坚固耐用的电动执行器为可扩展的自动驾驶平台提供可靠的转向

当一家大型全球浆果生产商找到 OxDrive 联合创始人兼董事总经理 Chris Horton 要求提供可扩展的自动驾驶推车来运输软水果时，他和联合创始人 Terence Goad 看到了他们先进的智能枢纽技术在蓬勃发展的农业综合企业电气化中的绝佳机会。客户将处理所有机器人、路线规划和人工智能指导。总部位于英国的电力驱动单元制造商 OxDrive 将设计和制造 GoFAR，这是一个用于多种运输目的的自动驾驶平台，集成了光学传感器、电机、传输和控制装置。他们只需要找到合适的执行器来启用转向。

对速度的需求

“高扭矩执行器对于此类应用至关重要，因为转向速度与车辆的速度直接相关，这会影响所需的车辆数量和潜在的成本节约，”Horton 说。他还指出，执行器必须足够坚固，能够在具有挑战性的非公路环境中 24/7 全天候运行，足够可控以快速响应导航引导，足够紧凑以适合小型平台，能够处理 12 伏输入，并且成本足够适当，以最大限度地提高基于投资回报率的产量提高。

浆果应用涉及通过一排排连续的多隧道运输采摘的浆果托盘。由于采摘浆果的劳动力日益短缺，自动化这一作变得越来越重要。客户的策略是通过将采摘者从采摘水果后拖走的任务中解放出来，从而提高产量，这样他们就可以花更多时间采摘。

图 1.多隧道中 OxDrive 平台的特写（左），OxDrive 平台定位为转弯（右）。

选择合适的执行器

霍顿解释说，传统的自动驾驶平台通常有四个轮子，每个轮子能够 360 度旋转。每个轮子都需要自己的执行器和控制装置，但这种程度的灵活性成本高昂、复杂，并且浆果运输和类似应用不需要。

新平台只需沿着多隧道行行驶，将前轮沿预定方向转动，后轮沿相反方向转动。这种能力将实现非常紧凑的转弯半径，这是农业科技的关键要求，也是该平台的独特功能之一。（图1）或者，平台可以像螃蟹一样将两组轮子对角线转向，远离墙壁或一排植物，而不是掉头式运动，这对机器人学家来说通常是一个挑战。无论哪种方式，只需要一个执行器即可独立引导每个车轴上的转向。

在进行彻底的市场扫描后，OxDrive 设计团队确定 Thomson Max Jac® 作为他们命名为 OxDrive GoFAR 平台的首选执行器。他们的选择是基于对作清洁度、可控性、功率、灵活性、坚固性和易于集成性的考虑。

排除液压缸

由于该平台将在食品中运行，因此必须进行清洁作，这排除了液压缸的早期使用。

“如果液压油溢出到农田上，你必须撇去一整层到安全深度，从而牺牲产量和时间，”霍顿说，并补充说他们也会放弃液压系统，因为它们需要泵送基础设施并且不适合控制或集成。然而，通过将液压系统从桌面上移开，霍顿想确保他不会牺牲耐用性。

“处理峰值负载和快速短途旅行的能力对我们来说也至关重要，而电动执行器可能更难做到这一点。我们需要一个非常坚固的执行器，它也能快速响应——有时可能会发生冲突的特性。但 Max Jac 部门在这方面已经证明了自己。我们对它的韧性和高占空比感到满意，“他说。

Max Jac 的弹性在于其 IP66/IP69K 防护等级。它可以承受 500 小时的盐雾、污垢、灰尘和水，以及腐蚀性物质，如肥料、酸、油、油脂和清洁剂。其工作温度范围为 -104 至 185°F（40 至 +85°C），处于行业领先地位。它是完全可清洗的，不需要波纹管或其他保护装置。

智能可见性

在选择机电解决方案后，OxDrive 在电动执行器的初步经验表明，并非所有智能执行器都是一样的。最初的模型具有与 GoFAR 集线器中的先进微电子设备交互所需的所有智能，但无法提供诊断或故障排除的可见性。

“执行器可以正常达到最大速度，但在任何负载下都会迅速下降，即使有短暂的超调，它也会关闭。它还会做出意想不到的动作，这些动作似乎与数据表上的任何内容都不匹配，但所有作数据都隐藏在多个系统层下，因此你永远无法确定发生了什么或如何纠正它，“霍顿说。

另一方面，Thomson Max Jac 执行器不仅具有与 GoFAR 机器人作系统交互所需的核心智能和快速响应能力，而且还具有在线日志记录系统，可以跟踪系统正在执行的作并传输详细的作数据以进行故障排除和诊断。

OxDrive 的 GoFAR 车辆平台诞生于这种软水果运输应用，广泛适用于农业综合企业和其他行业。该当前型号在出厂时可作为支持远程控制的机器人作系统 （ROS） 单元提供，并且它与标准网络协议连接，简化了与第三方应用程序（包括企业和基于 AI 的系统）的水平集成。该平台可以容纳机械臂、自动拣选工具等。

“我们正在遵循'物联网'模式，在这种模式下，我们又是一个向更广泛的生态系统提供服务和数据的东西。如今，GoFAR 特别适合农业综合企业应用，因为它们在维护国家和全球粮食安全方面发挥着至关重要的作用，并且在劳动力供应萎缩的情况下也面临着提高产量的压力。但我们将 GoFAR 设计为与行业无关的移动平台，可以支持 Thomson 执行器等同类最佳技术，“Horton 说。

无论 OxDrive 的下一个应用是农业技术、建筑、林业、仓储物流还是任何其他未开发的用途，它都很可能需要一个可靠的执行器。当它出现时，Horton 可能会继续指定 Thomson 线性运动解决方案。