CC BY
35
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства_
mekhanizirovannykh protsessov v
rastenievodstve [Methodical recommendations on the assessment of fuel and energy inputs for implementation of mechanized processes in crop production]. Moscow: VASKhNIL. 198: 44. (In Russian)
9. Elizarov V.P., Kolos V.A., Sapyan Yu.N., Maksimov D.A., Morozov Yu.L., Izmailov A.Yu. Metodika toplivno-energeticheskoi otsenki proizvodstva produktsii rastenievodstva [Methods of fuel and energy assessment of crop production]. Moscow. 2012: 82. (In Russian)
10. Dzhabborov N.I., Zakharov A.M., Semenova G.A. Rabochii organ dlya rykhleniya pochvy. [Working tool for soil loosening]. Patent RF on utility model N 182130. 2018. (In Russian)
11. Dzhabborov N.I., Evseeva S.P., Semenova G.A. Rabochii organ dlya rykhleniya pochvy [Working tool for soil loosening]. Patent RF on utility model N 169104, 2017. (In Russian)
12. Valge A.M., Dzhabborov N.I., Eviev V.A. Osnovy statisticheskoj obrabotki ehksperimental'nyh dannyh pri provedenii issledovanij po mekhanizacii sel'skohozyajstvennogo proizvodstva s primerami na STATGRAPHICS i EXCEL [Fundamentals of statistical processing of experimental data for research in mechanisation of agricultural production with examples in STATGRAPHICS and EXCEL]. Saint Petersburg: IEEP Publ.; Elista: Kalmyk Univ. Publ., 2015: 140. (In Russian)
УДК 631.633.491(631.362.3) DOI 10.24411/0131-5226-2018-10090
ЗАТРАТЫ ЭНЕРГИИ НА ОЧИСТКУ КАРТОФЕЛЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ СПОСОБОМ
И ПУТИ ИХ СНИЖЕНИЯ
Н.И. Джабборов, д-р техн. наук; A.M. Захаров, канд. техн. наук
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, г. Санкт-Петербург, Россия
В статье представлены исследования, проведенные с целью разработки расчетных формул для определения показателей оценки эффективности и энергоемкости технологического процесса и технических средств очистки картофеля новым аэродинамическим способом. Объектом исследований были технологические процессы и технические средства очистки клубнеплодов различными способами. Предметом исследований были закономерности изменения энергетических параметров и технико-экономических показателей оценки эффективности технологического процесса и технических средств очистки картофеля аэродинамическим способом. Установлена тесная связь энергоемкости технологического процесса очистки от производительности установки, плотности материала и температуры клубней и почвенных частиц, вместимости и частоты вращения барабана, температуры направленного потока воздуха и коэффициента поглощения теплоты. Научную новизну составляют расчетные формулы для определения и прогнозирования технико-экономических показателей технологического процесса очистки картофеля аэродинамическим способом. Подробно изложена методика определения удельных энергозатрат на приводы рабочих узлов, на подогрев и подачу направленного потока воздуха, систему вытяжки воздуха и его фильтрацию. Установлено, что используя предложенные расчетные формулы, можно будет дать прогнозную оценку конкурентоспособности различных технических средств, предназначенных для очистки картофеля.
65
ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал.
_ИАЭП. 2018. Вып. 97_
Так как все многообразие техники для предреализационной обработки картофеля, которая представлена на современном рынке, в основном, состоит из зарубежных машин, то и сравнение необходимо будет производить с ними.
Ключевые слова: аэродинамический способ, очистка картофеля, технологический процесс, производительность, энергоемкость.
Для цитирования: Джабборов Н.И., Захаров A.M. Затраты энергии на очистку картофеля аэродинамическим способом и пути их снижения // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2018. № 4(97). С.65-73.
ENERGY INPUTS FOR POTATO TREATMENT BY AERODYNAMIC METHOD AND WAYS
TO REDUCE THEM
N.I. Dzhabborov, DSc (Engineering); A.M. Zakharov, Cand. Sc. (Engineering)
Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia
The article presents the study with the objective to develop the calculation formulas for determining the performance evaluation indicators and the energy requirements of the technological process and technical means of potato treatment by a new aerodynamic method. The study object was the technological processes and technical means for cleaning the freshly harvested tuber crops in various ways. The study subject was the variation patterns of energy parameters and technical and economic indicators to assess the efficiency of the process and technical means for aerodynamic cleaning of potatoes. A close relationship was established between the energy intensity of the cleaning process and the installation performance, material density, temperature of tubers and soil particles, the drum capacity and rotation frequency, directional airflow temperature, and heat absorption coefficient. Scientific novelty is manifested in the formulas for calculating and predicting the technical and economic indicators of the technological process of aerodynamic potato cleaning. The method to determine the specific energy inputs for the drives of the working units, for heating and supply of directed airflow, the air extraction and filtration system is described in detail. It was established that the developed calculation formulas would allow giving a predictive estimate of the competitiveness of various machines and equipment designed for potato cleaning. Since all the variety of machinery for pre-sale treatment of potatoes, available on the current market, mainly includes the foreign machines, the comparison will need to be made with them.
Key words: aerodynamic method, potato treatment, technological process, productivity, energy requirement.
For citation: Dzhabborov N.I., Zakharov A.M. Energy inputs for potato treatment by aerodynamic method and ways to reduce them. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. 4(97): 65-73 (In Russian)
Введение
В течение последнего десятилетия существенно расширился рынок технологий и технических средств для производства
картофеля в основном за счет их импорта из стран дальнего зарубежья. В сложных почвенно-климатических условиях Северо-Запада, где до 40% пашни засорены камнями
и значительная часть подвержена переувлажнению, нашли применение различные технологии и машины для картофелеводства.
Разработкой и исследованием технических средств в направлении картофелеводства занималось большое количество ученых, как за рубежом так и в нашей стране. Основными учеными из наших соотечественников являются H.H. Колчин, В.В. Митков, И.М. Фомин, Г.А. Логинов и другие [1-6]. Анализируя работы вышеперечисленных авторов, а так же многообразие техники представленной на рынке аграрного сектора можно сделать предварительный вывод о том, что применяемые способы в процессе предреализационной доработки, а именно мойки [7] и очистки клубней, так называемым, сухим способом [8], хотя и высокоэффективны, но, вместе с тем, нуждаются в усовершенствовании с позиции экологической, а также энергоэкономической эффективности. Коллективом авторов в направлении послеуборочной и предреализационной доработки продукции растениеводства с
целью изыскания новых подходов к
возможности
повышения
конкурентоспособности на рынке продукции отечественных товаропроизводителей и проводилось теоретическое исследование. Материалы и методы В процессе проведения исследований применялись методы математического моделирования, основанные на изучении физических закономерностей, протекающих в процессе очистки картофеля аэродинамическим способом.
Цель исследования - разработка расчетных формул для определения показателей оценки эффективности процесса и установки для очистки картофеля новым аэродинамическим способом. Результаты и обсуждение Предлагаемый вариант [9] следует считать сухим способом очистки клубней от прилипшей почвы и её частиц, так как сам процесс очистки производится без участия воды.
Процесс очистки клубней представлен на рисунке 1.
Рис. 1. Процесс очистки клубней аэродинамическим способом
Процесс протекает следующим образом: нагретый до необходимой температуры воздух под определенным давлением, созданным компрессорной установкой 1, распыляется через форсунки в камеру
рабочей зоны 2, где под его действием происходит очистка клубней. Созданная, в процессе очистки пылевая взвесь вместе с растительными остатками и другими частицами из рабочей зоны высасывается
насосом-вентилятором 3 через сепаратор 4 (фильтр), в котором и остаются все примеси, соответственно, не попадая в атмосферу. В качестве агента очистки используется вода в емкости определенного объема, что позволяет очищать проходящий через сепаратор (фильтр) воздух до необходимых параметров. Поглощение водой почвенной пыли на линиях и в машинах для доработки клубнеплодов обеспечивает эффективное снижение концентрации пыли и почвенных частиц, как в рабочей зоне, так и в атмосфере и улучшает условия труда работающих.
