3-DOF Motion Platform для обрізки чайного дерева в сільському господарстві

Передумови проекту

Традиційна робота по обрізанню чайного саду значною мірою залежить від ручної праці. Робітники неодноразово обрізають вигнуті гряди чайного дерева, робота дуже повторювана, трудомістка, і важко підтримувати постійну висоту обрізки для кожного чайного куща.

Нашому замовнику потрібен був тестовий стенд для розробки автоматичного механізму обрізки. Їм була потрібна рухома платформа, яка відтворює хвилеподібний, вигнутий рух подорожі вздовж рядів чайних плантацій у лабораторії. Замість того, щоб проводити всі польові випробування на відкритому повітрі, вони можуть спочатку провести симуляційні тести в приміщенні, щоб оптимізувати траєкторію різака.

Для цього проекту ми поставили спеціально виготовлену рухливу платформу з 3 DOF, що працює від електричних сервоциліндрів.

Специфікації ядра платформи

• Хід: 300 мм

• Максимальна лінійна швидкість: 500 мм/с

• Номінальна вантажопідйомність: 50 кг

• Тип приводу: лінійні сервоприводи (FDR65‑S300)

• Допоміжний ручний маховик для грубого вертикального регулювання висоти

Особливості продукту цієї тестової платформи з 3 DOF

1. Динамічний рух, що відповідає хвилеподібності реальної ферми. Три електричні сервоциліндри працюють узгоджено. Платформа відтворює нахил і переміщення, що імітує коливання рельєфу, коли машина для обрізки рухається по нерівних хребтах. Ефективний хід 300 мм покриває весь діапазон змін висоти землі, які зазвичай зустрічаються на горбистих чайних плантаціях. Швидкість руху до 500 мм/с точно повторює робочу швидкість руху польового обладнання для обрізки.

2. Вантажопідйомність 50 кг для повного складання ріжучого інструменту Платформа несе весь механізм ріжучої планки. Завдяки номінальному корисному навантаженню 50 кг він витримує повну вагу механічних ріжучих важелів, приводних двигунів і монтажних рам, тому тестування виконується з кінцевими ефекторами реального розміру, а не спрощеними легкими прототипами.

3. Ручне попереднє налаштування маховика для гнучкого налаштування Вбудований підйомний механізм маховика дозволяє фахівцям вручну встановити базову робочу висоту перед початком автоматизованих динамічних тестів. Оператори можуть швидко змінювати базову висоту для різних сортів чайного дерева з різною висотою куща без зміни програмних параметрів.

4. Керування сервоприводом із замкнутим контуром для повторюваних даних тестування. Усі рухи контролюються сервоприводами із замкнутим контуром. Кожен нахил і вертикальне зміщення можна точно повторити. Тестові прогони є відтворюваними, що важливо під час збору порівняльних даних для оптимізації траєкторії різання. Це усуває суперечливі результати, які ви отримуєте під час ручного польового тестування.

   

Сценарій застосування для лабораторних випробувань обрізки чаю

На цьому випробувальному стенді сучкоріз встановлено на рухомій верхній рамі. У той час як платформа з 3 DOF імітує рух по вибоїстій місцевості ферми, інженери записують продуктивність різання:

• Перевірте, чи фреза підтримує рівну висоту обрізки на хвилястій землі

• Випробування вібрації фрези під динамічним навантаженням

• Оптимізуйте алгоритм керування рухом перед розгортанням прототипів машин у справжніх чайних садах

Симуляційне тестування в приміщенні значно скорочує час випробувань на відкритому повітрі, скорочує поїздки до гірських чайних ферм і прискорює весь цикл досліджень і розробок сільськогосподарської техніки для збирання врожаю та обрізки.

Широке застосування в сільськогосподарській промисловості для платформ руху з сервоприводом

Цей випадок доводить, що сервоелектричні платформи руху з декількома DOF не обмежуються випадками використання класичних симуляторів; вони приносять величезну цінність для лабораторій досліджень і розробок сільськогосподарської техніки:

1. Випробувальні стенди роботів для збирання фруктів у саду Імітуйте кочення та кивання транспортного засобу, коли мобільні роботи-збирачі їздять по землі саду, щоб перевірити стійкість захоплення збирання.

2. Динамічне тестування машини для збирання овочів. Відтворюйте нерівності землі на фермі для прототипів комбайнів для збирання листових овочів, щоб налаштувати логіку керування ріжучим ножем.

3. Випробування симуляції сільськогосподарського обладнання для розпилення. Імітуйте нахил шасі на схилій сільськогосподарській ділянці, оцініть розподіл розпилювальних форсунок і розбризкування рідини в резервуарах для пестицидів в умовах динамічного нахилу.

4. Перевірка продуктивності обладнання для обробки худоби. Моделювання динамічного навантаження для обладнання для зважування та сортування тварин під впливом вібрації польової дороги.

5. Платформа моделювання ґрунту для сільськогосподарського дрона Перевірте роботу датчика корисного навантаження дрона за умов імітації вібрації шасі сільськогосподарських транспортних засобів.

Остаточний висновок

Гідравлічні випробувальні стенди домінували в розробці сільськогосподарської техніки. Тепер сервоелектричні рухливі платформи з декількома DOF стали чистішою та тихішою альтернативою: відсутність витоку гідравлічної рідини, чудова повторюваність руху, зручна цифрова інтеграція з керуючим програмним забезпеченням клієнта.

Для розробників сільськогосподарської техніки ці платформи забезпечують потужний метод моделювання в приміщенні. Ви можете перевірити свою механічну конструкцію та систему керування перед польовим розгортанням, скоротивши цикли розробки продукту та зменшивши загальні витрати на дослідження та розробки.

Якщо ви розробляєте індивідуальні рішення для випробувального сільськогосподарського обладнання з сервоприводами, зв’яжіться з нашою командою інженерів, щоб отримати індивідуальну пропозицію щодо рухомої платформи 3-DOF /6-DOF.