Gewächshausroboter für die Ernteüberwachung

Überwindung von Ladeengpässen in der Gewächshausautomatisierung

Da autonome Landwirtschaftsroboter immer mehr Verantwortung in der Gewächshausautomatisierung übernehmen – einschließlich Überwachung, Ernte, Logistik und Versorgung – wird eine zuverlässige und kontinuierliche Stromversorgung betriebskritisch.

FRAVEBOT, ein führender Anbieter von autonomen Ernteüberwachungsrobotern für die Vorhersage von Obsterträgen und die Erkennung von Schädlingen und Krankheiten, stand mit seiner bestehenden Lademethode vor einer großen Herausforderung. Ihre Roboterflotte war auf manuelles steckbares Laden angewiesen, und zentralisierte Ladestationen führten zu betrieblichen Engpässen und unnötigen Ausfallzeiten. Roboter mussten häufig lange Strecken zurücklegen, um sich aufzuladen, was die Produktivität verringerte.

Darüber hinaus führten raue Gewächshausbedingungen – hohe Luftfeuchtigkeit, Staub und Wasserbelastung – oft zu einem vorzeitigen Ausfall herkömmlicher Steckverbinder und nicht für den Außenbereich geeigneter Ladesysteme, was den Wartungsaufwand erhöhte und die Verfügbarkeit verringerte.

Die Notwendigkeit einer 100% autonomen Roboterladung

FRAVEBOT benötigte eine skalierbare, wartungsfreie und vollständig autonome Ladelösung, die in der Lage ist, die Roboterflotte kontinuierlich mit Strom zu versorgen. Ziel war es, Ausfallzeiten wie beim manuellen Laden zu eliminieren und einen echten "Hands-off"-Betrieb im gesamten Gewächshaus zu ermöglichen.

Zu den wichtigsten Anforderungen gehörten:

• Berührungsloses, verschleißfreies Laden mit hohem Wirkungsgrad
• Zuverlässiges Laden trotz Pad-Fehlausrichtung oder verschmutzten Oberflächen
• Robuste, für den Außenbereich geeignete Hardware für nasse Umgebungen mit hoher Luftfeuchte
• Nahtlose Integration in bestehende Gewächshauswege
• Gelegenheitsladung zur Vermeidung von Leerlaufzeiten und Maximierung der Betriebszeit

WirelessCharger 3.0 - Die skalierbare Ladelösung für autonome Roboterflotten

Um diese Herausforderungen zu lösen, integrierte FRAVEBOT den WirelessCharger 3.0 von Conductix-Wampfler, ein fortschrittliches, induktives Ladesystem, das für hohe Durchsatz- und anspruchsvolle Außen- oder Gewächshausanwendungen entwickelt wurde.

Das System bietet eine berührungslose Energieübertragung mit einem Wirkungsgrad von bis zu 93% und gewährleistet ein zuverlässiges Laden, selbst wenn die Ladepads der Schutzart IP65 falsch ausgerichtet oder verschmutzt sind. Mit Ladepads mit Schutzart IP69K funktioniert die Technologie auch unter nassen, staubigen oder stark verschmutzten Bedingungen und liefert gleichzeitig die erforderliche Leistung für die 48 V, 196 Ah (9,4 kWh) Batterien von FRAVEBOT.

Um eine dezentrale Stromverteilung zu ermöglichen, wurde die IP54-zertifizierte Ladestation (Wallbox) direkt entlang der Gewächshausreihen installiert. Nach der "100-Reihen-Regel" bleibt jeder Roboter in Reichweite eines Ladepads, wodurch lange Fahrzeiten zu zentralen Stationen entfallen.

Auf der Ebene des Flottenmanagements wechselte FRAVEBOT von einer Run-to-Empty-Strategie zu einem Gelegenheitslademodell. Roboter docken jetzt autonom in kurzen Leerlaufzeiten an, um einen Ladezustand (State of Charge - SoC) zwischen 70% und 90% aufrechtzuerhalten, wodurch die Tiefentladezyklen minimiert werden, und sichergestellt wird, dass die gesamte Flotte konstant verfügbar bleibt.