作物監視用温室ロボット

温室自動化における充電ボトルネックの克服

自律型農業ロボットが、監視、収穫、物流、給餌など、温室自動化における責任を増大させるにつれ、信頼性の高い継続的な電力供給が必要不可欠になっています。

果物の収量予測と害虫や病気の検出のための自律型作物監視ロボットの大手プロバイダーである FRAVEBOT 社は、既存の充電方法で大きな課題に直面していました。同社のロボットフリートは手動プラグイン充電に依存しており、集中充電ステーションは運用上のボトルネックと不必要なダウンタイムを生み出していました。つまりロボットは充電のためだけに長距離を移動する必要があることが多く、生産性が低下していました。

さらに、高湿度、ほこり、水への曝露などの過酷な温室条件により、従来のコネクタや非屋外定格の充電システムが早期に故障することが多く、メンテナンスの必要性が高まり、可用性が低下していました。

100%自律型ロボット充電の必要性

FRAVEBOTは、ロボットフリートに継続的に電力を供給し続けることができる、スケーラブルでメンテナンスフリーの完全自律充電ソリューションを必要としていました。目標は、手動充電に伴うダウンタイムを排除し、温室全体で真の「ハンズオフ」操作を可能にすることでした。

主な要件は次のとおりです。

• 非接触、摩耗のない高効率充電
• パッドの位置ずれや表面の汚れに関係なく、信頼性の高い充電
• 湿気の多い環境に対応する堅牢な屋外用ハードウェア
• 既存の温室経路へのシームレスな統合
• アイドル時間を排除し、稼働時間を最大化するための機会充電

WirelessCharger 3.0 - 自律型ロボットフリート向けのスケーラブルな充電ソリューション

これらの課題を解決するために、FRAVEBOT は、高スループットで要求の厳しい屋外または温室アプリケーション向けに設計された高度な誘導式充電システムである Conductix Wampfler の WirelessCharger 3.0 を統合しました。

このシステムは、最大93%の効率で非接触電力伝送を提供し、IP65定格の充電パッドが位置ずれまたは汚染されている場合でも、信頼性の高い充電を確実にします。IP69K規格に準拠した充電パッドにより、この技術は湿気やほこり、あるいはひどく汚れた環境下でも安定した性能を発揮し、FRAVEBOTの48 V、196 Ah（9.4 kWh）のバッテリーパックに必要な電力を供給します。

分散型の電力供給を実現するため、IP54規格に準拠した充電ステーション（ウォールボックス）を温室の列に沿って直接設置しました。また「100列ルール」に従い、各ロボットは充電パッドの範囲内に留まるように設計されており、集中型ステーションまでの長い移動時間を不要にしています。
フリート管理レベルでは、FRAVEBOT は電池残量が最小限まで操業して充電する戦略から機会充電モデルに移行しました。ロボットは現在、短時間のアイドル時に自律的にドッキングして充電状態 (SoC) を 70% から 90% に維持し、深放電サイクルを最小限に抑え、フリート全体が一貫して利用可能な状態を維持できるようにしています。