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　　Nexat 智能作業(yè)新篇章

2021 年 Agritechnica 創(chuàng)新獎(jiǎng)中唯一的金獎(jiǎng)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(jī)”，一種智能作業(yè)平臺(tái)。這是對(duì)自 19 世紀(jì)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(shí)際上，這是一條非常寬軌的框架，蒸汽機(jī)位于機(jī)器的一側(cè)，而收集箱安裝在另一側(cè)，兩者通過框架連接。

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

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

它的命運(yùn)是不確定的，但鐵路運(yùn)輸?shù)目焖僭鲩L很可能從更遠(yuǎn)的地方帶來了農(nóng)產(chǎn)品，而城市的擴(kuò)張使該行政區(qū)迅速發(fā)展，土地價(jià)值也相應(yīng)增加。

繼續(xù)發(fā)展

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

大衛(wèi)道勒的機(jī)器依賴于懸掛在框架上的機(jī)具

大衛(wèi)主要擔(dān)心的是耕作中土壤壓實(shí)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(tái)他設(shè)計(jì)的機(jī)器，并用它進(jìn)行了自己的研究。

隨著土壤條件的顯著改善和農(nóng)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(wù)范圍不斷擴(kuò)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(bào)。

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

Silsoe 研究站強(qiáng)調(diào)了該系統(tǒng)的優(yōu)勢

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

Dowler 龍門系統(tǒng)的最終提案從未投入生產(chǎn)

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

使用 Dowler 機(jī)器時(shí)，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(qū)動(dòng) 80% 或更多的場地。

龍門架需要較少地面的一個(gè)原因是，對(duì)于每兩個(gè)相鄰的通道，只需要三個(gè)而不是四個(gè)軌道，因?yàn)橐欢藢⑹褂门c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(huì)形成硬化的土壤“基礎(chǔ)”，該土壤尚未開墾，但在潮濕時(shí)期能夠更好地支撐機(jī)器的重量。

在與收割機(jī)平行運(yùn)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(gè)觀察結(jié)果是，Nexat 機(jī)器的巨大優(yōu)勢在于，機(jī)器不是懸掛在龍門架上，而是從側(cè)面與它們對(duì)接。

將機(jī)器構(gòu)建成“U”形，允許從側(cè)面而不是頂部連接到工作模塊。這加快了流程并更好地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。

不過，Dowler 機(jī)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(guān)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(nèi)的世界各地區(qū)都進(jìn)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(chǎn)的機(jī)器。

Nexat 的嘗試

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

這臺(tái)機(jī)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(jī)械，主要是在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。

Nexat 可以被認(rèn)為是與工作模塊對(duì)接而不是在連接跨度下承載它們的動(dòng)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(xiàng)目貢獻(xiàn)了他們的特殊技能和知識(shí)。

做好自主運(yùn)行的準(zhǔn)備

過去將龍門式農(nóng)業(yè)商業(yè)化的嘗試似乎已經(jīng)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(shí)造成的損害并調(diào)整其產(chǎn)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(shí)提供了一個(gè)明顯優(yōu)勢是它對(duì)自動(dòng)化農(nóng)業(yè)的適應(yīng)性。

Nexat 機(jī)器一開始就設(shè)計(jì)為自動(dòng)運(yùn)行，能夠利用數(shù)字農(nóng)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(dòng)操作，但 Nexat 裝置的構(gòu)建最終可以自主運(yùn)行

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

每個(gè)現(xiàn)場操作都將有一個(gè)安裝在龍門架上的專用模塊。這包括一個(gè)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(gè)工具實(shí)際上都可以自行推進(jìn)，這進(jìn)一步削弱了拖拉機(jī)與農(nóng)機(jī)具的古老配對(duì)。

保留一個(gè)司機(jī)位用于公路運(yùn)輸和觀察正在進(jìn)行的工作

公路運(yùn)輸通常被認(rèn)為是自動(dòng)拖拉機(jī)的主要絆腳石，它是通過保留一個(gè)駕駛位來實(shí)現(xiàn)的，這樣它就可以在田地之間手動(dòng)駕駛。

目前由兩臺(tái) 550 馬力的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，并通過電力驅(qū)動(dòng)軌道。未來將計(jì)劃使用氫燃料電池技術(shù)。

伙伴關(guān)系推動(dòng)創(chuàng)新

早期將這些機(jī)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(chǎn)了一系列模塊化的工具和播種機(jī)，這些工具和播種機(jī)很容易連接到龍門架上，并且專門設(shè)計(jì)為用于與龍門架一起使用。

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

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