Nền tảng chuyển động 3‑DOF để cắt tỉa cây chè trong nông nghiệp

Bối cảnh dự án

Công việc cắt tỉa vườn trà truyền thống chủ yếu dựa vào lao động chân tay. Công nhân cắt tỉa liên tục dọc theo các đường cong của cây chè, công việc có tính lặp đi lặp lại cao, tốn nhiều công sức và khó giữ được chiều cao cắt tỉa phù hợp cho từng bụi chè.

Khách hàng của chúng tôi cần một thiết bị thử nghiệm để phát triển cơ chế cắt tỉa tự động. Họ yêu cầu một nền tảng chuyển động tái tạo chuyển động cong, nhấp nhô khi di chuyển dọc theo các hàng trồng chè trong phòng thí nghiệm. Thay vì thực hiện tất cả các thử nghiệm ngoài trời, trước tiên họ có thể chạy thử nghiệm mô phỏng trong nhà để tối ưu hóa quỹ đạo của máy cắt.

Đối với dự án này, chúng tôi đã cung cấp nền tảng chuyển động 3-DOF được chế tạo tùy chỉnh được hỗ trợ bởi xi lanh điện servo.

Thông số kỹ thuật cốt lõi của nền tảng

• Hành trình: 300 mm

• Tốc độ tuyến tính tối đa: 500 mm/s

• Tải trọng định mức: 50 kg

• Loại bộ truyền động: Bộ truyền động tuyến tính servo (FDR65‑S300)

• Bánh xe tay phụ trợ để điều chỉnh chiều cao theo chiều dọc

Tính năng sản phẩm của Nền tảng thử nghiệm 3‑DOF này

1. Chuyển động năng động phù hợp với chuyển động nhấp nhô của trang trại trong thế giới thực Ba xi lanh điện servo hoạt động theo chuyển động phối hợp. Bệ này tái tạo chuyển vị nghiêng và nâng mô phỏng sự dao động của địa hình khi máy cắt tỉa di chuyển dọc theo các rặng chè không bằng phẳng. Hành trình hiệu quả 300 mm bao gồm đầy đủ các thay đổi về độ cao mặt đất thường thấy ở các đồn điền chè trên đồi. Tốc độ chạy lên tới 500 mm/s mô phỏng chính xác tốc độ di chuyển làm việc của thiết bị cắt tỉa hiện trường.

2. Khả năng tải trọng 50 kg để lắp ráp máy cắt hoàn chỉnh Bệ mang toàn bộ cơ cấu thanh cắt tỉa. Với tải trọng định mức 50 kg, nó hỗ trợ toàn bộ trọng lượng của cánh tay cắt cơ khí, động cơ truyền động và khung lắp, do đó, thử nghiệm được thực hiện với bộ tác động cuối kích thước thực thay vì các nguyên mẫu nhẹ đơn giản hóa.

3. Điều chỉnh trước bằng tay quay bằng tay để thiết lập linh hoạt Cơ cấu nâng tay quay tích hợp cho phép kỹ thuật viên cài đặt chiều cao làm việc của đế theo cách thủ công trước khi bắt đầu kiểm tra động tự động. Người vận hành có thể nhanh chóng thay đổi chiều cao cơ sở cho các giống cây trà khác nhau với chiều cao bụi khác nhau mà không cần sửa đổi các thông số phần mềm.

4. Điều khiển vòng kín servo cho dữ liệu thử nghiệm có thể lặp lại Tất cả các chuyển động được điều khiển bằng bộ truyền động servo vòng kín. Mọi độ nghiêng và dịch chuyển theo chiều dọc đều có thể được lặp lại một cách chính xác. Các lần chạy thử có thể lặp lại, điều này rất cần thiết khi thu thập dữ liệu so sánh để tối ưu hóa đường cắt. Điều này giúp loại bỏ các kết quả không nhất quán mà bạn nhận được từ thử nghiệm hiện trường thủ công.

   

Kịch bản ứng dụng để thử nghiệm phòng thí nghiệm cắt tỉa chè

Trên băng ghế thử nghiệm này, dao cắt tỉa được gắn trên khung di chuyển trên cùng. Trong khi nền tảng 3‑DOF mô phỏng chuyển động gập ghềnh trên địa hình trang trại, các kỹ sư ghi lại hiệu suất cắt:

• Kiểm tra xem máy cắt có duy trì độ cao cắt đều trên mặt đất nhấp nhô không

• Kiểm tra độ rung của dao cắt dưới tải trọng động

• Tối ưu hóa thuật toán điều khiển chuyển động trước khi triển khai máy nguyên mẫu đến vườn chè thật

Thử nghiệm mô phỏng trong nhà giúp giảm đáng kể thời gian thử nghiệm ngoài trời, giảm việc di chuyển đến các trang trại chè trên núi và tăng tốc toàn bộ chu trình R&D cho máy thu hoạch và cắt tỉa nông nghiệp.

Các ứng dụng rộng hơn trong ngành nông nghiệp dành cho nền tảng chuyển động servo‑dof

Trường hợp này chứng tỏ nền tảng chuyển động đa DOF điện servo không bị giới hạn ở các trường hợp sử dụng trình mô phỏng cổ điển; chúng mang lại giá trị to lớn cho các phòng thí nghiệm R&D máy móc nông nghiệp:

1. Bàn thử nghiệm rô-bốt hái trái cây trong vườn Mô phỏng xe lăn và nghiêng khi rô-bốt hái di động di chuyển trên mặt đất vườn cây ăn quả để kiểm tra độ ổn định của dụng cụ hái.

2. Thử nghiệm động máy thu hoạch rau Tái tạo các va chạm trên mặt đất cho các nguyên mẫu máy gặt rau ăn lá để điều chỉnh logic điều khiển dao cắt.

3. Thử nghiệm mô phỏng thiết bị phun nông nghiệp Mô phỏng độ nghiêng của khung gầm trên đất nông nghiệp dốc, đánh giá sự phân bổ vòi phun và sự va chạm của chất lỏng bên trong thùng chứa thuốc trừ sâu trong điều kiện nghiêng động.

4. Xác minh hiệu suất của thiết bị xử lý vật nuôi Mô phỏng tải động cho máy cân và phân loại động vật trong điều kiện đường rung động.

5. Nền tảng mô phỏng mặt đất của máy bay không người lái trong nông nghiệp Kiểm tra hiệu suất của cảm biến tải trọng của máy bay không người lái dưới sự rung động mô phỏng khung gầm của các phương tiện nông nghiệp.

Kết luận cuối cùng

Bàn thử nghiệm thủy lực được sử dụng để chi phối quá trình phát triển máy móc nông nghiệp. Giờ đây, các nền tảng chuyển động đa DOF điện servo trở thành giải pháp thay thế sạch hơn, yên tĩnh hơn: không rò rỉ chất lỏng thủy lực, khả năng lặp lại chuyển động tuyệt vời, tích hợp kỹ thuật số thuận tiện với phần mềm điều khiển của khách hàng.

Đối với các nhà phát triển máy móc nông nghiệp, những nền tảng này cung cấp một phương pháp mô phỏng trong nhà mạnh mẽ. Bạn có thể xác nhận thiết kế cơ khí và hệ thống điều khiển của mình trước khi triển khai tại hiện trường, rút ​​ngắn chu kỳ phát triển sản phẩm và giảm chi phí R&D tổng thể.

Nếu bạn đang phát triển các giải pháp giàn thử nghiệm nông nghiệp tùy chỉnh với bộ truyền động tuyến tính servo, hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi để nhận báo giá nền tảng chuyển động 3‑DOF /6‑DOF phù hợp với bạn.