Vis enkel innførsel

dc.contributor.authorMeltzer, Fredrik
dc.date.accessioned2014-08-26T10:44:49Z
dc.date.available2014-08-26T10:44:49Z
dc.date.copyright2014
dc.date.issued2014-08-26
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11250/218110
dc.description.abstractDenne oppgaven omhandler en prototype for en mobil elektrisk landbruksrobot, som utvikles og bygges ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet våren 2014. Målet med roboten er at den ved hjelp av en utskiftbar verktøysmodul, skal kunne utføre flere forskjellige arbeidsoppgaver. Den skal utstyres med en datamaskin og sensorer, slik at den kan kjøre og arbeide uten behov for menneskelig tilstedeværelse. Vårt prosjekt fokuserer på rammen og det som skal til for autonom kjøring. Roboten har 4 hjul med en diameter på 0,4m, lengden på roboten er 1,1m, bredden er på 1,7m, og vekten er omtrent 150kg. Det er tatt utgangspunkt i at roboten skal kunne ha med seg en nyttelast på 150kg, som gir en totalvekt på rundt 300kg. Energikilden vil være to 48V batterier med en samlet ladning på 60Ah. Disse skal levere energi til motorer, kontrollere og sensorer. Hvert hjul har en motor for fremdrift og en servomotor for styring, som gir totalt 8 motorer på roboten. Fremdriftsmotorene har en merkeytelse på 600W, og leverer dreiemoment til hjulene gjennom et reduksjonsgir med forhold 60:1. Kraftoverføringen mellom motor og aksling gjøres med reimdrift. For en robot som skal brukes i landbruket, vil forholdene på jordet være avgjørende for hvordan den presterer. Ulike måter å karakterisere terrenget og modellere hvordan det påvirker et kjøretøy, har blitt undersøkt. Metoder for å måle terrengets mekaniske egenskaper er beskrevet for å gi en forståelse av jordparametrene som brukes i beregningene. Basert på komponentene som ble valgt, har jeg beregnet hvordan roboten vil prestere som funksjon av endringer i jordstyrke. Hastighet, operasjonstid, energiforbruk, rekkevidde, arbeidsareal som kan dekkes og maksimal stigning som kan kjøres opp, er blitt beregnet for jordstyrker som går fra myk til fast jord, uttrykt ved cone index. Det er også beregnet hvordan prestasjonene til roboten vil forandre seg hvis batterikapasiteten dobles. Rekkevidden til roboten øker med 70% under de vanskligste kjøreforholdene, og 75% ved de letteste kjøreforholdene, nok til at jeg mener det er en oppgradering det er verd å gjøre. En verktøysmodul for såing av korn er en av de første verktøysmodulene vi tenker skal utvikles. Denne er derfor brukt i oppgaven for å illustrere robotens prestasjoner. Når roboten går som såmaskin, er maksimal fremdriftskraft 1,51kN, som gjør at roboten vil kunne klatre en stigning på 26,5°. Ved vanlig kjøring vil batteriene måtte levere 232W, hastighet vil være 3,4km/h, den kan kjøre i 12,4 timer, som gir en rekkevidde på 41,7km. Arealet den kan dekke er på 70,9 dekar. Ved doblet batterikapasitet kan den kjøre i 21,4 timer, som gir en rekkevidde på 71,8km, og areal som kan dekkes blir 122,0 dekar. Robotens maksimale ytelse og energiforbruk ved normal kjøring er tilfredsstillende, selv i myk jord. Den kan kjøre i 7,8 timer under de vanskeligste forholdene jeg har beregnet, og det mener jeg er lenge nok til at det er realistisk å bruke den i landbrukssammenheng. ABSTRACT This master thesis is part of project that is developing an agricultural robot at the Norwegian University of Life Sciences, during the spring of 2014. The goal is to create an autonomous robot that can complete different tasks related to agriculture. The robot will be equipped with interchangeable tool modules. The robot has 4 wheels with a diameter of 0,4m, it is 1,1m long, 1,7m wide, and weights about 150kg. The robot will have a container which can hold 150kg of product, so the total weight will be around 300kg. Energy source for the robot will be two 48V batteries, with an electric charge of 60Ah. These will supply energy to the motor, controllers and sensors. Each wheel has two motors, one for propulsion and one for steering. The propulsion motors are 600W, and deliver torque to the wheel through a reduction gear with ratio 60:1. Performance of an agricultural robot will be dependent on terrain conditions. Different ways in which the terrain affects vehicles have been studied as part of this thesis. Ways to measure terrain properties are also described to give an understanding of the soil parameters that are employed in the calculations. I have calculated the impact varying soil conditions will have on the robots performance, based on the components we choose. Speed, operating time, energy consumption, range, and steepest slope the robot can climb; have been calculated at different soil strengths. Soil strength is expressed using cone index. The performance with doubled battery capacity has also been studied. Range with double capacity will increase between 70% and 75% depending on soil strength and slip. A tool module for planting is one of the first we plan to develop. For that reason, performance in conditions similar to planting, have received more focus. During planting the maximum thrust of the robot will be 1,51kN, which will enable it to climb a 26,5° slope. Driving on flat ground, at a speed of 3,4km/h, the robot needs 232W delivered to the motors. The range will be 41,7km, and it can cover an area of 70,9 decare. With doubled battery capacity the range increases to 71,8km and gives an operating time of 21,4 hours.nb_NO
dc.language.isonobnb_NO
dc.publisherNorwegian University of Life Sciences, Ås
dc.subjectVDP::Teknologi: 500::Informasjons- og kommunikasjonsteknologi: 550::Teknisk kybernetikk: 553nb_NO
dc.subjectVDP::Landbruks- og Fiskerifag: 900::Landbruksfag: 910nb_NO
dc.titleFremdrift og energiforbruk for autonom landbruksrobotnb_NO
dc.title.alternativeTraction and energy consumption for an autonomous agricultural robotnb_NO
dc.typeMaster thesisnb_NO
dc.source.pagenumber72nb_NO
dc.description.localcodeM-BAnb_NO


Tilhørende fil(er)

Thumbnail

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel