АПК ТюмРВЛ

ROB-10028

Ежегодно на планете теряется тринадцать миллионов гектаров лесов. Под натиском человека леса отступают на всех континентах, практически во всех странах. Площадь лесов катастрофически уменьшается, нанося огромный вред окружающей среде. Вырубка леса приносит мировой экономике ущерб на сумму до 5 триллионов долларов в год. Уменьшение площади лесов — это действительно актуальная проблема для всего мира. Об этом говорится в резолюции «Преобразование нашего мира: Повестка дня в области устойчивого развития на период до 2030 года», принятой 25.09.2015 на 70 саммите Организации Объединенных Наций. 15-я цель резолюции гласит: «Защита и восстановление экосистем суши и содействие их рациональному использованию, рациональное лесопользование, борьба с опустыниванием, прекращение и обращение вспять процесса деградации земель и прекращение процесса утраты биоразнообразия». Задачи данной цели - обеспечить к 2020 году сохранение, восстановление и рациональное использование наземных и внутренних пресноводных экосистем, и их услуг, в том числе лесов, водно-болотных угодий, гор и засушливых земель, в соответствии с обязательствами, вытекающими из международных соглашений; содействовать внедрению методов рационального использования всех типов лесов, остановить обезлесение, восстановить деградировавшие леса и значительно расширить масштабы лесонасаждения и лесовосстановления во всем мире к 2020 году. Большая часть территории Тюменской области (64%) занята землями лесного фонда. Анализ состояния лесного фонда Тюменской области показал, что вырубка леса производится в больших масштабах чем его восстановление. Анализируя литературу по проблеме, мы выяснили, что уменьшение площади лесов происходит по причине:  массовых вырубок в промышленных целях;  перепрофилирования земель для городских, транспортных потребностей;  лесных пожаров. Вырубка леса наносит ощутимый вред экологии и экономике регионов:  разрушается экосистема леса;  уменьшается количество древесины и разнообразие растений;  увеличивается количество инфекционных и вирусных заболеваний;  увеличивается количество диоксида углерода, что приводит к образованию парникового эффекта;  теряются защитные функции леса; Побывав на экскурсии в Тюменском учебно-опытном лесничестве, мы выяснили, что посадка саженцев производится вручную, поэтому мы предлагаем модель аппаратно-программного комплекса для восстановления лесных массивов. Анализ процесса восстановления лесов, состояния механизации этих процессов в Тюменской области, показал необходимость создания аппаратно-программного комплекса для восстановления лесных массивов. В проекте мы рассматриваем искусственное восстановление лесных массивов методом сплошной посадки саженцев на выделенной лесосеке. При этом необходимо: - очистить лесосеку от пней; - посадить саженцы. Для очистки лесосеки от пней предлагаем использовать метод дробления (фрезерования), для посадки использовать саженцы с закрытой корневой системой. Техническое описание модели аппаратно-программного комплекса ТюмРВЛ Аппаратно-программный комплекс предназначен для восстановления лесных массивов, который состоит из:  робота-измельчителя;  робота, сажающего саженцы;  робота-погрузчика. Робот-измельчитель, измельчает пень и его корневую систему методом дробления, при котором применяется специальное оборудование: измельчитель пней в основе конструкции которого лежит фреза. Стружка, образующаяся при измельчении пней, не убирается, со временем она будет служить удобрением для почвы. Робот, сажающий саженцы, загружается посадочным материалом с помощью робота-погрузчика и выезжает на очищенную лесосеку. С помощью лемеха, расположенного спереди робот пропахивает борозду. По конвейеру саженец попадает в направляющую шахту, по которой он опускается в борозду. С помощью оправщика, расположенного позади, робот прикапывает саженец. Робот- измельчитель предназначен для удаления пня и включает в себя:  систему обнаруживания пня;  фрезу, для измельчения пня;  грабли для выравнивания земли (после удаления пня). Конструкция робота измельчителя состоит из двух модулей EV3, четырех больших моторов и одного среднего мотора, двух инфракрасных датчиков и одного ультразвукового. Обнаружение пня осуществляется инфракрасным датчиком. Фреза располагается на подъемнике, который приводится в движение большим мотором. Вращение фрезы осуществляется средним мотором. Грабли, для выравнивания земли приводятся в движение большим мотором. Робот, сажающий саженцы (рисунок 11) предназначен для посадки саженцев. На роботе располагаются:  лемех (расположенные на передней части робота) – для проделывания борозды;  конвейер – для перемещения саженцев в борозду;  оправщик (расположенные на задней части робота) – для прикапывания саженцев. Конструкция робота, сажающего саженцы, состоит из одного модуля EV3, двух больших моторов, одного среднего мотора и одного датчика ультразвука. Робот-погрузчик (рисунок 12) предназначен для перемещения саженцев на робота, сажающего саженцы. Робот-погрузчик состоит из:  манипулятора – для транспортировки саженцев с транспортной ленты на робота, сажающего саженцы;  транспортной ленты с алюминиевым покрытием – для передвижения саженцев. Конструкция робота-погрузчика состоит из одного модуля EV3, трех больших моторов, одного среднего мотора и трех датчиков касания. Манипулятор приводится в движения двумя большими моторами и одним средним. Транспортерная лента перемещается с помощью одного большого мотора. Достоинства АПК заключается в - автономности работы роботов; - использовании метода дробления при удалении пней; - использовании при посадке саженцев с закрытой корневой системой; - возможности использования Робота измельчителя в черте города. В перспективе развития проекта мы планируем применить машинное зрение для обнаружения пня. Доработать конструкцию манипулятора.

Файлы

Добавлен 02.07.2024

Добавлен 02.07.2024

Добавлен 02.07.2024

Дополнительные файлы

Добавлен 02.07.2024