所谓“智能拖拉机”,是指其技术指标为“配套功率≥kW;自动驾驶精度:±2.5cm;入线距离≤15m;结合垄:±2.5cm;最大作业速度≥20km/h”的拖拉机,这是工信部最新指导目录中对“智能拖拉机”的定义,农机指南预测:“智能拖拉机”将成为拖拉机行业的新风口并会持续数年。近日,为贯彻落实我国推进制造业高质量发展的决策部署,加快促进首台(套)推广应用,不断提高重大技术装备创新水平,工业和信息化部修订发布《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录(年版)》,自年1月1日起执行。
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智能拖拉机
与“”版指导目录相比,“版”指导目录中,新型高效拖拉机一栏中,“大马力拖拉机”被改成了“动力换挡拖拉机”的名字,其技术指标完全一样,都是:配套功率≥kW,具备动力换档功能”;同时,增加了一个新产品“智能拖拉机”,“智能拖拉机”技术指标为:配套功率≥kW;自动驾驶精度:±2.5cm;入线距离≤15m;结合垄:±2.5cm;最大作业速度≥20km/h。
年,是智能拖拉机快速发展的一年,各大拖拉机品牌都极为重视,部分拖拉机厂还成立了专门的机构来进行研究推广,如东方红、雷沃等,中大马力拖拉机上预装及后装北斗导航及自动驾驶系统的拖拉机越来越多,智能拖拉机具有很多优点,一是作业直线度好、结合线精度高、入线距离短,作业精度能达到±2.5cm左右;二是无需依赖驾驶员的驾驶经验,能使拖拉机精确按照预设线路自动行驶;三是驾驶员劳动强度小,技术要求低,可有效延长作业时间;四是对播种、开沟、覆膜、起垄、中耕、打药等对直线度及结合线要求较高的作业,能保证作业质量和效率,能在夜间作业,能降低生产成本、增加地块利用效率。智能拖拉机的逐步普及对助力精准农业发展将会起到了有力的促进作用。
下面我们介绍一下智能拖拉机的自动驾驶系统:
智能拖拉机的自动驾驶系统的主要有六大部件组成:包括卫星差分基准站、卫星接收机、控制器、显示器、液压控制阀、角度传感器等。卫星差分基准站的主要功用是利用载波相位差分技术,实时修正卫星接收机解析到的拖拉机位置误差,实现厘米级定位精度。
卫星接收机的主要功用是接收北斗卫星信号,他是北斗高精度定位设备,具备RTK厘米级定位和双天线高精度定向功能,内部集成惯导组件,可提供3轴姿态测量,通过电台、网络等通讯方式获取基站差分数据,从而输出高精度坐标、航向、速度等定位信息。
控制器的主要功用是处理来自卫星接收机、拖拉机转向角度传感器、拖拉机在规划路线上运行的实时信息,在经过计算后向液压控制阀发送控制数据,使拖拉机能始终准确保持在的预定航线上,来实现“智能拖拉机”的技术指标:自动驾驶精度:±2.5cm;入线距离≤15m;结合垄:±2.5cm。显示器主要用来提供自动导航驾驶系统的显示与操作界面。角度传感器的作用主要是实时感知、测量转向轮的偏转角度,并把高精度的转向信息实时传输给控制器。
液压控制阀主要是用来执行来自控制器的转向指令,根据指令驱动拖拉机导向轮自动转向。液压控制阀模式相较于方向盘模式来说控制精度更高、反应更快,其以液压油为工作介质,对自动驾驶的转向进行自动控制,其体积小巧,安装方便,可靠性高,动作灵活,使用时冲击小、振动小、噪声小。
尽管智能拖拉机作业精度能达到±2.5cm左右,具备精确定位、导航和实时数据等众多优势,但智能拖拉机在我国农村地区实际应用时还存在不少制约因素,主要如下:
1、技术要求高
智能拖拉机上的自动驾驶技术十分先进,对操作和使用的要求很高,拖拉机驾驶员必须要通过专业的培训才能使用和操作,农民在使用具有卫星定位功能、自动驾驶技术的智能拖拉机时存在一定的难度,对于智能拖拉机上的自动驾驶系统出现的问题十分头痛,对故障问题感到无从下手,在一定程度影响了农民的使用信心。
2、故障多
市场调研中发现,加装北斗导航自动驾驶系统的拖拉机在使用中存在不少问题,自动驾驶系统的可靠性低,故障率较高,故障率超过30%,比如:交接行偏差大、作业精度达不到要求、线束及线束插头问题多、使用中接收不到信号、硬件故障多等,有的故障,厂家技术人员多次调整也解决不了,这些都影响了智能拖拉机的推广。
3、基础条件差
我国农业生产覆盖范围广,不同地区的耕地在地形地貌、耕地条件方面差别很大。北方平原地区农业耕地大面积相连接,而其余地区多地形不平和地块面积小,不利于大规模农业机械化作业,这限制了大型、先进的智能拖拉机的应用,不利于先进卫星技术的应用与推广。
4、成本高
由于智能拖拉机技术含量高、价格高、使用要求也高,使得智能拖拉机的使用成本较高,这在一定程度上制约了北斗卫星导航自动驾驶技术在拖拉机上的普及,但现在国家对智能拖拉机越来越重视,对北斗卫星导航自动驾驶技术的补贴力度越来越大,相信在国家各项政策的大力支持下,智能拖拉机及北斗卫星导航自动驾驶技术将迎来爆发式的大发展,你准备好了吗?
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