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SIKO 的測量和傳感器解決方案不僅廣泛用于成熟的工業(yè)應(yīng)用，而且 SIKO GmbH 目前還在為一個農(nóng)業(yè)研發(fā)項目提供支持，該項目使用兩個用于移動機器的旋轉(zhuǎn)編碼器。

“AurOrA” (Autonomer Obstplantagenhelfer Altes Land) 是一種小型自動駕駛車輛，將來可在果園中自動行駛，檢測并拾取裝滿的水果箱，并將它們送到指定的卸貨點。該機器人可減輕收割工人的負(fù)擔(dān)，讓他們能夠
專注于更難的任務(wù)。通過技術(shù)和自動化可以越來越多地避免單調(diào)、疲勞的活動；這可顯著減輕果園主的工作。該項目的想法來源于實踐經(jīng)驗：來自漢堡西南 Altes Land 的果園主 Johann Schr?der 曾向 Buxtehude hochschule 21 尋求支持，想要開發(fā)這種自動駕駛汽車。他們與來自 Jork 的農(nóng)業(yè)機械制造商 PWH 一起于2020 年 2 月啟動了該項目。果園主對技術(shù)支持的需求很強烈，因此該項目在中期就可以提供適銷對路的經(jīng)濟產(chǎn)品。而該項目的實際目標(biāo)是在 2023 年 1 月之前先推出功能原型機，以證明技術(shù)可行性。該項目由聯(lián)邦經(jīng)濟部的 ZIM 資助計劃提供資助。

第二個里程碑：機器人自動運行

在達到下面的第二個里程碑后，該項目目前處于最后三分之一的規(guī)劃中：機器人已經(jīng)可以在種植園中高度自動運行。目前仍在進行防撞和地面檢測方面的研究工作，例如在泥濘的地面上避免車輪打滑以及避免車輛陷入土地中或漂移進溝渠中。第三個里程碑則是實際拾取和運輸箱子。

這樣的研發(fā)項目總是蘊含著特殊的挑戰(zhàn)，從開始的在各個水果種植公司之間進行利益協(xié)調(diào)（這些公司的收獲流程通常有著很大差異），到基礎(chǔ)設(shè)施方面的問題，例如使用穩(wěn)定的無線電標(biāo)準(zhǔn)，以便機器人可以接收 GPS 數(shù)據(jù)以及與操作員進行通信，再到日常戶外使用中的實際困難（天氣、雨雪、日照、土地情況）。

SIKO 為面向未來的項目提供支持

對于自動運行的車輛而言，可以在車輛上承擔(dān)各種測量任務(wù)的傳感器是必不可少的。在轉(zhuǎn)向角檢測和拾箱器的位置檢測方面，測量和傳感器專家 SIKO 應(yīng)要求提供了大力支持。憑借在移動機器和農(nóng)業(yè)機械技術(shù)方面的多年經(jīng)驗，SIKO 公司能夠?qū)⑵鋵I(yè)知識引入到規(guī)劃階段，并最終提供了支持這些重要功能的兩種合適的旋轉(zhuǎn)編碼器類型。hochschule 21 的研究員 Alexander Kammann 對 SIKO 專家的貢獻贊譽有加：“我們對 SIKO 推動面向未來的項目的意愿以及他們在其中提供的咨詢貢獻感到非常驚喜。起初，我們完全不清楚我們對傳感器的實際要求。這是大家一起研究和確定下來的?！?/p>

