Медалисты конкурса инноваций AGRITECHNICA 2022

Традиционно в преддверии международной выставки Agritechnica проводится конкурс инноваций в сельскохозяйственном машиностроении Innovation Award Agritechnica. В этот раз из 164 заявки экспертная комиссия DLG присудила одну золотую медаль и 16 серебряных.

Правда, получить заслуженную награду в 2022 году победители не смогут. В связи с ухудшением ситуации с пандемией коронавируса оргкомитетом мероприятия и немецким сельскохозяйственным обществом DLG принято решение о переносе самой выставки на новую дату — с февраля-марта 2022 года на 12-18 ноября 2023 года.

В то же время цифровое дополнение к Agritechnica, которое запущено в ноябре 2021 года, будет по-прежнему доступно, как и планировалось, на цифровой платформе DLG-Connect (www.dlg-connect.com) до конца марта 2022 года.

Впрочем, перенос выставки не помешает нам познакомить читателей с теми интересными инновациями, которые были отмечены медалями Innovation Award Agritechnica.

Золотая медаль «Innovation Award AGRITECHNICA» присуждается продукту с новой концепцией, у которого решительно изменились функции и благодаря внедрению которого появляется совершенно новая или же в корне улучшается известная технология. Таким критериям в этот раз соответствовал инновационный системный трактор NEXAT. Его концепция представляет собой смену парадигм в сельском хозяйстве при сбережении ресурсов и экологии.

NEXAT является несущим транспортным средством, с помощью которого могут проводиться все работы в растениеводстве — от обработки почвы, посева и внесения удобрений до уборки. Орудия и машины для обработки почвы и сева не прицепные, как обычно, а навесные. Это увеличивает КПД по сравнению cо сцепными агрегатами. По сути, это совершенно новый взгляд на возможности механизации сельскохозяйственных работ.

Системные особенности таковы, что в 14-метровой версии в целевом грядовом модусе 95% площади никогда не подвергаются переездам, что способствует повышению урожайности при хорошей защите почвы и окружающей среды.

Системный трактор NEXAT спроектирован как автономная машина и оснащен системой мониторинга окружающей среды. Выполнение работ контролируется из кабины, вращающейся на 270°. Орудия размещаются между четырьмя большими гусеничными блоками, которые можно поворачивать на 90° для езды по дорогам. NEXAT приводится в движение двумя независимыми, оснащенными генераторами дизельными двигателями мощностью 400 кВт / 545 л.с. каждый. Трактор может переоснащаться для использования с альтернативными технологиями привода, такими как топливные элементы.

При работе с комбайновым модулем NexCo системный трактор NEXAT впервые достигает производительности от 130 до 200 т/ч зерна. В молотилке новой конструкции использован аксиальный ротор длиной 5,80 м, размещенный поперек направления движения. Уборочный ворох подается в ротор тангенциально к центру и с низким энергопотреблением. Ротор разделяет ворох на два потока. Это позволяет примерно вдвое увеличить производительность обмолота по сравнению с традиционными машинами и создать предпосылки для равномерного распределения соломы и половы с помощью двух измельчителей даже при ширине захвата 14 м.

Ёмкость зернового бункера составляет 36 м³, таким образом отпадает необходимость в перегрузочных прицепах при обычной длине поля. Перегрузка зерна может происходить на разворотной полосе. При скорости разгрузки 600 л/с этот процесс занимает всего около минуты. Таким образом, комбинация NEXAT-NexCo выходит на совершенно новый уровень производительности обмолота. При этом несущее транспортное средство может использоваться круглый год.

В устройстве Krone ExactUnload разгрузка нового конвейерного прицепа GX с движущейся назад фронтальной стенкой отрегулирована так, что транспортируемая масса равномерно распределяется по всей заданной заранее длине. При этом не имеет значения, с какой скоростью движется агрегат в заданном скоростном интервале (до 3,5 км/ч). Даже неопытным водителям удается достичь при этом хорошего распределения и уплотнения массы, что сокращает работы по перераспределению и утрамбовке. Это способствует равномерному уплотнению и высокому качеству силоса. Кроме того, экономятся горючее и время, силосуемая масса меньше ворошится из-за пробуксовки распределяющих машин и высвобождаются мощности для уплотнения.

Проблемы с шинами всегда возникают не в то время и не в том месте, и у сельскохозяйственной техники тоже. Замена шин в поле вызывает значительные задержки в производстве из-за размера и веса машин и шин, а также из-за потери времени и производительности в сжатые сроки полевых работ.

