“AurOrA”采收助手將在蘋(píng)果園中的一排排樹(shù)木中導(dǎo)航，檢測(cè)并拾取果箱，并在未來(lái)自動(dòng)將它們運(yùn)輸到指定的卸載點(diǎn)。（圖片來(lái)源：hochschule 21）

　　德國(guó)西克公司（SIKO GmbH ）的測(cè)量和傳感器解決方案不僅在成熟的工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，現(xiàn)如今，SIKO公司還為一個(gè)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新項(xiàng)目提供技術(shù)支持，該項(xiàng)目中使用了兩種SIKO公司的旋轉(zhuǎn)編碼器，以支持機(jī)器人的移動(dòng)。

　　"AurOrA"（自主果園助手Altes Land）是一款小型的自動(dòng)駕駛機(jī)器人，未來(lái)它將在果園中自主運(yùn)行，檢測(cè)裝滿水果的箱子，并將其搬運(yùn)至指定的卸載點(diǎn)。這款機(jī)器人的出現(xiàn)，將極大地減輕果園工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，使他們能夠?qū)⒏嗑ν度氲礁咛魬?zhàn)性的工作中。

　　這個(gè)項(xiàng)目的創(chuàng)意源于實(shí)踐。位于德國(guó)漢堡西南部 "Altes Land "地區(qū)的果農(nóng)約翰-施羅德（Johann Schr?der）向德國(guó)21世紀(jì)高等專科學(xué)校（Hochschule 21）尋求幫助，希望能開(kāi)發(fā)出一種自動(dòng)駕駛機(jī)器人。目前，這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)入了最后三分之一的規(guī)劃階段，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了第二個(gè)里程碑式的成果：機(jī)器人在果園中已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)基本的自主操作。目前，該項(xiàng)目正在進(jìn)行避免碰撞和檢測(cè)地面狀況的工作，以防止車輪陷入泥濘或偏離預(yù)定路線掉進(jìn)溝里。第三個(gè)里程碑將是實(shí)現(xiàn)拾取并運(yùn)輸水果箱子的功能。

　　此類開(kāi)發(fā)項(xiàng)目總是充滿挑戰(zhàn)，首先需要協(xié)調(diào)各個(gè)果園的利益，因?yàn)樗麄兊牟烧鞒掏兴煌黄浯危€需要解決基礎(chǔ)設(shè)施問(wèn)題，如穩(wěn)定的手機(jī)網(wǎng)絡(luò)，以便機(jī)器人能夠接收GPS數(shù)據(jù)和與操作員進(jìn)行通信；最后，還需要解決在戶外工作中可能遇到的實(shí)際問(wèn)題。

　　自主駕駛的機(jī)器人需要執(zhí)行各種測(cè)量任務(wù)的傳感器。測(cè)量和傳感器專家SIKO受邀參與了轉(zhuǎn)向角檢測(cè)和箱體支架定位的工作。憑借在移動(dòng)機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)，SIKO在項(xiàng)目的規(guī)劃階段貢獻(xiàn)了其專業(yè)知識(shí)，并最終提供了兩種適合的旋轉(zhuǎn)編碼器類型來(lái)支持這些關(guān)鍵功能。

　　Hochschule 21 的研究助理 Alexander Kammann 對(duì) SIKO 專家的工作表示贊賞：“我們對(duì) SIKO 愿意支持這個(gè)面向未來(lái)的項(xiàng)目以及他們?cè)谔峁┙ㄗh方面的承諾感到驚喜。一開(kāi)始，我們甚至不確定我們對(duì)傳感器的實(shí)際需求是什么。SIKO幫助我們解決了所有這些問(wèn)題并共同定義了傳感器的要求。”

　　首先，候選的傳感器必須足夠堅(jiān)固和彈性，能夠應(yīng)對(duì)惡劣的戶外環(huán)境（如泥漿、灰塵、雨水、強(qiáng)烈的陽(yáng)光、地面不平坦等）。SIKO的PURE.MOBILE系列傳感器模塊中的組件特別適合在惡劣環(huán)境條件下的移動(dòng)機(jī)器中使用。車輛的后部裝有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的雙輪，用于控制轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向角由WV5800M磁旋轉(zhuǎn)編碼器記錄、處理并發(fā)送至控制器。

　　這是一種多圈旋轉(zhuǎn)編碼器，它甚至可以絕對(duì)檢測(cè)多圈旋轉(zhuǎn)。如果電源中斷，例如電池電量耗盡，先前設(shè)置的轉(zhuǎn)向角仍然會(huì)被保存。如果沒(méi)有絕對(duì)編碼器，當(dāng)車輛再次啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向角會(huì)被錯(cuò)誤地設(shè)置為0度。

　　磁性測(cè)量原理滿足了對(duì)魯棒性和彈性的要求。旋轉(zhuǎn)編碼器的高精度和可靠性也給研究團(tuán)隊(duì)留下了深刻的印象，這意味著車輛始終可以精確調(diào)整其轉(zhuǎn)向角度，以保持其預(yù)定的行駛路徑 - 不會(huì)出現(xiàn)故障或不可接受的公差偏差。為了進(jìn)一步提高與果園工作人員的交互安全性，未來(lái)的車輛將使用具有冗余位置檢測(cè)功能的 WV58MR 安全型旋轉(zhuǎn)編碼器，以可靠地防止故障。

　　在開(kāi)發(fā)階段，最初的重點(diǎn)是技術(shù)可行性，因此沒(méi)有安全標(biāo)準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)編碼器就足夠了。SIKO型號(hào)的優(yōu)點(diǎn)在于：兩種旋轉(zhuǎn)編碼器設(shè)計(jì)相同，因此在更換時(shí)無(wú)需對(duì)應(yīng)用進(jìn)行機(jī)械調(diào)整。

　　第二種SIKO旋轉(zhuǎn)編碼器AH25S更小、更緊湊，但同樣堅(jiān)固耐用。它是一個(gè)單圈旋轉(zhuǎn)編碼器，用于監(jiān)控箱子支架（也稱為翻轉(zhuǎn)器）的位置。裝滿水果的箱子由四個(gè)翻轉(zhuǎn)器的每一個(gè)拾取。當(dāng)機(jī)器人在箱子上方移動(dòng)，彈簧承載器接觸到箱子時(shí)，翻轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)到一側(cè)，然后自動(dòng)打開(kāi)，然后位于箱子的四個(gè)角下方以便拾取。

　　為了能夠安全地運(yùn)輸箱子，必須知道每個(gè)翻轉(zhuǎn)器的位置：它是否真的已經(jīng)轉(zhuǎn)回或者卡住了？四個(gè)翻轉(zhuǎn)器是否全部位于箱子下方，以確保正確拾取？由于空間非常有限，因此需要一種無(wú)需特殊支架即可直接使用的微型旋轉(zhuǎn)編碼器。在這里，模擬編碼器已經(jīng)足夠，因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)需求不如轉(zhuǎn)向角傳感器那么重要。

　　在此類開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中，必須有許多小齒輪相互配合，才能將模糊的想法轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)上完美的產(chǎn)品，將來(lái)可以在眾多果園中以合理的成本效益比使用。為了給果園提供真正的附加價(jià)值，我們的目標(biāo)是將“AurOrA”也用于其他的維護(hù)工作，如覆蓋果園和割草或作為種植新樹(shù)的輔助工具。因此，實(shí)際上全年有效利用是可能的，并且不僅限于收獲季節(jié)。