O+P Fluidtechnik 1/2025

MOTOREN (AMR)0102MOBILE

MOTOREN (AMR)0102MOBILE MASCHINENbringung von Spritz- und Düngemitteln auf der Grundlage vonEchtzeitdaten ermöglichen. Zudem verursachen Drohnen keineBodenverdichtung, ein weiterer Pluspunkt in Sachen Umweltverträglichkeit.DC-Motoren treiben die Drohne über die Propeller an und versorgenauch Zusatzausrüstung wie Sprühpumpen oder beweglicheKameraaufhängungen. Sicherheit und Zuverlässigkeit sinddaher neben der Energieeffizienz die wichtigsten Faktoren beider Auswahl des Motors.Ein weiteres Wachstumsfeld im Kontext von Landwirtschaft 4.0ist die vertikale Landwirtschaft. Obwohl dieser Ansatz derzeitnoch auf hochwertige Agrarprodukte wie Blattgemüse, Kräuter,Erdbeeren und Tomaten beschränkt ist, ermöglicht er eine ganzjährige,wetterunabhängige Produktion und kann im urbanenRaum umgesetzt werden, wodurch der Weg vom Bauernhof bisauf den Tisch verkürzt wird. Hier sind anpassungsfähige Beleuchtungs-und Belüftungssysteme erforderlich, die für optimaleLicht- und Klimabedingungen sorgen. In diesen Anwendungenwerden DC-Motoren in der Regel für den Antrieb von LüftungsundKlimaanlagen sowie von intelligenten Bewässerungs-, Dreieckspflanz-und Ernterobotern benötigt.HERAUSFORDERUNG: FEINMOTORIKZukunftsgerichtete mobile Arbeitsmaschinen wie AMRs oderDrohnen stellen neue Anforderungen an die für Antrieb undSteuerung verantwortlichen Bewegungssysteme. Um zum Beispieldie Bewegungen eines Robotergreifers so zu koordinieren,dass er eine Erdbeere pflücken kann, ohne sie zu beschädigen, istKOMPAKTE, KERNLOSEDC-MOTOREN ERFÜLLENNEUE ANFORDERUNGENeine hochpräzise Steuerung des Bewegungsapparats erforderlich.Motorisch gesehen weisen Obstpflückroboter trotz ihreroffensichtlichen Unterschiede gewisse Ähnlichkeiten mit Prothesenauf. Beide Systeme erfordern ein hohes Maß an Geschicklichkeitund Präzision. Dies wird durch den Einsatz von Sensorenund Feedbacksystemen erreicht. Anstelle von konventionellen38 O+P Fluidtechnik 2025/01 www.oup-fluidtechnik.de

MOTOREN (AMR)01 Agrarroboter werden von präzisen und zuverlässigenDC-Motoren angetrieben02 Drohnen können in der Landwirtschaft von der Inspektionbis zum Sprühen eingesetzt werden03 Robotik wird zunehmend in der landwirtschaftlichenProduktion jenseits des Ackers eingesetztKompakte und leichte Roboter müssen energieeffizient sein, weshalbbürstenlose DC-Motoren (BLDC) mit elektronischer Kommutierungan Bedeutung gewinnen. Diese Motorkonstruktion,wie beispielsweise die EC-Motorenreihe von Maxon, verwendeteine elektronische Kommutierung, welche die Energieverluste imVergleich zur Bürstenkommutierung minimiert.Wichtig ist, dass die Roboter zu jeder Jahreszeit, bei unterschiedlichenWitterungsbedingungen und an verschiedenen Ortenweltweit eingesetzt werden können. Bewegungssysteme müssendafür wiederholbare Leistung, eine lange Lebensdauer undminimale Ausfallzeiten gewährleisten.Motorkonstruktionen mit Eisenläufern wird dabei zunehmendauf die Technologie des kompakten, kernlosen DC-Motors gesetzt.Die kernlose Konstruktion zeichnet sich durch ein niedrigesRastmoment und eine ruckfreie Steuerung aus, wodurch einepräzise und vorsichtige Handhabung ermöglicht wird.KOMPAKT UND LEISTUNGSSTARK03Statt wenige, sehr große Maschinen zu verwenden, werden Roboterzunehmend in Schwärmen, die sich aus kompakteren undleichteren Einheiten zusammensetzen, eingesetzt. Diese Strategiesteigert die Effizienz und sorgt durch Redundanz für einehöhere Ausfallsicherheit. So werden beispielsweise bei Drohnenzunehmend Bewegungssysteme mit einem hohen Drehmoment-Masse-Verhältnis eingesetzt. Dadurch kann eine kompakte Drohneeine größere Nutzlast tragen und die Batterie wird weniger beansprucht.Kompakte DC-Motoren mit hoher Leistungsdichteund hohem Wirkungsgrad, die kleiner und leichter sind als ihreWechselstrom-Pendants, werden daher eine immer wichtigereRolle spielen. Ebenso wie kernlose Bauformen, die mit einer zusätzlichenGewichtsreduzierung einhergehen.SERVICE ALS GESCHÄFTSMODELLIn der Praxis ist der Einsatz von Robotern in der Landwirtschaftnach wie vor relativ begrenzt. Eine Kombination aus hohen Investitionskostenund Unerfahrenheit hat dazu geführt, dassLandwirte sich für das Geschäftsmodell „Robotics-as-a-Service“interessieren. Anstatt die gesamte Anlage zu kaufen, wird einBetriebs- und Servicevertrag mit dem Maschinenhersteller abgeschlossen.Da die Arbeit saisonabhängig ist und oft nur ein kurzesZeitfenster zur Verfügung steht, minimiert dieses Geschäftsmodellauch die Herausforderungen und Kosten von Ausfallzeitenmitten in der Ernte, da der Hersteller für die meisten Ausfälle Ersatzoder schnellen Service anbieten kann.Der Einsatz von Robotern in der landwirtschaftlichen Lebensmittelproduktionist zwar noch begrenzt, aber die Vorteile, dieRoboter in Bezug auf Produktivität und Effizienz bieten können,lassen erwarten, dass sie in den nächsten zwei bis fünf Jahren inimmer mehr Betrieben eingeführt werden. Dies gilt insbesonderevor dem Hintergrund des Arbeitskräftemangels in der Landwirtschaft.In diesem Zusammenhang wird auch der Einsatz von DC-Motoren an Bedeutung gewinnen.Bilder: Maxonwww.maxongroup.dePOINTIERTAUTONOME AGRARROBOTER RESPEKTIVEDROHNEN BENÖTIGEN DC-MOTORENGLEICHSTROMMOTOREN ERMÖGLICHENPRÄZISE BEWEGUNGSSYSTEMESCHWÄRME AUS AGRARROBOTERN SINDEFFIZIENTER ALS GROSSMASCHINEN„ROBOTIC-AS-A-SERVICE“ ALS RISIKOFREIESGESCHÄFTSMODELL FÜR LANDWIRTEwww.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2025/01 39