Het elektrisch aandrijven van een landbouwrobot of een oogstmachine
De robots voor onkruidbestrijding, de oogstrobots en de kleine rupsbandtransporteurs zijn steeds meer aanwezig in de velden en wijngaarden. Ze hebben één ding gemeen: ze bewegen langzaam, gedurende lange tijd, en onder moeilijke omstandigheden. Hun aandrijving heeft bijna niets te maken met die van een snel voertuig. Deze handleiding legt uit hoe u de juiste aandrijving kunt kiezen.
Het belangrijkste
- Een landbouwmachine heeft een hoog koppel nodig bij zeer lage snelheid, gedurende uren, en niet een hoge topsnelheid.
- Machines met twee rijsets of rupsbanden vereisen twee motoren die synchroon worden aangestuurd.
- Modder, stof, spoelwater: de elektronica moet hiertegen beschermd worden.
- De batterij wordt afgestemd op de werkelijke dagelijkse gebruikssituatie, inclusief hellingen en belading.
Meer koppel bij lage snelheid
Een onkruidbestrijdingsrobot beweegt langzaam, maar moet starten op een helling, beladen, in losse grond. Daarom is het koppel bij zeer lage snelheid bepalend voor de motor. Er zijn twee oplossingen: een motor met een hoog koppel in elke wielnaaf, of een snellere motor gevolgd door een reductiekast. De reductiekast maakt een kleinere en lichtere motor mogelijk, maar ten koste van een extra mechanisch onderdeel dat onderhouden moet worden.
Het besturen bij zeer lage snelheid vereist ook een nauwkeurige controller: zonder sensor schat een motor zijn positie verkeerd bij stilstand en bij het starten. Bij een landbouwmachine zijn positie sensoren bijna altijd noodzakelijk. Zie onze handleiding over Hall-sensoren, encoders en resolvers, en die over de sensorloze observer, die de beperkingen bij lage snelheid uitlegt.
Twee motoren, één richting
Een rupsvoertuig of een robot met differentiële besturing draait door de twee zijden met verschillende snelheden aan te drijven. Beide motoren moeten daarom gezamenlijk en gecoördineerd worden bestuurd. Een dubbele controller, die beide motoren aanstuurt, vereenvoudigt de bedrading en de coördinatie.
Weerstaan aan het terrein
Een landbouwmachine rijdt door de modder, het stof en onder de regen, en wordt daarna schoongemaakt. De controller en de batterij moeten in waterdichte behuizingen worden geplaatst, de connectoren moeten geschikt zijn voor buitengebruik, en de koeling moet ontworpen zijn zonder directe luchtinlaat. Trillingen en schokken komen voortdurend voor: bevestigingen en kabels moeten hierop berekend zijn.
De batterij van de dag
Het seizoen wacht niet. De batterij moet een volledige werkdag meegaan, inclusief heuvels, belasting en herhaaldelijk optrekken. Een praktijktest over een typische dag is beter dan elke theoretische berekening. Het Batterij Management Systeem (BMS) moet in staat zijn om met de rest van het systeem te communiceren, vaak via een CAN-bus, zodat het navigatiesysteem de laadstatus kan kennen.
De dialoog met de navigatie
Bij een robot stuurt geen bestuurder de motoren aan, maar een navigatiecomputer. De controller moet instructies over snelheid of koppel ontvangen, zijn metingen en eventuele fouten terugsturen, en op een gecontroleerde manier stoppen in geval van communicatieverlies.
Wat Rage doet voor de agritechnologie
Ons ingenieursbureau ontwerpt de elektrische aandrijving voor lichte landbouwmachines: motoren geselecteerd voor het koppel bij lage snelheid, dubbele controllers, batterijen afgestemd voor een dagelijks gebruik en monitoring van elke machine via RageLink. Bekijk onze pagina landbouw en wijnbouw.
Werkplaats tip:
Denk vanaf het begin na over hoe de machine tot stilstand komt in geval van een storing: verlies van communicatie, lege batterij tijdens het rijden, motorblokkade. Bij een zelfrijdende robot is veiligheid van het grootste belang, voordat je überhaupt aan comfort denkt.
Voor de algemene methode, zie onze handleiding "Hoe een elektrische machine elektrisch aan te sluiten: waar te beginnen".
Veelgestelde vragen
Naafmotor of motor met reductie?
De naafmotor is eenvoudig en vereist geen mechanisch onderhoud. Een motor met reductie is lichter en compacter, terwijl hij hetzelfde koppel levert aan het wiel. De keuze hangt af van de beschikbare ruimte, het gewicht en de toegankelijkheid voor onderhoud.
Zijn er positie sensoren nodig op de motoren?
Voor een voertuig dat vaak met een zware belasting start en erg langzaam rijdt, is het in de meeste gevallen ja: ze zorgen voor een direct koppel vanaf stilstand.
Kan de controller signalen ontvangen van een navigatiesysteem?
Ja, op voorwaarde dat het een digitale verbinding heeft, meestal een CAN-bus, en een protocol gebruikt dat is afgestemd op het besturingssysteem.
Kunt u een kleine serie produceren?
Ja: wij werken van prototypes tot kleine en middelgrote series, in de volumes die gebruikelijk zijn voor fabrikanten van robots en elektrische voertuigen.