近期,在中国农业机械学会普及工作委员会、农业机械全媒体平台和中国农业机械工业协会丘陵山区农业机械分会共同主办的”2021中国农业机械年度盛典“上,将”年度智能农机“称号授予耐克萨特(NEXAT)智能作业平台。而耐克萨特(NEXAT)此前还获得了2021年Agritechnica创新奖唯一金奖。
该公司成立于2013年,致力于开发“一体化系统拖拉机”——一种智能作业平台。这是对自19世纪中期以来就存在拖拉机概念的最新尝试。
在肯辛顿开创先河
系统由亚历山大·哈尔克特(AlexanderHalkett)在肯辛顿建造。
实际上,这种智能作业平台具有一条宽轨框架,动力系统(蒸汽机)位于机器的一侧,而收集箱安装在另一侧,两者通过框架连接。
AlexanderHalkett的系统依赖于由蒸汽驱动的龙门“拖拉机”横穿的永久性轨道
它在轨道上运行,被称为“GuidewayAgriculture”,并在一些蔬菜主产区得到了应用。
继续发展
直到20世纪70年代,来自牛津郡奇平诺顿的农民大卫·道勒(DavidDowler)开始基于Hesston开发自己的机器。
大卫道勒的机器依赖于悬挂在框架上的机具
大卫的改进重点在于,在作业过程中减少对土壤的压实。之后,Silsoe研究所在大卫设计的机器的基础上进行了进一步改进。
随着土壤条件的显著改善和农药用量的大量节省,该系统优势逐步凸显。
土壤条件改善也使得系统应用范围不断扩大。现在将作业区域被明确规划的形式称为受控交通耕作(CTF)。
早在1996年,NewScientist的一篇报道就指出,“道勒龙门拖拉机的开发商表示,该机具的使用可以实现增产25%,同时降低油耗50%,降低化肥用量,并减少70%除草剂使用量。”
Silsoe研究站强调了该系统的优势
TimChamen在Silsoe研究所完成了大量开发工作,并且目前他仍然是这个概念的拥护者。
Dowler龙门系统的最终提案从未投入生产
Tim曾指出,Gantry系统的主要优势在于它们将土壤压实限制在田间的特定区域,无论是在整个生长季节还是以后的作业中。
使用大卫机器时,机具轨道约占工作区域的10%,但使用更大的Nexat装置,因其跨度达到14m,这一区域减少到仅5%。
龙门架占地少的一个原因是,对于每两个相邻的通道,只需要3个而不是4个轨道。
现场作业的不同方法
Tim还指出,为了获得最佳效果,轨道将成为半永久性的。最终,会形成硬化的土壤“基础”。由于这部分土壤尚未开垦,在土壤湿度较大的情况下也能起到良好的支撑作用。
在与收割机平行运行的作物中可以看到龙门系统的半永久性轨道
Nexat机器另一大优势在于,机器不是悬挂在龙门架上,而是从侧面与它们对接。
将机器构建成“U”形,允许从侧面而不是顶部连接到工作模块。由此可以更好地实现自动化。
不过,大卫机器和Silsoe在龙门系统上开展的工作都没有取得商业成功,聚焦避免土壤破坏的重要性和CTF的发展可能是两者的最大收获。
它们在包括日本、俄罗斯和加利福尼亚在内的世界各地区都进行了各种其他尝试,但目前在市场上仍然没有被广泛接受或大规模生产。
Nexat的尝试
这种情况很可能会随着Nexat(NextAgriculturalTechnology,下一代农业技术)龙门式系统在2021年12月的发布而改变。
这台机器背后的公司是德国一家名为KalverkampMaschinenbauGmbH的工程咨询公司,主要业务领域是农业制造业。
在与收割机平行运行的作物中可以看到龙门系统的半永久性轨道
2013年,公司成立了Nexat,并与其他几家公司和组织合作开发龙门架,这些公司和组织为该项目贡献了他们的专业技能和知识。
做好自主运行的准备
过去将龙门系统商业化的尝试似乎都以失败告终,主要原因在于传统制造商仅关注土壤压实问题。
而Nexat机器从设计之初就突出了自动化,充分利用数字农业发展趋势。
尽管目前需要手动操作,但Nexat装置的构建最终可以自主运行
据称,该系统将覆盖耕、种、管、收全过程,并且无需人工操作。
每个现场操作对应有专用模块,包括一个带有5.8m长轴流分离器的谷物收割装置。
模块化意味着每个工具实际上都可以自行推进,这进一步削弱了拖拉机与农机具传统挂接。
保留一个司机位用于公路运输和观察正在进行的工作
公路运输通常被认为是自动拖拉机的主要绊脚石。而Nexat则通过保留一个驾驶位来实现,这样它可以在田地间通过手动进行驾驶。
目前,该机具由两台550马力的柴油发动机提供动力,并通过电力驱动轨道。未来将计划使用氢燃料电池技术。
伙伴关系推动创新
早期将这些机器进行商业化尝试遇到的问题之一是缺乏其他公司的支持和投资。Nexat通过在开发早期阶段引入几家公司来跨越这一障碍。
主要的合作伙伴是Vaderstad,其生产了一系列模块化的工具和播种机,这些工具和播种机很容易连接到龙门架上,并且专门设计为用于与龙门架一起使用。
该公司指出,它在相应模块解决方案的开发和调整中发挥了重要作用,并将提供机器作为新作物生产系统中的模块。
其他合作伙伴还包括HerbertDammannGmbH、流体应用专家、GeringhoffGmbH以及奥斯纳布吕克和不来梅的两所德国大学。