拖拉机向“集群技术”转变,接管农业耕种活动

发布者:bpadmin
发布时间:2019-11-02 10:06
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新的大型拖拉机往往贵得令人望而却步,而它们的重量太低,无法有效地将其大型发动机动力转化为牵引力。然而,增加重量来解决这个问题会使拖拉机太重,并造成土壤压实问题。

排放标准导致成本大幅增加
由农民朋友对此做过尖锐批判。当谈到农用机械时,在20世纪70年代和80年代,拖拉机成本相当于每千瓦695欧元。2011年,这一数字超过每千瓦875欧元。很多人将这种显着的成本增加归因于更严格的排放标准。近年来,拖拉机成本变得更加昂贵,现在是每千瓦950欧元。

每公顷利润减少
这些年来,每公顷的拖拉机运行千瓦数保持相对稳定。购买拖拉机价格的增加并没有与二手转售价值的相匹配,所以这都意味着农民每公顷利润下降了50欧元。考虑到额外的功能性和舒适性,拖拉机价格的上涨是合乎逻辑的。结果是,拖拉机车手注意力全在屏幕上,减少了对土壤和轮胎印记的关注,这不是一个积极的发展趋势。

已达到拖拉机的极限
拖拉机已经达到其最大尺寸。论据很清楚。以曾经的Case IH Magnum 7220,每千瓦提供74公斤,可承受2000公斤前连杆负重。现在的拖拉机,如Fendt 936,尽管在前连杆负重可达2500公斤,但它最大功率只有每千瓦50公斤。

再比如,一辆14吨的Fendt 1050,每千瓦功率不超过38公斤。只有再增加8吨重量才能达到每千瓦60公斤。即便交通法规允许这样的重量,土壤压实也会成为另一个问题。拖拉机60:40的重量分布将在Fendt 1000系列后轴下40 cm的地面产生103kPa的压力,而旧型Magnum后轴地面产生的压力为52kPa。往往,壤土的承载能力为70-110kPa,沙土的承载能力不超过50-70kPa。由此可见,拖拉机发展形势是有问题的。

Fendt Xaver

切换到群技术
如果拖拉机继续以传统速度增加重量,到2030年,顶级拖拉机车型将在800马力的情况下达到33吨。Agco集团的Heribert Reiter博士介绍,届时,联合收割机将达到50吨,输出功率为900马力。根据Reiter博士的说法,这就是农机的极限,尺寸增长将趋于平稳。他相信未来是小型的,自主的机器人以群体形式运作。

Fendt Xaver
农机制造商Fendt正在运行一个开发项目Xaver,该项目已经显示出良好的效果。与标准拖拉机相比,据说Xaver机器人产生的热量少95%,噪音少95%,减少土壤压实80%,节能70%。Xaver在使用农药(减少一半)和种子(减少5%)方面更经济。

一个缺点是,体重不超过40公斤的机器人本身将不能产生牵引力,这意味着土壤耕作仍然需要使用拖拉机。

概念转变
德累斯顿工业大学的Thomas Herlitzius教授同意拖拉机依然会是牵引工作的唯一选择。他相信,从大型机械到集群技术的概念转变是可能的。随着机器生产率的提高,它们也变得越来越重,但利用率正在下降,机器一年的工作时间更少。

因此,拖拉机制造商必须减轻重量,增加功率密度,这进一步推高了拖拉机的价格。Herlitzius教授认为,向集群技术的转变是不可避免的,并认为这甚至可能在2030年之前发生。

农机集群技术

该技术并非现在才有的概念。在2017年,北海道大学便开始这种无人驾驶拖拉机的集群技术研究。据北海道大学研究生院农业研究所的野口新(Shin Noguchi)教授表示,对于日本农民来说,与购买更大、更高产量的拖拉机相比,将小型拖拉机改造成配备协调运动技术的无人驾驶拖拉机是更现实的选择。 



北海道大学无人驾驶拖拉机的集群技术研究

“如果我们试图增加使用的拖拉机尺寸,农民将不得不更换他们所有的工作机器,这将是非常昂贵的,”他指出。

野口教授认为,将4台“洋马”拖拉机作为一个集群小组进行模拟田间种植是行业先例。在这种情况下,操作员远离机器,使用平板电脑启动小组,但出于实际原因,野口教授设想,一个集群小组中至少会有一台拖拉机是有人驾驶的。

这将确保有人方便处理简单的故障,如损坏的耕作机齿或其他问题,但1人操控4台拖拉机的方法仍将是相当可观的。在拖拉机可以自行操作无需人工的地方,通宵工作将大大提高生产率。

无人驾驶拖拉机
在此研究项目中,单个拖拉机的导向系统是为小组工作而连接的,因此它们复制了带头拖拉机的路径,但工作宽度因此被抵消。野口教授表示:“在集群工作时,最困难的技术是让拖拉机转向而不发生碰撞。目前,如果判定转困难,拖拉机小组必须停止并依次转弯,这会导致停机;这是当前关注的领域之一。”

专家认为如果有了足够精确的卫星导航系统制导,拖拉机在同一区域工作,但可以分开独自工作,应该可以达到相同的最终结果。


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文章来源: futurefarming
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