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陡坡种植的葡萄栽培机器人Geisi

来源:仪器仪表网发布时间:2020.03.18 22:22:08 阅读:237

春耕、夏耘、秋收、冬藏,四者不失时,故五谷不绝。 对时间的把握蕴含着古人的智慧。

从牛耕时代到机械化耕种时代,现代科技开始反哺农业。

案例背景

在陡峭的山坡进行葡萄种植是德国葡萄酒产区的独特风景。然而,陡坡种植的比例稳步下降。到2010年,陡坡种植的总面积下降到只有9%。其中重要原因,就是陡坡种植需要完全由手工完成——危险并且费用昂贵。盖森海姆大学技术研究所,希望通过机器人来改善这种状况。

盖森海姆大学制定了陡坡机械化种植新概念:葡萄栽培机器人 "Geisi"。Geisi 可以在70度陡坡上进行机械化耕种,并可远程控制。

机械化耕种的独特概念

高山斜坡割草机常用的尖刺辊,是陡坡工作机械设备的基础 - 集成了运输和驱动功能。尖刺辊非常低的重心是 Geisi 能够在斜坡上工作的前提基础。

使用尖刺辊能确保机器人在陡坡上安全可靠地移动,因此,开发团队首先对尖刺辊进行了改进,以便其能被两轴或三轴操控的机器人使用。

创新——陡坡种

Schwarz 教授领导的研发小组着手制定陡坡机械化工作的新概念:葡萄栽培机器人 Geisi。和现在的机械栽培设备不同,Geisi 能够在70度的陡坡上进行工作——没有绳索并可远程控制。其可大幅降低栽种成本,并且更加安全。

从长远来看,机械化陡坡种植能够完成典型的栽培工作,例如作物保护,地膜覆盖,修剪枝叶等。并且费用低廉,更加安全。

为了使 Geisi 能在陡峭的山坡上自主、可靠地移动,HBM 提供了坚固可靠的移动数据采集系统 Somat eDAQ 和应变片对其进行了测试。

葡萄种植机器人“Geisi”的成功得益于 HBM测试测量技术

带尖刺的尖刺辊全轮驱动对转向系统提出了特殊的挑战。Geisi 的上一代模型 - 左右侧不同转速运行的辊滑移导向系统就被证明是不适宜的,因为尖刺辊非常强的地面互锁能力,在试运行期间产生了极强的力,会使材料产生断裂。

无液压缸,带有两个交叉固定和两个移动辊,铰接式转向系统被证明是理想的解决方案。它提供了足够的防滑能力并且不会影响转向辊移动。

原型机配备了全套测试和测量设备,以便对材料负载进行全面分析。HBM应变片被安装在驱动辊悬架上,以便对产生的力和弯矩进行三维采集。

GPS,CANbus 通讯,以及斜角灯数据都通过HBM数据采集系统采集。搜集的速度信息以及计算得出的滑动信息被用于转向精确控制。

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