Robotyzacja w oborach

Źródło: Wojciech Rębiasz

Roboty nie eliminują z pracy rolników, lecz wymagają od nich zmiany zakresu i charakteru uczestniczenia w procesie produkcji roślinnej czy też zwierzęcej.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Ciężka praca przy produkcji zwierzęcej jest coraz częściej dostrzegana przez konstruktorów maszyn i urządzeń. Dzisiaj nie dziwi już widok robota udojowego, który potrafi obsłużyć stado 120 do 170 krów mlecznych oczywiście pod bacznym nadzorem właściciela gospodarstwa, który z dojarza zamienił się w operatora nowoczesnego urządzenia, potrafiącego analizować skład chemiczny pozyskiwanego mleka, dzięki czemu możliwe jest śledzenie aktualnego stanu zdrowia krów. Karmienie zwierząt odbywa się również przy wykorzystaniu robotów, często czynność ta jest łączona ze stanowiskiem automatycznego dojenia, odbywającego się w zależności od indywidualnych potrzeb krowy.

Przy wolnostanowiskowym chowie dąży się do tego, aby krowy dobrowolnie podchodziły do automatu paszowego (jednocześnie w obszar zasięgu działania robota udojowego, co powoduje zlikwidowanie konieczności doprowadzania zwierząt). Efektem robotyzacji podstawowych czynności w produkcji zwierzęcej jest zwiększenie wydajności i bezpieczeństwa (urządzenie, które zostało raz zaprogramowane nie pomyli się w wyniku zmęczenia czy niedokładności wykonywanej pracy).

Kolejną grupę produktów ułatwiających pracę w oborze stanowią roboty do automatycznego podgarniania pasz. Ich dodatkowym zadaniem jest zachęcanie krów do częstego podchodzenia do stołu paszowego, gdyż w trakcie podgarniania karma posypywana jest apetyczną paszą treściwą (robot Agrokelner firmy Wasserbauer wyposażony jest w zbiornik o pojemności 150 litrów, z którego podczas przejazdu materiał na stole jest posypywany cienką warstwą paszy teściwej. Również inne firmy stosują w swoich rozwiązaniach nabudowane zbiorniki na paszę treściwą, w celu zwiększenia uniwersalności wykorzystania swoich produktów). W wyniku przygotowania, a następnie skarmiania paszy powstaje pewna ilość odchodów w oborze, które należy usunąć. Westermann Gmbh & Co z Meppen wyprodukowała mechaniczną sprzątaczkę (przypomina ona wózek widłowy), napędzaną silnikiem spalinowym o mocy 27 kM. Umieszczona z przodu szufla zgarnia odchody, a dysze spryskują powierzchnię rusztową, wirujące szczotki kończą sprzątanie. Szerokość robocza tej maszyny wynosi 1,20 m, a waga to 780 kilogramów.

Czynność usuwania odchodów również została zrobotyzowana! Większość konstrukcji zgarnia odchody za pomocą skrobaków i wpycha je w szczeliny podłogi rusztowej. Oczywiście zastosowanie tego typu urządzeń jest możliwe w oborach bezściołowych, przy równej posadzce, bez schodów i dużego nachylenia. Przeszkodą jest również umieszczony stół paszowy, który będzie utrudniał transport urządzenia na drugą stronę, dlatego warto wcześnej zaplanować wmontowanie w stół uchylnej rampy. Utrudnieniem może być również szerokość poszczególnych korytarzy. W oborach, gdzie ma być zastosowany robot Srone firmy GEA szerokość korytarzy bezprzejazdowych musi wynosić 2,10 m - dotyczy to robota o szerokości roboczej 1,70 m, w przypadku robota DeLaval w gankach o szerokości 2,00 m można zastosować wersję o szerokości 1,60 m, przy nawrocie maszyna DeLaval o szerokości 1,70 m potrzebuje kanału o szerokości 2,90 m.

Tylko firma JOZTech nie ogranicza możliwości swojego robota, gdyż szerokość płozy zgarniającej można zmieniać w zakresie od 1,00 do 2,10 m. Ograniczenia dotyczą też przejazdów. Wysokość urządzeń nie przekracza 70 cm, dlatego montować należy przegrody na wysokości umożliwiającej przejazd na całej długości korytarza, w różnych grupach zwierząt. Dla większości robotów czyszczących rodzaj posadzki nie ma znaczenia (może być gumowa lub betonowa).

