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Mobile Maschinen 6/2015

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AGRITECHNICA I SPECIAL

AGRITECHNICA I SPECIAL Halle 15 Stand F47 Präzision im Promillebereich HBM-Messtechnik im Weinbauroboter „Geisi“ Markus Ambrosch Der Steillagenweinbau prägt die Landschaft in den deutschen Weinbaugebieten. Um die Gefahren und Kosten dieser von Handarbeit geprägten Anbauweise zu senken, entwickelt das Institut für Technik der Hochschule Geisenheim einen Hilfsroboter für den Weinbau. Markus Ambrosch, Vertrieb Focus Mobile Data Acquisition, Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH, Darmstadt Der Anteil der bewirtschafteten Steil lagen nimmt ab. 2010 machte er nur noch 9 % der gesamten Anbaufläche aus. Nachvollziehbar, wenn man bedenkt, was Steillagenweinbau bedeutet. Der Begriff bezeichnet den Weinbau in extremen Hanglagen – dort wo keine radgetriebenen Traktoren eingesetzt werden können. Diese Flächen können somit nur in Handarbeit bewirtschaftet werden: ein gefährlicher, körperlich anstrengender und kostenintensiver Job. Das Institut für Technik an der Hochschule Geisenheim will nun jedoch Abhilfe schaffen, indem sie den landschaftsprägenden Steillagenweinbau künftig deutlich erleichtert. Mechanischer Steillagenwinzer Dazu entwickelt ein Team unter Leitung von Professor Schwarz mit dem Weinbauroboter Geisi ein neues Konzept zur Steillagenmechanisierung. Im Gegensatz zu den bisher verfügbaren Möglichkeiten zur maschinellen Flächenbewirtschaftung soll Geisi in Steillagen bis 70 % Hangneigung einsetzbar sein – und dies ferngesteuert und seillos. Signifikant sinkende Arbeitskosten lassen sich auf diese Weise ebenso erzielen wie ein Plus an Arbeitssicherheit. Perspektivisch soll der mechanische Steillagenwinzer typische Arbeiten wie Pflanzenschutz, Mulchen oder Laubarbeiten sogar autonom ausführen. Darüber hinaus soll Geisi zu deutlich geringeren Kosten verfügbar sein als bis dato verfügbare Steillagen-Mechanisierungssysteme. Damit diese Ziele Realität werden, haben die Projektverantwortlichen HBM Test and Measurement (HBM) an Bord geholt. Die Dehnungsmessstreifen und das robuste, mobile Datenerfassungssystem Somat eDAQ des Messtechnik-Spezialisten leisten nun ihren Beitrag dazu, dass sich Geisi selbstständig und sicher in Steillagen bewegen kann. Die Basis des multifunktionalen Transport- und Antriebsgeräts zur Unterstützung von in Steillagen tätiger Personen bilden Stachelwalzen, die üblicherweise in alpinen Hangmähern eingesetzt werden. Die Walzen verfügen über einen integrierten Antriebsstrang. Dies garantiert einen extrem tiefen Schwerpunkt des Fahrzeugs. Der ist neben der Verzahnung der Stachelwalzen mit dem Untergrund eine wichtige Grundvoraussetzung für den seillosen Einsatz von Geisi in extremen Steillagen. Jeweils hintereinander angeordnete Walzenpaare ermöglichen es dem Roboter, sich auch im Hang sicher fortzubewegen. Dazu musste das Entwicklerteam jedoch zunächst die Antriebe der Stachel walzen modifizieren, um die gewünschten Manövrierfähigkeiten des zwei- bzw. dreiachsigen Geisi zu erreichen. Messtechnik für höchste Präzision Die Lenkung der allradgetriebenen Arbeitsplattform auf Stachelwalzen stellte die Entwickler des Weinbauroboters vor besondere Herausforderungen. Die zunächst eingesetzte Skid-Lenkung mit Walzen unterschiedlicher Drehzahl links und 38 Mobile Maschinen 6/2015

SPECIAL I AGRITECHNICA 01 02 01 Geisi soll in Steillagen bis 70 % Hangneigung einsetzbar sein 02 Alle Messdaten werden mithilfe des robusten, mobilen Messverstärkersystems erfasst rechts erwies sich aufgrund der starken Verzahnung der Stachelwalzen mit dem Untergrund als nicht praktikabel. Die w ährend der Versuchsfahrten bei Wendemanövern auftretenden Kräfte waren zu groß, die Materialbelastung zu hoch. Eine passive Knicklenkung ohne Hydraulikzylinder mit zwei über Kreuz befindlichen stillstehenden und zwei sich bewegenden Walzen erwies sich dagegen als ideale Lösung. Sie bietet ausreichen Schlupf und verhindert zuverlässig das Rutschen der beim Lenken nicht genutzten Walzen. Zur Dokumentation und Analyse der Materialbelastungen im Betrieb wurden die Prototypen mit umfangreicher Messtechnik ausgestattet. Die als Aufhängung der Antriebswalzen dienenden Achsen wurden mit HBM-Dehnungsmessstreifen ausgerüstet, um die auftretenden Kräfte und Momente in drei Dimensionen erfassen zu können. Zusätzlich erfolgte eine Aufzeichnung der Geokoordinaten über GPS sowie der CAN-Bus-Kommunikation und des Neigungswinkels. Alle Messdaten wurden mithilfe des robusten, mobilen Messverstärkersystems Somat eDAQ von HBM erfasst. Aus den gesammelten Informationen lassen sich sowohl die Fahrgeschwindigkeit als auch der Schlupf berechnen und damit eine präzise Steuerung inklusive sicherer Kurvenfahrten realisieren. Mit Hilfe der Messtechnik des Darmstädter Herstellers ist es der dem Insitut für Technik der Hochschule Geisenheim auf diese Weise gelungen, Steillagenwinzern eine echte Arbeitserleichterung zur Seite zu stellen. www.hbm.com Making machines smart, safe and productive Besuchen Sie uns auf der Agritechnica und erfahren Sie mehr über die neuesten Entwicklungen in Sachen Displays, einfache Integration intelligenter Geräte und die nächste Generation I/O-Controller. Agritechnica, Halle 15, Stand J04 • www.maximatecc.com maximatecc entwickelt Lösungen zur Mensch-Maschinen-Integration und Maschinensteuerung in kritischen Umgebungen und unterstützt OEMs sowie Partner weltweit mit einem breiten Portfolio an Produkten und Dienstleistungen. making machines smart, safe and productive Maximatec.indd 1 09.09.2015 11:27:01 Mobile Maschinen 6/2015 39

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