Оригинальность нового подхода в очистке картофеля заключается в активном воздействии на поверхность клубней непрерывного воздушного потока, имеющего определенное давление, стабильную положительную температуру, а также вывод смешенной с почвенной пылью воздушной массы из системы очистки в фильтрующий элемент. Подразумевается, что нагретый поток воздуха будет сушить верхний слой почвы, прилипшей к клубням, тем самым разрушая его внутренние связи и образовывая на его поверхности трещины. Таким образом, мощный воздушный поток будет попадать в трещины и сдувать с картофеля поочередно слой за слоем прилипшую почву, а эффект соударения клубней друг с другом во вращающемся барабане будет способствовать процессу отделения. Однако, на этот процесс будет иметь значительное влияние тип почв, на которых происходило возделывание картофеля, а именно прочность внутренних связей этих почв и её влажность. Можно предположить, что в зависимости от её типа и состояния влажности будет зависеть продолжительность процесса очистки и вместе с тем, энергоемкость процесса на высушивание и отделение её от рабочего материала.
Сносимые воздухом почвенные частицы, будут просеиваться сквозь отверстия в
барабане и попадать в фильтрующий элемент, где проходя через слой жидкости, осядут на дно, а в окружающую среду будет попадать очищенный воздух. Так как вода будет использоваться только для очищения воздуха, а контакта с рабочим материалом не будет, этот способ [10] можно отнести не к мойке, а к сухой очистке. Таким образом, главный недостаток всех устройств по отделению почвы от клубней сухим способом, а именно распространение в рабочей зоне и около неё пыли с высокой концентрацией, будет исключен.
Разработку стационарной или мобильной техники необходимо
осуществлять с учетом определенных научных принципов. В статье [11] авторами рассмотрен прогноз показателей оценки
эффективности
функционирования
технических средств в определенных условиях производства. В ней изложены и рассмотрены научные основы синтеза техники для почвообработки и посева сельскохозяйственных культур с высокой производительностью, так как основной показатель эффективности использования машины или технического устройства это его производительность.
Производительность технического
средства для отделения от клубней почвенных частиц аэродинамическим способом перед их реализацией определяет объем произведенных работ по очистке картофеля в тоннах за единицу времени.
Производительность экспериментальной установки IV, 1 для очистки картофеля складывается из таких параметров, как внутренний объем (или объем барабана) и частота вращения барабана, уровень плотности определенного объема клубней, твердость и влажность почвенных частиц, прилипшей к клубням, твердость и влажность на поверхности клубней, их температура, а также коэффициент поглощения теплоты клубней и почвы.
Учитывая вышесказанное,
производительность IV,1 установки для отделения прилипшей почвы от картофеля за 1 час чистого времени можно рассчитать с помощью выражения:
Жч=ич-рк-пч-Сс, т/ч (1)
где 11ч - загрузка барабана, м3; рк -плотность обрабатываемого материала, т/м3; пч - частота вращения барабана, мин"1; Сс -поправочный коэффициент.
Поправочный коэффициент Сс для
определенных условий функционирования технических средств будем рассчитывать из выражения:
( „2
с„ =
Рг~Рг
Р2г
1 Л
Л..1
м>г ~м>Г
2 Л
wг
■ — ■ —, (2)
' <Рп
J и
где рг - начальная прочность внутренних связей прилипшей почвы и кожицы клубней, кг/см2; р2г - прочность внутренних связей прилипшей почвы и кожицы клубней в начальной стадии формирования прочной коркообразной поверхности, г/см2; уу^ -
начальная влажность прилипшеи почвы и кожицы клубней до очистки, %; -
влажность прилипшей почвы и кожицы клубней в начальной стадии формирования прочной коркообразной поверхности, %; Хпк - температура прилипшей почвы и кожицы клубней до очистки, °С; /„,, - температура потока воздуха подаваемого на клубни, °С; (рп - коэффициент поглощения тепла клубнями и прилипшей почвой.
С учетом математических выражений (1) и (2) производительность установки для аэродинамической очистки клубней картофеля будет выглядеть следующим образом:
( „2
Жч -I]ч-рк-пч
Рг-Рг Р 2
1 Л
У
-м/
2 Л
wr
у ¿п в
1
<Рп
(3)
Энергоемкость технологического
процесса - это энергозатраты, которые необходимо использовать для того, чтобы осуществить этот технологический процесс.
В общем случае, энергетическая эффективность технологического процесса -показатель, который представляет собой соотношение оптимального значения энергии, что соответствует максимуму КПД энергетических ресурсов, затраченных на технологический процесс, и реальных затрат энергии на технологический процесс.