Stacja ładowania akumulatorów powinna znajdować się w miejscu niedostępnym dla zwierząt lub w miejscu rzadko przez nie odwiedzanym. Stacja ładowania to miejsce, z którego robot najczęściej wyrusza na trasę i zawsze do niego wraca, po zakończeniu każdej czynności. Jeżeli urządzenie wyposażone jest w instalację zraszającą ruszty (co jest szczególnie korzystne w okresie letnim, przy wysokich temperaturach), to stacja zawiera dodatkowe złącze do automatycznego napełniania wodą zbiornika lub zbiorników. Przy wprowadzaniu urządzenia do obory zaleca się stosowanie mniejszych prędkości (które będzie można zwiększyć, gdy krowy przyzwyczają się do robota, pracującego niezależnie od pory dnia lub nocy).

Jeżeli krowy boją się pracującego robota, to można go tak zaprogramować, aby robił przerwy w czasie pracy. Pozwoli to krowom na zejście z trasy przejazdu maszyny. Firma Lely to producent nie tylko robotów udojowych „Austronaut” czy robotów podgarniających Juno 100, również producent czyszczącego Lely Discovery 90SW. Robot ten wyposażono w spryskiwacze (2 sztuki) wodne, które zwiększają skuteczność usuwania odchodów (czasami na powierzchni rusztu gromadzi się cienka warstwa wysuszonego nawozu, która sprawia, że podłoga staje się śliska). Spryskiwanie podłogi wodą tuż przed skrobakami umożliwia utrzymanie większej czystości (krowy chętniej wyrażają naturalne zachowania na czystych podłogach, co umożliwia wczesne wykrywanie rui). System doprowadzenia wody zbudowany jest z filtra oraz zbiornika (pojemność 30 litrów, przy wydajności dwóch dysz 1,0 l/min pozwala na 30 minut nieprzerwanej pracy maszyny).

Urządzenie firmy JOZ-Tech wyposażone jest w dwa zbiorniki o pojemności 50 litrów każdy. Discovery 90SW posiada napęd akumulatorowy (jeden akumulator żelowy o wadze około 20 kilogramów, napięcie 12 V, pojemność 55 Ah, czas ładowania maksymalnie 6 godzin). Ładowanie akumulatora ma miejsce na stanowisku ładowania, robot ma pasy ładowania po obu stronach, jednak opcjonalnie podłączone są pasy po lewej stronie. Dwie dysze spryskujące wodą przed zgarniakiem obornika, który znajduje się pod spodem urządzenia i spycha odpady między żebra podłogi rusztowej. Operator programuje trasę za pomocą kontrolera E-Link (trasy można zmieniać, dzięki czemu operator ma możliwość przeprowadzenia, o określonych godzinach, dokładniejszego czyszczenia w wybranych miejscach obory). Kontroler E-Link wyposażony jest w wyświetlacz LCD i dziewięć przycisków (umożliwiają one użytkownikowi wydawanie poleceń i zmienianie ustawień robota). Wyświetlacz LCD pokazuje również raporty i alarmy. Przy wyznaczaniu tras należy pamiętać, że robot czyszczący może poruszać się przy maksymalnym nachyleniu podłogi nie przekraczającym 6 stopni!

Robot JOZ-Tech napędzany jest dwoma silnikami krokowymi (silnik napędowy steruje jazdą przód - tył, sterujący steruje kołami w lewo lub w prawo), sterowanie robotem możliwe jest za pomocą ręcznego pilota. Robot JOZ-Tech porusza się po trasie wcześniej zaprogramowanej przez użytkownika. W podłożu montowane są specjalne transpondery (wielkością zbliżone do zapałki) średnio co 2,50 m na długości trasy. Do komunikacji pomiędzy urządzeniem a transponderami służy specjalna antena, zamontowana pod spodem maszyny.

