挪威初創(chuàng)公司Kilter研發(fā)的自主除草機(jī)器人AX-1，憑借人工智能與傳感器技術(shù)的強(qiáng)大助力，能將除草劑精準(zhǔn)噴灑于雜草之上，使化學(xué)藥劑使用量大幅降低可達(dá)95%。為確保這款自主“助手”在作業(yè)時(shí)亦能溫柔呵護(hù)土壤，開發(fā)人員選用了輕巧免潤滑的igus drylin系列直線產(chǎn)品。
開發(fā)可持續(xù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械是一項(xiàng)頗具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，因?yàn)橥枰捎锰娲粤悴考ilter公司就是一個(gè)典型例子：這家挪威公司研發(fā)出了AX-1機(jī)器人。這款全自動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)器人可借助全球定位系統(tǒng)（GPS）實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航，在田間自主行駛。它通過視覺系統(tǒng)和人工智能來識(shí)別雜草。該機(jī)器人摒棄了大面積噴灑除草劑的方式，而是借助噴嘴系統(tǒng)，像噴墨打印機(jī)那樣精準(zhǔn)地將除草劑的微小液滴有針對(duì)性地噴灑在雜草上。“得益于這種精準(zhǔn)噴灑方式，我們能夠?qū)⒆魑锂a(chǎn)量提升高達(dá)35%，因?yàn)樽魑锬軌蛟跓o雜草的環(huán)境中茁壯成長，且其代謝過程不再受到除草劑的影響。”Kilter公司首席執(zhí)行官Anders Brevik說道。與此同時(shí)，化學(xué)藥劑的使用量減少了95%。
挑戰(zhàn)：采用輕量化且免潤滑的部件守護(hù)土壤健康
這家挪威公司的解決方案還通過減少化學(xué)藥劑的使用和機(jī)器人自身獨(dú)特的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)土壤的有效保護(hù)。“對(duì)我們而言，確保AX1以盡可能環(huán)保的方式運(yùn)行至關(guān)重要。”Kilter公司設(shè)計(jì)工程師Trygve Weum說道。與此同時(shí)，部件必須盡可能輕巧，這樣機(jī)器人在運(yùn)行過程中對(duì)地面的壓實(shí)程度才能降到極低。在噴霧模塊的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，這一要求尤其具有挑戰(zhàn)性。目前市面上大多數(shù)線性系統(tǒng)都需要使用潤滑劑，而且相對(duì)較重。“因此，當(dāng)我們找到igus提供的免潤滑且輕巧的解決方案時(shí)，我們感到如釋重負(fù)。”
來自drylin系列的免潤滑且輕巧的直線模組讓噴灑系統(tǒng)精準(zhǔn)適配植株高度
為將噴嘴模塊的高度調(diào)節(jié)至當(dāng)前植株高度，Kilter公司的設(shè)計(jì)工程師選用了igus drylin SLW-25120系列的直線模組。該系統(tǒng)基于堅(jiān)固耐用、且表面經(jīng)過硬質(zhì)氧化的鋁合金制成的drylin W直線導(dǎo)軌，以及配備電機(jī)的梯形螺紋絲杠。絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)使絲杠螺母沿軸線移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)與噴嘴模塊相連的直線滑塊移動(dòng)。
SLW-25120的基礎(chǔ)重量約為5.9千克，每100毫米行程長度重量增加約0.9千克。該模組的另一大特色在于：螺母和滑塊的移動(dòng)均無需使用潤滑劑。滑塊的螺母和滑動(dòng)軸承由高性能工程塑料制成，其中集成了微小的固體潤滑劑顆粒，可實(shí)現(xiàn)低摩擦的干運(yùn)行。“同樣重要的是，潤滑脂不會(huì)再與田間的灰塵結(jié)合形成糊狀物，進(jìn)而增大摩擦力。”Weum補(bǔ)充道，“這使該機(jī)構(gòu)的可靠性大幅提高。”農(nóng)民也因此節(jié)省了時(shí)間，因?yàn)闊o需進(jìn)行重新潤滑工作。
“該模組極大地提升了機(jī)器人的可靠性”
Kilter公司的挪威工程師們對(duì)這款直線模組的堅(jiān)固耐用性也印象深刻。鑒于田間作業(yè)時(shí)設(shè)備需承受各種復(fù)雜且強(qiáng)勁的外力，因此這種堅(jiān)固性至關(guān)重要。“抗扭轉(zhuǎn)的雙軸設(shè)計(jì)確保了極高的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)的大靜態(tài)軸向負(fù)載可達(dá)2500N，大靜態(tài)徑向負(fù)載可達(dá)10000N。這意味著，它具備足夠的安全冗余，能夠在多年內(nèi)可靠地移動(dòng)重約60千克的噴灑模塊。”drylin直線與驅(qū)動(dòng)技術(shù)產(chǎn)品經(jīng)理Michael Hornung說道。這為應(yīng)對(duì)額外負(fù)載預(yù)留了充足空間，比如應(yīng)對(duì)田間可能出現(xiàn)的碰撞沖擊。“我們非常認(rèn)可這款直線模組的堅(jiān)固性。”Weum說道，“它極大地提升了機(jī)器人的可靠性，進(jìn)而提升了農(nóng)民的滿意度。”
輕量化且免維護(hù)的drylin SLW直線模組使噴嘴模塊能夠輕松調(diào)整至當(dāng)前植株的高度。（來源：igus GmbH） |
