카즈엔 | 수확 로봇: 커넥터는 과수원 자동화를 위한 안정적인 기반을 구축합니다.

자율 탐색 및 작물 위치 파악부터 시각적 인식, AI 기반 성숙도 감지, 로봇 팔 위치 지정, 유연한 그립핑, 손상 없는 수집 및 자율 운송에 이르기까지 과일 및 채소 수확 로봇에는 완전한 폐쇄 루프 운영 체제가 필요합니다. 이러한 기계는 먼지, 이슬, 과일 주스, 진동 및 고르지 못한 지형으로 인해 전기 연결에 까다로운 조건이 발생하는 탁 트인 과수원과 습한 온실에서 지속적으로 작동해야 합니다. CAZN 산업용 원형 커넥터는 수확 로봇 시스템 전체에 걸쳐 매우 안정적인 전력 및 신호 상호 연결 솔루션을 제공하여 까다로운 농업 환경에서 안정적이고 지속적인 작동을 보장합니다.

과수원 수확 로봇은 여러 하위 시스템 간의 조화로운 작동에 의존하며 모든 단계는 안정적인 커넥터와 전기 인터페이스에 따라 달라집니다.

섀시 탐색 및 위치 지정

섀시 내비게이션 및 위치 확인 장치는 GNSS, LiDAR, IMU, 인코더 및 장애물 회피 센서로부터 실시간 신호를 수신해야 합니다. EtherCAT은 서보 스티어링 휠의 실시간 모션 제어에 사용됩니다. CAZN M12 원형 커넥터는 A, D, X 및 L 코딩을 포함한 다양한 코딩 구성을 포괄합니다. A 코딩 커넥터는 근접 스위치와 아날로그 또는 디지털 센서 신호에 사용됩니다. D 코드 커넥터는 EtherCAT 산업용 이더넷 통신을 지원합니다. L 코드 커넥터는 섀시 ​​서보 시스템의 고전류 전력을 처리합니다. M8 소형 원형 커넥터는 소형 적외선 및 광전 장애물 회피 센서에 사용할 수 있습니다. 나사형 잠금 및 IP67 보호 기능은 진흙, 물 튀김, 지속적인 진동 속에서도 안전한 연결을 유지하는 데 도움이 됩니다.

섀시 내비게이션 및 포지셔닝 하위 시스템

구성 요소: 스티어링 휠/구동 모터, 휠 인코더, LiDAR, IMU, GNSS 포지셔닝, 장애물 회피 센서, 섀시 컨트롤러

M12 원형 커넥터 — 기본 인터페이스

M12 A 코딩: 근접 스위치, IMU, 인코더 및 다양한 디지털/아날로그 센서 신호

M12 D/X 코딩: 실시간 섀시 서보 통신을 위한 EtherCAT 및 PROFINET과 같은 산업용 이더넷

M12 L 코드: 섀시 서보 모터용 고전류 전원 공급 장치

M8 원형 커넥터: 작은 설치 공간과 IP67 보호 기능을 갖춘 소형 광전 및 적외선 장애물 회피 센서

전기 통신 인터페이스: EtherCAT, Modbus-RTU, CAN 버스(CANopen) 및 비상 정지 안전 회로

전원 인터페이스: 24V DC 전원 회로; 고전력 애플리케이션은 정격 전력 M12 또는 M16 커넥터를 사용할 수 있으며, 충전 포트는 일반적으로 고전류 방수 항공 커넥터를 사용합니다.

비전 및 AI 인식

비전 센싱과 AI 인식은 수확 로봇의 '눈과 뇌' 역할을 한다. RGB-D 깊이 카메라, 팔 끝 카메라 및 보조 조명은 과일 인식 및 AI 기반 성숙도 평가를 위해 과수원 이미지를 지속적으로 캡처합니다. CAZN M12 X 코드 커넥터는 GigE Vision 애플리케이션을 지원하는 동시에 기가비트 이미지 전송 및 PoE 전력 공급을 지원합니다. 360° 차폐 기능은 섀시 모터에서 발생하는 전자기 간섭을 억제하여 안정적인 이미지 전송을 유지하고 신호 왜곡으로 인한 과일 인식 오류의 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.