Robot przejeżdżając nad kolejnymi punktami zapamiętuje trasę przejazdu. Trasę robota DeLaval wyznaczają również transpondery, których jest 60 sztuk w jednym zestawie. Przykładowa długość urządzenia (Lely Discovery) wynosi 136,2 centymetra, szerokość 88,0 centymetrów, a wysokość to zaledwie 55,7 centymetra, jego waga wynosi 340 kilogramów. Urządzenie ma możliwość zaprogramowania 16 tras (maksymalny czas trwania ścieżki czasowej wynosi 24 godziny). Prędkość, z jaką może poruszać się urządzenie zawiera się w przedziale od 10,8 m/min do 18 m/min. Przy zachowaniu prędkości maksymalnej wydajność urządzenia wynosi 918 metrów kwadratowych na godzinę pracy (maksymalny czas jazdy, bez ładowania wynosi 4 godziny). Szerokość zgarniaka wynosi 88 centymetrów. Napęd przekazywany jest z dwóch silników elektrycznych (umieszczonych po lewej i prawej stronie robo robota), poprzez przekładnie łańcuchowe na dwa koła napędowe.

System sterowania składa się ze sterownika (do sterowania pracą robota, zawiera oprogramowanie do zarządzania i przetwarzania danych z czujników oraz steruje pracą pompy wodnej i silników elektrycznych). Enkodery (przetworniki wykorzystywane do pomiaru ruchu obrotowego, wykorzystujące zjawisko fotoelektryczne), które nabudowane są na wałkach silników, zliczają ich obroty (niezbędne informacje w celu ustalenia położenia robota), dane przesyłane są do sterownika PCB. Czujnik ultradźwiękowy ma za zadanie utrzymywanie urządzenia w stałej, wcześniej ustalonej, odległości od ściany (specjalny pierścień minimalizuje odbicia i skupia wiązkę, co powoduje, że maszyna nie zablokuje się i nie utknie na przeszkodzie, zapewnia również odpowiednie poruszanie się wzdłuż ścian i omijanie przeszkód w postaci słupów, nóg krów i cieląt).

Zastosowany w urządzeniu żyroskop mierzy kąt skrętu i jest niezbędny do jazdy w warunkach, gdy brak jest ściany, wzdłuż której może podążać urządzenie. Czujnik poziomu wody wykrywa, czy zbiornik na wodę jest pełny. Trasa urządzenia zwykle zaczyna się od stanowiska ładowania (można zaprogramować trasę, która będzie się zaczynała z dala od stanowiska ładowania), natomiast każda trasa zawsze kończy się na stanowisku ładowania (urządzenie można pozostawić podłączone na stałe do stanowiska, gdyż sterownik PCB sprawdza stan naładowania i nie ma możliwości jego nadmiernego naładowania!). Stanowisko napełniania wodą umieszcza się obok stanowiska ładowania, musi być wyposażone w zbiornik czołowy, umieszczony na wysokości 2 metrów (zbiornik zapobiega zanieczyszczeniu wody pitnej, na skutek cofania się do układu wody zanieczyszczonej bakteriami).

Trasę robot rozpoczyna od napełniania zbiornika wodą, rurka wlotu wody wchodzi w lejkowatą końcówkę dostarczania wody i otwiera mechaniczny zawór odcinający, robot zatrzymuje się automatycznie, woda dostaje się przez filtr, nadmiar uchodzi ze zbiornika poprzez rurkę doprowadzająca powietrze (czujnik poziomu gwarantuje, że Discovery wycofuje się ze stanowiska, przerywając proces napełniania wodą).

Roboty czyszczące to poprawa dobrostanu i higieny zwierząt, przy zastosowaniu tego typu urządzeń mamy zapewnioną dbałość o czystość stanowisk prze całą dobę! Stopniowe wkraczanie robotyzacji do techniki rolniczej stało się faktem, dotyczy to nie tylko produkcji zwierzęcej, ale również produkcji roślinnej. Firma JOZ-Tech sprzedaje średnio jedno urządzenie na jeden dzień w skali światowej, firma DeLaval szczyci się kilkunastoma robotami pracującymi w polskich oborach, głównie sprzedawane w kompleksowych inwestycjach razem z robotami udojowymi. Tak wysoka mechanizacja wyręcza rolnika z wielu bardzo uciążliwych czynności w gospodarstwie, nakłada jednocześnie na niego konieczność podnoszenia kwalifikacji (dotyczy to operatorów maszyn polowych oraz urządzeń do obsługi i pielęgnacji zwierząt w chlewni i oborze).

Roboty nie eliminują z pracy rolników, lecz wymagają od nich zmiany zakresu i charakteru uczestniczenia w procesie produkcji roślinnej czy też zwierzęcej.