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Esta línea de investigación ha sido parcialmente financiada por:

 

 

 

 

 

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Desarrollo de vehículos agrícolas autónomos

 

En esta línea de investigación se desarrolla una plataforma para ayudar a realizar tareas asociadas a la agricultura de precisión, a fin de que éstas se realicen de manera más automatizada y autónoma. La función principal de esta plataforma es la de poder incluir los sistemas de percepción adecuados para poder tomar las muestras necesarias en las diferentes observaciones que se realicen sobre el terreno.

 

El punto de partida del vehículo desarrollado es una base mecánica tipo oruga, sin ningún elemento eléctrico ni de control implementado. En una primera fase, se ha instalado un grupo moto-reductor, junto con variadores de frecuencia para controlar los motores. Esta etapa ha contado con el asesoramiento y colaboración de la empresa Erbiotec y de profesores de la Escuela Politécnica Superior (EPS) de la Universitat de Lleida. Se han diseñado diferentes botoneras provisionales para controlar los motores a través de los variadores de frecuencia y, así, el movimiento de la plataforma. Esta fase ha permitido disponer del control de la plataforma para poder dimensionar y diseñar el grupo electrógeno que permite que la plataforma funcione de manera autónoma y sin conexión a la red eléctrica. La siguiente fase ha consistido en controlar los motores y supervisar en todo momento el estado de la plataforma gracias al desarrollo de un control en lazo abierto a través de PC y un programa de control desarrollado en LabVIEW. Finalmente, se ha realizado también una aplicación de LabVIEW para identificar el sistema a través de diferentes consignas de frecuencia y observando la velocidad angular de los motores, a fin de poder obtener el modelo que permita cerrar el lazo y controlar su velocidad y posición. Esta fase se ha realizado en colaboración con la Universidad Politécnica de Cataluña, concretamente a través de una tesis de máster del Máster Automática y Robótica, elaborada por Jan Pascual.

 

 

Plataforma automotriz en sus estadios iniciales de desarrollo

 

 

 

Interfaz del programa de control de la plataforma automotriz (Pascual, 2013)

 

 

En el funcionamiento actual, un grupo electrógeno suministra la energía necesaria, en forma de corriente alterna trifásica, para hacer funcionar los motores del vehículo. El control de la velocidad se realiza mediante los variadores de frecuencia. Estos son los encargados de transformar la tensión mediante su rectificador y ondulador internos, de tal manera que así se modifica la frecuencia y, como consecuencia, la velocidad a la que trabajarán los motores.

 

En la siguiente figura se puede observar el sistema y el diagrama de bloques actual (Gállego 2014):

 

 

 

 

 

 

En otra fase de desarrollo se ha realizado el estudio y posterior dimensionado de diferentes sistemas alternativos de tracción de la plataforma. Este apartado ha sido objeto del trabajo final de grado de Xavier Gállego, alumno de la Escuela Politécnica Superior (EPS) de la Universitat de Lleida. El primer estudio a realizar es el dimensionado de un sistema híbrido, es decir, incorporar y dimensionar baterías al sistema actual pero manteniendo el grupo electrógeno. Una segunda alternativa se basa en un sistema de tracción totalmente eléctrica, aprovechando los motores de corriente alterna que actualmente dispone la plataforma. Un tercer estudio consiste en realizar un sistema de tracción alimentado con placas fotovoltaicas, ya que los tres primeros casos se alimentan de la red o del grupo electrógeno. Como consecuencia de la aplicación de los diferentes sistemas mencionados, se podrá obtener una reducción del ruido, vibraciones y contaminación en el funcionamiento del vehículo.

 

 

 

Análisis de las fuerzas que actúan en la plataforma automotriz (Gállego 2014)

 

 

Otra línea actual de trabajo consiste en el desarrollo de algoritmos de control para la navegación autónoma del vehículo, convirtiéndola, de esta manera, en una plataforma robótica. Para este objetivo, la plataforma tiene embarcados una serie de sensores que permiten conocer su posición y detectar los objetos que están a su alrededor. En las imágenes que siguen puede observarse la plataforma en su estado actual de desarrollo, llevando un mástil con una antena GPS en la parte superior del mástil y un escáner LiDAR un poco más abajo.

 

 

 

 

Referencias

-       Pascual, J. 2013. Implementació i posada en marxa d'un sistema de supervisió i control d'una plataforma automotriu per a tasques en agricultura de precisió. Tesi Final de Màster. Universitat Politècnica de Catalunya.

-       Gállego, X. 2014. Estudi d’alternatives en el sistema de tracció elèctric d’una plataforma automotriu. Treball Final de Màster. Universitat de Lleida.

 

 

 

 

 

 

 

 

Última modificación: 13/05/2015
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