Hybrydowe Kosiarki Zdalnie Sterowane: Budowa i Zastosowania

Kosiarki hybrydowe, a w szczególności zdalnie sterowane, stanowią nowoczesne rozwiązanie w pielęgnacji terenów zielonych, łącząc zalety napędu spalinowego i elektrycznego. Ich budowa i sposób działania pozwalają na efektywne koszenie w różnorodnych, często trudnych warunkach. Artykuł ten szczegółowo omawia konstrukcję, zastosowania oraz zalety tych innowacyjnych urządzeń, a także przedstawia przykłady samodzielnych projektów oraz profesjonalnych rozwiązań dostępnych na rynku.

Czym jest kosiarka hybrydowa?

Kosiarka hybrydowa to urządzenie, które wykorzystuje dwa rodzaje napędu - spalinowy i elektryczny - do wykonywania swoich funkcji. W zależności od konstrukcji, silnik spalinowy może napędzać noże tnące, podczas gdy napęd jezdny jest elektryczny, lub odwrotnie. Takie połączenie pozwala na osiągnięcie wysokiej mocy przy jednoczesnym zapewnieniu precyzyjnego sterowania i mniejszej emisji hałasu w określonych trybach pracy.

Amatorskie Projekty Hybrydowych Kosiarek Zdalnie Sterowanych

Idea budowy hybrydowej kosiarki zdalnie sterowanej zyskała popularność wśród majsterkowiczów. Użytkownik "slazdu" zaprezentował swoją konstrukcję, która wykorzystuje nadajnik Spektrum DX5e do sterowania różnymi funkcjami.

Konstrukcja własnoręcznej kosiarki zdalnie sterowanej

W ramach jednego z projektów, łąka była koszona kosiarką od 8 do 10 razy od początku roku. W międzyczasie naprawiono kilka detali, a twórca jest z niej bardzo zadowolony.

Sterowanie i komponenty elektroniczne

• Zastosowano nadajnik typu DX5e DSMX Spektrum, który oficjalnie jest 5-kanałowy, jednak udało się wykorzystać przełącznik służący do synchronizacji z odbiornikiem jako 6. kanał.
• Dodatkowo zastosowano dwa regulatory wysokoprądowe do sterowania dwoma silnikami napędu kosiarki.
• Użyto jednego serwa do sterowania gaźnikiem i czterech RC switchy do sterowania światłami, opróżnianiem kosza, gaźnikiem i rozrusznikiem.
• Konieczne było zaprojektowanie i wykonanie dwóch prototypów płytki wspomagającej, z dużym przekaźnikiem do rozrusznika.
• Jedna z płytek, bez soldermaski, powstała w warsztacie, a druga, z zieloną soldermaską, została wykonana przez profesjonalną firmę.

Modyfikacje mechaniczne

Samą kosiarkę również trzeba było nieco przerobić, ponieważ silniki napędowe nie mieściły się pod spodem. Przy użyciu migomatu, cięcia i spawania, problem został rozwiązany. Kosiarka w tej konfiguracji pracuje drugi sezon, mechanicznie bez zarzutu, jednak w pewnym momencie konieczne było odświeżenie "elektryki", min. poprzez zmianę obudowy dla sterowników.

Napęd elektryczny z hoverboardu

Inny pomysł zakładał wykorzystanie zepsutej kosiarki z uszkodzonym napędem do budowy napędu elektrycznego. W tym celu wykorzystano części z hoverboardu:

• Silniki napędu kół.
• Sterownik silników, który wymagał przeprogramowania (istnieje wiele opisów na YouTube, jak to zrobić).
• Akumulator.

Zasilanie i chłodzenie

Aby nie martwić się o stan akumulatora podczas pracy kosiarki, energia elektryczna pochodzi z trzeciego silnika, takiego samego jak w kołach. Silnik ten został zamontowany na kole zamachowym silnika spalinowego i spełnia rolę rozrusznika silnika spalinowego, a po rozruchu pracuje jako prądnica trójfazowa. Napięcie generowane przez taki silnik przy obrotach kosiarki wynosi 150 Voltów. Napięcie zostało obniżone przetwornicą DC/DC do 40V o wydajności 10 A, co jest wystarczającą mocą na działanie napędu i podładowywanie akumulatora. Sterownik BLDC rozrusznika jest sterownikiem rowerowym 36V/350W, który został przystosowany poprzez wymianę tranzystorów i kondensatorów tak, by wytrzymywał minimum 200V, które może pojawić się na jego wyjściach.

Konieczne było zastosowanie dodatkowego chłodzenia dla silnika spalinowego, w postaci wentylatora 24V 10W, co jak dotąd wystarcza. Przy najbliższej okazji w silniku rozrusznika zostaną nawiercone otwory wlotu powietrza.

Tego typu przeróbki są ryzykowne i stanowią zabawę dla osób z pojęciem o mechanice i elektronice.

