Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса. Рубрика в журнале - Агротехника и энергообеспечение
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
Статья научная
В работе приведены перспективы использования совмещенных технологий как гаранта безубыточности, максимальной энергоэффективности отраслей АПК, самоокупаемости жилых зданий, увеличения продолжительности жизни человека. Разработана нормативная база, проектные решения, подготовлено производство для обеспечения безубыточности отраслей, максимальной энергоэффективности, совмещения технологий АПК с технологиями промышленности, строительства, медицины, обороны, МЧС, пожарной безопасности, самоокупаемости жилых зданий, для увеличения продолжительности жизни человека. Подготовлена учебная и нормативно-правовая база государственного регулирования.
Бесплатно
Способы и методы взвешивания КРС в АПК
Статья научная
Обзор способов измерения массы крупного рогатого скота на агропромышленных комплексах. Были рассмотрены параметрические способы измерения массы, которые, в свою очередь, основываются на промерах животных, проходные и отдельно стоящие весы, а так же встроенные весы в доильном роботе. Из новых способов измерения были рассмотрены оптико-электронные 2D и 3D, основывающиеся на получении двумерной и трехмерной модели животного, которые в дальнейшем обрабатываются и выводятся параметры, по которым уже можно судить о массе животного. В ходе анализа были найдены преимущества и недостатки рассмотренных способов измерения. Описаны способы дистанционного измерения массы и возможности их применения на фермах. Новые способы измерения массы не вызывают стресса у животных, что благотворно сказывается на продуктивности и здоровье животного.
Бесплатно
Теплоутилизатор вентиляционного воздуха с теплообменником на тепловых трубках
Статья научная
Целью исследования является разработка функционально-технологической схемы и физической модели утилизатора теплоты вентиляционного воздуха с теплообменником на базе тепловых трубок, обеспечивающего снижение энергетических и материальных затрат на создание требуемого микроклимата в животноводческом помещении. Для проведения исследования разработана функционально-технологическая схема и физическая модель утилизатора теплоты, лабораторный стенд с автоматизированной системой сбора данных. Использованы методы физического моделирования, планирования эксперимента, статистической обработки и визуализации полученных результатов. Установлено, что применение тепловых трубок для транспортирования теплового потока от нагретого воздуха, удаляемого из помещения, и его передачи приточному воздуху в результате теплообмена, позволяет более чем в 2 раза уменьшить площадь теплообменной поверхности, а также массогабаритные параметры установки при одинаковой теплопроизводительности по приточному воздуху по сравнению с аналогами. Температурная эффективность теплообмена при этом находится на уровне 0,51 о.е., что соответствует значениям, характерным для утилизаторов низкопотенциальной теплоты.
Бесплатно
Статья научная
В работе определена высокая степень влияния микроклиматических показателей на продуктивность крупного рогатого скота, для полноценной реализации генетического потенциала животных. Проведен анализ соответствующей научной литературы. Выявлены способы воздействия и контроля параметров микроклимата в помещениях для содержания. Разработаны функциональная модель и функционально-структурная схема системы обеспечения параметров воздуха. Описан способ работы предлагаемой системы. Выявлены основные ее части: теплообменник; приточный и вытяжной вентилятор; корпус; узел дезинфекции, включающий форсунку, патрубок и бак с дезинфектантом; турбодефлектор; воздушные заслонки; механизм рециркуляции воздуха и фильтры. Определены их функции: Утилизация теплоты вытяжного воздуха, включающая частичное прогревание приточного воздуха; Базирование узлов и ограждение от внешних воздействий; Обеспечение воздухообмена; Дезинфекция рециркулируемого и приточного воздуха, включающая частичное обеспыливание и увлажнение воздуха; Рециркуляция воздуха, включающая очистку воздуха.
Бесплатно
Цифровая система проектирования и визуализации 3D-печатных капсул для аграрного производства
Статья научная
В данной работе представлены результаты разработки автоматизированной системы оптимизации параметров 3D‑печатных капсул для растениеводства, обеспечивающей минимизацию расхода материала при соблюдении биологических и прочностных требований. Использованы методы нелинейного программирования (Sequential Least Squares Programming и Trust‑Region Constrained), интегрированные с геометрической и прочностной моделью конструкции. Проведены испытания на пяти типах растений, показавшие снижение расхода материала на 12-24 % (среднее значение 18,3 %), сокращение времени проектирования с 30-60 минут до 1 минуты, успешность сходимости алгоритма 96 %, выполнение прочностных требований в 100 % случаев. Разработан модуль визуализации для комплексного анализа эволюции параметров и экономических эффектов. Данная система повышает экономическую эффективность, воспроизводимость и качество конструкций, применима в научных, образовательных, фермерских и промышленных условиях, демонстрирует потенциал цифровизации и точного земледелия, создаёт основу для дальнейшего расширения функционала и адаптации к различным агротехническим задачам.
Бесплатно
Цифровая трансформация ветеринарного контроля как фактор снижения энергоемкости производства молока
Статья научная
В работе теоретически обосновано внедрение роботизированных систем бесконтактного мониторинга здоровья крупного рогатого скота для повышения энергетической эффективности производства молока. В качестве методов исследования использовалось математическое моделирование структуры энергетических потерь и анализ термограмм. Предложена архитектура автоматизированной системы на базе инфракрасной термографии и сверточных нейронных сетей, интегрированная в систему управления стадом. Установлено, что субклиническая стадия мастита, выявляемая традиционными методами лишь на 5–7 день, ведет к скрытому росту удельной энергоемкости продукции из-за снижения удоя при сохранении затрат на содержание. Расчеты подтверждают, что переход к цифровому мониторингу позволяет диагностировать патологию на раннем этапе (2–3 день) по градиенту температур (ΔT > 1,0°C). Это позволяет реализовать стратегию «управления по отклонениям», предотвратить выбраковку молока и удержать показатели энергоэффективности в пределах нормы, минимизируя нецелевой расход ресурсов фермы.
Бесплатно
Статья научная
Современные цифровые информационные технологии становятся эффективным инструментом для поддержки принятия агротехнологических решений, обеспечивая научно обоснованный выбор альтернативных стратегий. Цель исследований – определить структуру информационных блоков и схему их взаимодействия для автоматизации процесса принятия агротехнологических решений при возделывании зерновых культур. На основе информационного моделирования разработана схема интеграции агрономических данных и технологий, которая объединяет информационные и материальные ресурсы в единую систему поддержки решений. В состав системы включены сенсоры и датчики, интегрированные с сетевым слоем для автоматизированного сбора данных о состоянии объекта. Эти данные обрабатываются в гибридном модуле, который использует современные цифровые технологии для комплексного анализа. Система поддержки решений формирует технологические рекомендации и экономические прогнозы на основе поставленных задач. Принципы построения модели использовались при разработке программного комплекса для выбора агротехнологий и необходимых технических средств. Тестирование на модельных хозяйствах подтвердило его эффективность. Применение модели повысит эффективность разработки программного обеспечения для агротехнологических решений и отдельных программ для конкретных задач, что повысит эффективность и конкурентоспособность сельхозпредприятия.
Бесплатно
Статья научная
Показана актуальность применения информационных цифровых технологий для поддержки принятия агротехнологических решений путем обработки и анализа больших объемов разнообразной информации, сопровождающей процесс производства зерновых культур для выработки набора альтернативных научно- обоснованных агротехнологических решений. При этом существенно повышается эффективность производства за счет своевременного принятия результативных управленческих решений. Цель исследований - на основе рассмотрения особенностей хозяйственных управляющих действий сельхозтоваропроизводителя при производстве зерновых культур сформировать схему организации информационного пространства для цифровой системы поддержки принятия агротехнологических решений. На основе целенаправленного рассмотрения информации данной предметной области, предложена схема модели организации основных информационных потоков, их взаимодействия и преобразования, а также алгоритм функционирования программных средств реализации модели на основе интеграции цифровых методов сбора, анализа и представления информации. Обосновано включение в состав модели блоков сбора и преобразования исходной информации, формирования баз данных и знаний, оперативного мониторинга текущей информации, анализа и принятия альтернативных решений, функционально связанных с ядром единой информационно-технологической платформы предприятия. Применение модели позволит повысить эффективность разработки, как комплексного программного продукта по применению агротехнологий в целом, так и отдельных программ для поддержки принятия решения по конкретным задачам, что повысит эффективность и конкурентоспособность растениеводческого сельхозпредприятия.
Бесплатно
Статья научная
Показана целесообразность использования информационного моделирования с применением современных цифровых технологий для разработки инфраструктуры системы автоматизации диагностирования и управления техническим состоянием тракторных двигателей, определены основные информационные потоки и их взаимодействие. Обосновано применение развитой облачной инфраструктуры для расчета параметров по массивам данных текущего состояния тракторных двигателей, поступающих в «реальном времени» с бортовой системы диагностики и управления, анализе данных и знаний, выработке альтернативных решений, что позволяет существенно упростить архитектуру технических и программных средств, исключить мощный парк серверов непосредственно в сельхозпредприятии. Для реализации системы предложен предварительный предметно-ориентированный набор инструментальных программных средств, а также решений при создании цифровой технологии определения мощности двигателя с использование диагностического сигнала ускорения коленчатого вала тракторных двигателей. Дальнейшие шаги по разработке системы включают углублённое исследование и тестирование бортовой системы диагностики и управления, интеграцию и оптимизацию удалённой облачной инфраструктуры, насыщение системы готовыми техническими решениями по разработке и обучению математических моделей для оперативной оценки эксплуатационных параметров тракторных двигателей, а также созданию интуитивно понятного интерфейса пользователя. Проводимые исследования имеют, на наш взгляд, перспективу развития в направлении создания и совершенствования программно-аппаратных средств для технического сервиса машинно-тракторного парка, что необходимо для повышения эффективности и конкурентоспособности растениеводческого сельхозпредприятия.
Бесплатно
