Nexat 智能作業(yè)新篇章

2021 年 Agritechnica 創(chuàng)新獎中唯一的金獎授予了一家名為 Nexat 的不太知名的德國公司。

這家公司成立于 2013 年，致力于開發(fā)它所描述的“一體化系統(tǒng)拖拉機”，一種智能作業(yè)平臺。這是對自 19 世紀中期以來就存在的概念的最新嘗試。

在肯辛頓開創(chuàng)先河

一位名叫亞歷山大·哈爾克特（Alexander Halkett）的紳士在肯辛頓建造了我們現(xiàn)在所說的系統(tǒng)，之后它獲得了更大的發(fā)展。

實際上，這是一條非常寬軌的框架，蒸汽機位于機器的一側，而收集箱安裝在另一側，兩者通過框架連接。

Alexander Halkett 的系統(tǒng)依賴于由蒸汽驅動的龍門“拖拉機”橫穿的永久性軌道

它在軌道上運行，被其發(fā)明者稱為“Guideway Agriculture”，并且似乎已成功用于蔬菜產品價格較高的地區(qū)。

它的命運是不確定的，但鐵路運輸?shù)目焖僭鲩L很可能從更遠的地方帶來了農產品，而城市的擴張使該行政區(qū)迅速發(fā)展，土地價值也相應增加。

繼續(xù)發(fā)展

直到 20 世紀 70 年代，來自牛津郡奇平諾頓的農民大衛(wèi)·道勒（David Dowler）開始基于 Hesston 開發(fā)自己的機器，這個想法似乎并沒有做更多的實際工作。

大衛(wèi)道勒的機器依賴于懸掛在框架上的機具

大衛(wèi)主要擔心的是耕作中土壤壓實造成的損害，Silsoe 研究所也有這種焦慮，該研究所最終獲得了一臺他設計的機器，并用它進行了自己的研究。

隨著土壤條件的顯著改善和農藥用量的大量節(jié)省，該系統(tǒng)的好處很快就顯現(xiàn)出來了。

隨著土壤條件的改善，龍門架能夠執(zhí)行的任務范圍不斷擴大，將作業(yè)保持在明確定義的田間區(qū)域，現(xiàn)在稱為受控交通耕作 (CTF)，從而全面獲得了回報。

早在 1996 年，New Scientist 的一篇報道就指出，“道勒龍門拖拉機的開發(fā)商表示，它可以將作物產量提高 25%，將農民的燃料使用量減半，降低化肥費用，并將除草劑的使用量減少多達 70 %”。

Silsoe 研究站強調了該系統(tǒng)的優(yōu)勢

在 Silsoe 研究站進行了大量開發(fā)工作，現(xiàn)在位于一個住宅區(qū)之下，由 Tim Chamen 完成，他仍然是這個概念的擁護者。

Dowler 龍門系統(tǒng)的最終提案從未投入生產

Tim 曾指出，Gantry 系統(tǒng)的主要優(yōu)勢在于它們將土壤壓實限制在田間的特定區(qū)域，無論是在整個生長季節(jié)還是以后的作業(yè)中。

使用 Dowler 機器時，該區(qū)域大約占土地的 10%，但使用更大的 Nexat 裝置，因其跨越 14m，這一區(qū)域減少到僅 5%。傳統(tǒng)系統(tǒng)可以驅動 80% 或更多的場地。

龍門架需要較少地面的一個原因是，對于每兩個相鄰的通道，只需要三個而不是四個軌道，因為一端將使用與之前相同的軌道返回。

現(xiàn)場作業(yè)的不同方法

他還指出，為了獲得最佳效果，這些輪軌需要成為半永久性的，每年使用相同的線路。

最終，會形成硬化的土壤“基礎”，該土壤尚未開墾，但在潮濕時期能夠更好地支撐機器的重量。

在與收割機平行運行的作物中可以看到龍門系統(tǒng)的半永久性軌道

他的另一個觀察結果是，Nexat 機器的巨大優(yōu)勢在于，機器不是懸掛在龍門架上，而是從側面與它們對接。

將機器構建成“U”形，允許從側面而不是頂部連接到工作模塊。這加快了流程并更好地實現(xiàn)了自動化。

不過，Dowler 機器和 Silsoe 在龍門系統(tǒng)上開展的工作都沒有取得商業(yè)成功，關注避免土壤破壞的重要性和 CTF 的發(fā)展可能是兩者的最大收獲。

包括日本、俄羅斯和加利福尼亞在內的世界各地區(qū)都進行了各種其他嘗試，但目前市場上仍然沒有被廣泛接受或大規(guī)模生產的機器。

Nexat 的嘗試

這種情況很可能會隨著 Nexat（Next Agricultural Technology 下一代農業(yè)技術的縮寫形式）龍門式系統(tǒng)在去年12月宣布而改變。

這臺機器背后的公司是德國的 Kalverkamp Maschinenbau GmbH，這是一家工程咨詢公司，專門幫助企業(yè)制造機械，主要是在農業(yè)領域。

Nexat 可以被認為是與工作模塊對接而不是在連接跨度下承載它們的動力框架

2013 年，它成立了 Nexat，與其他幾家公司和組織合作開發(fā)龍門架，這些公司和組織為該項目貢獻了他們的特殊技能和知識。

做好自主運行的準備

過去將龍門式農業(yè)商業(yè)化的嘗試似乎已經在傳統(tǒng)制造商的競爭中失敗了，傳統(tǒng)制造商注意到土壤壓實造成的損害并調整其產品以將其最小化。

再加上不斷增加的軌道寬度，侵蝕了龍門系統(tǒng)提供的明顯好處。然而，它確實提供了一個明顯優(yōu)勢是它對自動化農業(yè)的適應性。

Nexat 機器一開始就設計為自動運行，能夠利用數(shù)字農業(yè)的最新發(fā)展以及隨之而來的任何變化。

盡管目前需要手動操作，但 Nexat 裝置的構建最終可以自主運行

據(jù)稱，該系統(tǒng)將覆蓋從翻地到播種、植物保護和收獲的每一個工作步驟；無需操作人員，一切皆有可能。

每個現(xiàn)場操作都將有一個安裝在龍門架上的專用模塊。這包括一個帶有 5.8m 長軸流分離器的谷物收割裝置。

模塊化方法意味著每個工具實際上都可以自行推進，這進一步削弱了拖拉機與農機具的古老配對。

保留一個司機位用于公路運輸和觀察正在進行的工作

公路運輸通常被認為是自動拖拉機的主要絆腳石，它是通過保留一個駕駛位來實現(xiàn)的，這樣它就可以在田地之間手動駕駛。

目前由兩臺 550 馬力的柴油發(fā)動機提供動力，并通過電力驅動軌道。未來將計劃使用氫燃料電池技術。

伙伴關系推動創(chuàng)新

早期將這些機器商業(yè)化的嘗試遇到的問題之一是缺乏其他公司的支持和投資。

Nexat 通過在開發(fā)的早期階段引入幾家公司來跨越這一障礙。

主要的合作伙伴是 Vaderstad，它生產了一系列模塊化的工具和播種機，這些工具和播種機很容易連接到龍門架上，并且專門設計為用于與龍門架一起使用。

該公司指出，它在相應模塊解決方案的開發(fā)和調整中發(fā)揮了重要作用，并將提供機器作為新作物生產系統(tǒng)中的模塊。

其他合作伙伴包括 Herbert Dammann GmbH、流體應用專家、Geringhoff GmbH 以及奧斯納布呂克和不來梅的兩所德國大學。