비전 감지 하위 시스템

기능: 작물 시각적 인식 및 AI 기반 성숙도 감지

구성 요소: RGB 카메라, RGB-D 깊이 카메라, 전역 보기/팔 끝 카메라, 이미지 수집 카드 및 조명

커넥터

M12 X-coded: 이미지 전송 및 PoE 전력 공급을 위해 GigE Vision 프로토콜을 사용하는 GigE 산업용 카메라

방수 USB 3.0 커넥터: 소형 심도 카메라용 보드 장착 또는 케이블 유형 인터페이스

M8: 보조 조명용 트리거 신호

전기 인터페이스: GigE Vision, USB 3.0, PoE 이더넷 및 카메라 트리거 I/O 신호

로봇 팔 동작 제어

로봇 팔이 움직이는 동안 서보 조인트, 힘 센서 및 인코더는 짧은 지연 시간의 통신과 안정적인 전력 공급이 필요한 폐쇄 루프 모션 제어 시스템을 형성합니다. CAZN M12 D 코드 EtherCAT 커넥터는 동기화된 다축 제어를 지원하고 A 코드 커넥터는 조인트 포스 피드백 신호를 수집합니다. M16 전원 커넥터는 서보 시스템에 고전류 전원을 제공합니다. 비상 정지 회로에 이중 채널 안전 인터페이스를 사용하여 장비 안전 요구 사항을 지원하고 정밀한 로봇 팔 작동을 유지할 수 있습니다.

로봇 팔 동작 제어

기능: 로봇 팔 위치 지정 및 접근

구성 요소: 6축 협동 로봇 팔, 서보 모터, 관절 인코더, 힘 센서

M12 D코드 EtherCAT: 실시간 서보 버스 통신

M12 A 코드: 조인트 인코더 및 힘 제어 센서 피드백

고전류 M12/M16 전원 커넥터: 서보 모터 전원 공급 장치

안전 회로: 안전 릴레이 회로를 통한 이중 채널 비상 정지 신호 인터페이스

통신 프로토콜: EtherCAT은 로봇 팔과 메인 컨트롤러 간의 대기 시간이 짧은 폐쇄 루프 통신에 널리 사용됩니다.

팔 끝 도구

엔드 이펙터는 과일과 직접 상호 작용하며 로봇에서 가장 까다로운 부분 중 하나입니다. 유연한 그리퍼, 절단 메커니즘, 압력 센서 및 소형 팔 끝 카메라는 이슬, 과일 주스 및 먼지에 노출된 동안 제한된 공간 내에서 작동해야 합니다. CAZN M5 소형 원형 커넥터 및 M8 소형 커넥터는 제한된 엔드 이펙터 공간에 적합한 소형 폼 팩터를 제공합니다. 보드 실장 SMD 솔루션은 콤팩트한 레이아웃에도 사용할 수 있습니다. 전기-공압식 하이브리드 커넥터는 전기 신호 전송과 공압식 튜브를 하나의 연결로 통합하여 유연한 그립 및 절단 작업을 지원하는 동시에 손상 없는 수확을 위한 안정적인 피드백을 제공합니다.

팔 끝 도구

기능: 유연한 집기/절단, 손상 없는 수확 및 과일 수집

구성 요소: 유연한 그리퍼, 공압식 절단 블레이드, 흡입 수확 헤드, 압력 센서, 소형 팔 끝 카메라

엔드 이펙터는 이슬, 과일 주스, 먼지에 많이 노출되므로 높은 수준의 보호가 필요합니다.

M8 커넥터: 소형 엔드 이펙터 센서, 압력 필름 센서 및 소형 I/O 트리거 신호

M12 A 코드: 그리퍼 서보 및 공압 솔레노이드 밸브 신호

공압 통합: 전기 연결과 공압 튜빙을 결합한 전기-공압 하이브리드 커넥터

인터페이스: 디지털 I/O 및 아날로그 압력 피드백 신호; 일부 소형 엔드 이펙터는 공간이 제한된 보드 장착 애플리케이션을 위해 M5 소형 원형 커넥터를 사용할 수 있습니다.

이송 및 수집 시스템

과일 운반 및 수집에 사용되는 컨베이어 벨트, 리프팅 메커니즘, 과일통 위치 센서 및 하역 액추에이터는 광전 위치 신호 및 액추에이터 제어를 위해 CAZN M8/M12 A 코드 커넥터를 사용할 수 있습니다. 이러한 인터페이스는 자동화된 과일 전송 및 수집을 지원합니다. 메인 컨트롤러와 리튬 배터리 BMS 전력 관리 시스템은 현장 시운전 및 유지 관리를 위한 방수 USB 및 이더넷 인터페이스와 함께 메인 전원 입력을 위해 CAZN M23 고전류 전원 커넥터를 사용할 수 있습니다.

이송 및 수집 시스템

구성요소: 컨베이어 벨트, 리프팅 메커니즘, 과일통 위치 센서, 언로딩 액추에이터

M8/M12 A 코드: 광전 위치 센서 및 근접 스위치

M12 전원 커넥터: 컨베이어 모터 전원 공급 장치

제어: 메커니즘 제어를 위한 Modbus 또는 CAN 버스

메인 컨트롤러 및 전원 관리

장기간 연속 작동을 위해 농업용 로봇은 메인 컨트롤러, 배터리 관리 시스템, 배전판 및 DC-DC 모듈 전반에 걸쳐 안정적인 연결이 필요합니다.

