| FAULHABER：農(nóng)業(yè)的智能未來 | |
| 地球如何養(yǎng)活九十億到一百億人口？要回答這個現(xiàn)實問題，“智能農(nóng)業(yè)”的作用至關(guān)重要：通過有針對性地使用計算機支持的最新技術(shù)，以及全自動技術(shù)（如可能），實現(xiàn)極高的食品生產(chǎn)效率。精確地單獨播種種子；通過機械夾具仔細(xì)篩選水果；小劑量定向施用肥料和植物保護產(chǎn)品。這些操作需要大量既強勁又強大的小型電機。
量子計算機、太空旅游或氫技術(shù)——最新的技術(shù)宣傳集中在不斷變化的話題上。奇怪的是，農(nóng)業(yè)這個最重要的產(chǎn)業(yè)經(jīng)常被忽視。盡管它養(yǎng)活了呈指數(shù)增長的人口。18世紀(jì)開始的農(nóng)業(yè)革命，讓產(chǎn)量大幅增加。這是建立在增加使用高產(chǎn)品種、礦物肥料和化學(xué)農(nóng)藥、機械化和大規(guī)模人工灌溉。然而，這些對生態(tài)的干預(yù)并非沒有不良副作用。 ??所有有充分根據(jù)的人口預(yù)測都預(yù)計，到本世紀(jì)末，人類人口將增長到90億至100億。地球有能力為這么多人提供足夠的食物。然而，農(nóng)業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。作物栽培業(yè)和畜牧業(yè)必須提高產(chǎn)量，同時不危及維持生命的資源。肥沃的土壤、干凈的地下水和完好的自然界是我們最寶貴的“資源”。我們必須不惜一切代價保護它們。 ??將重點放在植物而非田地上 ??到目前為止，栽植、施肥和植保措施等重要的作物種植工序都是建立在土地面積上。播撒種子或打農(nóng)藥時，要計算每英畝或每公頃的數(shù)量；機器以適當(dāng)?shù)牧魉俜峙洳牧?。然而，一部分氮肥并未起到促進植物茁壯生長的作用，而是去往明顯不適合的地方——地下水中。修剪果樹或收割質(zhì)地優(yōu)良的水果和蔬菜品種等工作需要大量高成本的勞動力，而越來越多的企業(yè)面臨人員短缺。 ??智能農(nóng)業(yè)利用現(xiàn)代技術(shù)提高農(nóng)業(yè)效率，使用的資源更少，將人們從單調(diào)的工作中解放出來，并提高產(chǎn)量。在這種背景下，人們還會談到精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)或電子農(nóng)業(yè)。計算機支持的網(wǎng)絡(luò)化程序的使用，加上機器學(xué)習(xí)和定制機器人功能的輔助，使人們可以將重點放在單個植物上，而不是整個田地。
針對植物的措施越直接，這些措施就越經(jīng)濟有效。例如，以更有針對性的方式在單個植物上施用除草劑，則可以顯著減少除草劑的使用。機器人能夠在水果和蔬菜達到最佳成熟度時連續(xù)收割。 ??自動化輕型田野機器人也有助于保護土地。今天的大型農(nóng)業(yè)機械重達10噸。在這樣的重量下，每個步驟都會導(dǎo)致土壤過度壓實。這大大限制了土壤受影響層吸收水分和空氣的能力，嚴(yán)重影響土壤壽命；行進路線附近區(qū)域作物的生長和健康也受到影響。智能農(nóng)業(yè)能夠讓土壤保持更健康的狀態(tài)，增加生物多樣性。 ??農(nóng)業(yè)和園藝自動化 ??現(xiàn)在，許多應(yīng)用只存在于研究中，或只有原型。但智能農(nóng)業(yè)已經(jīng)投入到實際應(yīng)用中，比如精準(zhǔn)種植。精準(zhǔn)種植最初是為研究和育種而開發(fā)。這些機器能以精確界定的時間間隔播種單個種子。每種植物都有足夠的生長空間，種植面積得到了最佳利用。同時，寶貴的種子得到了非常有效的利用。 ??最新機器使用一個分離模塊，每行一個電驅(qū)動。電機驅(qū)動開槽盤或帶齒盤，將單個種子輸送到出口。使用智能控制器，可以精確設(shè)置每類種子的最佳間距；繞過拐角時，可以適應(yīng)各行的不同半徑。向圓盤輸送種子時，同樣使用電動閉合裝置來控制。
隨著溫室培育蔬菜和花卉技術(shù)的使用，許多植物先在小盆中發(fā)芽，然后再移植到大盆或苗圃中?，F(xiàn)代園藝企業(yè)采用機器對植物和花盆進行分類和處理。他們的機械與工業(yè)生產(chǎn)和物流中使用的機械非常相似。傳送帶和輥式輸送機上面可以運輸、分類和移植裝有不同階段產(chǎn)品的托盤。這里使用的夾具與其他行業(yè)類似設(shè)備中使用的夾具區(qū)別僅在于其“手指”的形狀。在微電機的驅(qū)動下，它們自動處理單個花盆和根球。 ??用于水果和蔬菜的自動駕駛收割機還沒有達到普遍使用的系列成熟度，但技術(shù)發(fā)展的方向已經(jīng)很明顯：攝像頭輔助傳感器根據(jù)顏色和形狀檢測草莓或辣椒的成熟度，并記錄它們的確切位置。車載計算機利用這些數(shù)據(jù)控制一個配備了一種剪切機和一個收集裝置的機械臂。這項技術(shù)的原型配有許多電機，從單輪驅(qū)動和機械臂到切割設(shè)備和收割農(nóng)產(chǎn)品的收集系統(tǒng)。 ??關(guān)鍵技術(shù)：電氣系統(tǒng)和電子設(shè)備 ??“機械傳動和氣動驅(qū)動是很常見的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械技術(shù)，”FAULHABER負(fù)責(zé)該領(lǐng)域應(yīng)用的業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理Kevin Moser解釋道?！皩τ谥悄苻r(nóng)業(yè)中的小規(guī)模系統(tǒng)來說，這些系統(tǒng)往往體積太大、太笨重、太復(fù)雜且能效太低。因此，我們看到這里用來為特定工序供能的電動微電機越來越多。然而，農(nóng)業(yè)環(huán)境中使用的驅(qū)動器通常必須滿足非常高的要求。”
與傳統(tǒng)的大型設(shè)備不同，智能農(nóng)業(yè)中使用的機器和組件通常更緊湊、更輕。這意味著電機的可用空間通常很小。然而，電機通常用來驅(qū)動播種盤、活板、夾具、機械臂或剪切機的驅(qū)動器，因此它們必須提供足夠的動力，以在無數(shù)次循環(huán)中可靠地執(zhí)行各自的任務(wù)。與此同時，它們需要高效運行，因為自動化裝置通常會消耗儲電有限的電池中的電源。它們還必須能夠?qū)Ⅱ?qū)動電子設(shè)備集成到網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)智能控制。 ??“這些是對最高級驅(qū)動系統(tǒng)的典型要求；正確的答案永遠(yuǎn)是FAULHABER的標(biāo)準(zhǔn)問題，”Kevin Moser說?！按送猓r(nóng)業(yè)環(huán)境中使用的驅(qū)動器還必須非常堅固，只有這樣，它們才能在最苛刻的條件下長期可靠地運行。大溫度波動和強機械負(fù)載是農(nóng)業(yè)和園藝的常態(tài)。盡管如此，成本必須保持合理。FAULHABER可以提供多個系列的設(shè)備來管理這種平衡行為?！?BR>
Moser指的是BXT系列的免維護無刷緊湊扁平型DC微電機，以及CXR系列耐用經(jīng)濟的銅石墨電機。全新GPT系列的減速機非常適合惡劣條件下的高負(fù)載傳動。它的效率極高，非常堅固，因此很適合農(nóng)業(yè)應(yīng)用?，F(xiàn)有增量編碼器能夠?qū)崿F(xiàn)高度精確的定位。各種控制器，例如帶有CANopen接口的控制器，可用于驅(qū)動系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)。“FAULHABER的驅(qū)動器已用于智能農(nóng)業(yè)，”Kevin Moser表示?！八鼈儗⒗^續(xù)在這一領(lǐng)域高要求的應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。” | |
| 來源：自動化網(wǎng) 時間：2022-7-25 10:05:19 |  |
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