Robot do zwalczania stonki ziemniaczanej

Do czego to służy

Robot służy do ekologicznego usuwania larw i chrząszczy stonki ziemniaczanej z roślin ziemniaka. Rozwiązuje problem wyhodowania ziemniaka bez użycia środków chemicznych. Wyręcza człowieka w ciężkim i żmudnym ręcznym zbiorze stonki ziemniaczanej.

Twoja inspiracja

Problem stonki ziemniaczanej istniał w naszym gospodarstwie odkąd pamiętam. Na początku insekty były zbierane ręcznie, potem zaś zaczęto używać oprysków chemicznych. W poszukiwaniu tematu pracy inżynierskiej kierowałem się tym, aby mogła być wykorzystana w praktyce. Słaba skuteczność środków biologicznych, uodparnianie się stonki ziemniaczanej na środki chemiczne oraz chęć uprawy ziemniaków bez użycia środków chemicznych, spowodowały powstanie pomysłu na robotyzację czasochłonnej i uciążliwej, aczkolwiek ekologicznej, ręcznej metody walki ze stonką ziemniaczaną.

Jak to działa

Konstrukcja składa się z platformy mobilnej oraz urządzenia strząsającego insekty. Platforma mobilna to konstrukcja stalowa wyposażona w cztery koła jezdne napędzane silnikami elektrycznymi. Zasilana jest dwoma akumulatorami. Posiada możliwość regulacji rozstawu roboczego na cztery standardy używane w rolnictwie. Urządzenie strząsające składa się z dwóch wirników strząsających wraz z głowicami strząsającymi insekty do kosza. Ma możliwość regulacji wysokości nad poziomem gruntu. Operator wprowadza robota na pole uprawne za pomocą aplikacji mobilnej. Wprowadza ilość rzędów ziemniaka oraz używany rozstaw międzyrzędzi. Robot rozpoczyna automatyczne strząsanie chrząszczy i larw stonki ziemniaczanej uderzając w rośliny za pomocą szczotek. Strząśnięte insekty spadają do umieszczonego poniżej pojemnika. Po dojechaniu do końca redliny robot skręca i wjeżdża w kolejną bruzdę. Robot automatycznie okresowo powtarza zabieg usuwania stonki ziemniaczanej (np. co kilka dni).

Proces projektowania

Koncepcja powstała podczas szukania tematu pracy dyplomowej inżynierskiej w odpowiedzi na problem stonki ziemniaczanej w naszym gospodarstwie ekologicznym. Najpierw bardzo wnikliwie przeanalizowano literaturę naukową dotyczącą uprawy ziemniaka, stonki ziemniaczanej oraz istniejących urządzeń do walki ze stonką ziemniaczaną. W oparciu o tę analizę powstała koncepcja platformy mobilnej oraz urządzenia do strząsanie insektów montowanego na tej platformie mobilnej. Podczas projektowania kierowałem się prostotą konstrukcji oraz niską ceną elementów. Projekt w środowisku CAD powstawał równolegle z prototypem urządzenia. Prace rozpoczęto od zbudowania platformy jezdnej. Pierwsza wersja okazała się mieć za mały moment obrotowy na kołach jezdnych do wykonywania skrętów w miejscu. Wykonano więc dodatkową przekładnię redukcyjną. Następnie zaprojektowano i wykonano urządzenie strząsające. Wykonano szereg testów takich jak testy napędu, testy enkoderów, testy układu ładowania, testy urządzenia strząsającego, testy powtarzalności zawracania, oraz testy zabezpieczenia przed utratą połączenia. Podczas projektowania urządzenia bardzo pomogła mi rodzina, często wyręczając mnie w moich obowiązkach, żebym mógł poświęcić więcej czasu nad pracą nad projektem.

Jak to się różni

Na rynku nie są obecnie dostępne urządzenia do mechanicznego strząsania larw i chrząszczy stonki ziemniaczanej. Zaprojektowany robot, po wprowadzeniu na pole uprawne, w sposób automatyczny i ekologiczny wykonuje zabieg strząsania chrząszczy i powtarza go co kilka dni bez udziału człowieka.

Plany na przyszłość

Obecnie powstał prototyp maszyny. Po stwierdzeniu wystarczająco dobrej skuteczności robota we własnym gospodarstwie chciałbym przygotować konstrukcję do do pracy w innych gospodarstwach czyli wyposażyć ją m. in. w systemy bezpieczeństwa, wygodny interfejs użytkownika. Praca na innych gospodarstwach pozwoli na przetestowanie robota w różnych warunkach pracy. Na podstawie zebranych wniosków powstanie projekt ostatecznej wersji konstrukcji, którą będzie produktem gotowym do sprzedaży. Mam nadzieję, że moja praca będzie ludziom na pożytek i Bogu na Chwałę.

Nagrody

26.05.2022 - I Nagroda w konkursie Młodzi Innowacyjni w kategorii Prace Inżynierskie https://piap.lukasiewicz.gov.pl/2022/05/30/konkurs-mlodzi-innowacyjni-2022-rozstrzygniety/ 05.06.2022 - Główna nagroda w Konkursie Konstrukcji Studenckich KoKoS w kategorii Mistrz Innowacji. https://pl-pl.facebook.com/kokos.nzs/