vstispСадоводство и виноградарствоHorticulture and viticulture0235-25912618-9003Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»10.31676/0235-2591-2024-1-51-58zwyvmgvstisp-1124Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВАTECHNICAL MEANSПреимущества алюминия как конструкционного материала для сельскохозяйственного грузового роботаAdvantages of aluminum as a structural material for an agricultural robotic truckhttps://orcid.org/0000-0001-6505-1712СеитовС. К.SeitovS. K.

Санат Каиргалиевич Сеитов, кандидат экономических наук, инженер 2 категории

экономический факультет

кафедра агроэкономики

119991; ул. Ленинские горы, д. 1, стр. 46; Москва

Sanat K. Seitov, PhD (Econ.), 2nd Category Engineer

Faculty of Economics

Department of Agroeconomics

119991; 1, bld. 46, Leninskie Gory; Moscow

sanatren@mail.ruМосковский государственный университет имени М. В. Ломоносова; Евразийский центр по продовольственной безопасности (Аграрный центр МГУ)РоссияLomonosov Moscow State University; Eurasian Center for Food SecurityRussian Federation202415032024015158Copyright © Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture», 20242024Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»https://www.sadivin.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.sadivin.com/jour/article/view/1124

   С развитием тренда на облегчение труда фермеров роботами усиливается необходимость их наиболее эффективного внедрения в аграрный сектор (включая садоводство). В науке о материалах и сельскохозяйственной грузовой робототехнике до настоящего времени не выработано однозначного мнения о том, какие конструкционные материалы наиболее предпочтительны, исходя из технических, экономических и экологических критериев. Авторы редко связывают возможности конструкционных материалов для роботов со снижением удельного давления на грунт. Инженерия нуждается в исследованиях, сравнивающих разные конструкционные материалы, наиболее приемлемые для производства сельскохозяйственных грузовых роботов.

   Цель данной работы – сравнительное исследование трех вариантов сельскохозяйственного грузового робота с корпусом из стали, алюминия или стеклопластика с обоснованием наиболее приемлемого материала.

   Была выдвинута гипотеза о превосходстве алюминия как материала для сельскохозяйственного грузового робота над сталью и стеклопластиком. С использованием стали, алюминия или стеклопластика были сконструированы три варианта робота. Затем они испытывались в полевых условиях с фиксированием получаемых результатов. С экономической точки зрения стеклопластик более оправдан, чем алюминий. Это объясняется снижением эксплуатационных расходов робота за счет более низкой плотности стеклопластика (1 900 против 2 700 кг/м3). Зато по экологическому критерию стеклопластик проигрывает, поскольку содержит формальдегид и с трудом поддается вторичной переработке.

   With the development of the trend towards robot facilitation of farmers’ work, the need for their most effective implementation in the agricultural sector (including horticulture) becomes more urgent. In materials science and agricultural freight robotics, there is still no univocal opinion on what structural materials are most preferable based on technical, economic, and environmental criteria. Authors rarely relate the capabilities of structural materials for robots to a decrease in specific ground pressure. Engineering needs studies comparing different structural materials most suitable to produce agricultural load-carrying robots.

   This article aims to conduct a comparative investigation of three variants for an agricultural robotic truck with a steel, aluminum, or fiberglass body to justify the most acceptable material.

   Aluminum was hypothesized to be superior to steel and fiberglass as an agricultural freight robot material. Three robot versions were constructed using steel, aluminum, or fiberglass. They were then tested under field conditions, and the obtained results were recorded. In economic terms, using fi berglass is more justifi ed than aluminum. This is explained by the reduction in robot operating costs due to the lower density of fiberglass (1,900 versus 2,700 kg/m3). However, in terms of the environmental criterion, fiberglass loses because it contains formaldehyde and is difficult to recycle.