Profesjonalne Hybrydowe Kosiarki Bijakowe Zdalnie Sterowane: MASTERCUT JFRC90S

Na rynku dostępne są również profesjonalne rozwiązania, takie jak kosiarka bijakowa - robot koszący zdalnie sterowany MASTERCUT JFRC90S. To hybrydowa, gąsienicowa, spalinowa maszyna przeznaczona do pracy w najtrudniejszych warunkach terenowych, idealna m.in. pod panele fotowoltaiczne.

Charakterystyka MASTERCUT JFRC90S

MASTERCUT JFRC90S łączy moc silnika Loncin 452 cm³ o mocy 15 KM z elektrycznym napędem gąsienic, sterowanym precyzyjnym pilotem zdalnego sterowania o zasięgu do 100 m. Szerokość robocza wynosi 90 cm, a dwie listwy tnące z nożami uchylnymi oraz zerowy promień skrętu sprawiają, że urządzenie doskonale sprawdza się przy pielęgnacji rozległych terenów zielonych, pod panelami fotowoltaicznymi, na wałach, skarpach i nieużytkach.

Konstrukcja i napęd hybrydowy

Silnik spalinowy

Sercem kosiarki jest jednocylindrowy silnik benzynowy Loncin LC1P92F o pojemności 452 cm³ i mocy maksymalnej 15 KM, chłodzony powietrzem w technologii OHV. Silnik wyposażono w żeliwną tuleję cylindra, pompę olejową i rozrusznik elektryczny, co zapewnia wysoką trwałość, stabilne smarowanie przy pracy na pochyłościach oraz łatwy rozruch.

Napęd elektryczny i gąsienicowy

Napęd hybrydowy oznacza, że:

• Silnik spalinowy odpowiada za napęd listw tnących i jednocześnie napędza prądnicę ładującą akumulator 24 V.
• Układ jezdny zasilany jest przez dwa bezszczotkowe silniki elektryczne 550 W, co pozwala na płynne i precyzyjne sterowanie gąsienicami.
• Czas jazdy w trybie wyłącznie elektrycznym (bez pracy silnika spalinowego) wynosi około 10 minut, co jest idealnym rozwiązaniem przy manewrowaniu na podwórzu czy w pobliżu budynków, gdy zależy nam na cichej pracy.
• Praca z uruchomionym silnikiem spalinowym jest ciągła - prądnica na bieżąco doładowuje akumulator podczas koszenia.

Trakcja MASTERCUT JFRC90S oparta jest na wytrzymałych gąsienicach gumowych, które pozwalają na równomierne rozłożenie masy urządzenia (260 kg) na podłożu, zwiększając przyczepność i zmniejszając ugniatanie gleby. Napęd układu jezdnego tworzą dwa bezszczotkowe silniki elektryczne 550 W, zasilane z akumulatora 24 V, ładowanego przez prądnicę współpracującą z silnikiem spalinowym. Dzięki temu kosiarka może bezproblemowo pokonywać wzniesienia o nachyleniu do 30°.

Zdalne sterowanie i bezpieczeństwo

MASTERCUT JFRC90S wyposażono w profesjonalny pilot zdalnego sterowania o zasięgu do 100 metrów. Operator ma możliwość sterowania jazdą przód/tył, skrętem każdej z gąsienic, prędkością, a także podnoszeniem i opuszczaniem zespołu tnącego dzięki elektrycznej regulacji wysokości koszenia. Zerowy promień skrętu umożliwia obrót maszyny w miejscu.

Zastosowanie zdalnego sterowania przekłada się przede wszystkim na bezpieczeństwo, ponieważ operator może pracować z bezpiecznej odległości, minimalizując ryzyko przewrócenia się czy kontaktu z nożami tnącymi.

Wydajność i system tnący

Kosiarka bijakowa MASTERCUT JFRC90S posiada szerokość roboczą 90 cm. System tnący opiera się na dwóch listwach z nożami uchylnymi, które skutecznie radzą sobie zarówno z trawą, jak i chwastami, samosiejkami czy roślinnością o grubszym łodygowym przekroju. Centralna, elektryczna regulacja wysokości koszenia w zakresie 50-110 mm pozwala szybko dopasować wysokość cięcia do warunków terenowych.

Zastosowania MASTERCUT JFRC90S

Kosiarka ta to idealne rozwiązanie dla podmiotów, które muszą regularnie utrzymywać w dobrej kondycji duże i trudne w utrzymaniu powierzchnie zielone, takie jak:

• Farmy fotowoltaiczne (koszenie pod panelami i między rzędami).
• Firmy komunalne i utrzymanie dróg (koszenie skarp, poboczy, rowów melioracyjnych).
• Gospodarstwa rolne i sadownicze (utrzymanie międzyrzędzi w sadach i na plantacjach).
• Zakłady przemysłowe, lotniska, duże obiekty sportowe (pielęgnacja terenów zielonych wokół obiektów).

