Mähroboter

Die Herausforderungen des Ladens von Outdoor-Robotern meistern

Vector Machines B.V. betreibt autonome Mäher auf mehreren Hektar Solarpanelfeldern, Sportplätzen und Golfplätzen. Die Vegetationspflege in diesen weitläufigen Umgebungen erfordert äußerst zuverlässige autonome Grasmählösungen, die sicher und frei von menschlichem Zutun einen unterbrechungsfreien Betrieb gewährleisten.

Die autonomen Mähroboter arbeiten in anspruchsvollen Außenumgebungen und sind mit hohem, nassem Gras, Schlamm, kleinen Steinen und Schmutz konfrontiert. Sie arbeiten in einem weiten Temperaturbereich von ca. +10 °C bis +45 °C, wobei der saisonale Betrieb vom Graswachstum in jeweiligen Land abhängt. Hohes, nasses Gras und unebenes Gelände erhöhen den Energiebedarf der Batterien erheblich – hierbei ist eine kontinuierliche und zuverlässige Stromversorgung für autonomes Solarfeldmähen und andere großflächige Anwendungen entscheidend.

Vector Machines B.V. benötigte eine skalierbare, hochrobuste, wartungsfreie und vollständig autonome Ladelösung, um ein effizientes Mähen auf mehreren Hektar großen Feldern zu unterstützen.

Zu den wichtigsten Anforderungen gehörten:

• Minimierung manueller Eingriffe und Wartungsarbeiten im Vergleich zu bisherigen selbstgebauten mechanischen Ladekontakten, die anfällig für Verschleiß und Ausfälle waren
• Zuverlässige Ladeleistung auch bei falsch ausgerichteten Ladepads oder verschmutzten Pad-Oberflächen
• Robuste Hardware für nasse, schlammige und feuchte Außenumgebungen
• Maximierung der Betriebszeit der autonomen Mäherflotte
• Eine skalierbare Ladeinfrastruktur, die sich an unterschiedliche Feldgrößen, Batteriekapazitäten und Betriebszeiten anpassen kann

Wie kabelloses Laden die Betriebszeit auf mehreren Hektar großen Feldern erhöht hat

Um diese Herausforderungen zu meistern, integrierte Vector Machines den WirelessCharger 3.0 von Conductix-Wampfler, ein induktives kabelloses Ladesystem, das für Anwendungen mit hohem Durchsatz und anspruchsvolle Außenanwendungen entwickelt wurde.

Vector Machines ersetzte das bisherige mechanische Kontaktsystem durch berührungsloses Laden, wodurch Verschleiß, Korrosion und Reinigungsaufwand entfallen. Das kabellose Ladesystem versorgt das 48-V-, 80-Ah-Batteriesystem (15,7 kWh) des Roboters zuverlässig mit Strom.  

Die Lösung bietet eine berührungslose Energieübertragung mit einem Wirkungsgrad von bis zu 93% und behält eine konstante Ladeleistung bei, selbst wenn die Ladepads der Schutzart IP65 falsch ausgerichtet, verschmutzt oder rauen Bedingungen ausgesetzt sind.

Die dezentrale Ladeinfrastruktur für AMRs umfasst mehrere Ladestationen, die strategisch über die Felder verteilt sind, um unproduktive Fahrten zu minimieren und einen kontinuierlichen autonomen Betrieb aufrechtzuerhalten.

Das autonome Andocken erfolgt bei Bedarf den ganzen Tag über und unterstützt eine Gelegenheitsladestrategie, die die Roboter in einem optimalen Ladezustand (SoC) hält und die Betriebszeit maximiert. Während bewegliche Teile wie Messer, Räder und Lager immer noch regelmäßig überprüft werden müssen, reduziert das induktive AMR-Ladegerät den Bedarf an täglicher manueller Interaktion drastisch.

Ergebnisse und technische Auswirkungen

Durch die Implementierung des Wireless Charger 3.0 arbeitet die Flotte autonomer Mähroboter jetzt mit 100% autonomer Aufladung, ohne dass manuelle Eingriffe erforderlich sind. Ladeengpässe und -ausfälle, die durch das vorherige mechanische System verursacht wurden, wurden beseitigt, was die Effizienz und Betriebszeit der Flotte erheblich erhöht.

Die Einführung des kabellosen Ladens von Conductix Wampfler hat messbare Vorteile für den Betrieb autonomer Mähroboter von Vector gebracht:

• 100% autonomes Laden – ermöglicht einen unabhängigen, unterbrechungsfreien Flottenbetrieb
• Erhöhte Betriebszeit – kontinuierlicher Betrieb während der gesamten Mähsaison ohne unerwartete Ausfallzeiten
• Verbesserte Zuverlässigkeit – robuste Ladepads und passive Kühlung sorgen für eine konstante Leistung unter nassen, schmutzigen oder falsch ausgerichteten Bedingungen
• Reduzierter Wartungsaufwand – Eliminierung verschleißanfälliger elektrischer Kontakte
• Skalierbare Lösung – das drahtlose Ladenetzwerk kann an jedes Feldlayout angepasst werden und ist daher ideal für großflächiges industrielles Mähen, einschließlich Sportplätzen und Solarfeldvegetationspflege