surface located horizontally, normal to the distribution of the radiation flux; 0.64cosα - for a cylindrical surface located longitudinally to the radiation flux distribution;
Р - мощность лазерного излучения на выходе из цилиндрической линзы;P is the power of laser radiation at the output of the cylindrical lens;
F(α) - нормированное распределение плотности мощности лазерного излучения в зависимости от угла α, отсчитываемого от оси симметрии лазерного излучателя, в поперечной плоскости;F(α) - normalized distribution of the power density of laser radiation depending on the angle α, counted from the axis of symmetry of the laser emitter, in the transverse plane;
b - угол между осью симметрии лазерного излучателя и нормалью к транспортерной ленте в продольной плоскости;b is the angle between the axis of symmetry of the laser emitter and the normal to the conveyor belt in the longitudinal plane;
h - высота подвеса излучателя;h is the height of the emitter suspension;
θ - угол расходимости лазерного излучения на выходе из цилиндрической линзы.θ is the angle of divergence of laser radiation at the exit from the cylindrical lens.
Для повышения функциональной активности вегетирующих растений проводят их лазерную стимуляцию. Для этого растения с закрытой корневой системой оператор располагает на транспортерной ленте 6. Двигаясь по транспортерной ленте 6, растения равномерно облучаются излучением полупроводниковых лазерных модулей 1, установленных над транспортерной лентой 6. После проведения облучения растения снимают с транспортерной ленты 6 и располагают в местах их последующего пребывания.To increase the functional activity of vegetative plants, their laser stimulation is carried out. For this plant with a closed root system, the operator places on the
При проведении предпосевной лазерной обработки семян сельскохозяйственных культур используется съемный загрузочный бункер для семян 10, который крепится к каркасу 15 с помощью быстросъемного соединения (на рисунке не показан). Для проведения лазерной обработки оператор засыпает семена в съемный загрузочный бункер для семян 10. С помощью сетки-отделителя 11 происходит отделение семян от мусора. Далее, через шестеренчатый разбрасыватель 12, который приводит в движение электропривод 7 с помощью ременной передачи 8, скатываясь по лотку 13, семена равномерным слоем попадают на транспортерную ленту 6. Двигаясь по транспортерной ленте 6, семена равномерно облучаются излучением полупроводниковых лазерных модулей 1, установленных над транспортерной лентой 6. После проведения облучения семена попадают в емкости для их последующего хранения до посадки.When carrying out presowing laser treatment of seeds of agricultural crops, a removable loading hopper for
Блок управления 9 на основе микроконтроллера в зависимости от заданного времени облучения подбирает необходимую скорость вращения электропривода 7, который приводит в движение транспортерную ленту 6 и шестеренчатый разбрасыватель 12 с помощью ременной передачи 8.The
Таким образом, предложенная схема облучения со съемным загрузочным бункером для семян и расположенными по обе стороны транспортерной ленты регулируемыми по высоте и углу наклона полупроводниковыми лазерными модулями с цилиндрическими линзами обеспечивает не только предпосевную лазерную обработку семян, но и лазерную стимуляцию вегетирующих растений, что позволяет расширить область использования устройства в сельскохозяйственном производстве при сохранении высокого качества облучения биологических объектов. Кроме того, в предложенном устройстве снижена материалоемкость, что сокращает затраты на его изготовление.Thus, the proposed scheme of irradiation with a removable seed hopper and located on both sides of the conveyor belt with height and angle-adjustable semiconductor laser modules with cylindrical lenses provides not only pre-sowing laser treatment of seeds, but also laser stimulation of vegetative plants, which allows expanding the area the use of the device in agricultural production while maintaining the high quality of irradiation of biological objects. In addition, the proposed device reduces the consumption of materials, which reduces the cost of its manufacture.
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU216431U1 true RU216431U1 (en) | 2023-02-03 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1107771A1 (en) * | 1983-02-07 | 1984-08-15 | Эстонская Сельскохозяйственная Академия | Installation for preplanting treatment of potato bulbs |
PL162598B1 (en) * | 1990-01-29 | 1993-12-31 | Akad Rolnicza | Device for laser radiation treatment of seeds before sowing |
RU2115283C1 (en) * | 1997-04-09 | 1998-07-20 | Акционерная компания "Туламашзавод" | Apparatus for presowing seed treatment and sorting (separation) |
RU2328847C2 (en) * | 2004-08-10 | 2008-07-20 | ФГОУ ВПО "Казанский государственный аграрный университет" | Device for laser processing of seeds before sowing |
RU2638035C2 (en) * | 2015-04-28 | 2017-12-11 | Людмила Васильевна Навроцкая | Method for crops stimulation |
EP3756437A1 (en) * | 2019-06-29 | 2020-12-30 | Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kollataja w Krakowie | Device and method for performing pre-sowing laser stimulation of seeds |
RU2764194C1 (en) * | 2021-04-12 | 2022-01-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевская государственная сельскохозяйственная академия" | Device for pre-sowing seed treatment |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1107771A1 (en) * | 1983-02-07 | 1984-08-15 | Эстонская Сельскохозяйственная Академия | Installation for preplanting treatment of potato bulbs |
PL162598B1 (en) * | 1990-01-29 | 1993-12-31 | Akad Rolnicza | Device for laser radiation treatment of seeds before sowing |
RU2115283C1 (en) * | 1997-04-09 | 1998-07-20 | Акционерная компания "Туламашзавод" | Apparatus for presowing seed treatment and sorting (separation) |
RU2328847C2 (en) * | 2004-08-10 | 2008-07-20 | ФГОУ ВПО "Казанский государственный аграрный университет" | Device for laser processing of seeds before sowing |
RU2638035C2 (en) * | 2015-04-28 | 2017-12-11 | Людмила Васильевна Навроцкая | Method for crops stimulation |
EP3756437A1 (en) * | 2019-06-29 | 2020-12-30 | Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kollataja w Krakowie | Device and method for performing pre-sowing laser stimulation of seeds |
RU2764194C1 (en) * | 2021-04-12 | 2022-01-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевская государственная сельскохозяйственная академия" | Device for pre-sowing seed treatment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4969288A (en) | Nurturing device for living organisms | |
US6615538B2 (en) | Process and apparatus for promoting the germination of plant seeds and the production of agricultural crops | |
RU216431U1 (en) | DEVICE FOR LASER PROCESSING OF SEEDS AND PLANTS | |
CN110122127A (en) | A kind of plant factor and its working method | |
CN104677839A (en) | Rotary scanning hyperspectral crop stem information acquisition system | |
CN207138263U (en) | A kind of wormcast organic fertilizer separation and Extraction vibratory sieve | |
CN113396839B (en) | Egg sorting equipment before vaccine sowing | |
RU2732231C1 (en) | Scanning device for controlling laser beam for processing plants during vegetation period | |
RU2328847C2 (en) | Device for laser processing of seeds before sowing | |
RU2629755C1 (en) | Device for inter-framed convention of green plants | |
RU2756120C1 (en) | Device for threshing growing plants | |
RU2764194C1 (en) | Device for pre-sowing seed treatment | |
RU2321032C2 (en) | Laser beam control scanning device for pre-sowing treatment of seeds | |
FR2941063A1 (en) | X OR INFRARED IMAGING DEVICE COMPRISING A CONTROLLED TRANSLATION SPEED DOSE LIMITER | |
RU2407264C2 (en) | Method for presowing treatment of seeds and device for its implementation | |
RU217125U1 (en) | Seed disinfection device | |
JPS6253125B2 (en) | ||
RU2092035C1 (en) | Plant growing method | |
RU54293U1 (en) | PLANT FOR PROCESSING AGRICULTURAL CROPS | |
RU226821U1 (en) | Grain processing plant | |
CN214046740U (en) | Equidistant cutting device for pasture in animal husbandry | |
RU2122316C1 (en) | Greenhouse | |
RU2787784C1 (en) | Grain disinfection plant | |
SU873928A1 (en) | Planting apparatus | |
CN119086129A (en) | An intelligent laser weeding robot test bench and test method |