3-DOF gibljiva platforma za obrezovanje čajevca v kmetijstvu

Ozadje projekta

Tradicionalno ročno obrezovanje v čajnih vrtovih je v veliki meri odvisno od ročnega dela. Delavci vedno znova obrezujejo vzdolž ukrivljenih grebenov čajevca, delo je zelo ponavljajoče se, delovno intenzivno in težko je ohraniti dosledno višino obrezovanja za vsak čajni grm.

Naša stranka je potrebovala preskusno napravo za razvoj avtomatiziranega mehanizma za obrezovanje. Potrebovali so gibljivo platformo, ki reproducira valovito, ukrivljeno gibanje potovanja po vrstah nasadov čaja v laboratoriju. Namesto da vse terenske poskuse izvajajo na prostem, lahko najprej izvedejo simulacijske teste v zaprtih prostorih, da optimizirajo trajektorijo rezalnika.

Za ta projekt smo dobavili po meri izdelano gibljivo platformo s 3 DOF, ki jo poganjajo servo električni cilindri.

Specifikacije jedra platforme

• Hod: 300 mm

• Največja linearna hitrost: 500 mm/s

• Nazivna nosilnost: 50 kg

• Tip aktuatorja: Servo linearni aktuatorji (FDR65‑S300)

• Pomožno ročno ročno kolo za grobo navpično nastavitev višine

Lastnosti izdelka te preskusne platforme s 3 DOF

1. Dinamično gibanje, ki se ujema z valovanjem kmetije v resničnem svetu. Trije servo električni cilindri delujejo usklajeno. Platforma reproducira premik nagiba in nihanja, ki simulira nihanje terena, ko obrezovalni stroj potuje po neravnih grebenih. 300 mm učinkovitega hoda pokriva celoten obseg sprememb višine tal, ki jih običajno najdemo na hribovitih nasadih čaja. Hitrost vožnje do 500 mm/s zvesto posnema delovno hitrost vožnje opreme za obrezovanje na terenu.

2. Nosilnost 50 kg za celotno montažo rezalnika Platforma nosi celoten mehanizem rezalne palice za obrezovanje. Z nazivno nosilnostjo 50 kg podpira celotno težo mehanskih rezalnih ročic, pogonskih motorjev in montažnih okvirjev, tako da se testiranje izvaja s končnimi efektorji v realni velikosti in ne s poenostavljenimi lahkimi prototipi.

3. Ročna prednastavitev ročnega kolesa za prilagodljivo nastavitev Integriran dvižni mehanizem ročnega kolesa omogoča tehnikom, da ročno nastavijo osnovno delovno višino pred začetkom avtomatiziranih dinamičnih preskusov. Operaterji lahko hitro premaknejo osnovno višino za različne sorte čajevca z različnimi višinami grmov brez spreminjanja parametrov programske opreme.

4. Servo krmiljenje z zaprto zanko za ponovljive testne podatke Vse premike krmilijo servo pogoni z zaprto zanko. Vsak nagib in navpični premik je mogoče natančno ponoviti. Preizkusi so ponovljivi, kar je bistveno pri zbiranju primerjalnih podatkov za optimizacijo poti rezalnika. To odpravlja nedosledne rezultate, ki jih dobite pri ročnem testiranju na terenu.

   

Scenarij uporabe za laboratorijsko testiranje obrezovanja čajevca

Na tej preskusni napravi je obrezovalni nož nameščen na premični zgornji okvir. Medtem ko platforma s 3 DOF simulira premikanje po neravnem kmetijskem terenu, inženirji beležijo zmogljivost rezanja:

• Preverite, ali rezalnik ohranja enakomerno višino obrezovanja na valoviti podlagi

• Preizkusite vibracije rezalnika pod dinamično obremenitvijo

• Optimizirajte algoritem za nadzor gibanja, preden namestite prototipne stroje v prave čajne vrtove

Preskušanje s simulacijo v zaprtih prostorih močno skrajša preskusni čas na prostem, skrajša potovanja do gorskih kmetij čaja in pospeši celoten cikel raziskav in razvoja kmetijskih strojev za žetev in obrezovanje.

Širše aplikacije v kmetijski industriji za platforme gibanja servo-dof

Ta primer dokazuje, da servoelektrične gibalne platforme z več DOF niso omejene na klasične primere uporabe simulatorjev; prinašajo veliko vrednost za laboratorije za raziskave in razvoj kmetijskih strojev:

1. Testne mize za robote za obiranje sadovnjaka Simulirajte kotaljenje in nagibanje vozila, ko mobilni roboti za obiranje vozijo po tleh sadovnjaka, da preizkusite stabilnost prijemala za obiranje.

2. Dinamično testiranje stroja za spravilo zelenjave Reproducirajte neravnine tal na kmetiji za prototipe spravila listnate zelenjave, da prilagodite logiko krmiljenja rezalnega noža.

3. Preizkus simulacije kmetijske škropilne opreme. Simulirajte nagib podvozja na pobočju, ocenite porazdelitev škropilnih šob in pljuskanje tekočine v rezervoarjih za pesticide v pogojih dinamičnega nagiba.

4. Preverjanje zmogljivosti opreme za ravnanje z živino. Simulacija dinamične obremenitve za stroje za tehtanje in sortiranje živali pod vibracijami poljske ceste.

5. Platforma za simulacijo tal za kmetijski dron Preizkusite delovanje senzorja tovora drona pod simuliranimi vibracijami šasije kmetijskih vozil.

Končni sklep

Hidravlične preskusne mize, ki so prevladovale pri razvoju kmetijskih strojev. Zdaj so servoelektrične gibalne platforme z več DOF postale čistejša in tišja alternativa: brez puščanja hidravlične tekočine, odlična ponovljivost gibanja, priročna digitalna integracija s strankino programsko opremo za nadzor.

Za razvijalce kmetijskih strojev te platforme zagotavljajo zmogljivo metodo simulacije v zaprtih prostorih. Svojo zasnovo mehanskega in krmilnega sistema lahko potrdite pred uvedbo na terenu, s čimer skrajšate razvojne cikle izdelkov in znižate skupne stroške raziskav in razvoja.

Če razvijate rešitve kmetijske preskusne naprave po meri s servo linearnimi aktuatorji, se obrnite na našo inženirsko ekipo za vašo prilagojeno ponudbo gibljive platforme 3-DOF /6-DOF.