vstispСадоводство и виноградарствоHorticulture and viticulture0235-25912618-9003Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»10.31676/0235-2591-2021-5-44-54vstisp-793Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВАTECHNICAL MEANSАнализ режимов работы роботизированной платформы с аэрозольным генератором горячего тумана в плодовом садуOperation mode evaluation in aerosol hot fog generator robotic system in orchardhttps://orcid.org/0000-0001-6503-0065ХортД. О.KhortD. O.

Хорт Дмитрий Олегович -  кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник 

г. Москва, 109428, 1-й Институтский проезд, дом 5 

Dmitriy O. Khort -  PhD(Agric.), Leading Researcher 

5, 1 st Institutsky proezd, Moscow, 109428 

vim@vim.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9992-1261СмирновИ. Г.SmirnovI. G.

доктор технических наук, главный научный сотрудник 

Москва

Dr. Sci.(Eng.), Chief Researcher 

Moscow

https://orcid.org/0000-0001-7643-775XКутырёвА. И.KutyrevA. I.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник 

Москва

PhD(Eng.), Senior Researcher 

Moscow

https://orcid.org/0000-0002-6172-9597БурменкоЮ. В.BurmenkoYu. V.

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник 

Москва

PhD (Biol.), Senior Researcher 

Moscow

https://orcid.org/0000-0001-7334-9615СвистуноваН. Ю.SvistunovaN. Yu.

кандидат биологических наук, научный сотрудник 

Москва

PhD (Biol.), Senior Researcher 

Moscow

Федеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian FederationФедеральный научный селекционно-технологический центр садоводства и питомниководстваРоссияFederal Horticultural Research Center for Breeding, Agrotechnology and NurseryRussian Federation202115112021054454Copyright © Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture», 20212021Autonomous 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/793

В статье представлена разработанная в Федеральном научном агроинженерном центре ВИМ (ФНАЦ ВИМ) самоходная роботизированная платформа с закрепленным на ней аэрозольным генератором горячего тумана. Цель исследований — оценка качества распределения горячего тумана на кроне плодового дерева при проведении технологической операции защиты растений, а также определение эффективных режимов движения роботизированной платформы. В результате полевых исследований установлены причины потерь химического препарата при нанесении средств защиты растений на крону дерева. Определено влияние размера капель на густоту покрытия листьев. Построена диаграмма степени проникновения капель рабочего раствора в крону дерева. В результате проведения полевых экспериментов получен график определения проницаемости распыла по проекции кроны плодового дерева в поперечной плоскости. На основании статистического анализа результатов факторного эксперимента установлено, что для проведения операции внесения средств защиты растений с помощью роботизированной платформы в агрегате с генератором тумана наиболее эффективны следующие режимы: скорость движения роботизированной платформы — 2,1 км/ч, расстояние от форсунки генератора тумана до кроны дерева — 1,28 м, расход рабочей жидкости — 39,75 л/ч. Выявлено, что за один проход роботизированной платформы по междурядью в плоскости равной глубине проникновения, проходящей через ось ряда, густота капель составляет 480 шт/см2. При обработке этого ряда с другой стороны количество капель удваивается. В результате проведенных исследований определены и доказаны достоинства и преимущества разработанной роботизированной платформы с аэрозольным генератором горячего тумана в плодовом саду. Проведенный анализ результатов полевых исследований разработанной роботизированной платформы с аэрозольным генератором горячего тумана в плодовом саду свидетельствует, что устройство удовлетворяет требованиям технологической операции внесения средств защиты растений при высоких технологических показателях.

The article presents a self-propelled aerosol hot fog generator robotic platform developed at the All-Russian Research Institute of Agricultural Mechanisation. The study aimed to assess the distribution quality of hot fog in the fruit tree crown during technological plant protection procedures and to determine the platform’s effective motion modes. Field studies established the causes of chemicals loss during technological plant protective measures in the crown. We determined the effect of droplet size on leaf cover density and plotted the solution droplet penetration into the crown. In field experiments, we plotted the crown permeability by aerosol in transverse projection. A statistical analysis of factorial trials of the fog generator robotic platform for chemical plant protection revealed its most effective operation modes as follows: robotic platform speed 2.1 km/h, fog nozzle -- tree crown distance 1.28 m, working fluid flow rate 39.75 L/h. One-pass droplet density in equal penetration plane crossing the inter-row axis is 480 pcs/cm2. The row treatment from the other side doubles the droplet estimate. The study pinpoints and verifies advantages of the developed aerosol hot fog generator robotic platform in an orchard setting. The field data analyses suggest that this robotic system meets the technological requirements of fluid chemical plant protection at a high standard level.