통신 인터페이스에는 EtherCAT, CAN 및 RS485(Modbus-RTU)가 포함됩니다.

전원 커넥터

리튬 배터리 BMS : M23 등 고전류 방수 항공 커넥터

내부 저전압 분기: 24V 배전용 M12 L 코드 커넥터

시운전 인터페이스: 현장 유지 관리 및 문제 해결을 위한 방수 USB 및 이더넷 커넥터

일반적인 수확 로봇 애플리케이션

사례 1: 산시성 황링에서 "쌍둥이 로봇"을 수확하는 사과

응용 분야: 조화로운 작업과 완전한 폐쇄 루프 워크플로를 위해 수확 로봇, 운송 로봇 및 검사 로봇을 사용하는 500mu 표준화된 왜성 사과 과수원입니다.

작동 프로세스: 자율 섀시 탐색 → LiDAR 및 비전 기반 사과 성숙도 인식 → 다축 로봇 팔 위치 지정 → 유연한 잡기 및 수확 → 자동 과일통 수집 및 운송.

장비 문제: 야외 과수원 환경에서는 장비가 진흙, 물, 진동 및 강한 햇빛에 노출됩니다. EtherCAT 통신, 산업용 카메라 이미지 전송 및 서보 전력선은 모터의 전자기 간섭에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 섀시, 로봇 팔, 엔드 이펙터를 포함한 여러 하위 시스템에도 보호 기능이 뛰어난 수많은 원형 커넥터가 필요합니다.

상호 연결 요구 사항: M12 D 코드 EtherCAT 통신 커넥터, M12 X 코드 GigE 비전 커넥터, M12 L 코드 서보 전원 커넥터 및 엔드 이펙터 센서용 M8 커넥터.

과수원의 진동, 이슬, 먼지, 물은 피할 수 없습니다. CAZN M12 원형 커넥터는 IP67 보호와 360° 차폐를 결합하여 다중 로봇 응용 분야에서 안정적인 통신을 지원하고 지속적인 사과 수확 작업 중에 통신 중단 및 인식 오류를 줄이는 데 도움이 됩니다.

사례 2: 산시성 다리의 양팔 겨울 대추 수확 로봇

적용: 간격이 제한된 온실 열에서 겨울 대추 재배. 두 개의 로봇 팔이 수확과 선별을 위해 병렬로 작동하여 다중 로봇 작동을 지원합니다.

운영 프로세스: 4륜 조향 섀시가 좁은 온실 열을 통해 측면으로 이동 → AI 비전으로 겨울 대추 성숙도 식별 → 듀얼 로봇 팔 동시 수확 → 선별이 수행되는 동안 유연한 그리퍼가 과일 따기 → 자동 수집.

장비 문제: 온실에서는 습도가 높고 과일 주스가 튀는 일이 흔합니다. 엔드 이펙터는 설치 공간이 극히 제한되어 있으며 수많은 소형 압력 센서와 팔 끝 카메라가 필요합니다.

상호 연결 요구 사항: 엔드 이펙터 센서용 M5 소형 원형 커넥터 및 M8 커넥터, 압력 피드백 신호용 M12 A 코딩 커넥터.

제한된 온실 엔드 이펙터에서 CAZN M5 및 M8 소형 원형 커넥터는 소형 솔루션을 제공하고 SMD 보드 실장 구성을 지원합니다. 나사형 잠금 설계와 습기 및 과일 주스로부터의 보호 기능은 유연하고 손상 없는 수확을 위해 안정적인 센서 신호를 유지하는 데 도움이 됩니다.

사례 3: 후난성 펑황(Fenghuang)의 스마트 키위과일 농장

적용 분야: 검사, 수확, 운송 및 과일 분류를 포함하는 무인 농업 시스템을 갖춘 20,000mu 이상의 격자 재배 키위 과수원.

운영 프로세스: 자율 내비게이션 섀시가 격자 아래로 이동 → 비전 시스템이 과일 식별 → 다자유도 로봇 팔이 과일 줄기 자르기 → 수확된 과일이 자동으로 수집 상자로 이동 → 운송 로봇이 과일을 분류 시설로 전달합니다.

장비 문제: 야외 과수원은 오랫동안 습한 상태를 유지합니다. 덩굴과 나뭇잎은 장비를 방해할 수 있으며 지속적인 진동은 버스 통신 및 센서 신호에 영향을 미칠 수 있습니다.

상호 연결 요구 사항: M12 A/D 코드 커넥터 및 전원 회로용 M16 커넥터.

사례 4: 신장 지역의 와인 포도 수확 프로토타입

적용: 추적형 수확 플랫폼은 노지 격자 포도원에서 작동합니다. 로봇 팔이 포도 줄기를 자르고, 공기 흡입 시스템이 포도를 수집 용기로 옮깁니다.

