Як електронні асистенти допомагають в кормозбиральному комбайні – дослідження

2023-03-24 11:20:25 2222
Як електронні асистенти допомагають в кормозбиральному комбайні – дослідження

Наведемо результати досліджень, проведених у Технічному університеті Кельна.

«Ефективність та вплив використання електронних систем допомоги оператору на процес збирання самохідними кормозбиральними комбайнами». Так звучить тема випускної атестаційної роботи молодого спеціаліста Бена Бюльмана, який успішно завершив її цього року у Технічному університеті Кельна. Тут він навчався за напрямом «машинобудування самохідних сільськогосподарських машин». Як проходили його дослідження у цій галузі та які найважливіші факти були з'ясовані?

Вибір цієї теми для Бена Бюльмана став невипадковим. У період свого навчання з 2019 до 2021 року він часто працював оператором кормозбиральних комбайнів на демонстраційних показах техніки CLAAS. Тому з особливостями машин та їх можливостями був знайомий не з чуток. Втім, для отримання детальних даних із проблематики, звичайно, потрібно зібрати інформацію іншим способом. Що й було зроблено. У сезоні 2022 року молодий дослідник відвідав багато господарств та підрядних організацій у період, коли там прибирали як «зеленку», так і кукурудзу на силос. Це дозволило йому зібрати великий масив даних для аналізу.

Які електронні помічники в кормозбиральних комбайнах CLAAS JAGUAR потрапили під приціл дослідження? Це насамперед різного типу автопілоти. Так, на підборі валків було вирішено задіяти CAM PILOT. В основі цієї системи є спеціальна камера, яка дозволяє електроніці комбайна отримувати тривимірне зображення валка. За допомогою його проекції вона здійснює автоматичне підрулювання так, щоб валок завжди розташовувався по центру підбирача. На збиранні ж кукурудзи на силос перевагу віддали двом різним системам. Традиційній GPS PILOT, де позиціонування машини визначається за супутниками глобальних навігаційних систем, та AUTO PILOT, робота якої ґрунтується на даних від сигналів скоб-копірів, що визначають розташування жниварки та комбайна щодо рядків кукурудзи. Іншою областю для вивчення стала практика застосування системи автоматичного заповнення кузова причепа AUTO FILL, яка також за рахунок спеціальної камери бачить не тільки краї кузова, але й ступінь його завантаження в різних частинах, завдяки чому гнучко керує силосопроводом. Третім напрямом дослідження стала робота системи автоматичного керування двигуном CEMOS AUTO PERFORMANCE. Адже вона покликана допомогти оператору так завантажити кормозбиральний комбайн, щоб він працював якомога ефективніше.

При цьому вихідне положення про те, що комбайни JAGUAR у господарствах мають бути оснащені всіма трьома типами систем, а також короткі часові вікна, в які, як відомо, проводиться кормозбирання, мало не зіграли з Беном Бюльманом злий жарт. Мало того, що такі господарства було непросто підібрати, треба було їх ще й відвідати. У підсумку до списку увійшло 12 підприємств. Тому молодому фахівцю довелося ще й виявити неабиякі здібності щодо планування. Тим більше, що для зняття даних кожне з господарств протягом одного дня потрібно було відвідати двічі. Один раз задокументувати результати роботи без електронних помічників, а другий з ними.

А ось із протоколюванням даних завдяки сучасним технічним засобам проблем не виникло. По-перше, на кожен комбайн встановлювався спеціальний логер, прилад, що автоматично реєструє потрібні показники із заданою періодичністю. Так, до його пам'яті заносилися дані щодо взаємодії оператора з різними системами управління комбайна. Зокрема, з кермовим колесом, ходовим штурвалом та органами управління силосопроводом. Для того щоб одночасно виміряти і вплив використання систем на оператора комбайна, використовувався годинник-пульсометр, який вимірював частоту серцебиття під час роботи. Таким чином, за зміною пульсу вирішено було простежити зростання або зниження фізичного навантаження на оператора. Після кожної такої тестової поїздки оператор ще додатково відповідав на запитання спеціальної анкети, де міг поділитися своїми індивідуальними відчуттями від роботи.

