Agricultural machinery and technologies (E-Journal) / Сельскохозяйственные машины и технологии
Not a member yet
446 research outputs found
Sort by
Обоснование параметров измельчителя минеральных удобрений в бункере чизелякультиватора
Get PDFThe problem of increasing the irrigated lands productivity and ensuring sufficient reserves of minerals and nutrients for plants is noted to be important in the Republic of Uzbekistan. In practice, when preparing land for sowing cotton, wheat, soybeans and other crops, the application of mineral fertilizers is provided with the help of a chisel cultivator that has two separate hoppers for mineral fertilizers with a capacity of 50 kilograms each. It was revealed that large lumps of caked fertilizers remain in the hoppers, which reduces the productivity and quality of the unit. It was recommended to use an improved device with one container and special grinders for mineral fertilizers installed there.Research purpose To substantiate the parameters for the grinder of large lumps of mineral fertilizers in the chisel-cultivator hopper.Materials and methods The study was focused on the parameters and performance of a mineral fertilizer grinder operating by means of a rotation provided by the unit support wheel.Results and discussion The parameters of the chisel-cultivator were determined for grinding and applying mineral fertilizers at the stage of preparing the soil for sowing.Conclusions A unit with grinding working bodies was developed to install in a chisel-cultivator hopper. The following parameters were specified: the shaft diameter is 40 millimeters, the toothed bar height is 25-30 millimeters, the width is 8–10 millimeters, and the thickness is 2-3 millimeters. In total, 18 bars were fixed in one compartment of the hopper, and 180 pieces in 10 compartments. The selected parameters of the mineral fertilizer grinder in the hopper with a capacity of 350 kilograms facilitate the application of up to 300 kilograms per hectare.Отметили актуальность повышения продуктивности орошаемых земель, обеспечения достаточных запасов минеральных и питательных веществ для растений в Республике Узбекистан. Показали, что для внесения минеральных удобрениий при подготовке земель к севу хлопчатника, пшеницы, сои и других культур на практике используют чизель-культиватор с двумя отдельными бункерами для минеральных удобрений вместимостью по 50 килограммов. Выявили, что в бункерах остаются крупные комки слежавшихся удобрений, что снижает производительность и качество работы агрегата. Рекомедовали использовать усовершенствованное устройство с одной емкостью, где установлены специальные измельчители минеральных удобрений.Цель исследования Обосновать параметры измельчителя крупных комков минеральных удобрений в бункере чизеля-культиватора.Материалы и методы Исследовали параметры и показатели измельчителя минеральных удобрений, работающего посредством вращательного движения, обеспеченного опорным колесом агрегата.Результаты и обсуждение Установили параметры чизеля-культиватора для измельчения и внесения минеральных удобрений при подготовке почвы под посев.Выводы Разработали агрегат с измельчительными рабочими органами в бункере чизеля-культиватора: диаметр вала – 40 миллиметров, высота зубчатой планки – 25-30, ширина – 8-10, толщина – 2-3 миллиметра. Всего в одном отсеке бункера зафиксировали 18 планок, в 10 отсеках – 180 штук. С выбранными параметрами измельчителя минеральных удобрений в бункере емкостью 350 килограммов можно внести в почву до 300 килограммов на гектар.
Определение показателей лентокассетного высевающего устройства для селекционного посева зерновых культур колосьями
Get PDFA high efficiency of sowing grain crops by ears was noted in breeding and primary seed production. It was found that a seeder with working bodies for sowing by ears helps to significantly (up to 8 times) reduce labor intensity as well as maintain the variety purity in comparison with the use of manual labor.Research purpose To develop a seeder working section with a tape-cassette sowing device for sowing grain crops by ears in breeding and seed nurseries, and to substantiate the sowing device parameters necessary for the design of a multi-section grain seeder.Materials and methods In the course of the experiments, the authors proposed a schematic diagram, a program and a method for testing a cassette seeder working section for sowing by ears. A sample of the seed section was examined in the laboratory. The ways of ensuring the variety purity in conditions of grain natural shedding were studied. A technology of sowing ears in capsules was used.Results and discussion It was proposed to equip the seeder cassette sowing device with a device for pushing the capsule with the ear out of the cassette tape cell. A mock-up model of a spiked seed drill section was developed. The operation of the tape-cassette sowing device was checked.Conclusions The advisable parameters of the cassette tape cells specified are as follows: the inner diameter is 2.3-2.5 centimeters, the length is 14.0-16.5 centimeters, the distance between the axes is 3-4 centimeters. A formula for calculating the number of cells in a cassette tape was obtained depending on the number of tape turns in the cassette. The initial requirements and terms of reference were developed for the experimental sample of the grain drill section. The data were summarized to design a multi-section seeder for sowing with ears.Отметили высокую эффективность посева зерновых культур колосьями в селекции и первичном семеноводстве. Выявили, что сеялка с рабочими органами для посева колосьями поможет значительно (до 8 раз) снизить трудоемкость в сравнении с использованием ручного труда, при обеспечении сохранения чистоты сорта.Цель исследования Разработать рабочую секцию сеялки с ленто-кассетным высевающим устройством для посева колосьями зерновых колосовых культур в селекционных и семеноводческих питомниках, обосновать параметры высевающего аппарата, необходимые при проектировании многосекционной колосовой сеялки.Материалы и методы В ходе экспериментов предложили принципиальную схему, программу и методику испытаний рабочей секции кассетной сеялки для посева колосьями. Исследовали образец посевной секции в лабораторных условиях. Изучили возможности обеспечения чистоты сорта в условиях естественного осыпания зерен. Использовали техническое решение высева колосьев в капсулах.Результаты и обсуждение Предложили оснастить кассетное высевающее устройство сеялки приспособлением для выталкивания капсулы с колосом из ячейки кассетной ленты. Разработали макетный образец секции колосовой сеялки. Проверили работу ленто-кассетного высевающего устройства.Выводы Установили рациональные параметры ячеек кассетной ленты: внутренний диаметр – 2,3-2,5 сантиметра, длина – 14,0-16,5 сантиметра, расстояние между осями – 3-4 сантиметра. Получили формулу для расчета количества ячеек в кассетной ленте в зависимости от числа витков ленты в кассете. Разработали исходные требования и техническое задание на экспериментальный образец секции колосовой сеялки. Обобщили данные для проектирования многосекционной сеялки для посева колосьями
Влияние субклинического и клинического мастита на процесс молокоотдачи коров ярославской породы
Get PDFThe process of milking healthy cows and those with mastitis is analyzed in terms of such parameters as average onetime milk yield, milk flow rate, milking duration to assess their diff erences and the need to use alternative milking methods. (Research purpose) To study the impact of mastitis on the milk yield of cows and develop recommendations for milking diseased animals. (Materials and methods) Three groups of animals were formed according to the mastitis test results: the first group included healthy cows, the second one those with subclinical mastitis, and the third one included the cows with the clinical form of the disease. The data were collected by control milkings and the milk flow rate results were recorded every 15 seconds. (Results and discussion) The results revealed significant differences for the tree groups, both in the rate of milk flow (1.90; 0.89 and 0.49 kilograms per minute, respectively) and the duration of milking (281; 375 and 294 seconds, respectively). (Conclusions) The longest milking duration is detected in the case of subclinical mastitis, (375 seconds on average). There is a shift in the peak of the milk flow rate from the second minute of milking to the third in comparison with healthy animals. In the case of clinical mastitis, the milking duration (295 seconds) proves to be less than the subclinical one, while there is practically no peak in the rate of milk flow. It is confirmed that there is a necessity to shift the intensive milking mode by 30-45 seconds for an animal with subclinical mastitis, as well as to use a gentle milking mode for cows with clinical mastitis.Проанализировали процесс доения здоровых коров и с заболеванием мастита по таким параметрам, как средний разовый удой, скорость молокоотдачи, длительность доения, для оценки различий между ними и необходимости использовать отличные от стандартных методы доения. (Цель исследования) Изучить влияние мастита на молокоотдачу коров и разработать рекомендации по доению заболевших животных. (Материалы и методы) Сформировали три группы животных по результатам теста на мастит: первая – здоровые, вторая – с субклиническим маститом, третья – с клинической формой заболевания. Провели контрольные дойки для сбора данных. Результаты скорости молокоотдачи фиксировали каждые 15 секунд доения. (Результаты и обсуждение) Выявили значительные различия между группами в скорости молокоотдачи (1,90; 0,89 и 0,49 килограмма в минуту соответственно) и продолжительности доения (281; 375 и 294 секунды). (Выводы) Определили, что в случае субклинического мастита доение наиболее продолжительное (в среднем 375 секунд). Отметили смещение пика скорости молокоотдачи со второй минуты доения на третью по сравнению со здоровыми животными. Выявили, что в случае клинического мастита длительность доения (295 секунд) меньше, чем при субклиническом, но при этом практически отсутствует пик скорости молокоотдачи. Подтвердили необходимость смещать режим интенсивного доения животного с субклиническим маститом на 30-45 секунд, а также использовать щадящий режим доения для коров с клиническим маститом
Внедрение искусственного интеллекта в растениеводство для оптимизации орошения
Get PDFThe relevance of artificial intelligence in agriculture is substantiated for irrigation optimization. (Research purpose) To report on the progress made over the past few years in the application of artificial intelligence to optimize crop irrigation. (Materials and methods) The review focuses on the most salient facts and important scientific information on the application of artificial intelligence in crop production. The review is based on Various databases (Google Scholar, PubMed, Science Direct, SciFinder, Web of Science, RSCI) and online sources (Research Gate, Springer Nature Open Access, Wiley Online Library). It is shown how the integration of machine learning models can provide intelligent irrigation management. The review reports on the research trends and applicability of machine learning methods, as well as the deployment of developed machine learning models for sustainable irrigation management. (Results and discussion) Mobile and web platforms are shown to be able to facilitate intelligent irrigation management. Machine learning proves to be one of the central areas of artificial intelligence helping researchers to work more creatively and efficiently. The review notes the problems of introducing artificial intelligence in crop production and specifies the future research areas in the machine learning implementation and digital farming solutions. (Conclusions) The relevance of the intelligent system in irrigation and water management is proved for sustainable agriculture. It is revealed that, despite the extensive literature available, machine learning modeling for crop irrigation management is still in its infancy. The countries leading in this area are China, the United States and Australia.Обосновали актуальность внедрения искусственного интеллекта в сельское хозяйство для оптимизации орошения. (Цель исследования) Дать отчет о прогрессе, достигнутом в применении искусственного интеллекта для оптимизации орошения сельхозкультур. (Материалы и методы) Обзор сфокусировали на наиболее характерных фактах и важной научной информации о внедрении искусственного интеллекта в растениеводство. Использовали различные базы данных (Google Scholar, PubMed, Science Direct, SciFinder, Web of Science, РИНЦ) и онлайн-источники (Research Gate, Springer Nature Open Access, Wiley Online Library). Исследовали интеграцию моделей машинного обучения, которые могут обеспечить оптимальное управление решениями по ирригации. Рассмотрели тенденции исследований и применимость методов машинного обучения, а также развертывание разработанных моделей машинного обучения для использования фермерами в целях устойчивого управления орошением. (Результаты и обсуждение) Показали, как мобильные и веб-платформы могут обеспечить управление интеллектуальными процессами орошения. Машинное обучение – одна из центральных тем искусственного интеллекта, помогающая исследователям работать более творчески и эффективно. Отметили проблемы внедрения искусственного интеллекта в растениеводство и будущее направление исследований в области внедрения машинного обучения и решений для цифрового земледелия. (Выводы) Доказали актуальность интеллектуальной системы в ирригации и управлении водными ресурсами для устойчивого сельского хозяйства. Выявили, что, несмотря на обширную доступную литературу, моделирование машинного обучения для управления поливом сельхозкультур все еще находится в стадии становления, а лидируют в этой области Китай, США и Австралия
