vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2017-1-3-10vimjour-172Research ArticleНОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕNEW TECHNICS AND TECHNOLOGOESОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА C ОПРЫСКИВАТЕЛЕМ И МОДУЛЕМ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ РАСТЕНИЙ В САДОВОДСТВЕJUSTIFICATION OF PARAMETERS OF ROBOTIC MEANS WITH SPRAYER AND MODULE MAGNETIC-PULSE PROCESSING OF PLANTS IN HORTICULTUREИзмайловА. Ю.IzmaylovA. Yu.noemail@neicon.ruХортД. О.KhortD. O.noemail@neicon.ruСмирновИ. Г.SmirnovI. G.noemail@neicon.ruФилипповР. А.FilippovR. A.noemail@neicon.ruКутыревА. И.KutyrevA. I.noemail@neicon.ruФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Research Agro-engineering Center VIMRussian Federation20172002201701310Copyright © Измайлов А.Ю., Хорт Д.О., Смирнов И.Г., Филиппов Р.А., Кутырев А.И., 20172017Измайлов А.Ю., Хорт Д.О., Смирнов И.Г., Филиппов Р.А., Кутырев А.И.Izmaylov A.Y., Khort D.O., Smirnov I.G., Filippov R.A., Kutyrev A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/172

В современных условиях ведения сельского хозяйства использование роботизированных машин позволяет создавать высокоинтеллектуальное автоматизированное производство сельхозпродукции, полностью заменять ручной труд, минимизировать негативное воздействие химикатов на человека и сокращать потери рабочего времени, связанные с человеческим фактором. Проанализированы особенности конструкции и технологического применения разрабатываемого в ВИМ робототехнического средства с опрыскивателем для низкорастущих культур и модулем магнитно-импульсной обработки растений в садоводстве. Обоснованы параметры робототехнического средства: мощность двигателя 36 л.с., ширина колеи передних колес 1260 мм, задних - 1410 мм, дорожный просвет 350 мм, общая длина агрегата 4900 мм, наименьший радиус поворота 5,6 м. Выявлена целесообразность и эффективность внедрения совмещенного технологического приема обработки садовых растений (опрыскивание и магнитно-импульсная обработка) с помощью робототехнического средства. Такая обработка позволит повысить урожайность на 25-30 процентов вследствие стимуляции обменных процессов на определенных фазах развития растений слабыми низкочастотными импульсными магнитными полями в сочетании с дополнительным синхронным облучением импульсами света 445 нм и 660 нм и адресного внесения средств химической защиты растений. Проведено имитационное математическое моделирование подвижности 3D-модели робота в виде совокупности тел с различными упругодемпфирующими характеристиками в машинных технологиях возделывания низкорастущих культур в садоводстве. Для проверки модели проведены расчеты динамического поведения корпуса робота на различных режимах движения. Представлены графики параметров движения робота, полученных по результатам моделирования динамики разгона. Предложена методика и проведен расчет показателя локальной автономности выполнения задания беспилотным робототехническим средством на опрыскивании с одновременной магнитно-импульсной обработкой растений на основе анализа совокупности единичных показателей автономности. Определены преимущества технологического применения робота в машинных технологиях в садоводстве.

Robotic machines use in farming allows to create highly intellectual automated agricultural production, to replace completely a manual work, minimize the negative effects of chemicals on human and to reduce the losses of working hours connected with a human factor. The authors analyzed features of a design and technological using of the worked out in VIM robotic mean with a sprayer for low-growing cultures and the module of magnetic-pulse processing of plants in horticulture. Parameters of robotic mean are proved: engine capacity is 36 h.p., track width of forward wheels of 1260 mm, back ones - 1410 mm, a ground clearance height - 350 mm, the total length of the unit is 4900 mm, the smallest turning radius is 5.6 m. Feasibility and efficiency of implementation combined method of plants processing (spraying and magnetic-pulse processing) by robotic means. This processing will make it possible to increase productivity by 25-30 percent due to stimulation of exchange processes in certain phases development of plants by weak low-frequency pulse magnetic fields in combination with additional synchronous radiation by light impulses 445 and 660 nanometers and targeted introduction of chemical crop-protection agents. Imitating mathematical modeling of mobility of a 3D robot model in the form set of bodies with various elastic characteristics in machine technologies of low-growing cultures cultivation in horticulture is carried out. Calculations dynamic behavior of robot body at various movement modes are made for model check. The schedules of robot movement parameters received subsequent to results of acceleration dynamics modeling are presented. The technique is offered and calculation of an indicator of local autonomy of task performance by unmanned robotic means for spraying with simultaneous magnetic-pulse processing of plants on the basis of the analysis of set of single indicators is made. Benefits of technological use robot in machine technologies in horticulture are determined.

робототехническое средствосадоводствомодуль магнитно-импульсной обработкитехнологический адаптеравтоматизированное производствоRobotic meansHorticultureModule of magnetic-pulse processingTechnology adapterAutomated productionReferencesSlaughter D.C., Giles D.K., Downey D. Autonomous robotic weed control systems: A review. Computers and electronics in agriculture. University of California, Biological and Agricultural Engineering, United States, 2008: 63-78Slaughter D.C., Giles D.K., Downey D. Autonomous robotic weed control systems: A review. Computers and electronics in agriculture. University of California, Biological and Agricultural Engineering, United States, 2008: 63-78Blasco J., Aleixos N., Roger J.M., Rabatel G., Molto E. Robotic Weed Control using Machine Vision. Biosystems Engineering. Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias, Spain. 2002: 149-157Blasco J., Aleixos N., Roger J.M., Rabatel G., Molto E. Robotic Weed Control using Machine Vision. Biosystems Engineering. Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias, Spain. 2002: 149-157Siemens M.C., Herbon R., Gayler R.R., Nolte K.D. and Brooks D. Automated machine for thinning lettuce - Evaluation and development. Dallas: ASABE, 2012; 4; 3221-3234Siemens M.C., Herbon R., Gayler R.R., Nolte K.D. and Brooks D. Automated machine for thinning lettuce - Evaluation and development. Dallas: ASABE, 2012; 4; 3221-3234Хорт Д.О., Филиппов Р.А., Кутырев А.И. Многофункциональное робототехническое средство с системой технического зрения // Инновации в сельском хозяйстве. 2015. N4(14). С. 115-121Хорт Д.О., Филиппов Р.А., Кутырев А.И. Многофункциональное робототехническое средство с системой технического зрения // Инновации в сельском хозяйстве. 2015. N4(14). С. 115-121Смирнов И.Г., Артюшин А.А., Хорт Д.О., Филиппов Р.А., Кутырев А.И., Цымбал А.А. Робототехнические средства в растениеводстве // Научный журнал КубГАУ. 2016.118(04). 1651-1660.Смирнов И.Г., Артюшин А.А., Хорт Д.О., Филиппов Р.А., Кутырев А.И., Цымбал А.А. Робототехнические средства в растениеводстве // Научный журнал КубГАУ. 2016.118(04). 1651-1660.Кутырев А.И. Технологический адаптер для робототехнического средства в садоводстве // Плодоводство и ягодоводство России. 2016. Т. XXXXVI. С. 180-185Кутырев А.И. Технологический адаптер для робототехнического средства в садоводстве // Плодоводство и ягодоводство России. 2016. Т. XXXXVI. С. 180-185Кутырев А.И. Особенности разработки робототехнического средства для садоводства // Плодоводство и ягодоводство России. 2016. Т. XXXXVI. С. 175-179Кутырев А.И. Особенности разработки робототехнического средства для садоводства // Плодоводство и ягодоводство России. 2016. Т. XXXXVI. С. 175-179Лобачевский Я.П., Смирнов И.Г., Хорт Д.О., Филиппов Р.А., Кутырев А.И. Инновационная техника для машинных технологий в садоводстве // Научноинформационное обеспечение инновационного развития АПК: Материалы VIII Международной научнопрактической конференции «ИнформАгро2016», Москва, 25-27 мая 2016 г., РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, М., 2016. С. 199-203Лобачевский Я.П., Смирнов И.Г., Хорт Д.О., Филиппов Р.А., Кутырев А.И. Инновационная техника для машинных технологий в садоводстве // Научноинформационное обеспечение инновационного развития АПК: Материалы VIII Международной научнопрактической конференции «ИнформАгро2016», Москва, 25-27 мая 2016 г., РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, М., 2016. С. 199-203Измайлов А.Ю., Смирнов И.Г., Хорт Д.О., Филиппов Р.А. Анализ технологического применения многофункционального беспилотного робота // Интеллектуальные машинные технологии и техника для реализации государственной программы развития сельского хозяйства: Сборник докладов научно-технической конференции. Ч. 2. М.: ВИМ, 2015. С. 207-209Измайлов А.Ю., Смирнов И.Г., Хорт Д.О., Филиппов Р.А. Анализ технологического применения многофункционального беспилотного робота // Интеллектуальные машинные технологии и техника для реализации государственной программы развития сельского хозяйства: Сборник докладов научно-технической конференции. Ч. 2. М.: ВИМ, 2015. С. 207-209Ермолов И. Л. Расширение функциональных возможностей мобильных технологических роботов путем повышения уровня их автономности с использованием иерархической комплексной обработки бортовых данных: дис… дра техн. наук. М., 2012. С. 350Ермолов И. Л. Расширение функциональных возможностей мобильных технологических роботов путем повышения уровня их автономности с использованием иерархической комплексной обработки бортовых данных: дис… дра техн. наук. М., 2012. С. 350Хорт Д.О., Филиппов Р.А. Применение автоматизированной системы управления продукционными процессами в садоводстве // Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. 2013. Т. 3. N6. С. 356-360Хорт Д.О., Филиппов Р.А. Применение автоматизированной системы управления продукционными процессами в садоводстве // Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. 2013. Т. 3. N6. С. 356-360Ермолов И. Л. Расширение функциональных возможностей мобильных технологических роботов путем повышения уровня их автономности с использованием иерархической комплексной обработки бортовых данных: дис…дра техн. наук: 05.20.05 Москва, 2012 С. 350Ермолов И. Л. Расширение функциональных возможностей мобильных технологических роботов путем повышения уровня их автономности с использованием иерархической комплексной обработки бортовых данных: дис…дра техн. наук: 05.20.05 Москва, 2012 С. 350Измайлов А.Ю., Смирнов И.Г., Лобачевский Я.П., Хорт Д.О., Филиппов Р.А. Роботы для современных машинных технологий в растениеводстве // Интеллектуальные машинные технологии и техника для реализации Государственной программы развития сельского хозяйства: Сборник научных докладов Международной научно-технической конференции. М.: ВИМ, 2015. С. 128-132Измайлов А.Ю., Смирнов И.Г., Лобачевский Я.П., Хорт Д.О., Филиппов Р.А. Роботы для современных машинных технологий в растениеводстве // Интеллектуальные машинные технологии и техника для реализации Государственной программы развития сельского хозяйства: Сборник научных докладов Международной научно-технической конференции. М.: ВИМ, 2015. С. 128-132

The authors declare that there are no conflicts of interest present.