Трактор на уборке урожая

Обновлено: 05.10.2024

Недавно мой коллега рассказал как мы роботизируем зерноуборочные комбайны и чему научились за этот сезон.

Начинается уборка кормовых культур и мы активно осваиваем кормоуборочную технику.
Кормоуборочный комбайн – технически более сложная и мощная машина. В связке с ним идут сразу несколько транспортных средств для сбора урожая (трактора с прицепом, грузовики, силосовозы). К работе на такой технике допускаются только опытные механизаторы, у которых за спиной несколько лет работы.

Фактически один комбайнёр работает за троих, следит за процессом уборки кукурузы (одно рабочее место), ведёт технику (второе рабочее место), загружает силосовоз (третье рабочее место). В итоге что-то страдает. Если плохо вести, можно сломать дорогую технику (минимальная цена кормоуборочного комбайна 16 млн рублей, есть модели и по 50 миллионов), поэтому обычно ухудшается качество уборки и загрузки.

Большую часть работы мы автоматизируем, сейчас расскажу какие сложности мы преодолеваем и что делаем.

Отсутствует видимость

Высота спелой кукурузы в среднем 2-2,5 метра, высота комбайна 2,5 метра, механизатор находится чаще всего на уровне чуть выше стоящего на земле человека и видит перед собой только растения, дальше своего носа он по сути уже не видит и так на протяжении всего рабочего дня, а это 12 часовая смена, немногие могут выдержать такое напряжение на глаза и держать темп сборки, а еще на пути могут выскочить кабанчики или столб!

Существуют комбайны, например KRONE, с телескопической кабиной, которая поднимается на высоту до 3 метров, или Acros RSM-142 высотой 4 метра, но это скорее исключение из правил.

Поэтому работать за таким комбайном могут только опытные комбайнеры, которые проработали уже 3-4 сезона.

Потери во время работы

В отличии от зерноуборочных, кормоуборочный комбайн не может хранить урожай в бункере, а сразу выдает его через выгрузной хобот в едущее рядом транспортное средство. Как я говорил, скорость выброса силоса может достигать 50 кг в секунду, в зависимости от модели комбайна, длина хобота при этом 5-7 метров. Немного отъехал от машины вбок или притормозил и потерял полтонны силоса за 10 секунд. В среднем до 7-10% урожая остается на поле. Потерянный силос никто уже не собирает, потери на ГСМ будут гораздо больше. На видео видно как высыпается силос, если немного сдвинуть хобот.

Равномерное заполнение фургона

В бригаде с одним комбайном до 7 машин, заполняется одна машина примерно за 20 минут. За день они могут совершить свыше 10 рейсов до силосной ямы. Все зависит от длины плеча доставки. Если поле рядом с ямой, то плечо короткое и можно совершить больше рейсов для выгрузки, если дальше, рейсов становится меньше и здесь становится очень важным правильное заполнение фургона (силосовоза), чтобы не возил воздух. Привез половину прицепа, считай потерял на топливе, комбайнер должен максимально правильно направлять хобот, чтобы равномерно наполнить силосовоз.

Что мы можем автоматизировать в кормоуборочных комбайнах?

Второе, наш робот видит кромку, препятствия на поле, видит другую технику. Работа комбайнера максимально упрощается, теперь он может следить за техническим состоянием комбайна, за калибровкой фракции кукурузы, которая наиболее подходит для данного типа скота.

Также наш робот может полно и равномерно, а главное точно заполнить силосовоз, это уменьшает потери на ГСМ и сводит потери на уборке к нулю.

Нормой считается потеря на уборке 7% урожая, если их свести к нулю, то поскольку силос делается в основном не для продажи, а для корма своего скота, мы можем уменьшить засев под кукурузу на 7% и отдать его под пшеницу, что более выгодно. Скажем если выделено 1000 га на кукурузу, из них 70 га отдать под пшеницу, то даже по минимальным оценкам при урожае в 30 центнер с 1 Га мы соберем 210 тонн, а это примерно 1,5 млн рублей прямой прибыли. При этом за счет более полной сборки уменьшается расход ГСМ за счет сокращения числа поездок от силосной ямы до поля.

Как мы обучаем нейронные сети для анализа сцен уборки кукурузы

Уборка кукурузы ведется с помощью специальных приставок для пропашных культур. Для этого случая предусмотрен режим работы, при котором комбайн пытается удержать жатку посередине междурядья. Получив карту сегментации кадра (сцены) и зная положение жатки, можно найти так называемую vanishing point и рассчитать отклонение зуба жатки от необходимого положения.

В отличие от пшеницы, где мы следим за краем убранного поля и ведем комбайн по кромке, здесь задача нейронной сети увидеть междурядье между растениями. Нейронная сеть прекрасно видит ряды между кукурузой, в отличии от человека, камера находится над культурой, и при этом она не устает.

Изображения приходят к нам в формате видео потока, либо отдельными изображениями. Данные обрабатываются и хранятся в Сognitive Agro Data Factory. Кроме сырых данных с камеры, здесь также присутствуют и целевые размеченные кадры, которые при необходимости можно добавить в обучающий датасет.

Для более точного подбора возможных сцен уборки урожая необходимо правильно скомпоновать обучающий датасет. Кроме реальных изображений, полученных с камеры в процессе уборки культур, используется подход генерации синтетических изображений с помощью процедуры аугментации на основе естественных изображений.

На вход сеть принимает 3-канальное RGB изображение. Далее в процессе обучения нейронной сети к входному тензору применяются яркостные/цветовые искажения в HSV пространстве, локальные искажения каналов в HSL пространстве – процедура добавления искусственных теней, геометрические искажения и добавление шумов. Подбор параметров аугментации – нетривиальная процедура, требующая детального анализа сцен, полученных в реальных условиях.

Обученная сеть способна выдавать сегментационные карты, определяющие междурядное пространство.

Уборка сенажа

Помимо силоса, кормоуборочные комбайны используют также для сбора сенажа, с помощью приставки подборщика. Процесс сбора аналогичный кукурузе, разница только в том, что комбайн идет по валку. Валок может не отличаться по цвету от общей массы и комбайнер часто может ехать вхолостую.

Например, на видео выше видно, что валок практически не отличим от травы и насколько точно надо комбайнеру вести машину по валку и при этом постоянно наблюдать за процессом загрузки сенажа в грузовик. Работа очень напряженная, к концу 12 часовой смены комбайнеры просто валятся с ног, с полной сменой справляются только при опыте от 3-4 сезонов работ.

Если комбайнер неопытный, то работа в холостую это потери на ГСМ. Кормоуборочный комбайн в отличие от зерноуборочного только 10% ГСМ тратит на движение самого комбайна, остальные 90% уходят на прорезку, измельчение, протяжку, швыряние силоса или сенажа. Поэтому очень важно работать с полной загрузкой комбайна.

Нейронная сеть отлично справляется с валком, пример того как сеть видит валки.

Здесь наша система может помочь комбайнеру в ведении комбайна по валку, также наш робот может полно и равномерно, а главное точно заполнить силосовоз, это уменьшает потери на ГСМ и сводит потери на уборке к нулю, комбайнер становится уже оператором комбайна, а всю работу берет на себя автопилот.

Сейчас осваиваем кормовую кукурузу, подсолнечник, сенаж. По окончании сезона, если интересно, расскажем как наши роботы справились с кормоуборочными комбайнами.

Вспашка земли трактором: целесообразность, плюсы и минусы обработки почвы механизированным способом.

Огород, дача, небольшое подсобное хозяйство, значительные по размеру сельхоз угодья привлекают для вспашки земли трактор. Правильный уход за почвой лежит в основе урожая. Трудоемкость работника за счет привлечения специальной техники и оборудования снижается многократно.