Вязкий полимер внутри сельскохозяйственных шин герметизирует и устраняет утечку воздуха, если протектор протыкается гвоздем или другим острым предметом. Несмотря на повреждение, вы можете продолжать движение, а шину отремонтировать или заменить позже. Это может иметь особое значение в очень сжатые временные окна, в которые часто приходится выполнять сельскохозяйственные работы. 

Причем из-за значительного увеличения размеров и массы машин в последние десятилетия увеличивается уплотнение почвы в глубине, где оно не может быть устранено обычной обработкой почвы.

Новая система от Claas показывает водителю прямо на терминале в кабине, насколько велик риск уплотнения в текущих условиях эксплуатации. Для расчёта Claas отправляет через систему-ассистент водителя CEMOS имеющиеся в распоряжении параметры (тип и состояние почвы, нагрузка на оси и давление в шинах) в Terranimo. Это признанный в Европе инструмент моделирования нагрузки на почву и ее несущей способности. Также учитываются динамические смещения нагрузок на оси. Окрашенные в красный цвет зоны распространения давления на табло указывают на высокий риск переуплотнения. Водитель может в таком случае прервать запланированные работы или принять меры (например, изменение балластировки или давления в шинах) и сразу же проверить их действенность.

Каждый раз при пересечении поля сельскохозяйственные машины оказывают давление на землю, передавая вес машины на землю через контактную поверхность шин. Эффекты уплотнения почвы имеют особенно негативное влияние при работе в неблагоприятных погодных условиях на пределе проходимости.

TerraService — цифровой сервис, с помощью которого можно заранее рассчитать проходимость сельскохозяйственных угодий с учетом риска переуплотнения почвы в зависимости от ее структуры и текущей влажности.

Влажность почвы оценивается с использованием радиолокационных измерений со спутников Sentinel1 в сочетании с данными о погоде. Проходимость сельскохозяйственных угодий удобно рассчитывается заранее с портативного устройства и отображается в сетке 10 м для конкретных площадей. Пользователь может получить предупреждение, если участок частично или полностью непроходим. Можно уточнить последовательность обработки полей/полос, возможности и позицию въезда на большие поля, чтобы предотвратить буксование.

Еще одна разработка, направленная на минимизацию негативного воздействия тяжелой техники на почву. Благодаря системе предотвращения уплотнения (CPS), пользователь (сельхозпроизводитель, подрядчик, диспетчер) имеет доступ к услуге, которая показывает текущий риск уплотнения поля и, следовательно, пригодность к проезду заранее и в виде карты. Расчет в реальном времени для конкретного объекта помогает как при планировании работы, так и при необходимости объезжать опасные участки. В частности, в моделирование включен параметр «состояние поля», который охватывает важные переменные состояния почвы: вариант обработки почвы, культура и фаза вегетации.

Система предлагает пользователям помощь в принятии решений в отношении риска уплотнения почвы и помогает им решить, где и когда работать на полях и в какой конфигурации транспортного средства. Сельхозпроизводитель может оптимально спланировать свою работу и максимально защитить почву.

Сельхозмашины и тракторы подвергаются воздействию особо пыльной окружающей среды, поэтому для очистки воздуха сгорания в двигателе требуются прочные и мощные системы фильтрации, сочетающие высокую степень сепарации и длительный срок службы.

Впервые представлена система, которая определяет степень загрязнения воздушного фильтра во время работы/движения и полностью автоматически очищает его, не снимая. С помощью двух коротких, но мощных импульсов давления внутри воздушного фильтра достигается воздушный поток наружу. Пыль, осевшая на поверхности фильтра, растворяется и одновременно высасывается из корпуса под действием вакуума. Вакуум возникает от охлаждающего вентилятора с гидростатическим приводом, число оборотов которого ненадолго увеличивается. Импульс давления поступает из отдельного баллона со сжатым воздухом, заполненного компрессором под давлением 12 бар. Интервалы автоматической очистки запускаются, как только отрицательное давление во впускной системе падает ниже предельного значения из-за возрастающего загрязнения. Система работает в любых условиях эксплуатации, даже при полной нагрузке.

Благодаря разработке можно свести к минимуму простои трактора и риск повышенного расхода топлива из-за грязных воздушных фильтров.

