Wie kann ein 4WD/4WS-Chassis das Wendeproblem für Agrarroboter lösen?

Im Zuge der Weiterentwicklung von Agrarrobotern von „brauchbar“ zu „effektiv“ stößt die Branche auf ein technisches Problem: das Wenden. Traditionelle Landmaschinen benötigen beim Wenden auf dem Feld nicht nur einen großen Wendekreis, sondern verursachen auch starke Bodenverdichtung und Beschädigungen der Pflanzen. Dieses Problem verschärft sich noch, wenn die Arbeit in Gewächshäusern, an Hängen oder in Obstplantagen mit engen Wegen stattfindet. Studien haben gezeigt, dass wiederholtes Wenden durch Landmaschinen die Bodenstruktur schädigen kann. Dies führt zu einer verringerten Wasserdurchlässigkeit und behindert das Eindringen von Sauerstoff und Wasser in den Boden, was wiederum das normale Pflanzenwachstum beeinträchtigt.

Um diese Herausforderung beim Wenden zu meistern, wurde die mobile Roboterplattform RMP-WL300 mit Allradantrieb und Allradlenkung entwickelt. Die Plattform ermöglicht das Umschalten zwischen drei Bewegungsmodi per Mausklick: Seitwärtsbewegung, Ackermann-Drehung und Drehung auf der Stelle. Dadurch können sich Agrarroboter wie Krabben seitwärts fortbewegen. Sie passt sich flexibel an komplexe Szenarien wie schmale Obstgartenwege und Kurven mit Gefälle an und verbessert so Mobilität und Einsatzreichweite deutlich.

Traditionelle Landmaschinen: Jeder Umweg bedeutet eine „Beschädigung“ des Bodens.

Nach der traditionellen Logik der mechanischen Konstruktion weist die Drehmechanik landwirtschaftlicher Maschinen drei wesentliche Schwachstellen auf:

Schäden an der Bodenstruktur: Das wiederholte Wenden großer landwirtschaftlicher Maschinen auf dem Feld verdichtet den Boden, beeinträchtigt die Qualität der Bodenbearbeitung und wirkt sich nachteilig auf das Pflanzenwachstum aus.

Schäden durch Erntequetschung: Herkömmliche Landmaschinen benötigen beim Wenden einen großen Unterschied im Außendurchmesser der Räder, wodurch Erntegut am Rand des Damms leicht gequetscht werden kann, was zu Ertragseinbußen führt.

Ineffiziente Wegplanung: Um den Wendekreis herkömmlicher Landmaschinen zu berücksichtigen, muss in den Anbauflächen viel „Wenderaum“ reserviert werden, was die Flächennutzung verringert.

Technischer Durchbruch: Umschalten zwischen drei Bewegungsmodi mit nur einem Klick

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, verfügt das modulare Chassis des Landwirtschaftsroboters über eine Allradlenkung und einen Allradantrieb und löst so dieses Problem an der Wurzel.

Seitliche Bewegung: Am Ende eines Gewächshauses oder einer dicht bepflanzten Obstplantage kann das Allradfahrgestell in den Seitwärtsmodus geschaltet werden, und die gesamte Ausrüstung kann horizontal, wie eine Krabbe, zur nächsten Arbeitsreihe bewegt werden.

Drehen auf der Stelle: An Hängen oder auf schmalen Feldern ermöglicht die Allradlenkung, dass sich das Gerät mit dem Fahrgestellmittelpunkt als Mittelpunkt dreht. Dadurch wird ein seitliches Verschieben der Räder auf den Boden vermieden und die Struktur des Ackerlandes wirksam geschützt.

Ackerman-Lenkung: Das innere Rad hat einen größeren Lenkeinschlag als das äußere Rad, wodurch der Roboter beim Wechsel zwischen den Reihen wendiger ist, Schäden an den Sämlingen und Bodenverdichtung effektiv reduziert werden und er sich auch in engen und komplexen Umgebungen problemlos bewegen kann.

Entwicklung beschleunigen: Chassis weglassen, Fokus auf Anwendungen

Die Entwicklung und Abstimmung der zugrundeliegenden Algorithmen und Hardware für eine unabhängige Vierradlenkung von Grund auf erfordert typischerweise einen langen Entwicklungszyklus und birgt technische Risiken. Der RMP-WL300 verfügt über einen integrierten VCU-Controller und unterstützt das CAN-Kommunikationsprotokoll. Er ist nicht nur ein Fahrgestell mit Rädern, sondern eine vollständige mobile Roboterplattform.

Für Entwickler ist diesvier Fahrgestell mit Radantriebermöglicht es ihnen, ihre F&E-Ressourcen auf übergeordnete Module wie Umwelterkennung, KI-Algorithmen, Endeffektoren und die Steuerung des Erntearms zu konzentrieren.

Für Forschungseinrichtungen oder Systemintegratoren bedeutet die Einführung einer mobilen Roboterplattform mit "krabbenähnlichen" Fähigkeiten, dass sie die Chassis-Verifizierungsphase überspringen und schnell Feldtests von Anwendungsszenarien durchführen können, wodurch der F&E-Zyklus von Agrarrobotern erheblich verkürzt wird.

Mit der Verlagerung der landwirtschaftlichen Produktion hin zu Präzision und Infrastruktur rücken Agrarroboter von den Feldern in die Anlagen und Obstplantagen vor. In diesem Prozess spielt die seitwärtslaufende Technologie eine wichtige Rolle.mobile RoboterplattformDie Allradlenkung und der Allradantrieb entwickeln sich zu einer Schlüsseltechnologieplattform, um Agrarroboter von „brauchbar“ zu „effektiv“ weiterzuentwickeln.