Обработка почвы с помощью тракторной техники.

Привлечение трактора и специального оборудования при вспашке земли минимизирует затраты, позволяет эту трудоемкую часть процесса выполнить значительно легче и быстрее.

Ручная перекопка земли лопатой и вилами сменилась механизированной обработкой почвы производительной техникой.

В связи с этим готовность почвы к посеву при вспашке земли трактором находится в прямой зависимости от исправности техники и скорости вспашки.

Сроки весенних работ сжаты, каждый день важно использовать, после таянья снега земля быстро теряет влагу. Принципиально важно уложиться в сроки при обработке земли. Перепахивание почвы ранее положенных сроков нанесет вред будущему урожаю. При потере влаги земля становится твердокаменной, нарушено правильное создание почвенного слоя для посева и роста растений.

Промедление с началом обработки почвы вызовет изменение режимов увлажнения, наступает резкое испарение влаги и осушение плодородного пласта. Недостаток влаги нанесет ущерб одновременному всходу засеянных культур.

В чем смысл вспашки земли?

Польза вспашки земли трактором осенью.

Осенняя перепашка трактором в границах будущих посевных площадей проводится для разрыхления верхнего пласта земли с целью повышения ее плодоносности. Перепахивание грунта под зиму осуществляется для пропитки почвы кислородом, создания условий для замерзания сорняков, а также уничтожения подземных проходов кротов, медведок, полёвок, мышей, сусликов и прочих вредителей урожая.

Дополнительно к этому, разрыхленная почва усваивает больше влаги, это стимулирует повышение урожайности в следующем сезоне. Во время пахотных работ для результативности советуется унавозить почву, внести удобрения.

Пахотные работы весной - основа будущего урожая.

Весенняя вспашка земли производится фрезой трактором для взрыхления

Сорт и формирование густоты насаждений культур, которые предполагается посеять на данной площади, диктуют глубину вспашки. Технология механизированного возделывания земли под кормовые корнеплоды при предпосевной обработке почвы использует более глубокую вспашку, для злаковых растений такая глубина не требуется.

Соблюдение порядка возделывания почвенного слоя трактором содействует разрыхлению и предохраняет ее от засаливания и эрозии.

Целесообразность обработки почвы механизированным способом.

Рациональные факторы перепашки грунта трактором следующие:

Выполнимость пахотных работ на больших площадях в сжатые сроки;
высочайший уровень концентрации кислорода в грунте;
фиксация глубины перепахивания с целью переворачивания слоев почвы;
рост производительности пахотных работ;
значительное снижение усилий человека;
создание условий одновременного выполнения пахотных мероприятий и внесение удобрения.

Недостатки использования трактора при пахотных мероприятиях:

Целесообразность использования трактора имеет ограничения. Ряд площадей после механизированной вспашки нуждается в бороновании.
Очень засоренные территории после перепахивания отвальным способом подвергаются еще большему засорению, потому что семена сорняков дополнительно рассеиваются.

Услуги по вспашке земли трактором.

В цену за вспаханный участок включается: конфигурация и размеры участка, тип техники (трактор или мотоблок). Подбор техники основан на опыте выполнения подобных заказов: тяжелая агротехника может утрамбовать почву, легкая – провести пахоту неправильно. Мощный трактор с плугом приспособлен для больших по размерам участков, особенно там, где почва не перекапывалась годы. Цена за сотку приблизительно равна 1500 руб., но целина будет поднята.

Подготовка почвы для посева.

Процедура приготовления площадей к севу предусматривает вспахивание отвальным и безотвальным плугами, плоскорезами, культивацию, боронование. Механическое оборудование для обработки почвы обеспечивает одновременное разрыхление с закладкой оставшейся растительной массы, навоза и другого удобрения.

Разрыхление, насыщение кислородом, переворачивание пахотного слоя, крошение почвенных пластов выполняется плугами с разной формой отвала.

