كيفية الحفاظ على استمرارية وتوحيد عملية الزرع عندما تدور آلة زرع الأرز عند المنعطف أو في نهاية الحقل

في زراعة الأرز، يعد التشغيل في خط مستقيم أمرًا بسيطًا نسبيًا بالنسبة لمزارعي الأرز. ومع ذلك، عند التنقل عبر المنحنيات على حافة الحقل أو في الحقول ذات الأشكال غير المنتظمة، يصبح ضمان الزراعة المتسقة والموحدة مهارة بالغة الأهمية. عند الدوران، تختلف سرعات العجلات الداخلية والخارجية للعجلات التقليدية زراعة الأرز يتسبب في اختلاف مسار حركة الذراع المزروعة في مواقع مختلفة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى زراعة غير مستقرة، وزراعة مفقودة، وتباعد غير متساوٍ بين الشتلات، مما يؤثر بشكل خطير على جودة العمل والإنتاج النهائي.

المزامنة الدقيقة: الآلية التفاضلية والمحرك المستقل

عند الدوران، يجب أن تختلف سرعات عجلات القيادة الداخلية والخارجية لآلة زراعة الأرز. ولمعالجة هذه المشكلة، تستخدم آلات زرع الأرز الحديثة عادة آلية تفاضلية. تسمح هذه الآلية، المشابهة لمبدأ الترس التفاضلي للسيارة، لعجلات القيادة اليسرى واليمنى بالدوران بسرعات مختلفة، وبالتالي تحقيق التوجيه السلس. ومع ذلك، فإن الاعتماد فقط على آلية تفاضلية لا يكفي لحل مشكلة الزرع، حيث أن آلية زراعة الزارع مدفوعة بدوران عجلات الحركة.

عند الدوران، تدور عجلات السفر الخارجية بشكل أسرع، بينما تدور عجلات السفر الداخلية بشكل أبطأ. إذا ظلت آلية الزرع متصلة ميكانيكيًا ببساطة بعجلات السفر، فإن أذرع الزرع الخارجية سوف تزرع بشكل متكرر أكثر من الأذرع الداخلية، مما يؤدي إلى تباعد أصغر بين النباتات على الجوانب الخارجية وتباعد أوسع بين النباتات على الجوانب الداخلية، مما يخلق تفاوتًا ملحوظًا "على شكل مروحة".

وللتخلص من هذا التفاوت، تستخدم بعض أجهزة زرع الأعضاء المتطورة آليات زرع مدفوعة بشكل مستقل. وهذا يعني أن آلية الزرع لم تعد يتم تشغيلها مباشرة بواسطة عجلات السفر، بل يتم التحكم فيها بدلاً من ذلك بواسطة محرك هيدروليكي مستقل أو محرك كهربائي. تقوم المستشعرات بمراقبة زاوية توجيه جهاز الزرع وسرعة سيره في الوقت الفعلي، مما يسمح لنظام التحكم بضبط تردد القيادة لكل ذراع زرع بدقة. عندما تتجه الآلة إلى اليمين، يقوم النظام بإبطاء ذراع الزرع الأيسر وتسريع الذراع الأيمن للتعويض عن فرق السرعة بين الصفوف الداخلية والخارجية، مما يضمن تباعدًا ثابتًا للزراعة عبر جميع الصفوف.

التعويض الذكي: ربط زاوية التوجيه بأذرع الزرع

بالإضافة إلى السرعة التفاضلية والقيادة المستقلة، يعد مستشعر زاوية التوجيه أمرًا أساسيًا لتحقيق الزراعة الدقيقة أثناء المنعطفات. يتم تثبيت هذا المستشعر على آلية التوجيه، ويقوم بنقل معلومات زاوية التوجيه في الوقت الحقيقي إلى وحدة التحكم المركزية.

بناءً على زاوية التوجيه، تقوم وحدة التحكم بحساب نسبة التعويض المطلوبة لأذرع الزرع الداخلية والخارجية. على سبيل المثال، عندما تكون زاوية التوجيه كبيرة، يزداد الفرق في السرعة الخطية بين الصفوف الداخلية والخارجية، وسيعمل نظام التحكم على زيادة التعويض وفقًا لذلك. يضمن هذا التحكم ذو الحلقة المغلقة أن ذراع الزرع يعمل بالتردد الأمثل بغض النظر عن نصف قطر الدوران.

بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيز بعض آلات زرع الأرز المتقدمة بأنظمة توجيه أوتوماتيكية تستخدم أنظمة الملاحة GPS أو Beidou. لا تقوم هذه الأنظمة بتوجيه جهاز الزرع على طول مسار منحني محدد مسبقًا فحسب، بل توفر أيضًا معلومات الموقع والتوجيه في الوقت الفعلي لنظام التحكم في عملية الزرع. قبل الدخول في المنحنى، يقوم النظام بحساب خطة تعويض تردد الزراعة الأمثل مسبقًا، مما يضمن دورانًا سلسًا وسلسًا دون أي أثر للتدخل البشري تقريبًا. ويحقق هذا الارتباط الذكي قفزة نوعية من الزراعة "المستقرة" إلى الزراعة "الدقيقة".

إدارة الرؤوس: تحسين الكفاءة وتقليل النفايات

يعد تحويل الرأس خطوة حاسمة أخرى في زراعة الأرز. عند الرأس، يجب على الماكينة إكمال دورة على شكل حرف U وإعادة محاذاتها مع الصف التالي. تقليديا، يؤدي هذا إلى مقاطعة عملية الزرع. ومع ذلك، لتحسين الكفاءة وتقليل عمليات الزراعة المفقودة، أدخلت آلات الزرع الحديثة أنظمة رفع الرأس وانقطاع الزراعة تلقائيًا.

عندما تصل الماكينة إلى موضع الرأس المحدد مسبقًا، يقوم المشغل أو نظام التحكم الآلي بتشغيل وظيفة الرفع. تعمل آلية الزراعة والعوامة على رفع وتنظيف سطح حقل الأرز تلقائيًا. في الوقت نفسه، يتوقف محرك آلية الزراعة تلقائيًا لمنع المزروعات الفارغة أو الزراعة على التلال. بعد الالتفاف والدخول إلى الصف التالي، يقوم النظام تلقائيًا بخفض آلية الزراعة بناءً على موضعها ويستأنف الزراعة.

لا تعمل وظيفة إدارة الرأس التلقائية هذه على تقليل عبء عمل المشغل بشكل كبير فحسب، بل الأهم من ذلك أنها تضمن انتقالات سلسة بين صفوف العمل المختلفة. وباستخدام أجهزة استشعار دقيقة للموضع ومفاتيح الحد، يضمن النظام بدء الزراعة وتوقفها عند النقاط الصحيحة، مما يزيل الفجوات أو التداخلات الشائعة في الرأس. ويؤدي هذا إلى تحسين تجانس النبات وكفاءته بشكل عام، مما يؤدي إلى تعظيم استخدام موارد الشتلات القيمة.