Сеялка Müthing CoverSeeder — это новая универсальная система, которая впервые сочетает в себе обработку пожнивных остатков и посев покровных культур. Установленная спереди штригельная борона обеспечивает мелкозернистую почву и улучшает распределение пожнивных остатков. Следующий за ней цеповой мульчировщик измельчает солому и стерню, очищает семенной горизонт от пожнивных остатков за счет высокой всасывающей мощности цепного ротора. Полученная смесь транспортируется по установленной следом посевной полосе. Затем семена, помещенные на очищенную поверхность почвы, покрываются обработанным органическим материалом. Идущий следом призматический каток обеспечивает контакт семян с почвой и выполняет регулировку высоты сеялки CoverSeeder. Отказ от интенсивной обработки почвы в сочетании с плоским покровным слоем из биомассы защищает почву от испарения и эрозии, обеспечивает влагу даже в условиях сильной засухи.

Это новая ступень ресурсосберегающего сельского хозяйства: промежуточные культуры сокращают потребление энергии, расходы и рабочее время. Поскольку, за исключением зубьев бороны, почва не обрабатывается, сохраняется естественная структура почвы, что позволяет проводить работы раньше, даже после дождя.

Гибкий выбор средств защиты растений в поле и на отдельных участках — таковы растущие требования к технике в современной защите растений. Опрыскиватель DirectInject решает конфликт между повышением гибкости внесения СЗР и экономически выгодным ростом размеров полевых опрыскивателей. Гибкая добавка как жидких, так и гранулированных химикатов позволяет быстро реагировать на конкретную ситуацию в поле. Сокращение числа проходов по полю экономит горючее и рабочее время. Неиспользованные СЗР отправляются в оригинальную тару, поэтому нет необходимости знать общую потребность в данном средстве перед внесением и беспокоиться относительно утилизации остатков. Полная интеграция в жидкостный контур и управление опрыскивателем через ISOBUS обеспечивают простоту эксплуатации так же, как и автоматическая очистка опрыскивателя в комплектации Comfort-Paket Plus. Она может удобно подключаться прямо из кабины трактора и проводиться сразу в поле. Если имеются аппликационные карты, то необходимое время реакции отпадает, и в поле можно без проблем и с высокой точностью провести точечное опрыскивание.

Таким образом, прямое впрыскивание DirectInject закладывает основу для еще более точной защиты растений при минимальном расходе ресурсов.

В органическом земледелии механическая борьба с сорняками в рядах жизненно необходима. Однако используемая до сих пор техника показывает очень низкую выработку по площади. Благодаря инновационной концепции роторов культиватора Photoheyler можно достичь производительности более 1 га/час.

Система ведения надежно распознает ряды культур с помощью камер. Копирующие колеса машины управляются с помощью гидроцилиндров и синхронно с колесами трактора, т.е. следуют за ними. Это позволяет вести культиватор по рядам с максимальной точностью, а прежние проблемы, связанные с одновременным управлением машиной и трактором, решаются с помощью системы Photoheyler.

В других решениях с выдвижной рамой водитель должен заботиться как об управлении трактором, так и о работе органов управления камерой сзади. Это увеличивает количество ошибок, особенно при выезде на следующую полосу, при рыхлении на разворотной полосе, на клиньях или крутых поворотах. Благодаря жесткой сцепке культиватора и трактора, водитель всегда контролирует работу. За счет подруливания колес трактора Photoheyler удерживает агрегат на курсе даже на боковом склоне. Культурные растения не засыпаются землей, потому что роторы наклонены, что компенсирует скорость движения. В результате ротор всегда режет под точным углом 90° к культуре, в результате чего сорняки вырезаются из ряда растений и откладываются между рядами. Там они снова с помощью установленных следом орудий отделяются от корня и засыпаются землей. Для эффективной борьбы с сорняками необходимо провести прополку несколько раз, пока листья культурных растений не закроют междурядья. С помощью различных систем орудий можно проводить прополку близко к ряду сахарной свеклы от стадии двух листьев до закрытых междурядий.

Общая концепция позволит в будущем также применять и точечное опрыскивание. При этом аппликация проводится очень точно и экономятся средства защиты растений.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Объявлены победители конкурса инноваций Agritechnica-2022

Это комбинация нового вида из самоходной мобильной дождевальной машины и навесной тележки форсунок, которая состоит из телескопических и гидравлически раскладывающихся 66-метровых алюминиевых штанг нового вида. Преимущества обоих технологий (самоходные машины и тележки форсунок) объединены здесь в одной машине.