Алгоритмы расчета траекторий полета беспилотных воздушных судов для решения сельскохозяйственных задач
Get PDFThe relevance of using unmanned aerial vehicles (UAV) is substantiated in comparison with other methods of aerospace survey. The paper provides examples of tasks requiring the use of UAVs for aerial photography from different heights. It is shown that the introduction of agricultural robots, including UAVs, increases the speed of fi eld work, allows obtaining unique data necessary for the assessment of agricultural territories, crops processing and plant growth stimulation. It is noted that the problem of constructing the movement trajectories of a multirotor UAV for performing agricultural tasks within a minimum time limit remains unresolved. (Research purpose) To reduce the length of the trajectory covering a given area and reduce the flight time of a multirotor UAV, taking into account the analysis of possible obstacles and land plots that are beyond the task scope. (Materials and methods) Geometric methods have been used to calculate the UAV flight trajectory covering a given section, the trajectory of movement in an environment with obstacles to the designated point. Photogrammetry methods have been used for processing aerial photography images when forming an orthophotoplane and a terrain map. (Results and discussion) The trajectory calculated by the developed algorithm proves to meet all the requirements: it is continuous, has a minimum number of turns, it is smoothed, and feasible for a multirotor UAV. (Conclusions) It was determined that according to the proposed algorithm it takes less than 0.05 seconds to calculate the trajectory covering a rectangular section with the sides of 200 by 30 meters. It was found that the trajectory in the fi rst 10,200-square-meter section decreased by 9 percent, and in the second 950,000-square-meter section it reduced by 6 percent, compared with the length of the trajectory built using standard algorithms. The flight time reduced by 32 and 10 percent, respectively. The paper presents the key advantages of using UAV for video shooting such as: guaranteed high resolution of photographic materials and the ability to shoot at a given time, allowing for the crop condition assessment.Обосновали актуальность использования беспилотных воздушных судов (БВС) по сравнению с другими способами аэрокосмической съемки. Привели примеры задач, требующие применения БВС для аэрофотосъемки с разной высоты. Показали, что внедрение сельскохозяйственных роботов, в том числе БВС, ускоряет выполнение полевых работ, а также позволяет получать уникальные данные, необходимые для оценки сельскохозяйственных территорий, обработки посевов и стимуляции роста растений. Отметили, что проблема построения траекторий движения БВС мультироторного типа при выполнении сельскохозяйственных задач за минимальное время остается нерешенной. (Цель исследования) Уменьшить длину траектории покрытия заданного участка и сократить время полета БВС мультироторного типа с учетом анализа возможных препятствий и участков земли, не представляющих интереса при решении поставленной задачи. (Материалы и методы) Использовали геометрические методы расчета траектории полета БВС для покрытия заданного участка, траекторию движения в среде с препятствиями к назначенной точке. С помощью методов фотограмметрии провели обработку изображений аэрофотосъемки при формировании ортофотоплана и карты рельефа местности. (Результаты и обсуждение) Показали, что рассчитанная разработанным алгоритмом траектория удовлетворяет все требования: она непрерывна, имеет минимальное количество поворотов, сглажена, а также осуществима для БВС мультироторного типа. (Выводы) Определили, что для расчета по предложенному алгоритму траектории покрытия на прямоугольном участке со сторонами 200 и 30 метров потребовалось менее 0,05 секунды. Выявили, что траектория на первом участке, площадью 10 200 квадратных метров, уменьшилась на 9 процентов, а на втором, площадью 950 000 квадратных метров, – на 6 процентов, по сравнению с длиной траектории, построенной по стандартным алгоритмам, причем время полета сократилось на 32 и 10 процентов соответственно. Отметили основные преимущества применения БВС для видеосъемки: гарантированное высокое разрешение фотоматериалов и возможность съемки в заданное время, позволяющие оценивать состояние посевов
Роторный плуг для органической технологии возделывания сои