適用于惡劣環(huán)境條件的堅固旋轉(zhuǎn)編碼器

首先，可用的傳感器必須非常堅固，并且對惡劣的戶外條件（泥土、灰塵、雨水、強烈的陽光、不平坦的地面）不敏感。SIKO 的 PURE.MOBILE 傳感器模塊組件特別適用于惡劣環(huán)境條件下的移動機器。車輛后部安裝有雙輪，其可以旋轉(zhuǎn)并由此進行轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向角由 WV5800M 磁性旋轉(zhuǎn)編碼器進行記錄、處理并發(fā)送至控制器。這是一種多圈旋轉(zhuǎn)編碼器，其也可用于以絕對值形式記錄多圈。如果電壓中斷，例如由于電池沒電了，則之前設(shè)置的轉(zhuǎn)向角始終仍然可用。如果沒有絕對值編碼器，當(dāng)車輛再次啟動時，轉(zhuǎn)向角將被錯誤地定義為零度角。磁性測量原理可滿足堅固性和不敏感性方面的要求。旋轉(zhuǎn)編碼器的高精度和可靠性也令項目團隊心悅誠服，車輛由此始終可以很好地調(diào)整轉(zhuǎn)向角，從而能夠執(zhí)行其定義的路徑 - 不會出現(xiàn)故障和過大偏差。為了進一步提高這方面的安全性，以及與種植園工作人員互動的安全性，用于未來車輛的安全版本的旋轉(zhuǎn)編碼器 WV58MR 具有冗余位置檢測功能，能可靠地防止故障。在研發(fā)階段，最初的重點是技術(shù)可行性，因此沒有安全標(biāo)準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)編碼器就已經(jīng)足夠。SIKO 型號的優(yōu)勢：兩個旋轉(zhuǎn)編碼器的結(jié)構(gòu)相同，因此在更換它們時無需對應(yīng)用進行機械調(diào)整。轉(zhuǎn)向角檢測還需要一個 CANopen 接口，以便能夠使用盡可能多的標(biāo)準(zhǔn)化電子元件，這些電子元件可以快速更換并集成到總線系統(tǒng)中。

“鰭肢”位置傳感器

第二個 SIKO 旋轉(zhuǎn)編碼器 AH25S 更小、更緊湊，但同樣堅固耐用。這是一個單圈旋轉(zhuǎn)編碼器，用于監(jiān)控拾箱器（即所謂的鰭肢）的位置。每個鰭肢分別在四個點拾起裝滿的水果箱。當(dāng)機器人駛過箱子，并且箱子接觸到彈簧加載式拾取器時，鰭肢向一側(cè)旋轉(zhuǎn)，然后再次自動折疊，從而在箱子的四個角下方進行拾取。為了能夠安全地運輸箱子，必須知道鰭肢的相應(yīng)位置：是真的轉(zhuǎn)回了還是被卡住了？所有四個鰭肢是否都位于箱子下方以確保進行拾取？此處的安裝空間非常有限，因此需要一個微型旋轉(zhuǎn)編碼器，且無需專用支架即可在現(xiàn)場直接使用。這里使用一個模擬傳感器就足夠了，因為這些數(shù)據(jù)信息不如轉(zhuǎn)向角傳感器的數(shù)據(jù)信息那么重要。

真正增值的收割助手

在這種研發(fā)項目中，眾多細(xì)節(jié)必須環(huán)環(huán)相扣，密切配合，以便將一個模糊的想法轉(zhuǎn)化為技術(shù)上完美無缺的產(chǎn)品，將來在眾多果園中使用時具有平衡的成本效益比。為了能夠為公司提供真正的附加值，“AurOrA”也設(shè)計為可用于其他維護工作，例如進行覆蓋和收割或支持新樹的種植。幾乎全年都可以高效使用，而不是僅限于收獲季節(jié)。

圖片：

圖 0) 自動行駛的智能收割助手“AurOra”。圖：?hochschule 21

圖 1) 收割助手“AurOrA“可在蘋果園中自動行駛并檢測水果箱，將其拾取并運送到指定的卸貨點。
圖：?hochschule 21

圖 2) 和 3) 轉(zhuǎn)向裝置的重要細(xì)節(jié)：多圈旋轉(zhuǎn)編碼器 WV5800M 可記錄轉(zhuǎn)向角，以便車輛可以安全地執(zhí)行其定義的路徑。圖：?hochschule 21

圖 4) 和 5) 拾箱器（即所謂的鰭肢）的位置通過堅固的微型旋轉(zhuǎn)編碼器 AH25S 確定（旋轉(zhuǎn)編碼器位于結(jié)構(gòu)的頂端）。圖：?hochschule 21