I sistemi di controllo intelligenti per "Scaving - separazione - pulizia - raccolta" mietitori di cipolla, aglio, patate e carote (colture radice/tuber) integano sensori, automazione e algoritmi basati sui dati per ottimizzare ogni fase di raccolta. Questi sistemi migliorano l'efficienza, riducono i danni alle colture e si adattano alle condizioni di campo variabili.
Di seguito è riportata una rottura dettagliata delle applicazioni di controllo intelligenti in ogni fase:
1. Controllo intelligente nella fase di scavo
La fase di scavo si concentra sull'estrazione di colture dal terreno riducendo al minimo i danni (ad es. Patate contusa o rompere gli spicchi di aglio) e garantire un recupero completo.
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Obiettivi fondamentali:
Regolare la profondità/angolo di scavo per abbinare la profondità della sepoltura della coltura (varia per coltura: ad esempio, le carote sono più profonde delle cipolle).
Adattarsi alle condizioni del suolo (durezza, umidità) per evitare un eccessivo disturbo del suolo o estrazione incompleta.
Tecnologie intelligenti:
Sensori:
Sensori di durezza del suolo(ad es. Penetrometri) misurano la compattezza del suolo per regolare la forza di scavo (ad es. Pressione idraulica per lo scavo delle pale).
Sensori di posizione del raccolto(ultrasuoni o radar) Rileva la posizione della coltura del sottosuolo, guidando la lama di scavo a una profondità precisa (tolleranza ± 1-2 cm).
Posizionamento GPS/BeidouIn combinazione con mappe di campo precaricate (dai dati di piantagione) per allineare i percorsi di scavo con le file delle colture, riducendo le mancate.
Logica di controllo:
Regolazione in tempo reale degli attuatori idraulici per la profondità/inclinazione della pala tramite un controller centrale (PLC o computer industriale). Ad esempio, nel terreno roccioso, il sistema aumenta la forza di sollevamento per prevenire danni alla lama; Nel terreno morbido, riduce la profondità per evitare il sovraccarico.
2. Controllo intelligente nella fase di separazione
La separazione rimuove le colture da terreno attaccato, paglia o fogliame (ad es. Top di cipolla, viti di patate). L'obiettivo è massimizzare la separazione delle colture-impurità riducendo al minimo la perdita delle colture.
Obiettivi fondamentali:
Separare il 95%+ di suolo/zolle dalle colture.
Evita vibrazioni eccessive che danneggiano le colture fragili (ad es. Giorlieri all'aglio).
Tecnologie intelligenti:
Sensori:
Telecamere ottiche(RGB o multispettrale) Acquisisci immagini della miscela di implementazione delle colture su schermi/trasportatori vibranti, usando AI (Machine Learning) per identificare la coltura rispetto al suolo/paglia.
Carica celleMisurare il peso del materiale sui trasportatori per regolare la velocità di elaborazione.
Logica di controllo:
Regolare la frequenza di vibrazione (di schermi) o la velocità del trasporto in base ai livelli di impurità. Ad esempio, se le telecamere rilevano un alto contenuto di terreno, il sistema aumenta le vibrazioni per rimuovere più terreno; Per colture fragili come l'aglio, riduce l'intensità delle vibrazioni per prevenire la divisione dei gancio.
3. Controllo intelligente nella fase di pulizia
La pulizia rimuove il terreno residuo, piccoli zolle o detriti (ad es. Sabbia su carote, pelle aglio sciolta) usando aria, pennelli o acqua (per colture di alto valore).
Obiettivi fondamentali:
Ottenere il 98%+ pulizia superficiale senza abrasione.
Conservare energia/acqua (per la pulizia a umido).
Tecnologie intelligenti:
Sensori:
Sensori del vicino infrarosso (NIR)OVisione 3DRilevare il terreno residuo sulle superfici delle colture (il terreno riflette lunghezze d'onda diverse rispetto alla pelle delle colture).
Sensori di pressioneMonitorare la forza di contatto del pennello per evitare i lividi (ad es. Per le patate).
Logica di controllo:
Per la pulizia a base di aria: regolare la velocità della ventola tramite unità a frequenza variabile (VFD) in base al carico del suolo rilevato NIR (velocità più elevata per le colture più sporche).
Per la pulizia del pennello: modulare la velocità e la pressione di rotazione del pennello (tramite servo motori) per abbinare la fragilità delle colture (ad es. Spazzola più lenta e più delicata per aglio e carote più solide).
Per la pulizia a umido: regolare il flusso d'acqua con valvole intelligenti, utilizzando il feedback della fotocamera per ridurre l'uso dell'acqua quando le colture sono già pulite.
4. Controllo intelligente nella fase di raccolta
La raccolta di raccolte ha pulito le colture in bidoni o contenitori, garantendo un riempimento uniforme, prevenzione di trabocco e coordinamento con il trasporto (ad es. Trattori).
Obiettivi fondamentali:
Massimizzare l'utilizzo del bidone (evitare sotto/riempire troppo).
Ridurre al minimo il danno alle colture durante il trasferimento (ad es. Dalle gocce elevate).
Tecnologie intelligenti:
Sensori:
Sensori ad ultrasuoniOtrasduttori di pesoNei bidoni della raccolta per monitorare il livello di riempimento (ad esempio, l'80% di innesco a un avviso).
Sensori di visioneTieni traccia della portata della coltura sulle cinture di trasferimento per regolare la velocità della cinghia (prevenire i colli di bottiglia).
Logica di controllo:
Switching del cestino automatizzato: quando un cestino raggiunge la capacità, il sistema innesca un attuatore idraulico per ruotare/spostarsi su un cestino vuoto.
Trasferimento delicato: regolare l'angolo del trasportatore o aggiungere piastre a goccia morbida (controllate da servi motori) in base al tipo di coltura (ad es. Angoli più superficiali per cipolle fragili).
Integrazione con IoT: inviare dati di riempimento in tempo reale a un'app di gestione della fattoria, avvisando gli operatori di organizzare lo scarico.
Sistema di controllo intelligente integrato
Un controller centrale (ad es. Un PC industriale robusto o un dispositivo AI Edge) sincronizza tutte le fasi, usando:
Modelli di apprendimento automatico (ML): Allenato su dati provenienti da diverse colture (cipolla, aglio, ecc.) E condizioni di campo per prevedere parametri ottimali (ad es. "Per il terreno argilloso + patate, impostare la profondità di scavo a 15 cm, frequenza di vibrazione a 30 Hz").
Monitoraggio remoto: La connettività 4G/5G o LORA consente agli operatori di regolare le impostazioni tramite un tablet/telefono o di sovrascrivere i controlli automatizzati se necessario.
Diagnostica dei guasti: I sensori rilevano anomalie (ad esempio, trasportatori inceppati, malfunzionamenti dei sensori) e avvisi di innesco o arresti automatici per prevenire danni.
Vantaggi del controllo intelligente
Resa più elevata: Riduce la perdita delle colture (dallo scavo o dalla separazione mancato) del 5-15% rispetto alle macchine manuali/non integrane.
Migliore qualità: Riduce i tassi di danno (ad es., Contuso di patate, rottura degli spicchi all'aglio) a<3% (vs. 8-10% with conventional harvesters).
Adattabilità: Gestisce il terreno variabile, le dimensioni delle colture e le condizioni meteorologiche (ad es. Terreno umido contro terreno secco).
Efficienza: Riduce le esigenze di manodopera e il consumo di carburante/energia del 10-20% attraverso un funzionamento ottimizzato.
Esempi di mietitrici con tali sistemi includonoGrimme (Germania)(EVO AllCrop Series con SmartView),Asa-lift (Giappone)(raccoglie di cipolle con pulizia di intelligenza artificiale) e marchi domestici comeXisen Tiancheng (Cina)(mietitori di patate con integrazione dell'IoT). Queste tecnologie sono sempre più critiche per l'agricoltura delle colture a radice su larga scala.
