Inovação: Robô de viticultura para cultivo em declives íngremes

A Universidade de Geisenheim desenvolveu um novo conceito para trabalho mecanizado em declives íngremes: o robô de viticultura “Geisi”. Geisi terá a capacidade de trabalhar em declives de inclinações de até 70% - controlado remotamente e sem cabos.

A viticultura em declives íngremes moldou o panorama das regiões para cultivo de vinho na Alemanha. Porém, a proporção de declives íngremes cultivados está diminuindo constantemente. Em 2010, ocorreu uma diminuição de 9% da área total sob cultivo. Uma das razões para isso é que o cultivo de vinho em declives íngremes é feito completamente de forma manual – sendo um trabalho perigoso, fisicamente desgastante e de alto custo. O Instituto de Tecnologia da Universidade de Geisenheim, porém, pretende mudar esta situação, facilitando a viticultura que molda a paisagem em declives íngremes.

Uma equipe liderada pelo Professor Schwarz se propôs a desenvolver um novo conceito de trabalho mecanizado em declives íngremes: o robô de viticultura Geisi. Diferentemente de equipamentos mecânicos disponíveis para cultivo até o momento, Geisi terá a capacidade de trabalhar em declives de inclinações de até 70% - controlado remotamente e sem cabos. Isso leva a uma significativa economia em custo de mão-de-obra e, ao mesmo tempo, um aumento importante na segurança do trabalho.

A longo prazo, este incansável cultivador mecânico de vinhos em declives íngremes também desempenhará tarefas típicas como proteção de safra, adubação e trabalho em folhagem. Além disso, Geisi estará disponível a preços bem menores que os sistemas mecanizados disponíves até o momento para trabalhos em declives íngremes.

Para transformar essas metas em realidade, os gerentes de projeto estabeleceram uma parceria com a  HBM: os strain gages e os sistemas móveis e robustos de aquisição de dados Somat eDAQ da HBM são importantes contribuições que permitem que o robô Geisi se mova de forma autônoma e confiável em declives íngremes.

Conceito único para viticultura mecanizada

Os rolos com pinos de tração (spiked rollers), geralmente utilizados em cortadores para declives montanhosos, são a base do sistema multifuncional de transporte e direção que realizam o suporte ao trabalho de pessoas em declives íngremes. Estes rolos possuem uma unidade de tração integrada. Isso garante um centro de gravidade do veículo extremamente baixo, o qual, junto com o excelente encaixe dos rolos com pinos de tração com o solo, é um pré-requisito importante para a operação do Geisi sem cabos em declives extremamente íngremes.

Pares de rolos, cada um posicionado um atrás do outro, permitem que esta ferramenta inovadora se mova de forma segura e otimizada em declives. Com essa intenção, a equipe de desenvolvimento primeiramente teve que modificar os controles de direção dos rolos com pinos de tração para permitir o Geisi, com dois ou três eixos, manobrar como desejado.

A tecnologia de teste e medição da HBM é crucial

O sistema de direção da plataforma de trabalho de tração integral nos rolos de pinos apresentou um desafio especial para os “pais” de Geisi. O sistema de movimento de deslizamento com rolos trabalhando com diferentes velocidades rotacionais nos lados esquerdo e direito se mostrou inadequado devido ao forte encaixe dos rolos com pinos de tração no solo. As forças resultantes de manobras durante a realização dos testes eram grandes demais, sendo a carga de material muito grande.

Um sistema de direção passivo e articulado sem cilindros hidráulicos com dois rolos cruzados estacionários e dois móveis se mostrou a solução ideal. Ele proporciona deslizamento suficiente e confiavelmente previne a patinação dos rolos não utilizados para direção.

Os protótipos foram equipados com sistemas abrangentes de teste e medição para documentação e análise da carga de material durante o uso. Sensores de deformação da HBM foram instalados nos eixos usados como suspensões dos rolos de direção para permitir aquisição tridimensional das forças e momentos ocorrentes.

Os dados adicionais que foram gravados incluem coordenadas geográficas (por GPS), assim como comunicação CANbus e inclinação. O robusto e móvel sistema amplificador Somat eDAQ da HBM foi utilizado para aquisição de dados. A informação coletada permite que ao mesmo tempo a velocidade e o deslizamento sejam computados e assim seja implementado o direcionamento preciso, incluindo movimentação segura em curvas.

 

 

Strain gages da HBM usados para análise de deformação de materiais
Todos os dados de medição são adquiridos com o sistema amplificador robusto e móvel Somat eDAQ.

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