Плуги при отвальной обработке производят полное или частичное переворачивание верхнего пласта грунта. Применение таких плугов необходимо при внесении удобрений и присыпании остатков растений. С помощью безотвального плуга или плоскорезами-рыхлителями почвенный слой вскапывается на глубину от 30 см без опрокидывания пласта. Создаются предпосылки для удержания влаги, сохраняется стерня, задерживающая комки земли, защищая от выветривания. Этим способом обработки пользуются в засушливых районах. Такая глубокая вспашка требуются для культур с большой корневой системой и культур с длинным сроком созревания.

Перед посевом выполняется боронование, при котором разбиваются комья и убираются стебли прошлогодних трав. Вспахивается верхний слой пласта на глубину 10 см

Культурная вспашка плугом с предплужниками производит раздельное перепахивание верхнего и нижнего почвенных слоев. При этом оставшиеся корешки, семена сорняков закладываются в пахоту глубоко, этим уничтожаются практически все сорняки.

Сельскохозяйственная техника – целый комплекс различных машин и агрегатов, предназначенных для облегчения человеческого труда и повышения эффективности работ. Техника подразделяется на машины для посева, опрыскивания, обработки почвы, сбора урожая и заготовки кормов.

Машины для уборки урожая

Для уборки урожая используются комбайны. Основные из них предназначены для сбора:

зерновых;
картофеля;
моркови;
капусты.

Некоторые из них модернизируются под уборку лука и свеклы.

Зерноуборочный комбайн – сложная специализированная техника для уборки урожая кукурузы, пшеницы, ржи, овса, рапса на больших территориях земли.

Функции такого современного комбайна:

жатва – срез колосьев;
молотилка – выбивание зерна из оболочки;
веялка – финальная очистка зерна струей воздуха.

Комбайны для сбора овощей устроены следующим образом:

собирают корнеплоды;
срезают ботву, если имеется;
исключают попадание крупных камней в резервуар для овощей;
собирают урожай в бункер и транспортируют.

Современные комбайны в основном универсальны, в них предусмотрена смена агрегатов, предназначенных для уборки конкретного вида корнеплода.

Трактора

Трактор – самый распространенный тип сельхозтехники среди агропромышленных комплексов. Они бывают гусеничного и колесного типа. Чаще используются трактора на колесах, ведь на них удобно как перевозить грузы в прицепе, так и присоединять дополнительные агрегаты для работ в полях.

К трактору можно прикрепить такое навесное оборудование как:

Самыми распространенными являются трактора МТЗ. Существует большое количество их модификаций, различающихся между собой:

мощностью двигателя;
возможностью быстрой смены навесного оборудования;
простотой обслуживания.

Наибольшую популярность обрели именно модификации 320 и 82.

Трактор МТЗ 320

Это трактор колесного типа, оборудованный полным приводом и механической коробкой передач, с грузоподъемностью 1,1 тонны. Он предназначен для работы с навесным, полунавесным и прицепным оборудованием.

На таком тракторе можно пахать, бороновать, вносить удобрения, перевозить грузы, косить траву.

хорошая маневренность;
универсальность;
разнообразие модификаций;
надежный двигатель, хорошая тяга;
полный привод, отличная проходимость;
двухскоростной вал выбора мощности;
возможность буксировки прицепа;
выбор ширины колеи.

частые поломки сцепления;
проблемы запуска зимой;
неполадки при включении второй передачи.

Трактор МТЗ 82

Колесный трактор, оборудованный МКПП и полным приводом, с грузоподъемностью 3,2 тонны. Главная отличительная особенность МТЗ 82 от предшественников – гидравлический ходоуменьшитель вместо механического.

На МТЗ 82 можно:

вносить удобрения;
пахать, культивировать;
убирать и обрабатывать растения;
перевозить грузы.