Get PDFThe authors showed that a rotary plow deepened the arable layer and destroyed the plow bottom, simultaneously crushed plant residues, green manure crops and embedded them in the soil upper layer that was active for the cultivated plants roots and microorganisms, which allowed providing them with available nutrients, maintained fertility and increased soybeans yield.(Research purpose) To determine the soil deepener and the plow rotor agrotechnical parameters when working after different predecessors, to establish the dynamics of nutrients, soybean yield and to compare the technical indicators of various tillage implements.(Materials and methods) The authors studied rotary plow indicators when cultivating the soil after green manure, wheat and soybeans: the tillage depth and the tooth linear speed, the rotor rotational speed and depth, crumbling, hardness and ridging of the soil surface, the presence of plant residues, specific fuel consumption, productivity. They conducted a comparative field experiment, meadow-chernozem-like soil was treated with tools: discs BDT-3.0 – control; plowshare PLN-3-35 and rotary plow PRN-2.5 M.(Results and discussion) The authors determined that the tillage depth with the rotor was 0.143-0.149 meters, with the soil deepener – 0.25 meters, 25-27 percent of crop residues remained on the soil surface. It was found that the rotary plow details provided good soil cultivation, as a result of the incorporation of stubble and green manure, they contributed to a content increase of phosphorus in it by 11.8-13.3 percent, potassium – by 18-21.8, nitrogen – by 48.1-48.9 percent, which had a positive impact on the soybeans yield.(Conclusions) The authors found a regular increase in soybean yields when processing the soil with a rotary plow by 0.32 tons per hectare compared to discs and by 0.06 tons per hectare compared to a share plow. It was suggested to use a rotary plow PRN-2.5 M. for soil cultivating for soybeans in the Amur region. They calculated the economic and energy feasibility of soil cultivating with a rotary plow in organic crop production.Показали, что роторный плуг углубляет пахотный слой и разрушает плужную подошву, одновременно измельчает растительные остатки, сидеральные культуры и заделывает их в верхний, активный для корней культурных растений и микроорганизмов, слой почвы, что позволяет обеспечивать их доступными питательными веществами, поддерживать плодородие и повышать урожайность сои.(Цель исследования) Определить агротехнические параметры почвоуглубителя и ротора плуга при работе после различных предшественников, установить динамику питательных веществ, урожайности сои и сравнить технические показатели различных почвообрабатывающих орудий.(Материалы и методы) Изучили показатели роторного плуга при обработке почвы после сидерального пара, пшеницы и сои: глубину обработки почвоуглубителем и линейную скорость зуба, частоту вращения и глубину обработки ротором, крошение, твердость и гребнистость поверхности почвы, наличие растительных остатков, удельный расход топлива, производительность. Провели сравнительный полевой эксперимент, лугово-черноземовидную почву обрабатывали орудиями: дисками БДТ-3,0 – контроль; лемешным плугом ПЛН-3-35 и роторным плугом ПРН-2,5 М.(Результаты и обсуждение) Определили, что глубина обработки ротором составляет 0,143-0,149 метра, почвоуглубителем — 0,25 метра, на поверхности почвы остается 25-27 процентов пожнивных остатков. Выявили, что органы роторного плуга обеспечивали хорошую обработку почвы, в результате заделки стерни и сидератов способствовали повышению содержания в ней фосфора на 11,8-13,3 процента, калия – на 18-21,8, азота – на 48,1-48,9 процента, что положительно сказалось на урожайности сои.(Выводы) Выявили закономерное повышение урожайности сои при обработке почвы роторным плугом на 0,32 тонны на гектар по сравнению с дисками и на 0,06 тонны на гектар – по сравнению с лемешным плугом. Предложили для обработки почвы под сою в условиях Приамурья использовать роторный плуг ПРН-2,5 М. Провели расчет экономической и энергетической целесообразности обработки почвы роторным плугом в органическом растениеводстве
Усовершенствованная технология улучшения деградированных склоновых участков горной и предгорной зон
Get PDFThe authors presented the technology and mechanization means for the restoration of degraded mountain areas with slope steepness up to 15 degrees.(Research purpose) To determine the optimal distance between the springy racks of the chisel cultivator KCHG-2.4; to characterize the developed block-module of the multifunctional unit KCHG-2.4, which performed three operations after the slitting process: sowing grasses, applying mineral fertilizers and rolling the sown seeds and granular fertilizers into the soil; to determine the effectiveness of the developed agricultural practices that increased productivity and the environment-forming role of mountain phytocenoses.(Materials and methods). The tests were carried out in the mountainous zone of North Ossetia - Alania at an altitude of 1540 meters above sea level with slope steepness up to 15 degrees. The experimental area was divided into three replicates. Each replicate was 2.4 meters wide, 10 meters long, dividing stripes 1 meter, side stripes 2.4 meters. The total test area, located across the slope, was 184.2 square meters.