Способ управления машиной и устройство для его осуществления

Способ управления машиной и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к машиностроению, сельскому хозяйству, гидромеханизации, транспорту, технике и технологиям обработки грунтов, дорожной и пожарной технике и может быть использовано в различных отраслях жизнеобеспечения и защиты человека, техники и природы, а также в качестве новой концепции развития техники, технологий и роботизации.

Известен способ управления машиной, включающий перемещение трактора и воздействие на него сил взаимодействия рабочих органов с землей (патент России №2086083 от 16.04.91, Бюл. №22 от 10.08.97 г.). Способ реализован устройством, которое содержит механизмы перемещения и подъема рабочих органов.

Уровень технологий и техники характеризуется тем, что технологические, динамические, управляющие, защитные функции осуществляются энергопотоками и средствами их реализации с большим ущербом: затратами металла, энергии на уничтожение ресурса, биоклиматического потенциала и природы.

Цель изобретения - устранение этих и других недостатков.

Способ реализуется устройством с шагающими рабочими органами. Рабочие органы перемещают вперед на шаг, останавливают, реактором удерживают от отхода назад при перемещении других рабочих органов и машины, сочетают силовые и технологические функции или упорами на окна совершают шагающее движение по стенам высотных домов.

Шагающие сменные, режимные рабочие органы при обработке земли преобразуют технологические, динамические и управляющие функции и режимы.

Сопротивление рабочего органа обратному ходу (реакцию) повышают упорами-реакторами-спинками-почвозацепами, чтобы толкающая сила соответствовала требуемой, самоповоротом преобразуют шагающий рабочий орган в реактор-якорь. Перемещают рабочие органы вдоль для повышения скорости при малом захвате, поперек для повышения ширины захвата или сочетая их повышают ширину захвата и движущую силу.

Поворотом ног изменением знака сопротивления/перестановкой упоров или ограничителей реверсируют шагающее движение. Шагающие рабочие органы перемещают поочередно или вместе в зависимости от условий работы.

При дифференциальном приводе рабочих органов очередность шагания и скорость перемещения рабочих органов определяют их сопротивлениями, при трогании с места рабочие органы малого сопротивления располагают впереди рабочих органов с большим сопротивлением движению и соблюдают очередность работы в сопротивляемой среде или при встрече с камнем или с другими препятствиями сопротивления и силы преобразуют в подъем или обход, в каждом случае снижают опасность.

Машина содержит сменные шагающие рабочие органы для обработки земли и других материалов без выглубления и/или упоры (реакторы, якоря) для шагающего движения. Сменные шагающие движители выполнены в виде рабочих органов плуга, или рыхлителя, или лущильника, или культиватора, или бульдозера, или грейдера, или корчевателя, или кустореза, с упорами /реакторами, снимками) для получения движущей силы для выполнения различных работ и движения.

Машина содержит упор (якорь, реактор) и привод для перемещения с возможностью продольного и поперечного шагания по полю и стенам высотного здания.

Машина содержит упоры на окна для шагания по стенам, пожаротушения, ремонта, а также веревочную лестницу для спасения людей. Дифференциальный привод соединен с рабочими органами разного числа (сопротивления) с возможностью саморегулирования очередности действия рабочих органов.

Привод рабочих органов (редуктор механического отбора мощности) соединен с насосом гидравлического отбора мощности с возможностью подъема, регулирования нагрузки двигателя, хода, ширины захвата, глубины, догрузки, защиты от перегрузки при выполнении различных работ (преобразования технологических динамических и управляющих функций).

Привод рабочих органов содержит источник колебания в виде шарнира кардана и/или подшипника с большим шагом установки шариков, или эксцентричного катка.

Отвал имеет крылья и регулятор формы крыла.

Полевая доска плуга шагающего хода установлена на оси поворота и изменения режима упора в сторону упора назад. Машина содержит держатель сменных наконечников для выполнения технологических и динамических функций для рыхления, различных вспашек, дискований, лущений, боронований, культиваций, мелиоративных, гидротехнических, дорожных, строительных, посевных, уборочных работ. Машина содержит следопрокладчик и видеокамеру наблюдения за следом при вождении широкозахватной машины или контроле за дистанционной работой.

