THEORETICAL JUSTIFICATION OF A MANIPULATOR FOR AUTOMATED REMOVAL OF PLANTS IN SEED PRODUCTION
DOI 10.12737/2073-0462-2025-1-54-62 УДК 635.1:631.316.45
Keywords:
removal, automation, infection, potatoes, vegetable crops, theoretical research, justification of parameters.Abstract
The development of machines and equipment for laboratory and field work is relevant for potato breeding. This is due to the fact that the methodology for conducting breeding work and the first stages of seed production provides for the comparison of numerous plants of different origin, the selection of the best for further propagation and further work up to the development of a new variety or the transfer of seeds for propagation in production conditions. The aim of the study is to develop a manipulator of an automated machine for removing infected potato and vegetable plants from the soil, ensuring the exclusion of seed contamination when breeding new varieties and hybrids. Scientific novelty – justification patterns of the manipulator for automated removal of infected plants in seed production. Theoretical justification of the drive control system of the executive electric cylinders of the manipulator of the automated machine for removing infected potato and vegetable crops from the soil has been performed. During the theoretical studies it has been established that the main disturbing effect causing a change in the feed of the infected plant is a change in the yield of potato plants in the field G, which has a statistical nature. A functional diagram of the drive control system of the executive electric cylinders of the manipulator of the automated machine for removing infected potato and vegetable crops from the soil has been developed and it has been established that the amplitude of the useful signal of the manipulator position control controller φmax=10° and the frequency ωφ=10²c¹, the interference amplitude γmax=5°, the signal frequency ωγ =8 c¹. It has been determined that in order to obtain a given accuracy of reproduction of the useful signal of the actuator electric cylinders of the manipulator, it is necessary to have values of the time constants of the sensor and actuator, at which the error in reproduction of the useful signal ∆φ would not exceed 1.5°, and the interference signal would be weakened by at least 20 times. A manipulator of an automated machine for removing infected potato and vegetable crops from the soil has been developed, ensuring the extraction of infected plants by digging up the soil layer.
References
1. Калинин А. Б., Теплинский И. З., Кудрявцев П. П. Почвенное состояние в интенсивной технологии // Картофель и овощи. 2016. № 2. С. 35–36.
2. Современные технологии и специальная техника для картофелеводства / А. Ю. Измайлов, Н. Н. Колчин, Я. П. Лобачевский, Н. Г. Кынев // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2015. № 3. С. 43 – 47.
3. Наумов А. В. Дыхание почвы: составляющие, экологические функции, географические закономерности. Новосибирск: Издательство Сибирского отделения РАН. 2009. 208 с.
4. Гаспарян И. Н. Защита картофеля от ризоктониоза. Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина». 2014;(3). С. 22-24.
5. Овэс Е. В., Гаитова Н. А., Шишкина О. А. Индуцирование микроклубнеобразования новых перспективных сортов картофеля в асептической культуре. Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2020;15(4(60)):48-54. DOI: https://doi.org/10.12737/2073-0462-2021-48-54
6. Современные автоматизированные и роботизированные машины для междурядной обработки почвы / А. Р. Валиев, Н. А. Васьков, Р. Ф. Сабиров и др. // Техника и оборудование для села. 2020. № 4. С. 2-7.
7. Сабиров, Р. Ф., Валиев А. Р., Мухамадьяров Ф. Ф. Обоснование конструктивно-технологических параметров устройства для обработки семян биопрепаратами // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2021. – Т. 16. – № 3(63). – С. 84-89. – DOI 10.12737/2073-0462-2021-84-89.
8. Особенности взаимодействия винтового рыхлителя с почвой / И.С. Мухаметшин, А. Р. Валиев, А. В. Алешкин и др. // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 4. С. 50-57.
9. Метод расчета траектории движения зерна в пневмомеханическом шелушителе / Ю. Ф. Лачуга, Р. И. Ибятов, Б. Г. Зиганшин и др. // Российская сельскохозяйственная наука. 2021. Т.6. С. 64-67.
10. Design optimization and experiment on potato haulm cutter / J. Q. Lü, Q. Q. Shang, Y. Yang, et al. // Transactions of the CSAM. 2016. Vol. 47. No. 5. Р.106–114.
11. Root Carbon Dioxide Fixation by Phosphorus-Deficient Lupinus albus (Contribution to Organic Acid Exudation by Proteoid Roots) / J. F. Johnson, D. L. Allan, C. P. Vance, et al. // Plant Physiology. 1996. Vol. 112(1). P.19-30. DOI: 10.1104/pp.112.1.19
12. Выбор и обоснование параметров экологического состояния агроэкосистемы для мониторинга технологических процессов возделывания сельскохозяйственных культур / А. Б. Калинин, В. А. Смелик, И. З. Теплинский и др. // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2015. № 39. С. 315–319.
13. Zhu F., Zhou Y., Zhu S. Experimental study on heat transfer in soil during heat storage and release processes. Heat. Mass. Transfer. 2021. 57, P. 1485–1497. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s00231-02103045-6 (дата обращения 11.10.2024).
14. Актуальные проблемы и приоритетные направления развития картофелеводства / А. В. Коршунов, Е. А. Симаков, Ю. Н. Лысенко и др. // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 3. С. 12-20. DOI: 10.24411/ 0235-2451-2018-10303.
1. Kalinin AB, Teplinskiy IZ, Kudryavtsev PP. [Soil condition in intensive technology]. Kartofel i ovoshchi. 2016; 2. 35-36 p.
2. Izmaylov AYu, Kolchin NN, Lobachevskiy YaP, Kynev NG. [Modern technologies and special equipment for potato growing]. Selskokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2015; 3. 43-47 p.
3. Naumov AV. Dykhanie pochvy: sostavlyayushchie, ekologicheskie funktsii, geograficheskie zakonomernosti. [Soil respiration: components, ecological functions, geographical patterns]. Novosibirsk: Izdatelstvo Sibirskogo otdeleniya RAN. 2009; 208 p.
4. Gasparyan IN. [Potato protection from rhizoctonia]. Vestnik Federalnogo gosudarstvennogo obrazovatelnogo uchrezhdeniya vysshego professionalnogo obrazovaniya “Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet imeni V.P. Goryachkina”. 2014; (3). 22-24 p.
5. Oves EV, Gaitova NA, Shishkina OA. [Induction of microtuber formation of new promising potato varieties in aseptic culture]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2020; 15(4(60)). 48-54 p. DOI: https://doi.org/10.12737/2073-0462-2021-48-54
6. Valiev AR, Vaskov NA, Sabirov RF. [Modern automated and robotic machines for inter-row soil cultivation]. Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2020; 4. 2-7 p.
7. Sabirov RF, Valiev AR, Mukhamadyarov FF. [Justification of the design and technological parameters of the device for treating seeds with biopreparations]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2021; Vol.16. 3 (63). 84-89 p. – DOI 10.12737/2073-0462-2021-84-89.
8. Mukhametshin IS, Valiev AR, Aleshkin AV. [Features of the interaction of a screw ripper with soil]. Vestnik Ulyanovskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii. 2018; 4. 50-57 p.
9. Lachuga YuF, Ibyatov RI, Ziganshin BG. [Method for calculating the trajectory of grain movement in a pneumatic-mechanical sheller]. Rossiyskaya selskokhozyaystvennaya nauka. 2021; Vol.6. 64-67 p.
10. Lu JQ, Shang QQ, Yang Y. Design optimization and experiment on potato haulm cutter. Transactions of the CSAM. 2016; Vol.47. 5. 106-114 p.
11. Johnson JF, Allan DL, Vance CP. Root carbon dioxide fixation by phosphorus-deficient lupinus albus (Contribution to Organic Acid Exudation by Proteoid Roots). Plant Physiology. 1996; Vol.112(1). 19-30 p. DOI: 10.1104/pp.112.1.19
12. Kalinin AB, Smelik VA, Teplinskiy IZ. [Selection and justification of parameters of the ecological state of the agroecosystem for monitoring technological processes of agricultural crop cultivation]. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015; 39. 315-319 p.
13. Zhu F, Zhou Y, Zhu S. Experimental study on heat transfer in soil during heat storage and release processes. [Internet]. Heat. Mass. Transfer. 2021; 57. 1485-1497 p. [cited 2024, October 11]. Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s00231-02103045-6.
14. Korshunov AV, Simakov EA, Lysenko YuN. [Actual problems and priority directions of potato growing development]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2018; Vol.32. 3. 12-20 p. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10303.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
Categories
License
Copyright (c) 2026 Vestnik of Kazan state agrarian university
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Метаданные научных статей, включая название, аннотацию, сведения об авторах, список литературы, идентификаторы и иные элементы библиографического описания для дальнейшего неограниченного использования, передаются в редакцию с правом их неограниченного использования на условиях открытой лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