(Results and discussion) The springy Väderstad strut of the KCG-2.4 unit was used to slit the mountain slopes. For overseeding, a three-component grass mixture of Phleum pratense L., Dactylis glomerata L. and Trifolium pratense L. was proposed at a seeding rate of 15 kilograms per hectare. When applying mineral fertilizers, the following composition was used (in the active ingredient): ammonium nitrate – 35 percent; superphosphate – 20; potash salt – 40 percent, in total 445 kilograms per hectare. An increase in dry aboveground mass of 3.02-4.19 tons per hectare and the accumulation of underground plant mass in the range of 1.84-12.62 tons per hectare were got, depending on the variant of the experiment.(Conclusions) The authors found out that, a higher yield was obtained with a distance between the slits of 1.5 meters for 3 years of observations. It was found that the use of the unit increased the collection of feed units from 0.81-1.68 to 4.06-4.98 thousand per hectare. Taking into account all costs, the cost of one feed unit was 8.76 rubles.Представили технологию и средства механизации для восстановления деградированных горных участков с крутизной склона до 15 градусов.(Цель исследования) Определить оптимальное расстояние между пружинистыми стойками щелерезов чизельного культиватора КЧГ-2,4; дать характеристику разрабатываемому блок-модулю многофункционального агрегата КЧГ-2,4, выполняющего после процесса щелевания три операции: подсев трав, внесение минеральных удобрений и прикатывание высеянных семян и гранулированных удобрений в почву; определить эффективность разработанных агроприемов, повышающих продуктивность и средообразующую роль горных фитоценозов.(Материалы и методы) Испытания проводили в горной зоне РСО – Алания на высоте 1540 метров над уровнем моря с крутизной склона до 15 градусов. Опытный участок разделили на три повторности. Ширина каждой повторности 2,4 метра, длина – 10 метров, разделительные полосы – 1 метр, боковые полосы – 2,4 метра. Общая площадь опытного участка, расположенного поперек склона, – 184,2 квадратного метра.(Результаты и обсуждение) Для щелевания горных склонов использовали пружинистую стойку Väderstad агрегата КЧГ-2,4. Для подсева предложили трехкомпонентную травосмесь из Phleum pratense L., Dactylis glomerata L. и Trifolium pratense L. при норме высева 15 килограммо на гектар. При внесении минерального удобрения использовали состав (в действующем веществе): аммиачная селитра – 35 процентов; суперфосфат – 20; калийная соль – 40 процентов, всего 445 килограммов на гектар. Получили прибавку сухой надземной массы 3,02-4,19 тонны на гектар и накопление подземной растительной массы в пределах 1,84-12,62 тонны на гектар в зависимости от варианта опыта.(Выводы) Установили, что за 3 года наблюдений более высокий урожай получен при расстоянии между щелями 1,5 метра. Выявили, что применение агрегата увеличило сбор кормовых единиц с 0,81-1,68 до 4,06-4,98 тысячи на гектар. С учетом всех затрат стоимость одной кормовой единицы составила 8,76 рубля
Унифицированная модель расчетов производительности технических средств при реализации транспортных и транспортнотехнологических операций
Get PDFProductivity is one of the important performance indicators of transport and transport-technological vehicles. The authors confirmed the necessity to unify this indicator calculations for an extensive range of agricultural goods and extensive works on their movement. (Research purpose) To develop universal interconnected stages of detecting the operational productivity of transport and transport-technological vehicles when performing mechanized work in crop production. (Materials and methods) The values of operational performance were determined based on the analysis of norm-forming factors and statistical processing. A systematic approach was used to identifying individual elements of the cargo transportation cycle. The authors studied each of the methodological approaches and the mathematical tools used to calculate the performance indicators of various technical devices. (Results and discussion) After a step-by-step modeling of transport and transport-technological processes, a unified formula of the target function (optimality criterion) was obtained. Having implemented a more convenient calculation algorithm and having transformed the mathematical apparatus, the authors obtained the vehicle production rates for the transportation of mineral fertilizers to the place of their application. (Conclusions) The authors implemented a detailed mathematical description of the transport and transport-technological process stages. They identified the functional relationships between operational parameters and production and agrolandscape conditions. A universal algorithm was developed making it possible to determine the values of the operational performance for transport and transport-technological vehicles. The authors determined the values of the coefficient enabling the unification and comparison of the algorithm for identifying the production rates for transport and transport-technological work. It was found out that with an increase in the length of transportation from 3 to 54 kilometers, this coefficient increases 3.8 times. This variation was explained by an increase in the purely transport phase of the process.Производительность – один из важных эксплуатационных показателей транспортных и транспортно-технологических средств. Подтвердили необходимость унифицировать расчеты этого показателя на фоне обширной номенклатуры сельскохозяйственных грузов и большого количества работ по их перемещению. (Цель исследования) Разработать универсальные взаимосвязанные этапы определения эксплуатационной производительности транспортных и транспортно-технологических средств при реализации механизированных работ в растениеводстве. (Материалы и методы) Определили значения эксплуатационной производительности посредством анализа нормообразующих факторов и статистической обработки. Использовали системный подход к определению отдельных элементов цикла транспортировки грузов. Изучили каждый из методических подходов и применяемые математические аппараты для определения производительности технических средств различных типов. (Результаты и обсуждение) После поэтапного моделирования реализации транспортных и транспортно-технологических процессов получили унифицированную формулу целевой функции (критерия оптимальности). В результате реализации более удобного алгоритма расчета и преобразования математического аппарата вычислили значения норм выработки для транспортных средств при транспортировке минеральных удобрений к месту их внесения. (Выводы) Провели детальное математическое описание этапов реализации транспортного и транспортно-технологического процесса. Определили функциональные зависимости между эксплуатационными параметрами и производственными и агроландшафтными условиями. Разработали универсальный алгоритм, для расчета значения эксплуатационной производительности транспортных и транспортно-технологических средств. Определили значения коэффициента, позволяющего унифицировать и сопоставить алгоритм вычисления норм выработки на транспортные и транспортно-технологические работы. Выявили, что с увеличением длины транспортировки от 3 до 54 километров этот коэффициент повышается 3,8 раза. Данное варьирование объяснили ростом чисто транспортной фазы выполнения процесса.
Интеллектуальные технологии и роботизированные машины для возделывания садовых культур
Get PDFThe existing models of industrial robots cannot perform technological processes of apple harvesting. It is noted that there is a need for developing special actuators, grippers and new control algorithms for harvesting horticulture products. (Research purpose) The research aimed to develop an intelligent control system for horticulture industrial technologies and robotic techniques for yield monitoring and fruit harvesting. (Materials and methods) The research methodology was based on such modern methods as computer modeling and programming. In particular, the following methods were applied: systems analysis, artificial neural networks theory, pattern recognition, digital signal processing. The development of software, hardware and software was carried out in accordance with the requirements of GOST technical standards. The following programming languages were used: (C / C ++)-based OpenCV library, Spyder Python Development Environment, PyTorch and Flask frameworks, and JavaScript. Image marking for training neural networks was carried out via VGG ImageAnnotator and in Labelbox. The design process was based on the finite element method, CAD SolidWorks software environment. (Results and discussion) An intelligent management system for horticulture industrial technologies has been created based the on the «Agrointellect VIM» hardware and software complex. The concept of the system is shown to be implemented via computer and communication technology, robotic machines, the software for collecting, organizing, analyzing and storing data. The gripper proves to fix an apple gently and holds it securely. Depending on the size, the fruit fixation time is 1.5-2.0 seconds, the fruit maximum size is 85 per 80 millimeters , and its maximum weight is 500 grams. (Conclusions) The developed intelligent control system for industrial technologies based on «Agrointellect VIM» hardware and software complex ensures the efficient real-time processing of information necessary for the design of intelligent agricultural technologies using robotic machines and artificial intelligence systems.Показали, что существующие модели промышленных роботов не могут выполнять технологические процессы уборки урожая яблок. Отметили необходимость разработки специальных исполнительных устройств, захватных приспособлений и новых алгоритмов управления для сбора урожая в садоводстве. (Цель исследования) Разработать систему интеллектуального управления промышленными технологиями в садоводстве и роботизированные технические средства для мониторинга урожайности и сбора плодов. (Материалы и методы) Использовали современные методы компьютерного моделирования и программирования. Применили методологию системного анализа, теорию искусственных нейронных сетей, распознавание образов, цифровую обработку сигналов. Разработку программного обеспечения программно-аппаратных средств проводили в соответствии с требованиями ГОСТ. Использовали языки программирования С/С++ с библиотекой OpenCV, Python-среду разработки Spyder, фреймворк PyTorch и Flask, а также JavaScript. Разметку изображений для обучения нейронных сетей провели в VGG ImageAnnotator и в Labelbox. При проектировании оперировали методом конечных элементов, программной средой САПР SolidWorks. (Результаты и обсуждение) Создали систему интеллектуального управления промышленными технологиями в садоводстве на базе программно-аппаратного комплекса «Агроинтеллект ВИМ». Показали, что концепция системы реализуется с помощью компьютерной и коммуникационной техники, роботизированных машин, программного обеспечения для сбора, систематизации, анализа и хранения данных. Определили, что захват аккуратно фиксирует яблоко и надежно удерживает его. Время на фиксацию плода в зависимости от размера составляет 1,5-2,0 секунды, максимальные размеры плода – 85 на 80 миллиметров, а его максимальный вес – 500 граммов. (Выводы) Разработанный программно-аппаратный комплекс системы интеллектуального управления промышленными технологиями «Агроинтеллект ВИМ» обеспечивает оперативную обработку в реальном времени информации, необходимой для проектирования интеллектуальных агротехнологий с применением роботизированных машин и систем искусственного интеллекта
Энергосберегающее освещение сельскохозяйственных помещений и расчет его параметров
Get PDFhe properly selected lighting for livestock farms is noted to ensure the optimal productivity of bred animals and poultry and to generate profit for the enterprise. (Research purpose) The research purpose is to substantiate the parameters of energy-saving lighting for agricultural premises and to develop methods for its calculation. (Materials and methods) It has been shown that greenhouse farms most often use high and low pressure sodium lamps for lighting, but their spectrum only partially substitutes the natural one. It has been assumed that expanding the spectrum and approximating it to the solar one could improve product quality and yield. It has been stated that incandescent and fluorescent lamps are traditionally used to illuminate livestock and poultry premises, but they cannot create a lighting system with a «dawn - sunset» function, and their spectrum does not correspond to the full range perceived by animals and birds. It has been noted that the LED light sources’ functioning has such features that make the application of standard calculation methods impossible. We obtained formulas for calculating the light level and flux of photons. (Results and discussion) We provided examples of applying the energy-saving lighting systems developed by us in poultry houses with floor housing system, in cowsheds with tethered housing system and in an experimental phyto-laboratory for growing seedlings. It has been found that after replacing the lighting system based on DRL-125 lamps with a new one, with 36 nine-watt LED lamps, the power consumption decreased from 2,250 to 336 watts, the average light level increased and amounted to 90 lux, while the illumination uniformity and color rendition improved. We have developed a resonant power supply system for LEDs to create lighting systems with a «sunrise - sunset» function. (Conclusions) We have shown the possibility and provided examples of using the developed by us energy-saving controlled lighting systems based on LED light sources. Отметили, что правильно подобранное освещение животноводческих ферм обеспечивает оптимальную производительность животных и птицы и приносит прибыль предприятию. (Цель исследования) Обосновать параметры энергосберегающего освещения сельскохозяйственных помещений и разработать методики его расчета. (Материалы и методы) Показали, что в тепличных хозяйствах для освещения чаще всего используют натриевые лампы высокого и низкого давления, однако их спектр лишь частично заменяет естественный спектр. Предположили, что расширение спектра и приближение его к солнечному позволит повысить качество продукции и урожайность. Констатировали, что для освещения животноводческих и птицеводческих помещений традиционно применяются лампы накаливания и люминесцентные лампы, но они не имеют возможности создать систему освещения с функцией «рассвет – закат», а их спектр не соответствует полному диапазону, воспринимаемому животными и птицей. Отметили, что работа светодиодных источников света имеет особенности, из-за которых нельзя применять стандартные методики расчета. Разработали формулы для вычисления освещенности и потока фотонов. (Результаты и обсуждение) Привели примеры реализации разработанных нами энергосберегающих систем освещения в птичниках с напольным содержанием, коровниках с привязным содержанием и в экспериментальной фитолаборатории для выращивания рассады. Выявили, что после замены системы освещения на основе ламп ДРЛ-125 на новую, с 36 светодиодными светильниками мощностью по 9 ватт, потребляемая мощность снизилась с 2250 до 336 ватт, средний уровень освещенности увеличился и составил 90 люкс, при этом улучшилась равномерность освещения и цветопередача. Разработали резонансную систему питания светодиодов для создания систем освещения с функцией «рассвет – закат». (Выводы) Показали возможность и привели примеры внедрения разработанных нами энергосберегающих регулируемых систем освещения на основе светодиодных источников света.