Машина содержит рабочие органы содействия и противодействия движению и выполнению различных технологических процессов и динамических функций. Рабочие органы имеют вертикальные оси преобразования направления действия реактивной силы в шагающем и тормозном режимах работы. Оборотные отвалы или крылья для работы в тормозном режиме с возможностью изменения направления оборота пласта. Отвал, крылья и полевые доски установлены поворотно с возможностью работы в различных режимах, включая режимы упоров, реакторов, спинок в шагающем ходе и в тормозном режиме.

Шагающие и тормозные рабочие органы-плуги общего и специального назначения для легких, тяжелых и каменистых почв, оборотные, дисковые, кустарниково-болотные, ярусные, садовые, плантажные подрезают, крошат, рыхлят, оборачивают пласт, уничтожают сорняки, создают силу для доведения почвы до аэровлагоспелости (совмещениям операций) без множества различных борон, культиваторов, катков, лущильников, фрез, противоэрозионных и комбинированных орудий для предпосевной обработки, посева, борьбы с сорняками, уборки камней, клубней, саженцев, мелиорации, сооружения дорог, дамб, рудников, каналов, водохранилищ, очистки от лавин, транспортировки грузов и гидромеханизации.

Однократное выполнение одной операции сочетают с повторением другой, вспашку, рыхление, прочесывание почвы, перемещение земли или иного материала сочетают адаптивно.

Технологические процессы совмещают или регулируют без изменения тяговой силы колес и/или без колес. С повышением твердости земли колебания рабочего органа усиливают, с повышением влажности в теплое время и температуры зимой снижают колебания.

Колебания трактора или машины преобразуют в колебания рабочих органов, ущерб колебаний и вибраций, подпрыгивания, подергивания, пошатывания, голопирования, покачивания и рыскания в любом сочетании преобразуют в пользу человеку, технике и почве. Колебания получают от кардана, одного его шарнира, и/или дорожки, и/или катка эксцентриком, стойкой и шипами. При работе и испытаниях сигнал об изменении тяговой силы получают от привода рабочих органов и используют для регулирования функций машины, массы и рабочих органов саморегулирования сил, оценки динамической, технологической, эргономической и ландшафтной эффективности и безопасности функций. Продольную силу регулируют пропорционально сопротивлению поперечного хода и адаптивным саморегулированием устраняют ущерб технике, почве и экономике.

Эффективность работы земли, воды, солнца, времени биопродуцирования, техники, человека и использования биоклиматического потенциала повышают снижением затрат металла, энергии и труда и преобразуют ущерб от затрат в пользу, расход энергии на буксование колес, износ и разрушение структуры почвы преобразуют в саморегулирование технологической силы, оборота пласта, достатка /недостатка сил движения/.

Изменяя функции рабочих органов, преобразуют ущерб ходовой системы в пользу, изменяют технологические, динамические, эргономические функции рабочих органов, очувствление компонентов сочетают с адаптивным саморегулированием и/или малоэнергозатратностью управления.

Изменяя скорость движения машины, регулируют функции рабочих органов, оборот пласта и/или обратимость знаков сил, и/или кратность повторения работ. Колебания рабочих органов изменяют в зависимости от твердости почвы и холодоспелости, технологические и динамические функции рабочих органов изменяют в зависимости от направления перемещения или положения /поворота в двух плоскостях/. Изменяя силовые и технологические функции машины или рабочих органов, повышают безопасность.

Снижая скорость движения машины, повышают оборот пласта, толкающую силу рабочих органов или, повышая скорость движения, снижают оборот пласта и регулируют запашку биомассы и защиту почвы от эрозии. Изменяя положение дисков, лап, плугов ограничителями настройки, изменяют функции /операции/.

Перемещая рабочие органы в одну сторону, пашут или рыхлят, при обратном ходе перемещают землю или иной материал.

Лопату реверсивного хода перемещают в рабочем режиме в одну сторону, в обе стороны - в зависимости от настройки ограничителя. Технологические и динамические функции рабочих органов изменяют ограничителями хода или поворота, заданное положение рабочего органа фиксируют фиксаторами. Совмещая силовые, технологические и управляющие функции рабочих органов или энергопотоков машины повышают безопасность.