Ресурсосберегающий полив проводится при небольшом давлении (1-2 бар, в зависимости от насадки) и близко к земле, при точном определении границ рабочей зоны. Низкое давление по сравнению с пушкой экономит энергию, в то же время спектр капель имеет меньшую долю мелких капель, что сводит к минимуму испарение. Так как поперечное распределение не требует дальности метания, рабочая высота может быть низкой, а чувствительность к ветру по сравнению с пушкой может быть значительно минимизирована. Преимущества самоходной оросительной машины заключаются в большей возможной длине трубы (примерно до 1000 м), так как машина поднимает наматываемую трубу с земли и скатывает ее вместо того, чтобы тянуть над землей во всю длину. Кроме того, если труба была проложена соответствующим образом, можно объехать все поле по грядам, так что перестановка не требуется. Штанги DL 66 Pro разделены на 10 сегментов по 6 м, каждый с собственным водоснабжением. Таким образом, в будущем — когда будет выпущена отсутствующая пока регулировка секций — для орошения будет обеспечиваться своего рода «Контроль секций», при котором отдельные клинья поля можно будет орошать, избегая перекрытия и орошения нецелевых областей.

Полив до 8 га при одной установке машины без требующей времени перестановки позволяет повысить производительность и качество труда. Сама перестановка благодаря гидравлическому приводу при телескопировании и складывании возможна теперь в одиночку, при этом экономится время и повышается безопасность труда.

Равномерное поперечное распределение измельченных пожнивных остатков зерноуборочными комбайнами является основным требованием для точного земледелия, особенно при минимальной обработке почвы. Системы регулировки мощности известных разбрасывателей на комбайнах с большой шириной захвата либо регулируются вручную, либо возможное распределение измельченного материала измеряется косвенно. При ручной настройке пыль часто мешает прямой видимости из зеркала заднего вида или камеры на картину распределения пожнивных остатков. Кроме того, водителю требуется переключать распределительную технику при каждом повороте. В противном случае возможны удвоение количества соломы или частично площади без соломенного покрытия, а также проблемы с потоком растительной массы при следующем прохождении комбайна.

OptiSpread Automation — первая система распределения измельченных пожнивных остатков с технологией прямого измерения. Двухмерные радарные датчики, прикрепленные к обеим сторонам комбайна, измеряют скорость и дальность выброса измельченного материала. Датчики регистрируют всю дальность выброса. Если картина распределения больше не соответствует номинальной схеме по всей рабочей ширине, скорость нагнетателя с гидравлическим приводом корректируется с обеих сторон. Технология определяет неравномерное распределение измельченного материала даже при попутном или встречном ветре, а также позволяет создать карту распределения.

Шнековые жатки на зерноуборочных комбайнах с варьируемой длиной стола часто используются неправильно. С одной стороны, положение мотовила не адаптировано к плотности стеблестоя, а с другой стороны, поток массы неравномерен, поскольку длина стола жатки не отрегулирована по длине растений. Зачастую работники даже забывают установить соответствующую длину режущего стола после транспортировки жатки. Результат — чрезмерные потери на подаче и снижение производительности обмолота из-за неравномерного потока растительной массы. Кроме того, контроллеры не могут целенаправленно оптимизировать настройки машины, если ошибка настройки есть уже на стадии среза.

CEMOS AUTO HEADER — первое устройство регулировки настроек для шнековых жаток. Лазерный сканер непрерывно регистрирует высоту растений. После того как оператор указал целевую глубину погружения мотовила в стеблестой и горизонтальное положение, они автоматически регулируются в случае изменения высоты растений. Система распознает технологические колеи, а также конец поля и направляет любые пучки колосьев, которые могут упасть с жатки, на подающий шнек. Длина режущего стола устанавливается в зависимости от вибрации датчика толщины слоя для регулятора пропускной способности в канале подачи. Чем равномернее поток растительной массы, тем ниже вибрации датчика.

Система снижает нагрузку на комбайнера и повышает производительность благодаря автоматическим настройкам. Это еще одна ступень на пути автоматизации уборки обмолачиваемых культур.

При работе на пресс-подборщике от водителя требуется высокая концентрация. Он должен постоянно следить за валком впереди, чтобы собрать весь урожай и равномерно заполнить прессовальную камеру, не допуская при этом сбоев или даже засоров. Для однородной плотности и веса тюков настройки пресс-подборщика также необходимо постоянно адаптировать к изменяющимся условиям.

