agroengineeringАгроинженерияAgricultural Engineering (Moscow)2687-11492687-1130РГАУ-МСХА10.26897/2687-1149-2024-1-31-36agroengineering-730Research ArticleТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АПКFARM MACHINERY AND TECHNOLOGIESАвтоматическая система позиционирования колёсных роботизированных технических средств, обслуживающих кормовой столAutomatic positioning system of wheeled robotic technical means servicing the feed tablehttps://orcid.org/0000-0003-0918-2990НикитинЕ. А.NikitinE. A.

Евгений Александрович Никитин, канд. техн. наук, старший научный сотрудник

109428

1‑й Институтский проезд, 5, строение 1

Москва

Evgeniy A. Nikitin, CSc (Eng), Senior Research Engineer

109428

1st Institutsky Proezd Str., 5

Moscow

evgeniy.nicks@yandex.ruФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Centre VIMRussian Federation2024080220242613136Copyright © Никитин Е.А., 20242024Никитин Е.А.Nikitin E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://agroengineering.timacad.ru/jour/article/view/730

   Качество и доступность корма на кормовом столе повышают продуктивность коров. Обеспечить доступность корма можно за счёт увеличения длины кормового стола и применения средств роботизации. Колёсное роботизированное техническое средство, применяемое при раздаче кормов, повышает производительность труда и снижает влияние человеческого фактора на процесс кормления. С целью повышения эффективности процесса раздачи кормов разработаны и испытаны автоматическая система позиционирования и роботизированное устройство для обслуживания кормового стола. Представлено математическое описание кинематических зависимостей движения колёсных роботизированных технических средств. Разработан алгоритм работы автоматической системы позиционирования, учитывающий обеспечение алгоритмической связи исполнительных механизмов электропривода ведущих колёс и системы технического зрения, где обработка изображений осуществляется по интеллектуальному алгоритму распознавания фронта кормления. Разработан принцип построения маршрута движения роботизированного устройства по кормовому столу. Испытания подтвердили соответствие выходных реакций исполнительных устройств роботизированного устройства входным командам автоматической системы позиционирования.

   The quality and availability of forage on the feed table increase cow productivity. Feed availability can be ensured by increasing the length of the feed table and using robotic tools. The use of a wheeled robotized device in feed distribution increases labour productivity and reduces the influence of the human factor on the feeding process. To improve the efficiency of the feed distribution process, the author has developed and tested an automatic positioning system and a robotic device for servicing the feed table. The article presents a mathematical description of the kinematic relationships of movement of wheeled robotic devices. The author has developed an algorithm of the automatic positioning system operation, which takes into account the algorithmic connection between the electric drive actuators of the driving wheels and the vision system, where the image is processed according to the intellectual algorithm of the feeding area recognition. The author has developed the principle of constructing the route travelled by the robotic device along the feed table. Tests have confirmed the conformity of output reactions of the robotic device actuators to the input commands of the automatic positioning system.