цифровизациясельское хозяйствосельскохозяйственный грузовой роботпроизводительностьалюминийстальстеклопластиккомпозиционные материалыdigitizationagricultureagricultural robotic truckproductivityaluminumsteelfiberglasscomposite materialsРабота выполнена без финансового обеспечения в рамках инициативной тематикиThe work was performed without financial support within the framework of the initiative themeReferencesRamesh B. N., Nabokov V. I., Skvortsov E. A. Classification and features of robotics in agriculture. Agrarian Bulletin of the Urals. 2017;02(156):82-88.Ramesh B. N., Nabokov V. I., Skvortsov E. A. Classification and features of robotics in agriculture. Agrarian Bulletin of the Urals. 2017;02(156):82-88.Скворцов Е. А., Скворцова Е. Г., Санду И. С., Иовлев Г. А. Переход сельского хозяйства к цифровым, интеллектуальным и роботизированным технологиям. Экономика региона. 2018. Т. 14, вып. 3:1014-1028. DOI: 10.17059/2018-3-23.Skvortsov E. A., Skvortsova E. G., Sandu I. S., Iovlev G. A. The transition of agriculture to digital, intelligent and robotic technologies. Regional Economy. 2018. Т. 14, vol. 3:1014-1028. DOI: 10.17059/2018-3-23 (In Russ.).Birner R., Daum T., Pray C. Who drives the digital revolution in agriculture? A review of supply-side trends, players and challenges.Appl Econ Perspect Policy. 2021:1-26. doi: 10.1002/aepp.13145.Birner R., Daum T., Pray C. Who drives the digital revolution in agriculture? A review of supply-side trends, players and challenges.Appl Econ Perspect Policy. 2021:1-26. doi: 10.1002/aepp.13145.Sandler B.-Z. Robotics: Designing the Mechanisms for Automated Machinery. Academic Press. 2 nd ed. 1999;433 p. ISBN: 0-12-618520-4. URL: http://www.robot.bmstu.ru/files/books/[Robotic]%20Robotics%20-%20Designing%20the%20Mechanisms%20-%20Ben-Zion%20Sandier.pdf (date accessed: 17. 12. 2021).Sandler B.-Z. Robotics: Designing the Mechanisms for Automated Machinery. Academic Press. 2 nd ed. 1999;433 p. ISBN: 0-12-618520-4. URL: http://www.robot.bmstu.ru/files/books/[Robotic]%20Robotics%20-%20Designing%20the%20Mechanisms%20-%20Ben-Zion%20Sandier.pdf (date accessed: 17. 12. 2021).Boyko A. Participants of the agricultural robots market. URL: http://robotrends.ru/robopedia/uchastniki-rynka-selskohozyaystvennyh-robotov (date accessed: 17. 12. 2021). (In Russ.)Boyko A. Participants of the agricultural robots market. URL: http://robotrends.ru/robopedia/uchastniki-rynka-selskohozyaystvennyh-robotov (date accessed: 17. 12. 2021). (In Russ.)Дорошенко С. В. Изменение свойств почв под влиянием орошения на территории Казахстана. Сборник материалов «Ломоносов – 2015» : XI Международная научная конференция студентов, магистрантов и молодых ученых, посвященная 20-летию Ассамблеи народа Казахстана и 260-летию Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова : Тезисы докладов XI Международной научной конференции : в 2-х частях (I часть). – Астана: Казахстанский филиал МГУ имени М. В. Ломоносова. 2015;135-140.Doroshenko S. V. Change of soil properties under the influence of irrigation in Kazakhstan. Proceedings «Lomonosov - 2015»: XI International Scientific Conference of Students, Graduates and Young Scientists, dedicated to the 20<sup>th</sup> anniversary of the Assembly of the People of Kazakhstan and the 260<sup>th</sup> anniversary of Lomonosov Moscow State University: Abstracts of the XI International Scientific Conference : in 2 parts (I part). – Astana: Kazakhstan branch of Lomonosov Moscow State University. 2015;135-140. (In Russ.)Goltyapin V. Ya. Field robots: an overview of intelligent agricultural technology. April 3, 2019. URL: https: //agbztech.ru/article/robots-for-fields-review-of-intelligent-agricultural-equipment/ (date accessed: 22. 12. 2021). (In Russ.)Goltyapin V. Ya. Field robots: an overview of intelligent agricultural technology. April 3, 2019. URL: https: //agbztech.ru/article/robots-for-fields-review-of-intelligent-agricultural-equipment/ (date accessed: 22. 12. 2021). (In Russ.)Zaripov R., Gavrilov P. Research Opportunities to Improve Technical and Economic Performance of Freight Car through the Introduction of Lightweight Materials in their Construction. Procedia Engineering. 2017;187:22–29. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.04.345.Zaripov R., Gavrilov P. Research Opportunities to Improve Technical and Economic Performance of Freight Car through the Introduction of Lightweight Materials in their Construction. Procedia Engineering. 2017;187:22–29. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.04.345.Setlak L., Kowalik R., Lusiak T. Practical Use of Composite Materials Used in Military Aircraft . Materials. 2021;14(4812):27. doi: 10.3390/ma14174812.Setlak L., Kowalik R., Lusiak T. Practical Use of Composite Materials Used in Military Aircraft . Materials. 2021;14(4812):27. doi: 10.3390/ma14174812.Pravilonis T., Sokolovskij E. Analysis of composite material properties and their possibilities to use them in bus frame construction. Transport. 2020;35. Issue 4:368–378. doi: 10.3846/transport.2020.13018.Pravilonis T., Sokolovskij E. Analysis of composite material properties and their possibilities to use them in bus frame construction. Transport. 2020;35. Issue 4:368–378. doi: 10.3846/transport.2020.13018.Raghav A. T., Roshann R. D. D., Krishna K. L. H., Survesh S. Mechanical characterization and comparison of glass fibre and glass fi bre reinforced with aluminium alloy (GFRAA) for automotive application. Materials Today: Proceedings 46. 2021;1181-1186. doi: 10.1016/j.matpr.2021.02.062.Raghav A. T., Roshann R. D. D., Krishna K. L. H., Survesh S. Mechanical characterization and comparison of glass fibre and glass fi bre reinforced with aluminium alloy (GFRAA) for automotive application. Materials Today: Proceedings 46. 2021;1181-1186. doi: 10.1016/j.matpr.2021.02.062.Delda R. N. M., Basuel R. B., Hacla R. P., Martinez D. W. C., Cabibihan, J.-J., Dizon J. R. C. 3D Printing Polymeric Materials for Robots with Embedded Systems. Technologies. 2021;9(82):27. doi: 10.3390/technologies9040082.Delda R. N. M., Basuel R. B., Hacla R. P., Martinez D. W. C., Cabibihan, J.-J., Dizon J. R. C. 3D Printing Polymeric Materials for Robots with Embedded Systems. Technologies. 2021;9(82):27. doi: 10.3390/technologies9040082.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.