SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 78
Baixar para ler offline
‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬
‫ל‬ ‫זרוע‬‫אוטונומי‬ ‫תפוחים‬ ‫קטיף‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2
:‫מנחים‬‫מזרח‬ ‫עמוס‬ ‫וד"ר‬ ‫אורלב‬ ‫נחום‬
:‫מגיש‬‫הירשפלד‬ ‫אור‬
6/25/2014
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תקציר‬‫מנהלים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬1‫מתוך‬95
‫מנהלים‬ ‫תקציר‬
‫בתוצרת‬ ‫הטיפול‬ ‫בתחום‬ ‫מהפכות‬ ‫שחוו‬ ‫בחקלאות‬ ‫רבים‬ ‫לענפים‬ ‫בניגוד‬‫העבו‬ ‫תפוחים‬ ‫עבור‬‫רובה‬ ‫דה‬
‫לא‬ ‫ואקלים‬ ‫משקלים‬ ‫הגוף‬ ‫על‬ ‫ומעמיסה‬ ‫קלה‬ ‫אינה‬ ‫תפוחים‬ ‫בקטיף‬ ‫העבודה‬ .‫ידני‬ ‫באופן‬ ‫נעשת‬ ‫ככולה‬
.‫מותר‬ ‫קטיף‬ ‫גובה‬ ‫לגבי‬ ‫בטיחות‬ ‫הגבלות‬ ‫קיימות‬ ‫בנוסף‬ .‫נוח‬
‫רבות‬ ‫מדינות‬ .‫הכלכלי‬ ‫הקושי‬ ‫את‬ ‫גם‬ ‫את‬ ‫מעלים‬ ‫אשר‬ ‫המערבי‬ ‫בעולם‬ ‫עובודת‬ ‫בידיים‬ ‫מחסור‬ ‫יש‬ ‫כיום‬
‫חוס‬ ‫למיכון‬ ‫תקציבים‬ ‫מקצות‬‫בקניית‬ ‫לחקלאיים‬ ‫סיבסוד‬ ‫או‬ ‫לפיתוח‬ ‫מועברים‬ ‫התקציבים‬ ,‫אדם‬ ‫כוח‬ ‫ך‬
.‫זה‬ ‫צורך‬ ‫על‬ ‫העונים‬ ‫כלים‬
‫מיליארד‬ ‫כחצי‬ ‫של‬ ‫מעורכת‬ ‫תפוקה‬ ‫מניבים‬ ‫בישראל‬ ‫התפוח‬ ‫מטעי‬₪‫פונצאיל‬ ‫טמון‬ ‫כי‬ ‫שמראה‬ ‫נתון‬
.‫למדינה‬ ‫מבוטל‬ ‫לא‬ ‫כלכלי‬
‫לקטיף‬ ‫חלקיים‬ ‫מיכון‬ ‫פתרונות‬ ‫קיימים‬‫ו‬‫בנושא‬ ‫רבים‬ ‫מחקרים‬ ‫ישנם‬ ‫בנוסף‬‫בקטי‬‫טיפוס‬ ‫אבי‬ ‫ומספר‬ ‫ף‬
.‫חלקיים‬
‫האפשרי‬ ‫למינמלי‬ ‫החופש‬ ‫דרגות‬ ‫מספר‬ ‫את‬ ‫הגבלתי‬ ‫מספיק‬ ‫אך‬ ‫פשוט‬ ‫פתרון‬ ‫לייצר‬ ‫רצון‬ ‫מתוך‬‫בנוסף‬
‫החקלאים‬‫כי‬ ‫דיווחו‬/‫הפירות‬ ‫ודילול‬ ‫המטע‬ ‫גיזום‬ ‫את‬ ‫להתאים‬ ‫מוכנים‬ ‫יהיו‬‫הם‬ ‫איתו‬ ‫המיכון‬ ‫ע"פ‬ ‫פרחים‬
‫עובדים‬.‫ני‬ ‫ולכן‬ ‫רב‬ ‫לא‬ ‫הוא‬ ‫גם‬ ‫תפוח‬ ‫ללניתוק‬ ‫הדרוש‬ ‫הכוח‬‫להס‬ ‫תן‬‫קלות‬ ‫יחסית‬ ‫בזרועות‬ ‫תפק‬
.‫ומהירות‬‫ישמור‬ ‫בזמן‬ ‫ובו‬ ‫העוקץ‬ ‫חיתוך‬ ‫של‬ ‫מיכון‬ ‫לחסוך‬ ‫בכדי‬ ‫כיפוף‬ ‫של‬ ‫בצורה‬ ‫ייעשה‬ ‫התפוח‬ ‫ניתוק‬
.‫ובמקומם‬ ‫שלמים‬ ‫והדורבן‬ ‫העוקץ‬ ‫על‬
‫ויקטור‬ ‫של‬ ‫הדוקטרט‬ ‫עבודת‬ ‫מתוך‬ ,‫תפוח‬ ‫עץ‬ ‫של‬ ‫אמיתי‬ ‫מימדי‬ ‫תלת‬ ‫מודל‬ ‫על‬ ‫שהרצתי‬ ‫בסימולציות‬
‫קרט‬ ‫זרוע‬ ‫כי‬ ‫ראיתי‬ ,‫בלוך‬.‫מיטבית‬ ‫תפוקה‬ ‫תתן‬ ‫צירים‬ ‫שלושה‬ ‫בעלת‬ ‫זית‬
.‫וכלכלית‬ ‫פיזיקאלית‬ ‫מבחינה‬ ‫הנדרשים‬ ‫הפרמטרים‬ ‫את‬ ‫מצאתי‬ ‫הפרוייקט‬ ‫של‬ ‫הראשון‬ ‫בחלק‬
‫מאלה‬ ‫חזרה‬ ‫עם‬ ‫בודדת‬ ‫קרטזית‬ ‫זרוע‬ ‫עם‬ ‫מערכת‬ ‫לתכנן‬ ‫כדאי‬ ‫כי‬ ‫מצאתי‬ ‫סימולציות‬ ‫בעזרת‬ ‫בנוסף‬
.‫ביניים‬ ‫הובלת‬ ‫וללא‬ ‫הבסיס‬ ‫להזנת‬
‫קרטזיות‬ ‫מערכות‬ ‫לבחון‬ ‫ניסיתי‬‫המאמצים‬ ‫את‬ ‫בהרבה‬ ‫ועוברת‬ ‫מידי‬ ‫מסיביות‬ ‫היו‬ ‫הם‬ ‫אמנם‬ ‫קיימות‬
.‫עצמי‬ ‫לתכנון‬ ‫פניתי‬ ‫לכן‬ ‫הנרדשים‬ ‫והזמנים‬
‫הוא‬ ‫הנבחר‬ ‫התופסן‬‫היוצר‬ ‫סיליקון‬ ‫קונוס‬‫את‬ ‫תכננתי‬ ,‫הולנדי‬ ‫טיפוס‬ ‫באב‬ ‫בעבר‬ ‫שנוסה‬ ‫כפי‬ ,‫וואקום‬
‫תגובה‬ ‫ומהירות‬ ‫ללחץ‬ ‫הדרישה‬‫המימדים‬ ‫ע"פ‬‫הו‬ ‫יוצר‬ ‫מוצר‬ ‫את‬ ‫מושכל‬ ‫באופן‬ ‫ובחרתי‬‫מתוך‬ ‫ואקום‬
‫קטלוג‬‫של‬SKF..‫קטנים‬ ‫וואקום‬ ‫תאי‬ ‫שיווצר‬ ‫כך‬ ‫הקונוס‬ ‫על‬ ‫שיניים‬ ‫צורת‬ ‫הוספתי‬ ‫בנוסף‬
.‫מימד‬ ‫קטנת‬ ‫מצלמה‬ ‫התקנתי‬ ‫הואוקום‬ ‫קונוס‬ ‫בבסיס‬
‫ע"י‬ ‫מוחזק‬ ‫אשר‬ ‫הקצה‬ ‫לציר‬ ‫חיברתי‬ ‫הקונוס‬ ‫בסיס‬ ‫את‬‫מיסבי‬SKF‫נבחר‬ ‫אשר‬‫ו‬‫כוחות‬ ‫חישובי‬ ‫לאחר‬
.‫אקווילנטיים‬
‫מנוע‬‫חברת‬ ‫של‬ ‫חזק‬ ‫סרבו‬HI-TEC.‫הזרוע‬ ‫בקצה‬ ‫ואינרציות‬ ‫משקלים‬ ‫למניעת‬ ‫השני‬ ‫קצה‬ ‫לציר‬ ‫הוצמד‬
.‫הראשון‬ ‫לציר‬ ‫רצועה‬ ‫עם‬ ‫חובר‬ ‫המנוע‬
‫יישמ‬ ‫השני‬ ‫הקצה‬ ‫ציר‬ ‫את‬‫חברת‬ ‫של‬ ‫מדף‬ ‫מוצר‬ ‫בעזרת‬ ‫תי‬ATI‫וקומופקטיות‬ ‫בדרישות‬ ‫שעמד‬
.‫הנדרשת‬
‫תמוכה‬ ‫לקורה‬ ‫קצה‬ ‫והצירי‬ ‫התופסן‬ ‫מערך‬ ‫כל‬ ‫את‬ ‫חיברתי‬ ‫מכן‬ ‫לאחר‬(cantilever beam)‫ציר‬ ‫עם‬
‫חברת‬ ‫של‬ ‫המוחזק‬ ‫בקצה‬ ‫לינארי‬HEPCO.
.‫מכאנית‬ ‫נכשל‬ ‫ואינו‬ ‫והכוחות‬ ‫הזמנים‬ ‫של‬ ‫בדרישות‬ ‫עומד‬ ‫המערך‬ ‫כל‬ ‫כי‬ ‫וידאתי‬
.‫טבקמן‬ ‫אנטון‬ ‫ע"י‬ ‫במקביל‬ ‫שתוכנן‬ ‫נייד‬ ‫מסועים‬ ‫למערך‬ ‫וחיבורו‬ ‫חלקיו‬ ‫כל‬ ‫על‬ ‫מלא‬ ‫זרוע‬ ‫מערך‬ ‫הצגתי‬
‫חברת‬ ‫של‬ ‫הקורה‬ ‫נבחרה‬ ‫גם‬ ‫זה‬ ‫חיבור‬ ‫במסגרת‬HEPCO‫ה‬ ‫מערך‬ ‫את‬ ‫המשמשת‬.‫מסועים‬
‫הרא‬‫י‬,‫הסיבולות‬ ‫את‬ ‫בקפידה‬ ‫התאמתי‬ .‫הצירים‬ ‫עם‬ ‫הוואקום‬ ‫בסיס‬ ‫של‬ ‫מפורט‬ ‫לייצור‬ ‫תכנון‬ ‫תי‬
.‫הספרות‬ ‫ומן‬ ‫מקטלוגים‬ ‫המלצות‬ ‫ע"פ‬ ‫השטח‬ ‫פני‬ ‫וטיב‬ ‫אפיצויות‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תקציר‬‫מנהלים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬2‫מתוך‬95
‫גם‬ ‫המכונה‬ ‫אמנם‬ ‫גבוהים‬ ‫שאינם‬ ‫ביטחון‬ ‫מקדמי‬ ‫עם‬ ‫בתכן‬ ‫עומד‬ ‫והמוצר‬ ‫בקפידה‬ ‫נבחרו‬ ‫החלקים‬
.‫זמן‬ ‫לאורך‬ ‫המכונה‬ ‫בהפעלת‬ ‫תעמוד‬‫תהיה‬ ‫המערכת‬ ‫שכל‬ ‫אופטימלי‬ ‫למצב‬ ‫להגיע‬ ‫ניתן‬ ‫זאת‬ ‫בצורה‬
.‫מינמלית‬ ‫ועלות‬ ‫במשקל‬
‫מכונה‬ ‫של‬ ‫מלא‬ ‫תכנון‬ ‫בפני‬ ‫העומדים‬ ‫הנושאים‬ ‫כל‬ ‫את‬ ‫כיסיתי‬ ‫לא‬ ‫זה‬ ‫בקורס‬ ‫שהוקצב‬ ‫הזמן‬ ‫במסגרת‬
.‫קוטפת‬ ‫זרוע‬ ‫לבניית‬ ‫ממשית‬ ‫הייתכנות‬ ‫יש‬ ‫כי‬ ‫נראה‬ ‫אמנם‬ ‫חסרים‬ ‫רבים‬ ‫גורמים‬ ‫ישנם‬ ‫ולכן‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תקציר‬‫מנהלים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬3‫מתוך‬95
‫עניינים‬ ‫תוכן‬
‫תקציר‬‫מנהלים‬.................................................................................................................4
‫תוכן‬‫עניינים‬.....................................................................................................................3
‫מבוא‬..............................................................................................................................5
‫סקירה‬‫היסטורית‬:.........................................................................................................5
‫זנים‬‫עיקריים‬‫בחקלאות‬‫מסחרית‬:.................................................................................5
‫סקר‬‫ספרות‬:................................................................................................................5
‫עיצוב‬‫עץ‬‫מותאם‬‫לקטיף‬‫רובוטי‬....................................................................................6
‫דוגמא‬‫לתכנון‬‫מפרק‬...................................................................................................6
‫אב‬‫טיפוס‬‫מערכת‬‫משולבת‬‫לזרוע‬,‫תופסן‬‫וראייה‬(‫הולנד‬.).................................................7
‫פטנט‬‫רשום‬‫לגריפר‬‫בוואקום‬‫עם‬‫מערכת‬‫זיהוי‬‫ומיקום‬......................................................8
‫מצב‬‫קיים‬:...................................................................................................................8
‫אספ‬‫קט‬‫כלכלי‬:.............................................................................................................9
‫הערכת‬‫כדאיות‬:......................................................................................................44
‫מטרות‬‫הפרויקט‬:........................................................................................................42
‫מפרט‬‫דרישות‬:...........................................................................................................42
‫שיטות‬‫ואמצעים‬.............................................................................................................41
‫בדיקת‬‫אפשרות‬‫שימוש‬‫במערכת‬‫מודולרית‬‫של‬OTSEF:..................................................41
‫מערכת‬‫תזוזה‬‫קרטזית‬‫תלת‬‫מימדית‬‫של‬‫חברת‬OTSEF...............................................41
‫צירים‬‫לתופסן‬.........................................................................................................41
‫בחירת‬‫מנועי‬‫צירי‬‫התופסן‬.........................................................................................47
‫סיכום‬‫ביניים‬‫פתרון‬‫מלא‬‫בעזרת‬OTSEF....................................................................47
‫תופסן‬:......................................................................................................................48
‫כוח‬‫הנדרש‬‫כדי‬‫להוריד‬‫פרי‬‫מן‬‫העץ‬............................................................................48
‫לחץ‬‫כניעה‬‫של‬‫תפוח‬‫למען‬‫אפיון‬‫הלחץ‬‫שיכול‬‫התופסן‬‫ללחוץ‬...........................................49
‫מודל‬‫אב‬‫טיפוס‬‫לתופסן‬............................................................................................22
‫חיש‬‫וב‬‫הלחצים‬‫ומהירויות‬‫הנדרשות‬‫מן‬‫התופסן‬............................................................22
‫בחירת‬‫מנגנון‬‫הוואקום‬.............................................................................................23
‫בדיקת‬‫שיחרור‬‫הפרי‬‫אל‬‫הקולט‬.................................................................................26
‫שיפורים‬‫אפשריים‬‫לקונוס‬‫הוואקום‬.............................................................................26
‫בחירת‬‫מצלמה‬‫לתופסן‬‫למיקום‬‫התפוח‬.......................................................................27
‫חישוב‬‫כוחות‬‫אשר‬‫פועלים‬‫על‬‫ה‬‫מפרק‬‫קצה‬..................................................................28
‫בחירת‬‫ציר‬‫קצה‬......................................................................................................29
‫אפשרות‬‫להעברת‬‫הציר‬‫לקדמת‬‫הזרוע‬.......................................................................32
‫ב‬‫חירת‬‫מצלמה‬‫קטנה‬‫יותר‬........................................................................................32
‫בחירת‬‫מיסבים‬...........................................................................................................33
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תקציר‬‫מנהלים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬4‫מתוך‬95
‫בחירת‬‫אטם‬‫למיסב‬.....................................................................................................33
‫סיבול‬‫ות‬,‫מדחקים‬‫ופני‬‫שטח‬.........................................................................................31
‫בחירת‬‫ציר‬‫לינארי‬‫נתמך‬..............................................................................................35
‫בחירת‬‫מנוע‬‫ותמסורת‬‫לתנועה‬‫קווית‬‫בבסיס‬‫הזרוע‬...........................................................37
‫בחירת‬‫פרופיל‬‫זרוע‬‫מתאים‬..........................................................................................37
‫בחינת‬‫אפשרות‬‫לבניית‬‫ציר‬‫קל‬‫עם‬‫מנוע‬‫חשמלי‬‫פשוט‬.......................................................39
‫פתרונות‬‫אפשריים‬‫להולכ‬‫ת‬‫חוטים‬(‫חיווט‬).......................................................................12
‫תכנון‬‫בקרת‬‫זרוע‬‫בציר‬‫הנכנס‬‫אל‬‫העץ‬............................................................................12
‫ניסוי‬‫בדיקות‬‫הרס‬‫ומציאת‬‫מודול‬‫האלסטיות‬.....................................................................14
‫ניווט‬‫אוטונומי‬‫בשטח‬...................................................................................................13
‫תוצאות‬.........................................................................................................................17
‫חישובי‬‫כוחות‬‫על‬‫קורה‬................................................................................................17
‫תכנון‬‫זמני‬‫מחזור‬‫עבודה‬..............................................................................................18
‫חלקי‬‫הזרוע‬...............................................................................................................54
‫מימדים‬‫כלליים‬...........................................................................................................52
‫תכנון‬‫לייצור‬‫של‬‫בסיס‬‫הזרוע‬.........................................................................................53
‫סיכום‬...........................................................................................................................51
‫ביבליוגרפיה‬..................................................................................................................55
‫נספחים‬........................................................................................................................58
‫נספח‬‫א‬'–‫סיכומי‬‫פגישה‬
'‫ב‬ ‫נספח‬–‫וואקום‬ ‫יצירת‬ ‫חישובי‬
'‫ג‬ ‫נספח‬–‫הזרוע‬ ‫תנועת‬ ‫זמני‬ ‫חישובי‬
'‫ד‬ ‫נספח‬–‫חישובי‬‫המיסב‬ ‫על‬ ‫כוחות‬
'‫ה‬ ‫נספח‬–‫חישובי‬‫הקורה‬ ‫על‬ ‫מומנטים‬
'‫ו‬ ‫נספח‬-‫תיכון‬ ‫סקר‬ ‫מצגת‬1
‫נ‬'‫ז‬ ‫ספח‬–‫מצגת‬‫סופית‬ ‫הצגה‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬9‫מתוך‬95
‫מבוא‬
:‫היסטורית‬ ‫סקירה‬
( ‫תרבותי‬ ‫תפוח‬ ‫מכונה‬ ‫הנפוץ‬ ‫התפוח‬Malus domestica‫הבר‬ ‫במין‬ ‫ומקורו‬ ,)Malus sieversii‫המגיע‬ ,
‫ובמחוז‬ ‫בטג'יקיסטן‬ ,‫בקירגיזסטן‬ ,‫קזחסטן‬ ‫בדרום‬ ‫בהרים‬ ‫כיום‬ ‫גם‬ ‫וגדל‬ ‫אסיה‬ ‫ממרכז‬Xinjiang.‫בסין‬
‫הם‬ ‫התרבותי‬ ‫התפוח‬ ‫בהתפתחות‬ ‫קשורים‬ ‫הנראה‬ ‫שככל‬ ‫אחרים‬ ‫מינים‬Malus baccata‫ו‬-Malus
sylvestris‫כיו‬ ‫משמשים‬ ‫נוספים‬ ‫תפוח‬ ‫מיני‬ .‫לגדול‬ ‫מסוגלים‬ ‫שיהיו‬ ‫תפוחים‬ ‫זני‬ ‫לפתח‬ ‫בניסיונות‬ ‫ם‬
.‫שונים‬ ‫אקלים‬ ‫בתנאי‬
‫אחד‬ ‫הנראה‬ ‫ככל‬ ‫והוא‬ ‫קר‬ ‫אקלים‬ ‫שורר‬ ‫שבהם‬ ‫רבים‬ ‫באזורים‬ ‫בתפריט‬ ‫מרכזי‬ ‫מרכיב‬ ‫הוא‬ ‫התפוח‬
.‫האדם‬ ‫ידי‬ ‫על‬ ‫שבויתו‬ ‫הראשונים‬ ‫העצים‬
‫מ‬ ‫יותר‬ ‫בעולם‬ ‫קיימים‬ ‫כיום‬-7,522,‫בצבע‬ ‫מזה‬ ‫זה‬ ‫השונים‬ ‫מתורבתים‬ ‫תפוחים‬ ‫של‬ ‫זנים‬,‫בטעם‬
.‫המדף‬ ‫חיי‬ ‫ובאורך‬ ‫המשלוח‬ ‫בקלות‬ ,‫למחלות‬ ‫בעמידותם‬ ,‫מותאמים‬ ‫הם‬ ‫אליו‬ ‫באקלים‬ ,‫בצורה‬ ,‫במרקם‬
‫מתוקים‬ ‫תפוחים‬ ‫נפוצים‬ ‫אמריקה‬ ‫בצפון‬ .‫הקדומים‬ ‫מהזנים‬ ‫יותר‬ ‫מתוקים‬ ‫כיום‬ ‫התפוחים‬ ‫ככלל‬-
.‫במיוחד‬ ‫מתוקים‬ ‫הם‬ ‫המועדפים‬ ‫התפוחים‬ ‫שבאסיה‬ ‫בעוד‬ ,‫חמצמצים‬Invalid source specified.
:‫מסחרית‬ ‫בחקלאות‬ ‫עיקריים‬ ‫זנים‬
)‫אדומים‬ ‫(פירות‬ ‫ענה‬-‫על‬ ‫שטופח‬ ‫זן‬-‫למנות‬ ‫זקוק‬ ‫אינו‬ ‫הענה‬ .‫שמר‬ ‫עין‬ ‫בקיבוץ‬ ‫שטיין‬ ‫אבא‬ ‫ידי‬-‫קור‬
‫ביוני‬ ‫ומבשיל‬ ‫מאוד‬ ‫פורה‬ ,‫רבות‬-.‫היטב‬ ‫משתמר‬ ‫אינו‬ ‫פריו‬ ,‫יולי‬
)‫אדומים‬ ‫פירות‬ ( ‫שלו‬ ‫והווריאנטים‬ ‫סטרקינג‬–‫אד‬ ‫פרי‬‫בעיקר‬ ‫גדל‬ .‫ביבוא‬ ‫עיקרי‬ ‫זן‬ .‫העולם‬ ‫בכל‬ ‫וידוע‬ ‫ום‬
."‫"חרמון‬ ‫בשם‬ ‫נמכרים‬ ‫יפים‬ ‫פירות‬ .‫סירוגי‬ ‫לעתים‬ .‫באיסום‬ ‫טוב‬ ‫נשמר‬ .‫ההר‬ ‫באיזור‬
)‫אדומים‬ ‫(פירות‬ ‫אורליאנס‬–‫מבשילים‬ ‫פירותיו‬ .‫חלש‬ ‫העץ‬ .‫בארץ‬ ‫מאוד‬ ‫אהוד‬ ‫אבל‬ ,‫בעולם‬ ‫ידוע‬ ‫לא‬ ‫זן‬
‫א‬ ‫לאחסון‬ ‫מתאים‬ ‫לא‬ ‫אבל‬ ,‫מתוק‬ ,‫פורה‬ .‫אוגוסט‬ ‫בסוף‬.‫רוך‬
)‫אדומים‬ ‫(פירות‬ ‫ליידי‬ ‫פינק‬–‫אחוז‬ ‫תופס‬ ‫הוא‬ ‫כרגע‬ ,‫ווילאמס‬ ‫וליידי‬ )‫(צהוב‬ ‫דלישס‬ ‫גולדן‬ ‫זני‬ ‫בין‬ ‫שילוב‬
.‫במהירות‬ ‫גדלים‬ ‫זה‬ ‫זן‬ ‫של‬ ‫המטעים‬ ‫ושטחי‬ ‫פופולריות‬ ‫צובר‬ ‫הוא‬ ‫אבל‬ ‫המטעים‬ ‫מן‬ ‫גדול‬ ‫לא‬Invalid
source specified.
‫צהוב‬ ‫(פירות‬ ‫מוזהבים‬ ‫זנים‬)‫ים‬–‫מבשיל‬ .‫הקהל‬ ‫על‬ ‫ואהוד‬ ‫בארץ‬ ‫גם‬ ‫מוביל‬ ,‫בעולם‬ ‫מהנפוצים‬
.‫מחספוסים‬ ‫סובל‬ .‫באיסום‬ ‫טוב‬ ‫נשמר‬ .‫ופורה‬ ‫חזק‬ ‫עץ‬ .‫בספטמבר‬
‫גרני‬-)‫ירוקים‬ ‫(פירות‬ ‫סמיט‬–‫טוב‬ ‫נשמר‬ ,‫עסיסי‬ ,‫ירוק‬ ‫הפרי‬ .‫באוקטובר‬ ‫המבשיל‬ ‫ופורה‬ ‫חזק‬ ‫עץ‬
‫ש‬ ‫למכות‬ ‫רגישותו‬ ‫היא‬ ‫העיקרית‬ ‫בעייתו‬ .‫חזקה‬ ‫קליפה‬ ,‫ארוך‬ ‫באיסום‬.‫מש‬Invalid source specified.
:‫ספרות‬ ‫סקר‬
‫הפרי‬ ‫העידן‬ ‫מן‬-‫שהוא‬ ‫כלים‬ ‫בעזרת‬ ‫חקלאית‬ ‫התוצרת‬ ‫לעיבוד‬ ‫יכולותו‬ ‫את‬ ‫לשפר‬ ‫מנסה‬ ‫האדם‬ ‫היסטורי‬
.‫מכין‬
‫ועבודות‬ ‫פעולות‬ ‫ישנם‬ ‫אמנם‬ ‫העבודה‬ ‫תחומי‬ ‫בכל‬ ‫ומוכונות‬ ‫כלים‬ ‫התווספו‬ ‫היכולות‬ ‫התפתחות‬ ‫עם‬
‫שעדיין‬ ‫מסויומות‬.‫מתאים‬ ‫מיכון‬ ‫תחליף‬ ‫נמצא‬ ‫ולא‬ ‫עובדות‬ ‫ידיים‬ ‫הרבה‬ ‫מצריך‬ ,‫המערבי‬ ‫בעולם‬ ‫גם‬ ,
‫של‬ ‫עבודת‬ ‫את‬ ‫בעיקר‬ ‫לעשות‬ ‫לקוטף‬ ‫המאפשר‬ ,‫לקטיף‬ ‫עזר‬ ‫מיכון‬ ‫בנושא‬ ‫פתרונות‬ ‫בשוק‬ ‫קיימים‬ ‫כיום‬
.‫עצמו‬ ‫הפרי‬ ‫קטיפת‬
‫היא‬ ‫כזאת‬ ‫עבודה‬ ‫לאחר‬ ‫איכותו‬ ‫אך‬ ,‫פרי‬ ‫ואיסוף‬ ‫ניעור‬ ‫ע"י‬ ‫להורדה‬ ‫גם‬ ‫פתרונות‬ ‫קיימים‬ ‫בנוסף‬‫רק‬
.‫טרי‬ ‫פרי‬ ‫לשיווק‬ ‫ולא‬ ‫לתעשייה‬
.‫טרי‬ ‫לשיווק‬ ‫המיועד‬ )‫מהעץ‬ ‫(הורדתו‬ ‫הפרי‬ ‫לקטיפת‬ ‫אדם‬ ‫לתחליף‬ ‫מעשיים‬ ‫פתרונות‬ ‫אין‬ ‫אמנם‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬6‫מתוך‬95
‫גישות‬ ‫לשתי‬ ‫חלוקה‬ ‫יש‬ ‫העץ‬ ‫פירות‬ ‫בתחום‬ .‫מיכון‬ ‫ע"י‬ ‫הקטיף‬ ‫לייעול‬ ‫מחקרים‬ ‫שקיימים‬ ‫שנים‬ ‫עשרות‬
‫תפוח‬ ‫של‬ ‫בודד‬ ‫בקטיף‬ ‫עוסקת‬ ‫והשנייה‬ ‫בהרעדה‬ ‫עוסקת‬ ‫האחת‬ ,‫עיקריות‬‫אבי‬ ‫הוצגו‬ ‫היום‬ ‫עד‬ ‫אמנם‬ .-
.‫העבודה‬ ‫כלל‬ ‫מן‬ ‫חלק‬ ‫רק‬ ‫המבצעים‬ ‫טיפוס‬
‫רובוטי‬ ‫לקטיף‬ ‫מותאם‬ ‫עץ‬ ‫עיצוב‬
‫מחקר‬ ‫ע"י‬ ‫באה‬ ‫ההוכחה‬ ,‫לקטיף‬ ‫יתאים‬ ‫הקרטזי‬ ‫המתקן‬ ‫כי‬ ‫נוספת‬ ‫הוכחה‬ ‫מצאתי‬ '‫א‬ ‫לחלק‬ ‫בהמשך‬
‫אגרונומי‬(Michigan State university)‫ע‬ ‫עיצוב‬ ‫על‬ ‫המליץ‬ ‫אשר‬‫בשם‬ ‫פתוחה‬ ‫בצורה‬ ‫ץ‬Tall Spindle,
‫בהתאם‬ ‫חופש‬ ‫דרגות‬ ‫פחות‬ ‫ומצריכות‬ ‫רובוטיות‬ ‫לזורעות‬ ‫גבוה‬ ‫נגישות‬ ‫מאפשרת‬ ‫זאת‬ ‫גידול‬ ‫צורת‬
‫בלוך‬ ‫ויקטור‬ ‫שמוביל‬ ‫למחקר‬,‫(בלוך‬2241).