Big Baler Automation — первая система, в которой оператор может напрямую установить желаемый вес тюка на тюковом пресс-подборщике. Затем система автоматически и берет на себя управление машиной, а также регулирование скорости трактора и настроек пресс-подборщика. Это решающие усовершенствование в направлении развития до полностью автоматизированной работы тюкового пресс-подборщика. Датчик LiDAR (обнаружение света и дальность) используется для оптического измерения валка перед трактором, а датчик IMU определяет ускорение и ориентацию трактора. Трактор полностью автоматически перемещается по валку, а скорость автоматически регулируется в соответствии с условиями валка. На основании записанных данных вес тюка постоянно рассчитывается заранее, чтобы регулировать настройку давления прессования, а также через скорость движения, толщину слоя для отдельных проходов поршня. В результате даже при изменении условий уборки и урожайности мощности пресс-подборщика постоянно высоко загружены и всегда достигается одинаковый вес тюка.

Хотя многие отдельные аспекты системы были уже известны или даже получили награды, система Big Baler Automation выделяется как целостное решение с большими практическими преимуществами.

Одной из самых больших проблем в интенсивном овощеводстве является доступность рабочей силы. При выращивании брокколи на уборку уходит примерно половина всех затрат рабочего времени.

В то время как автономные роботы для посева, прополки и боронования уже предлагаются и используются, уборка урожая до сих пор казалась невозможной для автоматизации. RoboVeg Robotti — первая автономная система для сбора урожая брокколи, которая способствует значительному повышению производительности. Для производителя это означает повышение эффективности и снижение затрат.

Система RoboVeg Robotti сочетает в себе два высокопроизводительных полевых робота. Робот Robotti работает на двух двигателях общей мощностью 104 кВт. Из них 40 кВт можно задействовать на ВОМ. Подъемный механизм имеет подъемную силу 750 кг. Робот RoboVeg оснащен двухмерными камерами высокого разрешения и трехмерными датчиками. Две роботизированные руки, вращающиеся вокруг 6 осей, выполняют автономный сбор урожая брокколи. Роботизированной руке требуется около 3 секунд от выбора брокколи в поле до укладки. Производительность уборки — около 2400 штук в час, в то время как ручная уборка достигает только 300-360 штук в час на одного рабочего.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Эксперты выбрали победителей питч-сессии агростартапов на Золотой осени

Монотонная работа в поле утомляет, в то же время долгие рабочие дни часто являются нормой, особенно во время уборки урожая. Особенно серьезные последствия может иметь засыпание водителя трактора или комбайна, даже если это всего несколько секунд. В сельском хозяйстве диапазон последствий секундного сна огромен и варьируется от повреждения машин и поломок до смерти человека.

В автомобильном секторе давно известны предупреждения о сонливости или ассистенты внимания. «Ростсельмаш» перенес этот подход в сельское хозяйство и значительно развил эту систему. RSM Ok ID непрерывно и интеллектуально отслеживает состояние водителя и немедленно уведомляет его громким звуковым сигналом, если обнаруживаются признаки усталости или другие изменившиеся условия.

Чтобы обнаружить сонливость, камера непрерывно отслеживает зрачки, моргание и положение головы, а также пульс водителя. Система распознает типичные признаки усталости: частое моргание, глаза, направленные вниз или закрытые более трех секунд, снижение частоты сердечных сокращений, а также зевание и потирание глаз. Поскольку система RSM Ok ID подключена к ISOBUS машины, она может ее активно останавливать. Это может предотвратить возможные несчастные случаи.

Эксплуатационная надежность и безопасность транспортных средств — одна из основных проблем автономной работы сельскохозяйственной техники. Поэтому эксплуатация автономных машин сопряжена со строгими предписаниями, сложными датчиками и дорогостоящими технологиями.

SIS REMOTE — это интегрированная система для дистанционного управления автономной сельскохозяйственной техникой. Масштабируемая система, состоящая из радиоуправления и автоматизации ISOBUS, отвечает всем требованиям функциональной безопасности и была впервые доведена для серийного производства в гусеничном носителе оборудования для ландшафтных работ.

Разработчики обеспечили интеграцию беспроводного терминала управления интеллектуального земледелия в безопасное (дублированное) радиоуправление и комбинацию с системой автоматического рулевого управления на основе GNSS-навигации с корректирующим сигналом RTK. Таким образом обеспечивается безопасность для водителя и его окружения, автоматизируются и уточняются рабочие процессы, снижается нагрузка на водителя и на экологию. Система может контролировать и управлять несколькими машинами одновременно.

Подготовлено по материалам сайта организаторов выставки Agritechnica (немецкое сельскохозяйственное общество DLG).

Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Наше сельское хозяйство» (2021 г., № 23).