Энергоэффективность технологического процесса имеет прямую зависимость от энергоемкости этого процесса. Относительно мобильных агрегатов, применимых к области растениеводства, в работе [11] предложены детерминированные и вероятностные модели расчета и
оптимизации технологических соответствующих однако они не в
энергоемкости процессов и
технических средств, полном объёме могут описать процесс очистки клубней картофеля аэродинамическим способом.
С учетом технологических особенностей
аэродинамическим способом, энергоемкость технологического процесса Э7"„ (МДж/т) целесообразно определять из выражения:
ЭТП Ээл +
ж,
(4)
где Э"л -потребление электроэнергии, МДж/т; Эм - энергоемкость установки для очистки клубней картофеля, МДж/ч; Эж -энергетические затраты человеческого труда на единицу времени, МДж/ч; -
производительность установки для очистки клубней картофеля, т/ч.
Затраты электроэнергии Э" (МДж/т) на
очистку картофеля рассчитываются с помощью уравнения:
t
эл=(е;мв+щ+огш+ах)-
(5)
где -энергозатраты на привод
барабана, (кВтч)/т; 0''ЦЦ -энергозатраты на создания воздушного потока, (кВтч)/т; Оп -энергозатраты для создания и подачи направленного воздушного потока на обрабатываемый материал, (кВтч)/т; О
еозд
^подогр
-энергозатраты для нагрева воздушной массы в системе, (кВтч)/т; Кэ -
коэффициент перевода, Кэ =3,6 (1
кВтч=3,6 МДж); Е,э - коэффициент,
учитывающий дополнительные
энергозатраты на производство 1 кВтч электроэнергии.
Фактические затраты электроэнергии будем определять по показаниям счетчика электроэнергии.
Энергозатраты на привод барабана 0.чприв (кВт-ч/т) следует определить из выражения: €
Q,
I npue
W.
(6)
где дприв - расход электроэнергии на привод барабана, кВтч; - производительность установки, т/ч.
Энергозатраты (кВт ч/т) для
создания общего потока воздуха определяем из уравнения:
цПВ
О-Общ уу ' (7)
где д™ - расход электроэнергии на
образование воздушного потока в системе, кВтч.
Энергозатраты на образование и подачу сжатого воздушного потока, направленного на клубни 0^с-пв (кВт- ч/т) определяются из выражения:
ас
q
W
(8)
где - удельный расход электроэнергии
для создания и подачи сжатого воздушного потока, направленного на клубни, кВт ч. Удельные энергозатраты
(кВт ч/т) для нагрева воздушной массы в системе определяем из выражения:
еозд
феозд _ И подогр
^подогр
W
(9)
-„еозд
где ¿7Подогр - энергозатраты для нагрева
воздушной массы в системе, кВт ч.
Энергозатраты на элемент фильтрации Э°вч (МДж/т) определяются из выражения:
э°вч=нв-вв, (10)
где 11 в - объем воды на очистку загрязненного воздуха при очищении 1 т
продукции, м3/т; @в - энергосодержание 1 м3 воды, МДж/м3.
Энергоемкость установки Эм для очистки картофеля (МДж/ч) определяли из выражения:
(
сс.
а
\
мтр
Т + Т
\ 1 « 1 3 J
(11)
100
где Мм - вес установки, кг; ам -энергетический эквивалент установки, МДж/кг; ам - отчисление на реновацию
(полное восстановление) установки, %; амтр - отчисления на ремонт и техническое
обслуживание (ТО) установки, ° нормативная годовая загрузка установки, ч; Тз - зональная годовая загрузка установки, ч.
Затраты живого труда Эж на единицу времени (МДж/ч) определяем из зависимости: Э —п •а ,
Ж р
(12)
М» -обслуживающий персонал, чел.;
где • ~р -
"ж - энергетическии эквивалент затрат живого труда, МДж/ч.
Разработка данных расчетных формул позволяет определить производительность установки, а также энергоемкость всего технологического процесса очистки клубней аэродинамическим способом.
В математических моделях учтено многообразие факторов, которые влияют на эффективность и качество технологического процесса очистки клубней картофеля, используя аэродинамический способ.
Предложенные расчетные формулы, построены аналитически, их адекватность в дальнейшем будет проверена при проведении экспериментальных
исследований экспериментального образца установки.
Используя предложенные расчетные формулы, можно будет дать прогнозную оценку конкурентоспособности различных технических средств, предназначенных для очистки картофеля. Так как все
предреализационной обработки картофеля, которое представлено на современном рынке, в основном, состоит из зарубежных машин, то и сравнение необходимо будет
производить с ними. Неоспоримым преимуществом разработки отечественных технических средств будет являться адаптация ее к условиям отечественных сельскохозяйственных производителей ещё на стадии проектирования. Соответственно и все дальнейшие операции от момента создания до внедрения в производство будут ориентированы на конкретные почвенно-климатические условия, технико-коммуникационные возможности и т.д.
Выводы
Разработанные расчетные формулы позволяют определить и прогнозировать технико-экономические показатели оценки эффективности технологического процесса и технических средств для очистки картофеля аэродинамическим способом.
Предлагаемые расчетные формулы могут учитывать влияние многих факторов, которые влияют на процесс очистки картофеля новым способом на основе аэродинамических свойств, его
эффективность и способствуют разработке энергоэффективных и конкурентоспособных технических средств.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Колчин H.H. Машины для сортирования и послеуборочной обработки картофеля / Н. Н. Колчин. Минск, 1966. 300 с.
2. Митков В. В. Технологическая линия подготовки корнеплодов / В.В. Митков // Техника в сельском хозяйстве. 1983. №11. С. 18-19.
3. Митков В.В. Обоснование конструктивной схемы устройства для сухой очистки корнеплодов / В В. Митков // Научно-техн.
электрификации животноводства. 1983. С. 52 -56.
4. Логинов Г. А. Экологические требования к технико-технологическим решениям при производстве картофеля / Г.А. Логинов, И.М.
Фомин, Е.Е. Орешин, A.M. Захаров // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2010. №82. С. 51-57.
5. Орешин Е.Е. Степанов А.Н., Захаров A.M. Повышение эффективности сухой очистки картофеля щеточными валами // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2013. №31. С. 214 -220.
технологических решений // Техника и оборудование для села. 2012. №1. С. 26 - 27.
7. Устроев A.A., Захаров A.M., Логинов Г.А. Технологическая линия мойки картофеля для фермерских хозяйств // Техника и оборудование для села. 2016. №6. С. 34 -36.
8. Захаров A.M. Математическая модель перемещения клубня картофеля по щеточной поверхности // Технологии и технические средства механизированного производства
животноводства. 2017. № 92. С. 140 - 147.
9. Джабборов Н.И. Методика экологической оценки аспирационно-водяной очистки
аэродинамическим способом / Н.И. Джабборов, A.M. Захаров // Технологии и технические средства механизированного
производства продукции растениеводства и животноводства. 2017. №95. С. 138 - 146.
10. Джабборов Н.И. Оценка эффективности применения аэродинамического способа для предреализационной обработки картофеля / Н.И. Джабборов, A.M. Захаров, A.B. Зыков // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2018. № 2(95). С. 136- 143. DOI: 10.24411/0131-52262018-10040.
11. Джабборов Н.И. Основы повышения энергоэффективности технологических процессов и технических средств обработки почвы / Н.И. Джабборов, A.B. Добринов, В.А. Эвиев, Д.С. Федькин. СПб; Элиста: Изд-воКалм. ун-та, 2016. 168 с.