‫איור‬1-,‫הממוחשבת‬ ‫והדמיתו‬ ‫מומלץ‬ ‫עץ‬ ‫עיצוב‬Tall Spindle
‫איור‬2-)‫וזווית‬ ‫(גובה‬ ‫הזרוע‬ ‫בסיס‬ ‫במיקום‬ ‫כתלות‬ ‫פשוטה‬ ‫רובוטית‬ ‫לזרוע‬ ‫הנגישים‬ ‫הפירות‬ ‫אחוז‬
‫מפרק‬ ‫לתכנון‬ ‫דוגמא‬
‫הספרות‬ ‫מן‬ ‫לדוגמא‬ ‫אפנה‬ ‫תחילה‬(Lelai Zhoua, 2011)‫קלה‬ ‫זרוע‬ ‫עבור‬ ‫ציר‬ ‫של‬ ‫מודל‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ,
‫עם‬( ‫הרמונית‬ ‫ממסרת‬Harmonic Drive™ backlash-free coaxial gears‫במנועי‬ ‫שימוש‬ ,)DC‫עם‬
( ‫קבוע‬ ‫מגנט‬permanent magnet DC motors‫או‬ ,‫מופחתים‬ ‫וגודל‬ ‫משקל‬ ‫בעלי‬ ‫אלה‬ ‫מנועים‬ ,)
brushless DC motors‫חברת‬ ‫מבית‬Maxon™.
0
1
2
0
200
400
0
50
100
h
Pickability Map r=3m

%pickable
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬7‫מתוך‬95
‫איור‬3-‫קלה‬ ‫לזרוע‬ ‫מפרק‬ ‫תכנון‬(Lelai Zhoua, 2011)
.)‫(הולנד‬ ‫וראייה‬ ‫תופסן‬ ,‫לזרוע‬ ‫משולבת‬ ‫מערכת‬ ‫טיפוס‬ ‫אב‬
.‫צוברים‬ ‫ומילוי‬ ‫שינוע‬ ‫מערכת‬ ‫ללא‬ ‫רק‬ ‫לקטיף‬ ‫מלאה‬ ‫טיפוס‬ ‫אב‬ ‫מערכת‬
‫עם‬ ‫בזרוע‬ ‫שימוש‬6.)‫רשום‬ ‫פטנט‬ ‫(מתוך‬ ‫וואקום‬ ‫עם‬ ‫שעובד‬ ‫וגריפר‬ )‫(ארטיקולרית‬ ‫חופש‬ ‫דרגות‬
‫מ‬ ‫כי‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬‫הצללה‬ ‫דורשת‬ ‫הראייה‬ ‫ערכת‬Invalid source specified..
Figure1-Autonomous Fruit Picking Machine: A Robotic Apple Harvester
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬8‫מתוך‬95
‫ומיקום‬ ‫זיהוי‬ ‫מערכת‬ ‫עם‬ ‫בוואקום‬ ‫לגריפר‬ ‫רשום‬ ‫פטנט‬
‫שצ‬ ‫טיפוס‬ ‫האב‬ ‫על‬ ‫שנוסה‬ ‫פטנט‬ ‫זהו‬‫למעלה‬ ‫וין‬Invalid source specified..
Figure2-Autonomous fruit picking machine
:‫קיים‬ ‫מצב‬
.‫עובדות‬ ‫ידיים‬ ‫הרבה‬ ‫המצריך‬ ‫הקטיף‬ ‫בזמן‬ ‫עבודה‬ ‫עומס‬ ‫קיים‬ ‫ובעולם‬ ‫בארץ‬ ‫תפוח‬ ‫במטעי‬
‫הפרי‬ ‫ממבנה‬ ‫בעיקר‬ ‫נובעת‬ ‫זאת‬ ‫עובדה‬‫פרי‬ ‫של‬ ‫עדין‬ ‫יחסית‬ ‫קטיף‬ ‫המצריך‬ ‫למכות‬ ‫הרגיש‬-‫פרי‬
.‫מיכלים‬ ‫לתוך‬ ‫העדינה‬ ‫ושפיכתו‬
.‫הפרי‬ ‫כל‬ ‫את‬ ‫לקטוף‬ ‫בכדי‬ ‫הגבה‬ ‫שמצריך‬ ‫העצים‬ ‫גובה‬ ‫הוא‬ ‫נוסף‬ ‫חשוב‬ ‫אלמנט‬
‫בנושא‬ ‫בטיחות‬ ‫הגבלות‬ ‫גם‬ ‫ישנם‬ ‫אמנם‬ ‫העצים‬ ‫לצמרות‬ ‫להגיע‬ ‫כדי‬ ‫סולם‬ ‫על‬ ‫מטפסים‬ ‫הקוטפים‬ ‫לרוב‬
‫ההגבלה‬ .‫סולם‬ ‫על‬ ‫מותר‬ ‫עבודה‬ ‫גובה‬( ‫מהקרקע‬ ‫מטר‬ ‫עד‬ ‫של‬ ‫טיפוס‬ ‫היא‬‫בעבודה‬ ‫הבטיחות‬ ‫תקנות‬
‫התשס"ז‬ ,)‫בגובה‬ ‫(עבודה‬-7002‫בערך‬ ‫הוא‬ ‫ידיים‬ ‫הרמת‬ ‫עם‬ ‫אליו‬ ‫להגיע‬ ‫יכול‬ ‫שאדם‬ ‫וגובה‬ )2.5‫מטר‬
‫עד‬ ‫להגיע‬ ‫ניתן‬ ‫בכולל‬ ‫לכן‬3.5.‫מטר‬
‫עד‬ ‫העץ‬ ‫גובה‬ ‫את‬ ‫להגביל‬ ‫היא‬ ‫היום‬ ‫השאיפה‬ ‫ולכן‬ ‫הגבוה‬ ‫הפרי‬ ‫על‬ ‫מוותרים‬ ‫מהחקלאים‬ ‫חלק‬2.5-3.5
.‫יותר‬ ‫גבוהים‬ ‫היום‬ ‫המטעים‬ ‫רוב‬ ‫אך‬ ‫מטר‬
‫של‬ ‫כינון‬ ‫למניעת‬ ‫העצים‬ ‫מן‬ ‫הפרי‬ ‫כל‬ ‫הורדת‬ ‫את‬ ‫הדורשת‬ ‫המטע‬ ‫של‬ ‫סניטציה‬ ‫הוא‬ ‫חשוב‬ ‫נוסף‬ ‫נושא‬
,‫פסול‬ ‫פרי‬ ‫אפילו‬ ‫ולקטוף‬ ‫העץ‬ ‫על‬ ‫היטב‬ ‫לעבור‬ ‫היא‬ ‫ההנחייה‬ ‫הקטיף‬ ‫במהלך‬ ‫לכן‬ .‫התיכון‬ ‫הים‬ ‫זבוב‬
‫לוודא‬ ‫צוותים‬ ‫עוברים‬ ‫הקטיף‬ ‫בסוף‬ .‫הרצפה‬ ‫על‬ ‫נזרק‬ ‫אשר‬.‫סינטציה‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬5‫מתוך‬95
‫לתפוחים‬ ‫צימוח‬ ‫נקודת‬ ‫שזה‬ ,‫הדורבן‬ ‫את‬ ‫לשבור‬ ‫לא‬ ‫להיזהר‬ ‫אבל‬ ‫העוקץ‬ ‫עם‬ ‫לקטוף‬ ‫יש‬ ‫הפרי‬ ‫בקטיפת‬
.‫הבאה‬ ‫לשנה‬
.‫תפוחים‬ ‫בקטיף‬ ‫לעבודה‬ ‫בביקוש‬ ‫למחסור‬ ‫גורם‬ ‫הקוטפים‬ ‫על‬ ‫העבודה‬ ‫קושי‬
‫עם‬ ‫בגובה‬ ‫עבודה‬ ,‫בתפוחים‬ ‫מלא‬ ‫תרמיל‬ ‫נשיאת‬ ‫הכולל‬ ‫בקטיף‬ ‫הכרוך‬ ‫פיזי‬ ‫מאמץ‬ ‫בעיקר‬ ‫נובע‬ ‫הקושי‬
‫מש‬‫שפיכת‬ ,‫מברזל‬ ‫סולמות‬ ‫הזזת‬ ,)‫טון‬ ‫כחצי‬ ‫עד‬ ‫(שוקלים‬ ‫מיכלים‬ ‫עגלות‬ ‫הזזת‬ ,‫הכתפיים‬ ‫על‬ ‫קל‬
.‫התכופפות‬ ‫כדי‬ ‫תוך‬ ‫למיכל‬ ‫תרמיל‬
.‫סלקטיבי‬ ‫קוטפים‬ ‫מהמקרים‬ ‫ובחלק‬ ‫מהעץ‬ ‫הפרי‬ ‫כל‬ ‫את‬ ‫מורידים‬ ‫מהקטיפים‬ ‫בחלק‬
.‫השוק‬ ‫ודרישת‬ ‫המטע‬ ‫בשלות‬ ‫הם‬ ‫אחרים‬ ‫וגורמים‬ ‫הזן‬ ‫סוג‬ ‫הוא‬ ‫העיקרי‬ ‫הגורם‬
‫ס‬ ‫שזה‬ ‫במקרה‬.‫מספיק‬ ‫בשל‬ ‫ו/או‬ ‫גדול‬ ‫פרי‬ ‫לקבל‬ ‫רוצים‬ ‫אז‬ ‫לקטיבי‬
:‫מיון‬ ‫של‬ ‫סוגים‬ ‫כמה‬ ‫ישנם‬ ‫אז‬ ‫סלקטיבי‬ ‫לא‬ ‫שזה‬ ‫במקרה‬
4)‫הפרי‬ ‫מגודל‬–.‫נזרק‬ ‫הוא‬ ‫מידי‬ ‫קטן‬ ‫הפרי‬ ‫אם‬
2)‫חיצוניות‬ ‫פיזיות‬ ‫פגיעות‬–.‫נזרק‬ ‫קיים‬ ‫אם‬
3)‫מסוימים‬ ‫בזנים‬ ‫שמש‬ ‫מכות‬-.'‫ב‬ ‫סוג‬ ‫נחשב‬ ‫הוא‬ ‫אז‬ ‫צבע‬ ‫קצת‬ ‫החליף‬ ‫הפרי‬ ‫אם‬
‫בשו‬ ‫קיימים‬ ‫כיום‬‫של‬ ‫עבודת‬ ‫את‬ ‫בעיקר‬ ‫לעשות‬ ‫לקוטף‬ ‫המאפשר‬ ,‫לקטיף‬ ‫עזר‬ ‫מיכון‬ ‫בנושא‬ ‫פתרונות‬ ‫ק‬
.‫עצמו‬ ‫הפרי‬ ‫קטיפת‬
‫רק‬ ‫היא‬ ‫כזאת‬ ‫עבודה‬ ‫לאחר‬ ‫איכותו‬ ‫אך‬ ,‫פרי‬ ‫ואיסוף‬ ‫ניעור‬ ‫ע"י‬ ‫להורדה‬ ‫גם‬ ‫פתרונות‬ ‫קיימים‬ ‫בנוסף‬
.‫טרי‬ ‫פרי‬ ‫לשיווק‬ ‫ולא‬ ‫לתעשייה‬
‫(הורדתו‬ ‫הפרי‬ ‫לקטיפת‬ ‫אדם‬ ‫לתחליף‬ ‫מעשיים‬ ‫פתרונות‬ ‫אין‬ ‫אמנם‬.‫טרי‬ ‫לשיווק‬ ‫המיועד‬ )‫מהעץ‬
‫מספר‬ ‫של‬ ‫טיפוס‬ ‫אבי‬ ‫הם‬ ‫ככולם‬ ‫רובם‬ ‫אבל‬ ,‫ספרות‬ ‫בסקר‬ ‫שפורט‬ ‫כפי‬ ,‫בנושא‬ ‫רבים‬ ‫מחקרים‬ ‫ישנם‬
.‫הנדרשת‬ ‫המכונה‬ ‫של‬ ‫המלא‬ ‫המכלול‬ ‫בתוך‬ ‫מסוימות‬ ‫פונקציות‬
‫ומשתמשת‬ ‫הפרי‬ ‫אל‬ ‫צילום‬ ‫בחיישני‬ ‫המנווטת‬ ‫רובוטית‬ ‫זרוע‬ ‫הוא‬ ‫הקיימים‬ ‫במחקרים‬ ‫העיקרי‬ ‫הקונספט‬
‫להור‬ ‫בגריפר‬.‫הפרי‬ ‫דת‬
‫אנד‬ ‫על‬ ‫דובר‬ ‫מהמחקרים‬ ‫בחלק‬-‫גמיש‬ ‫בצינור‬ ‫אותו‬ ‫ומוליך‬ ‫בוואקום‬ ‫הפרי‬ ‫את‬ ‫שתופס‬ ‫פקטור‬
‫מאדם‬ ‫יותר‬ ‫גבוה‬ ‫מהירות‬ ‫שייתן‬ ‫זרועות‬ ‫מערך‬ ‫הוא‬ ‫מחקרים‬ ‫כמה‬ ‫של‬ ‫בחזון‬-.‫קוטף‬
‫משטח‬ ‫ע"י‬ ‫הפרי‬ ‫ותפיסת‬ ‫העץ‬ ‫גזעי‬ ‫על‬ ‫חזק‬ ‫באימפקט‬ ‫רגעית‬ ‫הרעדה‬ ‫המציעים‬ ‫מחקרים‬ ‫גם‬ ‫ישנם‬
‫הנפי‬ ‫עוצמת‬ ‫את‬ ‫הסופג‬‫לה‬.
:‫כלכלי‬ ‫אספקט‬
‫כ‬ ‫קיימים‬-12,222‫כ‬ ‫המייצרים‬ ‫תפוח‬ ‫מטעי‬ ‫דונם‬-422,222‫ובשנת‬ ‫בישראל‬ ‫שנה‬ ‫מדי‬ ‫טון‬2242
‫ב‬ ‫הוערכה‬ ‫התוצרת‬-632.3.‫הפירות‬ ‫מועצת‬ ‫נתוני‬ ‫לפי‬ ‫שקלים‬ ‫מיליוני‬
‫כ‬ ‫הוא‬ )‫תפוח‬ ‫לא‬ ‫(גם‬ ‫מטעים‬ ‫שטח‬-32‫וכ‬ ‫קטנים‬ ‫לחקלאים‬ ‫דונם‬-4222.‫לקיבוצים‬ ‫דונם‬
‫כ‬-92%‫בישראל‬ ‫התפוח‬ ‫ממטעי‬.‫תפוחים‬ ‫הם‬ ‫המטעים‬ ‫רוב‬ ‫גם‬ ‫שם‬ ,‫והגולן‬ ‫בגליל‬ ‫הם‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬11‫מתוך‬95
Figure3-)‫הירקות‬ ‫(מועצת‬ ‫בישראל‬ ‫עץ‬ ‫תפוחי‬ ‫שטחי‬ ‫התפלגות‬
‫כ‬ .‫לסוריה‬ ‫הוא‬ ‫תפוחים‬ ‫של‬ ‫מישראל‬ ‫היחידי‬ ‫ייצוא‬-41,222‫ברמת‬ ‫דרוזים‬ ‫מכפרים‬ ‫בלעדית‬ ‫מיוצא‬ ‫טון‬
‫כ‬ ‫של‬ ‫היא‬ ‫מהייצוא‬ ‫ההכנסה‬ ,‫הגולן‬-55‫מיליון‬‫כ‬ ‫של‬ ‫במחיר‬ ,‫שקלים‬-1₪.‫לק"ג‬
‫אי‬ ‫תחת‬ ‫גם‬ ‫המשיך‬ ‫הייצוא‬-.‫האחרונות‬ ‫בשנים‬ ‫סוריה‬ ‫את‬ ‫המאפיינת‬ ‫היציבות‬
‫כ‬ ‫מוערך‬ ‫לדונם‬ ‫הרווח‬ ‫החקלאות‬ ‫משרד‬ ‫נתוני‬ ‫ע"פ‬-3222₪‫ולא‬ ‫שנתיות‬ ‫הוצאות‬ ‫(בניכוי‬ ‫בוגר‬ ‫למטע‬
‫רב‬ ‫בהוצאות‬ ‫מתחשב‬-‫כ‬ ‫הוא‬ ‫לחקלאי‬ ‫תפוח‬ ‫לק"ג‬ ‫מכירה‬ ‫ומחיר‬ )‫שנתיות‬-5.5.₪
‫הת‬ ‫כמות‬‫כ‬ ‫מעורכת‬ ‫לשטח‬ ‫וצרת‬-1-5‫עד‬ ‫גם‬ ‫להגיע‬ ‫יכול‬ ‫אמנם‬ ,‫לדונם‬ ‫טון‬42.‫טון‬
‫כ‬ ‫בערך‬ ‫מחושבת‬ ‫פועל‬ ‫של‬ ‫קטיף‬ ‫עבודת‬-4‫לכן‬ ‫ליום‬ ‫לאדם‬ ‫קטיף‬ ‫טון‬1-5‫לדונם‬ ‫דרושים‬ ‫עבודה‬ ‫ימי‬
.‫לקטיף‬
‫מיכל‬ ‫כל‬122‫כ‬ ‫בישראל‬ ‫משווקים‬ ‫לכן‬ ‫ק"ג‬-322,222.‫שנה‬ ‫כל‬ ‫מיכלים‬
‫כ‬ ‫היא‬ ‫קטיף‬ ‫תקופת‬-15‫כ‬ ‫ולכן‬ ‫יום‬-6666‫מיכל‬.‫בישראל‬ ‫עבודה‬ ‫ליום‬ ‫לקירור‬ ‫ונכנסים‬ ‫ממולאים‬ ‫ים‬
‫הן‬ ‫תפוחים‬ ‫קטיף‬ ‫עבודות‬ .‫בפרט‬ ‫תפוחים‬ ‫ובקטיף‬ ‫בכלל‬ ‫החקלאות‬ ‫לתחום‬ ‫עובדים‬ ‫בגיוס‬ ‫בעיה‬ ‫כיום‬ ‫יש‬
.‫פיזי‬ ‫מאמץ‬ ‫ודורשות‬ ‫בקיץ‬ ‫המתרחשות‬ ‫כחודש‬ ‫של‬ ‫זמניות‬ ‫עבודות‬
‫העובד‬ ‫מן‬ ‫שנדרש‬ ‫והמאמץ‬ ‫גבוה‬ ‫מיכון‬ ‫לרמת‬ ‫הבשילה‬ ‫הטכנולוגיה‬ ‫אחרים‬ ‫בענפים‬‫ולכן‬ ‫יחסית‬ ‫נמוך‬
.‫עובדים‬ ‫לגייס‬ ‫יותר‬ ‫קל‬
.‫אדם‬ ‫כוח‬ ‫חוסכות‬ ‫מכונות‬ ‫רכישת‬ ‫עבור‬ ‫לחקלאים‬ ‫סבסוד‬ ‫נותן‬ ‫החקלאות‬ ‫משרד‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬11‫מתוך‬95
:‫כדאיות‬ ‫הערכת‬
‫לחלופות‬ ‫ראשונית‬ ‫כדאיות‬ ‫הערכת‬ ‫נערך‬ ‫במטע‬ ‫רובוטיקה‬ ‫בנושא‬ ‫הטכניון‬ ‫במוסד‬ ‫מחקר‬ ‫במסגרת‬
‫השונות‬.Invalid source specified.
:‫חלופות‬ ‫מספר‬ ‫הוגדרו‬
4.‫ידני‬ ‫קטיף‬
2.‫עזר‬ ‫מיכון‬–‫מהעץ‬ ‫הפרי‬ ‫את‬ ‫להוריד‬ ‫רק‬ ‫לו‬ ‫ונשאר‬ ‫במקום‬ ‫עומד‬ ‫הקוטף‬ ‫בה‬ ‫אשר‬ ‫מכונה‬
.‫ספרות‬ ‫בסקר‬ ‫שפורט‬ ‫כפי‬ ,‫מסוע‬ ‫על‬ ‫ולהניח‬
3.‫אוטומטי‬ ‫חצי‬ ‫מיכון‬–.‫אחד‬ ‫אדם‬ ‫ע"י‬ ‫שמופעלת‬ ‫קטיף‬ ‫מכונת‬
1.‫מלא‬ ‫מיכון‬–.‫אדם‬ ‫התערבות‬ ‫ללא‬ ‫אוטונומית‬ ‫מכנות‬
‫ההשו‬ ‫לשם‬:‫הנחות‬ ‫מספר‬ ‫הוגדרו‬ ‫ואה‬
4.‫מכונה‬ ‫עלות‬-322.‫אש"ח‬
2.45‫כ‬ ‫של‬ ‫קטיף‬ ‫להספק‬ ‫להגיע‬ ‫מנת‬ ‫על‬ ‫נדרשות‬ ‫מכונות‬452.‫עזר‬ ‫מיכון‬ ‫עבור‬ ‫עובדים‬
3.22.‫אוטומטי‬ ‫וחצי‬ ‫אוטומטי‬ ‫מיכון‬ ‫עבור‬ ‫נדרשות‬ ‫מכנות‬
1.‫פעול‬ ‫של‬ ‫עבודה‬ ‫שעת‬ ‫עלות‬25.₪
Figure4-‫קטי‬ ‫בין‬ ‫עלויות‬ ‫השוואת‬‫מכונה‬ ‫לקטיף‬ ‫ידני‬ ‫ף‬–31‫בשנה‬ ‫קטיף‬ ‫ימי‬
0
2000000
4000000
6000000
8000000
10000000
12000000
14000000
05101520
‫סה‬"‫בש‬‫מצטברות‬‫עלויות‬‫כ‬"‫ח‬
‫שנים‬ ‫מספר‬
‫מכונה‬ ‫לקטיף‬ ‫ידני‬ ‫קטיף‬ ‫בין‬ ‫עלויות‬ ‫השוואת‬–31‫בשנה‬ ‫קטיף‬ ‫ימי‬
‫חצי‬ ‫מכונה‬
‫אוטומטית‬
‫ידני‬ ‫קטיף‬
‫אוטומטית‬ ‫מכונה‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬12‫מתוך‬95
Figure9-‫מכונה‬ ‫לקטיף‬ ‫ידני‬ ‫קטיף‬ ‫בין‬ ‫עלויות‬ ‫השוואת‬-61‫בשנה‬ ‫קטיף‬ ‫ימי‬
‫מ‬ ‫נמוך‬ ‫להיות‬ ‫צריך‬ ‫היעד‬ ‫שמחיר‬ ‫זאת‬ ‫מהשוואה‬ ‫נלמד‬-322‫אלף‬₪.‫כלכלית‬ ‫כדאי‬ ‫להיות‬ ‫כדי‬
‫מטרות‬‫הפרויקט‬:
‫אוטומט‬ ‫מיכון‬ ‫לבנות‬ ‫הוא‬ ‫החזון‬‫של‬ ‫במכניקה‬ ‫אתמקד‬ ‫זה‬ ‫בפרויקט‬ ‫אמנם‬ ,‫בשטח‬ ‫לבד‬ ‫שמתפקד‬ ‫מלא‬ ‫י‬
‫איסוף‬ ‫למיכל‬ ‫והובלתו‬ ‫הפרי‬ ‫הקטיף‬.
‫פירוט‬‫מטרות‬:
4)‫במרחב‬ ‫הפירות‬ ‫מיקום‬
2)‫הצורך‬ ‫ע"פ‬ ‫מספיק‬ ‫גדול‬ ‫או/ו‬ ‫בשל‬ ‫הפרי‬ ‫אם‬ ‫לבדוק‬–‫סלקטיבי‬ ‫קטיף‬ ‫של‬ ‫נתונים‬ ‫לפי‬ ‫צורך‬ ‫אין‬
3)‫לתפוח‬ ‫קטיפה‬ ‫למרחק‬ ‫הזרוע‬ ‫הבאת‬
1)‫(ללא‬ ‫בעדינות‬ ‫התפוח‬ ‫אחיזת‬.)‫הקליפה‬ ‫על‬ ‫שבר‬ ‫גרימת‬
5)‫הדורבן‬ ‫שבירת‬ ‫וללא‬ ‫העוקץ‬ ‫עם‬ ‫העץ‬ ‫מן‬ ‫הפרי‬ ‫של‬ ‫עדינה‬ ‫קטיפה‬
6)‫הצורך‬ ‫ע"פ‬ ‫הפרי‬ ‫מיון‬
7)‫למיכל‬ ‫הובלתו‬
‫יותר‬ ‫מהיר‬ ‫או‬ ‫המשתווה‬ ‫בקצב‬ ‫לעבוד‬ ‫תצטרך‬ ‫היא‬ ‫ולכן‬ ‫כלכליות‬ ‫במבחן‬ ‫לעמוד‬ ‫גם‬ ‫תצטרך‬ ‫המכונה‬
‫ממוצע‬ ‫מקוטף‬.
:‫דרישות‬ ‫מפרט‬
‫של‬ '‫א‬ ‫בחלק‬‫הפרויקט‬‫הדר‬ ‫המפרט‬ ‫את‬ ‫הגדרתי‬:‫להלן‬ ‫ישות‬
4)‫כ‬ ‫מעובד‬ ‫מהירה‬ ‫יותר‬ ‫עובדה‬ ‫מהירות‬-1.‫לפרי‬ ‫פרי‬ ‫בין‬ ‫שניות‬
2)‫כ‬ ‫לעובד‬ ‫המותרת‬ ‫מקסימלית‬ ‫פגיעות‬ ‫כמות‬-2%-6.
