Решение за оптимален вариант от гледна точка на ефективността, на задачите които решава и целите които постига

за екологично производство на плодове и зеленчуци на открити площи за прясна консумация, захранвани с алтернативни източници на енергия и имащи оптимална енергийна ефективност

Предложението (материалът) е в съкратен вид и представлява логическо решение за оптимален вариант от гледна точка на ефективността, на задачите които решава и целите които постига.

Предлаганите технологии за създаване на практика са базирани на реални технологии и реални компоненти от Индустриалната Роботика за линейно преместване.

Ползват се алтернативни източници на енергия, като базовата енергия е пневматичната енергия, защото тя може да се ползва каскадно и също защото може лесно да се възстановява след употреба.

При видовете логически решения са ползвани личен опит; научна литература; техническа литература; брейнсторминг с членовете на екипа, които са със специфични експерти знания; наблюдение и специализирана информация.

Описани са в съкратен вид почти всички възможни приложения на технологиите като цяло както и на отделни възли и детайли в специфични странични приложения.

Представена е базова организационна структура на РК.

Описани принципите на действие на основните елементи на РК при различните видове дейности.

Основните действия имащи. отношение към нормалната работа на РК са свързани с транспортирането на материали към и от манипулиращите елементи и на готова продукция.

Дадени са основните данни за сравнение, от гледна точка за оптимална енергийна ефективност – тегло, мощност и време.

Прогресивно намалява наличната работна ръка в производството на плодове и зеленчуци на открити и закрити площи за прясна консумация не само в България но и в цяла Южна Европа. Причините са много и от различно естество.

В части на Света съществуват зони на глад и недохранване. Населението в Света се увеличава в геометрична прогресия. Увеличава се делът на ерозирането на плодородни земи в Световен мащаб.

Ръчният труд се характеризира като: монотонен и еднообразен, без нужда от квалифи-кация, тежък и непривлекателен, ниско ефективен и ниско заплатен.

Съществуващата механизация и автоматизация като принцип на действие не е в състояние да замени ръчният труд. Причината е в не дружното узряване на плодовете и зеленчуците от даден вид и сорт откъсвани от всяко едно растение от площ насаждение при дейността беритба.

Плодовете и зеленчуците при консумация дават част от необходимата енергия за живот на всеки един отделен индивид.

Стандартните източници на енергия – нефт, газ, въглища и уранови руди в световен мащаб са на изчерпване. Постоянно се повишава цената на крайния продукт енергия. Като суровина за получаването им Планетата Земя е ползвала Слънчева енергия и биомаса и ги е преобразувала за стотици милиони години. От гледна точка на времето за преобразуване на Слънчевата енергия и биомасата в стандартните горива е ясно, че коефициента на полезно действие (КПД) е нисък.

Разработваните роботи-андроиди, където лидер е компанията HONDA с изделията си ASIMO, дублират изцяло степените на свобода на човешкото тяло и функциите на всеки един отделен индивид. Роботите-андроиди ще са с много висока стойност и при ползването за дейностите за производство на плодове и зеленчуци на открити и закрити площи за прясна консумация ще имат нисък КПД и няма да бъдат ефективни.

Разработените и разработвани експериментални прототипи на беритбени роботи за ягоди, дини и пъпеши, краставици,чери домати, десертно грозде, домати, гъби, мандарини и портокали, както и за разсадо-посадочна дейност са само за един вид операция. Те са със сложно управление и ще имат също нисък КПД спрямо целия производствен процес. Внедряването им в производство няма да е ефективно.

Наличните Роботизирани(автоматизирани) технологии за пакетиране спрямо целия процес на производство не са ефективни и също имат нисък КПД спрямо целия производствен процес. Те имат високи разходи на транспорт за суровина и готова продукция..

За да се получи оптимална замяна на ръчния труд в екологичното производство на плодове и зеленчуци за прясна консумация, предлагам създаването на:

Консорциум финансиран за дейността си с финансови средства от Седмата Рамкова Програма на Европейският Съюз за създаване на практика и за експлоатация на Роботизирани Комплекси /РК/ за екологично производство на плодове и зеленчуци на открити и на закрити площи на териториите на държавите от Южна Европа.

От гледна точка на вкусовите качества на плодовете и зеленчуците, с най-добри вкусови качества са произведените в Тракийската Низина на Балканския Полуостров. Като район това ще е бъдещият Район за Планиране Централен Южен на Република България.

Подходящо място за създаване на Консорциума град Димитровград, Област Хасково.

