Robotteknik kan underlätta skotningen i skogen
Semi-automatiseringsfunktioner på skotarkranar förbättrar operatörens prestanda, medan vibrationsreduktion kan öka förarens komfort. Med anpassad robotteknik vill umeåforskaren Szabolcs Fodor göra livet lättare för skogens skotarförare.
Från skogen får vi trä, vilket är ett förnybart och återvinningsbart råvarumaterial som behövs i vår vardag. För att utnyttja denna resurs används i dag avancerade tunga maskiner i processen, till exempel skotare.
En skotare är ett skogsbruksfordon som samlar och lyfter stammar från skördeplatsen i skogen till vägsidan. För att utföra detta arbete utbildas operatörer för att manuellt kunna styra robotarmen, kranen, som är monterad på skotaren. Denna uppgift är dock inte lätt, psykiskt krävande och påverkar ofta skotarförarens produktivitet.
Förbättrad skotarkran
Den första delen av avhandlingen handlar om semi-automatiseringsfunktioner, vilket innebär att kranen utför automatiska rörelser som initierats av operatören. Under tiden som kranen utför sina rörelser kan operatören vila eller fokusera på andra aspekter av kranhanteringen.
Szabolcs Fodor använde mestadels tekniker från konventionell robotteknik och kontrollteori och anpassade dem för att passa in i en semi-automationskontext.
– Fördelen med de metoder och tekniker som jag har utvecklat består av deras enkelhet och praktiska egenskaper, men också att de enkelt är tillämpbara på riktiga skogsmaskiner, säger Szabolcs Fodor.
I den andra delen av avhandlingen har Szabolcs Fodor studerat effekterna av vibrationer som skapas av att lyfta och sänka kranen i vertikalplanet. Å ena sidan är dessa vibrationer resultatet av ryckiga operatörskommandon som också orsakar otrevnad i förarhytten, och å andra sidan medför detta slitage, vilket minskar livslängden på huvudlyftcylindern.
Bra vibrationer i förarhytten
Dessa vibrationer reduceras med aktiva vibrationsdämpningsmetoder, vilket innebär att de särskilda sensorer aktivt övervakar magnituden av kranoscillationer och ett elektroniskt styrsystem använder denna information för att tillföra ytterligare energi till ingångskontrollsignalen för att minska vibrationerna.
Alla föreslagna metoder och tekniker har Szabolcs Fodor verifierat experimentellt på en prototyp av en skotarkran för att testa deras genomförbarhet. Den finns på plats på Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
Avhandlingen: Towards semi-automation of forestry cranes: automated trajectory planning and active vibration damping
Disputationen: Fredagen den 27 oktober försvarar Szabolcs Fodor, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik vid Umeå universitet, sin avhandling med titeln: Towards semi-automation of forwarder cranes: automated trajectory planning and active vibration damping. Svensk titel: Halvautomatisering av skogskranar: automatisk rörelsebanplanering och aktiv vibrationsdämping. Disputationen äger rum klockan 13.00 i sal N420, 4 tr, Naturvetarhuset, Umeå universitet. Fakultetsopponent är professor Torben Ole Andersen, Institutionen för Energiteknik, Hydrauliska och Mekatroniska System, Aalborg universitet, Aalborg, Danmark.
Szabolcs Fodor kommer från Transsylvanien, Rumänien. Han har en ingenjörsexamen i automation och tillämpad elektronik från Sapientia, Hungarian University of Transylvania och en kandidatexamen i datavetenskap från Petru Maior University.
Kontakt: Szabolcs Fodor, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik. Telefon: 072-563 94 80. E-post: szabolcs.fodor@umu.se