Specyfikacja techniczna MASTERCUT JFRC90S

Zalety hybrydowych kosiarek zdalnie sterowanych

Kosiarki hybrydowe zdalnie sterowane oferują szereg korzyści, które czynią je atrakcyjnymi zarówno dla amatorów, jak i profesjonalistów:

• Wydajność: Połączenie mocy spalinowej z precyzją elektrycznego napędu gąsienic pozwala na efektywne koszenie dużych i trudnych powierzchni.
• Bezpieczeństwo: Zdalne sterowanie eliminuje konieczność przebywania operatora w bezpośredniej bliskości urządzenia, co jest kluczowe na skarpach, wałach czy terenach z przeszkodami.
• Wszechstronność: Możliwość pracy w trudnym terenie, na pochyłościach do 30° oraz pod panelami fotowoltaicznymi.
• Mniejszy wysiłek: Brak konieczności pchania kosiarki, co jest szczególnie ważne na dużych obszarach.
• Precyzja: Elektryczny napęd gąsienicowy i zerowy promień skrętu umożliwiają precyzyjne manewrowanie.
• Oszczędność czasu: Automatyzacja koszenia i wysoka wydajność znacząco skracają czas potrzebny na pielęgnację terenu.

Roboty koszące - ewolucja i technologie nawigacji

Robot koszący to akumulatorowe urządzenie, które samodzielnie kosi trawnik w wyznaczonym obszarze. Cały system składa się z robota koszącego oraz stacji dokującej, do której urządzenie wraca po skończonej pracy lub gdy akumulator wymaga naładowania. Nowoczesne roboty koszące nie zbierają ściętej trawy.

Wyznaczanie obszaru koszenia

Pierwszym etapem jest określenie powierzchni koszenia. Jeszcze niedawno jedynym rozwiązaniem był przewód ograniczający wkopywany wzdłuż krawędzi trawnika - dzisiaj ta technologia odchodzi w zapomnienie. Nowoczesne roboty z nawigacją GPS RTK czy LiDAR wyznaczają granice cyfrowo z poziomu aplikacji mobilnej. Po wyznaczeniu granic robot planuje trasę koszenia. Współczesne kosiarki automatyczne pracują według systematycznych wzorców - równoległych pasów, dzięki którym koszenie przebiega nawet trzykrotnie szybciej.

Technologie nawigacji

Nowoczesne roboty koszące to inteligentne urządzenia, które nie wymagają nadzoru, samodzielnie rozpoznają przeszkody i granice obszaru koszenia. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu jednej z trzech technologii nawigacji:

1. Przewodowe roboty koszące: Korzystają z pętli ograniczającej i stacji dokującej generującej impulsy elektryczne. Robot wykrywa sygnał elektryczny i zmienia kierunek koszenia, gdy dotrze do przewodu. Ich zaletą jest niska cena i pewność działania niezależnie od sygnału GPS. Wadą jest konieczność instalacji przewodu.
2. Roboty koszące GPS-RTK: Wykorzystują pozycjonowanie satelitarne w czasie rzeczywistym. Instalacja sprowadza się do montażu stacji referencyjnej (anteny RTK). Osiągają rekordową wydajność i precyzję koszenia z dokładnością do 2-3 centymetrów, mapują trawnik w kilkanaście minut i są w stanie obsługiwać trawniki o bardzo dużej powierzchni. Sporadycznie zdarza się, że urządzenie przerywa pracę z powodu dużych zakłóceń sygnału GPS.
3. Laserowe roboty koszące (LiDAR): Skanują otoczenie za pomocą wiązki laserowej, tworząc wirtualną mapę terenu w 3D. Wykrywają i precyzyjnie omijają przeszkody w promieniu 70 m. Idealnie sprawdzają się w przypadku skomplikowanych trawników z licznymi nasadzeniami. Mogą mieć problemy z wykrywaniem obiektów wykonanych z przezroczystych materiałów i są mniej precyzyjne niż roboty GPS-RTK na rozległych obszarach.
4. Roboty wizyjne (AI Vision System): Rozpoznają otoczenie za pomocą kamer 3D o wysokiej rozdzielczości i zaawansowanych algorytmów sztucznej inteligencji. Tworzą trójwymiarowy obraz i identyfikują obiekty, potrafią odróżnić trawę od nawierzchni, wykrywają obrzeża, zabawki, a nawet ruchome obiekty, takie jak pies czy kot. Charakteryzują się błyskawiczną, bezobsługową instalacją.
5. Hybrydowe roboty koszące (RTK + przewód): Korzystają z dwóch systemów nawigacji jednocześnie: pracy w pętli ograniczającej oraz technologii RTK. Wykorzystują pełnię możliwości obu rozwiązań, eliminując ich wady. Gwarantują niezawodność w każdych warunkach atmosferycznych i terenowych, również na bardzo dużych obszarach oraz skomplikowanych i nierównych terenach z licznymi przeszkodami.

Bezpieczeństwo i funkcje dodatkowe

Roboty koszące są wyposażone w czujniki, dzięki którym potrafią omijać przeszkody. W przypadku podniesienia lub przewrócenia urządzenia noże natychmiast się zatrzymują. Czujnik deszczu automatycznie odeśle robota do stacji dokującej, a zabezpieczenie kodem PIN i Wi-Fi daje zdalne sterowanie z dowolnego miejsca za pomocą aplikacji mobilnej. Gdy pojemność akumulatora spada lub po skończonej pracy, robot samodzielnie wraca do stacji ładującej.

tags: #hybrydowa #kosiarka #budowa