机器人将在农场吗?

直到世界人口停止增长和资源不再是稀缺的,总是会有一个农业需要更高的生产率和效率。智能农业和自动化已经成为了解决方案,但还有更多的障碍来考虑。

汽车概念正在研究和发展来减少对化石燃料的依赖,同时继续增加可持续发展和提高生产力。世界各地的许多国家都已经开始讨论禁止在主要城市的汽车柴油发动机使用。挪威是暗示只要2025,而其他如法国、英国和中国正在讨论2040年的最后期限。

在考虑让这些潜在的限制,大设备制造商像约翰迪尔正在研究选择自治,高效种植业的解决方案,解决全球生态意识的兴趣同时继续提高农作物产量。

约翰迪尔SESAM之外的发展

约翰迪尔的目标开发全电动农业机器,使碳中和农业生产开始于2013年发起的混燃拖拉机概念,可以用纯植物油驱动以及柴油。2015年,该公司推出了电池提高拖拉机的概念,和电池混合动力牵引车。

菲利普·莱曼,产品工程师,博士,约翰迪尔企业电动驱动器服务小组,讨论最近的一些选项约翰迪尔一直调查通过公共资金资助的研究项目,知名半导体可饱和吸收镜的包括电动拖拉机在2016年推出。

SESAM拖拉机使用100%可再生电力130千瓦的连续电力,同时仍然使用标准拖拉机车架房子电池动力传动系统。使用电池供电(总计108千瓦时)允许司机像空调运行辅助功能,以及实现在拖拉机,和养一些能量在减速(再生制动)。电池权力两个130千瓦电机,其中一个可用于再生电力回电池。

”然而,随着电池技术的当前状态,SESAM拖拉机只能用于大约4小时的混合模式操作像我们看到在欧洲与小行车运输和现场工作,”莱曼解释道。“4小时后,操作员需要花3小时完全拖拉机电池充电。限制这台拖拉机对时间的使用,但我们要确保有望(与现有技术选项),技术在我们的投资组合。”

下一步发展的约翰迪尔的清洁能源农业拖拉机项目是全电动,全自动,grid-powered拖拉机连续和物理上连接到一个电源如发电机和电网或者电力、太阳能、风能或者沼气动力。公共资金资助的项目于2014年开始。自2017年开始,团队完成设计和实地测试。

项目的融资结束后的2017年,并在2018年初团队将其调查结果的财团大学、政府官员和制造商项目是否应该继续资助进一步发展。

车辆的连接系统的细节尚未公开发布;然而,系统能够传输300千瓦的电力,远远超过今天可以包含在当前的电池系统。一个150千瓦电机驱动牵引和额外的200千瓦电机驱动实现。 约翰迪尔的全电动全自动网格概念驱动拖拉机在实地工作。 约翰迪尔

“随着项目的结论,我们现在有一个全电气化,全自动拖拉机可以运行没有任何出租车,真正没有监督,尽管我们对安全传感器上,”莱曼说。“这样做是为了增加功率密度,减少机器成本。为了做到这一点,我们删除了所有的拖拉机零件不再必要的出租车,引擎,所有辅机的发动机油箱,然后整个拖拉机前轴。

“你只剩下的是一辆拖拉机的基本组件,包括后轴,水力学,美国专利商标局和结。然后,我们添加一个特别设计的变速箱连接两个高性能电动马达,一个用于牵引,一个液压和美国专利商标局。汽车都是额定250千瓦的电力,所以单轴拖拉机尽可能多的权力大行作物拖拉机。

“一旦我们添加一些自治连续拖拉机,我们已经建立了一个群,”莱曼总结道。根据尼科莱Tarasinski博士,高级工程经理约翰迪尔,除了技术可行性,群的竞争力和盈利能力的概念仍然需要证明。同时,解决在商业上可行,更不用说被客户接受,部分底层技术的传感器,允许自主驾驶要下来在大规模使用成本将被考虑。

与其说“一群概念的可用性取决于大小的农场,但这取决于大小的均匀性和条件字段,“Tarasinski说。“理想条件的地区,可以找到需要灌溉,这些字段通常大小相同,夷为平地,并定期形成。群技术一起灌溉可能使农业在沙漠地区等地区,与基础设施的好处和字段可以swarm-ready计划”。附近的太阳能电池板领域能提供电力群。”

Fendt的小型机器人群体

2014年,爱科Fendt品牌推出的火星项目(移动农业机器人成群)在欧盟资助的研究项目与乌尔姆应用科学大学合作开发高精度种植的机器人系统。在项目结束后,爱科和Fendt决定继续发展其火星机器人项目下Fendt品牌。群机器人和基于云的系统控制现在是根据产品名称•艾克塞瓦•引用。

根据Fendt发布的新闻稿•艾克塞瓦•系统使用小robots-operating swarm-along与基于云的沟通计划,监测和记录的精确位置和每个玉米种子的播种时间。知道确切的位置和种子种植时间提供了潜在的剩余的现场操作,如施肥、为每个独立的植物整个生长和收获作物的周期。

卫星导航和云中的数据管理系统允许现场操作与恒定持续的24/7访问最新的数据。除了简单的数据的可访问性是能够管理的舰队部署机器人规划阶段。OptiVisor算法用于•艾克塞瓦•应用计划的种子,模式和基于输入的参数和密度能够优化路径的所有机器人单元涉及的规定完成工作所需要的时间。

开销的几个Fendt•艾克塞瓦•群机器人单元。 一个完整•艾克塞瓦•系统包括大约十几个单位和每小时可以覆盖估计1公顷。如果一个机器人失败,Fendt指出,所有剩余的群单元的路径自动优化。

根据Fendt的发现,机器人需要更少的能量约70%相同的工作量作为传统的农业机械,随后产生更少的有限公司₂。电池和400 W电机驱动•艾克塞瓦•机器人重量只有50公斤每个重要地面压力降低到几乎被negligible-approximately 200克/厘米²。

Fendt•艾克塞瓦•场群机器人所示。 以外的其他好处减少地面压力和减排实现一个成功的现场群,根据约翰迪尔的Tarasinski,是巨大的,包括:提高生产率由于单位数量的增加在地里干活;提高工作质量精确和可重复的操作;完整的人类消除疲劳;低成本的日常操作;和运营商损伤的风险显著降低。

约翰迪尔和Fendt群的概念只是几个可能的解决方案之一,农业设备制造商正在研究为了解决持续的压力产生更多的为了供养不断增长的人口在使用更少的资源与一个更安全、更清洁的操作过程。