當(dāng)一家大型全球漿果生產(chǎn)商找到 OxDrive 聯(lián)合創(chuàng)始人兼董事總經(jīng)理 Chris Horton 要求提供可擴(kuò)展的自動(dòng)駕駛推車來運(yùn)輸軟水果時(shí)，他和聯(lián)合創(chuàng)始人 Terence Goad 看到了他們先進(jìn)的智能樞紐技術(shù)在蓬勃發(fā)展的農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)電氣化中的絕佳機(jī)會(huì)。客戶將處理所有機(jī)器人、路線規(guī)劃和人工智能指導(dǎo)。總部位于英國(guó)的電力驅(qū)動(dòng)單元制造商 OxDrive 將設(shè)計(jì)和制造 GoFAR，這是一個(gè)用于多種運(yùn)輸目的的自動(dòng)駕駛平臺(tái)，集成了光學(xué)傳感器、電機(jī)、傳輸和控制裝置。他們只需要找到合適的執(zhí)行器來啟用轉(zhuǎn)向。

對(duì)速度的需求

“高扭矩執(zhí)行器對(duì)于此類應(yīng)用至關(guān)重要，因?yàn)檗D(zhuǎn)向速度與車輛的速度直接相關(guān)，這會(huì)影響所需的車輛數(shù)量和潛在的成本節(jié)約，”Horton 說。他還指出，執(zhí)行器必須足夠堅(jiān)固，能夠在具有挑戰(zhàn)性的非公路環(huán)境中 24/7 全天候運(yùn)行，足夠可控以快速響應(yīng)導(dǎo)航引導(dǎo)，足夠緊湊以適合小型平臺(tái)，能夠處理 12 伏輸入，并且成本足夠適當(dāng)，以最大限度地提高基于投資回報(bào)率的產(chǎn)量提高。

漿果應(yīng)用涉及通過一排排連續(xù)的多隧道運(yùn)輸采摘的漿果托盤。由于采摘漿果的勞動(dòng)力日益短缺，自動(dòng)化這一作變得越來越重要。客戶的策略是通過將采摘者從采摘水果后拖走的任務(wù)中解放出來，從而提高產(chǎn)量，這樣他們就可以花更多時(shí)間采摘。

圖 1.多隧道中 OxDrive 平臺(tái)的特寫（左），OxDrive 平臺(tái)定位為轉(zhuǎn)彎（右）。

選擇合適的執(zhí)行器

霍頓解釋說，傳統(tǒng)的自動(dòng)駕駛平臺(tái)通常有四個(gè)輪子，每個(gè)輪子能夠 360 度旋轉(zhuǎn)。每個(gè)輪子都需要自己的執(zhí)行器和控制裝置，但這種程度的靈活性成本高昂、復(fù)雜，并且漿果運(yùn)輸和類似應(yīng)用不需要。

新平臺(tái)只需沿著多隧道行行駛，將前輪沿預(yù)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)，后輪沿相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。這種能力將實(shí)現(xiàn)非常緊湊的轉(zhuǎn)彎半徑，這是農(nóng)業(yè)科技的關(guān)鍵要求，也是該平臺(tái)的獨(dú)特功能之一。（圖1）或者，平臺(tái)可以像螃蟹一樣將兩組輪子對(duì)角線轉(zhuǎn)向，遠(yuǎn)離墻壁或一排植物，而不是掉頭式運(yùn)動(dòng)，這對(duì)機(jī)器人學(xué)家來說通常是一個(gè)挑戰(zhàn)。無論哪種方式，只需要一個(gè)執(zhí)行器即可獨(dú)立引導(dǎo)每個(gè)車軸上的轉(zhuǎn)向。

在進(jìn)行徹底的市場(chǎng)掃描后，OxDrive 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)確定 Thomson Max Jac? 作為他們命名為 OxDrive GoFAR 平臺(tái)的首選執(zhí)行器。他們的選擇是基于對(duì)作清潔度、可控性、功率、靈活性、堅(jiān)固性和易于集成性的考慮。

排除液壓缸

由于該平臺(tái)將在食品中運(yùn)行，因此必須進(jìn)行清潔作，這排除了液壓缸的早期使用。

“如果液壓油溢出到農(nóng)田上，你必須撇去一整層到安全深度，從而犧牲產(chǎn)量和時(shí)間，”霍頓說，并補(bǔ)充說他們也會(huì)放棄液壓系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈冃枰盟突A(chǔ)設(shè)施并且不適合控制或集成。然而，通過將液壓系統(tǒng)從桌面上移開，霍頓想確保他不會(huì)犧牲耐用性。

“處理峰值負(fù)載和快速短途旅行的能力對(duì)我們來說也至關(guān)重要，而電動(dòng)執(zhí)行器可能更難做到這一點(diǎn)。我們需要一個(gè)非常堅(jiān)固的執(zhí)行器，它也能快速響應(yīng)——有時(shí)可能會(huì)發(fā)生沖突的特性。但 Max Jac 部門在這方面已經(jīng)證明了自己。我們對(duì)它的韌性和高占空比感到滿意，“他說。

Max Jac 的彈性在于其 IP66/IP69K 防護(hù)等級(jí)。它可以承受 500 小時(shí)的鹽霧、污垢、灰塵和水，以及腐蝕性物質(zhì)，如肥料、酸、油、油脂和清潔劑。其工作溫度范圍為 -104 至 185°F（40 至 +85°C），處于行業(yè)領(lǐng)先地位。它是完全可清洗的，不需要波紋管或其他保護(hù)裝置。

智能可見性

在選擇機(jī)電解決方案后，OxDrive 在電動(dòng)執(zhí)行器的初步經(jīng)驗(yàn)表明，并非所有智能執(zhí)行器都是一樣的。最初的模型具有與 GoFAR 集線器中的先進(jìn)微電子設(shè)備交互所需的所有智能，但無法提供診斷或故障排除的可見性。

“執(zhí)行器可以正常達(dá)到最大速度，但在任何負(fù)載下都會(huì)迅速下降，即使有短暫的超調(diào)，它也會(huì)關(guān)閉。它還會(huì)做出意想不到的動(dòng)作，這些動(dòng)作似乎與數(shù)據(jù)表上的任何內(nèi)容都不匹配，但所有作數(shù)據(jù)都隱藏在多個(gè)系統(tǒng)層下，因此你永遠(yuǎn)無法確定發(fā)生了什么或如何糾正它，“霍頓說。

另一方面，Thomson Max Jac 執(zhí)行器不僅具有與 GoFAR 機(jī)器人作系統(tǒng)交互所需的核心智能和快速響應(yīng)能力，而且還具有在線日志記錄系統(tǒng)，可以跟蹤系統(tǒng)正在執(zhí)行的作并傳輸詳細(xì)的作數(shù)據(jù)以進(jìn)行故障排除和診斷。

OxDrive 的 GoFAR 車輛平臺(tái)誕生于這種軟水果運(yùn)輸應(yīng)用，廣泛適用于農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)和其他行業(yè)。該當(dāng)前型號(hào)在出廠時(shí)可作為支持遠(yuǎn)程控制的機(jī)器人作系統(tǒng) （ROS） 單元提供，并且它與標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接，簡(jiǎn)化了與第三方應(yīng)用程序（包括企業(yè)和基于 AI 的系統(tǒng)）的水平集成。該平臺(tái)可以容納機(jī)械臂、自動(dòng)揀選工具等。

“我們正在遵循'物聯(lián)網(wǎng)'模式，在這種模式下，我們又是一個(gè)向更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)提供服務(wù)和數(shù)據(jù)的東西。如今，GoFAR 特別適合農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)應(yīng)用，因?yàn)樗鼈冊(cè)诰S護(hù)國(guó)家和全球糧食安全方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，并且在勞動(dòng)力供應(yīng)萎縮的情況下也面臨著提高產(chǎn)量的壓力。但我們將 GoFAR 設(shè)計(jì)為與行業(yè)無關(guān)的移動(dòng)平臺(tái)，可以支持 Thomson 執(zhí)行器等同類最佳技術(shù)，“Horton 說。

無論 OxDrive 的下一個(gè)應(yīng)用是農(nóng)業(yè)技術(shù)、建筑、林業(yè)、倉(cāng)儲(chǔ)物流還是任何其他未開發(fā)的用途，它都很可能需要一個(gè)可靠的執(zhí)行器。當(dāng)它出現(xiàn)時(shí)，Horton 可能會(huì)繼續(xù)指定 Thomson 線性運(yùn)動(dòng)解決方案。