Печать

PDF Скачать статью в pdf.

DOI: 10.15507/2658-4123.036.202601.081-096

EDN: https://elibrary.ru/siznfg

УДК 001.891.57:631.17:634.739.2

 

Применение аддитивных технологий для моделирования механических характеристик ягод клюквы круноплодной

 

Крупенин Павел Юрьевич
кандидат технических наук, доцент кафедры механизации животноводства и электрификации сельскохозяйственного производства Белорусской государственной орденов Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии (213407, Республика Беларусь, г. Горки, ул. Мичурина, д. 5), ORCID: https://orcid.org/0009-0008-1584-734X, Researcher ID: NYS-9527-2025, SPIN-код: 2051-2619, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Рендов Александр Константинович
преподаватель-стажер кафедры механизации животноводства и электрификации сельскохозяйственного производства Белорусской государственной орденов Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии (213407, Республика Беларусь, г. Горки, ул. Мичурина, д. 5), ORCID: https://orcid.org/0009-0004-3955-602X, Researcher ID: NYT-1038-2025, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Кузюр Василий Михайлович
кандидат технических наук, доцент кафедры технического сервиса Брянского государственного аграрного университета (243365, Российская Федерация, с. Кокино, ул. Советская, д. 2а), ORCID: https://orcid.org/0009-0002-0232-6680, SPIN-код: 4505-9405, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Будко Сергей Иванович
кандидат технических наук, доцент кафедры технического сервиса Брянского государственного аграрного университета (243365, Российская Федерация, с. Кокино, ул. Советская, д. 2а), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1291-4235, Researcher ID: NYS-9184-2025, SPIN-код: 7502-3169, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Купряшкин Владимир Федорович
кандидат технических наук, заведующий кафедрой мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина Национального исследовательского Мордовского государственного университета (430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7512-509X, Researcher ID: L-5153-2018, SPIN-код: 1894-9028, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Уланов Александр Сергеевич
кандидат технических наук, доцент кафедры мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина Национального исследовательского Мордовского государственного университета (430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6041-6911, Researcher ID: L-4662-2018, SPIN-код: 2183-8421, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Аннотация
Введение. Клюква крупноплодная обладает лечебно-профилактическими свойствами, что обуславливает ее широкое потребление. В связи с сокращением площади, занимаемой дикорастущими растениями клюквы, для удовлетворения потребности населения необходимо увеличивать объемы ее промышленного выращивания. Главной проблемой при возделывании культуры в условиях промышленных плантаций является применение низкопроизводительных агромашин для сбора урожая, поэтому совершенствование технического обеспечения процесса уборки клюквы крупноплодной является актуальной научно-технической задачей. Модернизация таких машин сопряжена с проведением натурных экспериментальных исследований, заключающихся в имитировании функционирования агрегатов на различных режимах работы. При их выполнении модернизируемая машина взаимодействует с убираемой культурой – клюквой, макеты ягод которой со свойствами, идентичными реальным ягодам, возможно воссоздать при помощи аддитивных технологий.
Цель исследования. Расширение возможностей лабораторного оборудования и программного обеспечения за счет применения аддитивных технологий при проведении экспериментальных исследований взаимодействия рабочих элементов уборочных машин с ягодами клюквы крупноплодной.
Материалы и методы. Объект исследования – клюква крупноплодная сорта Стивенс. В основу методики определения массоразмерных характеристик ягод положен «мокрый» способ уборки. Массу ягод определяли взвешиванием на весах. В качестве линейных размеров штангенциркулем определяли длину ягоды и два поперечных размера в плоскостях измерений, расположенных под углом в 90° относительно друг друга. Определение объема ягод выполняли измерением объема вытесняемой ягодой жидкости и расчетным методом. Создание 3D-модели выполняли в программном обеспечении FlashPrint 5, для распечатывания макетов применяли 3D-принтер Flashforge Finder и пластик полилактид (ПЛА, PLA).
Результаты исследования. Разработана методика расчета параметров макетов ягод клюквы крупноплодной с применением аддитивных технологий. Созданы максимально приближенные макеты ягод. Выявлено, что с увеличением размера фракции ягоды от 1 до 5 · 10–6 м3 плотность созданных макетов клюквы снижается на 66,2 % с 1367,37 кг/м3 до 461,98 кг/м3, а объем увеличивается в 5,3 раз с 0,81 · 10–6 м3 до 4,26 · 10–6 м3.
Обсуждение и заключение. Применение аддитивных технологий позволило создать максимально приближенный макет ягод клюквы крупноплодной из недорогого и долговечного материала, полностью повторяющего свойства плодов, выращенных в условиях плантации, что может упростить проведение лабораторных исследований уборочного процесса ягод мокрым способом и снизить финансовые издержки при их реализации.

