Växthusrobotar för övervakning av grödor

Att eliminera flaskhalsar i laddningen inom växthusautomation

När autonoma jordbruksrobotar tar över allt fler arbetsuppgifter inom automatiserad växthusodling – från övervakning och skörd till logistik och utfodring – blir en tillförlitlig och kontinuerlig energiförsörjning avgörande för driften.

FRAVEBOT, en ledande leverantör av autonoma robotar för övervakning av grödor, använder robotteknik för bland annat prognostisering av fruktproduktion samt detektering av skadedjur och växtsjukdomar. Företaget stod inför en betydande utmaning med sin befintliga laddlösning. Robotflottan var beroende av manuell anslutning för laddning, medan centralt placerade laddstationer skapade flaskhalsar i verksamheten och onödiga driftstopp. Robotarna behövde ofta köra långa sträckor enbart för att ladda batterierna, vilket minskade produktiviteten.

Dessutom innebar de krävande förhållandena i växthus – med hög luftfuktighet, damm och exponering för vatten – att konventionella kontaktdon och laddsystem som inte är avsedda för utomhusliknande miljöer ofta drabbades av förtida fel. Detta ökade underhållsbehovet och minskade systemets tillgänglighet.

Behovet av 100 % autonom laddning av robotar

FRAVEBOT behövde en skalbar, underhållsfri och helt autonom laddlösning som kunde säkerställa kontinuerlig energiförsörjning till hela robotflottan. Målet var att eliminera driftstopp orsakade av manuell laddning och möjliggöra verkligt obemannad drift i hela växthuset.

De viktigaste kraven var:

• Kontaktlös och slitagefri laddning med hög verkningsgrad
• Tillförlitlig laddning även vid feljustering mellan laddplattorna eller på smutsiga ytor
• Robust, utomhusklassad hårdvara för fuktiga och våta miljöer
• Sömlös integration i befintliga körvägar i växthuset
• Opportunistisk laddning för att eliminera väntetider och maximera tillgängligheten

WirelessCharger 3.0 - skalbar laddlösning för autonoma robotflottor

För att lösa dessa utmaningar integrerade FRAVEBOT Conductix-Wamplers WirelessCharger 3.0, ett avancerat induktivt laddsystem utvecklat för högkapacitetsapplikationer och krävande miljöer utomhus och i växthus.

Systemet möjliggör kontaktlös energiöverföring med en verkningsgrad på upp till 93 % och säkerställer tillförlitlig laddning även när de IP65-klassade laddplattorna är feljusterade eller förorenade. Med laddplattor klassade upp till IP69K fungerar tekniken tillförlitligt i våta, dammiga och kraftigt nedsmutsade miljöer, samtidigt som den levererar den effekt som krävs för FRAVEBOT:s batteripaket på 48 V, 196 Ah (9,4 kWh).

För att möjliggöra en decentraliserad energiförsörjning installerades de IP54-klassade laddstationerna (wallbox) direkt längs växthusets odlingsrader. Enligt den så kallade ”100-radersregeln” befinner sig varje robot alltid inom räckhåll för en laddplatta, vilket eliminerar långa körsträckor till centralt placerade laddstationer.

På fleet management-nivå gick FRAVEBOT från en strategi där robotarna kördes tills batteriet var nära urladdat till en modell baserad på opportunistisk laddning. Robotarna dockar nu autonomt för laddning under kortare perioder av inaktivitet och håller laddningsnivån (SoC) mellan 70 och 90 %. Detta minimerar djupa urladdningscykler och säkerställer att hela robotflottan är kontinuerligt tillgänglig för drift.