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mayr110414Titelstory

SPS IPC Drives Halle 4, Stand 268

Beim internationalen Field Robot Event 2014 belegte das Team der Hochschule Osnabrück mit seinem Roboter „The Great Cornholio“ den 3. Platz in der Gesamtwertung. Mayr Antriebstechnik fördert die Studenten und steuerte spielfreie, elastische „Roba-ES“ Wellenkupplungen bei. Diese gleichen Wellenversatz aus, sind einfach zu montieren und wartungsfrei – ideale Voraussetzungen für den Einsatz in den kleinen aber robusten Feldrobotern.




Funktionsweise der spielfreien steckbaren Roba ES-Wellenkupplung

Sie jäten Unkraut, düngen, überwachen den Gesundheitszustand der Pflanzen und kommunizieren miteinander: Dass die kleinen, intelligenten Feldroboter völlig autonom arbeiten können, zeigt das jährlich stattfindende internationale Field Robot Event. 2014 traten 23 Teams aus zehn europäischen Ländern in Bernburg bei Halle in Sachsen-Anhalt zum Wettkampf gegeneinander an. Das Team der Hochschule Osnabrück belegte dabei mit seinem Roboter The Great Cornholio den 3. Rang in der Gesamtbewertung. Zudem konnte sich das Team um Kapitän Heiko Wilms beim „Cooperative Task“ durchsetzen: The Great Cornholio navigiert nicht nur autonom in unwegsamem Gelände, sondern kommuniziert dabei auch noch mit anderen Feldrobotern und koordiniert seine Arbeit.

Im Antriebsstrang des Roboters kommen die spielfreien, schwingungsdämpfenden Roba-ES Wellenkupplungen zum Einsatz. Sie gleichen radialen, axialen und winkligen Wellenversatz aus und überzeugen durch eine einfache Steckmontage sowie Wartungsfreiheit. 

Navigation im Maisfeld

mayr120414The Great Cornholio misst in Länge, Breite und Höhe jeweils rund einen halben Meter und basiert auf einem modularen, komponentenbasierten Roboter-Baukastensystem. Dieser ist mit Kameras, Laserscanner und Messeinheiten ausgestattet, die Unkraut und Hindernisse erkennen bzw. zur Positionsbestimmung dienen. Um Gewicht zu sparen und so eine höhere Fahrgeschwindigkeit zu ermöglichen, besteht The Great Cornholio aus Aluminium.

Angetrieben wird der Roboter von zwei permanentmagneterregten Gleichstrommotoren mit Planetengetriebe, das Drehmoment liegt bei 15 Nm. Eine „Roba-ES“ Klauenkupplung überträgt Drehmoment und Drehzahl von der Motorwelle auf jeweils ein Rad auf jeder Seite. Das andere Rad ist über ein Kettengetriebe mit dem ersten Rad verbunden. Die Trennung der Antriebseinheiten ermöglicht es, jede Seite des Roboters unabhängig von der anderen zu kontrollieren. Der Vorteil dieses Konzepts ist der kleine Wenderadius und damit die verbesserte Manövrierfähigkeit, was für den Roboter besonders in den engen, kurvigen Reihen des Test-Maisfelds wichtig ist.

Elastisch und spielfrei Wellenverlagerung ausgleichen

Die elastischen Roba-ES Kupplungen zur Verbindung von zwei Wellen übertragen das Drehmoment spielfrei und gleichen Wellenverlagerungen aus. Das dämpfende Ausgleichselement schützt das Antriebssystem vor kritischen Schwingungen. Dennoch sind die Kupplungen dabei so drehsteif, dass selbst auch bei hochdynamischen Servoantrieben keine Abstriche an die Genauigkeit gemacht werden müssen.

Bei der Roba-ES Kupplung greifen Klauen an der antriebs- wie abtriebsseitigen Nabe wechselseitig in einen sternförmigen Zwischenring aus Elastomer ein. Unter leichter Vorspannung füllt dieses Übertragungselastomer aus Polyurethan die Räume zwischen den Klauenprofilen und absorbiert Vibrationen. Die Dämpfungseigenschaften und die Steifheit der Kupplung lassen sich über verschiedene Shore-Härten des Kunststoffs variieren. Die aus Aluminium gefertigten Klemmnaben gewährleisten eine geringe Masseträgheit und sorgen für eine schnelle und sichere Montage.
Bild oben: Die Zukunft der modernen Landwirtschaft: Der Feldroboter navigiert nicht nur autonom, sondern kann dabei auch noch mit anderen Robotern kommunizieren und seine Arbeit koordinieren.

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