Kylvölannoittimen vantaiden ja nostosylinterin asennon mittaukseen perustuva työsyvyysautomatiikka : Case Junkkari Maestro

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201507211741
Title: Kylvölannoittimen vantaiden ja nostosylinterin asennon mittaukseen perustuva työsyvyysautomatiikka : Case Junkkari Maestro
Author: Saukkonen, Antti
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Agricultural Sciences
Publisher: Helsingfors universitet
Date: 2010
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201507211741
http://hdl.handle.net/10138/18400
Thesis level: master's thesis
Discipline: Agroteknologi (lantbruksteknologi)
Agrotechnology (Agricultural Engineering)
Agroteknologia (maatalousteknologia)
Abstract: Viljan viljelyn merkitys tulee korostumaan maailmanlaajuisesti, koska väestömäärä kasvaa koko ajan ja ruokatottumukset muuttuvat riisistä viljaan. Myös mahdollinen viljan käyttö biopolttoaineen raaka-aineena lisää tarvittavaa vilja-alaa koko maapallolla. Suomessa viljelijöiden määrä vähenee koko ajan ja tilakoot suurenevat. Kevätkylvöt joutuu yhä useampi viljelijä suorittamaan pienellä työntekijämäärällä, siksi työn eri osa-alueiden automatisointi helpottaisi työtaakka. Automaation käyttö esimerkiksi kylvössä toisi lisää tarkkuutta ja helppoutta kylvösyvyyden määrittämiseen. Tämän työn tavoitteena oli kehittää kylvölannoittimeen työsyvyysautomatiikka, joka perustui vantaiden ja nostosylinterin asennon mittaukseen. Tämä tutkimus liittyy Farmix – Traktorin ja työkoneen integroitu automaatio – hankkeen peltoviljely työkoneiden osajärjestelmien älykäs automaatio tutkimusosioon. Tutkimuksessa oli käytössä traktori-työkoneyhdistelmä, johon oli valmiiksi instrumentoitu ISO 11783 (ISOBUS) standardin täyttävä järjestelmä. Kylvölannoittimen työkoneohjain (IECU) pystyi käskyttämään traktorin ECU:a (class 3 kategoriaan perustuen) ISOBUS – väylän kautta. Työsyvyysautomatiikka sijaitsi IECU:ssa ja se perustui alun perin mittapyörien ja vantaiden mittaukseen. Tutkimuksen tavoitteen toteuttaminen edellytti kenttäkokeen perustamista, jossa kerättiin aineistoa työsy-vyysmallia varten. Kenttäkokeita varten kylvölannoittimen vantaiden ja nostosylinterin anturit kalibroitiin. Vantaissa oli kolme anturia ja yksi anturi nostosylinterissä. Lopullista työsyvyysautomatiikkaa testattiin syyskylvöillä. Kylvösyvyydet varmennettiin mittaamalla oraat käsin pellolta sekä kevään että syksyn kylvöistä 2 m matkalta ja mittaukset tehtiin vasemman vantaan kohdalta. Vantaiden antureiden kalibroinnit onnistuivat hyvin, koska kalibrointikäyrät olivat kaikilla vantailla sekä nostosylinterin anturilla samansuuntaiset. Kevään kenttäkokeen aineiston perusteella muodostettiin työsyvyysmalli. Kun nostosylinterin asento muuttui 0 – 50 mm, työsyvyys vaihteli laskennallisesti 15 – 60 mm. Pellolta mitattujen oraiden perusteella kylvösyvyydet olivat noin 20 – 50 mm, joten kaavaan jouduttiin muodostamaan korjauskerroin. Kehitettyä työsyvyysautomatiikka testattiin syyskylvöillä ja tavoitetyösyvyydet olivat 20 – 50 mm. Työsy-vyysautomatiikka toimi hyvin 30 ja 40 mm testiajoilla. Laskennallisen työsyvyyden hajonta oli edellä mainituil-la ajoilla 4 – 9 mm tavoitesyvyyteen verrattuna. Matalaan kylvettäessä (20 mm tavoite) työsyvyys oli keskimäärin 5 mm syvemmällä pellolta mitattujen oraiden perusteella. Työsyvyysautomatiikalla ei päästy 50mm tavoi-tesyvyyteen, vaan kylvösyvyys jäi pellolta mitattuna 40 mm. Tähän vaikutti se, ettei kylvölannoittimen kiilajyrävantailla voitu kylvää syvemmälle, vaikka nostosylinteri oli täysin kiinni.In future the importance of crop production will increase worldwide as a result of continuous population growth and changing diet routines from rice to cereals. Also the possibility to use cereals as biofuel rawmaterial will increase the need for crop cultivation area all over the world. In Finland the number of farmers is decreas-ing and farms are getting bigger and bigger. Seedtimes have to be done with low-input in labour force and for this reason the automatization of different sectors of work would ease the workload. Utilization of automation e.g in sowing would increase the accuracy and easiness in determination of working depth. Aim of this study was to develop automatic depth control system, which was based on measuring the position of coulters and lift cylinder. The study is part of the Farmix –project, which concentrates on integrated automa-tion of tractor and implement. The study utilized a combination of tractor and implement that were already instrumented with a system fulfilling the ISO 11783 (ISOBUS) standard. To meet the aim of the study, it required setting up a field experiment, in which material was collected for the working depth model. For the field experiment the sensors of seed drill’s coulters and lift cylinder were cali-brated. Coulters had three sensors and the lift cylinder one. The final working depth automatic was tested in the autumn sowings. The sowing depth was confirmed by measuring shoots manually in the field both in spring and in autumn sowing. Manual measuring was done from 2 meters distance and from the position of the left share. Calibrating the sensors of the coulters worked well, because the calibrationcurves were parallel within all coulters and the sensor of lift cylinder. Based on the material from field experiments done in spring a new working depth formula was created. When the position of the lift cylinder changed from 0 to 50 mm, the work-ing depth was theoretically 15 – 60 mm. Manual measuring in the field suggested that seeding depth was 20 to 50 mm so a correction factor had to be calculated. Accomplished working depth automatic was tested in autumn sowings and target working depths were 20 – 50 mm.Working depth automatic worked well in 30 mm and 40 mm test drives. Standard deviation of theoreti-cal working depth in these foregoing test drives was 4 – 9 mm compared to a target working depth. Based on the measurements taken in the field working depth was an average 5 mm deeper in lower seeding (target 20 mm). Deeper seeding depth (target 50 mm) couldn’t be reached and field measurements suggested that real seeding depth was 40 mm. This failure was caused by deep furrow type coulters that weren’t able to seed any deeper, altough the lift cylinder was completely closed.
Subject: combine drill
seeding depth
working depth automatic
kylvölannoitin
kylvösyvyys
työsyvyysautomatiikka


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
gradu_saukkonen.pdf 1.954Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record