Достоинства трактора МТЗ 82:

надежность;
простое устройство, ремонтопригодность;
качественная трансмиссия;
мощный двигатель;
производительная гидравлика;
невысокая цена.

отсутствие встроенного отопителя;
маленькая кабина;
некачественная электросхема и приборы.

Оборудование для опрыскивания

навесные;
самоходные;
прицеп.

Для больших площадей лучше всего подходит самоходный агрегат. Для небольшого участка земли достаточно прицепного или навесного опрыскивателя, которые можно быстро прикрепить к трактору.

Опрыскиватели нужны для распыления гербицидов и инсектицидов с целью уничтожения вредителей, а также разбрызгивания жидких удобрений.

Техника, предназначенная для посева

Посевная техника представлена:

сеялкой;
бункером;
накопительным баком.

Такой комплекс обычно используется в крупных агропромышленных комплексах, занимающихся выращиванием зерновых культур, а также на животноводческих фермах, которые сами заготавливают корма.

В накопительном баке и бункере длительно хранится посевной материал, а сеялка используется для посадки. Такое оборудование помогает быстро и качественно произвести посев нужных культур.

Машины для обработки почвы

Выбирать технику для обработки почвы нужно только после оценки плотности почвы и особенностей климата. Для местности с частыми дождями и вязкой почвой больше подходят машины на гусеничном ходу, для ровных и засушливых – на колесном. Чаще всего это обычные трактора.

К такой технике можно приклеплять следующие агрегаты:

плуги – взрыхляют землю, подготавливают к посадке;
бороны – ровняют поле, разрушают сухую корку на поверхности земли;
винтовые катки – запечатывают семена в грунт, уплотняя землю.

Машины по заготовке кормов

Заготовка кормов многоэтапный процесс, включающий покос травы, прессовку, сушку, перевозку, упаковку в тюки.

Для этого существует следующие агрегаты:

косилки;
ворошилки;
пресс-подборщики;
обмотчики тюков;
валкообразователи;
прицепы для перевозки.

Всю эту технику можно поочередно прикреплять к трактору и выполнять все нужные работы. В больших агрохозяйствах нередко применяются специальные комбайны для заготовки кормов.

Сельскохозяйственная техника способна заменить труд большого числа людей, ускорить процесс посева, обработки и сбора урожая, повысить рентабельность агропромышленного комплекса. Ее применяют во всех крупных аграрных и фермерских хозяйствах.

На даче сажаем картошку на площади 10 соток. При хорошем урожае собирается порядка 50 мешков урожая с данной площади.
Для того чтобы облегчить данный процесс и уменьшить время, которое тратится на уборку картофеля, мой дядя собрал картофелекопалку под сцепку с самодельным трактором.

Половину урожая выпахали

Но прежде чем приступить к копке картофеля, нужно скосить ботву. Если этого не сделать, то она забьет картофелекопалку. Процесс кошения также механизирован, сделан, можно так сказать, большой триммер для трактора:

После того как поле приготовлено, можно навешивать картофелекопалку.

К работе готовы

Механизм собран и сварен из деталей, найденных в металлоломе.

Через вал отбора мощности трактора и редуктор вращение передается на решетку, происходит потряхивание выкопанного картофеля расположенным впереди копалки плугом. Вся земля от вибрации пролетает сквозь решетку, а чистый картофель высыпается на рядок. Остается взять ведро и собрать с поверхности картошку.

Как на блюдце

Ширина копалки позволяет за один проход выкопать один ряд картошки, поэтому распахивается поле через ряд. После того как картофель соберут, распахивают оставшиеся ряды.

Иногда требуется очистка механизма от травы

Готовы к сбору картофеля

Разминаем спину — и вперед.

С помощью картофелекопалки и трактора картофель с площади в 10 соток семейным подрядом в количестве трех человек убирается примерно за 2-3 часа, но точное время будет зависеть от урожайности картофеля.

Читайте также: