Agricultural Engineering, Volume 53 (2021)

VAŽIAVIMO METODŲ GALULAUKĖJE, NAUDOJANT TELEMETRINES SISTEMAS, TYRIMAS (Study of Driving Methods at Headland Using Telemetric Systems)

Simonas Pranys, Antanas Juostas, Eglė Jotautienė
Vytauto Didžiojo universitetas

Abstract

Dirvožemio kokybė bei jos derlingumas priklauso nuo joje vykstančių biologinių ir fizikinių procesų, kuriems didelę įtaką daro žemės dirbimas. Intensyvus žemės dirbimas daro neigiamą įtaką ne tik dirvai, bet ir aplinkai. Yra labai svarbu įvertinti kokią naudą gautų žemdirbiai diegdami vis naujesnes technologijas žemės ūkyje, tokias kaip automatinio vairavimo sistemos, nuotolinio stebėjimo sistemos, telemetrija, mašinų funkcinių parametrų automatizavimas, jutiklių diegimas ir kt. Automatinio vairavimo sistemų naudojimas suteikia galimybę išvengti perdengimų ar neįdirbtų dirvos plotų atliekant skutimo, kultivavimo, sėjos, purškimo, tręšimo, derliaus nuėmimo bei kitus darbus. Inovatyvių technologijų naudojimas leidžia sumažinti laiko ir degalų sąnaudas, taupyti sėklas, trąšas ir augalų apsaugos preparatus, mažinti augalininkystės produkcijos savikainą.

Tinkamai parinkta važiavimo lauku schema sumažina pervažiavimų per dirvos ploto vienetą skaičių, ko pasekoje išvengiame ir be to didelio dirvos suslėgimo. Galulaukėse, dėl didelio dirvožemio suslėgimo, javų derlingumas paprastai yra 10% mažesnis nei likusio lauko, todėl ūkininkams labai svarbu taikyti tinkamas priemones ir metodus, mažinančius pervažiavimų galulaukėse skaičių ir plotą.

Tyrimo tikslas – pasirinktame lauke, telemetrinės sistemos dėka, numatyti ir skaičiavimais pagrįsti  efektyviausias apsisukimo galulaukėje judėjimo schemas mažinančias apsisukimo galulaukėje laiką bei galulaukių  pervažiavimų skaičių bei plotą. Tyrimui pasirinktas traktorinis agregatas kombinuotas su skutiku. Tirta apsisukimui galulaukėse skirto laiko, pervažiavimų skaičiaus bei pervažiuoto galulaukės ploto dydis. Tyrimui panaudota tiriamo traktoriaus automatinė vairavimo sistema bei telemetrinė nuotolinio stebėjimo sistema. Bandymų rezultatai įrodė pasiūlyto judėjimo galulaukėje schemos efektyvumą. Tirtame lauke, nustatyta, kad parinkto apsisukimo galulaukėje kelio ilgis sutrumpėjo 33.6%, o lauko įdirbimo trukmė, naudojant lygiagretaus vairavimo sistemą, atliekamų darbų trukmę sutrumpino 36.2 min. Racionaliausių apsisukimų galulaukėje modeliavimą, atsižvelgiant į lauko formą, padargo darbinį plotį bei posūkio spindulį, galima atlikti panaudojant Telemetrinės sistemos platformas.

 

Soil quality and fertility depend on the biological and physical processes that take place in it. Intensive tillage has a negative impact not only on the soil but also on the environment. Intensive tillage has a negative impact not only on the soil but also on the environment. It is very important for farmers to evaluate the benefits of the latest technologies, such as automatic steering systems, remote monitoring systems, automation of machine functional parameters, and the installation of mechatronic sensors. The use of automatic steering systems makes it possible to avoid overlaps or uncultivated soil areas during agricultural work. Innovative technologies reduce time and fuel costs and operational costs. Properly selected field travel scheme reduces soil compaction. Due to soil compaction, crop yields are generally 10% lower than in the rest of the field.

The aim of the research – by use of telemetry platform to predict and by theoretical calculations prove the most efficient turning at headland schemes that reduces time and number of pass.

For the study, the combination of Claas Xerion 5000 and 4.75 m width of Vaderstad TopDown 600 cultivator selected. The test carried out at 2.5 m s-1 tractor driving speed on a headland. Tractor were equipped with automatic steering system with RTK correction signal accuracy of ±2 cm. The tillage performed on a 45.78 ha field area. After tractor and implement turning radius and working width evaluation, the headland of 17 m width were chosen. During the study the turning time, number of passes and area covered at headland were analysed. The research data taken via remote monitoring system called telemetry.

Analysis of the telemetry data shown that the tractor operator at the same shape of the headland edge selects different headland schemes. The analysis of the most rational turning schemes in the headland performed using the aggregate unit calculation turning schemes and turning lengths methodology. For the theoretical calculation, the loopless 1800-turn angle scheme were chosen. The data analysis shown that in the case of the theoretically calculated turning scheme, the headland area would be 2.30 ha, which would make up 5.02% of the total field area. Meanwhile, the area for the headland chosen by the operator was 3.07 ha, which is 33.4% larger than the area based on theoretical calculations. According to the headland turning scheme chosen by the operator, the soil area compacted by the tractor's chassis wheels accounted for 48% of the total headland area. Meanwhile, the area for the headland according theoretical calculation of the turning scheme, was 32% of the total area for the headland, or 33% of the soil compaction area would be smaller than the headland turning scheme chosen by the operator. Also noted that the average headland path, according the driving scheme chosen by the operator, was 54.03 m. Meanwhile, the length of the headland path based on theoretical calculation decreased in 18.13 m or 33.6% less path distance than selected by operator. The reduced length of the trip for turning also resulted in a shorter driving time at the headland. Thus, the turning time in headland also reduced by 7.25% compared to the operator's chosen driving scheme.

The most rational headland rotation patterns, taking into account the field shape, implement working width and turning radius, can be modelled using Telemetry platforms.

Keyword(s): automatinio vairavimo sistemos, sąnaudų sumažinimas, užuoganą (automatic steering system, cost reduction, headland)


References

Boral, G.C., Nowatzki, J.F., Roberts, D.C. 2012. Energy savings by adopting precision agriculture in rural USA. Energy, Sustainability and Society.

Chan K. Y., Oates A., Swan A. D., Hayes R. C., Dear B. S., Peoples M. B. 2006. Agronomic consequences of tractor wheel compaction on a clay soil. Soil & Tillage Research, 89 13-21.

Cordesses L., Cariou C., Berducat M. 2000. Combine harvester control using real time kinematic GPS. Precision Agriculture, 2, 147-161.

Dunn P. K., Powierski A. P., Hill R. 2006. Statistical evaluation of data from tractor guidance systems. Precision Agriculture, 7, 179-192.

Han S., Zhang Q., Ni B., Reid J. F. 2004. A guidance directrix approach to vision-based vehicle guidance systems. Computers and electronics in Agriculture, 43, 179-195.

Horn R., Fliege H. 2003. A method for assessing the impact of load on mechanical stability and on physical properties of soils. Soil & Tillage Research, 73, 89-99.

McBratney A.B., Whelan B.M., Ancev T., Bouma J. 2005. Future directions of precision agriculture. Precision Agriculture. Vol. 6, p. 7–23.

Stoll A., Kutzbach H. D. 2000. Guidance of a forage harvester with GPS. Precision Agriculture, 2, 281-291.


Full Text: PDF

Refbacks

  • There are currently no refbacks.
198 views

Agricultural Engineering ISSN 1392-1134 / eISSN 2345-0371

This journal is published under the terms of the Creative Commons Attribution-Noncommercial 3.0 Unported License. Responsible editor: Dr A. Žunda.