роботизированная платформагенератор горячего туманасредства защиты растенийопрыскивательдисперсиярежимы работыводочувствительная бумагасад плодовых культурrobotic platformhot fog generatorcrop protection productsprinklerdispersionoperating modewatersensitive paperReferencesCashbaugh J., Bradley S. Evaluation of a Spray Scheduling System. IFAC-PapersOnLine. 2016;49(16):226-230. DOI: 10.1016/j.ifacol.2016.10.042Cashbaugh J., Bradley S. Evaluation of a Spray Scheduling System. IFAC-PapersOnLine. 2016;49(16):226-230. DOI: 10.1016/j.ifacol.2016.10.042Hoсevar M., Sirok B., Jejcic V., Godesa T., Lesnik M., Stajnko D. Design and Testing of an Automated System for Targeted Spraying in Orchards, Journal of Plant Diseases and Protection. 2010;117:71-79.Hoсevar M., Sirok B., Jejcic V., Godesa T., Lesnik M., Stajnko D. Design and Testing of an Automated System for Targeted Spraying in Orchards, Journal of Plant Diseases and Protection. 2010;117:71-79.Linz A., Brunner D., Fehrmann J., Herlitzius T., Keicher R., Ruckelshausen A., Schwarz H. P. Modelling environment for an electrical driven selective sprayerrobot in orchards, Advances in Animal Biosciences: Precision Agriculture (ECPA). 2017;8(2):848– 853. DOI: 10.1017/S2040470017000723Linz A., Brunner D., Fehrmann J., Herlitzius T., Keicher R., Ruckelshausen A., Schwarz H. P. Modelling environment for an electrical driven selective sprayerrobot in orchards, Advances in Animal Biosciences: Precision Agriculture (ECPA). 2017;8(2):848– 853. DOI: 10.1017/S2040470017000723Basi S., Hunsche M., Damerow L., Lammers P. S., Noga G. Evaluation of a pneumatic drop-on-demand generator for application of agrochemical solutions. Crop Protection. 2012;40:121-125. DOI: 10.1016/j.cropro.2012.04.011Basi S., Hunsche M., Damerow L., Lammers P. S., Noga G. Evaluation of a pneumatic drop-on-demand generator for application of agrochemical solutions. Crop Protection. 2012;40:121-125. DOI: 10.1016/j.cropro.2012.04.011Walgenbach M., Dorpmund M., Cai X., Vondricka J., Lutz R., Lammers P. S. Construction and Investigation of a Field Sprayer with Direct Nozzle Injection of Plant Protection Products (PPP). ASABE Annual International Meeting. 2011, August 7-10, Paper number 1111241. DOI: 10.13031/2013.38510.Walgenbach M., Dorpmund M., Cai X., Vondricka J., Lutz R., Lammers P. S. Construction and Investigation of a Field Sprayer with Direct Nozzle Injection of Plant Protection Products (PPP). ASABE Annual International Meeting. 2011, August 7-10, Paper number 1111241. DOI: 10.13031/2013.38510.Zabkiewicz J. A., Haslett M., Chandra S., Li T. A new single droplet generator for agrichemical spray formulations. Proceedings of the 7th International Symposium on Adjuvants for Agrochemicals (ISAA2004), Cape Town, South Africa, 2004, 317-321.Zabkiewicz J. A., Haslett M., Chandra S., Li T. A new single droplet generator for agrichemical spray formulations. Proceedings of the 7th International Symposium on Adjuvants for Agrochemicals (ISAA2004), Cape Town, South Africa, 2004, 317-321.Khort D., Kutyrev A., Filippov R., Semichev S. Development control system robotic platform for horticulture. E3S Web of Conferences. 2021;262:01024. DOI: 10.1051/e3sconf/202126201024.Khort D., Kutyrev A., Filippov R., Semichev S. Development control system robotic platform for horticulture. E3S Web of Conferences. 2021;262:01024. DOI: 10.1051/e3sconf/202126201024.Filippov R. A., Khort D. O., Kutyrev A. I. Automated device for the differential application of herbicidesin the near-trunk zone of fruit. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2020;971:052058. DOI: 10.1088/1757-899X/971/5/052058Filippov R. A., Khort D. O., Kutyrev A. I. Automated device for the differential application of herbicidesin the near-trunk zone of fruit. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2020;971:052058. DOI: 10.1088/1757-899X/971/5/052058Khort D., Kutyrev A., Filippov R. Justification of the construction automated device for hydraulic removal of weeds in horticultural. E3S Web of Conferences. 2019;126(2):00006. DOI: 10.1051/e3sconf/201912600006Khort D., Kutyrev A., Filippov R. Justification of the construction automated device for hydraulic removal of weeds in horticultural. E3S Web of Conferences. 2019;126(2):00006. DOI: 10.1051/e3sconf/201912600006Измайлов А. Ю., Хорт Д. О., Смирнов И. Г., Филиппов Р. А., Кутырёв А. И. Анализ параметров работы устройства для гидравлического удаления сорной растительности. Инженерные технологии и системы. 2019:29(4):614-634. DOI: 10.15507/2658-4123.029.201904.614-634 Izmaylov A. Yu., Khort D. O., Smirnov I. G., Filippov R. A., Kutyrev A. I. Analysis of work parameters of the device for hydraulic removal of weed vegetation. Inzhenernyye tekhnologii i sistemy. 2019:29(4):614-634. (In Russ.)Измайлов А. Ю., Хорт Д. О., Смирнов И. Г., Филиппов Р. А., Кутырёв А. И. Анализ параметров работы устройства для гидравлического удаления сорной растительности. Инженерные технологии и системы. 2019:29(4):614-634. DOI: 10.15507/2658-4123.029.201904.614-634 Izmaylov A. Yu., Khort D. O., Smirnov I. G., Filippov R. A., Kutyrev A. I. Analysis of work parameters of the device for hydraulic removal of weed vegetation. Inzhenernyye tekhnologii i sistemy. 2019:29(4):614-634. (In Russ.)Tanha Talaviya, Dhara Shah, Nivedita Patel, Hiteshri Yagnik, Manan Shah. Implementation of artificial intelligence in agriculture for optimisation of irrigation and application of pesticides and herbicides. Artificial Intelligence in Agriculture. 2020:4:58-73. DOI: 10.1016/j.aiia.2020.04.002Tanha Talaviya, Dhara Shah, Nivedita Patel, Hiteshri Yagnik, Manan Shah. Implementation of artificial intelligence in agriculture for optimisation of irrigation and application of pesticides and herbicides. Artificial Intelligence in Agriculture. 2020:4:58-73. DOI: 10.1016/j.aiia.2020.04.002Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М: Книга по Требованию, 2012, 352 c. Dospekhov B. A. Field experiment technique (with the basics of statistical processing of research results). Moscow: Kniga po Trebovaniyu, 2012, 352 p. (In Russ.)Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М: Книга по Требованию, 2012, 352 c. Dospekhov B. A. Field experiment technique (with the basics of statistical processing of research results). Moscow: Kniga po Trebovaniyu, 2012, 352 p. (In Russ.)Утков Ю. А., Пиковский И. А., Вознесенский В. А. Рекомендации по применению методов математического планирования эксперимента в механизации уборочных работ в садоводстве. М.: НИЗИСНП, 1987, 91 с. Utkov Yu. A., Pikovsky I. A., Voznesensky V. A. Recommendations for the application of methods of mathematical planning of experiments in the mechanization of harvesting in horticulture. Moscow: NIZISNP, 1987, 91 p. (In Russ.)Утков Ю. А., Пиковский И. А., Вознесенский В. А. Рекомендации по применению методов математического планирования эксперимента в механизации уборочных работ в садоводстве. М.: НИЗИСНП, 1987, 91 с. Utkov Yu. A., Pikovsky I. A., Voznesensky V. A. Recommendations for the application of methods of mathematical planning of experiments in the mechanization of harvesting in horticulture. Moscow: NIZISNP, 1987, 91 p. (In Russ.)Мельников В. С., Горячкина И. Н., Костенко М. Ю., Голиков А. А., Костенко Н. А., Соколов Д. О. Тепловой баланс генератора горячего тумана с устройством для диспергирования. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014;102:864-876. Melnikov V. S., Goryachkina I. N., Kostenko M.Yu., Golikov A. A., Kostenko N. A., Sokolov D. O. Heat balance of a generator of hot mist with a device for dispersing. Scientific Journal of Kuban State Agrarian University. 2014;102:864-876. (In Russ.)Мельников В. С., Горячкина И. Н., Костенко М. Ю., Голиков А. А., Костенко Н. А., Соколов Д. О. Тепловой баланс генератора горячего тумана с устройством для диспергирования. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014;102:864-876. Melnikov V. S., Goryachkina I. N., Kostenko M.Yu., Golikov A. A., Kostenko N. A., Sokolov D. O. Heat balance of a generator of hot mist with a device for dispersing. Scientific Journal of Kuban State Agrarian University. 2014;102:864-876. (In Russ.)Костенко М. Ю., Безносюк Р. В., Горячкина И. Н., Рембалович Г. К., Борисов Г. А., Латышенок М. Б. Исследование работы генератора горячего тумана при обработке стеблестоя. Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. 2019;4(44):87-92. Kostenko M. Y., Beznosyuk R. V. Goryachkina I. N., Rembalovich G. K., Borisov G .A., Latyshonok M. B. Investigation of the operation of the hot mist generator in the processing of stems. Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta im. P. A. Kostycheva. 2019;4(44):87-92. DOI: 10.36508/RSATU.2019.30.21.016. (In Russ.)Костенко М. Ю., Безносюк Р. В., Горячкина И. Н., Рембалович Г. К., Борисов Г. А., Латышенок М. Б. Исследование работы генератора горячего тумана при обработке стеблестоя. Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. 2019;4(44):87-92. Kostenko M. Y., Beznosyuk R. V. Goryachkina I. N., Rembalovich G. K., Borisov G .A., Latyshonok M. B. Investigation of the operation of the hot mist generator in the processing of stems. Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta im. P. A. Kostycheva. 2019;4(44):87-92. DOI: 10.36508/RSATU.2019.30.21.016. (In Russ.)Федоренко В. Ф., Селиванов В. Г., Дринча В. М. Технологические и методологические аспекты применения техники для защиты растений в странах ЕС: методические рекомендации, Москва: Росинформагротех, 2016, 159 с. Fedorenko V. F., Selivanov V. G., Drincha V. M. Technological and methodological aspects of the application of equipment for plant protection in the EU countries: guidelines. Moscow: Rosinformagrotekh, 2016, 159 p. (In Russ.)Федоренко В. Ф., Селиванов В. Г., Дринча В. М. Технологические и методологические аспекты применения техники для защиты растений в странах ЕС: методические рекомендации, Москва: Росинформагротех, 2016, 159 с. Fedorenko V. F., Selivanov V. G., Drincha V. M. Technological and methodological aspects of the application of equipment for plant protection in the EU countries: guidelines. Moscow: Rosinformagrotekh, 2016, 159 p. (In Russ.)Тетерина О. А., Костенко М. Ю., Тетерин В. С., Нефедов Б. А., Иванов Д. В. Исследование температурного поля в камере обработке при аэрозольной обработке семян. Вестник АПК Ставрополья. 2017;4(28):10–14. Teterina O. A., Kostenko M. Yu., Teterin V. S., Nefedov B. A., Ivanov D. V. Study of the temperature field in the processing chamber during aerosol treatment of seeds. Agricultural Vestnik APK Stavropol’ya. 2017;4(28):10–14. (In Russ.)Тетерина О. А., Костенко М. Ю., Тетерин В. С., Нефедов Б. А., Иванов Д. В. Исследование температурного поля в камере обработке при аэрозольной обработке семян. Вестник АПК Ставрополья. 2017;4(28):10–14. Teterina O. A., Kostenko M. Yu., Teterin V. S., Nefedov B. A., Ivanov D. V. Study of the temperature field in the processing chamber during aerosol treatment of seeds. Agricultural Vestnik APK Stavropol’ya. 2017;4(28):10–14. (In Russ.)

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