За да има оптимална ефективност при създаването и експлоатацията на РК, следва в Консорциума да участвуват производители и създатели на следните технологии, имащи приложение на съществуващите им продукти:

1. 
   Програмата „ГАЛИЛЕО“;
   
2. 
   Производител на миниатюрни цветни видео камери със съпътствуващ софтуер;
   
3. 
   Производител на мини електродвигатели, редуктори, електронни системи за управление и контрол на мини електродвигателите;
   
4. 
   Производител на пневмоавтоматика - модули за линейно преместване и управление, мини и микро пневматични и вакуумни хващачи;
   
5. 
   Производител на индустриални роботи;
   
6. 
   Производител на технология за добив на биогаз от биомаса и дървесина;
   
7. 
   Производител или автор на технология за добив на биотор от отпадъци;
   
8. 
   Производител или автор на технология за добив фотоволтаични системи - получаване на електрическа енергия от светлината;
   
9. 
   Производител на технологии за производство на биодизел или биоетанол;
   
10. 
    Производител на Двигатели с Вътрешно Горене на базата на биогаз или хибридни ДВГ;
    
11. 
    Производител на софтуер и хардуер;
    
12. 
    Търговска верига за продажба на екологично плодове и зеленчуци за прясна консумация;
    
13. 
    Финансова институция.
    

В базовия район за създаване на практика въвеждането в експлоатация ще е необходимо изграждането на следните производствени предприятия, имащи отношение към оптималната ефективност на технологиите:

1. 
   Научно изследователски и внедряващ институт(предприятие) за Агро-роботика и алтернативни източници за добив на енергия;
   
2. 
   Център за квалификация и преквалификация;
   
3. 
   Предприятие за производство на фотоволтаични системи;
   

Figure 1: Фотофолтаични панели

4. 
   Предприятие за производство на биотор;
   
5. 
   Предприятие за производство на биогаз;
   
6. 
   Предприятие за производство на специализирани транспортни автомобили, на базата на хибридни ДВГ или ДВГ на биогаз;
   
7. 
   Предприятие за производство на биоетанол и/или биодизел;
   
8. 
   Предприятие за производство на специфичен амбалаж(опаковки) за плодовете и зеленчуците;
   
9. 
   РК с обслужващ персонал и собственици на площта подлежаща на експлоатация за производство на плодове и зеленчуци;
   

1. 
   Предприятие за производство на биогаз;
   
2. 
   Предприятие за производство на биотор;
   
3. 
   Предприятие за производство на био-етанол и/или биодизел;
   
4. 
   Предприятие за производство на специфичен амбалаж за плодовете и зеленчуците;
   
5. 
   РК за екологично производство на плодове и зеленчуци.
   

Базовата структура е алтернатива на „Поточната линия” създадена от Хенри Форд, но със съществени промени и допълнения.

При Роботизираното производство „Поточната линия“- реда от засадената култура е неподвижен и е разделен на равни успоредни участъци (лехи). Манипулиращите (работещите)органи са преместваеми и се преместват на равни интервали разстояние чрез движението „крачене“. За да се получи оптимална енергийна ефективност и непрекъснатост на процесите, чрез „крачене“ по работната площ се преместват само необходимите органи за манипулация.

Figure 2: Роботизиран Производствен Комбайн при разсаждане

Всеки един РПК е разделен на следните основни елементи:

1. 
   Платформа за манипулативни действия – предвижваща се чрез крачене по дължината на лехите, наречена за краткост „Първа платформа”;
   
2. 
   Платформа за транспорт в РПК, наречена за краткост „Междинна платформа”;
   
3. 
   Останалите агрегати и необходими елементи за работа на РПк са на трета платформа, наречена за краткост - „Главна платформа”. Главната платформа, чрез действието крачене, премества целия РПК перпендикулярно на лехите извън насаждението за работа на нови позиция. Всички основни елементи на РПК се прибират в Главната платформа;
   
4. 
   Пасивна релса, разгъвана и събирана от Първата и Главната платформи осигуряваща оптимална ефективност за работа на РПК.
   

Figure 3: Инвалидна количка с механизирани крака при изкачване на стълбища

„Декартовият Робот“ или основният производствен елемент от производственият модул / ПМ/ се състои от три мулти позиционни електромеханични модула за линейно преместване, проектирани с различни дължини, различна товароносимост с ограничена скорост на преместване и ограничено ускорение.

.......

XII. Структура на ПМ

Както бе упоменато по-горе основните елементи на ПМ са двата огледално разположени и работещи „Декартови Робота“ описани по-горе в изложението.

Описанието, което следва, е за РПК за производство на ягоди.

Figure 4: 3D скица на два Декартови Робота при действие беритба

1. 
   Намерени са всички необходими технологии съществуващи в Света и имащи приложение в изграждането на РК във всички възможни варианти.
   
2. 
   Налични са 2D и 3D чертежите на технологичните решения за
   
3. 
   необходимите възли и детайли.
   
4. 
   Намерени са основните специалисти с експертни знания по създаването на практика на технологиите.
   
5. 
   Намерени са дизайнери с експертни знания за създаването на виртуални прототипи, демонстриращи анимирано технологиите.
   

1. 
   Реално сформиране на ядрото на екипа;
   
2. 
   Завършване на пред проектно проучване за определен проект;
   
3. 
   Изготвяне на проектно сметна документация за определен проект вид Роботизиран Комбайн;
   
4. 
   Създаване на виртуален прототип на вида Роботизиран Комбайн и анимиране на дейностите;
   
5. 
   Създаване на практика на демонстрационен прототип на Роботизиран Комбайн с ограничени функции.
   
6. 
   Стартиране на практика на действията по създаване на Консорциума.