TU Graz entwickelt autonom fahrende kettengetriebene Arbeitsmaschine
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TU Graz entwickelt autonom fahrende kettengetriebene Arbeitsmaschine

Kettengetriebene Arbeitsmaschinen
TU Graz entwickelt autonom fahrenden Elektro-Wender

Arbeitsmaschine-elektro-Kompostwender-tu graz
Arbeitsmaschine 4.0: Forschende der TU Graz entwickeln gemeinsam mit Pusch & Schinnerl eine autonom fahrende, elektrisch angetriebene Kompostwendemaschine
Bild: Pusch & Schinnerl
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(eve) An einem selbstfahrenden Kompostwender arbeiten derzeit im Rahmen des Forschungsprojekts Anton (Autonomous navigation for tracked compost turners) Forschende des Instituts für Technische Logistik und des Instituts für Geodäsie der TU Graz. Die Arbeitsmaschine wird mit einem Akku-Elektrischen-Antriebskonzept betrieben, das in Vorlaufforschungsprojekten bereits erfolgreich getestet wurde. Die Vorteile dieser Arbeitsmaschine:

  • Kompostieranlagen und landwirtschaftliche Betriebe nutzen mehrheitlich traktorgezogene Wendemaschinen oder einen dieselbetriebenen Kompostwender mit Kettenfahrwerk.
  • Das Bedienpersonal dieser Maschinen ist aufgrund der langsamen Fahrgeschwindigkeiten, der hohen Umgebungstemperaturen, und der freigesetzten Gase äußerst unangenehmen Bedingungen ausgesetzt.

Inhaltsverzeichnis

1. Hohe Sensordichte für das Navigationssystem
2. Simulierte Tests der Arbeitsmaschine
3. Prototyp bis Ende 2021

 

Hohe Sensordichte für das Navigationssystem

Auf den Kompostplätzen wird der Kompost für gewöhnlich in zwei Meter hohen trapezförmigen Zeilen aufgeschichtet, die in mehreren Reihen angeordnet sind. Damit die vier breite und 2,5 Meter lange Maschine diese Zeilen gezielt ansteuern und den Kompost richtig wenden kann, ist eine präzise Positionsbestimmung notwendig. Das Projektteam am Institut für Geodäsie realisierte dafür ein Navigationssystem, das den Standort des Kompostwenders in Echtzeit zentimetergenau erfasst.

Die hochgenaue Positionsbestimmung erfolgt mithilfe globaler Satellitennavigationssysteme (GNSS), wie GPS und dem europäischen System Galileo. Um die Robustheit zu erhöhen und Ausfälle des Satellitensignals überbrücken zu können, werden zusätzlich Beschleunigungs- und Drehratensensoren, Stereokameradaten, Sensoren an den Kettenantriebsrädern und ein hochgenaues 3D-Modell der Kompostieranlage herangezogen. Zwei GNSS-Antennen sowie bildgebende Sensoren an der Arbeitsmaschine selbst sorgen für die eindeutige Bestimmung der Bewegungsrichtung.

Simulierte Tests der Arbeitsmaschine

Um die Funktionssicherheit sicherzustellen und Entwicklungszeit zu sparen, testet das Team vom Institut für Technische Logistik den Kompostwender aktuell nicht aufwendig am Kompostplatz, sondern in einer virtuellen Umgebung. Simuliert werden beispielsweise das Verhalten der Fahrwerkskette auf dem oft und rasch wechselnden Untergrund am Kompostplatz, sowie der Einfluss der verschiedenen Kompost-Reifegrade auf die Wendewalze. Die Ergebnisse fließen in die finale Entwicklung der Steuerungssensorik und der Regelstruktur ein. „Die dynamische Beschreibung autonom fahrender Kettenfahrzeuge in virtuellen Modellen war bislang bei weitem nicht so etabliert wie jene von selbstfahrenden Pkws. Hier leisten wir mit unserer Forschung Pionierarbeit“, so Christian Landschützer vom Institut für Technische Logistik.

Prototyp bis Ende 2021

Das Interesse und die Nachfrage nach einem autonomen Kompostwender sind groß, die Forschenden sind bereits mit mehreren Unternehmen in Kontakt. Das steirische Unternehmen Pusch & Schinnerl ist Projektpartner und plant die industrielle Umsetzung. Wieser und Landschützer hoffen, dass die Neuentwicklung Ende des Jahres abgeschlossen ist und schon 2021 ein Prototyp zur Serienreife gebracht werden kann.


Kontakt:

Technische Universität Graz
Rechbauerstraße 12
8010 Graz
Tel.: +43 316 873 0
E-Mail: info@tugraz.at
Website: www.tugraz.at

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