At elektrificere en landbrugsrobot eller en høstmaskine
Robotte, der fjerner ukrudt, transportvogne til høst og små, terrængående transportører bliver mere og mere almindelige på marker og i vinmarker. De har én ting til fælles: de bevæger sig langsomt, over lange perioder, og under vanskelige forhold. Deres motorisering har næsten intet tilfælles med den, der findes i et hurtigt køretøj. Denne guide forklarer, hvordan man vælger den rigtige.
Det vigtigste
- En landbrugsmaskine har brug for et højt moment ved meget lave hastigheder, og det i mange timer, ikke for maksimal hastighed.
- Maskiner med to hjul eller spor kræver to motorer, der styres sammen.
- Mudder, støv og vaskevand: elektronikken skal beskyttes tilsvarende.
- Batteriet er dimensioneret ud fra den faktiske arbejdsdag, inklusive stigninger og belastning.
Om moment ved lav hastighed
En robot til ukrudtsbekæmpelse bevæger sig langsomt, men den skal kunne starte op i en opadgående hældning, fuldt lastet, i løst terræn. Derfor er det drejningsmomentet ved meget lav hastighed, der afgør motorens størrelse. Der findes to løsninger: enten en motor med højt drejningsmoment i hver hjul, eller en hurtigere motor kombineret med en gearkasse. Gearkassen muliggør en mindre og lettere motor, men til gengæld introduceres en ekstra mekanisk komponent, der skal vedligeholdes.
Køring ved meget lav hastighed kræver også en præcis controller: uden sensor estimerer en motor dårligt sin position, når den står stille og ved opstart. På landbrugsmaskiner er positionssensorer næsten altid nødvendige. Se vores guide om Hall-sensorer, encodere og resolvere, og den om sensorløs motorstyring, som forklarer dens begrænsninger ved lav hastighed.
To motorer, én retning
En terrængående køretøj med larvebånd eller en robot med differentialstyring drejer ved at få de to sider til at rotere med forskellige hastigheder. Derfor skal de to motorer styres sammen, på en koordineret måde. En dobbelt controller, der styrer begge motorer, forenkler ledningsføringen og koordineringen.
Modstå terrænet
En landbrugsmaskine kører i mudder, støv og under regn, og den udsættes for rengøring. Controlleren og batteriet skal være indkapslet i vandtætte kabinetter, og stikkontakterne skal være valgt til udendørs brug. Kølingen skal designes uden direkte luftindtag. Vibrationer og stød er konstante: fastgørelser og kabler skal være designet til at modstå dette.
Batteriet til dagen
Sæsonen venter ikke. Batteriet skal kunne klare en hel arbejdsdag, med bakker, belastning og gentagne accelerationer. En praktisk måling over en typisk dag er bedre end alle teoretiske beregninger. Batteristyringssystemet (BMS) skal kunne kommunikere med resten af systemet, ofte via CAN-bus, således at styresystemet kender batteriets ladetilstand.
Dialogen med styringen
På en robot er det ikke en fører, der styrer motorerne, men en styreenhed. Styreenheden skal modtage information om ønsket hastighed eller moment, sende sine egne målinger og eventuelle fejl tilbage, og stoppe korrekt i tilfælde af tab af kommunikation.
Hvad Rage gør for landbrugsteknologien
Vores ingeniørteam designer den elektriske drivlinje til lette landbrugsmaskiner: motorer udvalgt for moment ved lav hastighed, dobbeltstyringer, batterier dimensioneret til en dags drift, og overvågning af hver maskine via RageLink. Se vores side om landbrug og vinavl.
Værkstedstip.
Planlæg fra starten, hvordan maskinen skal stoppe i tilfælde af fejl: tab af kommunikation, fladt batteri midt i en kørsel, motorblokering. På en robot uden fører er sikkerhed det vigtigste, før komforten kommer i betragtning.
For den generelle metode, se vores guide om, hvordan man elektrificerer en maskine, og hvor man skal starte.
Ofte stillede spørgsmål
Motor i nav eller motor med gearkasse?
En navmotor er simpel og kræver minimal mekanisk vedligeholdelse. En motor med gearkasse er lettere og mere kompakt, og leverer det samme drejningsmoment ved hjulet. Valget afhænger af den tilgængelige plads, vægten og adgangen til vedligeholdelse.
Skal der være positionssensorer på motorerne?
For et køretøj, der ofte starter under belastning og bevæger sig meget langsomt, ja, i de fleste tilfælde: de sikrer et jævnt moment fra stilstand.
Kan controlleren modtage kommandoer fra en navigationscomputer?
Ja, forudsat at den har en digital forbindelse, typisk en CAN-bus, og et protokol, der er aftalt med styresystemet.
Kan I producere en lille serie?
Ja: Vi arbejder med prototyper samt små og mellemstore produktionsserier, hvilket svarer til de typiske produktionsvolumener for robotproducenter og producenter af el-scootere.