“绿芦笋收割机器人系统”(Garotics)能够在田间工作24小时。
图片来源:HepcoMotion
为什么芦笋是欧洲最昂贵的蔬菜之一?因为收割机必须煞费苦心地把每根茎秆都单独刺穿。机器人可以改变这一点，不来梅机电中心(BCM)的工程师们正在研制一种机器人。它与收割工具一起工作，收割工具运行在hecomotion的精密轨道上，hecomotion是线性制导系统的专家。
芦笋在英国消费者中越来越受欢迎，但对农民来说，这意味着春天的压力。这是因为他们必须在如此短的时间内收获大量的玉米——根据联邦统计局的数据，2015年的产量为11.21万吨。田里的工作很辛苦，工人们必须把每根茎秆都剪断。因此，难怪农民发现越来越难找到工人，而且由于工资成本，只能以高价提供芦笋。
人们非常希望自动化，顺便说一句，芦笋的种植长期以来一直在进行自动化。确实有很多方法，但到目前为止，还没有机器能够在收获方面超过人类。意识到这一需求，绿芦笋收割机器人系统项目(Garotics)正在开发一种绿芦笋收割机器人。不莱梅机电中心(BCM)、来自Buxtehude的包装机制造商Strauss和英国农业公司C. Wright & Son也在这个项目上工作。
该机器人使用摄像系统来识别哪些芦笋茎可以收割了
收割机机器人的基础是一个有四个轮子和前轮驱动的底盘。在前轮之间的中央安装了一个摄像系统，当绿色芦笋经过时，它可以拍摄芦笋茎。与白芦笋不同，绿芦笋生长在地上。然后，摄影处理软件识别出成熟的秸秆，可以收割。Strauss的设计工程师Sebastian Allers解释说:“建造一种割草机是没有意义的，因为茎秆的生长速度不同。”“因此，其中一个挑战是实现可以区分不同生长阶段的图像处理。”
hecomotion的线性导轨可以精确定位收获工具
然后，软件将成熟样品的坐标进一步引导到工具头，工具头安装在由HepcoMotion不锈钢制成的硬化和精密切割的线性导轨下。工具头可以在一个时间带驱动的车厢上从一侧到另一侧穿越整个车辆宽度。
驱动力来自一个带蜗轮的交流减速电机，位于直线导轨的一侧。hecomotion德国北部地区销售经理Mark Völkers解释说:“DLS系统的电机功率可达1.1 kW，齿轮减速器为5:1至75:1。“这使得驱动力高达750牛顿，速度高达每秒1.4米，使用特殊的电机可以达到每秒5米。”收割机器人同时使用两个工具头，它们可以在彼此独立的两个轨道上移动，从而实现高吞吐量。
来自HepcoMotion的环段允许旋转运动，只需一个驱动器
一旦工具头定位，它就会从后向下旋转一个夹持臂。对于这个机芯，工程师们使用了另一个HepcoMotion系统:PRT2。解决方案涉及一系列不锈钢环和环段。它们可以通过直线导轨连接到各种开放和封闭的轨道上。芦笋机器人的工具头两侧有90度的弯曲，安装有连接的直件。夹持臂拧在带有v形导向轴承的支架上，v形导向轴承同心和偏心布置。这些滚子从上面和下面与感应硬化的V轨道环段接合。
运动是由一个同步带影响，该同步带将车厢和夹持臂拉过25毫米宽的轨道，从而产生一个关键的运动。电机安装在工具头的外侧。不莱梅大学生产工程学院不莱梅结构工程和生产设备研究所(bime)的研究助理Lasse Langstädtler说:“由于轨道系统，夹持器的线性运动和旋转仅通过节省空间的驱动器实现。”“滚轮导轨还可以让夹持臂相对较快地下降，由于下降时的线性运动和旋转相结合，可以在两个芦笋茎之间的小距离内放置”。缓慢的移动必须提前开始，这可能会导致抓取臂损坏尚未成熟的芦笋茎，这些芦笋茎还没有准备好收割。当抓取臂放下时，一个气缸被触发，驱动剪断动作并同时抓取芦笋，同时机器人以每秒0.5米的速度不断向前移动。然后，整个工具头移动到一侧，将芦笋放置在传送带上。
芦笋生长在许多不同的国家，这意味着环境条件是非常不同的(它可以是热的或冷的，多尘的和潮湿的)。这也是工程师们决定使用HepcoMotion的另一个原因，因为该系统可以承受恶劣的环境条件。“v型导流原理实际上是自清洁的”Völkers说。在车厢行驶过程中，轴承将污垢推离轨道。”此外，与轴承循环系统不同，不需要润滑脂，因为所有组件都是耐腐蚀的。因此，芦笋不会接触到铁锈。“这是食品行业需要满足的基本要求之一。”
实地测试
工程师们与来自英国的项目合作伙伴C. Wright & Son在真实条件下测试了芦笋收获机。施特劳斯说:“在这次现场测试中，我们想知道电池可以为机器供电多长时间。”其中一个挑战是收获工具的速度。“到目前为止，他们的速度并不比人类收割机快”，但如果他们有足够的能源供应，他们可以在田里工作24小时而没有任何问题。这可能会使未来的收割更经济，使芦笋更便宜。
如需更多信息，请访问http://www.hepcomotion.com．
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