Регистрировать
В условиях стремительного развития точного земледелия получение комплексных и высокоточных данных о состоянии сельскохозяйственных культур становится одной из ключевых задач. В этом видео мы представляем инновационную разработку Лаборатории сельскохозяйственной робототехники Университета Миннесоты (University of Minnesota) — сельскохозяйственного четвероногого робота, специально созданного для работы в сложных условиях полей.
В качестве основного привода робот использует CubeMars AK70-10 Robotic Actuator. Преодолевая физические ограничения традиционных сельскохозяйственных дронов и колесной техники, он способен проникать глубоко в густые кукурузные поля и выполнять высокоточную съемку данных о вредителях, заболеваниях и состоянии питательных веществ под пологом растений, дополняя современное интеллектуальное сельское хозяйство возможностями трехмерного мониторинга полей.
Несмотря на широкое распространение сельскохозяйственных дронов и автономных тракторов, исследователи по-прежнему сталкиваются с серьезными трудностями при мониторинге высокорослых культур, таких как кукуруза и сорго.
Недоступная зона под пологом растений: Дроны могут выполнять съемку только над верхней частью растений и не способны обнаружить ранние признаки заболеваний или вредителей на нижней стороне листьев и у основания стеблей. В то же время крупная сельскохозяйственная техника слишком громоздка, чтобы работать в густых посевах на средних и поздних стадиях роста.
Сложная неструктурированная местность: Сельскохозяйственные поля представляют собой сочетание грязи, борозд, сорняков и неровной поверхности. Традиционные колесные роботы легко застревают или переворачиваются, поэтому плохо подходят для подобных неструктурированных условий.
Баланс между полезной нагрузкой, автономностью и мобильностью: Четвероногий робот должен переносить мультиспектральные камеры, LiDAR и другие датчики, одновременно свободно перемещаясь между узкими рядами растений. Это предъявляет исключительно высокие требования к удельной мощности (отношению крутящего момента к массе) приводов.
Чтобы четвероногий робот мог уверенно передвигаться даже по самым сложным сельскохозяйственным участкам, команда Университета Миннесоты выбрала высокопроизводительные суставные приводы CubeMars. Их основные преимущества для сельскохозяйственной робототехники включают:
Компактность и малый вес — идеальное решение для узких междурядий: Пространство внутри ног робота ограничено, а общий вес напрямую влияет на глубину погружения в мягкую почву. CubeMars AK70-10 объединяет бесщеточный двигатель, прецизионный редуктор и драйвер в компактном и легком корпусе. Благодаря высокой удельной мощности конструкция значительно уменьшает массу робота, позволяя ему свободно перемещаться между рядами растений, не повреждая урожай.
Высокий крутящий момент для преодоления грязи и сложного рельефа: При преодолении борозд или движении по грязи суставы ног должны мгновенно развивать высокий крутящий момент, чтобы поддерживать корпус робота и извлекать ноги из мягкого грунта. Приводы CubeMars обладают высоким пиковым моментом и отличной перегрузочной способностью. В сочетании с современными алгоритмами FOC они в режиме реального времени регулируют момент каждой ноги, обеспечивая устойчивость корпуса и высокое сцепление даже на сложной местности.
Надежность промышленного уровня для тяжелых условий эксплуатации: Сельскохозяйственная среда характеризуется высокой влажностью, большим количеством пыли, сильными вибрациями и значительными перепадами температур. Силовые модули CubeMars имеют промышленную герметизацию и усиленную конструкцию, обеспечивая превосходную защиту от пыли, воды и вибраций. Это гарантирует высокую стабильность и длительный срок службы при продолжительной работе на открытом воздухе.
В этом видео вы увидите работу сельскохозяйственного четвероногого робота Университета Миннесоты, оснащенного приводами CubeMars.
Передвижение под пологом растений: Робот свободно перемещается по густым кукурузным полям, а его датчики точно сканируют нижнюю сторону листьев и основание стеблей.
Преодоление сложного рельефа: Демонстрация уверенного преодоления борозд, обхода сорняков и отличной адаптации к сложной местности.
Исследовательская концепция: Команда Университета Миннесоты рассказывает, как четвероногие роботы дополняют возможности дронов, устраняя их «слепые зоны», обеспечивая более раннее обнаружение болезней и вредителей, а также более точное прогнозирование урожайности.
В1: В чем заключаются уникальные преимущества четвероногих роботов по сравнению с сельскохозяйственными дронами?
О: Главное преимущество — дополнение обзора. Дроны получают данные только над пологом растений, тогда как четвероногие роботы могут проникать внутрь посевов и собирать изображения высокого разрешения и данные окружающей среды под пологом растений (below the canopy). Это позволяет обнаруживать вредителей на нижней стороне листьев, заболевания у основания стеблей и анализировать микроклимат поверхности почвы. Совместное использование дронов и четвероногих роботов делает возможным настоящую трехмерную систему точного земледелия.
В2: Какие особые требования сельскохозяйственная среда предъявляет к роботизированным приводам?
О: Условия эксплуатации в сельском хозяйстве значительно тяжелее, чем в лабораториях или городской среде. Приводы должны выдерживать воздействие грязи, воды и пыли (что требует высокой степени защиты), а также частые удары и сильные вибрации во время движения (что требует высокой механической прочности и виброустойчивости). Кроме того, мягкий грунт требует очень высокого мгновенного крутящего момента, чтобы робот не застревал. Именно для выполнения этих требований и были разработаны промышленные силовые модули CubeMars.
Будь то четвероногие роботы для инспекции сельскохозяйственных угодий, роботы для сбора урожая в садах или специализированные платформы для лесного хозяйства и горнодобывающей промышленности — CubeMars предлагает компактные приводные решения с высокой удельной мощностью и промышленной надежностью для робототехники нового поколения.
[Подробнее о CubeMars AK70-10: технические характеристики и габаритные размеры.]
