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傾角傳感器助力爬樹機械人收成椰果

起源:IEEE  |  時光:2020-10-09  |  閱讀:22

  椰子長短常厚味的,可以用來制造各類各樣的産品,然則收成椰子並非一件輕易的事。經由專門練習的收割者必需冒著性命風險爬上大約15米高的樹,能力砍下一束椰子。印度的一組研討人員設計了一種名叫Amaran的機械人,可以削減人類采摘者冒這類風險的須要。然則機械人能勝任這項義務嗎?


微信圖片_2020100905.jpg  研討人員在最新一期的IEEE/ASME Transactions on Mechatronics上揭櫫了一篇論文,描寫了這類爬樹機械人。在試驗室測試的同時,他們還比擬了Amaran的椰子收成才能和一個50歲的幹練收割者的才能。固然這小我在總速度方面勝過機械人,但機械人的耐力卻很精彩。


爲了攀爬,Amaran依附一個環狀的身材,環繞著直徑不等的樹木。該機械人攜帶一個傾角傳感器、掌握模塊、機電驅動器、電源治理單位和無線通訊接口。八個輪子可以贊助其在樹高低挪動,也能夠繞著樹幹扭轉。Amaran由空中上的一小我掌握,他可使用運用法式或把持杆體系來引誘機械人的舉措。


一旦Amaran接近它的目的,一個附加的掌握器單位會揮動一個4自在度的機械臂來剪斷椰子束。作爲一項平安功效,假如Amaran的主電池沒電了,備用單位會拔出,以贊助機械人前往空中。


印度南部Amrita Vishwa Vidyapeetham大學的助理傳授Rajesh Kannan Megalingam說,他的團隊從2014年就開端研討Amaran。“世界上沒有兩棵椰子樹是一樣的。每個的巨細都是舉世無雙的,並有其奇特的分列整潔的椰子束和葉子,”他說明說。“是以,建造一個完善的機械人是一項極具挑釁性的義務。”在試驗室測試機械人時,Megalingam和他的同事發明,當樹幹相對垂直軸的傾斜度到達30度時,Amaran可以或許爬樹。Megalingam說,很多椰子樹,特殊是在某些情況前提下,都是以如許的角度發展的。經由過程傾角傳感器的準確丈量,可以贊助機械人更好的選著行退路線。


接上去,研討人員在田間對Amaran停止了測試,並將其收成椰子的才能與自願者停止了比擬 -- 這些樹的高度從6.2米到15.2米不等。


人類均勻須要11.8分鍾能力收成一棵樹的椰子,而Amaran在均勻每棵樹消費的時光爲21.9分鍾(值得留意的是,個中14分鍾是專門用來在樹的底部裝置機械人,這是在它開端攀爬之前)。

然則Megalingam指出,Amaran在一天以內可以收成更多的樹。例如,在他們的實驗中,人類收割者可以天天爬15棵樹,而只需操作者不累的話,機械人天天最多可以收成22棵樹。雖然機械人今朝是遙控操作的,但將來的改良能夠會使它更具自立性,進步爬坡速度和收成才能。


“我們的終究目的是使這類産品貿易化,並贊助椰子栽種戶,”Megalingam說。“在喀拉拉邦,只要7000名受過練習的椰子樹攀岩者,而其需務實際要大約0名受過練習的攀岩者。印度其他一些地域的情形也相似,好比Tamil Nadu、Andhra和Karnataka,那邊大批栽種椰子。”


他認可,今朝機械人的本錢是影響其普遍安排的一個妨礙,但他指出,社區成員可以通力合作,配合分管機械人的本錢和應用率。他指出,最主要的是,“應用Amaran采摘椰子不會對人的性命形成風險。任何受過恰當練習的人都可以操作Amaran。之前,平日只要男性工人從事這類爬樹采摘任務。然則,不管性別、膂力和技巧若何,任何人都可以操作Amaran。


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