Ключевые слова: клюква крупноплодная, аддитивные технологии, массоразмерные характеристики, 3D-макет, плотность макетов, уборка клюквы

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для цитирования: Крупенин П.Ю., Рендов А.К., Кузюр В.М., Будко С.И., Купряшкин В.Ф., Уланов А.С. Применение аддитивных технологий для моделирования механических характеристик ягод клюквы крупноплодной. Инженерные технологии и системы. 2026;36(1):81–96. https://doi.org/10.15507/2658-4123.036.202601.081-096

Вклад авторов:
П. Ю. Крупенин – контроль, лидерство и наставничество в процессе планирования и проведения исследования; научное руководство, определение методологии исследования, формирование выводов.
А. К. Рендов – проведение экспериментальных исследований, обработка результатов эксперимента, создание моделей.
В. М. Кузюр – проверка воспроизводимости результатов экспериментов и исследования в рамках основных или дополнительных задач работы.
С. И. Будко – контроль за соблюдением методики проведения экспериментов.
В. Ф. Купряшкин – литературный и патентный анализ, осуществление научно-исследовательского процесса, включая сбор данных.
А. С. Уланов – создание и подготовка рукописи: визуализация результатов исследования и полученных данных.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила в редакцию 04.08.2025;
поступила после рецензирования 07.10.2025;
принята к публикации 31.10.2025

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Крупенин П.Ю., Рендов А.К. Перспективное оборудование для уборки клюквы крупноплодной мокрым способом. Главный агроном. 2024;(9):52–55. https://elibrary.ru/xkqtcn
  2. Крупенин П.Ю., Лягуский А.Г. Теоретические исследования процесса формирования у поверхности затопленного чека ягодного вороха при механизированной уборке клюквы крупноплодной. Вестник Белоруской государственной сельскохозяйственной академии. 2024;(2):117–125. URL: https://elib.baa.by/xmlui/handle/123456789/4611 (дата обращения: 23.03.2025).
  3. Азаренко В.В., Мисун В.Л., Мисун А.Л. Моделирование влияния природно-климатических и агрохимических факторов на эффективность и безопасность промышленного выращивания крупноплодной клюквы в условиях контролируемой производственной среды. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук. 2025;63(2):154–164. https://doi.org/10.29235/1817-7204-2025-63-2-154-164
  4. Крупенин П.Ю., Лягуский А.Г. Обоснование технологических параметров всасывающего узла гидротранспортной установки для забора ягод клюквы крупноплодной с поверхности затопленного чека. Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2025;(1):112–119. URL: https://elib.baa.by/xmlui/handle/123456789/5390?show=full (дата обращения: 14.04.2025).
  5. Жуков А.В., Никифоров А.А., Яковишин А.С. Пластмассы для аддитивных технологий (обзор). Вестник Саратовского государственного технического университета. 2021;4(91):57–70. URL: https://www.elibrary.ru/oegrfd (дата обращения: 16.06.2025).
  6. Загороднюк Л.Х., Елистраткин М.Ю., Подгорный Д.С., Ал Аамури С.К.Ш. Композиционные вяжущие для 3D аддитивных технологий. Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. 2021;(4):428–439. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2021-18-4-428-439
  7. Кондратьев В.Н., Грищук В.М Обоснование конструктивных параметров устройства для подбора ягод клюквы крупноплодной с поверхности воды при промышленной уборке. Весці нацыянальнай акадэміі навук беларусі. Серыя аграрных навук. 2009;(3):103–107. https://www.elibrary.ru/hkziir
  8. Лютикова М.Н., Ботиров Э.Х. Химический состав и практическое применение ягод брусники и клюквы. Химия растительного сырья. 2015;(2):5–27. https://doi.org/10.14258/jcprm.201502429
  9. Reed J. Cranberry Flavonoids, Atherosclerosis and Cardiovascular Health. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2002;42(3):301–316. https://doi.org/10.1080/10408390209351919
  10. Neto C.C. Cranberry and Its Phytochemicals: a Review of in Vitro Anticancer Studies. The Journal of Nutrition. 2007:137(1):186S–193S. https://doi.org/10.1093/jn/137.1.186S
  11. Burger O., Weiss E., Sharon N., Tabak M., Neeman I., Ofek I. Inhibition of Helicobacter Pylori Adhesion to Human Gastric Mucus by a High-Molecular-Weight Constituent of Cranberry Juice. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2002;42(3):279–284. https://doi.org/10.1080/10408390209351916
  12. Азаренко В.В., Мисун А.Л. Методические подходы оценки и управления производственным риском в растениеводческой отрасли АПК. Весцi Нацыянальнай акадэмii навук Беларусi. Серыя аграрных навук. 2017;(3):99–108. URL: https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/243/243 (дата обращения: 14.04.2025).
  13. Агейчик В.А., Мисун А.Л., Мисун А.Л. Улучшение условий и повышение безопасности труда оператора мобильной сельскохозяйственной техники. Агропанорама. 2011;(1):44–48. URL: https://ap.bsatu.by/arkhiv/19-2011/34-agropanorama-1-83-2011 (дата обращения: 14.08.2025).
  14. Мисун Л.В., Азаренко В.В., Агейчик В.А., Гурина А.Н., Мисун А.Л., Мисун А.Л. Исследование безопасности функционирования системы «оператор-машина-среда» в агропроизводстве. Агропанорама. 2012;(2):32–35. URL: https://ap.bsatu.by/arkhiv/20-2012/41-agropanorama-2-90-2012 (дата обращения: 14.08.2025).
  15. Tekgüler A., Karaköse T. Blueberry Harvest Mechanisms. Bozok Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi. 2024;3(2):168–176. https://doi.org/10.59128/bojans.1535416
  16. Грищук В.М. Гидромеханизация уборки ягод брусничных культур при промышленном производстве на мелиорированных землях. Мелиорация. 2006;(1):178–183. URL: https://melio.belal.by/jour/article/view/163 (дата обращения: 14.04.2025).
  17. Brondino L., Borra D. Mechanized Blueberry Harvesting: Preliminary Results in the Italian Context. Agriculture. 2021;11(12):1197. https://doi.org/10.3390/agriculture11121197
  18. Kuźniar P., Pentos K., Gorzelany J. Evaluation of the Use of Machine Learning to Predict Selected Mechanical Properties of Red Currant Fruit (Ribes Rubrum L.) Ozonized During Storage. Agriculture. 2023;13(11):2125. https://doi.org/10.3390/agriculture13112125
  19. Cai Y., Takeda F., Foote B., DeVetter L.W. Machine Harvesting Comparison and Optimization of Machine Harvest Intervals in Fresh Market Blueberry. Horticulturae. 2021;7(8):245. https://doi.org/10.3390/horticulturae7080245
  20. Кондратьев В.Н., Грищук В.М. Обоснование конструктивных параметров устройства для подбора ягод клюквы крупноплодной с поверхности воды при промышленной уборке. Весці нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя аграрных навук. 2009;(3):103–107. https://www.elibrary.ru/hkziir

 

Лицензия Creative Commons
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Подробности
Просмотров: 10