REFERENCES
1 Kolchin N.N. Mashiny dlya sortirovaniya i posleuborochnoi obrabotki kartofelya [Machines for sorting and post-harvest treatment of potatoes]. Minsk. 1966: 300. (In Russian)
2 Mitkov V.V. Tekhnologicheskaya liniya podgotovki korneplodov [Root Vegetable Processing Line]. Tekhnika v sel'skom khozyaistve. 1983. N 11: 18-19. (In Russian)
3 Mitkov V.V. Obosnovanie konstruktivnoi skhemy ustroistva dlya sukhoi ochistki korneplodov [Substantiation of the structural scheme of the device for dry cleaning of root crops]. Nauchno-tekhn. byulleten' po mekhanizatsii i elektrifikatsii zhivotnovodstva. 1983: 52-56. (In Russian)
4 Loginov G.A., Fomin I.M., Oreshin E.E., Zakharov A.M. Ekologicheskie trebovaniya k tekhniko-tekhnologicheskim resheniyam pri proizvodstve kartofelya [Environmental requirements to engineering solutions in potato cultivation]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2010. N 82: 51- 57. (In Russian)
5 Oreshin E.E., Stepanov A.N., Zakharov A.M. Povyshenie effektivnosti sukhoi ochistki kartofelya shchetochnymi valami [Improving the efficiency of dry cleaning of potatoes with brush rollers]. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2013. N 31: 214-220. (In Russian)
6 Fomin I.M., Zakharov A.M. Energeticheskaya effektivnost' kartofelevodstva ot tekhniko-tekhnologicheskikh reshenii [Energy Efficiency of Potato Growing Depending on Technical and Technological Solutions]. Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2012. N 1: 26-27. (In Russian)
7. Ustroev A.A., Zakharov A.M., Loginov G.A. Tekhnologicheskaya liniya moiki kartofelya dlya fermerskikh khozyaistv [Processing line for potato washing at farms]. Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2016. N 6: 34 - 36. (In Russian)
8. Zakharov A.M. Matematicheskaya model' peremeshcheniya klubnya kartofelya po shchetochnoi poverkhnosti [Mathematical model of the movement of potato tubers on brushing surface]. Tekhnologii i tekhnicheskie
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства_
sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2017. N 92: 140 - 147. (In Russian)
9 Dzhabborov N.I., Dobrinov A.V., Eviev V.A., Fed'kin D.S. Osnovy povysheniya energoeffektivnosti tekhnologicheskikh protsessov i tekhnicheskikh sredstv obrabotki pochvy [Basis for improving the energy efficiency of technological processes, machines and equipment for soil tillage]. Saint Petersburg-Elista, Kalmyk Univ. Publ., 2016: 168. (In Russian)
10 Dzhabborov N.I. Veroyatnostno-statisticheskii metod opredeleniya
energoemkosti tekhnologicheskikh protsessov v rastenievodstve. Metodicheskie ukazaniya [Probabilistic and statistical method for determining the energy intensity of technological processes in crop production. Methodical Guidelines]. Dushanbe: Tadzh. NIINTI. 1992: 41. (In Russian) 11 Dzhabborov N.I. Eviev V.A. Effektivnost' ispol'zovanie tekhniki po toplivno-energeticheskim zatratam [Efficiency of machinery use in terms of fuel and energy inputs]. Traktory i sel'skokhozyaistvennye mashiny. 2005. N 4: 26-28. (In Russian)
УДК 631 171 DOI 10.24411/0131-5226-2018-10091
АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ И РОБОТИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
И.Е. Плаксин1; С.И. Плаксин2, канд. физ.-мат. наук
A.B. Трифанов1, канд. техн. наук;
'Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
2ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный педагогический университет», Новосибирск, Россия
Количество сельскохозяйственных роботов ежегодно увеличивается на фоне интенсификации производства сельскохозяйственной продукции. Развитие сельскохозяйственной робототехники обеспечивает снижение трудозатрат, а, следовательно, и риски производства, связанные с человеческим фактором. На сегодняшний день наиболее актуальны роботы способные выполнять трудоемкие операции при производстве сельскохозяйственной продукции, но, по дальнейшим прогнозам, планируется проектирование и строительство сельскохозяйственных предприятий, полностью роботизированных без присутствия человека. В связи с этим ежегодно растет производство роботов и роботизированных устройств для аграрного сектора России. Данный показатель в 2017 году составил 73 тысячи единиц с прогнозируемым на 2024 год ростом в восемь раз и численным показателем 595 тысяч единиц, соответственно. Наибольшее количество роботов задействовано при производстве молока крупного рогатого скота - 55%, на втором месте находятся роботы для других животноводческих ферм - 22%, далее следуют роботы по уходу за посевами -11%, доля роботов для почвообработки составляет 7% и 5 % приходится на роботов, задействованных при уборке урожая. На основе анализа существующих сельскохозяйственных роботов проведена их классификация, учитывающая отрасль работы робота, характер его перемещения, тип управления и специализацию агробота. Проведенные исследования позволили определить перспективные направления в сфере сельскохозяйственной робототехники, а именно :
