Ученые из Департамент автомобилестроения Национального университета науки и технологий, Пиндун, Тайвань, выполняют разработку легкого электротрактора с «интеллектуальными способностями».
Электрические тракторы изучаются с 19 века. Первый электрический трактор появился в США, а последующие модели, в основном, питались от аккумуляторов.
Электротрактор мощностью 36,8 кВт, выпущенный немецкой фирмой Siemens в 1912 г., был первым электрическим трактором, который использовался в основном для ротационной обработки почвы.
Немецкая компания Bungartz в 1945 году разработала электрический трактор под названием Töpfer. Он был оснащен коробкой передач и имел функцию регулирования скорости. Его ключевой характеристикой было движение как вперед, так и назад без поворота.
Позже General Electric (США) представила серию электрических тракторов Elec-Trak. Этот электрический трактор использовал свинцово-кислотные батареи для привода бесщеточного двигателя с постоянными магнитами. Мощность двигателя составляла от 5,9 кВт до 11 кВт. Кроме того, трактор оснащался поворотным преобразователем, который мог буксировать другие сельскохозяйственные орудия.
С 1990-х годов технологии управления и аккумуляторов быстро развивались, и производительность электрических тракторов постепенно улучшалась, и все больше исследований посвящено разработке электрических тракторов и их электромеханической конструкции.
Также существует множество исследований автономного вождения, но об интеллектуальных электромобилях для беспилотного вождения в сельском хозяйстве очень мало.
Тайваньские изобретатели предоставили электротрактору возможность автономного движения по полю либо для достижения фиксированных точек, либо для следования запланированным маршрутам. Свое исследование они опубликовали в журнале «Agriculture 2022» на портале MDPI.
«Электрический трактор обязательно станет тенденцией будущего. Целью данного исследования является разработка и внедрение легкого, энергосберегающего и менее загрязняющего окружающую среду электрического трактора, который отвечает требованиям существующих мелких фермеров, оснащен беспилотными технологиями и многофункциональными функциями для облегчения труда и обеспечения потенциала для беспилотных операция. Мы уменьшили вес конструкции кузова трактора до 101 кг, а жесткость на изгиб и жесткость на кручение достигли 11 579 Н/мм и 4923 Нм/град соответственно.
Тип трактора и связанная с ним нагрузка влияют на энергопотребление и конструкцию транспортного средства. У небольшого электротрактора размер, масса и мощность двигателя меньше, чем у трактора большой грузоподъемности. Разрабатываемый трактор будет в основном использоваться для ротационной обработки почвы и вспашки, поэтому сопротивления рассчитываются на основе ротационной обработки почвы. Поскольку проектируемый электротрактор в основном эксплуатируется в теплицах, имеющих достаточно ровный рельеф, уклонопрочность и аэродинамическое сопротивление трактора не учитываются.
Умная ферма Пиндунского университета науки и технологии была выбрана для функциональных испытаний трактора на 10 га. Культуры в поле можно сажать и выращивать в соответствии с научными потребностями. Полевой тест проводился как для сухой и влажной пашни, а также для эксплуатации трактора в теплице.
Конфигурация системы электротрактора.
В ручном режиме оператор подавал сигнал акселератора на контроллер двигателя для выполнения требований к вождению, а сигнал рулевого управления передавался на электронную систему рулевого управления для управления всем транспортным средством. Режим автоматического вождения обработал и зафиксировал данные о текущем местоположении в первую секунду, рассчитал маршрут движения с текущим положением и заданным маршрутом движения, а затем сообщил контроллеру и электронной системе рулевого управления, чтобы трактор следовал по маршруту.
Кроме того, трактор был оснащен двумя асинхронными двигателями мощностью 7,5 кВт, приводимыми в действие литиевыми батареями, что позволяет обеспечить не менее 3,5 часов рабочего времени, а роторные операции по обработке почвы могут достигать глубины около 15 см.
Таким образом, полевые тесты завершили процесс создания небольшого электрического трактора, отвечающего требованиям ручного и автоматического вождения».
По статье группы авторов (Юн-Чуан Чен, Ли-Вэнь Чен, Мин-Йен Чанг), опубликованной на портале www.mdpi.com. Фото предоставлены авторами статьи.