животноводческий комплексраздача кормаавтоматическая система позиционированияроботизированное техническое средствокормовой столфронт кормлениясистема технического зренияlivestock breeding unitfeed distributionautomatic positioning systemrobotic devicefeed tablefeeding alleyvision systemReferencesTian F., Wang X., Yu S., Wang R., Song Zh., Yan Y., Li F., Wang Zh., Yu Zh. Research on navigation path extraction and obstacle avoidance strategy for pusher robot in dairy farm. Agriculture. 2022;12(7):1008. doi: 10.3390/agriculture12071008Tian F., Wang X., Yu S., Wang R., Song Zh., Yan Y., Li F., Wang Zh., Yu Zh. Research on navigation path extraction and obstacle avoidance strategy for pusher robot in dairy farm. Agriculture. 2022;12(7):1008. doi: 10.3390/agriculture12071008Tian F., Hu G., Yu S., Wang R., Song Zh., Yan Y., Li F., Wang Zh., Yu Zh. Navigation path extraction and experimental research of pusher robot based on binocular vision. Applied Sciences. 2022;12(13):6641. doi: 10.3390/app12136641Tian F., Hu G., Yu S., Wang R., Song Zh., Yan Y., Li F., Wang Zh., Yu Zh. Navigation path extraction and experimental research of pusher robot based on binocular vision. Applied Sciences. 2022;12(13):6641. doi: 10.3390/app12136641Hou P., Pan H., Guo Ch. Simulation research for mobile robot path planning based on improved artificial potential field method recommended by the AsiaSim. International Journal of Modeling, Simulation, and Scientific Computing. 2017;8(2):1750046. doi: 10.1142/S1793962317500465Hou P., Pan H., Guo Ch. Simulation research for mobile robot path planning based on improved artificial potential field method recommended by the AsiaSim. International Journal of Modeling, Simulation, and Scientific Computing. 2017;8(2):1750046. doi: 10.1142/S1793962317500465Zhang C., Yong L., Chen Y., Zhang S., Ge L., Wang S., Li W. A Rubber‑tapping robot forest navigation and information collection system based on 2D LiDAR and a gyroscope. Sensors. 2019;19(9):2136. doi: 10.3390/s19092136Zhang C., Yong L., Chen Y., Zhang S., Ge L., Wang S., Li W. A Rubber‑tapping robot forest navigation and information collection system based on 2D LiDAR and a gyroscope. Sensors. 2019;19(9):2136. doi: 10.3390/s19092136Yang Sh., Liang Sh., Zheng Y., Tan Y., Xiao Zh., Li B., Liu X. Integrated navigation models of a mobile fodder‑pushing robot based on a standardized cow husbandry environment. Transactions of the ASABE. 2020;63(2):221‑230. doi: 10.13031/trans.13365Yang Sh., Liang Sh., Zheng Y., Tan Y., Xiao Zh., Li B., Liu X. Integrated navigation models of a mobile fodder‑pushing robot based on a standardized cow husbandry environment. Transactions of the ASABE. 2020;63(2):221‑230. doi: 10.13031/trans.13365Kupreenko A.I., Isaev Kh.M., Mikhailichenko S.M., Kuznetsov Y.A., Kravchenko I.N., Kalashnikova L.V. Modeling of mobile TMR mixer operation. INMATEH – Agricultural Engineering. 2020;61(2):193‑198. URL: https://api.inmateh.eu/public/uploads/61-21-N77-Kupreenko-A.I.bb0c4b07-944b-4a08-b492-be676e4869c2.pdfKupreenko A.I., Isaev Kh.M., Mikhailichenko S.M., Kuznetsov Y.A., Kravchenko I.N., Kalashnikova L.V. Modeling of mobile TMR mixer operation. INMATEH – Agricultural Engineering. 2020;61(2):193‑198. URL: https://api.inmateh.eu/public/uploads/61-21-N77-Kupreenko-A.I.bb0c4b07-944b-4a08-b492-be676e4869c2.pdfКупреенко А.И., Исаев Х.М.О., Михайличенко С.М. Настройка автоматического кормового вагона на заданную норму выдачи // Агроинженерия. 2020. № 4 (98). С. 20‑25. doi: 10.26897/2687-1149-2020-4-20-25Kupreenko A.I., Isaev Kh.M., Mikhaylichenko S.M. Adjusting the automatic feed wagon to the selected feeding rate. Agricultural Engineering. 2020;4(98):20‑25. (In Rus.). doi: doi: 10.26897/2687-1149-2020-4-20-25Булатов С.Ю., Зыкин А.А., Миронов К.Е., Сергеев А.Г., Шкилев Н.П. Смеситель‑дозатор сухих сыпучих материалов // Техника и оборудование для села. 2023. № 1 (307). С. 30‑32. EDN: ECOOWYBulatov S.Yu., Zykin A.A., Mironov K.E., Sergeev A.G., Shkilev N.P. Dosing mixer for dry bulk materials. Machinery and Equipment for Rural Area. 2023;1:30‑32. EDN: ECOOWY (In Rus.)Булатов С.Ю., Зыкин А.А., Нечаев В.Н., Сергеев А.Г., Шамин А.Е. Модель приготовления кормов в условиях малых форм хозяйствования // Техника и оборудование для села. 2023. № 4 (310). С. 26‑30. EDN: LIHQCTBulatov S.Yu., Zykin A.A., Nechaev V.N., Sergeev A.G., Shamin A.E. Model of Feed Preparation in the Conditions of Small Farms. Machinery and Equipment for Rural Area. 2023;4:26‑30. EDN: LIHQCT (In Rus.)Алешкин А.В., Булатов С.Ю., Нечаев В.Н., Низовцев С.Л. Обоснование конструкционных и технологических параметров рабочего органа фрезерного измельчителя зерна // Инженерные технологии и системы. 2023. Т. 33, № 1. С. 37‑51. doi: 10.15507/2658-4123.033.202301.037-051Aleshkin A.V., Bulatov S.Yu., Nechaev V.N., Nizovtsev S.L. Substantiation of the structural and technological parameters of the working body of the milling grain shredder. Engineering Technologies and Systems. 2023;33(1):37‑51. (In Rus.) doi: 10.15507/2658-4123.033.202301.037-051Pavkin D., Nikitin E., Shilin D., Belyakov M., Golyshkov I., Mikhailichenko S., Chepurina E. Development results of a cross‑platform positioning system for a robotics feed system at a dairy cattle complex. Agriculture. 2023;13(7):1422. doi: 10.3390/agriculture13071422Pavkin D., Nikitin E., Shilin D., Belyakov M., Golyshkov I., Mikhailichenko S., Chepurina E. Development results of a cross‑platform positioning system for a robotics feed system at a dairy cattle complex. Agriculture. 2023;13(7):1422. doi: 10.3390/agriculture13071422Pavkin D.Yu., Shilin D.V., Nikitin E.A., Kiryushin I.A. Designing and simulating the control process of a feed pusher robot used on a dairy farm. Applied Sciences. 2021;11(22):10665. doi: 10.3390/app112210665Pavkin D.Yu., Shilin D.V., Nikitin E.A., Kiryushin I.A. Designing and simulating the control process of a feed pusher robot used on a dairy farm. Applied Sciences. 2021;11(22):10665. doi: 10.3390/app112210665Никитин Е.А., Дорохов А.С. Модернизация технологических процессов в животноводстве путём использования малогабаритных роботизированных машин // Аграрная наука – сельскому хозяйству : Сборник материалов XV Международной научно‑практической конференции : В 2 кн. Барнаул, 2020. С. 59‑61.Nikitin E.A., Dorokhov A.S. Modernization of technological processes in livestock farming through the use of small‑sized robotic machines. In: Agricultural science’s contribution to agriculture. Proceedings of XV International Scientific and Practical Conference in 2 books. Barnaul, 2020:59‑61. (In Rus.)

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