Обоснование параметров и режимов работы уборочной машины с интеллектуальной системой управления для I-II этапов селекционных работ
ВВЕДЕНИЕ
В связи с большим ростом населения Земли в последующие 30 лет, к 2050 году население мира достигнет 9 миллиардов человек, что потребует удвоение текущего производства продуктов питания [1], в частности зерновые культуры, так как они являются основными продуктами питания в мире [2]. С другой стороны, мировое сельское хозяйство сталкивается с такими неблагоприятными климатическими изменениями, как повышение сезонных температур во всех широтах, засуха, увеличение содержания углекислого газа в атмосфере [3]. Все эти факторы создают необходимость в создании новых сортов сельскохозяйственных культур с более высоким потенциалом урожайности и устойчивости к абиотическим стрессам [4], для предотвращения глобального голода. Данным вопросом занимается область науки селекция, задача которой — разработка способов получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур.
Оглавление
1. Анализ состояния отрасли селекции и семеноводства в стране 7
1.1. Особенности уборки делянок 1-2 этапа селекционных работ 11
1.2 Процесс уборки селекционных делянок 12
1.3 Анализ конструктивных особенностей элементов конструкции имеющихся аналогов при выполнении технологического процесса 15
2.1 Обоснование конструктивных параметров режущего аппарата 24
2.3 Обоснование типа завязывающего механизма 39
2.4 Обоснование габаритных размеров уборочной машины 45
2.5 Устройство уборочной машины с интеллектуальной системой управления 48
2.6 Теоретическое обоснование работы уборочной машины 51
2.7 Выводы по второй главе 53
3. Программа и методика полевых испытаний уборочной машины на скашивании различных культур на опытных селекционных делянках 54
3.1 Программа и методика испытаний. 54
3.2 Результаты испытания 57
3.3 Выводы по третьей главе 60
4.Физико-механические свойства выбранных объектов исследований 60
Выводы по четвертой главе 68
5. Технико-экономическое обоснование применения уборочной машины с интеллектуальной системой управления 69
5.1 Определения показателей ресурсосбережения 74
5.1.1 Совокупные затраты денежных средств 74
5.2 Определения показателей сравнительной экономической эффективности 76
5.2.1 Годовая экономия совокупных затрат денежных средств 76
6. Требования безопасности при проведении работы уборочной машины с интеллектуальной системой управления 79
Заключение 80
Перспективы дальнейшей разработки темы 80
Список использованной литературы 81
Приложение 1 84
Список использованной литературы
1. FAO, Food and Agriculture Organization, http://www.fao.org
2. The Triumph of Seeds: How Grains, Nuts, Kernels, Pulses and Pips Conquered the Plant Kingdom and Shaped Human History. Basic Books, 2015, 80 (651) – pp 85-86. ISBN 9780465048724.
3. Long S.P., Ort D.R. More than taking the heat: crops and global change // Current Opinion in Plant Biol. 2010. V. 13. № 3. P. 240–247. Doi 10.1016/j.pbi.2010.04.008
4. White J.W., Andrade-Sanchez P., Gorea M.A. et al. Field-based phenomics for plant genetics research // Field Crops Res. 2012. V. 133. P. 101–112. Doi 10.1016/j.fcr.2012.04.003
5. Г.В. Гуляев, А.П. Дубинин «Селекция и семеноводство полевых культур с основами генетики»
6. Ю. Б. Коновалов, В. В. Пыльнев, Т. И. Хупацария, В. С. Рубец «Общая селекция растений».
7 Agriculture 4.0 «Agriculture robotics and automated equipment for sustainable crop production», FAO, Rome 2020.
8. Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П. Развитие производств техники для селекции и семеноводства – одна из приоритетных задач сельскохозяйственного машиностроения // Состояние и развитие регионального машиностроения: Сб. науч. Трудов. – М.: ФГНУ «Росиноформагротех», 2010. – С.96-103.
9. Анискин В.И., Зюлин Н. Развитие зерноочистительной техники//Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2005 год
10. Научный доклад НИУ ВШЭ, ФАС России «Селекция 2.0». Москва 2020. 263-267 С.
11. НИУ ВШЭ, Агростат (2019). Опрос более 10 тысяч игроков рынка: аграрии, селекционеры и другие; ФГБУ «Госсорткомиссия» (2019). Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию; Росстат.
12. Березкин А.Н., Малько А.М., Минина Е.Л., Лапочкин В.М., Чередниченко М.Ю. «Нормативно-правовые основы селекции и семеноводства». Учебное пособие 2016 – 252c.
13. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35433959.
14. Подзоров А.В., Крюковская Н.С. Косилка однорядковая для уборки зерновых культур с селекционных делянок I-II этапа селекционных работ: патент на изобретение, Российская Федерация. Опубликовано 31.05.2019. Бюл. №16.
15. Патент RU 186929 U1, МПК А01D 34/08, 2018г.
16. Hikmet Esen., Abdullah Kapicioglu., Onur Ozsolak. Design and Implementation of Automatic Wheat Mower Based on Smart Sensor Fed by a Photovoltaic// Hindawi Publishing Corporation International Journal of Photoenergy Volume 2016. Doi 10.1155/2016/5410759.
17. Zhongzhong Zhang., Erkan Kayacan., Benjamin Thompson., Girish Chowdhary. High precision control and deep learning-based corn stand counting algorithms for agricultural robot // Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature 2020/ Doi 10.1007/s10514-020-09915-y.
18. Lars Grimstad., Pal Johan From. The Thorvald II Agricultural Robotic System // Article in Robotics 2017. Doi 10.3390/robotics6040024.
19. Rui Xu. A modular agricultural robotic system (MARS) for precision farming: Concept and Implementation // Journal of Field Robotics (2022). Doi 10.1002/rob.22056.
20. «Машины для уборки сельскохозяйственных культур». Трубилин Е.И., Абликов В.А. КубГАУ, 2010 г. 33-56. – 315с.
21. «Сельскохозяйственные машины. Зерноуборочная техника» Ожерельев В.Н. Кафедра информационных систем и технологий Брянской ГСХА, 2007, – 77с.
22. Жалнин Э.В., Орехов А.П., Подзоров А.В. Система уборочных машин для селекционно-семеноводческих посевов зерновых культур // Система технологий и машин для инновационного развития АПК России: Сб. науч. докл. Междунар. науч. -техн. конф. посев. 145-летию со дня рожд. основоположника земледельческой механики акад. В.П.Горячкина. Ч. 2. – М.: ВИМ, 2013. – С. 14-17.
23. https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/020506941/publication/SU401574A1?q=SU401574.
24. https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/023618226/publication/US3891012A?q=US3891012.
25. https://www.ats-tanner.com/en/banding-machines/us-2000-ad-1604.
26. Патент EP № 3662745, МПК A01G17/ 08.
27. «Машины для селекционной работы в полеводстве» В.И.Aнискин, Ю.А.Космовский, Ю.Ф.Некипелов, Н.П.Педай, А.Г.Поляков//Москва – 2001.
28. Патент RU 2749196 C1, МПК А01D 59/00, 2021г.
29. Дорофеев А.А., Елизаров В.П., Жалнин Э.В., Измайлов А.Ю., Орехов А.П., Пендай Н.П., Савенков А.А., Скатова С.Е. Косилка ручная для однорядковых делянок // Патент № 2487521. 2013. Бюл. №20.
30. Тресков Г.Д. Расчёт зерноуборочных машин. Москва-Свердловск, 1961. 215с.
31. «Сельскохозяйственные машины». Карпенко А. Н., Халанский В.М. Москва, «Колос»,1983. – 250с.
32. «Теория конструкция и производство сельскохозяйственных машин»; том VI; под общ. Ред. В.П. Горячкина – Москва, Санкт-Петербург, гос. издательство «Сельхозгиз», 1936. – 561с.
33. «Сельскохозяйственная техника. Методы экономической оценки». ГОСТ 34393-2018. Разработан новокубанским филиалом Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса» (КубНИИТиМ). Дата введения 2019-09-01.
34. https://mooml.com/d/gosty/48768/.
Требования безопасности. Необходимо соблюдать правила процесс уборки селекционно-семеноводческих материалов. Сотрудник, выполняющий действия в работе, должен быть компетентным и иметь соответствующее знания, чтобы обеспечить бесперебойную работу, также чтобы все внутренние и внешние части оборудования находились в рабочем состоянии, были чистыми и в хорошем состоянии, функционировали по назначению и предотвращали поломку устройства. Элементы режущего ножа должно быть спроектировано таким образом, чтобы облегчить ручную очистку. Части тела оператора не должны находиться впереди режущего аппарата. Параметры вибрации режущего аппарата должны соответствовать действующим стандартам по уровню шума и вибрации для ручного инструмента. В нерабочем состоянии режущий аппарат должен быть закрыт кожухом. В элементах резьбового крепежа должны быть использованы колпачковые самоконтрящиеся гайки. Элементы конструкции, расположенные перед режущим аппаратом, должны быть выкрашены яркой краской, отличающейся от цвета остальных частей косилки. Электрические и электронные приборы должны быть изолированы. Устройство должно иметь пылезащиту стандарта IPX6. Пульт управления устройства должен иметь функцию аварийной остановки, то есть выключения питания и остановка движения. Аккумуляторные бата-реи должны быть защищены от повреждений.