20 мая 2016г.
Принципы рационального природопользования требуют сокращения добычи ископаемых и увеличения доли возобновляемых ресурсов в структуре народного хозяйства. Взятый курс на импортозамещение также требует более пристального внимания к природным богатствам нашей страны. Одним из таких богатств являются дикоросы. Биологические запасы клюквы только в Томской области составляют более двадцати тысяч тонн [1].
Механизированный сбор клюквы, произрастающей в естественных условиях, отсутствует. Современный уровень техники позволяет не только механизировать сбор дикоросов, но и полностью автоматизировать этот процесс, заменив человека-сборщика, работающего в неблагоприятной среде на робота, обладающего более высокой производительностью. Существует решение по механизации данного процесса [2]. В настоящее время авторским коллективом реализуется автономный мобильный робот для сбора дикоросов [3]. Проект является двукратным (2009 и 2011 гг.) победителем конкурса инновационных проектов Ямало-Ненецкого Автономного Округа в сфере агропромышленного комплекса. Описание и технико-экономическое обоснование проекта приведено в работе [4]. Ряд работ авторов посвящен решению задач автономного управления данным роботом [5, стр. 135-151]. Для полного осуществления этого проекта необходимо решить еще ряд технологических задач. Данная работа посвящена реализации канала транспортировки от канала сбора клюквы к узлу упаковки. Известны такие средства для транспортировки как: конвейер (ленточный, нория), шнек, пневмотранспортировочная система и другие. В результате анализа известных решений был выбран способ транспортировки при помощи пневмопочты, так как он позволяет реализовать дополнительную функцию очистки ягоды от примесей в процессе транспортировки.
Авторами поставлен вопрос о возможности технической реализации такого способа на мобильном роботе в условиях ограниченной установленной мощности силовой установки.
В качестве исходных данными были приняты следующие параметры самоходного шасси и узла сбора. Скорость самоходного шасси 𝜐ш = 4км/ч, ширина захвата одной секции узла сбора b=18см, предполагаемая урожайность ягоды 100г/м2.
Зададимся дополнительными параметрами для расчета. Объёмная плотность ягод rТ=540 кг/м3, эквивалентный диаметр одной ягоды dэкв.=12мм, перепад высот между узлом сбора и узлом упаковки Н = +1 м. Среднесуточная производительность определяем как произведение урожайности на площадь, которая обрабатывается одной секцией сбора за время работы t =16 час установки в сутки Qс=1,14 т/сут.
Техническую производительность установки определяем по методике, изложенной в работе [6]:
Расчёты показали, что при мощности воздуходувки 2 квт, канал транспортировки сможет обслужить две секции узла сбора (в настоящее время ширина секции узла сбора 18 см.). При мощности силового агрегата порядка 40 квт. (используется двигатель внутреннего сгорания автомобиля ОКА), отбираемая мощность каналом транспортировки составит порядка пяти процентов. Проведённые расчёты
позволяют сделать вывод о реализуемости и
целесообразности
применения предложенного способа транспортировки дикоросов в мобильном роботе.
Список литературы
1.
Tyryshkin A.V., Andrakhanov A.A., Orlov
A.A. GMDH-based Modified Polynomial Neural Network Algorithm // Chapter 6 in Book GMDH-methodology and implementation in C (With CD-ROM) / под общ. ред. G. Onwubolu.
– London: Imperial College Press, World Scientific,
2015. – 304p. – ISBN: 978-1-84816-610-3.
2. Адам А.М., Таловский А.И., Тимошок Е.Е. и др. Методическое пособие по заготовкам дикоросов на территории Томской области. - Томск: ТГУ, 2006. - 42 с.
3. Андраханов
А.А. Использование природных
богатств труднодоступных
территорий на основе применения автономных передвижных комплексов // Научно-технический журнал “Геология, география и глобальная энергия”, № 3, 2008. – С. 84-90.
4. Пневматический транспорт сыпучих материалов/ Малис А.Я. Касторных М.Д. М.: Агропромиздат 1985 – 334с. 5.
Расчет установок пневмотранспорта/ И.Д. Брус, Н.С.Тураев. М.: ТПУ 2008 – 33с
6.
Тырышкин А.В., Андраханов А.А., Орлов А.А. Автономный мобильный робот для сбора дикоросов и способ управления им // Патент на изобретение RU 2424892, опубл. 27.07.2011, Бюл. № 2
7.
Хохлов А.Л. Устройство для сбора клюквы // Патент на изобретение RU 2286043, опубл. 27.10.2006.