На фиг.1 изображена схема привода сменных рабочих органов, на фиг.2 - схема двухрычажной ноги, на фиг.3 - схема ноги, вид сбоку, на фиг.4 - схема цепного привода, на фиг.5 - схема привода, вид сбоку, на фиг.6 - схемы изменения функций - настройки рабочих органов, на фиг.7 - схема шагания и реверсивного хода, на фиг.8 - схема шагания, на фиг.9 - схема взаимовлияния скорости и ширины захвата, на фиг.10 - схема шагания по окнам дома, на фиг.11 - схема культивации шагающими лапами в двух направлениях, на фиг.12 - схема вибропривода и возможных колебаний, на фиг.13 - схема шагающих рабочих органов, на фиг.14 - схема направляющих колес и дисков, на фиг.15 - схема ориентирования тракторного и одноосного агрегатов на склоне, на фиг.16 - схема видеокоррекции траектории широкозахватного агрегата, на фиг.17 - схема стоек и сменных наконечников, на фиг.18 - схема регулирования функций и режимов, на фиг.19 - схемы шагающих рабочих органов и секций, в различных режимах поперечного хода, на фиг.20 - схема выбора режимов, на фиг.21 - изменение режимов лопаты, на фиг.22 - схема установки и действия упоров (реакторов, якорей), на фиг.23 - схема рабочих органов для рыхления, плантажа, кустореза, бульдозера и др. мелиоративных рабочих органов, на фиг.24 - схема направляющих шагающих рабочих органов, почворулей и борта машины, на фиг.25 - схема настройки режимов движения, на фиг.26 - схемы настройки режимов технологических и динамических функций и режимов, на фиг.27 - схемы траекторий хода рабочих органов поперечного хода при шагании, на фиг.28 - алгоритм совмещения шагания и реверсивного хода рабочих органов, на фиг.29 - алгоритм совмещения путей развития, на фиг.30 - схема-алгоритм коррекции конструкции, применения, на фиг.31 - алгоритм изменения энергопотоков, на фиг.32 - алгоритм реализации свойств очувствления и саморегулирования, на фиг.33 - баланс затрат и ущербов, на фиг.34 - алгоритм регулирования функций и режимов, на фиг.35 - алгоритм развития гибкости функций и режимов, на фиг.36 - алгоритм развития гибкости функций и управления на фиг.37 - алгоритм сочетания новых явлений и законов, на фиг.38 - алгоритм сравнения трактора и агромашины с ведущими рабочими органами,

на фиг.39 - алгоритм оценки и коррекции управления,

на фиг.40 - оценка опасности путей решения проблем,

на фиг.41 - схема оценки опасности технологий,

на фиг.42 - влияние преобразования функций на полезность,

на фиг.43 - алгоритм сочетания целей управления,

на фиг.44 - оценка полезности по критериям конкурентоспособности и препективности управления,

на фиг.45 - алгоритм развития функций автомобиля,

на фиг.46 - алгоритм оценки саморегулируемости изменений,

на фиг.47 - схема оценки эффективности изменений функций приборов электро и гидрооборудования и двигателя,

на фиг.48 - оценка известных путей повышения производительности,

на фиг.49 - алгоритм интеграции управления в науке, производстве и обществе,

на фиг.50 - оценка управления переходом от жесткости к гибкости и функций,

на фиг.51 - выбор режимов шагания.

Способ реализуется устройством (машиной), содержащей рычаги 1 (фиг.1 с тягами 2, приводом 3 и/или гидроприводом 4 для перемещения сменных рабочих органов 5 для выполнения различных работ (плуги, зубья, диски, лапы, лопата при движении вдоль и поперек).

Вариант привода для широкого шага (фиг.2, 3) имеет рычаги 6, 7 поворота в параллельных плоскостях (фиг.3) для перемещения рабочих органов относительно диска 8. Шагающие плуги, лущильники, лапы, зубья, рыхлители, окучники, бульдозеры, колеса, ножи, пила с лезвиями с двух сторон для срезания кустов и корней, корчеватели деревьев, корней, камней, мин; очистители дорог и полей, тягачи для различных рабочих органов и их секций в любой среде /земле, воде, на льду и снегу/ или их крылья имеют упоры, адаптивно, поворачивающие под действием сопротивления между ограничителями в виде упоров, штифтов и т.д.

Гидропривод между насосом и распределителем соединен с гидроцилиндром вертикального подъема машины. Это очувствляет привод, - может преобразовать сопротивление рабочих органов, рычагов 1 пропорционально сопротивлению - саморегулировать нагрузку, получать эффект адаптивного шагания, саморегулирования сопротивления, защиты рабочих органов и, самое главное, корчевать камни и перемещать их с возможностью превращения рычагов в роботоруки. Два рычага 1 поочередного шагания могут дать непрерывное движение вдоль оси машины. Их упоры при шагании могут создать большое сопротивление отходу рычагов (ног) назад, при перестановке ограничителей могут изменить направление движения (вперед-назад). Изменением скорости задают режимы утилизации энергии, оборота пласта, запашки биомассы, - образования минитрасс, изменения глубины каналов, прудов границей чеков, высоты дамб, дорог сверхпроходимости, шагания, тяги, корчевки, изменения аэроспелости.

Привод рабочих органов имеет известный планетарный редуктор вала отбора мощности и реечную передачу или цепь. Редуктор и насос соединены с возможностью механического /привода/ и гидравлического отбора мощности /управления/, подъема регулирования хода /шириной захвата/, положения, функций, рабочих органов, глубины почвообработки догрузки и разгрузки колес и осей энергомодуля, защиты от перегрузки и поломки, поперечного движения и изменения режимов работы при замещении функций более 200 машин в различных отраслях. Планетарный редуктор и гидронасос - соединение механической и гидравлической передач / привода и управления рабочих органов с возможностью получения и применения информации об изменении энергопотока для управления, эксплуатации, диагностики безопасной работы, упрощения настройки, повышения эффективности и облегчения познания производства и применения.

Применение проката для минимизации оригинальных деталей.

Новые свойства связей устраняют потребность в изучении, проектировании, производстве, испытании и использовании систем машин, их показателей, характеристик, кинематики, расчетов по обслуживанию, производительности, планированию работ, состава машин, учету, оценке качества процессов при их совмещении с учетом биосроков, условий защиты человека, техники, растений, почвы, т.е. замещает функции эксплуатации, диагностики, безопасности жизнедеятельности в сфере безопасного жизнеобеспечения.

Механические руки и ноги из рычагов 1, тяг 2 соединены с валом отбора мощности 3 (ВОМ) и гидроприводом 4 (ГОМ) с возможностью возвратно-поступательного движения в различных плоскостях (вертикальной, наклонной), копирования поля, перемещения рабочих органов 5 (указаны вокруг привода), подъема, силового регулирования, привода осей прицепов, механизмов поворота, защиты рук, дистанционного действия, погрузки, аварийной работы, движения по стенам, крутым склонам, ледникам и т.д. и изменения числа осей и рабочих органов, рук и ног в зависимости от мощности двигателя и желаемой производительности.

При дифференциальном приводе рабочих органов положения секции и рабочего органа определяются их числом, глубиной, сопротивлением. При этом то, что легко, занимает положение впереди. Положения изменяются и определяются ограничителями поворота. Упор, якорь, спина, реактор работает в качестве полупроводника механического движения, т.е. после перемещения на шаг в нужном направлении, остановки и в начале обратного хода упирается в твердую почву или грунт, или на стене дома (окна) создают сопротивление, превосходящее требуемую движущую или подъемную силу, после чего перемещается энергоустановка и другие рабочие органы на шаг, и процесс шагания повторяется силой привода поочередно или совместно. Известные колеса-опоры и транспортного хода могут быть ведущими и катками - рабочими органами, или регуляторами глубины хода рабочего органа.

Вариант исполнения агрегата с цепной передачей (фиг.4, 5) из одинаковых звездочек штангами 10 в параллельных плоскостях I, II, III может перемещать рабочие органы 11 для лущения (фиг.6), вспашки и выполнения других работ. Перемещение соответствующих рабочих органов в обе стороны и поворот между ограничителями в шарнире 12, 13 под действием сопротивления почвы возможен в варианте привода от одной ветви цепи или цевочного механизма перемещения рейки и рабочих органов. Рейка цевочного зацепления может иметь шарниры для регулирования хода /длины/. Рабочие органы устанавливаются на каждом конце рейки, и ширина захвата удваивается. К рейке можно присоединить, как и к другим приводам, дополнительные секции рабочих органов. Рука любой конструкции в зависимости от прочности может перемещать различное число секций рабочих органов, и изменением угла поворота рычагов можно регулировать ход и ширину захвата.