3)‫כ‬ ‫של‬ ‫לפחות‬ ‫הורדה‬-82%.‫מהעץ‬
1)‫כ‬ ‫עד‬ ‫קטיף‬ ‫מכונת‬ ‫מכלול‬ ‫של‬ ‫מחיר‬ ‫טווח‬-222‫אלף‬.₪
5)‫של‬ ‫עבודה‬ ‫קוביית‬4X2X3.‫מטר‬
0
5000000
10000000
15000000
20000000
25000000
30000000
05101520
‫סה‬"‫בש‬‫מצטברות‬‫עלויות‬‫כ‬"‫ח‬
‫שנים‬ ‫מספר‬
‫מכונה‬ ‫לקטיף‬ ‫ידני‬ ‫קטיף‬ ‫בין‬ ‫עלויות‬ ‫השוואת‬-61‫בשנה‬ ‫קטיף‬ ‫ימי‬
‫חצי‬ ‫מכונה‬
‫אוטומטית‬
‫ידני‬ ‫קטיף‬
‫אוטומטית‬ ‫מכונה‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬13‫מתוך‬95
6)‫כ‬ ‫עד‬ ‫של‬ ‫בתפיסה‬ ‫לחץ‬ ‫עדינות‬-4.‫פסקל‬ ‫מגה‬
7)‫בכיפו‬ ‫קטיפה‬.‫הענף‬ ‫כלפי‬ ‫ף‬
8)‫עד‬ ‫לניתוק‬ ‫הדורש‬ ‫כוח‬2.1‫ק"ג‬-‫כוח‬
9)‫כ‬ ‫של‬ ‫שורות‬ ‫בין‬ ‫עבודה‬ ‫מרווח‬-2.5‫מטר‬
42)‫של‬ ‫סביבה‬ ‫לתנאי‬ ‫עמידות‬‫ערפול‬‫ואבק‬ ‫מים‬–IP65.
44)‫בין‬ '‫לטמפ‬ ‫עמידות‬1-72.)‫גלובלית‬ ‫(התאמה‬ ‫צלזיוס‬ ‫מעלות‬
42)‫עד‬ ‫של‬ ‫עבודה‬ ‫רעש‬422.‫דציבל‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬14‫מתוך‬95
‫ואמצעים‬ ‫שיטות‬
‫ה‬ ‫ואת‬ ‫עבודתי‬ ‫מהלך‬ ‫את‬ ‫סקרתי‬ ‫זה‬ ‫בחלק‬.‫ששקלתי‬ ‫השונות‬ ‫אפשרויות‬
‫של‬ ‫מודולרית‬ ‫במערכת‬ ‫שימוש‬ ‫אפשרות‬ ‫בדיקת‬FESTO:
‫של‬ ‫במוצרים‬ ‫להשתמש‬ ‫האפשרות‬ ‫את‬ ‫אבדוק‬FESTO, ‫תוספת‬ ‫ובעזרת‬Festo PARTdataManager,
‫ב‬ ‫לשרטט‬ ‫ניתן‬-CAD.(Festo)
‫חברת‬ ‫של‬ ‫מימדית‬ ‫תלת‬ ‫קרטזית‬ ‫תזוזה‬ ‫מערכת‬FESTO
‫במוצרי‬ ‫אתחיל‬.‫בדרישות‬ ‫עומדים‬ ‫הם‬ ‫אם‬ ‫ואבדוק‬ ‫קיימים‬ ‫ם‬
‫ידועה‬ ‫לחברה‬ ‫פניתי‬ ‫לכן‬‫המתמחה‬‫בשם‬ ‫באוטומציה‬FESTO
( ‫מימדיות‬ ‫תלת‬ ‫קרטזיות‬ ‫תזוזה‬ ‫למערכות‬ ‫פניתי‬Handling systems->dimensional-Three
gantries( ‫מטר‬ ‫עד‬ ‫כלומר‬ ‫לעץ‬ ‫עד‬ ‫להגיע‬ ‫שיכולה‬ ‫מערכת‬ ‫בחרתי‬ ,)0 to 1000mm stroke Z axis.)
‫הוא‬ ‫הנבחר‬ ‫המוצר‬DHSR-25-EGC185TB-2EGC120TB-DGEA40 #574557
‫איור‬4-‫עד‬ ‫מימדית‬ ‫תלת‬ ‫מערכת‬1‫בציר‬ ‫מטר‬Z(Festo-3D_gantries, 2014)
‫לתופסן‬ ‫צירים‬
‫התופסן‬ ‫עבור‬ ‫חופש‬ ‫דרגות‬ ‫שתי‬ ‫בעל‬ ‫הוא‬ ‫הראשון‬ ‫מהחלק‬ ‫הנבחר‬ ‫הקונספט‬
‫קטלוג‬ ‫מתוך‬ ‫קטנים‬ ‫סיבוביים‬ ‫צירים‬ ‫שני‬ ‫בחרתי‬ ‫לכן‬FESTO,Electromechanical Semi-rotary drives
‫הוא‬ ‫המוצר‬ ‫סוג‬ERMB-20‫קטלוגי‬ ‫ומספר‬552726
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬19‫מתוך‬95
‫איור‬9-‫הסיבוב‬ ‫ציר‬ ‫מידות‬(FESTO-Rotary, 2014)
‫איור‬6-‫קרטזית‬ ‫מערכת‬ ‫על‬ ‫סיבובית‬ ‫מערכת‬ ‫התקנת‬(FESTO-Rotary, 2014)
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬16‫מתוך‬95
‫איור‬7-‫בקצה‬ ‫סיבובי‬ ‫מנוע‬ ‫עם‬ ‫קרטזית‬ ‫מערכת‬(FESTO-Rotary, 2014)
‫ב‬‫איור‬6‫ו‬‫איור‬7,‫התופסן‬ ‫מערכת‬ ‫של‬ ‫הראשון‬ ‫הסיבוב‬ ‫ציר‬ ‫עבור‬ ‫הרצויה‬ ‫ההתקנה‬ ‫את‬ ‫לראות‬ ‫נוכל‬
‫הה‬‫התלת‬ ‫הקרטזית‬ ‫המערכת‬ ‫בתוך‬ ‫תקנה‬-.‫מימדית‬
‫הנוספים‬ ‫החלקים‬ ‫לראות‬ ‫נוכל‬ .‫הרכבה‬ ‫וערכת‬ ‫חיישן‬ ,‫מנוע‬ ‫ללא‬ ‫אך‬ ‫עצמו‬ ‫הסיבוב‬ ‫ציר‬ ‫זה‬ ‫כי‬ ‫נראה‬
‫ב‬ ‫בהרכבה‬‫איור‬8.
‫איור‬8-‫וחיישן‬ ‫מנוע‬ ‫עם‬ ‫סיבובי‬ ‫ציר‬ ‫של‬ ‫הרכבה‬(FESTO-Rotary, 2014)
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬17‫מתוך‬95
‫התופסן‬ ‫צירי‬ ‫מנועי‬ ‫בחירת‬
‫ב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ,‫הצירים‬ ‫את‬ ‫להניע‬ ‫מנועים‬ ‫של‬ ‫מבחר‬ ‫ישנו‬ ‫הסיבוב‬ ‫ציר‬ ‫של‬ ‫המוצר‬ ‫במסמך‬‫איור‬9.
‫איור‬5-‫הסיבוב‬ ‫לציר‬ ‫מנועים‬ ‫מבחר‬(FESTO-Rotary, 2014)
‫נמוכה‬ ‫מהירות/האצה‬ ‫שדורשים‬ ‫צירים‬ ‫עבור‬ ‫טובים‬ ‫יותר‬ ‫סטפר‬ ‫מנועי‬-‫בחוג‬ ‫לעבוד‬ ‫ויכולים‬ ‫בינונית‬
‫גבוה‬ ‫מדף‬ ‫מוצרי‬ ‫וזמינות‬ ‫נמוכות‬ ‫יותר‬ ‫העלויות‬ ‫סטפר‬ ‫מנועי‬ ‫עבור‬ ‫בנוסף‬ .)‫סיבוב‬ ‫חיישן‬ ‫(ללא‬ ‫פתוח‬
(AMCI, 2014).
‫איור‬11-‫ציר‬ ‫להרכבת‬ ‫חלקים‬ ‫פירוט‬‫סיבוב‬
‫בעזרת‬ ‫מלא‬ ‫פתרון‬ ‫ביניים‬ ‫סיכום‬FESTO
‫ביטחון‬ ‫מקדמי‬ ‫עם‬ ‫עצמאי‬ ‫לתכנון‬ ‫אחזור‬ ‫לכן‬ ‫ומשקל‬ ‫גודל‬ ‫מבחינת‬ ‫מידי‬ ‫מסיבית‬ ‫המערכת‬ ‫כי‬ ‫נראה‬
‫מנמליים‬.
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬18‫מתוך‬95
:‫תופסן‬
‫העץ‬ ‫מן‬ ‫פרי‬ ‫להוריד‬ ‫כדי‬ ‫הנדרש‬ ‫כוח‬
‫איור‬11-‫שונים‬ ‫מזנים‬ ‫תפוח‬ ‫לפרי‬ ‫ניתוק‬ ‫כוח‬(D. L. Peterson, 2003)
‫לפי‬‫איור‬44‫עד‬ ‫הוא‬ ‫לתפוח‬ ‫הדרוש‬ ‫ניתוק‬ ‫הכוח‬ ‫כי‬ ‫נראה‬2.1‫ק"ג‬-‫כוח‬(D. L. Peterson, 2003).
‫הנתונים‬‫הסטטיסטיים‬‫של‬ ‫במדגם‬ ‫נאספו‬62‫זן‬ ‫כל‬ ‫עבור‬ ‫תפוחים‬‫ו‬‫עם‬ ‫דנקן‬ ‫שיטת‬ ‫בעזרת‬ ‫אופיינו‬
‫תוחלת‬‫השגיאה‬‫הריבועית‬152‫של‬ ‫מובהקות‬ ‫ורמת‬2.25(Faculty of Agriculture)‫את‬ ‫למצוא‬ ‫ניתן‬ ,
‫לפי‬ ‫קריטי‬ ‫ערך‬‫טבלה‬(MIWA, 1997).
‫הוא‬ ‫ולכן‬ ‫התפוחים‬ ‫סוגי‬ ‫כל‬ ‫את‬ ‫לקטוף‬ ‫תוכל‬ ‫שהמכונה‬ ‫הנקוב‬ ‫מזה‬ ‫כפול‬ ‫ערך‬ ‫ניקח‬ ‫לכן‬1.8‫ק"ג‬-‫כוח‬
‫כוח‬ ‫מד‬ ‫בעזרת‬ ‫נמדד‬ ‫זה‬ ‫בניסוי‬ ‫הניתוק‬ ‫כוח‬‫דיגיטלי‬‫ב‬ ‫לראות‬ ‫שניתן‬‫איור‬42,Imada DPS–Japan.
‫איור‬12-‫תפוחים‬ ‫של‬ ‫ניתוק‬ ‫כוח‬ ‫בניסוי‬ ‫בשימוש‬ ‫דיגטלי‬ ‫כוח‬ ‫מד‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬15‫מתוך‬95
‫ללחוץ‬ ‫התופסן‬ ‫שיכול‬ ‫הלחץ‬ ‫אפיון‬ ‫למען‬ ‫תפוח‬ ‫של‬ ‫כניעה‬ ‫לחץ‬
‫התפוח‬ ‫על‬ ‫המותר‬ ‫הלחץ‬ ‫מה‬ ‫לדעת‬ ‫צריך‬ ‫התופסן‬ ‫את‬ ‫לתכנן‬ ‫בכדי‬‫את‬ ‫שמדד‬ ‫מחקר‬ ‫חיפשתי‬ ‫לכן‬
.‫אלה‬ ‫ערכים‬
‫איור‬13-‫תפוח‬ ‫של‬ ‫חוזק‬ ‫נתוני‬(K. Kheiralipour, 2008)
‫כי‬ ‫נראה‬‫הוא‬ ‫כניעה‬ ‫לחץ‬462-552‫מגה‬-‫פסקל‬‫בעזרת‬ ‫נבדקו‬ ‫הכשל‬ ‫נתוני‬ .Universal Testing
Machine.
‫איור‬14-‫אוניברסלית‬ ‫בדיקה‬ ‫מכונה‬(Wikipedia, 2014)
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬21‫מתוך‬95
‫טיפוס‬ ‫אב‬ ‫מודל‬‫לתופסן‬
‫הזורע‬ ‫בקצה‬ ‫הפרי‬ ‫אחיזה‬ ‫אמצעי‬ ‫לבחור‬ ‫יש‬‫כדאי‬ ‫לכן‬ ‫טוב‬ ‫מאוד‬ ‫דיוק‬ ‫תצטרך‬ ‫לא‬ ‫שהמערכת‬ ‫וברצוננו‬
‫כתוצאה‬ ‫הרס‬ ‫ונמנע‬ ‫הפרי‬ ‫על‬ ‫במדויק‬ ‫להתמקם‬ ‫נצטרך‬ ‫לא‬ ‫כך‬ ‫וואקום‬ ‫בעזרת‬ ‫אחיזה‬ ‫אמצעי‬ ‫עם‬ ‫לעבוד‬
.‫אצבעות‬ ‫עם‬ ‫בזרוע‬ ‫משתמשים‬ ‫כאשר‬ ‫מהם‬ ‫להימנע‬ ‫קשה‬ ‫אשר‬ ‫נקודתיים‬ ‫מלחצים‬
‫בע‬ ‫נוסתה‬ ‫כבר‬‫לכן‬ ‫וגדולה‬ ‫מסיבית‬ ‫מאוד‬ ‫הייתה‬ ‫היא‬ ‫אמנם‬ ‫תפוח‬ ‫עבור‬ ‫ואקום‬ ‫עם‬ ‫תפיסה‬ ‫מערכת‬ ‫בר‬
‫לשקול‬ ‫יש‬‫מזעור‬‫ב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ,‫המערכת‬‫איור‬45
‫איור‬19-‫אב‬ ‫מתוך‬ ‫בוואקום‬ ‫תופסן‬-‫תפוחים‬ ‫קטיף‬ ‫למערכת‬ ‫טיפוס‬(Johan Baeten, 2007)
‫של‬ ‫חיצוני‬ ‫בקוטר‬ ‫סילקון‬ ‫בקונוסי‬ ‫השתמשו‬ ‫הם‬ ‫זה‬ ‫בניסוי‬42.5‫תת‬ ‫עם‬ ‫ס"מ‬-‫של‬ ‫לחץ‬150mbar-
230mbar‫של‬ ‫זרימה‬ ‫קצב‬ ‫עם‬⁄
.‫מספיקים‬ ‫אלה‬ ‫לחצים‬ ‫כי‬ ‫מצאו‬ ‫הם‬ ‫המחקר‬ ‫במסגרת‬
‫לאורך‬ ‫הופעלו‬ ‫אם‬ ‫גם‬ ,‫לפרי‬ ‫נזק‬ ‫גורמים‬ ‫ואינם‬ ‫התפוח‬ ‫להחזקת‬.‫זמן‬
‫בנוסף‬‫אנרגיה‬ ‫צריכת‬ ‫מבחינת‬ ‫עדיפות‬ ‫בעל‬ ‫הוא‬ ,‫כפטנט‬ ‫הרשום‬ ,‫זה‬ ‫תופסן‬ ‫כי‬ ‫נטען‬ ‫במחקר‬‫מנמלית‬.
‫ה‬ ‫חישוב‬‫לחצים‬‫מן‬ ‫הנדרשות‬ ‫ומהירויות‬‫התופסן‬
‫ב‬ ‫סכמטי‬ ‫מודל‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬‫איור‬46‫הפועלים‬ ‫הכוחות‬ ‫את‬ ‫המתאר‬‫הרב‬ ‫הכי‬ ‫להפעיל‬ ‫שצריך‬ ‫במצב‬‫ה‬
‫כוח‬‫ב‬ ‫הוא‬ ‫התפוח‬ ‫משקל‬ ‫כאשר‬‫ניגוד‬‫למשיכה‬‫משיכה‬ ‫כוח‬ ‫יותר‬ ‫דורש‬ ‫התופסן‬ ‫ולכן‬.
‫איור‬16-‫הפועלים‬ ‫והכוחות‬ ‫וואקום‬ ‫עם‬ ‫תופסן‬ ‫מודל‬ ‫של‬ ‫סכמטי‬ ‫תיאור‬
‫ב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ,‫פעיל‬ ‫התופסן‬ ‫איתו‬ ‫השטח‬ ‫את‬ ‫לחשב‬ ‫צריך‬‫איור‬47.‫השטח‬ ‫לחישוב‬ ‫הנוסחה‬ ‫את‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬21‫מתוך‬95
‫איור‬17-‫כיפה‬ ‫נפח‬(Wikipedia, 2014).
‫איור‬18-‫קטום‬ ‫קונוס‬ ‫נפח‬
‫ב‬ ‫המתואר‬ ‫התופסן‬ ‫לפי‬‫איור‬45‫שנראה‬ ‫כפי‬ ‫המימדים‬ ‫את‬ ‫סכמטית‬ ‫שרטתי‬‫ב‬‫איור‬49.
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬22‫מתוך‬95
‫איור‬15-‫וואקום‬ ‫עם‬ ‫תופסן‬ ‫של‬ ‫חישוב‬ ‫לצורך‬ ‫סכמטי‬ ‫שרטוט‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬23‫מתוך‬95
‫לכן‬ ‫שצריך‬ ‫ממה‬ ‫גדולה‬ ‫האוויר‬ ‫שאיבת‬ ‫מהירות‬ ‫כי‬ ‫נראה‬‫האוויר‬ ‫ספיקת‬ ‫למציאת‬ ‫חישוב‬ ‫עשיתי‬‫הרצויה‬
‫של‬ ‫רצוי‬ ‫זמן‬ ‫לפי‬452‫מילי‬-.‫שניות‬
‫פי‬ ‫בערך‬ ‫קטנה‬ ‫היא‬ ‫הדרושה‬ ‫הספיקה‬ ‫כי‬ ‫פשוטה‬ ‫יותר‬ ‫במשאבה‬ ‫להשתמש‬ ‫ניתן‬ ‫כי‬ ‫נראה‬52.
‫ואקום‬ ‫יצירת‬ ‫עבור‬ ‫נעשו‬ ‫החישובים‬ ‫כי‬ ‫אדגיש‬
‫מגע‬ ‫בנקודת‬ ‫חתך‬ ‫בשטח‬ ‫וחלוקה‬ ‫פרי‬ ‫לניתוק‬ ‫נדרש‬ ‫כוח‬ ‫של‬ ‫פרמטרים‬ ‫ע"י‬ ‫הדורש‬ ‫הלחץ‬ ‫את‬ ‫אחשב‬
.‫בתפוח‬
‫התוצ‬‫תת‬ ‫היא‬ ‫אה‬-‫של‬ ‫לחץ‬261‫מילי‬-,‫באר‬‫כי‬ ‫נראה‬‫טיפוס‬ ‫האב‬ ‫שבניסוי‬ ‫לזה‬ ‫קרוב‬ ‫לחישוב‬ ‫הגעתי‬,
452-252‫מילי‬-,‫באר‬‫שתואר‬ ‫מה‬ ‫מעל‬ ‫קצת‬ ‫שהעלה‬ ‫ביטחון‬ ‫מקדם‬ ‫לקחתי‬ ‫אמנם‬(Johan Baeten,
2007).
‫הוואקום‬ ‫מנגנון‬ ‫בחירת‬
‫הגדרות‬ ‫לפי‬FESTO‫מינ‬ ‫כוואקום‬ ‫מוגדר‬ ‫זה‬‫י‬‫מל‬‫ראה‬ ,‫י‬‫איור‬22.
‫איור‬21-‫וואקום‬ ‫דירוג‬ ‫על‬ ‫הסבר‬(FESTO_Vacum, 2014)
‫חומר‬ ‫בתור‬ ‫סיליקון‬ ‫על‬ ‫גם‬ ‫הומלץ‬,‫המזון‬ ‫לתעשיית‬‫איור‬24.
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬24‫מתוך‬95
‫איור‬21-‫הגריפר‬ ‫חומר‬ ‫לבחירת‬ ‫המלצות‬(FESTO_Vacum, 2014)
‫מחבר‬ ‫נבחר‬M10X1.5‫בין‬ ‫דרוש‬ ‫קוטר‬ ‫עבור‬62-422‫ב‬ ‫ההמלצות‬ ‫לפי‬ ‫זאת‬ ‫מ"מ‬‫איור‬22.
‫איור‬22-‫הדרוש‬ ‫הקוטר‬ ‫לפי‬ ‫מומלץ‬ ‫מחבר‬(FESTO_Vacum, 2014)
‫ראה‬ ,‫עבורנו‬ ‫הדרוש‬ ‫המחזור‬ ‫את‬ ‫נגדיר‬‫איור‬23.
‫איור‬23-‫עבודה‬ ‫מחזור‬ ‫הגדרת‬(FESTO_Vacum, 2014)
‫הוואקום‬ ‫מייצר‬ ‫את‬ ‫נבחר‬‫ב‬ ‫והנוסחה‬ ‫הגרף‬ ‫לפי‬‫איור‬21‫אקווילנטי‬ ‫שאיבה‬ ‫זמן‬ ‫את‬ ‫נחשב‬ ‫קודם‬ ‫אך‬ ,
‫ל‬‫אחד‬‫אלו‬ ‫לגרפים‬ ‫להיכנס‬ ‫בכדי‬ ‫ליטר‬.
‫נו‬ ‫כעת‬‫עבור‬ ‫מנורמל‬ ‫שאיבה‬ ‫והזמן‬ ‫בר‬ ‫ביחידות‬ ‫בלחץ‬ ‫נתחשב‬ ‫כאשר‬ ‫לגרפים‬ ‫לפנות‬ ‫כל‬4‫ל‬.‫יטר‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬29‫מתוך‬95
‫איור‬24-‫וואקום‬ ‫מייצר‬ ‫בחירת‬(Festo_Vacuum_Generator, 2014)
‫לפי‬‫ק‬ ‫שהכי‬ ‫נראה‬ ‫אלה‬ ‫גרפים‬‫ר‬‫ו‬‫צריכים‬ ‫שאנו‬ ‫לשימוש‬ ‫ב‬‫זה‬VN-05-L.
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬26‫מתוך‬95
‫איור‬29-‫נבחר‬ ‫פנאומאטי‬ ‫מזרק‬ ‫מימדי‬VN-05-L(Festo_vacum_gen, 2014)
‫הקולט‬ ‫אל‬ ‫הפרי‬ ‫שיחרור‬ ‫בדיקת‬
.‫הלחץ‬ ‫את‬ ‫ונעלה‬ ‫הפוכה‬ ‫בצורה‬ ‫האוויר‬ ‫לחץ‬ ‫מערכת‬ ‫את‬ ‫נפעיל‬ ‫התפוח‬ ‫של‬ ‫שחרור‬ ‫יש‬ ‫כי‬ ‫לוודא‬ ‫כדי‬
‫למדוד‬ ‫שיכול‬ ‫קטן‬ ‫לחץ‬ ‫מד‬ ‫בחרתי‬ .‫הקונוס‬ ‫בבסיס‬ ‫לחץ‬ ‫מד‬ ‫מותקן‬ ‫שוחרר‬ ‫הפרי‬ ‫כי‬ ‫לבדוק‬ ‫בכדי‬‫גם‬
‫תת‬-.‫רטובה‬ ‫להיות‬ ‫עלולה‬ ‫החקלאית‬ ‫שהסביבה‬ ‫בגלל‬ ‫מחליד‬ ‫לא‬ ‫אשר‬ ‫בחומר‬ ‫אבחר‬ ‫בנוסף‬ .‫לחץ‬
‫הוא‬ ‫הנבחר‬ ‫המוצר‬Pressure Sensor – EPB(Measurement_Specialties, 2014).
‫הוואקום‬ ‫לקונוס‬ ‫אפשריים‬ ‫שיפורים‬
‫ק‬ ‫זיזים‬ ‫בעלת‬ ‫היא‬ ‫וואקום‬ ‫לקונוס‬ ‫נוספת‬ ‫דוגמא‬( ‫טנים‬cleats‫ש‬ ‫לשמירה‬ ‫מיועדים‬ ‫כנראה‬ ‫אשר‬ )‫פתח‬
‫כדי‬ ‫נועד‬ ‫שזה‬ ‫היא‬ ‫נוספת‬ ‫אפשרות‬ ,‫הקונוס‬ ‫חתך‬ ‫כל‬ ‫בשטח‬ ‫מלא‬ ‫וואקום‬ ‫ויהיה‬ ‫היסתם‬ ‫לא‬ ‫היניקה‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬27‫מתוך‬95
‫ביחס‬ ‫העצם‬ ‫של‬ ‫המיקום‬ ‫בדיוק‬ ‫ידוע‬ ‫העצם‬ ‫בהנחת‬ ‫גבוה‬ ‫דיוק‬ ‫שצריך‬ ‫וכך‬ ‫ידוע‬ ‫מסוים‬ ‫במרחק‬ ‫לקבע‬
‫ב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ,‫לתופסן‬‫איור‬26.
‫איור‬26-‫זיזים‬ ‫עם‬ ‫ואקום‬ ‫קונוס‬(VacMotion, 2014).
.‫התפוח‬ ‫למיקום‬ ‫לתופסן‬ ‫מצלמה‬ ‫בחירת‬
‫של‬ ‫הצפוי‬ ‫הגודל‬ ‫את‬ ‫לדעת‬ ‫בכדי‬‫הת‬‫ו‬‫פסן‬‫חברת‬ ‫לאותה‬ ‫פניתי‬ .‫המצלמה‬ ‫גודל‬ ‫תהיה‬ ‫מה‬ ‫לדעת‬ ‫צריך‬
,‫מצלמות‬IDS‫לאב‬ ‫שהשתמשו‬ ,-‫טיפוס‬(Johan Baeten, 2007).
‫בתקן‬ ‫ועמידה‬ ‫מרחוק‬ ‫תפוחים‬ ‫לזהות‬ ‫שתוכל‬ ‫בכדי‬ ‫גבוה‬ ‫הפרדה‬ ‫עם‬ ‫מצלמה‬ ‫בחרתי‬IP67‫לעמידות‬
‫ב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ .‫בשטח‬‫איור‬27‫לח‬ ‫מרווח‬ ‫עם‬ ,‫כולל‬ ‫אורך‬ ,‫המידות‬ ‫את‬‫בערך‬ ‫הוא‬ ,‫מאחור‬ ‫יבורים‬82
.‫מ"מ‬
+
‫איור‬27-‫אפשרית‬ ‫תופסן‬ ‫מצלמת‬UI-1460RE(IDS, 2014)
‫צריך‬ ‫הוא‬ ‫מומנט‬ ‫באיזה‬ ‫לדעת‬ ‫בכדי‬ ‫התפוח‬ ‫למרכז‬ ‫לתופסן‬ ‫הראשון‬ ‫הציר‬ ‫בין‬ ‫האורך‬ ‫את‬ ‫אחשב‬
‫בערך‬ ‫הוא‬ ‫האורך‬ ‫כי‬ ‫נראה‬ .‫לעמוד‬453‫מ"מ‬‫לפי‬‫איור‬28.
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬28‫מתוך‬95
‫איור‬28-.‫מצלמה‬ ‫עם‬ ‫התופסן‬ ‫מימדי‬ ‫של‬ ‫סכמטי‬ ‫שרטוט‬
‫קצה‬ ‫המפרק‬ ‫על‬ ‫פועלים‬ ‫אשר‬ ‫כוחות‬ ‫חישוב‬
‫המשיכה‬ ‫לכיוון‬ ‫מתנגד‬ ‫הכוחות‬ ‫כל‬ ‫בו‬ ‫קיצוני‬ ‫מקרה‬ ‫ולקחתי‬ ‫השונים‬ ‫החלקים‬ ‫של‬ ‫המשקלים‬ ‫את‬ ‫מצאתי‬
‫בכדי‬.‫קצה‬ ‫המפרק‬ ‫הפועל‬ ‫הנורמלי‬ ‫הכוח‬ ‫את‬ ‫לחשב‬
‫איור‬25–‫קצה‬ ‫המפרק‬ ‫על‬ ‫הפועלים‬ ‫הנורמליים‬ ‫הכוחות‬ ‫וחישוב‬ ‫סכמטי‬ ‫איור‬
‫המו‬ ‫את‬ ‫בדקתי‬ ‫בנוסף‬‫מ‬‫הפרי‬ ‫בו‬ ‫מצב‬ ‫עבור‬ ‫חישבתי‬ ‫לכן‬ ‫קצה‬ ‫המפרק‬ ‫עבור‬ ‫הדרוש‬ ‫המקסימלי‬ ‫נט‬
‫לציר‬ ‫בניצב‬ ‫הכוחות‬ ‫וכל‬ ‫צידית‬ ‫במשיכה‬ ‫מהעץ‬ ‫נתלש‬.‫הזרוע‬ ‫של‬ ‫המרכזי‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬25‫מתוך‬95
‫איור‬31-‫הקצה‬ ‫מפרק‬ ‫מן‬ ‫הנדרש‬ ‫המומנט‬ ‫וחישוב‬ ‫סכמטי‬ ‫איור‬
‫קצה‬ ‫ציר‬ ‫בחירת‬
‫כ‬ ‫הוא‬ ‫המוערך‬ ‫המומנט‬ ‫מקסימום‬ ‫כי‬ ‫נראה‬ ‫הפועלים‬ ‫הכוחות‬ ‫חישוב‬ ‫לפי‬-42‫ניקח‬ ‫אמנם‬ ‫למטר‬ ‫ניוטון‬
‫פי‬ ‫של‬ ‫ביטחון‬ ‫מקדם‬2‫עד‬ ‫לסחוב‬ ‫שיכול‬ ‫ציר‬ ‫ניקח‬ ‫ולכן‬22‫ניוט‬.‫למטר‬ ‫ון‬
‫איור‬31–,‫נבחר‬ ‫קצה‬ ‫ציר‬RJ-31-S R(ATI, 2014)
‫הציר‬ ‫של‬ ‫הגאומטריה‬ ‫הוספת‬ ‫עם‬ ‫מחדש‬ ‫כוחות‬ ‫אחשב‬.
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬31‫מתוך‬95
‫איור‬32-‫בחירתו‬ ‫לאחר‬ ‫קצה‬ ‫מפרק‬ ‫על‬ ‫מומנטים‬ ‫חישוב‬
‫נראה‬‫הגאומט‬ ‫בהגדלת‬ ‫גם‬ ‫כי‬‫ר‬‫י‬‫ה‬‫ע"י‬‫המפרק‬.‫המפרק‬ ‫של‬ ‫הבטוח‬ ‫בטווח‬ ‫מספרים‬ ‫נקבל‬
‫הזרוע‬ ‫לקדמת‬ ‫הציר‬ ‫להעברת‬ ‫אפשרות‬
‫בקרבת‬ ‫קדימה‬ ‫הקצה‬ ‫מפרק‬ ‫את‬ ‫להעביר‬ ‫אנסה‬ ‫מסיבית‬ ‫זרוע‬ ‫מתכנון‬ ‫והימנעות‬ ‫העלויות‬ ‫הוזלת‬ ‫לשם‬
.‫יותר‬ ‫פשוט‬ ‫מפרק‬ ‫לבחור‬ ‫ואוכל‬ ‫גבוהים‬ ‫מומנטים‬ ‫נמנע‬ ‫וכך‬ ‫הוואקום‬ ‫קונוס‬
‫ע‬ ‫בחיבור‬ ‫אבחר‬ ‫ראשונית‬ ‫השוואה‬ ‫לשם‬ ‫רק‬‫בקוטר‬ ‫הציר‬ ‫של‬ ‫גול‬22.‫מ"מ‬
‫איור‬33-‫קדימה‬ ‫הציר‬ ‫העברת‬ ‫עבור‬ ‫מומנטים‬ ‫חישוב‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬31‫מתוך‬95
‫לעבוד‬ ‫ניתן‬ ‫כעת‬ ‫כי‬ ‫נראה‬‫סרבו‬ ‫במנוע‬ ‫להשתמש‬ ‫ניתן‬ ,‫פשוטות‬ ‫יותר‬ ‫מערכות‬ ‫עם‬
‫איור‬34-‫סרבו‬ ‫מנוע‬‫דיגטלי‬‫גבוה‬ ‫למומנט‬HS-1000SGT(Hitec, 2014)
( ‫לציר‬ ‫קטנים‬ ‫סרבו‬ ‫מנועי‬ ‫לשילוב‬ ‫סטנדרטים‬ ‫מתקנים‬ ‫ישנם‬Pan/Tilt Bracket‫המודל‬ ‫לפי‬ ‫לעבוד‬ ‫ניתן‬ ,)
‫ב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ,‫זה‬ ‫פשוט‬‫איור‬35.
‫איור‬39-,‫סרבו‬ ‫מנוע‬ ‫להרכבת‬ ‫פשוט‬ ‫ציר‬ ‫מתקן‬ROB-10335(sparkfun, 2011)
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬32‫מתוך‬95
‫איור‬36-‫למפרק‬ ‫אפשרי‬ ‫תכנון‬(Tummala, 2002)
‫יותר‬ ‫קטנה‬ ‫מצלמה‬ ‫בחירת‬
.‫מסיבי‬ ‫פחות‬ ‫יהיה‬ ‫שהתופסן‬ ‫כך‬ ‫יותר‬ ‫קטנה‬ ‫מצלמה‬ ‫חיפשתי‬ ‫המנחה‬ ‫המלצת‬ ‫ע"פ‬
‫על‬ ‫לי‬ ‫שיענה‬ ‫מוצר‬ ‫מצאתי‬,‫הצורך‬Ecco CCTV Camera 142-007‫ב‬ ‫עומד‬ ‫הוא‬ ‫כי‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ,-IP67
‫אורך‬ ‫הם‬ ‫ומימדיו‬34‫וגבוה‬ ‫מ"מ‬12.‫מ"מ‬‫ה‬
‫איור‬37-‫זעירה‬ ‫מצלמה‬CCTV Camera 142-007(ECCO, 2014)
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬33‫מתוך‬95
‫מיסבים‬ ‫בחירת‬
‫לחברת‬ ‫נפנה‬SKF‫מיסב‬ ‫לבחירת‬.‫המתאים‬ ‫המיסב‬ ‫בבחירת‬ ‫שעוזרת‬ ‫תכונה‬ ‫ישנה‬ .‫ים‬
‫הוא‬ ‫הנבחר‬ ‫המיסב‬108 TN9‫ב‬ ‫סכמתית‬ ‫המתואר‬‫איור‬38
‫איור‬38-‫הנבחר‬ ‫המיסב‬108 TN9(SKF_bearing, 2014)
‫למיסב‬ ‫אטם‬ ‫בחירת‬
‫ל‬ ‫האטם‬ ‫את‬ ‫נבחר‬‫המיסב‬ ‫של‬ ‫הפנימי‬ ‫הנומינלי‬ ‫הגודל‬ ‫פי‬.
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬34‫מתוך‬95
‫שטח‬ ‫ופני‬ ‫מדחקים‬ ,‫סיבולות‬
‫לפי‬ ‫לאטם‬ ‫מתחת‬ ‫הגל‬ ‫על‬ ‫שטח‬ ‫פני‬ ‫בחירת‬SKF.
‫לגלים‬ ‫צורה‬ ‫סיבולת‬ ‫בחירת‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬39‫מתוך‬95
‫נתמך‬ ‫לינארי‬ ‫ציר‬ ‫בחירת‬
‫דוגמאות‬ ‫עם‬ ‫נעבוד‬ ‫היוצא‬ ‫הציר‬ ‫לבחירת‬(‫איור‬39)‫חברת‬ ‫של‬Hepco‫מ‬ ‫עם‬ ‫יתאים‬ ‫שגם‬ ‫כך‬ ,‫ערכת‬
.‫התפוחים‬ ‫שינוע‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצ‬‫עים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬36‫מתוך‬95
‫איור‬35-‫מחברת‬ ‫נתמך‬ ‫לציר‬ ‫דוגמאות‬HEPCO
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬37‫מתוך‬95
‫איור‬41-‫חברת‬ ‫של‬ ‫הנתמך‬ ‫הציר‬ ‫מימדי‬Hepco
‫מנוע‬ ‫בחירת‬‫ותמסורת‬‫הזרוע‬ ‫בבסיס‬ ‫קווית‬ ‫לתנועה‬
‫מחברת‬ ‫טבלאות‬ ‫לפי‬ ‫המנוע‬ ‫את‬ ‫אבחר‬HEPCO
‫זרוע‬ ‫פרופיל‬ ‫בחירת‬‫מתאים‬
‫של‬ ‫מינמלי‬ ‫עליון‬ ‫חיבור‬ ‫קוטר‬ ‫בעל‬ ‫הוא‬ ‫הנבחר‬ ‫הציר‬ ‫כי‬ ‫נראה‬12‫של‬ ‫מקסימלי‬ ‫וקוטר‬ ‫מ"מ‬58.‫מ"מ‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬38‫מתוך‬95
‫איור‬41-‫מפרק‬ ‫כלליות‬ ‫מידות‬ATI
‫איור‬42-‫מפרק‬ATI‫דוגמא‬ ,‫במערכת‬ ‫המפרק‬ ‫לשילוב‬
‫איור‬43-‫מפרק‬ATI‫נוספת‬ ‫דוגמא‬(Ati Industrial Automation, 2004)
‫דוגמאות‬ ‫מספר‬ ‫נסקור‬ ‫פרופיל‬ ‫לבחירת‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬35‫מתוך‬95
‫איור‬44-‫אלומיניום‬ ‫פרופיל‬Round Profiles 8 D40(Machine_Building_Systems_Ltd., 2014)
.‫בחירה‬ ‫לפי‬ ‫בצדדים‬ ‫חריצים‬ ‫עם‬ ‫זה‬ ‫פרופיל‬ ‫להשיג‬ ‫ניתן‬
‫פשוט‬ ‫חשמלי‬ ‫מנוע‬ ‫עם‬ ‫קל‬ ‫ציר‬ ‫לבניית‬ ‫אפשרות‬ ‫בחינת‬
‫פשוט‬ ‫חיבור‬ ‫עם‬ ‫קל‬ ‫מתכת‬ ‫מבנה‬ ‫היא‬ ‫האופציות‬ ‫אחת‬ ‫מונע‬ ‫ציר‬ ‫לבניית‬ ‫אופציות‬ ‫מספר‬ ‫בשוק‬ ‫קיימים‬
‫ב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ‫לדוגמא‬ ‫סרבו‬ ‫למנוע‬‫איור‬15
‫איור‬49-‫סרבו‬ ‫מנוע‬ ‫עם‬ ‫וקל‬ ‫פשוט‬ ‫ציר‬‫חברת‬ ‫של‬hitec‫לכיוונן‬‫מצלמות‬(Buha, 2013)
‫ב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ‫מבפנים‬ ‫אלגנטי‬ ‫וחיווט‬ ‫מנוע‬ ‫עם‬ ‫נוספת‬ ‫דוגמא‬‫איור‬16.
‫איור‬46-‫פנימי‬ ‫וחיווט‬ ‫מנוע‬ ‫עם‬ ‫אלגנטי‬ ‫מרק‬(Casey, 2013)
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬41‫מתוך‬95
)‫(חיווט‬ ‫חוטים‬ ‫להולכת‬ ‫אפשריים‬ ‫פתרונות‬
.‫החלקה‬ ‫טבעת‬ ‫שנקרא‬ ‫רכיב‬ ‫ע"י‬ ‫מסתובבים‬ ‫חלקים‬ ‫דרך‬ ‫חשמל‬ ‫חוטי‬ ‫להוליך‬ ‫ניתן‬
‫ח‬ ‫מקושרים‬ ‫אשר‬ ‫צידיה‬ ‫משני‬ ‫חוטים‬ ‫שמוזנים‬ ‫כזאת‬ ‫בצורה‬ ‫בנוי‬ ‫זה‬‫ניתן‬ ‫וכך‬ ‫פיזית‬ ‫לא‬ ‫אך‬ ‫שמלית‬
.‫המרכזי‬ ‫החלק‬ ‫את‬ ‫בחופשיות‬ ‫לסובב‬
‫איור‬47-( ‫החלקה‬ ‫טבעת‬Slip Ring)(wikipedia, 2014)
‫לשקול‬ ‫שניתן‬ ‫החלקה‬ ‫טבעות‬ ‫של‬ ‫עיקריים‬ ‫סוגים‬ ‫שני‬ ‫ישנם‬‫לפרויקט‬:‫להלן‬ ,‫זה‬
4)‫החי‬ ‫החלק‬ ‫על‬ ‫מורכבות‬ ‫טבעות‬‫ב‬ ‫כמו‬ ,‫הגל‬ ‫של‬ ‫צוני‬‫איור‬17.
2).‫חלול‬ ‫גל‬ ‫בתוך‬ ‫להרכיב‬ ‫שניתן‬ ‫פנימיות‬ ‫החלקה‬ ‫טבעות‬
‫העץ‬ ‫אל‬ ‫הנכנס‬ ‫בציר‬ ‫זרוע‬ ‫בקרת‬ ‫תכנון‬
‫ב‬ ‫אחד‬ ‫בציר‬ ‫מערכת‬ ‫של‬ ‫המכאני‬ ‫המודל‬ ‫את‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬
X
mF
ma
Cv
‫איור‬48-‫לבקרה‬ ‫מערכת‬ ‫מודל‬
X–,‫מרחק‬C–,‫דינמי‬ ‫חיכוך‬F-,‫המנוע‬ ‫ע"י‬ ‫המופעל‬ ‫כוח‬m–‫הזרוע‬ ‫מסת‬
0 xCxmF 
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬41‫מתוך‬95







































mFx
x
mCx
x
x
xxx
m
F
x
m
C
m
F
x
m
C
xx
x
x
x
x
x
0
0
10
2
1
2
1
21
22
2
1






.‫המערכת‬ ‫של‬ ‫התמסורת‬ ‫פונקציית‬ ‫את‬ ‫גם‬ ‫להראות‬ ‫ניתן‬
FmSCS
xmxmSC
mSCSF
X
CxCSXxmmSxXmSF
xCxmf
1)0()0(][1
)0()0()0(
22
2










‫אפס‬ ‫התחלה‬ ‫תנאי‬ ‫להציב‬ ‫ניתן‬
2
2
22
1
0
1
100][1
mSCSF
X
mSCSF
X
FmSCS
mmSC
mSCSF
X










‫ניתן‬‫בעזרת‬ ‫המערכת‬ ‫את‬ ‫למדל‬state-space‫ל‬ ‫כדי‬‫ב‬ ‫אשתמש‬ ,‫המערכת‬ ‫תגובת‬ ‫את‬ ‫בדוק‬-SIMULINK
.‫המערכת‬ ‫את‬ ‫להציג‬ ‫כדי‬
‫איור‬45-‫המצב‬ ‫מרחב‬ ‫בעזרת‬ ‫הממושת‬ ‫פתוח‬ ‫בחוג‬ ‫מערכת‬
.‫האלסטיות‬ ‫מודול‬ ‫ומציאת‬ ‫הרס‬ ‫בדיקות‬ ‫ניסוי‬
‫ב‬ ‫פרי‬ ‫על‬ ‫המותר‬ ‫המאמץ‬ ‫את‬ ‫לקבוע‬ ‫ניתן‬ ‫תקן‬ ‫לפי‬.‫אינסטרון‬ ‫מכשיר‬ ‫עזרת‬
.‫שמילוביץ‬ ‫יצחק‬ '‫פורפ‬ ‫של‬ ‫בהחייתו‬ ‫פיסקליות‬ ‫תכונות‬ ‫קורס‬ ‫במסגרת‬ ‫בתפוחים‬ ‫ניסוי‬ ‫ביצעתי‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬42‫מתוך‬95
‫עקומומיות‬ ‫רדיוסי‬ ‫קודם‬ ‫למדוד‬ ‫יש‬
‫יאנג‬ ‫מודל‬ ‫את‬ ‫למצוא‬ ‫ניתן‬ ,‫המכשיר‬ ‫ע"י‬ ‫המופק‬ ,‫התפוח‬ ‫לכניעת‬ ‫הנדרש‬ ‫והעיבור‬ ‫הכוח‬ ‫בדיקת‬ ‫לאחר‬
.‫להלן‬ ‫הנוסחה‬ ‫ע"פ‬
3/21/3 1/3
2
3/2
0.338 (1 ) 1 1 1 1
u L
u u L L
F
E K K
D R R R R
     
       
     
:‫כאשר‬
E‫האלסטיות‬ ‫מודול‬
F‫המופעל‬ ‫הכוח‬
D‫הדפורמציה‬
μ‫פואסון‬ ‫מקדם‬
RU‫לפלטה‬ ‫הגוף‬ ‫בין‬ ‫העליונה‬ ‫המגע‬ ‫בנקודת‬ ‫המקסימלי‬ ‫העקמומיות‬ ‫רדיוס‬
R’U‫לפלטה‬ ‫הגוף‬ ‫בין‬ ‫העליונה‬ ‫המגע‬ ‫בנקודת‬ ‫המינימלי‬ ‫העקמומיות‬ ‫רדיוס‬
RL‫התחתונה‬ ‫המגע‬ ‫בנקודת‬ ‫המקסימלי‬ ‫העקמומיות‬ ‫רדיוס‬‫לפלטה‬ ‫הגוף‬ ‫בין‬
L’R‫לפלטה‬ ‫הגוף‬ ‫בין‬ ‫התחתונה‬ ‫המגע‬ ‫בנקודת‬ ‫המינימלי‬ ‫העקמומיות‬ ‫רדיוס‬
KU‫לפלטה‬ ‫הגוף‬ ‫בין‬ ‫העליונה‬ ‫המגע‬ ‫בנקודת‬ ‫העקמומיות‬ ‫ברדיוסי‬ ‫התלוי‬ ‫קבוע‬
KL‫לפלטה‬ ‫הגוף‬ ‫בין‬ ‫התחתונה‬ ‫המגע‬ ‫בנקודת‬ ‫העקמומיות‬ ‫ברדיוסי‬ ‫התלוי‬ ‫קבוע‬
‫למצוא‬ ‫מכן‬ ‫לאחר‬ ‫ניתן‬ ‫כלואה‬ ‫לא‬ ‫בדגימה‬:‫להלן‬ ‫הנוסחה‬ ‫ע"פ‬ ‫לשבר‬ ‫המאמץ‬ ‫את‬
σ
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬43‫מתוך‬95
‫בשטח‬ ‫אוטונומי‬ ‫ניווט‬
‫במסגרת‬‫קורס‬‫חישת‬‫מיקרוגלים‬‫בנושא‬ ‫מאמר‬ ‫סקרתי‬‫פתוחים‬ ‫בשטחים‬ ‫מכ"ם‬(Graham Brooker,
2006).
‫אמנ‬ ‫מכרות‬ ‫ומיפוי‬ ‫טייס‬ ‫לכלי‬ ‫במקור‬ ‫נועדו‬ ‫אלו‬ ‫מערכות‬ .‫שונים‬ ‫מכ"מים‬ ‫שלושה‬ ‫הסוקר‬ ‫המאמר‬‫אם‬ ‫ם‬
‫בנוסף‬ ‫שונות‬ ‫במשימות‬ ‫המכ"מים‬ ‫נוסו‬ ‫המאמר‬ ‫במסגרת‬ .‫שטח‬ ‫רכבי‬ ‫ניווט‬ ‫עבור‬ ‫נוסו‬ ‫קלות‬ ‫התאמות‬
.‫ולייזר‬ ‫מצלמות‬ ‫בעזרת‬ ‫אחרות‬ ‫למערכות‬ ‫מכ"ם‬ ‫בין‬ ‫השוו‬
‫בשיטת‬ ‫במכ"מים‬ ‫השתמשו‬ ‫המערכות‬ ‫בשלושת‬FMCW‫משדרים‬ ‫זאת‬ ‫בשיטה‬ .FM‫האות‬ ‫כאשר‬
‫עולה‬ ‫בתדר‬ ‫הוא‬ ‫המשודר‬CHIRP.
‫איור‬91–( ‫תדר‬ ‫איפנון‬FM)
‫איור‬51-‫והתדר‬ ‫הזמן‬ ‫במישור‬ ‫ציוץ‬ ‫אות‬,‫(ניומן‬2114)
0.00E+00
5.00E+05
1.00E+06
1.50E+06
2.00E+06
2.50E+06
3.00E+06
3.50E+06
‫פרי‬ ‫סוג‬
E[Pa]
‫פרי‬ ‫סוג‬ ‫לפי‬ ‫ממוצע‬ ‫אלסטיות‬ ‫מודול‬
‫סמיט‬ ‫גרני‬
‫אימפריאל‬
‫תפוז‬
‫תפו‬"‫א‬
‫עגבניה‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬44‫מתוך‬95
‫איור‬92–.‫ההפרשים‬ ‫ומציאת‬ ‫בתדר‬ ‫כתלות‬ ‫ונקלט‬ ‫משודר‬ ‫ציוץ‬ ‫אות‬
‫במיש‬ ‫הציוץ‬ ‫את‬ ‫המתארות‬ ‫נוסחאות‬‫ב‬ ‫מוצגות‬ ‫והתדר‬ ‫הזמן‬ ‫ור‬‫נוסחה‬4‫ו‬‫נוסחה‬2.
 2
2
1
02cos ttfVt  ,
T
B

‫נוסחה‬1–,‫ציוץ‬ ‫אות‬ ‫של‬ ‫בזמן‬ ‫כתלות‬ ‫שידור‬ ‫מתח‬B‫רוח‬ ‫הוא‬( ‫פס‬ ‫ב‬Bandwidth,‫הציוץ‬ ‫תדרי‬ ‫תחום‬ ‫של‬T‫זמן‬ ‫זהו‬
,‫מחזורי‬ ‫ציוץ‬ ‫אות‬ ‫של‬ ‫מחזור‬f0‫הציוץ‬ ‫תדרי‬ ‫טווח‬ ‫של‬ ‫התחלתי/מינימלי‬ ‫תדר‬ ‫זה‬.
t
T
B
ff  0
‫נוסחה‬2–.‫בזמן‬ ‫כתלות‬ ‫לינארי‬ ‫ציוץ‬ ‫תדר‬
( ‫רציף‬ ‫שידור‬ ‫שיטת‬CW‫והקלי‬ ‫השידור‬ ‫אשר‬ ‫מכ"ם‬ ‫של‬ ‫שיטה‬ ‫היא‬ )‫ולא‬ ‫רציף‬ ‫באופן‬ ‫נעשים‬ ‫טה‬
‫בפולסים‬(Wikipedia_CW, 2014).
‫איור‬53-.‫רציף‬ ‫בשידור‬ ‫מכ"ם‬ ‫של‬ ‫בלוקים‬ ‫דיאגרמת‬
‫תמונה‬ ‫לייצר‬ ‫יוכלו‬ ‫וצילום‬ ‫לייזר‬ ‫מכשירי‬ .‫שטוח‬ ‫שטח‬ ‫פני‬ ‫תוואי‬ ‫הדמיית‬ ‫יכולת‬ ‫היא‬ ‫חשוב‬ ‫אלמנט‬
‫שהם‬ ‫מה‬ ‫של‬ ‫שטוחה‬‫ב‬ ‫ההבדל‬ ‫את‬ ‫היטב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ,‫עומק‬ ‫תמונת‬ ‫לייצר‬ ‫יכול‬ ‫מכ"ם‬ ‫אמנם‬ ‫רואים‬‫איור‬
51‫תדרים‬ ‫לעומת‬ ‫מכ"ם‬ ‫מערכת‬ ‫עבור‬ ‫לקויה‬ ‫בראות‬ ‫הפחותה‬ ‫ההנחתה‬ ‫את‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ‫גם‬ ‫ביואר‬ .
.‫אדום‬ ‫והאינפרא‬ ‫ראייה‬ ‫בתחום‬ ‫אחרים‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬49‫מתוך‬95
‫איור‬94-‫בי‬ ‫השוואה‬.‫התדר‬ ‫לפי‬ ‫אות‬ ‫של‬ ‫הנחתה‬ ‫בנוסף‬ ,‫מכ"ם‬ ‫בעזרת‬ ‫הדמייה‬ ‫לבין‬ ‫שטוח‬ ‫שטח‬ ‫תוואי‬ ‫תמונה‬ ‫ן‬
‫תלת‬ ‫הדמייה‬ ‫הוא‬ ‫להשיג‬ ‫שניתן‬ ‫אלמנט‬-‫מימדית‬
‫איור‬99-‫תלת‬ ‫הדמיה‬-‫בהשוואה‬ ‫מכ"ם‬ ‫של‬ ‫ממדית‬‫אווירית‬ ‫לתמונה‬
‫ני‬ ‫ובנוסף‬ ‫במרחב‬ ‫אותם‬ ‫ולמקם‬ ‫החומרים‬ ‫משאר‬ ‫עלווה‬ ‫להפריד‬ ‫ניתן‬‫תוך‬ ‫אל‬ ‫עומק‬ ‫תמונת‬ ‫לקבל‬ ‫תן‬
.‫העלווה‬
‫ב‬ ‫שעובדת‬ ‫משודרגת‬ ‫במערכת‬ ‫השתמשו‬ ‫בניסוי‬-91‫גיגה‬-‫של‬ ‫אפשרי‬ ‫ציוץ‬ ‫פס‬ ‫רוחב‬ ‫עם‬ ‫הרץ‬4.6
‫גיגה‬-‫לקבל‬ ‫ניתן‬ ‫כזה‬ ‫ובאופן‬ ‫הציוץ‬ ‫של‬ ‫פס‬ ‫רוחב‬ ‫על‬ ‫לשליטה‬ ‫אפשרות‬ ‫בעלת‬ ‫היא‬ ‫זאת‬ ‫מערכת‬ .‫הרץ‬
‫שני‬ ‫בעלת‬ ‫ומראה‬ ‫קבועה‬ ‫אנטנה‬ ‫בעלת‬ ‫היא‬ ‫המערכת‬ .‫מיטבית‬ ‫רזולוציה‬‫פותחה‬ ‫זאת‬ ‫מערכת‬ .‫צירים‬
.‫מכרות‬ ‫עבור‬ ‫במקור‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬46‫מתוך‬95
‫איור‬96–.‫לניווט‬ ‫מכ"ם‬ ‫מערכת‬
‫איור‬97-‫הצללה‬ ‫ואפקטי‬ ‫העלווה‬ ‫מקבצי‬ ‫של‬ ‫שונים‬ ‫בגדלים‬ ‫להבחין‬ ‫ניתן‬ ,‫תצלום‬ ‫מול‬ ‫במרחב‬ ‫עלווה‬ ‫הדמיית‬ ‫השוואת‬.
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תוצאות‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬47‫מתוך‬95
‫תוצאות‬
‫קורה‬ ‫על‬ ‫כוחות‬ ‫חישובי‬
‫נסכו‬‫כל‬ ‫בו‬ ‫גרוע‬ ‫הכי‬ ‫למקרה‬ ‫נלך‬ .‫והסמך‬ ‫הקורה‬ ‫על‬ ‫לפעול‬ ‫יכולים‬ ‫אשר‬ ‫והכוחות‬ ‫המשקלים‬ ‫כל‬ ‫את‬ ‫ם‬
.‫המקסימלי‬ ‫המומנט‬ ‫נוצר‬ ‫כזה‬ ‫באופן‬ ‫מעלה‬ ‫כלפי‬ ‫היא‬ ‫והמשיכה‬ ‫פתוחה‬ ‫הקורה‬
:‫להלן‬ ‫הקורה‬ ‫על‬ ‫מומנטים‬ ‫מהלך‬
:‫להלן‬ ‫המותר‬ ‫המקסימלי‬ ‫הכוח‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תוצאות‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬48‫מתוך‬95
‫הוא‬ ‫המחושב‬ ‫ביטחון‬ ‫המקדם‬ ‫לכן‬
‫מחזור‬ ‫זמני‬ ‫תכנון‬‫עבודה‬
‫הנדרשים‬ ‫עבודה‬ ‫זמני‬ ‫של‬ ‫חישובים‬ ‫אעשה‬ ‫כל‬ ‫קודם‬ ‫תפוח‬ ‫לקטיף‬ ‫זרוע‬ ‫של‬ ‫עבודה‬ ‫מחזור‬ ‫לתכנן‬ ‫בכדי‬
.'‫א‬ ‫בחלק‬ ‫קרטזית‬ ‫תנועה‬ ‫עבור‬ ‫חישובים‬ ‫ביצעתי‬ ‫בנוסף‬ .‫הזרוע‬ ‫בקצה‬ ‫סיבוביים‬ ‫צירים‬ ‫ע"י‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תוצאות‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬45‫מתוך‬95
Sub-
systemAction
Start time
[ms]
End time
[ms]
Duration
[ms]
transitional
jointStart transitional engine05050
mid jointStart mid revolute engine05050
mid jointAccelerating mid revolute50512
transitional
jointAccelerating transitional50150100
mid joint
Constant velocity mid
revolute51406355
transitional
jointConstant velocity transitional150336186
transitional
jointDecelerating transitional336436100
end jointstart end revolute engine38643650
mid jointDecelerating mid revolute4064082
end jointAccelerating end revolute43648448
end joint
Constant velocity end
revolute484843359
vacuumstart vacuum84189150
end jointDecelerating end revolute84389148
Cartesian
Cardizem movement to
catch apple8911091200
vacuumraising vacuum10911241150
Cartesian
Cardizem movement to
detach apple12411441200
end jointAccelerating end joint1441148948
end jointconstant velocity end joint14891848359
end jointDecelerating end joint1848189648
transitional
jointAccelerating transitional18961996100
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תוצאות‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬91‫מתוך‬95
transitional
jointConstant velocity transitional19962182186
mid jointAccelerating mid189618982
mid jointConstant velocity mid18982253355
end jointAccelerating end2253230148
end jointConstant velocity end23012660359
end jointDecelerating end2660270848
‫הוא‬ ‫הכולל‬ ‫שהזמן‬ ‫נראה‬2.7‫כל‬ ‫תפוח‬ ‫לקטיף‬ ‫בדרישה‬ ‫עומד‬ ‫וזה‬ ‫שניות‬1.‫שניות‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תוצאות‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬91‫מתוך‬95
‫הזרוע‬ ‫חלקי‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תוצאות‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬92‫מתוך‬95
‫כלליים‬ ‫מימדים‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תוצאות‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬93‫מתוך‬95
‫הזרוע‬ ‫בסיס‬ ‫של‬ ‫לייצור‬ ‫תכנון‬
‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫סיכום‬
‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬94‫מתוך‬95
‫סיכום‬
‫כי‬ ‫נראה‬ ‫המכונה‬ ‫בתכנון‬ ‫ואכן‬ ‫הפרוייקט‬ ‫של‬ ‫הראשון‬ ‫בחלק‬ ‫שנקבעו‬ ‫הדרישות‬ ‫לפי‬ ‫נעשה‬ ‫התיכנון‬
‫הרצויים‬ ‫והזמנים‬ ‫במעמסים‬ ‫העומדת‬.
‫החלקים‬‫נבחרו‬‫יעמוד‬ ‫גם‬ ‫אמנם‬ ‫גבוהים‬ ‫שאינם‬ ‫ביטחון‬ ‫מקדמי‬ ‫עם‬ ‫בתכן‬ ‫עומד‬ ‫והמוצר‬ ‫בקפידה‬
‫המ‬ ‫בהפעלת‬‫זאת‬ ‫בצורה‬ .‫זמן‬ ‫לאורך‬ ‫כונה‬‫במשקל‬ ‫תהיה‬ ‫המערכת‬ ‫שכל‬ ‫אופטימלי‬ ‫למצב‬ ‫להגיע‬ ‫ניתן‬
.‫מינמלית‬ ‫ועלות‬
‫ש‬ ‫מלא‬ ‫תכנון‬ ‫לפני‬ ‫העומדים‬ ‫הנושאים‬ ‫כל‬ ‫את‬ ‫כיסיתי‬ ‫לא‬ ‫זה‬ ‫בקורס‬ ‫שהוקצב‬ ‫הזמן‬ ‫במסגרת‬‫מכונה‬ ‫ל‬
.‫קוטפת‬ ‫זרוע‬ ‫לבניית‬ ‫ממשית‬ ‫הייתכנות‬ ‫יש‬ ‫כי‬ ‫נראה‬ ‫אמנם‬ ‫חסרים‬ ‫רבים‬ ‫גורמים‬ ‫ישנם‬ ‫ולכן‬
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד
Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד

Mais conteúdo relacionado

Autonomous Robotic Apple Harvester - Or Hirshfeld - אור הירשפלד

  • 1. ‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬ ‫ל‬ ‫זרוע‬‫אוטונומי‬ ‫תפוחים‬ ‫קטיף‬ ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2 :‫מנחים‬‫מזרח‬ ‫עמוס‬ ‫וד"ר‬ ‫אורלב‬ ‫נחום‬ :‫מגיש‬‫הירשפלד‬ ‫אור‬ 6/25/2014
  • 2. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תקציר‬‫מנהלים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬1‫מתוך‬95 ‫מנהלים‬ ‫תקציר‬ ‫בתוצרת‬ ‫הטיפול‬ ‫בתחום‬ ‫מהפכות‬ ‫שחוו‬ ‫בחקלאות‬ ‫רבים‬ ‫לענפים‬ ‫בניגוד‬‫העבו‬ ‫תפוחים‬ ‫עבור‬‫רובה‬ ‫דה‬ ‫לא‬ ‫ואקלים‬ ‫משקלים‬ ‫הגוף‬ ‫על‬ ‫ומעמיסה‬ ‫קלה‬ ‫אינה‬ ‫תפוחים‬ ‫בקטיף‬ ‫העבודה‬ .‫ידני‬ ‫באופן‬ ‫נעשת‬ ‫ככולה‬ .‫מותר‬ ‫קטיף‬ ‫גובה‬ ‫לגבי‬ ‫בטיחות‬ ‫הגבלות‬ ‫קיימות‬ ‫בנוסף‬ .‫נוח‬ ‫רבות‬ ‫מדינות‬ .‫הכלכלי‬ ‫הקושי‬ ‫את‬ ‫גם‬ ‫את‬ ‫מעלים‬ ‫אשר‬ ‫המערבי‬ ‫בעולם‬ ‫עובודת‬ ‫בידיים‬ ‫מחסור‬ ‫יש‬ ‫כיום‬ ‫חוס‬ ‫למיכון‬ ‫תקציבים‬ ‫מקצות‬‫בקניית‬ ‫לחקלאיים‬ ‫סיבסוד‬ ‫או‬ ‫לפיתוח‬ ‫מועברים‬ ‫התקציבים‬ ,‫אדם‬ ‫כוח‬ ‫ך‬ .‫זה‬ ‫צורך‬ ‫על‬ ‫העונים‬ ‫כלים‬ ‫מיליארד‬ ‫כחצי‬ ‫של‬ ‫מעורכת‬ ‫תפוקה‬ ‫מניבים‬ ‫בישראל‬ ‫התפוח‬ ‫מטעי‬₪‫פונצאיל‬ ‫טמון‬ ‫כי‬ ‫שמראה‬ ‫נתון‬ .‫למדינה‬ ‫מבוטל‬ ‫לא‬ ‫כלכלי‬ ‫לקטיף‬ ‫חלקיים‬ ‫מיכון‬ ‫פתרונות‬ ‫קיימים‬‫ו‬‫בנושא‬ ‫רבים‬ ‫מחקרים‬ ‫ישנם‬ ‫בנוסף‬‫בקטי‬‫טיפוס‬ ‫אבי‬ ‫ומספר‬ ‫ף‬ .‫חלקיים‬ ‫האפשרי‬ ‫למינמלי‬ ‫החופש‬ ‫דרגות‬ ‫מספר‬ ‫את‬ ‫הגבלתי‬ ‫מספיק‬ ‫אך‬ ‫פשוט‬ ‫פתרון‬ ‫לייצר‬ ‫רצון‬ ‫מתוך‬‫בנוסף‬ ‫החקלאים‬‫כי‬ ‫דיווחו‬/‫הפירות‬ ‫ודילול‬ ‫המטע‬ ‫גיזום‬ ‫את‬ ‫להתאים‬ ‫מוכנים‬ ‫יהיו‬‫הם‬ ‫איתו‬ ‫המיכון‬ ‫ע"פ‬ ‫פרחים‬ ‫עובדים‬.‫ני‬ ‫ולכן‬ ‫רב‬ ‫לא‬ ‫הוא‬ ‫גם‬ ‫תפוח‬ ‫ללניתוק‬ ‫הדרוש‬ ‫הכוח‬‫להס‬ ‫תן‬‫קלות‬ ‫יחסית‬ ‫בזרועות‬ ‫תפק‬ .‫ומהירות‬‫ישמור‬ ‫בזמן‬ ‫ובו‬ ‫העוקץ‬ ‫חיתוך‬ ‫של‬ ‫מיכון‬ ‫לחסוך‬ ‫בכדי‬ ‫כיפוף‬ ‫של‬ ‫בצורה‬ ‫ייעשה‬ ‫התפוח‬ ‫ניתוק‬ .‫ובמקומם‬ ‫שלמים‬ ‫והדורבן‬ ‫העוקץ‬ ‫על‬ ‫ויקטור‬ ‫של‬ ‫הדוקטרט‬ ‫עבודת‬ ‫מתוך‬ ,‫תפוח‬ ‫עץ‬ ‫של‬ ‫אמיתי‬ ‫מימדי‬ ‫תלת‬ ‫מודל‬ ‫על‬ ‫שהרצתי‬ ‫בסימולציות‬ ‫קרט‬ ‫זרוע‬ ‫כי‬ ‫ראיתי‬ ,‫בלוך‬.‫מיטבית‬ ‫תפוקה‬ ‫תתן‬ ‫צירים‬ ‫שלושה‬ ‫בעלת‬ ‫זית‬ .‫וכלכלית‬ ‫פיזיקאלית‬ ‫מבחינה‬ ‫הנדרשים‬ ‫הפרמטרים‬ ‫את‬ ‫מצאתי‬ ‫הפרוייקט‬ ‫של‬ ‫הראשון‬ ‫בחלק‬ ‫מאלה‬ ‫חזרה‬ ‫עם‬ ‫בודדת‬ ‫קרטזית‬ ‫זרוע‬ ‫עם‬ ‫מערכת‬ ‫לתכנן‬ ‫כדאי‬ ‫כי‬ ‫מצאתי‬ ‫סימולציות‬ ‫בעזרת‬ ‫בנוסף‬ .‫ביניים‬ ‫הובלת‬ ‫וללא‬ ‫הבסיס‬ ‫להזנת‬ ‫קרטזיות‬ ‫מערכות‬ ‫לבחון‬ ‫ניסיתי‬‫המאמצים‬ ‫את‬ ‫בהרבה‬ ‫ועוברת‬ ‫מידי‬ ‫מסיביות‬ ‫היו‬ ‫הם‬ ‫אמנם‬ ‫קיימות‬ .‫עצמי‬ ‫לתכנון‬ ‫פניתי‬ ‫לכן‬ ‫הנרדשים‬ ‫והזמנים‬ ‫הוא‬ ‫הנבחר‬ ‫התופסן‬‫היוצר‬ ‫סיליקון‬ ‫קונוס‬‫את‬ ‫תכננתי‬ ,‫הולנדי‬ ‫טיפוס‬ ‫באב‬ ‫בעבר‬ ‫שנוסה‬ ‫כפי‬ ,‫וואקום‬ ‫תגובה‬ ‫ומהירות‬ ‫ללחץ‬ ‫הדרישה‬‫המימדים‬ ‫ע"פ‬‫הו‬ ‫יוצר‬ ‫מוצר‬ ‫את‬ ‫מושכל‬ ‫באופן‬ ‫ובחרתי‬‫מתוך‬ ‫ואקום‬ ‫קטלוג‬‫של‬SKF..‫קטנים‬ ‫וואקום‬ ‫תאי‬ ‫שיווצר‬ ‫כך‬ ‫הקונוס‬ ‫על‬ ‫שיניים‬ ‫צורת‬ ‫הוספתי‬ ‫בנוסף‬ .‫מימד‬ ‫קטנת‬ ‫מצלמה‬ ‫התקנתי‬ ‫הואוקום‬ ‫קונוס‬ ‫בבסיס‬ ‫ע"י‬ ‫מוחזק‬ ‫אשר‬ ‫הקצה‬ ‫לציר‬ ‫חיברתי‬ ‫הקונוס‬ ‫בסיס‬ ‫את‬‫מיסבי‬SKF‫נבחר‬ ‫אשר‬‫ו‬‫כוחות‬ ‫חישובי‬ ‫לאחר‬ .‫אקווילנטיים‬ ‫מנוע‬‫חברת‬ ‫של‬ ‫חזק‬ ‫סרבו‬HI-TEC.‫הזרוע‬ ‫בקצה‬ ‫ואינרציות‬ ‫משקלים‬ ‫למניעת‬ ‫השני‬ ‫קצה‬ ‫לציר‬ ‫הוצמד‬ .‫הראשון‬ ‫לציר‬ ‫רצועה‬ ‫עם‬ ‫חובר‬ ‫המנוע‬ ‫יישמ‬ ‫השני‬ ‫הקצה‬ ‫ציר‬ ‫את‬‫חברת‬ ‫של‬ ‫מדף‬ ‫מוצר‬ ‫בעזרת‬ ‫תי‬ATI‫וקומופקטיות‬ ‫בדרישות‬ ‫שעמד‬ .‫הנדרשת‬ ‫תמוכה‬ ‫לקורה‬ ‫קצה‬ ‫והצירי‬ ‫התופסן‬ ‫מערך‬ ‫כל‬ ‫את‬ ‫חיברתי‬ ‫מכן‬ ‫לאחר‬(cantilever beam)‫ציר‬ ‫עם‬ ‫חברת‬ ‫של‬ ‫המוחזק‬ ‫בקצה‬ ‫לינארי‬HEPCO. .‫מכאנית‬ ‫נכשל‬ ‫ואינו‬ ‫והכוחות‬ ‫הזמנים‬ ‫של‬ ‫בדרישות‬ ‫עומד‬ ‫המערך‬ ‫כל‬ ‫כי‬ ‫וידאתי‬ .‫טבקמן‬ ‫אנטון‬ ‫ע"י‬ ‫במקביל‬ ‫שתוכנן‬ ‫נייד‬ ‫מסועים‬ ‫למערך‬ ‫וחיבורו‬ ‫חלקיו‬ ‫כל‬ ‫על‬ ‫מלא‬ ‫זרוע‬ ‫מערך‬ ‫הצגתי‬ ‫חברת‬ ‫של‬ ‫הקורה‬ ‫נבחרה‬ ‫גם‬ ‫זה‬ ‫חיבור‬ ‫במסגרת‬HEPCO‫ה‬ ‫מערך‬ ‫את‬ ‫המשמשת‬.‫מסועים‬ ‫הרא‬‫י‬,‫הסיבולות‬ ‫את‬ ‫בקפידה‬ ‫התאמתי‬ .‫הצירים‬ ‫עם‬ ‫הוואקום‬ ‫בסיס‬ ‫של‬ ‫מפורט‬ ‫לייצור‬ ‫תכנון‬ ‫תי‬ .‫הספרות‬ ‫ומן‬ ‫מקטלוגים‬ ‫המלצות‬ ‫ע"פ‬ ‫השטח‬ ‫פני‬ ‫וטיב‬ ‫אפיצויות‬
  • 3. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תקציר‬‫מנהלים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬2‫מתוך‬95 ‫גם‬ ‫המכונה‬ ‫אמנם‬ ‫גבוהים‬ ‫שאינם‬ ‫ביטחון‬ ‫מקדמי‬ ‫עם‬ ‫בתכן‬ ‫עומד‬ ‫והמוצר‬ ‫בקפידה‬ ‫נבחרו‬ ‫החלקים‬ .‫זמן‬ ‫לאורך‬ ‫המכונה‬ ‫בהפעלת‬ ‫תעמוד‬‫תהיה‬ ‫המערכת‬ ‫שכל‬ ‫אופטימלי‬ ‫למצב‬ ‫להגיע‬ ‫ניתן‬ ‫זאת‬ ‫בצורה‬ .‫מינמלית‬ ‫ועלות‬ ‫במשקל‬ ‫מכונה‬ ‫של‬ ‫מלא‬ ‫תכנון‬ ‫בפני‬ ‫העומדים‬ ‫הנושאים‬ ‫כל‬ ‫את‬ ‫כיסיתי‬ ‫לא‬ ‫זה‬ ‫בקורס‬ ‫שהוקצב‬ ‫הזמן‬ ‫במסגרת‬ .‫קוטפת‬ ‫זרוע‬ ‫לבניית‬ ‫ממשית‬ ‫הייתכנות‬ ‫יש‬ ‫כי‬ ‫נראה‬ ‫אמנם‬ ‫חסרים‬ ‫רבים‬ ‫גורמים‬ ‫ישנם‬ ‫ולכן‬
  • 4. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תקציר‬‫מנהלים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬3‫מתוך‬95 ‫עניינים‬ ‫תוכן‬ ‫תקציר‬‫מנהלים‬.................................................................................................................4 ‫תוכן‬‫עניינים‬.....................................................................................................................3 ‫מבוא‬..............................................................................................................................5 ‫סקירה‬‫היסטורית‬:.........................................................................................................5 ‫זנים‬‫עיקריים‬‫בחקלאות‬‫מסחרית‬:.................................................................................5 ‫סקר‬‫ספרות‬:................................................................................................................5 ‫עיצוב‬‫עץ‬‫מותאם‬‫לקטיף‬‫רובוטי‬....................................................................................6 ‫דוגמא‬‫לתכנון‬‫מפרק‬...................................................................................................6 ‫אב‬‫טיפוס‬‫מערכת‬‫משולבת‬‫לזרוע‬,‫תופסן‬‫וראייה‬(‫הולנד‬.).................................................7 ‫פטנט‬‫רשום‬‫לגריפר‬‫בוואקום‬‫עם‬‫מערכת‬‫זיהוי‬‫ומיקום‬......................................................8 ‫מצב‬‫קיים‬:...................................................................................................................8 ‫אספ‬‫קט‬‫כלכלי‬:.............................................................................................................9 ‫הערכת‬‫כדאיות‬:......................................................................................................44 ‫מטרות‬‫הפרויקט‬:........................................................................................................42 ‫מפרט‬‫דרישות‬:...........................................................................................................42 ‫שיטות‬‫ואמצעים‬.............................................................................................................41 ‫בדיקת‬‫אפשרות‬‫שימוש‬‫במערכת‬‫מודולרית‬‫של‬OTSEF:..................................................41 ‫מערכת‬‫תזוזה‬‫קרטזית‬‫תלת‬‫מימדית‬‫של‬‫חברת‬OTSEF...............................................41 ‫צירים‬‫לתופסן‬.........................................................................................................41 ‫בחירת‬‫מנועי‬‫צירי‬‫התופסן‬.........................................................................................47 ‫סיכום‬‫ביניים‬‫פתרון‬‫מלא‬‫בעזרת‬OTSEF....................................................................47 ‫תופסן‬:......................................................................................................................48 ‫כוח‬‫הנדרש‬‫כדי‬‫להוריד‬‫פרי‬‫מן‬‫העץ‬............................................................................48 ‫לחץ‬‫כניעה‬‫של‬‫תפוח‬‫למען‬‫אפיון‬‫הלחץ‬‫שיכול‬‫התופסן‬‫ללחוץ‬...........................................49 ‫מודל‬‫אב‬‫טיפוס‬‫לתופסן‬............................................................................................22 ‫חיש‬‫וב‬‫הלחצים‬‫ומהירויות‬‫הנדרשות‬‫מן‬‫התופסן‬............................................................22 ‫בחירת‬‫מנגנון‬‫הוואקום‬.............................................................................................23 ‫בדיקת‬‫שיחרור‬‫הפרי‬‫אל‬‫הקולט‬.................................................................................26 ‫שיפורים‬‫אפשריים‬‫לקונוס‬‫הוואקום‬.............................................................................26 ‫בחירת‬‫מצלמה‬‫לתופסן‬‫למיקום‬‫התפוח‬.......................................................................27 ‫חישוב‬‫כוחות‬‫אשר‬‫פועלים‬‫על‬‫ה‬‫מפרק‬‫קצה‬..................................................................28 ‫בחירת‬‫ציר‬‫קצה‬......................................................................................................29 ‫אפשרות‬‫להעברת‬‫הציר‬‫לקדמת‬‫הזרוע‬.......................................................................32 ‫ב‬‫חירת‬‫מצלמה‬‫קטנה‬‫יותר‬........................................................................................32 ‫בחירת‬‫מיסבים‬...........................................................................................................33
  • 5. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תקציר‬‫מנהלים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬4‫מתוך‬95 ‫בחירת‬‫אטם‬‫למיסב‬.....................................................................................................33 ‫סיבול‬‫ות‬,‫מדחקים‬‫ופני‬‫שטח‬.........................................................................................31 ‫בחירת‬‫ציר‬‫לינארי‬‫נתמך‬..............................................................................................35 ‫בחירת‬‫מנוע‬‫ותמסורת‬‫לתנועה‬‫קווית‬‫בבסיס‬‫הזרוע‬...........................................................37 ‫בחירת‬‫פרופיל‬‫זרוע‬‫מתאים‬..........................................................................................37 ‫בחינת‬‫אפשרות‬‫לבניית‬‫ציר‬‫קל‬‫עם‬‫מנוע‬‫חשמלי‬‫פשוט‬.......................................................39 ‫פתרונות‬‫אפשריים‬‫להולכ‬‫ת‬‫חוטים‬(‫חיווט‬).......................................................................12 ‫תכנון‬‫בקרת‬‫זרוע‬‫בציר‬‫הנכנס‬‫אל‬‫העץ‬............................................................................12 ‫ניסוי‬‫בדיקות‬‫הרס‬‫ומציאת‬‫מודול‬‫האלסטיות‬.....................................................................14 ‫ניווט‬‫אוטונומי‬‫בשטח‬...................................................................................................13 ‫תוצאות‬.........................................................................................................................17 ‫חישובי‬‫כוחות‬‫על‬‫קורה‬................................................................................................17 ‫תכנון‬‫זמני‬‫מחזור‬‫עבודה‬..............................................................................................18 ‫חלקי‬‫הזרוע‬...............................................................................................................54 ‫מימדים‬‫כלליים‬...........................................................................................................52 ‫תכנון‬‫לייצור‬‫של‬‫בסיס‬‫הזרוע‬.........................................................................................53 ‫סיכום‬...........................................................................................................................51 ‫ביבליוגרפיה‬..................................................................................................................55 ‫נספחים‬........................................................................................................................58 ‫נספח‬‫א‬'–‫סיכומי‬‫פגישה‬ '‫ב‬ ‫נספח‬–‫וואקום‬ ‫יצירת‬ ‫חישובי‬ '‫ג‬ ‫נספח‬–‫הזרוע‬ ‫תנועת‬ ‫זמני‬ ‫חישובי‬ '‫ד‬ ‫נספח‬–‫חישובי‬‫המיסב‬ ‫על‬ ‫כוחות‬ '‫ה‬ ‫נספח‬–‫חישובי‬‫הקורה‬ ‫על‬ ‫מומנטים‬ '‫ו‬ ‫נספח‬-‫תיכון‬ ‫סקר‬ ‫מצגת‬1 ‫נ‬'‫ז‬ ‫ספח‬–‫מצגת‬‫סופית‬ ‫הצגה‬
  • 6. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬9‫מתוך‬95 ‫מבוא‬ :‫היסטורית‬ ‫סקירה‬ ( ‫תרבותי‬ ‫תפוח‬ ‫מכונה‬ ‫הנפוץ‬ ‫התפוח‬Malus domestica‫הבר‬ ‫במין‬ ‫ומקורו‬ ,)Malus sieversii‫המגיע‬ , ‫ובמחוז‬ ‫בטג'יקיסטן‬ ,‫בקירגיזסטן‬ ,‫קזחסטן‬ ‫בדרום‬ ‫בהרים‬ ‫כיום‬ ‫גם‬ ‫וגדל‬ ‫אסיה‬ ‫ממרכז‬Xinjiang.‫בסין‬ ‫הם‬ ‫התרבותי‬ ‫התפוח‬ ‫בהתפתחות‬ ‫קשורים‬ ‫הנראה‬ ‫שככל‬ ‫אחרים‬ ‫מינים‬Malus baccata‫ו‬-Malus sylvestris‫כיו‬ ‫משמשים‬ ‫נוספים‬ ‫תפוח‬ ‫מיני‬ .‫לגדול‬ ‫מסוגלים‬ ‫שיהיו‬ ‫תפוחים‬ ‫זני‬ ‫לפתח‬ ‫בניסיונות‬ ‫ם‬ .‫שונים‬ ‫אקלים‬ ‫בתנאי‬ ‫אחד‬ ‫הנראה‬ ‫ככל‬ ‫והוא‬ ‫קר‬ ‫אקלים‬ ‫שורר‬ ‫שבהם‬ ‫רבים‬ ‫באזורים‬ ‫בתפריט‬ ‫מרכזי‬ ‫מרכיב‬ ‫הוא‬ ‫התפוח‬ .‫האדם‬ ‫ידי‬ ‫על‬ ‫שבויתו‬ ‫הראשונים‬ ‫העצים‬ ‫מ‬ ‫יותר‬ ‫בעולם‬ ‫קיימים‬ ‫כיום‬-7,522,‫בצבע‬ ‫מזה‬ ‫זה‬ ‫השונים‬ ‫מתורבתים‬ ‫תפוחים‬ ‫של‬ ‫זנים‬,‫בטעם‬ .‫המדף‬ ‫חיי‬ ‫ובאורך‬ ‫המשלוח‬ ‫בקלות‬ ,‫למחלות‬ ‫בעמידותם‬ ,‫מותאמים‬ ‫הם‬ ‫אליו‬ ‫באקלים‬ ,‫בצורה‬ ,‫במרקם‬ ‫מתוקים‬ ‫תפוחים‬ ‫נפוצים‬ ‫אמריקה‬ ‫בצפון‬ .‫הקדומים‬ ‫מהזנים‬ ‫יותר‬ ‫מתוקים‬ ‫כיום‬ ‫התפוחים‬ ‫ככלל‬- .‫במיוחד‬ ‫מתוקים‬ ‫הם‬ ‫המועדפים‬ ‫התפוחים‬ ‫שבאסיה‬ ‫בעוד‬ ,‫חמצמצים‬Invalid source specified. :‫מסחרית‬ ‫בחקלאות‬ ‫עיקריים‬ ‫זנים‬ )‫אדומים‬ ‫(פירות‬ ‫ענה‬-‫על‬ ‫שטופח‬ ‫זן‬-‫למנות‬ ‫זקוק‬ ‫אינו‬ ‫הענה‬ .‫שמר‬ ‫עין‬ ‫בקיבוץ‬ ‫שטיין‬ ‫אבא‬ ‫ידי‬-‫קור‬ ‫ביוני‬ ‫ומבשיל‬ ‫מאוד‬ ‫פורה‬ ,‫רבות‬-.‫היטב‬ ‫משתמר‬ ‫אינו‬ ‫פריו‬ ,‫יולי‬ )‫אדומים‬ ‫פירות‬ ( ‫שלו‬ ‫והווריאנטים‬ ‫סטרקינג‬–‫אד‬ ‫פרי‬‫בעיקר‬ ‫גדל‬ .‫ביבוא‬ ‫עיקרי‬ ‫זן‬ .‫העולם‬ ‫בכל‬ ‫וידוע‬ ‫ום‬ ."‫"חרמון‬ ‫בשם‬ ‫נמכרים‬ ‫יפים‬ ‫פירות‬ .‫סירוגי‬ ‫לעתים‬ .‫באיסום‬ ‫טוב‬ ‫נשמר‬ .‫ההר‬ ‫באיזור‬ )‫אדומים‬ ‫(פירות‬ ‫אורליאנס‬–‫מבשילים‬ ‫פירותיו‬ .‫חלש‬ ‫העץ‬ .‫בארץ‬ ‫מאוד‬ ‫אהוד‬ ‫אבל‬ ,‫בעולם‬ ‫ידוע‬ ‫לא‬ ‫זן‬ ‫א‬ ‫לאחסון‬ ‫מתאים‬ ‫לא‬ ‫אבל‬ ,‫מתוק‬ ,‫פורה‬ .‫אוגוסט‬ ‫בסוף‬.‫רוך‬ )‫אדומים‬ ‫(פירות‬ ‫ליידי‬ ‫פינק‬–‫אחוז‬ ‫תופס‬ ‫הוא‬ ‫כרגע‬ ,‫ווילאמס‬ ‫וליידי‬ )‫(צהוב‬ ‫דלישס‬ ‫גולדן‬ ‫זני‬ ‫בין‬ ‫שילוב‬ .‫במהירות‬ ‫גדלים‬ ‫זה‬ ‫זן‬ ‫של‬ ‫המטעים‬ ‫ושטחי‬ ‫פופולריות‬ ‫צובר‬ ‫הוא‬ ‫אבל‬ ‫המטעים‬ ‫מן‬ ‫גדול‬ ‫לא‬Invalid source specified. ‫צהוב‬ ‫(פירות‬ ‫מוזהבים‬ ‫זנים‬)‫ים‬–‫מבשיל‬ .‫הקהל‬ ‫על‬ ‫ואהוד‬ ‫בארץ‬ ‫גם‬ ‫מוביל‬ ,‫בעולם‬ ‫מהנפוצים‬ .‫מחספוסים‬ ‫סובל‬ .‫באיסום‬ ‫טוב‬ ‫נשמר‬ .‫ופורה‬ ‫חזק‬ ‫עץ‬ .‫בספטמבר‬ ‫גרני‬-)‫ירוקים‬ ‫(פירות‬ ‫סמיט‬–‫טוב‬ ‫נשמר‬ ,‫עסיסי‬ ,‫ירוק‬ ‫הפרי‬ .‫באוקטובר‬ ‫המבשיל‬ ‫ופורה‬ ‫חזק‬ ‫עץ‬ ‫ש‬ ‫למכות‬ ‫רגישותו‬ ‫היא‬ ‫העיקרית‬ ‫בעייתו‬ .‫חזקה‬ ‫קליפה‬ ,‫ארוך‬ ‫באיסום‬.‫מש‬Invalid source specified. :‫ספרות‬ ‫סקר‬ ‫הפרי‬ ‫העידן‬ ‫מן‬-‫שהוא‬ ‫כלים‬ ‫בעזרת‬ ‫חקלאית‬ ‫התוצרת‬ ‫לעיבוד‬ ‫יכולותו‬ ‫את‬ ‫לשפר‬ ‫מנסה‬ ‫האדם‬ ‫היסטורי‬ .‫מכין‬ ‫ועבודות‬ ‫פעולות‬ ‫ישנם‬ ‫אמנם‬ ‫העבודה‬ ‫תחומי‬ ‫בכל‬ ‫ומוכונות‬ ‫כלים‬ ‫התווספו‬ ‫היכולות‬ ‫התפתחות‬ ‫עם‬ ‫שעדיין‬ ‫מסויומות‬.‫מתאים‬ ‫מיכון‬ ‫תחליף‬ ‫נמצא‬ ‫ולא‬ ‫עובדות‬ ‫ידיים‬ ‫הרבה‬ ‫מצריך‬ ,‫המערבי‬ ‫בעולם‬ ‫גם‬ , ‫של‬ ‫עבודת‬ ‫את‬ ‫בעיקר‬ ‫לעשות‬ ‫לקוטף‬ ‫המאפשר‬ ,‫לקטיף‬ ‫עזר‬ ‫מיכון‬ ‫בנושא‬ ‫פתרונות‬ ‫בשוק‬ ‫קיימים‬ ‫כיום‬ .‫עצמו‬ ‫הפרי‬ ‫קטיפת‬ ‫היא‬ ‫כזאת‬ ‫עבודה‬ ‫לאחר‬ ‫איכותו‬ ‫אך‬ ,‫פרי‬ ‫ואיסוף‬ ‫ניעור‬ ‫ע"י‬ ‫להורדה‬ ‫גם‬ ‫פתרונות‬ ‫קיימים‬ ‫בנוסף‬‫רק‬ .‫טרי‬ ‫פרי‬ ‫לשיווק‬ ‫ולא‬ ‫לתעשייה‬ .‫טרי‬ ‫לשיווק‬ ‫המיועד‬ )‫מהעץ‬ ‫(הורדתו‬ ‫הפרי‬ ‫לקטיפת‬ ‫אדם‬ ‫לתחליף‬ ‫מעשיים‬ ‫פתרונות‬ ‫אין‬ ‫אמנם‬
  • 7. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬6‫מתוך‬95 ‫גישות‬ ‫לשתי‬ ‫חלוקה‬ ‫יש‬ ‫העץ‬ ‫פירות‬ ‫בתחום‬ .‫מיכון‬ ‫ע"י‬ ‫הקטיף‬ ‫לייעול‬ ‫מחקרים‬ ‫שקיימים‬ ‫שנים‬ ‫עשרות‬ ‫תפוח‬ ‫של‬ ‫בודד‬ ‫בקטיף‬ ‫עוסקת‬ ‫והשנייה‬ ‫בהרעדה‬ ‫עוסקת‬ ‫האחת‬ ,‫עיקריות‬‫אבי‬ ‫הוצגו‬ ‫היום‬ ‫עד‬ ‫אמנם‬ .- .‫העבודה‬ ‫כלל‬ ‫מן‬ ‫חלק‬ ‫רק‬ ‫המבצעים‬ ‫טיפוס‬ ‫רובוטי‬ ‫לקטיף‬ ‫מותאם‬ ‫עץ‬ ‫עיצוב‬ ‫מחקר‬ ‫ע"י‬ ‫באה‬ ‫ההוכחה‬ ,‫לקטיף‬ ‫יתאים‬ ‫הקרטזי‬ ‫המתקן‬ ‫כי‬ ‫נוספת‬ ‫הוכחה‬ ‫מצאתי‬ '‫א‬ ‫לחלק‬ ‫בהמשך‬ ‫אגרונומי‬(Michigan State university)‫ע‬ ‫עיצוב‬ ‫על‬ ‫המליץ‬ ‫אשר‬‫בשם‬ ‫פתוחה‬ ‫בצורה‬ ‫ץ‬Tall Spindle, ‫בהתאם‬ ‫חופש‬ ‫דרגות‬ ‫פחות‬ ‫ומצריכות‬ ‫רובוטיות‬ ‫לזורעות‬ ‫גבוה‬ ‫נגישות‬ ‫מאפשרת‬ ‫זאת‬ ‫גידול‬ ‫צורת‬ ‫בלוך‬ ‫ויקטור‬ ‫שמוביל‬ ‫למחקר‬,‫(בלוך‬2241). ‫איור‬1-,‫הממוחשבת‬ ‫והדמיתו‬ ‫מומלץ‬ ‫עץ‬ ‫עיצוב‬Tall Spindle ‫איור‬2-)‫וזווית‬ ‫(גובה‬ ‫הזרוע‬ ‫בסיס‬ ‫במיקום‬ ‫כתלות‬ ‫פשוטה‬ ‫רובוטית‬ ‫לזרוע‬ ‫הנגישים‬ ‫הפירות‬ ‫אחוז‬ ‫מפרק‬ ‫לתכנון‬ ‫דוגמא‬ ‫הספרות‬ ‫מן‬ ‫לדוגמא‬ ‫אפנה‬ ‫תחילה‬(Lelai Zhoua, 2011)‫קלה‬ ‫זרוע‬ ‫עבור‬ ‫ציר‬ ‫של‬ ‫מודל‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ , ‫עם‬( ‫הרמונית‬ ‫ממסרת‬Harmonic Drive™ backlash-free coaxial gears‫במנועי‬ ‫שימוש‬ ,)DC‫עם‬ ( ‫קבוע‬ ‫מגנט‬permanent magnet DC motors‫או‬ ,‫מופחתים‬ ‫וגודל‬ ‫משקל‬ ‫בעלי‬ ‫אלה‬ ‫מנועים‬ ,) brushless DC motors‫חברת‬ ‫מבית‬Maxon™. 0 1 2 0 200 400 0 50 100 h Pickability Map r=3m  %pickable
  • 8. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬7‫מתוך‬95 ‫איור‬3-‫קלה‬ ‫לזרוע‬ ‫מפרק‬ ‫תכנון‬(Lelai Zhoua, 2011) .)‫(הולנד‬ ‫וראייה‬ ‫תופסן‬ ,‫לזרוע‬ ‫משולבת‬ ‫מערכת‬ ‫טיפוס‬ ‫אב‬ .‫צוברים‬ ‫ומילוי‬ ‫שינוע‬ ‫מערכת‬ ‫ללא‬ ‫רק‬ ‫לקטיף‬ ‫מלאה‬ ‫טיפוס‬ ‫אב‬ ‫מערכת‬ ‫עם‬ ‫בזרוע‬ ‫שימוש‬6.)‫רשום‬ ‫פטנט‬ ‫(מתוך‬ ‫וואקום‬ ‫עם‬ ‫שעובד‬ ‫וגריפר‬ )‫(ארטיקולרית‬ ‫חופש‬ ‫דרגות‬ ‫מ‬ ‫כי‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬‫הצללה‬ ‫דורשת‬ ‫הראייה‬ ‫ערכת‬Invalid source specified.. Figure1-Autonomous Fruit Picking Machine: A Robotic Apple Harvester
  • 9. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬8‫מתוך‬95 ‫ומיקום‬ ‫זיהוי‬ ‫מערכת‬ ‫עם‬ ‫בוואקום‬ ‫לגריפר‬ ‫רשום‬ ‫פטנט‬ ‫שצ‬ ‫טיפוס‬ ‫האב‬ ‫על‬ ‫שנוסה‬ ‫פטנט‬ ‫זהו‬‫למעלה‬ ‫וין‬Invalid source specified.. Figure2-Autonomous fruit picking machine :‫קיים‬ ‫מצב‬ .‫עובדות‬ ‫ידיים‬ ‫הרבה‬ ‫המצריך‬ ‫הקטיף‬ ‫בזמן‬ ‫עבודה‬ ‫עומס‬ ‫קיים‬ ‫ובעולם‬ ‫בארץ‬ ‫תפוח‬ ‫במטעי‬ ‫הפרי‬ ‫ממבנה‬ ‫בעיקר‬ ‫נובעת‬ ‫זאת‬ ‫עובדה‬‫פרי‬ ‫של‬ ‫עדין‬ ‫יחסית‬ ‫קטיף‬ ‫המצריך‬ ‫למכות‬ ‫הרגיש‬-‫פרי‬ .‫מיכלים‬ ‫לתוך‬ ‫העדינה‬ ‫ושפיכתו‬ .‫הפרי‬ ‫כל‬ ‫את‬ ‫לקטוף‬ ‫בכדי‬ ‫הגבה‬ ‫שמצריך‬ ‫העצים‬ ‫גובה‬ ‫הוא‬ ‫נוסף‬ ‫חשוב‬ ‫אלמנט‬ ‫בנושא‬ ‫בטיחות‬ ‫הגבלות‬ ‫גם‬ ‫ישנם‬ ‫אמנם‬ ‫העצים‬ ‫לצמרות‬ ‫להגיע‬ ‫כדי‬ ‫סולם‬ ‫על‬ ‫מטפסים‬ ‫הקוטפים‬ ‫לרוב‬ ‫ההגבלה‬ .‫סולם‬ ‫על‬ ‫מותר‬ ‫עבודה‬ ‫גובה‬( ‫מהקרקע‬ ‫מטר‬ ‫עד‬ ‫של‬ ‫טיפוס‬ ‫היא‬‫בעבודה‬ ‫הבטיחות‬ ‫תקנות‬ ‫התשס"ז‬ ,)‫בגובה‬ ‫(עבודה‬-7002‫בערך‬ ‫הוא‬ ‫ידיים‬ ‫הרמת‬ ‫עם‬ ‫אליו‬ ‫להגיע‬ ‫יכול‬ ‫שאדם‬ ‫וגובה‬ )2.5‫מטר‬ ‫עד‬ ‫להגיע‬ ‫ניתן‬ ‫בכולל‬ ‫לכן‬3.5.‫מטר‬ ‫עד‬ ‫העץ‬ ‫גובה‬ ‫את‬ ‫להגביל‬ ‫היא‬ ‫היום‬ ‫השאיפה‬ ‫ולכן‬ ‫הגבוה‬ ‫הפרי‬ ‫על‬ ‫מוותרים‬ ‫מהחקלאים‬ ‫חלק‬2.5-3.5 .‫יותר‬ ‫גבוהים‬ ‫היום‬ ‫המטעים‬ ‫רוב‬ ‫אך‬ ‫מטר‬ ‫של‬ ‫כינון‬ ‫למניעת‬ ‫העצים‬ ‫מן‬ ‫הפרי‬ ‫כל‬ ‫הורדת‬ ‫את‬ ‫הדורשת‬ ‫המטע‬ ‫של‬ ‫סניטציה‬ ‫הוא‬ ‫חשוב‬ ‫נוסף‬ ‫נושא‬ ,‫פסול‬ ‫פרי‬ ‫אפילו‬ ‫ולקטוף‬ ‫העץ‬ ‫על‬ ‫היטב‬ ‫לעבור‬ ‫היא‬ ‫ההנחייה‬ ‫הקטיף‬ ‫במהלך‬ ‫לכן‬ .‫התיכון‬ ‫הים‬ ‫זבוב‬ ‫לוודא‬ ‫צוותים‬ ‫עוברים‬ ‫הקטיף‬ ‫בסוף‬ .‫הרצפה‬ ‫על‬ ‫נזרק‬ ‫אשר‬.‫סינטציה‬
  • 10. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬5‫מתוך‬95 ‫לתפוחים‬ ‫צימוח‬ ‫נקודת‬ ‫שזה‬ ,‫הדורבן‬ ‫את‬ ‫לשבור‬ ‫לא‬ ‫להיזהר‬ ‫אבל‬ ‫העוקץ‬ ‫עם‬ ‫לקטוף‬ ‫יש‬ ‫הפרי‬ ‫בקטיפת‬ .‫הבאה‬ ‫לשנה‬ .‫תפוחים‬ ‫בקטיף‬ ‫לעבודה‬ ‫בביקוש‬ ‫למחסור‬ ‫גורם‬ ‫הקוטפים‬ ‫על‬ ‫העבודה‬ ‫קושי‬ ‫עם‬ ‫בגובה‬ ‫עבודה‬ ,‫בתפוחים‬ ‫מלא‬ ‫תרמיל‬ ‫נשיאת‬ ‫הכולל‬ ‫בקטיף‬ ‫הכרוך‬ ‫פיזי‬ ‫מאמץ‬ ‫בעיקר‬ ‫נובע‬ ‫הקושי‬ ‫מש‬‫שפיכת‬ ,‫מברזל‬ ‫סולמות‬ ‫הזזת‬ ,)‫טון‬ ‫כחצי‬ ‫עד‬ ‫(שוקלים‬ ‫מיכלים‬ ‫עגלות‬ ‫הזזת‬ ,‫הכתפיים‬ ‫על‬ ‫קל‬ .‫התכופפות‬ ‫כדי‬ ‫תוך‬ ‫למיכל‬ ‫תרמיל‬ .‫סלקטיבי‬ ‫קוטפים‬ ‫מהמקרים‬ ‫ובחלק‬ ‫מהעץ‬ ‫הפרי‬ ‫כל‬ ‫את‬ ‫מורידים‬ ‫מהקטיפים‬ ‫בחלק‬ .‫השוק‬ ‫ודרישת‬ ‫המטע‬ ‫בשלות‬ ‫הם‬ ‫אחרים‬ ‫וגורמים‬ ‫הזן‬ ‫סוג‬ ‫הוא‬ ‫העיקרי‬ ‫הגורם‬ ‫ס‬ ‫שזה‬ ‫במקרה‬.‫מספיק‬ ‫בשל‬ ‫ו/או‬ ‫גדול‬ ‫פרי‬ ‫לקבל‬ ‫רוצים‬ ‫אז‬ ‫לקטיבי‬ :‫מיון‬ ‫של‬ ‫סוגים‬ ‫כמה‬ ‫ישנם‬ ‫אז‬ ‫סלקטיבי‬ ‫לא‬ ‫שזה‬ ‫במקרה‬ 4)‫הפרי‬ ‫מגודל‬–.‫נזרק‬ ‫הוא‬ ‫מידי‬ ‫קטן‬ ‫הפרי‬ ‫אם‬ 2)‫חיצוניות‬ ‫פיזיות‬ ‫פגיעות‬–.‫נזרק‬ ‫קיים‬ ‫אם‬ 3)‫מסוימים‬ ‫בזנים‬ ‫שמש‬ ‫מכות‬-.'‫ב‬ ‫סוג‬ ‫נחשב‬ ‫הוא‬ ‫אז‬ ‫צבע‬ ‫קצת‬ ‫החליף‬ ‫הפרי‬ ‫אם‬ ‫בשו‬ ‫קיימים‬ ‫כיום‬‫של‬ ‫עבודת‬ ‫את‬ ‫בעיקר‬ ‫לעשות‬ ‫לקוטף‬ ‫המאפשר‬ ,‫לקטיף‬ ‫עזר‬ ‫מיכון‬ ‫בנושא‬ ‫פתרונות‬ ‫ק‬ .‫עצמו‬ ‫הפרי‬ ‫קטיפת‬ ‫רק‬ ‫היא‬ ‫כזאת‬ ‫עבודה‬ ‫לאחר‬ ‫איכותו‬ ‫אך‬ ,‫פרי‬ ‫ואיסוף‬ ‫ניעור‬ ‫ע"י‬ ‫להורדה‬ ‫גם‬ ‫פתרונות‬ ‫קיימים‬ ‫בנוסף‬ .‫טרי‬ ‫פרי‬ ‫לשיווק‬ ‫ולא‬ ‫לתעשייה‬ ‫(הורדתו‬ ‫הפרי‬ ‫לקטיפת‬ ‫אדם‬ ‫לתחליף‬ ‫מעשיים‬ ‫פתרונות‬ ‫אין‬ ‫אמנם‬.‫טרי‬ ‫לשיווק‬ ‫המיועד‬ )‫מהעץ‬ ‫מספר‬ ‫של‬ ‫טיפוס‬ ‫אבי‬ ‫הם‬ ‫ככולם‬ ‫רובם‬ ‫אבל‬ ,‫ספרות‬ ‫בסקר‬ ‫שפורט‬ ‫כפי‬ ,‫בנושא‬ ‫רבים‬ ‫מחקרים‬ ‫ישנם‬ .‫הנדרשת‬ ‫המכונה‬ ‫של‬ ‫המלא‬ ‫המכלול‬ ‫בתוך‬ ‫מסוימות‬ ‫פונקציות‬ ‫ומשתמשת‬ ‫הפרי‬ ‫אל‬ ‫צילום‬ ‫בחיישני‬ ‫המנווטת‬ ‫רובוטית‬ ‫זרוע‬ ‫הוא‬ ‫הקיימים‬ ‫במחקרים‬ ‫העיקרי‬ ‫הקונספט‬ ‫להור‬ ‫בגריפר‬.‫הפרי‬ ‫דת‬ ‫אנד‬ ‫על‬ ‫דובר‬ ‫מהמחקרים‬ ‫בחלק‬-‫גמיש‬ ‫בצינור‬ ‫אותו‬ ‫ומוליך‬ ‫בוואקום‬ ‫הפרי‬ ‫את‬ ‫שתופס‬ ‫פקטור‬ ‫מאדם‬ ‫יותר‬ ‫גבוה‬ ‫מהירות‬ ‫שייתן‬ ‫זרועות‬ ‫מערך‬ ‫הוא‬ ‫מחקרים‬ ‫כמה‬ ‫של‬ ‫בחזון‬-.‫קוטף‬ ‫משטח‬ ‫ע"י‬ ‫הפרי‬ ‫ותפיסת‬ ‫העץ‬ ‫גזעי‬ ‫על‬ ‫חזק‬ ‫באימפקט‬ ‫רגעית‬ ‫הרעדה‬ ‫המציעים‬ ‫מחקרים‬ ‫גם‬ ‫ישנם‬ ‫הנפי‬ ‫עוצמת‬ ‫את‬ ‫הסופג‬‫לה‬. :‫כלכלי‬ ‫אספקט‬ ‫כ‬ ‫קיימים‬-12,222‫כ‬ ‫המייצרים‬ ‫תפוח‬ ‫מטעי‬ ‫דונם‬-422,222‫ובשנת‬ ‫בישראל‬ ‫שנה‬ ‫מדי‬ ‫טון‬2242 ‫ב‬ ‫הוערכה‬ ‫התוצרת‬-632.3.‫הפירות‬ ‫מועצת‬ ‫נתוני‬ ‫לפי‬ ‫שקלים‬ ‫מיליוני‬ ‫כ‬ ‫הוא‬ )‫תפוח‬ ‫לא‬ ‫(גם‬ ‫מטעים‬ ‫שטח‬-32‫וכ‬ ‫קטנים‬ ‫לחקלאים‬ ‫דונם‬-4222.‫לקיבוצים‬ ‫דונם‬ ‫כ‬-92%‫בישראל‬ ‫התפוח‬ ‫ממטעי‬.‫תפוחים‬ ‫הם‬ ‫המטעים‬ ‫רוב‬ ‫גם‬ ‫שם‬ ,‫והגולן‬ ‫בגליל‬ ‫הם‬
  • 11. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬11‫מתוך‬95 Figure3-)‫הירקות‬ ‫(מועצת‬ ‫בישראל‬ ‫עץ‬ ‫תפוחי‬ ‫שטחי‬ ‫התפלגות‬ ‫כ‬ .‫לסוריה‬ ‫הוא‬ ‫תפוחים‬ ‫של‬ ‫מישראל‬ ‫היחידי‬ ‫ייצוא‬-41,222‫ברמת‬ ‫דרוזים‬ ‫מכפרים‬ ‫בלעדית‬ ‫מיוצא‬ ‫טון‬ ‫כ‬ ‫של‬ ‫היא‬ ‫מהייצוא‬ ‫ההכנסה‬ ,‫הגולן‬-55‫מיליון‬‫כ‬ ‫של‬ ‫במחיר‬ ,‫שקלים‬-1₪.‫לק"ג‬ ‫אי‬ ‫תחת‬ ‫גם‬ ‫המשיך‬ ‫הייצוא‬-.‫האחרונות‬ ‫בשנים‬ ‫סוריה‬ ‫את‬ ‫המאפיינת‬ ‫היציבות‬ ‫כ‬ ‫מוערך‬ ‫לדונם‬ ‫הרווח‬ ‫החקלאות‬ ‫משרד‬ ‫נתוני‬ ‫ע"פ‬-3222₪‫ולא‬ ‫שנתיות‬ ‫הוצאות‬ ‫(בניכוי‬ ‫בוגר‬ ‫למטע‬ ‫רב‬ ‫בהוצאות‬ ‫מתחשב‬-‫כ‬ ‫הוא‬ ‫לחקלאי‬ ‫תפוח‬ ‫לק"ג‬ ‫מכירה‬ ‫ומחיר‬ )‫שנתיות‬-5.5.₪ ‫הת‬ ‫כמות‬‫כ‬ ‫מעורכת‬ ‫לשטח‬ ‫וצרת‬-1-5‫עד‬ ‫גם‬ ‫להגיע‬ ‫יכול‬ ‫אמנם‬ ,‫לדונם‬ ‫טון‬42.‫טון‬ ‫כ‬ ‫בערך‬ ‫מחושבת‬ ‫פועל‬ ‫של‬ ‫קטיף‬ ‫עבודת‬-4‫לכן‬ ‫ליום‬ ‫לאדם‬ ‫קטיף‬ ‫טון‬1-5‫לדונם‬ ‫דרושים‬ ‫עבודה‬ ‫ימי‬ .‫לקטיף‬ ‫מיכל‬ ‫כל‬122‫כ‬ ‫בישראל‬ ‫משווקים‬ ‫לכן‬ ‫ק"ג‬-322,222.‫שנה‬ ‫כל‬ ‫מיכלים‬ ‫כ‬ ‫היא‬ ‫קטיף‬ ‫תקופת‬-15‫כ‬ ‫ולכן‬ ‫יום‬-6666‫מיכל‬.‫בישראל‬ ‫עבודה‬ ‫ליום‬ ‫לקירור‬ ‫ונכנסים‬ ‫ממולאים‬ ‫ים‬ ‫הן‬ ‫תפוחים‬ ‫קטיף‬ ‫עבודות‬ .‫בפרט‬ ‫תפוחים‬ ‫ובקטיף‬ ‫בכלל‬ ‫החקלאות‬ ‫לתחום‬ ‫עובדים‬ ‫בגיוס‬ ‫בעיה‬ ‫כיום‬ ‫יש‬ .‫פיזי‬ ‫מאמץ‬ ‫ודורשות‬ ‫בקיץ‬ ‫המתרחשות‬ ‫כחודש‬ ‫של‬ ‫זמניות‬ ‫עבודות‬ ‫העובד‬ ‫מן‬ ‫שנדרש‬ ‫והמאמץ‬ ‫גבוה‬ ‫מיכון‬ ‫לרמת‬ ‫הבשילה‬ ‫הטכנולוגיה‬ ‫אחרים‬ ‫בענפים‬‫ולכן‬ ‫יחסית‬ ‫נמוך‬ .‫עובדים‬ ‫לגייס‬ ‫יותר‬ ‫קל‬ .‫אדם‬ ‫כוח‬ ‫חוסכות‬ ‫מכונות‬ ‫רכישת‬ ‫עבור‬ ‫לחקלאים‬ ‫סבסוד‬ ‫נותן‬ ‫החקלאות‬ ‫משרד‬
  • 12. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬11‫מתוך‬95 :‫כדאיות‬ ‫הערכת‬ ‫לחלופות‬ ‫ראשונית‬ ‫כדאיות‬ ‫הערכת‬ ‫נערך‬ ‫במטע‬ ‫רובוטיקה‬ ‫בנושא‬ ‫הטכניון‬ ‫במוסד‬ ‫מחקר‬ ‫במסגרת‬ ‫השונות‬.Invalid source specified. :‫חלופות‬ ‫מספר‬ ‫הוגדרו‬ 4.‫ידני‬ ‫קטיף‬ 2.‫עזר‬ ‫מיכון‬–‫מהעץ‬ ‫הפרי‬ ‫את‬ ‫להוריד‬ ‫רק‬ ‫לו‬ ‫ונשאר‬ ‫במקום‬ ‫עומד‬ ‫הקוטף‬ ‫בה‬ ‫אשר‬ ‫מכונה‬ .‫ספרות‬ ‫בסקר‬ ‫שפורט‬ ‫כפי‬ ,‫מסוע‬ ‫על‬ ‫ולהניח‬ 3.‫אוטומטי‬ ‫חצי‬ ‫מיכון‬–.‫אחד‬ ‫אדם‬ ‫ע"י‬ ‫שמופעלת‬ ‫קטיף‬ ‫מכונת‬ 1.‫מלא‬ ‫מיכון‬–.‫אדם‬ ‫התערבות‬ ‫ללא‬ ‫אוטונומית‬ ‫מכנות‬ ‫ההשו‬ ‫לשם‬:‫הנחות‬ ‫מספר‬ ‫הוגדרו‬ ‫ואה‬ 4.‫מכונה‬ ‫עלות‬-322.‫אש"ח‬ 2.45‫כ‬ ‫של‬ ‫קטיף‬ ‫להספק‬ ‫להגיע‬ ‫מנת‬ ‫על‬ ‫נדרשות‬ ‫מכונות‬452.‫עזר‬ ‫מיכון‬ ‫עבור‬ ‫עובדים‬ 3.22.‫אוטומטי‬ ‫וחצי‬ ‫אוטומטי‬ ‫מיכון‬ ‫עבור‬ ‫נדרשות‬ ‫מכנות‬ 1.‫פעול‬ ‫של‬ ‫עבודה‬ ‫שעת‬ ‫עלות‬25.₪ Figure4-‫קטי‬ ‫בין‬ ‫עלויות‬ ‫השוואת‬‫מכונה‬ ‫לקטיף‬ ‫ידני‬ ‫ף‬–31‫בשנה‬ ‫קטיף‬ ‫ימי‬ 0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000 05101520 ‫סה‬"‫בש‬‫מצטברות‬‫עלויות‬‫כ‬"‫ח‬ ‫שנים‬ ‫מספר‬ ‫מכונה‬ ‫לקטיף‬ ‫ידני‬ ‫קטיף‬ ‫בין‬ ‫עלויות‬ ‫השוואת‬–31‫בשנה‬ ‫קטיף‬ ‫ימי‬ ‫חצי‬ ‫מכונה‬ ‫אוטומטית‬ ‫ידני‬ ‫קטיף‬ ‫אוטומטית‬ ‫מכונה‬
  • 13. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬12‫מתוך‬95 Figure9-‫מכונה‬ ‫לקטיף‬ ‫ידני‬ ‫קטיף‬ ‫בין‬ ‫עלויות‬ ‫השוואת‬-61‫בשנה‬ ‫קטיף‬ ‫ימי‬ ‫מ‬ ‫נמוך‬ ‫להיות‬ ‫צריך‬ ‫היעד‬ ‫שמחיר‬ ‫זאת‬ ‫מהשוואה‬ ‫נלמד‬-322‫אלף‬₪.‫כלכלית‬ ‫כדאי‬ ‫להיות‬ ‫כדי‬ ‫מטרות‬‫הפרויקט‬: ‫אוטומט‬ ‫מיכון‬ ‫לבנות‬ ‫הוא‬ ‫החזון‬‫של‬ ‫במכניקה‬ ‫אתמקד‬ ‫זה‬ ‫בפרויקט‬ ‫אמנם‬ ,‫בשטח‬ ‫לבד‬ ‫שמתפקד‬ ‫מלא‬ ‫י‬ ‫איסוף‬ ‫למיכל‬ ‫והובלתו‬ ‫הפרי‬ ‫הקטיף‬. ‫פירוט‬‫מטרות‬: 4)‫במרחב‬ ‫הפירות‬ ‫מיקום‬ 2)‫הצורך‬ ‫ע"פ‬ ‫מספיק‬ ‫גדול‬ ‫או/ו‬ ‫בשל‬ ‫הפרי‬ ‫אם‬ ‫לבדוק‬–‫סלקטיבי‬ ‫קטיף‬ ‫של‬ ‫נתונים‬ ‫לפי‬ ‫צורך‬ ‫אין‬ 3)‫לתפוח‬ ‫קטיפה‬ ‫למרחק‬ ‫הזרוע‬ ‫הבאת‬ 1)‫(ללא‬ ‫בעדינות‬ ‫התפוח‬ ‫אחיזת‬.)‫הקליפה‬ ‫על‬ ‫שבר‬ ‫גרימת‬ 5)‫הדורבן‬ ‫שבירת‬ ‫וללא‬ ‫העוקץ‬ ‫עם‬ ‫העץ‬ ‫מן‬ ‫הפרי‬ ‫של‬ ‫עדינה‬ ‫קטיפה‬ 6)‫הצורך‬ ‫ע"פ‬ ‫הפרי‬ ‫מיון‬ 7)‫למיכל‬ ‫הובלתו‬ ‫יותר‬ ‫מהיר‬ ‫או‬ ‫המשתווה‬ ‫בקצב‬ ‫לעבוד‬ ‫תצטרך‬ ‫היא‬ ‫ולכן‬ ‫כלכליות‬ ‫במבחן‬ ‫לעמוד‬ ‫גם‬ ‫תצטרך‬ ‫המכונה‬ ‫ממוצע‬ ‫מקוטף‬. :‫דרישות‬ ‫מפרט‬ ‫של‬ '‫א‬ ‫בחלק‬‫הפרויקט‬‫הדר‬ ‫המפרט‬ ‫את‬ ‫הגדרתי‬:‫להלן‬ ‫ישות‬ 4)‫כ‬ ‫מעובד‬ ‫מהירה‬ ‫יותר‬ ‫עובדה‬ ‫מהירות‬-1.‫לפרי‬ ‫פרי‬ ‫בין‬ ‫שניות‬ 2)‫כ‬ ‫לעובד‬ ‫המותרת‬ ‫מקסימלית‬ ‫פגיעות‬ ‫כמות‬-2%-6. 3)‫כ‬ ‫של‬ ‫לפחות‬ ‫הורדה‬-82%.‫מהעץ‬ 1)‫כ‬ ‫עד‬ ‫קטיף‬ ‫מכונת‬ ‫מכלול‬ ‫של‬ ‫מחיר‬ ‫טווח‬-222‫אלף‬.₪ 5)‫של‬ ‫עבודה‬ ‫קוביית‬4X2X3.‫מטר‬ 0 5000000 10000000 15000000 20000000 25000000 30000000 05101520 ‫סה‬"‫בש‬‫מצטברות‬‫עלויות‬‫כ‬"‫ח‬ ‫שנים‬ ‫מספר‬ ‫מכונה‬ ‫לקטיף‬ ‫ידני‬ ‫קטיף‬ ‫בין‬ ‫עלויות‬ ‫השוואת‬-61‫בשנה‬ ‫קטיף‬ ‫ימי‬ ‫חצי‬ ‫מכונה‬ ‫אוטומטית‬ ‫ידני‬ ‫קטיף‬ ‫אוטומטית‬ ‫מכונה‬
  • 14. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫מבוא‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬13‫מתוך‬95 6)‫כ‬ ‫עד‬ ‫של‬ ‫בתפיסה‬ ‫לחץ‬ ‫עדינות‬-4.‫פסקל‬ ‫מגה‬ 7)‫בכיפו‬ ‫קטיפה‬.‫הענף‬ ‫כלפי‬ ‫ף‬ 8)‫עד‬ ‫לניתוק‬ ‫הדורש‬ ‫כוח‬2.1‫ק"ג‬-‫כוח‬ 9)‫כ‬ ‫של‬ ‫שורות‬ ‫בין‬ ‫עבודה‬ ‫מרווח‬-2.5‫מטר‬ 42)‫של‬ ‫סביבה‬ ‫לתנאי‬ ‫עמידות‬‫ערפול‬‫ואבק‬ ‫מים‬–IP65. 44)‫בין‬ '‫לטמפ‬ ‫עמידות‬1-72.)‫גלובלית‬ ‫(התאמה‬ ‫צלזיוס‬ ‫מעלות‬ 42)‫עד‬ ‫של‬ ‫עבודה‬ ‫רעש‬422.‫דציבל‬
  • 15. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬14‫מתוך‬95 ‫ואמצעים‬ ‫שיטות‬ ‫ה‬ ‫ואת‬ ‫עבודתי‬ ‫מהלך‬ ‫את‬ ‫סקרתי‬ ‫זה‬ ‫בחלק‬.‫ששקלתי‬ ‫השונות‬ ‫אפשרויות‬ ‫של‬ ‫מודולרית‬ ‫במערכת‬ ‫שימוש‬ ‫אפשרות‬ ‫בדיקת‬FESTO: ‫של‬ ‫במוצרים‬ ‫להשתמש‬ ‫האפשרות‬ ‫את‬ ‫אבדוק‬FESTO, ‫תוספת‬ ‫ובעזרת‬Festo PARTdataManager, ‫ב‬ ‫לשרטט‬ ‫ניתן‬-CAD.(Festo) ‫חברת‬ ‫של‬ ‫מימדית‬ ‫תלת‬ ‫קרטזית‬ ‫תזוזה‬ ‫מערכת‬FESTO ‫במוצרי‬ ‫אתחיל‬.‫בדרישות‬ ‫עומדים‬ ‫הם‬ ‫אם‬ ‫ואבדוק‬ ‫קיימים‬ ‫ם‬ ‫ידועה‬ ‫לחברה‬ ‫פניתי‬ ‫לכן‬‫המתמחה‬‫בשם‬ ‫באוטומציה‬FESTO ( ‫מימדיות‬ ‫תלת‬ ‫קרטזיות‬ ‫תזוזה‬ ‫למערכות‬ ‫פניתי‬Handling systems->dimensional-Three gantries( ‫מטר‬ ‫עד‬ ‫כלומר‬ ‫לעץ‬ ‫עד‬ ‫להגיע‬ ‫שיכולה‬ ‫מערכת‬ ‫בחרתי‬ ,)0 to 1000mm stroke Z axis.) ‫הוא‬ ‫הנבחר‬ ‫המוצר‬DHSR-25-EGC185TB-2EGC120TB-DGEA40 #574557 ‫איור‬4-‫עד‬ ‫מימדית‬ ‫תלת‬ ‫מערכת‬1‫בציר‬ ‫מטר‬Z(Festo-3D_gantries, 2014) ‫לתופסן‬ ‫צירים‬ ‫התופסן‬ ‫עבור‬ ‫חופש‬ ‫דרגות‬ ‫שתי‬ ‫בעל‬ ‫הוא‬ ‫הראשון‬ ‫מהחלק‬ ‫הנבחר‬ ‫הקונספט‬ ‫קטלוג‬ ‫מתוך‬ ‫קטנים‬ ‫סיבוביים‬ ‫צירים‬ ‫שני‬ ‫בחרתי‬ ‫לכן‬FESTO,Electromechanical Semi-rotary drives ‫הוא‬ ‫המוצר‬ ‫סוג‬ERMB-20‫קטלוגי‬ ‫ומספר‬552726
  • 16. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬19‫מתוך‬95 ‫איור‬9-‫הסיבוב‬ ‫ציר‬ ‫מידות‬(FESTO-Rotary, 2014) ‫איור‬6-‫קרטזית‬ ‫מערכת‬ ‫על‬ ‫סיבובית‬ ‫מערכת‬ ‫התקנת‬(FESTO-Rotary, 2014)
  • 17. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬16‫מתוך‬95 ‫איור‬7-‫בקצה‬ ‫סיבובי‬ ‫מנוע‬ ‫עם‬ ‫קרטזית‬ ‫מערכת‬(FESTO-Rotary, 2014) ‫ב‬‫איור‬6‫ו‬‫איור‬7,‫התופסן‬ ‫מערכת‬ ‫של‬ ‫הראשון‬ ‫הסיבוב‬ ‫ציר‬ ‫עבור‬ ‫הרצויה‬ ‫ההתקנה‬ ‫את‬ ‫לראות‬ ‫נוכל‬ ‫הה‬‫התלת‬ ‫הקרטזית‬ ‫המערכת‬ ‫בתוך‬ ‫תקנה‬-.‫מימדית‬ ‫הנוספים‬ ‫החלקים‬ ‫לראות‬ ‫נוכל‬ .‫הרכבה‬ ‫וערכת‬ ‫חיישן‬ ,‫מנוע‬ ‫ללא‬ ‫אך‬ ‫עצמו‬ ‫הסיבוב‬ ‫ציר‬ ‫זה‬ ‫כי‬ ‫נראה‬ ‫ב‬ ‫בהרכבה‬‫איור‬8. ‫איור‬8-‫וחיישן‬ ‫מנוע‬ ‫עם‬ ‫סיבובי‬ ‫ציר‬ ‫של‬ ‫הרכבה‬(FESTO-Rotary, 2014)
  • 18. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬17‫מתוך‬95 ‫התופסן‬ ‫צירי‬ ‫מנועי‬ ‫בחירת‬ ‫ב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ,‫הצירים‬ ‫את‬ ‫להניע‬ ‫מנועים‬ ‫של‬ ‫מבחר‬ ‫ישנו‬ ‫הסיבוב‬ ‫ציר‬ ‫של‬ ‫המוצר‬ ‫במסמך‬‫איור‬9. ‫איור‬5-‫הסיבוב‬ ‫לציר‬ ‫מנועים‬ ‫מבחר‬(FESTO-Rotary, 2014) ‫נמוכה‬ ‫מהירות/האצה‬ ‫שדורשים‬ ‫צירים‬ ‫עבור‬ ‫טובים‬ ‫יותר‬ ‫סטפר‬ ‫מנועי‬-‫בחוג‬ ‫לעבוד‬ ‫ויכולים‬ ‫בינונית‬ ‫גבוה‬ ‫מדף‬ ‫מוצרי‬ ‫וזמינות‬ ‫נמוכות‬ ‫יותר‬ ‫העלויות‬ ‫סטפר‬ ‫מנועי‬ ‫עבור‬ ‫בנוסף‬ .)‫סיבוב‬ ‫חיישן‬ ‫(ללא‬ ‫פתוח‬ (AMCI, 2014). ‫איור‬11-‫ציר‬ ‫להרכבת‬ ‫חלקים‬ ‫פירוט‬‫סיבוב‬ ‫בעזרת‬ ‫מלא‬ ‫פתרון‬ ‫ביניים‬ ‫סיכום‬FESTO ‫ביטחון‬ ‫מקדמי‬ ‫עם‬ ‫עצמאי‬ ‫לתכנון‬ ‫אחזור‬ ‫לכן‬ ‫ומשקל‬ ‫גודל‬ ‫מבחינת‬ ‫מידי‬ ‫מסיבית‬ ‫המערכת‬ ‫כי‬ ‫נראה‬ ‫מנמליים‬.
  • 19. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬18‫מתוך‬95 :‫תופסן‬ ‫העץ‬ ‫מן‬ ‫פרי‬ ‫להוריד‬ ‫כדי‬ ‫הנדרש‬ ‫כוח‬ ‫איור‬11-‫שונים‬ ‫מזנים‬ ‫תפוח‬ ‫לפרי‬ ‫ניתוק‬ ‫כוח‬(D. L. Peterson, 2003) ‫לפי‬‫איור‬44‫עד‬ ‫הוא‬ ‫לתפוח‬ ‫הדרוש‬ ‫ניתוק‬ ‫הכוח‬ ‫כי‬ ‫נראה‬2.1‫ק"ג‬-‫כוח‬(D. L. Peterson, 2003). ‫הנתונים‬‫הסטטיסטיים‬‫של‬ ‫במדגם‬ ‫נאספו‬62‫זן‬ ‫כל‬ ‫עבור‬ ‫תפוחים‬‫ו‬‫עם‬ ‫דנקן‬ ‫שיטת‬ ‫בעזרת‬ ‫אופיינו‬ ‫תוחלת‬‫השגיאה‬‫הריבועית‬152‫של‬ ‫מובהקות‬ ‫ורמת‬2.25(Faculty of Agriculture)‫את‬ ‫למצוא‬ ‫ניתן‬ , ‫לפי‬ ‫קריטי‬ ‫ערך‬‫טבלה‬(MIWA, 1997). ‫הוא‬ ‫ולכן‬ ‫התפוחים‬ ‫סוגי‬ ‫כל‬ ‫את‬ ‫לקטוף‬ ‫תוכל‬ ‫שהמכונה‬ ‫הנקוב‬ ‫מזה‬ ‫כפול‬ ‫ערך‬ ‫ניקח‬ ‫לכן‬1.8‫ק"ג‬-‫כוח‬ ‫כוח‬ ‫מד‬ ‫בעזרת‬ ‫נמדד‬ ‫זה‬ ‫בניסוי‬ ‫הניתוק‬ ‫כוח‬‫דיגיטלי‬‫ב‬ ‫לראות‬ ‫שניתן‬‫איור‬42,Imada DPS–Japan. ‫איור‬12-‫תפוחים‬ ‫של‬ ‫ניתוק‬ ‫כוח‬ ‫בניסוי‬ ‫בשימוש‬ ‫דיגטלי‬ ‫כוח‬ ‫מד‬
  • 20. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬15‫מתוך‬95 ‫ללחוץ‬ ‫התופסן‬ ‫שיכול‬ ‫הלחץ‬ ‫אפיון‬ ‫למען‬ ‫תפוח‬ ‫של‬ ‫כניעה‬ ‫לחץ‬ ‫התפוח‬ ‫על‬ ‫המותר‬ ‫הלחץ‬ ‫מה‬ ‫לדעת‬ ‫צריך‬ ‫התופסן‬ ‫את‬ ‫לתכנן‬ ‫בכדי‬‫את‬ ‫שמדד‬ ‫מחקר‬ ‫חיפשתי‬ ‫לכן‬ .‫אלה‬ ‫ערכים‬ ‫איור‬13-‫תפוח‬ ‫של‬ ‫חוזק‬ ‫נתוני‬(K. Kheiralipour, 2008) ‫כי‬ ‫נראה‬‫הוא‬ ‫כניעה‬ ‫לחץ‬462-552‫מגה‬-‫פסקל‬‫בעזרת‬ ‫נבדקו‬ ‫הכשל‬ ‫נתוני‬ .Universal Testing Machine. ‫איור‬14-‫אוניברסלית‬ ‫בדיקה‬ ‫מכונה‬(Wikipedia, 2014)
  • 21. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬21‫מתוך‬95 ‫טיפוס‬ ‫אב‬ ‫מודל‬‫לתופסן‬ ‫הזורע‬ ‫בקצה‬ ‫הפרי‬ ‫אחיזה‬ ‫אמצעי‬ ‫לבחור‬ ‫יש‬‫כדאי‬ ‫לכן‬ ‫טוב‬ ‫מאוד‬ ‫דיוק‬ ‫תצטרך‬ ‫לא‬ ‫שהמערכת‬ ‫וברצוננו‬ ‫כתוצאה‬ ‫הרס‬ ‫ונמנע‬ ‫הפרי‬ ‫על‬ ‫במדויק‬ ‫להתמקם‬ ‫נצטרך‬ ‫לא‬ ‫כך‬ ‫וואקום‬ ‫בעזרת‬ ‫אחיזה‬ ‫אמצעי‬ ‫עם‬ ‫לעבוד‬ .‫אצבעות‬ ‫עם‬ ‫בזרוע‬ ‫משתמשים‬ ‫כאשר‬ ‫מהם‬ ‫להימנע‬ ‫קשה‬ ‫אשר‬ ‫נקודתיים‬ ‫מלחצים‬ ‫בע‬ ‫נוסתה‬ ‫כבר‬‫לכן‬ ‫וגדולה‬ ‫מסיבית‬ ‫מאוד‬ ‫הייתה‬ ‫היא‬ ‫אמנם‬ ‫תפוח‬ ‫עבור‬ ‫ואקום‬ ‫עם‬ ‫תפיסה‬ ‫מערכת‬ ‫בר‬ ‫לשקול‬ ‫יש‬‫מזעור‬‫ב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ,‫המערכת‬‫איור‬45 ‫איור‬19-‫אב‬ ‫מתוך‬ ‫בוואקום‬ ‫תופסן‬-‫תפוחים‬ ‫קטיף‬ ‫למערכת‬ ‫טיפוס‬(Johan Baeten, 2007) ‫של‬ ‫חיצוני‬ ‫בקוטר‬ ‫סילקון‬ ‫בקונוסי‬ ‫השתמשו‬ ‫הם‬ ‫זה‬ ‫בניסוי‬42.5‫תת‬ ‫עם‬ ‫ס"מ‬-‫של‬ ‫לחץ‬150mbar- 230mbar‫של‬ ‫זרימה‬ ‫קצב‬ ‫עם‬⁄ .‫מספיקים‬ ‫אלה‬ ‫לחצים‬ ‫כי‬ ‫מצאו‬ ‫הם‬ ‫המחקר‬ ‫במסגרת‬ ‫לאורך‬ ‫הופעלו‬ ‫אם‬ ‫גם‬ ,‫לפרי‬ ‫נזק‬ ‫גורמים‬ ‫ואינם‬ ‫התפוח‬ ‫להחזקת‬.‫זמן‬ ‫בנוסף‬‫אנרגיה‬ ‫צריכת‬ ‫מבחינת‬ ‫עדיפות‬ ‫בעל‬ ‫הוא‬ ,‫כפטנט‬ ‫הרשום‬ ,‫זה‬ ‫תופסן‬ ‫כי‬ ‫נטען‬ ‫במחקר‬‫מנמלית‬. ‫ה‬ ‫חישוב‬‫לחצים‬‫מן‬ ‫הנדרשות‬ ‫ומהירויות‬‫התופסן‬ ‫ב‬ ‫סכמטי‬ ‫מודל‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬‫איור‬46‫הפועלים‬ ‫הכוחות‬ ‫את‬ ‫המתאר‬‫הרב‬ ‫הכי‬ ‫להפעיל‬ ‫שצריך‬ ‫במצב‬‫ה‬ ‫כוח‬‫ב‬ ‫הוא‬ ‫התפוח‬ ‫משקל‬ ‫כאשר‬‫ניגוד‬‫למשיכה‬‫משיכה‬ ‫כוח‬ ‫יותר‬ ‫דורש‬ ‫התופסן‬ ‫ולכן‬. ‫איור‬16-‫הפועלים‬ ‫והכוחות‬ ‫וואקום‬ ‫עם‬ ‫תופסן‬ ‫מודל‬ ‫של‬ ‫סכמטי‬ ‫תיאור‬ ‫ב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ,‫פעיל‬ ‫התופסן‬ ‫איתו‬ ‫השטח‬ ‫את‬ ‫לחשב‬ ‫צריך‬‫איור‬47.‫השטח‬ ‫לחישוב‬ ‫הנוסחה‬ ‫את‬
  • 22. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬21‫מתוך‬95 ‫איור‬17-‫כיפה‬ ‫נפח‬(Wikipedia, 2014). ‫איור‬18-‫קטום‬ ‫קונוס‬ ‫נפח‬ ‫ב‬ ‫המתואר‬ ‫התופסן‬ ‫לפי‬‫איור‬45‫שנראה‬ ‫כפי‬ ‫המימדים‬ ‫את‬ ‫סכמטית‬ ‫שרטתי‬‫ב‬‫איור‬49.
  • 23. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬22‫מתוך‬95 ‫איור‬15-‫וואקום‬ ‫עם‬ ‫תופסן‬ ‫של‬ ‫חישוב‬ ‫לצורך‬ ‫סכמטי‬ ‫שרטוט‬
  • 24. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬23‫מתוך‬95 ‫לכן‬ ‫שצריך‬ ‫ממה‬ ‫גדולה‬ ‫האוויר‬ ‫שאיבת‬ ‫מהירות‬ ‫כי‬ ‫נראה‬‫האוויר‬ ‫ספיקת‬ ‫למציאת‬ ‫חישוב‬ ‫עשיתי‬‫הרצויה‬ ‫של‬ ‫רצוי‬ ‫זמן‬ ‫לפי‬452‫מילי‬-.‫שניות‬ ‫פי‬ ‫בערך‬ ‫קטנה‬ ‫היא‬ ‫הדרושה‬ ‫הספיקה‬ ‫כי‬ ‫פשוטה‬ ‫יותר‬ ‫במשאבה‬ ‫להשתמש‬ ‫ניתן‬ ‫כי‬ ‫נראה‬52. ‫ואקום‬ ‫יצירת‬ ‫עבור‬ ‫נעשו‬ ‫החישובים‬ ‫כי‬ ‫אדגיש‬ ‫מגע‬ ‫בנקודת‬ ‫חתך‬ ‫בשטח‬ ‫וחלוקה‬ ‫פרי‬ ‫לניתוק‬ ‫נדרש‬ ‫כוח‬ ‫של‬ ‫פרמטרים‬ ‫ע"י‬ ‫הדורש‬ ‫הלחץ‬ ‫את‬ ‫אחשב‬ .‫בתפוח‬ ‫התוצ‬‫תת‬ ‫היא‬ ‫אה‬-‫של‬ ‫לחץ‬261‫מילי‬-,‫באר‬‫כי‬ ‫נראה‬‫טיפוס‬ ‫האב‬ ‫שבניסוי‬ ‫לזה‬ ‫קרוב‬ ‫לחישוב‬ ‫הגעתי‬, 452-252‫מילי‬-,‫באר‬‫שתואר‬ ‫מה‬ ‫מעל‬ ‫קצת‬ ‫שהעלה‬ ‫ביטחון‬ ‫מקדם‬ ‫לקחתי‬ ‫אמנם‬(Johan Baeten, 2007). ‫הוואקום‬ ‫מנגנון‬ ‫בחירת‬ ‫הגדרות‬ ‫לפי‬FESTO‫מינ‬ ‫כוואקום‬ ‫מוגדר‬ ‫זה‬‫י‬‫מל‬‫ראה‬ ,‫י‬‫איור‬22. ‫איור‬21-‫וואקום‬ ‫דירוג‬ ‫על‬ ‫הסבר‬(FESTO_Vacum, 2014) ‫חומר‬ ‫בתור‬ ‫סיליקון‬ ‫על‬ ‫גם‬ ‫הומלץ‬,‫המזון‬ ‫לתעשיית‬‫איור‬24.
  • 25. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬24‫מתוך‬95 ‫איור‬21-‫הגריפר‬ ‫חומר‬ ‫לבחירת‬ ‫המלצות‬(FESTO_Vacum, 2014) ‫מחבר‬ ‫נבחר‬M10X1.5‫בין‬ ‫דרוש‬ ‫קוטר‬ ‫עבור‬62-422‫ב‬ ‫ההמלצות‬ ‫לפי‬ ‫זאת‬ ‫מ"מ‬‫איור‬22. ‫איור‬22-‫הדרוש‬ ‫הקוטר‬ ‫לפי‬ ‫מומלץ‬ ‫מחבר‬(FESTO_Vacum, 2014) ‫ראה‬ ,‫עבורנו‬ ‫הדרוש‬ ‫המחזור‬ ‫את‬ ‫נגדיר‬‫איור‬23. ‫איור‬23-‫עבודה‬ ‫מחזור‬ ‫הגדרת‬(FESTO_Vacum, 2014) ‫הוואקום‬ ‫מייצר‬ ‫את‬ ‫נבחר‬‫ב‬ ‫והנוסחה‬ ‫הגרף‬ ‫לפי‬‫איור‬21‫אקווילנטי‬ ‫שאיבה‬ ‫זמן‬ ‫את‬ ‫נחשב‬ ‫קודם‬ ‫אך‬ , ‫ל‬‫אחד‬‫אלו‬ ‫לגרפים‬ ‫להיכנס‬ ‫בכדי‬ ‫ליטר‬. ‫נו‬ ‫כעת‬‫עבור‬ ‫מנורמל‬ ‫שאיבה‬ ‫והזמן‬ ‫בר‬ ‫ביחידות‬ ‫בלחץ‬ ‫נתחשב‬ ‫כאשר‬ ‫לגרפים‬ ‫לפנות‬ ‫כל‬4‫ל‬.‫יטר‬
  • 26. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬29‫מתוך‬95 ‫איור‬24-‫וואקום‬ ‫מייצר‬ ‫בחירת‬(Festo_Vacuum_Generator, 2014) ‫לפי‬‫ק‬ ‫שהכי‬ ‫נראה‬ ‫אלה‬ ‫גרפים‬‫ר‬‫ו‬‫צריכים‬ ‫שאנו‬ ‫לשימוש‬ ‫ב‬‫זה‬VN-05-L.
  • 27. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬26‫מתוך‬95 ‫איור‬29-‫נבחר‬ ‫פנאומאטי‬ ‫מזרק‬ ‫מימדי‬VN-05-L(Festo_vacum_gen, 2014) ‫הקולט‬ ‫אל‬ ‫הפרי‬ ‫שיחרור‬ ‫בדיקת‬ .‫הלחץ‬ ‫את‬ ‫ונעלה‬ ‫הפוכה‬ ‫בצורה‬ ‫האוויר‬ ‫לחץ‬ ‫מערכת‬ ‫את‬ ‫נפעיל‬ ‫התפוח‬ ‫של‬ ‫שחרור‬ ‫יש‬ ‫כי‬ ‫לוודא‬ ‫כדי‬ ‫למדוד‬ ‫שיכול‬ ‫קטן‬ ‫לחץ‬ ‫מד‬ ‫בחרתי‬ .‫הקונוס‬ ‫בבסיס‬ ‫לחץ‬ ‫מד‬ ‫מותקן‬ ‫שוחרר‬ ‫הפרי‬ ‫כי‬ ‫לבדוק‬ ‫בכדי‬‫גם‬ ‫תת‬-.‫רטובה‬ ‫להיות‬ ‫עלולה‬ ‫החקלאית‬ ‫שהסביבה‬ ‫בגלל‬ ‫מחליד‬ ‫לא‬ ‫אשר‬ ‫בחומר‬ ‫אבחר‬ ‫בנוסף‬ .‫לחץ‬ ‫הוא‬ ‫הנבחר‬ ‫המוצר‬Pressure Sensor – EPB(Measurement_Specialties, 2014). ‫הוואקום‬ ‫לקונוס‬ ‫אפשריים‬ ‫שיפורים‬ ‫ק‬ ‫זיזים‬ ‫בעלת‬ ‫היא‬ ‫וואקום‬ ‫לקונוס‬ ‫נוספת‬ ‫דוגמא‬( ‫טנים‬cleats‫ש‬ ‫לשמירה‬ ‫מיועדים‬ ‫כנראה‬ ‫אשר‬ )‫פתח‬ ‫כדי‬ ‫נועד‬ ‫שזה‬ ‫היא‬ ‫נוספת‬ ‫אפשרות‬ ,‫הקונוס‬ ‫חתך‬ ‫כל‬ ‫בשטח‬ ‫מלא‬ ‫וואקום‬ ‫ויהיה‬ ‫היסתם‬ ‫לא‬ ‫היניקה‬
  • 28. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬27‫מתוך‬95 ‫ביחס‬ ‫העצם‬ ‫של‬ ‫המיקום‬ ‫בדיוק‬ ‫ידוע‬ ‫העצם‬ ‫בהנחת‬ ‫גבוה‬ ‫דיוק‬ ‫שצריך‬ ‫וכך‬ ‫ידוע‬ ‫מסוים‬ ‫במרחק‬ ‫לקבע‬ ‫ב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ,‫לתופסן‬‫איור‬26. ‫איור‬26-‫זיזים‬ ‫עם‬ ‫ואקום‬ ‫קונוס‬(VacMotion, 2014). .‫התפוח‬ ‫למיקום‬ ‫לתופסן‬ ‫מצלמה‬ ‫בחירת‬ ‫של‬ ‫הצפוי‬ ‫הגודל‬ ‫את‬ ‫לדעת‬ ‫בכדי‬‫הת‬‫ו‬‫פסן‬‫חברת‬ ‫לאותה‬ ‫פניתי‬ .‫המצלמה‬ ‫גודל‬ ‫תהיה‬ ‫מה‬ ‫לדעת‬ ‫צריך‬ ,‫מצלמות‬IDS‫לאב‬ ‫שהשתמשו‬ ,-‫טיפוס‬(Johan Baeten, 2007). ‫בתקן‬ ‫ועמידה‬ ‫מרחוק‬ ‫תפוחים‬ ‫לזהות‬ ‫שתוכל‬ ‫בכדי‬ ‫גבוה‬ ‫הפרדה‬ ‫עם‬ ‫מצלמה‬ ‫בחרתי‬IP67‫לעמידות‬ ‫ב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ .‫בשטח‬‫איור‬27‫לח‬ ‫מרווח‬ ‫עם‬ ,‫כולל‬ ‫אורך‬ ,‫המידות‬ ‫את‬‫בערך‬ ‫הוא‬ ,‫מאחור‬ ‫יבורים‬82 .‫מ"מ‬ + ‫איור‬27-‫אפשרית‬ ‫תופסן‬ ‫מצלמת‬UI-1460RE(IDS, 2014) ‫צריך‬ ‫הוא‬ ‫מומנט‬ ‫באיזה‬ ‫לדעת‬ ‫בכדי‬ ‫התפוח‬ ‫למרכז‬ ‫לתופסן‬ ‫הראשון‬ ‫הציר‬ ‫בין‬ ‫האורך‬ ‫את‬ ‫אחשב‬ ‫בערך‬ ‫הוא‬ ‫האורך‬ ‫כי‬ ‫נראה‬ .‫לעמוד‬453‫מ"מ‬‫לפי‬‫איור‬28.
  • 29. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬28‫מתוך‬95 ‫איור‬28-.‫מצלמה‬ ‫עם‬ ‫התופסן‬ ‫מימדי‬ ‫של‬ ‫סכמטי‬ ‫שרטוט‬ ‫קצה‬ ‫המפרק‬ ‫על‬ ‫פועלים‬ ‫אשר‬ ‫כוחות‬ ‫חישוב‬ ‫המשיכה‬ ‫לכיוון‬ ‫מתנגד‬ ‫הכוחות‬ ‫כל‬ ‫בו‬ ‫קיצוני‬ ‫מקרה‬ ‫ולקחתי‬ ‫השונים‬ ‫החלקים‬ ‫של‬ ‫המשקלים‬ ‫את‬ ‫מצאתי‬ ‫בכדי‬.‫קצה‬ ‫המפרק‬ ‫הפועל‬ ‫הנורמלי‬ ‫הכוח‬ ‫את‬ ‫לחשב‬ ‫איור‬25–‫קצה‬ ‫המפרק‬ ‫על‬ ‫הפועלים‬ ‫הנורמליים‬ ‫הכוחות‬ ‫וחישוב‬ ‫סכמטי‬ ‫איור‬ ‫המו‬ ‫את‬ ‫בדקתי‬ ‫בנוסף‬‫מ‬‫הפרי‬ ‫בו‬ ‫מצב‬ ‫עבור‬ ‫חישבתי‬ ‫לכן‬ ‫קצה‬ ‫המפרק‬ ‫עבור‬ ‫הדרוש‬ ‫המקסימלי‬ ‫נט‬ ‫לציר‬ ‫בניצב‬ ‫הכוחות‬ ‫וכל‬ ‫צידית‬ ‫במשיכה‬ ‫מהעץ‬ ‫נתלש‬.‫הזרוע‬ ‫של‬ ‫המרכזי‬
  • 30. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬25‫מתוך‬95 ‫איור‬31-‫הקצה‬ ‫מפרק‬ ‫מן‬ ‫הנדרש‬ ‫המומנט‬ ‫וחישוב‬ ‫סכמטי‬ ‫איור‬ ‫קצה‬ ‫ציר‬ ‫בחירת‬ ‫כ‬ ‫הוא‬ ‫המוערך‬ ‫המומנט‬ ‫מקסימום‬ ‫כי‬ ‫נראה‬ ‫הפועלים‬ ‫הכוחות‬ ‫חישוב‬ ‫לפי‬-42‫ניקח‬ ‫אמנם‬ ‫למטר‬ ‫ניוטון‬ ‫פי‬ ‫של‬ ‫ביטחון‬ ‫מקדם‬2‫עד‬ ‫לסחוב‬ ‫שיכול‬ ‫ציר‬ ‫ניקח‬ ‫ולכן‬22‫ניוט‬.‫למטר‬ ‫ון‬ ‫איור‬31–,‫נבחר‬ ‫קצה‬ ‫ציר‬RJ-31-S R(ATI, 2014) ‫הציר‬ ‫של‬ ‫הגאומטריה‬ ‫הוספת‬ ‫עם‬ ‫מחדש‬ ‫כוחות‬ ‫אחשב‬.
  • 31. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬31‫מתוך‬95 ‫איור‬32-‫בחירתו‬ ‫לאחר‬ ‫קצה‬ ‫מפרק‬ ‫על‬ ‫מומנטים‬ ‫חישוב‬ ‫נראה‬‫הגאומט‬ ‫בהגדלת‬ ‫גם‬ ‫כי‬‫ר‬‫י‬‫ה‬‫ע"י‬‫המפרק‬.‫המפרק‬ ‫של‬ ‫הבטוח‬ ‫בטווח‬ ‫מספרים‬ ‫נקבל‬ ‫הזרוע‬ ‫לקדמת‬ ‫הציר‬ ‫להעברת‬ ‫אפשרות‬ ‫בקרבת‬ ‫קדימה‬ ‫הקצה‬ ‫מפרק‬ ‫את‬ ‫להעביר‬ ‫אנסה‬ ‫מסיבית‬ ‫זרוע‬ ‫מתכנון‬ ‫והימנעות‬ ‫העלויות‬ ‫הוזלת‬ ‫לשם‬ .‫יותר‬ ‫פשוט‬ ‫מפרק‬ ‫לבחור‬ ‫ואוכל‬ ‫גבוהים‬ ‫מומנטים‬ ‫נמנע‬ ‫וכך‬ ‫הוואקום‬ ‫קונוס‬ ‫ע‬ ‫בחיבור‬ ‫אבחר‬ ‫ראשונית‬ ‫השוואה‬ ‫לשם‬ ‫רק‬‫בקוטר‬ ‫הציר‬ ‫של‬ ‫גול‬22.‫מ"מ‬ ‫איור‬33-‫קדימה‬ ‫הציר‬ ‫העברת‬ ‫עבור‬ ‫מומנטים‬ ‫חישוב‬
  • 32. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬31‫מתוך‬95 ‫לעבוד‬ ‫ניתן‬ ‫כעת‬ ‫כי‬ ‫נראה‬‫סרבו‬ ‫במנוע‬ ‫להשתמש‬ ‫ניתן‬ ,‫פשוטות‬ ‫יותר‬ ‫מערכות‬ ‫עם‬ ‫איור‬34-‫סרבו‬ ‫מנוע‬‫דיגטלי‬‫גבוה‬ ‫למומנט‬HS-1000SGT(Hitec, 2014) ( ‫לציר‬ ‫קטנים‬ ‫סרבו‬ ‫מנועי‬ ‫לשילוב‬ ‫סטנדרטים‬ ‫מתקנים‬ ‫ישנם‬Pan/Tilt Bracket‫המודל‬ ‫לפי‬ ‫לעבוד‬ ‫ניתן‬ ,) ‫ב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ,‫זה‬ ‫פשוט‬‫איור‬35. ‫איור‬39-,‫סרבו‬ ‫מנוע‬ ‫להרכבת‬ ‫פשוט‬ ‫ציר‬ ‫מתקן‬ROB-10335(sparkfun, 2011)
  • 33. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬32‫מתוך‬95 ‫איור‬36-‫למפרק‬ ‫אפשרי‬ ‫תכנון‬(Tummala, 2002) ‫יותר‬ ‫קטנה‬ ‫מצלמה‬ ‫בחירת‬ .‫מסיבי‬ ‫פחות‬ ‫יהיה‬ ‫שהתופסן‬ ‫כך‬ ‫יותר‬ ‫קטנה‬ ‫מצלמה‬ ‫חיפשתי‬ ‫המנחה‬ ‫המלצת‬ ‫ע"פ‬ ‫על‬ ‫לי‬ ‫שיענה‬ ‫מוצר‬ ‫מצאתי‬,‫הצורך‬Ecco CCTV Camera 142-007‫ב‬ ‫עומד‬ ‫הוא‬ ‫כי‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ,-IP67 ‫אורך‬ ‫הם‬ ‫ומימדיו‬34‫וגבוה‬ ‫מ"מ‬12.‫מ"מ‬‫ה‬ ‫איור‬37-‫זעירה‬ ‫מצלמה‬CCTV Camera 142-007(ECCO, 2014)
  • 34. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬33‫מתוך‬95 ‫מיסבים‬ ‫בחירת‬ ‫לחברת‬ ‫נפנה‬SKF‫מיסב‬ ‫לבחירת‬.‫המתאים‬ ‫המיסב‬ ‫בבחירת‬ ‫שעוזרת‬ ‫תכונה‬ ‫ישנה‬ .‫ים‬ ‫הוא‬ ‫הנבחר‬ ‫המיסב‬108 TN9‫ב‬ ‫סכמתית‬ ‫המתואר‬‫איור‬38 ‫איור‬38-‫הנבחר‬ ‫המיסב‬108 TN9(SKF_bearing, 2014) ‫למיסב‬ ‫אטם‬ ‫בחירת‬ ‫ל‬ ‫האטם‬ ‫את‬ ‫נבחר‬‫המיסב‬ ‫של‬ ‫הפנימי‬ ‫הנומינלי‬ ‫הגודל‬ ‫פי‬.
  • 35. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬34‫מתוך‬95 ‫שטח‬ ‫ופני‬ ‫מדחקים‬ ,‫סיבולות‬ ‫לפי‬ ‫לאטם‬ ‫מתחת‬ ‫הגל‬ ‫על‬ ‫שטח‬ ‫פני‬ ‫בחירת‬SKF. ‫לגלים‬ ‫צורה‬ ‫סיבולת‬ ‫בחירת‬
  • 36. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬39‫מתוך‬95 ‫נתמך‬ ‫לינארי‬ ‫ציר‬ ‫בחירת‬ ‫דוגמאות‬ ‫עם‬ ‫נעבוד‬ ‫היוצא‬ ‫הציר‬ ‫לבחירת‬(‫איור‬39)‫חברת‬ ‫של‬Hepco‫מ‬ ‫עם‬ ‫יתאים‬ ‫שגם‬ ‫כך‬ ,‫ערכת‬ .‫התפוחים‬ ‫שינוע‬
  • 37. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצ‬‫עים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬36‫מתוך‬95 ‫איור‬35-‫מחברת‬ ‫נתמך‬ ‫לציר‬ ‫דוגמאות‬HEPCO
  • 38. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬37‫מתוך‬95 ‫איור‬41-‫חברת‬ ‫של‬ ‫הנתמך‬ ‫הציר‬ ‫מימדי‬Hepco ‫מנוע‬ ‫בחירת‬‫ותמסורת‬‫הזרוע‬ ‫בבסיס‬ ‫קווית‬ ‫לתנועה‬ ‫מחברת‬ ‫טבלאות‬ ‫לפי‬ ‫המנוע‬ ‫את‬ ‫אבחר‬HEPCO ‫זרוע‬ ‫פרופיל‬ ‫בחירת‬‫מתאים‬ ‫של‬ ‫מינמלי‬ ‫עליון‬ ‫חיבור‬ ‫קוטר‬ ‫בעל‬ ‫הוא‬ ‫הנבחר‬ ‫הציר‬ ‫כי‬ ‫נראה‬12‫של‬ ‫מקסימלי‬ ‫וקוטר‬ ‫מ"מ‬58.‫מ"מ‬
  • 39. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬38‫מתוך‬95 ‫איור‬41-‫מפרק‬ ‫כלליות‬ ‫מידות‬ATI ‫איור‬42-‫מפרק‬ATI‫דוגמא‬ ,‫במערכת‬ ‫המפרק‬ ‫לשילוב‬ ‫איור‬43-‫מפרק‬ATI‫נוספת‬ ‫דוגמא‬(Ati Industrial Automation, 2004) ‫דוגמאות‬ ‫מספר‬ ‫נסקור‬ ‫פרופיל‬ ‫לבחירת‬
  • 40. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬35‫מתוך‬95 ‫איור‬44-‫אלומיניום‬ ‫פרופיל‬Round Profiles 8 D40(Machine_Building_Systems_Ltd., 2014) .‫בחירה‬ ‫לפי‬ ‫בצדדים‬ ‫חריצים‬ ‫עם‬ ‫זה‬ ‫פרופיל‬ ‫להשיג‬ ‫ניתן‬ ‫פשוט‬ ‫חשמלי‬ ‫מנוע‬ ‫עם‬ ‫קל‬ ‫ציר‬ ‫לבניית‬ ‫אפשרות‬ ‫בחינת‬ ‫פשוט‬ ‫חיבור‬ ‫עם‬ ‫קל‬ ‫מתכת‬ ‫מבנה‬ ‫היא‬ ‫האופציות‬ ‫אחת‬ ‫מונע‬ ‫ציר‬ ‫לבניית‬ ‫אופציות‬ ‫מספר‬ ‫בשוק‬ ‫קיימים‬ ‫ב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ‫לדוגמא‬ ‫סרבו‬ ‫למנוע‬‫איור‬15 ‫איור‬49-‫סרבו‬ ‫מנוע‬ ‫עם‬ ‫וקל‬ ‫פשוט‬ ‫ציר‬‫חברת‬ ‫של‬hitec‫לכיוונן‬‫מצלמות‬(Buha, 2013) ‫ב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ‫מבפנים‬ ‫אלגנטי‬ ‫וחיווט‬ ‫מנוע‬ ‫עם‬ ‫נוספת‬ ‫דוגמא‬‫איור‬16. ‫איור‬46-‫פנימי‬ ‫וחיווט‬ ‫מנוע‬ ‫עם‬ ‫אלגנטי‬ ‫מרק‬(Casey, 2013)
  • 41. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬41‫מתוך‬95 )‫(חיווט‬ ‫חוטים‬ ‫להולכת‬ ‫אפשריים‬ ‫פתרונות‬ .‫החלקה‬ ‫טבעת‬ ‫שנקרא‬ ‫רכיב‬ ‫ע"י‬ ‫מסתובבים‬ ‫חלקים‬ ‫דרך‬ ‫חשמל‬ ‫חוטי‬ ‫להוליך‬ ‫ניתן‬ ‫ח‬ ‫מקושרים‬ ‫אשר‬ ‫צידיה‬ ‫משני‬ ‫חוטים‬ ‫שמוזנים‬ ‫כזאת‬ ‫בצורה‬ ‫בנוי‬ ‫זה‬‫ניתן‬ ‫וכך‬ ‫פיזית‬ ‫לא‬ ‫אך‬ ‫שמלית‬ .‫המרכזי‬ ‫החלק‬ ‫את‬ ‫בחופשיות‬ ‫לסובב‬ ‫איור‬47-( ‫החלקה‬ ‫טבעת‬Slip Ring)(wikipedia, 2014) ‫לשקול‬ ‫שניתן‬ ‫החלקה‬ ‫טבעות‬ ‫של‬ ‫עיקריים‬ ‫סוגים‬ ‫שני‬ ‫ישנם‬‫לפרויקט‬:‫להלן‬ ,‫זה‬ 4)‫החי‬ ‫החלק‬ ‫על‬ ‫מורכבות‬ ‫טבעות‬‫ב‬ ‫כמו‬ ,‫הגל‬ ‫של‬ ‫צוני‬‫איור‬17. 2).‫חלול‬ ‫גל‬ ‫בתוך‬ ‫להרכיב‬ ‫שניתן‬ ‫פנימיות‬ ‫החלקה‬ ‫טבעות‬ ‫העץ‬ ‫אל‬ ‫הנכנס‬ ‫בציר‬ ‫זרוע‬ ‫בקרת‬ ‫תכנון‬ ‫ב‬ ‫אחד‬ ‫בציר‬ ‫מערכת‬ ‫של‬ ‫המכאני‬ ‫המודל‬ ‫את‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ X mF ma Cv ‫איור‬48-‫לבקרה‬ ‫מערכת‬ ‫מודל‬ X–,‫מרחק‬C–,‫דינמי‬ ‫חיכוך‬F-,‫המנוע‬ ‫ע"י‬ ‫המופעל‬ ‫כוח‬m–‫הזרוע‬ ‫מסת‬ 0 xCxmF 
  • 42. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬41‫מתוך‬95                                        mFx x mCx x x xxx m F x m C m F x m C xx x x x x x 0 0 10 2 1 2 1 21 22 2 1       .‫המערכת‬ ‫של‬ ‫התמסורת‬ ‫פונקציית‬ ‫את‬ ‫גם‬ ‫להראות‬ ‫ניתן‬ FmSCS xmxmSC mSCSF X CxCSXxmmSxXmSF xCxmf 1)0()0(][1 )0()0()0( 22 2           ‫אפס‬ ‫התחלה‬ ‫תנאי‬ ‫להציב‬ ‫ניתן‬ 2 2 22 1 0 1 100][1 mSCSF X mSCSF X FmSCS mmSC mSCSF X           ‫ניתן‬‫בעזרת‬ ‫המערכת‬ ‫את‬ ‫למדל‬state-space‫ל‬ ‫כדי‬‫ב‬ ‫אשתמש‬ ,‫המערכת‬ ‫תגובת‬ ‫את‬ ‫בדוק‬-SIMULINK .‫המערכת‬ ‫את‬ ‫להציג‬ ‫כדי‬ ‫איור‬45-‫המצב‬ ‫מרחב‬ ‫בעזרת‬ ‫הממושת‬ ‫פתוח‬ ‫בחוג‬ ‫מערכת‬ .‫האלסטיות‬ ‫מודול‬ ‫ומציאת‬ ‫הרס‬ ‫בדיקות‬ ‫ניסוי‬ ‫ב‬ ‫פרי‬ ‫על‬ ‫המותר‬ ‫המאמץ‬ ‫את‬ ‫לקבוע‬ ‫ניתן‬ ‫תקן‬ ‫לפי‬.‫אינסטרון‬ ‫מכשיר‬ ‫עזרת‬ .‫שמילוביץ‬ ‫יצחק‬ '‫פורפ‬ ‫של‬ ‫בהחייתו‬ ‫פיסקליות‬ ‫תכונות‬ ‫קורס‬ ‫במסגרת‬ ‫בתפוחים‬ ‫ניסוי‬ ‫ביצעתי‬
  • 43. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬42‫מתוך‬95 ‫עקומומיות‬ ‫רדיוסי‬ ‫קודם‬ ‫למדוד‬ ‫יש‬ ‫יאנג‬ ‫מודל‬ ‫את‬ ‫למצוא‬ ‫ניתן‬ ,‫המכשיר‬ ‫ע"י‬ ‫המופק‬ ,‫התפוח‬ ‫לכניעת‬ ‫הנדרש‬ ‫והעיבור‬ ‫הכוח‬ ‫בדיקת‬ ‫לאחר‬ .‫להלן‬ ‫הנוסחה‬ ‫ע"פ‬ 3/21/3 1/3 2 3/2 0.338 (1 ) 1 1 1 1 u L u u L L F E K K D R R R R                     :‫כאשר‬ E‫האלסטיות‬ ‫מודול‬ F‫המופעל‬ ‫הכוח‬ D‫הדפורמציה‬ μ‫פואסון‬ ‫מקדם‬ RU‫לפלטה‬ ‫הגוף‬ ‫בין‬ ‫העליונה‬ ‫המגע‬ ‫בנקודת‬ ‫המקסימלי‬ ‫העקמומיות‬ ‫רדיוס‬ R’U‫לפלטה‬ ‫הגוף‬ ‫בין‬ ‫העליונה‬ ‫המגע‬ ‫בנקודת‬ ‫המינימלי‬ ‫העקמומיות‬ ‫רדיוס‬ RL‫התחתונה‬ ‫המגע‬ ‫בנקודת‬ ‫המקסימלי‬ ‫העקמומיות‬ ‫רדיוס‬‫לפלטה‬ ‫הגוף‬ ‫בין‬ L’R‫לפלטה‬ ‫הגוף‬ ‫בין‬ ‫התחתונה‬ ‫המגע‬ ‫בנקודת‬ ‫המינימלי‬ ‫העקמומיות‬ ‫רדיוס‬ KU‫לפלטה‬ ‫הגוף‬ ‫בין‬ ‫העליונה‬ ‫המגע‬ ‫בנקודת‬ ‫העקמומיות‬ ‫ברדיוסי‬ ‫התלוי‬ ‫קבוע‬ KL‫לפלטה‬ ‫הגוף‬ ‫בין‬ ‫התחתונה‬ ‫המגע‬ ‫בנקודת‬ ‫העקמומיות‬ ‫ברדיוסי‬ ‫התלוי‬ ‫קבוע‬ ‫למצוא‬ ‫מכן‬ ‫לאחר‬ ‫ניתן‬ ‫כלואה‬ ‫לא‬ ‫בדגימה‬:‫להלן‬ ‫הנוסחה‬ ‫ע"פ‬ ‫לשבר‬ ‫המאמץ‬ ‫את‬ σ
  • 44. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬43‫מתוך‬95 ‫בשטח‬ ‫אוטונומי‬ ‫ניווט‬ ‫במסגרת‬‫קורס‬‫חישת‬‫מיקרוגלים‬‫בנושא‬ ‫מאמר‬ ‫סקרתי‬‫פתוחים‬ ‫בשטחים‬ ‫מכ"ם‬(Graham Brooker, 2006). ‫אמנ‬ ‫מכרות‬ ‫ומיפוי‬ ‫טייס‬ ‫לכלי‬ ‫במקור‬ ‫נועדו‬ ‫אלו‬ ‫מערכות‬ .‫שונים‬ ‫מכ"מים‬ ‫שלושה‬ ‫הסוקר‬ ‫המאמר‬‫אם‬ ‫ם‬ ‫בנוסף‬ ‫שונות‬ ‫במשימות‬ ‫המכ"מים‬ ‫נוסו‬ ‫המאמר‬ ‫במסגרת‬ .‫שטח‬ ‫רכבי‬ ‫ניווט‬ ‫עבור‬ ‫נוסו‬ ‫קלות‬ ‫התאמות‬ .‫ולייזר‬ ‫מצלמות‬ ‫בעזרת‬ ‫אחרות‬ ‫למערכות‬ ‫מכ"ם‬ ‫בין‬ ‫השוו‬ ‫בשיטת‬ ‫במכ"מים‬ ‫השתמשו‬ ‫המערכות‬ ‫בשלושת‬FMCW‫משדרים‬ ‫זאת‬ ‫בשיטה‬ .FM‫האות‬ ‫כאשר‬ ‫עולה‬ ‫בתדר‬ ‫הוא‬ ‫המשודר‬CHIRP. ‫איור‬91–( ‫תדר‬ ‫איפנון‬FM) ‫איור‬51-‫והתדר‬ ‫הזמן‬ ‫במישור‬ ‫ציוץ‬ ‫אות‬,‫(ניומן‬2114) 0.00E+00 5.00E+05 1.00E+06 1.50E+06 2.00E+06 2.50E+06 3.00E+06 3.50E+06 ‫פרי‬ ‫סוג‬ E[Pa] ‫פרי‬ ‫סוג‬ ‫לפי‬ ‫ממוצע‬ ‫אלסטיות‬ ‫מודול‬ ‫סמיט‬ ‫גרני‬ ‫אימפריאל‬ ‫תפוז‬ ‫תפו‬"‫א‬ ‫עגבניה‬
  • 45. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬44‫מתוך‬95 ‫איור‬92–.‫ההפרשים‬ ‫ומציאת‬ ‫בתדר‬ ‫כתלות‬ ‫ונקלט‬ ‫משודר‬ ‫ציוץ‬ ‫אות‬ ‫במיש‬ ‫הציוץ‬ ‫את‬ ‫המתארות‬ ‫נוסחאות‬‫ב‬ ‫מוצגות‬ ‫והתדר‬ ‫הזמן‬ ‫ור‬‫נוסחה‬4‫ו‬‫נוסחה‬2.  2 2 1 02cos ttfVt  , T B  ‫נוסחה‬1–,‫ציוץ‬ ‫אות‬ ‫של‬ ‫בזמן‬ ‫כתלות‬ ‫שידור‬ ‫מתח‬B‫רוח‬ ‫הוא‬( ‫פס‬ ‫ב‬Bandwidth,‫הציוץ‬ ‫תדרי‬ ‫תחום‬ ‫של‬T‫זמן‬ ‫זהו‬ ,‫מחזורי‬ ‫ציוץ‬ ‫אות‬ ‫של‬ ‫מחזור‬f0‫הציוץ‬ ‫תדרי‬ ‫טווח‬ ‫של‬ ‫התחלתי/מינימלי‬ ‫תדר‬ ‫זה‬. t T B ff  0 ‫נוסחה‬2–.‫בזמן‬ ‫כתלות‬ ‫לינארי‬ ‫ציוץ‬ ‫תדר‬ ( ‫רציף‬ ‫שידור‬ ‫שיטת‬CW‫והקלי‬ ‫השידור‬ ‫אשר‬ ‫מכ"ם‬ ‫של‬ ‫שיטה‬ ‫היא‬ )‫ולא‬ ‫רציף‬ ‫באופן‬ ‫נעשים‬ ‫טה‬ ‫בפולסים‬(Wikipedia_CW, 2014). ‫איור‬53-.‫רציף‬ ‫בשידור‬ ‫מכ"ם‬ ‫של‬ ‫בלוקים‬ ‫דיאגרמת‬ ‫תמונה‬ ‫לייצר‬ ‫יוכלו‬ ‫וצילום‬ ‫לייזר‬ ‫מכשירי‬ .‫שטוח‬ ‫שטח‬ ‫פני‬ ‫תוואי‬ ‫הדמיית‬ ‫יכולת‬ ‫היא‬ ‫חשוב‬ ‫אלמנט‬ ‫שהם‬ ‫מה‬ ‫של‬ ‫שטוחה‬‫ב‬ ‫ההבדל‬ ‫את‬ ‫היטב‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ,‫עומק‬ ‫תמונת‬ ‫לייצר‬ ‫יכול‬ ‫מכ"ם‬ ‫אמנם‬ ‫רואים‬‫איור‬ 51‫תדרים‬ ‫לעומת‬ ‫מכ"ם‬ ‫מערכת‬ ‫עבור‬ ‫לקויה‬ ‫בראות‬ ‫הפחותה‬ ‫ההנחתה‬ ