Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса. Рубрика в журнале - Агротехника и энергообеспечение
Обзор и анализ технических средств для сушки зерна
Статья научная
Перспективные разработки аграрной науки оказывают решающее влияние на уровень развития сельскохозяйственного производства. Одним из ключевых направлений развития в этом аспекте являются технические средства и технологии механизации агропромышленного комплекса. При возделывании зерновых культур важное место отводится послеуборочной обработке зерна. Разработка новых методов, а также перспективных технологий в процесс сушки зерна представляет собой ключевое средство улучшения эффективности функционирования зерносушильного оборудования. Выполнен обзор и анализ технических средств для сушки зерновой массы. В связи с распространением в аграрном секторе страны некрупных сельскохозяйственных предприятий становится актуальным использование установок для переработки небольших объёмов зерновых масс. Поэтому предложены наиболее перспективные варианты для развития аппаратов сушки зерна применительно к ним.
Бесплатно
Обзор применения доильных роботов в молочном скотоводстве
Статья научная
Автоматизация процесса доения на крупных молочных фермах позволяет в полной мере использовать генетический потенциал каждой отдельной коровы для получения максимальной выгоды. Динамичные процессы в сельскохозяйственном производстве, такие как доение, управляются специальным программным обеспечением, что позволяет оптимизировать прибыль с каждой коровы. Целью исследования являлось изучение технологических особенностей роботизированных доильных средств в молочном скотоводстве и определение факторов, влияющих на эффективность их применения. Установлено, что использование роботов для доения коров способствует возникновению новой технологии, основная суть которой заключается в самообслуживании животного и которая оставляет корове право на свободу выбора срока и частоты посещений доильного бокса. Частота посещений доильных роботов лактирующими коровами в первую очередь зависит от уровня разового удоя и варьирует от одного до пяти раз в сутки. Применение доильных роботов требует иной организации технологического процесса производства молока с соответствующей планировкой коровника в отличие от традиционных животноводческих помещений. Применение роботов для доения животных снижает эксплуатационные затраты на производство молока, повышает продуктивность коров и исключает ручной труд при доении животных.
Бесплатно
Обзор системы управления микроклиматом автоматизированной теплицы для выращивания микрозелени
Статья научная
Автоматизация микроклимата в теплице позволяет существенно улучшить условия для растений и повысить их урожайность. Для этого можно использовать различные сенсоры, контроллеры и устройства автоматики, которые будут регулировать температуру, влажность, освещение и другие параметры в теплице. Целью работы является обзор систем управления микроклиматом автоматизированной теплицы для выращивания микрозелени. В статье приведены две автоматизированных системы управления- ОВЕН и wirenboard. Рассмотрены реальные примеры использования данных девайсов в России и Белоруссии. Эти устройства позволяют оптимизировать затраты энергии и ресурсов, а также увеличить уровень урожайности и качества продукции. Так же произведен экономический анализ данных систем.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены конструкционные особенности робота- манипулятора, имеющего несложное исполнение грузонесущего органа, представленного в виде силовых линейных приводов и балки. Базируясь на литературные источники, приведена характеристика имеющихся манипуляторов и роботов-манипуляторов, которые используются при выполнении погрузочно-разгрузочных работ на производстве. Цель работы состоит в обосновании конструктивных особенностей предложенного робота- манипулятора и его области применения. Предметом исследования являлись конструктивные составляющие предложенного робота-манипулятора, оригинальность которого подтверждена заявкой на изобретение и разработанная для него система управления. Конструктивные составляющие предложенного робота-манипулятора просты в изготовлении. Система управления, предложенной конструкции робота-манипулятора, предполагает использование существующих доступных систем компьютерного зрения. Рассмотрена система технического зрения применительно к разработанному роботу- манипулятору, направленная на решение задач позиционирования робота-манипулятора в заданном положении. С этой целью приводится описание блочной системы компьютерного зрения. Компьютерное зрение необходимо для того, чтобы вести захват изображений и анализ. Установлено, что система управления предложенного нами конструктивного исполнения робота-манипулятора решает задачу позиционирования робота-манипулятора в заданном положении, а конструкция, отличающаяся своей простотой в изготовлении, позволит сэкономить материальные ресурсы. Цель искомого управления заключается в одновременной реализации двух задач, а именно, привести робот-манипулятор в заданное положение и погасить скорости в конечном положении. Определено, что использование разработки робота-манипулятора позволит снизить материальные затраты на его изготовление, а так же свести к минимуму возможность ошибок при выполнении работ. Приведены доводы, о целесообразности использования предложенной конструктивной разработки робота-манипулятора с техническим зрением на производстве, с указанием конкретных регионов России.
Бесплатно
Определение равномерности хода машины по ширине захвата наземным способом и с помощью БВС
Статья научная
Показали возможность использования технических средств для оценки проведения технологических операций по обработки почвы наземным и дистанционным способом. (Цель исследования) Провести сравнительный анализ наземных и дистанционных измерений с помощью БВС при определении равномерности хода машины по ширине захвата. (Материалы и методы) Изучили инструментарий дистанционных и наземных измерений. Применяли результаты научных исследований по определению равномерности хода машины по ширине захвата, согласно методике ГОСТ 33736-2016. (Результаты и обсуждение) Проанализировали возможность определения равномерности хода машины по ширине захвата наземным и дистанционным способом. Рассчитали коэффициент вариации наземных и воздушных измерений - 12% и 15% соответственно, воздушные измерения являются достовернее. Определили, что воздушные измерения позволит исключить субъективную оценку при выполнения технологической операции. (Выводы) Разработали алгоритм определения равномерности хода машины дистанционным спобосом, учитываюищй параметры наземных измерений.
Бесплатно
Повышение качества уборки гречихи
Статья научная
В статье представлена конструкция модернизированных нижних крышек колосового и зернового элеваторов зерноуборочного комбайна, а также их технические характеристики и результаты испытаний при уборке гречихи. Испытания проходили на полях НОПЦ «Интеграция» Орловского ГАУ. Эксперимент включал в себя замеры чистоты зерна в бункере со стандартными крышками элеваторов (базовый вариант) и после установки модернизированных крышек (новый вариант). В ходе испытаний выявлено увеличение чистоты «бункерного зерна» в среднем на 0,8%, это в дальнейшем должно благоприятно сказаться на послеуборочной очистке и сушке полученного урожая, а также позволит поддерживать плодородие почвы на большем уровне чем при базовом варианте. Результаты испытаний подтверждают целесообразность применения предложенных нами конструкций.
Бесплатно
Статья научная
На предприятиях сельскохозяйственного машиностроения в условиях санкций на многочисленные материалы специалисты вынуждены решать задачи по импортозамещению и восстановлению изношенных деталей на производстве с помощью внедрения новых технологий изготовления деталей. В частности, приходится осуществлять подбор антикоррозионных покрытий для ответственных деталей, которые непосредственно оказывают влияние на их долговечность, а также конечную стоимость изготавливаемой продукции, ее качество и, как следствие, производительность процесса обработки. В статье рассмотрены виды изделий, подлежащих оксикарбонитрации, необходимое оборудования для проведения данной операции, график типового технологического процесса. Проведен анализ образцов из различных видов сталей на коррозионную стойкость после оксикарбонитрации в климатической камере, установлена экспериментальная зависимость потери массы образцов от продолжительности времени нахождения их в климатической камере. Данные результаты могут быть использованы на производстве, для оценки качества карбонитрируемого слоя и определения срока эксплуатации деталей.
Бесплатно
Повышение производительности труда на сборочных участках
Статья научная
Для большинства современных сельскохозяйственных предприятий в условиях рынка и существующих санкций остро стоит вопрос по рационализации производства с целью снижения издержек и повышения его производительности. Одним из основных рабочих органов сельскохозяйственной техники являются пневмоцилиндры, которые представляют собой механические устройства, использующие мощность сжатого газа для создания силы при возвратно-поступательном линейном движении. В статье изложены основные принципы организации технологического процесса сборки пневмоцилиндров, направленные на повышение производительности труда. Описывается влияние каждого принципа на результат технологической сборки изделий: испытательного стенда, который повышает точность позиционирования собираемых деталей для сельскохозяйственной техники с минимизацией влияние человеческого фактора на результат; повышения эргономичности рабочего места снижает утомляемость рабочего и исключает его ненужное перемещение; снижения расхода смазочного материала во время выполнения сборочной операции за счет внедрения специального приспособления; повышения долговечности ответственных деталей сельскохозяйственной техники за счет улучшения их качества смазывания. Рассмотренные принципы повышения производительности труда на участке сборки не являются узкоспециализированными, возможна адаптация принципов под номенклатуру изделий другого предприятия.
Бесплатно
Повышение эффективности работы машинно-тракторного агрегата мехатронной системой рулевого управления
Статья научная
В данной работе представлена разработка и внедрение мехатронной системы рулевого управления для параллельного вождения машинно-тракторным агрегатом. Система включает электропривод, датчики наклона и угла поворота колес, спутниковый навигационный модуль и программное обеспечение для автоматического управления движением МТА по заданному курсу. Проведены испытания системы при внесении жидких минеральных удобрений на озимой пшенице, что позволило оценить её эффективность. Результаты показали увеличение урожайности на 8,5%, снижение издержек и повышение точности выполнения операции по сравнению с традиционными методами. Внедрение автоматизированной системы способствует повышению производительности труда, снижению утомляемости оператора и оптимизации расхода ресурсов, что делает её актуальной для отечественного агропромышленного комплекса.
Бесплатно
Предпосылки для разработки мяльно-трепального аппарата для первичной обработки конопли технической
Статья научная
Статья посвящена анализу причин глубокого кризиса отечественного коноплеводства и поиску инновационного пути восстановления отрасли. Автор отмечает, что, несмотря на исторические лидерские позиции СССР, современная российская отрасль перестала существовать, не сумев адаптироваться к рыночным условиям. В то же время мировой рынок демонстрирует устойчивый рост, основанный на расширении промышленного применения продукции конопли и её экологического потенциала. В работе проведён сравнительный анализ двух доминирующих мировых моделей коноплеводства: высокомеханизированной «западной» (Канада, США, ЕС) и трудоёмкой «восточной» (Китай, Казахстан), унаследовавшей черты советской школы. Установлено, что оба направления обладают общим системным ограничением – зависимостью от стационарных заводов по первичной переработке сырья (пенькотресты), что снижает гибкость и увеличивает капиталоёмкость. В качестве стратегической альтернативы для России предложена концепция адаптационного технологического пути. Её суть заключается в переносе операций первичной переработки непосредственно в поле с использованием комплекса специализированных и адаптированных сельскохозяйственных машин. Такой подход позволит децентрализовать производство, снизить логистические издержки, повысить рентабельность культуры и создать основу для формирования гибкой, экономически устойчивой и конкурентоспособной модели отечественного коноплеводства.
Бесплатно
Статья научная
Оптимизация процесса направлена на разработку методологии оперативного контроля влажности зерновых культур с использованием ручных приборов очистки зерна от примесей. Данный подход позволяет повысить точность измерений, сократить временные издержки и обеспечить аграриям доступ к оперативной информации о состоянии урожая. Целью данного исследования является оптимизация процесса измерения влажности зерна в полевых условиях перед началом уборочных работ, что является критически важным для обеспечения качества урожая и повышения эффективности агрономических практик. Описаны предпосылки внедрения новых технологий, проведен сравнительный анализ существующих методов, направленных на повышение качества предварительной обработки проб зерна перед измерением влажности.
Бесплатно
Приближенный метод расчета температуры воздуха при выходе из аккумулятора тепла в гелиотеплицах
Статья научная
Солнечная энергетика относится к быстроразвивающимся отраслям науки, техники и технологии. Основу такого развития составляет создание и совершенствование высокоэффективных энергоустановок для преобразования солнечной энергии в тепловой и электрической энергии. Сегодняшние солнечные системы уже рентабельны, надежны и просты в эксплуатации. Их использование набирает популярность в развитых странах. Это становится не только экономно, но и престижно. По литературным данным[1,2] солнечные системы может составлять экономии топливно-энергетических ресурсов до 60-70 % и более.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается проблема вибрационных нагрузок как ключевого фактора износа и снижения надежности сельскохозяйственной техники. Описывается применение программно-аппаратного комплекса «Виброметр» (Zetlab) для измерения и анализа параметров вибрации (виброскорости, виброперемещения, виброускорения) в реальных условиях эксплуатации. Рассмотрены принципы работы комплекса, включая сбор данных с помощью акселерометров, обработку сигналов и визуализацию результатов. Показано, что использование «Виброметра» позволяет перейти к предиктивному обслуживанию, повысить готовность техники, сократить затраты на ремонты и обеспечить соответствие условий труда требованиям вибрационной безопасности.
Бесплатно
Применение технологии интернет вещей в «точном земледелии»
Статья научная
Технология Интернета вещей является одной из ключевых на современном этапе развития человечества – 4-ой промышленной революции. В статье анализируются сценарии применения этой технологии в одном из секторов сельскохозяйственного производства – «точном земледелии». Для успешного ведения «точного земледелия» необходим постоянный контроль многих параметров: питательного состава почвы, влажности, кислотности и некоторых других, также необходимо отслеживать состояние всходов после посева, их развитие, засоренность, подверженность действию вредителей. Одновременно должны отслеживаться параметры окружающей среды: температура воздуха, его влажность и т.д. После обработки массива данных от измерительных преобразователей и базы данных о плодородии почв полей, можно более обоснованно принимать управленческие решения по срокам посадки, внесения удобрений, применения гербицидов, инсектицидов и т.д. Наиболее подготовленным сектором «точного земледелия» для применения IoT является выращивание овощей в защищенном грунте. «Умная теплица» рассматривается как киберфизическая система, архитектура которой может быть представлена в виде следующих уровней: периферийного (уровня датчиков); сетевого (уровня передачи данных); уровня платформы и аналитики (облачного уровня) и уровня исполнительных механизмов. Внедрение IoT-решений позволяет оптимизировать ключевые производственные процессы в теплице: управление микроклиматом; системой прецизионной фертигации; фитосанитарным мониторингом. Кроме этого в такой системе можно автоматизировать процесс уборки урожая с применением роботов, если не для всех выращиваемых культур, то для некоторых, например, томатов, огурцов, перцев и некоторых других.
Бесплатно
Природно-климатические особенности эксплуатации солнечных энергоустановок в пустыной зоне Каракумы
Статья научная
Цель исследования показаны проблемы, существующие в солнечной энергетике при эксплуатации энергоустановок в природно-климатических условиях пустыни Каракумы и возможности повышения энергопроизводительность энергоустановок. Методы исследованы содержание каракумского песка и приведены возможные пути решения и разработки, способствующие снижению отрицательных факторов пыльных бури на генерацию солнечную энергию в электрическую и тепловую пустынной зоне Каракумы. Результаты получены следующие результаты при очистки частиц пыли: естественным электрическим зарядом составляет 77%; коронирующих электродов, дополнительно заряжающих пылевые частицы, достигает 95%. Выводы использовании коронирующих электродов предотвращения загрязнений будет достаточно эффективен при больших массивах солнечных батарей и коллекторов. полученные результаты исследования восполнят и повысят энергогенерацию фотопреобразователей и коллекторов различного назначения солнечных технологических установок.
Бесплатно
Статья научная
Аномальный перерасход корма на молочных фермах составляет до 10% и происходит в 5% случаев. Это означает, что ферма теряет такую же долю надоев, а вместе с этим прибыль. Контролировать объем корма можно с помощью программно-аппаратного комплекса (ПАК), который получает пространственные данные с помощью 3D системы зрения, а именно, стереокамеры, и анализирует их, используя методы сегментации, визуальной одометрии и расчета объема, заключающиеся в суммировании объемов усеченных параллелепипедов, сформированных по площадям последовательных срезов, с одинаковой шириной и разной высотой. Разработанный алгоритм склеивает соседние снимки с погрешностью ±2 см, со скоростью 2,06 кадров в секунду (при скорости движения вдоль кормового стола 3 км/ч). Ошибка определения объема сена в среднем - 6,14%. В сравнении с исходным объемом выдаются составляются суждения о количестве остатков: менее 3% - ниже допустимого, от 3% до 5% - удовлетворительное, более 5% - выше допустимого. Для автономной работы программы был изготовлен макет аппаратной части системы - бокс, включающий стереокамеру, одноплатный компьютер и блок питания.
Бесплатно
Разработка беспилотного авиационного комплекса для внесения средств защиты растений и удобрений
Статья научная
В настоящее время беспилотные авиационные комплексы (БАК) используются повсеместно, в том числе и в сельском хозяйстве совместно с другими системами точного земледелия. Традиционный способ внесения жидких препаратов в почву с наземной техники имеет ряд недостатков, обусловленных невозможность работы после дождя, уничтожение от 4 до 8 % посевов на поле, сложность работы в поле неправильной конфигурации. Эти недостатки использования наземной техники фундаментальны и не устранимы. Данных недостатков лишены БПЛА, благодаря чему и находят широкое применение в сельском хозяйстве и являются перспективным направление в развитии точного земледелия, как для мониторинга состояния культур и их обработки, так и внесения удобрений. Однако аналитический обзор показал, что применяемые БПЛА имеют ряд недостатков, это ограничение по времени полёта, вследствие разряда аккумулятора, малая емкость бака для препаратов, что приводит к многократной заправке. В данной работе представлено обоснование и разработки беспилотного авиационного комплекса для внесения средств защиты растений и удобрений, обеспечивающая повышение эффективности использования энергетических, материальных и трудовых ресурсов за счет применения технологии самоорганизующегося роя БПЛА.
Бесплатно
Расчет диаметра ходового винта, предназначенного для перемещения робота в теплице
Статья научная
Для точного выполнения всех операций автономным роботом в теплице требуется правильное обоснование диаметра ходового винта. Представлена методика расчета диаметра ходового винта, отличительной особенностью которой является учет одновременного воздействия на ходовой винт изгибающего и крутящего моментов. При воздействии на ходовой винт изгибающего момента в обязательном порядке учитывается процентное распределения массы автономного робота на ограничитель и ходовой винт, способ крепления телескопической штанги к подвижной платформе, расположение в различных позициях автономного робота относительно опорных тележек. В свою очередь при воздействии на ходовой винт изгибающего момента принимается во внимание мощность серводвигателя и его угловая скорость, а также материал, из которого изготавливается ходовой винт.
Бесплатно
Статья научная
Приведены данные по определению азотного статуса посевов озимой пшеницы с целью проведения своевременной и качественной подкормки. Равномерное по площади поля внесение удобрений при неоднородном составе питательных веществ в почве приводит к их локальной передозировке или недостаточности. Применение данной технологии позволяет сократить затраты на применение удобрений. Неоднородность почвенных свойств оказывает существенное влияние на развитие посевов озимой пшеницы. Это может проявляться в недружном появлении всходов, неравномерной перезимовке и формировании неоднородного посева. Именно в этом случае наиболее эффективно применять такой элемент точного земледелия, как дифференцированное внесение подкормок минеральными удобрениями. В связи со сказанным, целью наших исследований было - обоснование дифференцированного внесения азотных подкормок при возделывании озимой пшеницы.
Бесплатно
Ресурсосберегающие фермерские теплицы построечного изготовления
Статья научная
Недостатком теплиц являются значительные тепловые потери в холодное время года и высокая стоимость их заводской поставки. В совокупности указанные факторы могут обусловить экономическую нецелесообразность строительства культивационного сооружения. Предложены технические решения рассадно-овощной и овощной теплиц построечного изготовления для малых форм хозяйствования. Цель исследования предусматривала разработку ресурсосберегающих решений культивационных сооружений. Для достижения цели использовался аналитический метод. Решение рассадно-овощной теплицы предусматривает создание технологически требуемой температуры только в зоне роста рассады. Тепловые потери сооружения при этом сокращаются примерно в два раза. После высадки рассады теплица может использоваться для выращивания овощных культур. Конструкция овощной теплицы предусмотрена со сварным каркасом из прокатных профилей. Выведены зависимости и обоснованы энергоэкономичные размеры фермерских теплиц площадью500 и 1000м2. Минимизирован расход стали на сварной каркас теплицы посредством оптимизации его строительных параметров. Полученные результаты исследования могут использоваться при проектировании и строительстве теплиц в малых формах хозяйствования.
Бесплатно