Секции 14 (фиг.6-10) соединены с приводом с возможностью изменения ширины междурядия С и сплошной культивации в зависимости от угла установки. Рабочие органы для рыхления 15 (фиг.6), плоскорезной обработки 16 (фиг.12-13), боронования 17, лущения и посева могут изменять функции в зависимости от углового положения. Корпус 18 (фиг.6, 22) с самоповоротным между ограничителями отвалом 19 или секции рабочих органов могут изменить ширину пласта в зависимости от угла α установки и регулировать глубину колесами 20. Секция 21 (фиг.6) корпусов с отвалами для правого 22 и левого 23 оборота почвы в зависимости от угла установки может нарезать борозды на различном расстоянии и пахать при реверсивном их перемещении в обе стороны с возможностью поворота между ограничителями 24 под действием сопротивления почвы.

Преобразование функций культиватора от широкорядного до сплошного, дисковой батареи от бороны до лущильника и бороздореза, плуга от гребнователя до бороздореза осуществляют без смены рабочих органов.

Шагающие рабочие органы (фиг.7-14) для выполнения различных работ: плуги 18, 23, лапы 14, 24 с виброприводом 25, лапы 26 с упорами (упор, якорь) 27, зуб 28, почворулевые диски 29, канал 30 видеослежения за базовой линией вождения 31, как рабочие органы или наконечники зубьев (фиг.17), рыхлители с упорами 32, плантажные плуги 33, кусторез, канавокопатель 34, бульдозер, грейдер, планировщик 35 с упором 32, направляющие рабочие органы с почворулем (фиг.29) и рулевой частью, носком 36 или диском 37 (фиг.24), предохранителем 38 для подъема при встрече с камнем, быстросменные наконечники 39, 40, 41 соответственно для окучивания и дисковой культивации в режиме вибрации от вибратора 42 и руля 29 или лемеха в режимах тормоза Т (фиг.25), ведущего В инструмента, якоря Я для удержания от отхода назад, или рабочих органов с упорами 43 при выполнении различных работ. Рабочие органы продольного и поперечного ходов с упорами и якорями могут сочетать технологические и динамические функции и управлять работой и шаганием поочередно или вместе, по любой траектории вдоль и поперек.

Способы управления, выполнения технологических процессов, получения движущей силы, защиты, выбора режимов управления и реализации явлений и законов саморегулирования, совмещения функций, очувствления, малоэнергозатратности, совместимости и преобразуемости, безопасности и эффективности имеют закономерный характер и подробно рассмотрены в алгоритмах (фиг.28-50). Рабочие органы вокруг привода на фиг.1 и на фиг.2-26 устроены аналогично известным и снабжены упорами-якорями для шагающего хода или выполнены для реверсивной работы без упоров. Носки и диски направляющих рабочих органов управляют поворотом.

Установка сменных рабочих органов для резания материалов (камня, бетона, дерева), перемещения материалов, их погрузки и выгрузки; возможность отбора мощности от гидролинии для привода бура, фрез, а также от руки и колес самоустанавливающего типа для привода ножа при сенокошении расширяет функциональные возможности.

Система реверсивных рабочих органов и их секций выполняет различные работы, соответствующие их типу и положению при возвратно-поступательном перемещении по одному или в различном сочетании. Положение определяется ограничителями поворота. Ширина захвата агрегата определяется ходом рабочих органов и числом секций. Скорость перемещения рабочих органов определяется по качеству работы. Подача вперед и скорость движения агрегата влияет на повторность выполнения работ.

Ось поворота рабочих органов, их отвалов и секций смещена от центра сопротивления. Это гарантирует поворот между ограничителями под действием сопротивления почвы для работы при движении в обе стороны без дополнительных рабочих органов, совмещением функций лево и право оборачивающих корпусов, преобразователей сопротивления в движущую силу и минимизаторов нагрузки колес.

Система реверсивных рабочих органов включает: компоненты рабочих органов в виде поворотного между ограничителями под действием сопротивления почвы отвала для оборота почвы вправо и влево или поочередно, рабочие органы, оси поворота которых смещены относительно центра сопротивления, секции рабочих органов реверсивного типа, оси поворота которых смещены от центра сопротивления с возможностью поворота между ограничителями под действием сопротивления почвы. Изменением угла установки рабочих органов ограничителями, например, в виде болтов корректируются функции. Соответственно изменяется скорость движения агрегата. Шаг установки рабочих органов на секции допускает их поворот. Угол α установки секций и рабочих органов влияет на работу и корректирует ее.

Устройство для реализации нового способа работает следующим образом. Рабочие органы или их секции перемещаются механическим или гидравлическим приводом относительно трактора или иного энергосредства, в конце хода поворачиваются между ограничителями под действием сопротивления почвы, подаются вперед и перемещаются в обратном направлении и повторяют эти движения при вспашке, лущении, культивации, плоскорезной обработке, планировке, прочесывании и перемещении почвы, уборке различных культур, проведении культурно-технических и дорожно-строительных работ, адаптивно снижая нагрузку колес, без их буксования с любой заданной повторностью выполнения работ без увеличения числа рабочих органов и проходов по полю.

Подача рабочих органов вперед осуществляется по одному из следующих способов: непрерывно при низкой скорости движения агрегата, дискретно силой или по сигналу упора прерыванием движения трансмиссией без ходоуменьшителя или подталкиванием упором. Непрерывная подача вперед и повторение процессов лущения, боронования, каткования, перемещения почвогрунта и других операций достигается при непрерывном движении с малой скоростью и ритмическим движением. Функции рабочих органов, их секций в различном сочетании или автономно изменяют выбором углового положения или повторяют с учетом исходного состояния и желаемого результата. Совмещение операций снижает потребность в их повторении. Сопротивления рабочих органов уравновешиваются путем взаимно-противоположного их перемещения. Это снижает нагрузку колес до нуля и допускает регулирование повторности работ и повышение чувствительности к изменению курса.

Большая ширина захвата технологического модуля исключает опрокидывание энергосредства, минимальная сила тяги исключает буксование и сползания при работе на склонах. Работу изменяют и нагрузку регулируют ограничителями, повторение работ - подачей. При культивации междурядий работу выполняют в двух направлениях /фиг.11/.

Производительность и скорость движения агрегата пропорциональны ширине захвата рабочего органа или секции и снижаются кратно повторению функций. Сопротивление рабочих органов можно регулировать, изменяя ширину их захвата. Это компенсирует изменение глубины. Ширина захвата агрегата определяется ходом рабочих органов и числом их секций, а точнее - их произведением и не зависит от тяговой силы колес или тягового класса трактора. Это допускает увеличение скорости движения агрегата прямо пропорционально ширине захвата рабочих органов или их секций. Малая тяговая сила колес допускает их разгрузку от сил тяжести, передачу силы тяжести трактора каткам, дискам и исключение всякой необходимости в перевозке балласта или повторении проходов для крошеная комков почвы.

Возможность повторения функций рабочих органов за один проход исключает необходимость в установке дополнительных рядов /следов/ дисков, катков, борон. Избыток движущей силы рабочих органов допускает установку рабочих органов продольного хода вместе с трактором для торможения агрегата и оставления базовой линии при автовождении по следу. Продольное и поперечное перемещение-обработка в двух направлениях облегчает работу в садах, под кронами деревьев и на большем удалении от трактора, поддерживая технологическим модулем энергосредство.

Поворот рабочих органов, отвалов или других компонентов и секций между ограничителями под действием сопротивления почвы делает их влекомыми, самоустанавливающимися между упорами. Это достигается смещением шарнира поворота от центра сопротивления. Это обеспечивает преобразование рабочих органов правого хода в реверсивные. Ролики в качестве отвалов снижают сопротивление и располагаются с возможностью поворота или вращения под действием сопротивления почвы при вспашке реверсивным перемещением. Все рабочие органы работают при реверсивном ходе с учетом настройки.

