Исследование условий съема ягод земляники садовой роботизированными машинами

Описали новое устройство для роботизированного сбора урожая земляники садовой. Оно отличается универсальностью, простотой конструкции, удобством адаптации с автоматизированной платформой. (Цель исследования) Изучить условия для съема ягод земляники садовой роботизированными машинами, разработать способ съема ягод и обосновать параметры рабочего органа для роботизированной уборки с учетом механического воздействия на ягоду и степени ее повреждения. (Материалы и методы) Подготовили экспериментальную методику исследования физико-механических свойств ягод земляники садовой и рассчитали критическую скорость удара ягоды при сборе рабочим органом. Для обоснования эффективности рабочего органа провели комплексный анализ физико-механических параметров ягод. (Результаты и обсуждение) Установили, что плотность ягоды земляники садовой в значительной степени зависит от условий возделывания, сорта и размера ягоды. Выявили, что удельная плотность различных частей ягоды в находится в диапазоне 0,0094-0,0262 килограм-силы на квадратный метр. Выявили, что наибольшей прочностью обладает кожица ягод сортов Зенга-Зенгана и Редкоут, а наименьшей – Фестивальная. Показали, что основание и вершина ягоды примерно в 1,2 раза прочнее кожицы остальной ее части. Подтвердили, что оболочка ягоды обладает свойством упругости. Определили, что в процессе сжатия ягоды ее деформация пропорциональна нагрузке. Предложили конструкцию роботизированной движущейся платформы. Закрепили срезающий рабочий орган на манипуляторе. Обеспечили съем ягоды путем среза плодоножки с наименьшими повреждениями. (Выводы) Предложили устройство для роботизированного сбора ягод земляники садовой, которое выгодно отличается от аналогов тем, что дает возможность существенно снизить механическое воздействие на целевой объект, сохранить внешний вид и качественные характеристики ягоды.

1. Bachche S., Oka K. Modeling and performance testing of end-effector for sweet pepper harvesting robot. Robot Mechatron. 2013. N25. 705-717.

2. Qiang L., Huazhu L., Jianrong C., Jiewen Zh., YongPing L., Fang Zh. Feature extraction of near-spherical fruit with partial occlusion for robotic harvesting. Maejo International Journal of Science and Technology. 2010. N4(3). 435-445.

3. Филиппов Р.А., Хорт Д.О., Шевкун В.А. Применение технических средств для уборки урожая земляники садовой // Науковий вісник НУБіП України. Серія: Техніка та енергетика АПК. 2018. N283. С. 60-66.

4. Утков Ю.А., Филиппов Р.А. Современные тенденции создания технических средств, улучшающих условия труда в промышленном садоводстве России // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2012. N3. С. 31-37.

5. Кашин В.И. и др. Культура земляники в Подмосковье. М.: ВСТИСП. 2003. 134 с.

6. Филиппов Р.А., Цымбал А.А., Утков Ю.А., Чухляев И.И., Мехедов М.А. Эффективность применения технических средств для уборки урожая низкорастущих ягодников // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2018. N3(39). С. 131-135.

7. Попова И.В., Цымбал А.А., Макарова А.Ф. Оценка гибридов земляники на пригодность к машинной уборке урожая // Плодоводство и ягодоводство нечерноземной полосы. НИЗИСНП. 1979. С. 99-113.

8. Yuanshen Zh., Liang G., Yixiang H., Chengliang L. A review of key techniques of vision-based control for harvesting robot. Computers and Electronics in Agriculture. 2016. N23. 127.

9. Филиппов Р.А. Робототехнические средства для сбора ягод земляники // Мехатроника, автоматика и робототехника. 2017. N1. С. 26-27.

10. Zhiguo L., Pingping L., Hongling Y., Yuqing W. Stability tests of two-finger tomato grasping for harvesting robots. Biosystems Engineering. 2013. N116. 163-170.

11. Терешин А.Н. Роботы, как средство механизации на примере автоматизированной платформы по сбору земляники садовой // Академия педагогических идей «Новация». 2018. N4. С. 168-170.

12. Кутырёв А.И., Хорт Д.О., Филиппов Р.А, Ценч Ю.С. Магнитно-импульсивная обработка семян земляники садовой // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. N5. С. 9-15.