3-DOF-Bewegungsplattform für das Beschneiden von Teebäumen in der Landwirtschaft

Projekthintergrund

Die traditionelle Beschneidungsarbeit im Teegarten ist in hohem Maße auf Handarbeit angewiesen. Die Arbeiter schneiden wiederholt entlang der geschwungenen Teebaumkämme. Die Arbeit ist sehr repetitiv, arbeitsintensiv und es ist schwierig, für jeden Teestrauch eine konstante Schnitthöhe beizubehalten.

Unser Kunde benötigte einen Prüfstand, um einen automatisierten Beschneidemechanismus zu entwickeln. Sie benötigten eine Bewegungsplattform, die die wellenförmige, geschwungene Bewegung beim Fahren entlang der Teeplantagenreihen im Labor nachahmt. Anstatt alle Feldversuche im Freien durchzuführen, können sie zunächst Simulationstests in Innenräumen durchführen, um die Flugbahn des Fräsers zu optimieren.

Für dieses Projekt haben wir eine maßgeschneiderte 3-DOF-Bewegungsplattform geliefert, die von servoelektrischen Zylindern angetrieben wird.

Kernspezifikationen der Plattform

• Hub: 300 mm

• Maximale lineare Geschwindigkeit: 500 mm/s

• Nennnutzlast: 50 kg

• Antriebstyp: Servo-Linearantriebe (FDR65‑S300)

• Zusätzliches manuelles Handrad zur groben vertikalen Höhenverstellung

Produktmerkmale dieser 3-DOF-Testplattform

1. Dynamische Bewegung, die den realen Bodenwellen auf dem Bauernhof entspricht. Die drei servoelektrischen Zylinder arbeiten in koordinierter Bewegung. Die Plattform reproduziert Neigungs- und Hebebewegungen, die die Geländeschwankungen simulieren, wenn die Beschneidungsmaschine entlang unebener Teekämme fährt. Der effektive Hub von 300 mm deckt den gesamten Bereich der Bodenhöhenänderungen ab, die normalerweise auf hügeligen Teeplantagen auftreten. Die Laufgeschwindigkeit von bis zu 500 mm/s reproduziert originalgetreu die Arbeitsgeschwindigkeit von Feldbeschneidungsgeräten.

2. 50 kg Nutzlast für die komplette Schneideinheit. Die Plattform trägt den gesamten Schneidbalkenmechanismus. Mit einer Nennnutzlast von 50 kg trägt es das volle Gewicht der mechanischen Schneidarme, Antriebsmotoren und Montagerahmen, sodass Tests mit Endeffektoren in Originalgröße und nicht mit vereinfachten, leichten Prototypen durchgeführt werden.

3. Manuelle Handrad-Voreinstellung für flexible Einrichtung. Ein integrierter Handrad-Hebemechanismus ermöglicht es Technikern, die Basisarbeitshöhe manuell einzustellen, bevor automatisierte dynamische Tests gestartet werden. Bediener können die Basishöhe für verschiedene Teebaumsorten mit unterschiedlichen Buschhöhen schnell ändern, ohne die Softwareparameter zu ändern.

4. Servoregelung mit geschlossenem Regelkreis für wiederholbare Testdaten. Alle Bewegungen werden durch Servoantriebe mit geschlossenem Regelkreis gesteuert. Jede Neigung und vertikale Verschiebung kann präzise wiederholt werden. Testläufe sind reproduzierbar, was bei der Erhebung von Vergleichsdaten zur Fräsbahnoptimierung unerlässlich ist. Dadurch werden inkonsistente Ergebnisse vermieden, die bei manuellen Feldtests auftreten.

   

Anwendungsszenario für Labortests im Teeschnitt

Bei diesem Prüfstand ist die Gartenschere auf dem beweglichen Oberrahmen montiert. Während die 3-DOF-Plattform holprige Geländebewegungen simuliert, zeichnen Ingenieure die Schnittleistung auf:

• Überprüfen Sie, ob der Fräser auf unebenem Boden eine gleichmäßige Schnitthöhe beibehält

• Testen Sie die Vibration des Fräsers unter dynamischer Belastung

• Optimieren Sie den Bewegungssteuerungsalgorithmus, bevor Sie Prototypmaschinen in echten Teegärten einsetzen

Indoor-Simulationstests verkürzen die Testzeit im Freien erheblich, reduzieren die Fahrtzeiten zu Teefarmen in den Bergen und beschleunigen den gesamten Forschungs- und Entwicklungszyklus für landwirtschaftliche Ernte- und Beschneidungsmaschinen.

Breitere Anwendungen in der Agrarindustrie für Servo-DoF-Bewegungsplattformen

Dieser Fall beweist, dass servoelektrische Multi-DOF-Bewegungsplattformen nicht auf klassische Simulator-Anwendungsfälle beschränkt sind; Sie bringen einen enormen Mehrwert für Forschungs- und Entwicklungslabore für Landmaschinen:

1. Prüfstände für Obstpflückroboter im Obstgarten. Simulieren Sie das Rollen und Nicken von Fahrzeugen, wenn mobile Pflückroboter über Obstgartenboden fahren, um die Stabilität der Pflückgreifer zu testen.

2. Dynamische Tests von Gemüseerntemaschinen Reproduzieren Sie Bodenunebenheiten auf dem Bauernhof für Prototypen von Blattgemüseerntemaschinen, um die Logik der Schneidmessersteuerung abzustimmen.

3. Simulationstest für landwirtschaftliche Sprühgeräte Simulieren Sie die Neigung des Fahrgestells auf geneigtem Ackerland, bewerten Sie die Verteilung der Sprühdüsen und das Schwappen von Flüssigkeiten in Pestizidtanks unter dynamischen Neigungsbedingungen.

4. Leistungsüberprüfung von Viehhandhabungsgeräten Dynamische Lastsimulation für Tierwiege- und Sortiermaschinen unter Feldstraßenvibrationen.

5. Bodensimulationsplattform für landwirtschaftliche Drohnen Testen Sie die Leistung des Drohnen-Nutzlastsensors unter simulierten Fahrgestellvibrationen von landwirtschaftlichen Fahrzeugen.

Abschließendes Fazit

Früher dominierten hydraulische Prüfstände die Entwicklung von Landmaschinen. Jetzt werden servoelektrische Multi-DOF-Bewegungsplattformen zu einer saubereren und leiseren Alternative: kein Austreten von Hydraulikflüssigkeit, hervorragende Bewegungswiederholbarkeit, praktische digitale Integration mit der Steuerungssoftware des Kunden.

Für Landmaschinenentwickler bieten diese Plattformen eine leistungsstarke Indoor-Simulationsmethode. Sie können Ihr Mechanik- und Steuerungssystemdesign vor dem Einsatz vor Ort validieren, wodurch die Produktentwicklungszyklen verkürzt und die gesamten Forschungs- und Entwicklungskosten gesenkt werden.

Wenn Sie kundenspezifische Lösungen für landwirtschaftliche Prüfstände mit Servo-Linearaktuatoren entwickeln, wenden Sie sich an unser Engineering-Team für Ihr maßgeschneidertes Angebot für 3-DOF-/6-DOF-Bewegungsplattformen.