Основой нового способа выполнения работ является изменение функций и преобразование однократного выполнения рабочих процессов в двух- и многократное выполнение работ без дополнительных проходов (за один проход агрегата) и дополнительных рабочих органов. Повторную работу корректируют, кратность повторения изменяют за один проход агрегата каждым рабочим органом. За один проход агрегата почву обрабатывают в двух направлениях: вдоль и поперек оси агрегата и функции компонентов машины совмещают, сочетают и корректируют адаптивно. Работу повторяют без дополнительных проходов агрегата по полю и без увеличения числа следов и количества рабочих органов. Правило повторения работ таково: каждый рабочий орган повторяет свою работу до достижения целевого состояния почвы, грунта и других материалов за один проход трактора в наилучшее время. Повторение работы не имеет предела, при снижении скорости движения агрегата до нуля достигает бесконечности, переходит в режим стационарной работы, например, при распиловке леса, скирд, камней, дорожного покрытия, погрузке и разгрузке материалов. Другой крайностью является снижение коэффициента повторности до нуля. Коэффициент повторения работы от нуля до единицы /до однократной работы/ соответствует перемещению рабочего органа по криволинейной траектории с шагом, соответствующим соотношению скоростей движения рабочих органов и агрегата с обязательным огрехом, что полезно при кротовании, осушении, орошении, широкорядном распределении материалов, глубоком рыхлении для последующего перемещения почвогрунта или иного материала, сборе бревен в реке, очистке каналов. Повторение работ снижает число проходов агрегата по полю и число рабочих органов. С увеличением числа рабочих органов и совмещений операций потребность в повторении работ снижается, но и производительность при повторении снижается. Снижение числа рабочих органов, проходов и повторений является оптимальным способом достижения цели работы.

Кратность повторения работ зависит от ширины Ш_р, длины хода l рабочего органа и скоростей его перемещения V_p поперек оси и движения агрегата V:

K_п=Ш_p·V_p/lV; V=Ш_pV_p/K_пl.

Здесь соотношение скоростей выполнения работы и движения агрегата легко регулируется. Практически повторение работ регулируется выбором ширины захвата рабочего органа и изменением подачи вперед с учетом вариаций условий местности, возделываемой культуры и вида работ. При таком повторении работ исключается необходимость в установке второго ряда дисков, катков, борон или в повторении проходов агрегата в том или ином направлениях. Повторение работ перемещением лопаты бульдозера снижает количество рабочего и холостого движения трактора многократно и в различных отраслях. Повторение совмещенных операций несколькими рабочими органами отличается тем, что нагрузка колес при новом способе близка к нулю и ширина захвата агрегата увеличивается многократно.

Посев и междурядная обработка пропашных культур и садов реверсивными рабочими органами в двух направлениях снижает число проходов, повышает уравновешенность сопротивлений, повышает ширину захвата. Такой процесс междурядной обработки требует снижения скорости и повышения точности ритмической подачи вперед. Квадратное расположение растений допускает перемещение кратно ширине междурядия (фиг.22).

Повторение работ и коррекция функций рабочих органов снижает скорость движения, массу, силу тяги и потери энергии широкорядного агрегата, устраняет недостатки известной системы машин, облегчает переход от системы машин к системе рабочих органов к одной машине. Возможность регулирования качества почвообработки и регулирования желаемого состояния почвы с учетом исходного состояния способствует развитию технологий роботизации процессов в различных отраслях: дорожном строительстве, обработке почвы и грунтов в режиме робота.

Потребность в повторении работы - функций рабочих органов не имеет предела. При снижении скорости движения агрегата до нуля режим работы приближается к стационарному и коэффициент повторения возрастает бесконечно. Практически многократное повторение рыхления и перемещения грунтов при строительстве дорог, дамб, траншей, гидротехнических сооружений, рекультивации полей, защите среды, заполнении траншей, обработке опасных полей, недоступных трактору мест, склонов, придомовых и придорожных участков повышает эффективность и уровень механизации и роботизации процессов.

Бесконечное повторение работ требуется при резании и перемещении материалов на стационаре, где работа прерывается и не требует автономного энергосредства.

Снижение коэффициента повторения работ от единицы /однократной работы без огрехов/ до одной десятой или сотой доли соответственно в десять и сто раз повышает просвет между следами рабочих органов при осушении, поливе, кротовании, нарезке борозд, широкорядном распределении материалов, глубоком рыхлении полей после корчевки леса и кустарников, подготовке почвы к первой обработке и т.д.