운영 과제: 높은 수준의 현장 먼지와 큰 온도 차이에는 안정적인 섀시 탐색과 조화로운 수확 시스템 제어가 필요합니다. 통신 링크는 까다로운 실외 조건에서도 안정적으로 유지되어야 합니다.

사례 5: 난징 농업대학교의 양팔 토마토 수확 로봇

적용 분야: 이중 팔 수확 로봇은 토마토 재배를 위한 다중 범위 온실에서 작동합니다. 수확에는 진공 흡입 엔드 이펙터가 사용되며, 보고된 단일 과일 수확 시간은 5.2초이고 전체 속도는 분당 약 16-18개의 토마토입니다.

장비 과제: 높은 온실 습도, 보조 조명 및 깊이 카메라는 복잡한 전기 조건을 만듭니다. PoE 이미지 전송은 서보 모터의 전자기 간섭에 의해 영향을 받을 수 있습니다.

상호 연결 요구 사항: M12 X 코드 GigE 비전 커넥터 및 조명 트리거 신호용 M8 커넥터.

해외출원

사례 1: FFRobotics 다중 팔 사과 수확 로봇, 이스라엘

적용 분야: 대규모 상업용 과일 수확을 위해 12세트의 로봇 팔이 병렬로 작동하는 유럽과 북미의 표준화된 V자형 난쟁이 사과 과수원입니다.

기술적 특성: 여러 로봇 팔은 동기화된 EtherCAT 통신을 통해 작동하며, 장기간 실외 작동을 지원하는 수많은 서보 모터 및 엔드 이펙터 힘 센서를 사용합니다.

상호 연결 과제: 동시에 작동하는 여러 개의 암은 전자기 간섭을 증가시켜 차폐 성능이 뛰어나고 진동에 강한 커넥터에 대한 요구 사항을 만듭니다.

사례 2: 뉴질랜드의 Robotics Plus 키위 수확 로봇

적용 분야: 격자로 자란 키위 과수원에서는 4개의 로봇 팔이 병렬로 작동하여 성숙한 키위를 식별하고 유연한 그립을 수행하며 수확된 과일을 자동으로 수집 및 운반합니다.

기술적 특성: 분산 다중 팔 제어에는 로봇 팔 관절과 엔드 이펙터 전반에 걸쳐 수많은 센서가 필요합니다.

사례 3: Agrobot 딸기 수확 로봇, 스페인

적용 분야: 최대 24개의 로봇 팔이 병렬로 작동하는 높은 온실 딸기 재배. 부드러운 딸기 표면의 손상을 줄이기 위해 유연한 수확이 사용됩니다.

상호 연결 문제: 엔드 이펙터 공간이 극히 제한되어 있고 다수의 소형 압력 센서 및 카메라로 인해 소형 M8/M5 커넥터에 대한 수요가 발생합니다.

사례 4: 풍부한 로봇공학 진공 사과 수확 로봇, 미국

적용 분야: 진공 기반 수확 엔드 이펙터를 사용하는 왜소한 사과 과수원. 상업용 과수원 현장 시험에는 진공 수확 헤드와 함께 작동하는 이동식 섀시 시스템이 포함되었습니다.

기술적 특성: 통합 모바일 플랫폼과 진공 수확 시스템은 수많은 서보 및 비전 구성 요소를 사용하므로 통신 안정성에 대한 까다로운 요구 사항이 발생합니다.

농업 자동화를 위한 안정적인 상호 연결 구축

국내 온실 및 노지 사과 과수원에서의 겨울 대추 수확부터 키위 운영 및 표준화된 해외 사과 및 딸기 과수원에 이르기까지 수확 로봇의 상용화는 섀시 탐색, 시각 감지, 다축 로봇 팔 및 유연한 엔드 이펙터 전반의 안정적인 상호 연결에 달려 있습니다. 높은 습도, 먼지, 진동, 과일 주스 노출, 모터의 전자기 간섭 및 기타 농업 조건으로 인해 커넥터 보호, 차폐, 환경 저항 및 소형화에 대한 요구 사항이 까다로워집니다.

CAZN은 EtherCAT 산업용 통신, GigE 비전 전송, 서보 전력 공급 및 소형 엔드 이펙터 센서 신호를 포괄하는 M5, M8, M12, M16 및 M23 산업용 원형 커넥터의 전체 범위를 제공합니다. 이 제품 포트폴리오는 과일 및 채소 수확 로봇을 위한 포괄적인 상호 연결 솔루션을 제공하여 프로토타입 개발 및 현장 테스트부터 대규모 상업 배포에 이르기까지 농업용 로봇 제조업체를 지원합니다.