För att maximera kapaciteten hos en skördetröska är det viktigt att anpassa framkörningshastigheten efter förändringar i grödans tillstånd, vilket gör det möjligt att uppnå ett konstant inmatningsflöde, det vill säga en jämn genomströmning i tröskan.
Nuvarande styrsystem för inmatningshastighet använder interna sensorer för att mäta maskinens last, men dessa system är långsamma att reagera på förändringar i grödans tillstånd och kan därför inte i tillräcklig grad anpassa tröskans fart för maximal kapacitet eller förhindra blockeringar i maskinen i tid.
Ett innovativt system föreslås för att lösa problematiken, ett sensorsystem med radarteknik som mäter grödans tillstånd framför skördemaskinen, vilket gör att maskinen kan anpassa sin hastighet innan störningar uppstår.
Tekniken är framtagen av ingenjörer på New Holland, som just nu testar det i praktisk drift.
Hjälp av radarbaserat sensorsystem
Maximal kapacitet hos en skördetröska innebär att den kan bearbeta så mycket gröda som möjligt på kortast möjliga tid, vilket är avgörande för att maximera lönsamheten i skördearbetet. För att uppnå detta måste maskinens last hållas konstant nära dess maximala kapacitet.
En av de största faktorerna som påverkar maskinens last är genomströmningen av gröda. Om inmatningshastigheten blir för stor kan det leda till stopp i maskinen. Dessutom kan grödans tillstånd förändras snabbt beroende på exempelvis fuktnivå, densitet eller ogräsförekomst, vilket kräver att skördemaskinen justeras i realtid.
För att hantera detta använder nuvarande system interna sensorer för att mäta maskinens last, men dessa system kan bara reagera när grödan redan har kommit in i maskinen. Detta gör att systemet inte kan förutse kommande förändringar och i tid anpassa farten.
Dessutom måste nuvarande system inkludera en stor säkerhetsmarginal för att förhindra överbelastning, vilket resulterar i en mindre uppnådd kapacitet under hela arbetet.
Det nya systemet använder ett radarbaserat sensorsystem som ser framåt in i grödan framför tröskan. Med hjälp av radarteknik kan systemet mäta förändringar i grödans tillstånd, såsom densitet, höjd och fuktnivå, innan grödan når maskinen.
På så sätt kan maskinens framkörningshastighet anpassas i realtid för att förhindra stopp och optimera maskinens kapacitet. Systemet förutsäger även hur mycket last maskinen kommer att utsättas för, vilket gör att det kan reagera snabbare på förändringar i grödan än nuvarande system.
Fungerar vid dålig sikt
Radarsensorer har flera fördelar i den här applikationen. Till skillnad från optiska system som stereovision och Lidar, som ofta påverkas av damm på fältet, kan radarteknik tränga igenom grödan och nå marken. Detta gör att det är möjligt att mäta både grödans höjd och densitet på ett mer exakt sätt.
Radarsystemet fungerar dessutom bra under dåliga ljusförhållanden och är inte känsligt för damm, vilket gör det till ett pålitligt alternativ för skördetröskor som ofta arbetar under tuffa förhållanden.
Det föreslagna systemet består av flera individuella 1D radarenheter som är placerade framför skördemaskinens skärbord. Genom att använda flera radar kan systemet skapa en detaljerad bild av grödans tillstånd och justera maskinens hastighet därefter.
Radarsensorerna sänder kontinuerliga frekvensmodulerade signaler som mäter avstånd och hastighet, och deras reflekterade intensitet används för att beräkna olika parametrar. Dessa data kombineras med interna maskinsensorer för att uppskatta den funktionella last som maskinen kommer att utsättas för.
Algoritmer som bearbetar dessa data kan sedan justera maskinens hastighet för att hålla belastningen på tröskan konstant. Genom att använda denna framåtriktade styrning kan systemet förutsäga förändringar i grödans tillstånd innan de påverkar maskinen, vilket gör att skördemaskinen kan köras närmare sina kapacitetsgränser.
Styrsystemet har testats i fält på vete och raps och jämförts med ett traditionellt kontrollsystem med enbart sensorer i tröskan. Resultaten visade på en förbättrad prestanda med en minskad variation kring det optimala materialflödet och en minskad överbelastning på maskinen. Detta gör det möjligt att öka maskinens kapacitet utan att öka risken för stopp eller spill.