Площадь обработки - производительность агрегата повышается снижением повторений воздействий рабочих органов.

Установка нескольких типов рабочих органов /совмещение операций/ снижает потребность в повторении работ при большой ширине и малой нагрузке колес путем уравновешивания сопротивлений их противоположного перемещения. Поэтому оптимальным способом выполнения работ будет тот, который снижает: число рабочих органов и проходов, количество движения, расход энергии и времени.

Повышение коэффициента повторения работ при большой ширине решает много проблем механизации и роботизации земледелия и других отраслей.

Реверсивные рабочие органы и их секции при перемещении в противофазе снижают сопротивление движению трактора или иного энергосредства вперед. При выполнении энергоемких процессов почвообработки рабочие органы преобразуют часть сопротивления в движущую силу и подталкивают трактор. Пропорциональность такой движущей силы сопротивлению рабочих органов обеспечивает адаптивное снижение нагрузки колес до нуля и возможность совмещения операций применением ведущих и ведомых рабочих органов. Уравновешивать силы и сопротивления рабочих органов можно с учетом курса при низкой скорости движения агрегата и оптимальной скорости выполнения технологических процессов. Если избыточная движущая сила возникает, колеса переходят в режим свободного качения или торможения, что легко устраняется регулированием угла поворота рабочих органов ограничителями, то адаптивное регулирование сил, тягового класса трактора без увеличения сцепного веса и нагрузки ходовой части существенно снижает количество движения машин без ограничения их производительности и мощности путем увеличения поперечного хода рабочих органов /ширины захвата агрегата/ и ослабляет зависимость ходовой части от крутизны склона, влажности почвы и погоды. Снижение нагрузки колес допускает расширение их функций: получение упреждающей информации об изменении внешних условий для оценки и управления агрегатом, упрощение решений проблем: обработки почвы рано весной, соблюдения агросроков, снижения уплотнения почвы, защиты от снижения плодородия, регулирования скорости; защиты человека, техники и среды; повторения обработок почвы за один проход агрегата; запашки незерновой части, развития системы машин и типажа тракторов, роботизации технологий, универсализации, формирования ряда унифицированных модулей различной производительности, облегчения работы и т.д.

Регулирование скорости движения такого агрегата состоит из разгона, остановки и поворота при минимальной нагрузке колес, ритмическом или непрерывном движении, малом участии человека и отборе почти всей мощности для привода /реверсивного хода/ рабочих органов. Реверсивное перемещение рабочих органов включает замедление в почве, подачу вперед, поворот для выполнения работы при обратном ходе, разгон с возможностью использования кинетической энергии для выполнения полезной работы и согласования нагрузок. Плавное снижение скорости поперечного хода, перемещение вперед и снижение подачи с повышением скорости, т.е. взаимно противоположное изменение скоростей и сил в двух плоскостях стабилизирует нагрузку и автоматически регулирует скорости выполнения работ и движения агрегата одной многоцелевой муфтой-насосом - средством силового регулирования, защиты, подъема орудия, догрузки ведущих колес, автоторможения, автоматического регулирования скорости движения по нагрузке при выполнении транспортных работ, стабилизации курса с возможностью снижения холостого хода и поворота радиусом, равным нулю.

Для снижения массы, регулирования ширины захвата и облегчения автовождения копированием следа предыдущего прохода или борозды выгодно использовать однорукий /длиннорукий/ широкозахватный агрегат. Руки одинаковой длины соединяются последовательно для получения длиннорукого агрегата. Это исключает потребность в рычагах-носителях рук, но требует установки диска и уравновешивания руки установкой рабочих органов, создающих силу и сопротивление.

Снижение металлоемкости широкозахватного агрегата, числа типов машин, влияния направления движения, числа и радиуса поворотов, зависимости траектории движения от горизонтали склона или направления вспашки и другие качества соответствуют интересам всех регионов

Реверсивные рабочие органы подаются вперед практически независимо от тягово-сцепных свойств преобразованием сопротивления в силу и с учетом совмещения и повторения функций рабочих органов.

Скорость движения агрегата и подача рабочих органов вперед в зависимости от мощности, производительности, повторности, условий местности, крутизны склона и других факторов определяется по одному из следующих: способов: 1/ непрерывно при низкой скор