А тепер переходимо до отриманих результатів. Почнемо з об'єктивних параметрів впливу електронних помічників на інтенсивність роботи оператора з органами керування. Тут важливо відзначити, що в різних господарствах та умовах різниця між результатами була досить суттєвою. Тому наведемо лише середньостатистичні значення. По них лідирує система автоматичного завантаження кузова причепа AUTO FILL. З нею оператор у середньому на 50,6% менше працював із чотирипозиційною кнопкою управління силосопроводом, ніж без неї. Що ж до взаємодії із системами автопілотування у плані підрулювання, то тут робота кермом знизилася на 35%. Ефект від використання системи автоматичного управління двигуном CEMOS AUTO PERFORMANCE у плані зниження активності роботи оператора ходовим штурвалом склав у середньому лише 15%.

Проте остання цифра потребує окремого коментаря. Тут зіграла свою роль велика різниця у результатах на підборі комбайном валків та збирання кукурудзи на силос. Причому як з кількісної точки зору, адже таких дослідів було просто більше через те, що укосів у сезоні багато, так і з технологічної. Механізатори на траві не так часто схильні працювати ходовим штурвалом у плані вибору оптимальної швидкості та завантаження двигуна. Адже на рівних рівномірних валках ризику навантаження на потужному JAGUAR практично немає, а з неповним завантаженням двигуна комбайн працює, хоч і не зовсім оптимально та економічно. На нерівномірних же валках вплив CEMOS AUTO PERFORMANCE вже помітніший. Однак найкраще ця система розвантажує операторів при збиранні кукурудзи на силос. Тут завдяки їй штурвал був задіяний на 30% рідше.

Говорячи про вимірювання фізичного навантаження на оператора, важливо відзначити, що частота серцебиття у спокої та при тому чи іншому навантаженні у всіх людей різна. Внаслідок цього говорити про конкретну динаміку було б не зовсім коректно. Тому для зручності аналізу Бен Бюльман виділив кілька діапазонів серцебиття: від 61 до 70 ударів на хвилину, від 71 до 80 і від 91 до 100 і т. д. Усі отримані дані були спроектовані на шкалу. В результаті з'ясувалося, що при включених електронних помічниках основна маса (60%) вимірювань частоти серцевих скорочень операторів припала на середній діапазон (від 71 до 81 удару за хвилину). А ось без активних систем таких результатів було лише 6%, а найбільше результатів (45%) було отримано в діапазоні від 91 до 100 ударів за хвилину. У той час як з увімкненими системами тут було всього 5% результатів! Таким чином, зрозуміло, що оператор із включеними електронними асистентами набагато менш напружений. Причому аналогічний висновок було отримано за результатами обробки анкет. Переважна кількість механізаторів відзначили зниження навантаження внаслідок зручності, хорошої прогнозованості та ефективності роботи цих систем.

Зрозуміло, через обмежену кількість випробувань і господарств, які брали участь у дослідженні, отже, і скромної репрезентативності вибірки, за точність конкретних цифр можуть бути питання. Особливо з урахуванням того, що немає даних щодо ефективності роботи цих систем на збиранні кукурудзи та її врожайності. Втім, це не заважає зробити однозначний висновок про те, що електронні системи допомоги оператору в кормозбиральних комбайнах JAGUAR справді приносять відчутну користь. Менш напружений оператор стомлюється повільніше, а отже, він може довше зберігати потрібну концентрацію уваги для ефективної та безпечної роботи в кабіні.

Ще фото
Вам сподобався матеріал? Поширте серед друзів!

Поиск техники и химикатов Поиск

  • Мотоблоки
  • Трактори
  • Комбайни
  • Транспорт
  • Для ґрунту
  • Збирання
  • Уборочная
  • Навантаж.
  • Добрива та полив
  • Причепи
  • Мототехніка
  • Добрива
  • ЗЗР