Motorizzare un robot agricolo o un mulo da raccolta elettrico
I robot diserbanti, i muli da raccolta e i piccoli trasportatori cingolati si stanno moltiplicando nei campi e nei vigneti. Hanno un punto in comune: avanzano lentamente, a lungo, in condizioni difficili. La loro motorizzazione non ha quasi nulla a che vedere con quella di un veicolo veloce. Questa guida spiega come sceglierla.
L'essenziale
- Un mezzo agricolo ha bisogno di coppia a bassissima velocità, per ore, non di velocità massima.
- Le macchine a due treni di ruote o cingolate richiedono due motori pilotati insieme.
- Fango, polvere, acqua di lavaggio: l'elettronica deve essere protetta di conseguenza.
- La batteria si dimensiona in base alla giornata lavorativa reale, pendenze e carico inclusi.
Coppia a bassa velocità
Un robot diserbante avanza al passo, ma deve partire in salita, a pieno carico, su terreno soffice. È quindi la coppia a bassissima velocità a dimensionare il motore. Esistono due soluzioni: un motore hub a coppia elevata in ogni ruota, oppure un motore più veloce seguito da un riduttore. Il riduttore consente di utilizzare un motore più piccolo e leggero, al prezzo di un componente meccanico in più da manutenere.
Il pilotaggio a bassissima velocità richiede anche un controller preciso: senza sensori, un motore stima male la sua posizione da fermo e in fase di avvio. Su un mezzo agricolo, i sensori di posizione sono quasi sempre necessari. Vedi la nostra guida sui sensori Hall, encoder e resolver, e quella sull'osservatore sensorless, che ne spiega i limiti a bassa velocità.
Due motori, un'unica direzione
Un trasportatore cingolato o un robot a sterzo differenziale gira facendo ruotare i suoi due lati a velocità diverse. I due motori devono quindi essere pilotati insieme, in modo coordinato. Un controller doppio, che comanda entrambi i motori, semplifica il cablaggio e la coordinazione.
Resistere al terreno
Un mezzo agricolo viaggia nel fango, nella polvere, sotto la pioggia e passa sotto l'idropulitrice. Il controller e la batteria devono essere racchiusi in contenitori stagni, i connettori scelti per l'esterno e il raffreddamento progettato senza prese d'aria dirette. Vibrazioni e urti sono costanti: fissaggi e cavi devono essere previsti di conseguenza.
La batteria per la giornata
La stagione non aspetta. La batteria deve coprire una giornata di lavoro reale, con pendenze, carico e avviamenti ripetuti. La misurazione sul campo di una giornata tipo vale più di qualsiasi calcolo teorico. Il BMS deve poter dialogare con il resto della macchina, spesso tramite bus CAN, affinché il sistema di guida conosca lo stato di carica.
Il dialogo con la guida
Su un robot, non è un conducente a comandare i motori, ma un calcolatore di guida. Il controller deve ricevere i suoi comandi di velocità o di coppia, inviargli le sue misurazioni e i suoi guasti, e arrestarsi correttamente in caso di perdita di comunicazione.
Cosa fa Rage per l'agritech
Il nostro ufficio tecnico progetta la trazione elettrica di mezzi agricoli leggeri: motori scelti per la coppia a bassa velocità, controller doppi, batterie dimensionate per la giornata e monitoraggio di ogni macchina in RageLink. Vedi la nostra pagina agricoltura e viticoltura.
Il consiglio dell'officina
Prevedete fin dall'inizio come la macchina si arresta in caso di guasto: perdita di comunicazione, batteria scarica in mezzo al campo, motore bloccato. Su un robot senza conducente, è una questione di sicurezza prima ancora che di comfort.
Per il metodo generale, vedi la nostra guida elettrificare una macchina, da dove iniziare.
Domande frequenti
Motore hub o motore con riduttore?
Il motore hub è semplice e senza manutenzione meccanica; il motore con riduttore è più leggero e compatto a parità di coppia alla ruota. La scelta dipende dallo spazio disponibile, dal peso e dall'accesso per la manutenzione.
Servono sensori di posizione sui motori?
Per un mezzo che parte spesso sotto carico e avanza molto lentamente, sì nella maggior parte dei casi: garantiscono una coppia netta fin dall'avvio.
Il controller può ricevere ordini da un calcolatore di guida?
Sì, a condizione che disponga di un collegamento digitale, solitamente un bus CAN, e di un protocollo concordato con il sistema di guida.
Potete lavorare su una piccola serie?
Sì: lavoriamo dal prototipo alla piccola e media serie, i volumi abituali dei produttori di robot e trasportatori.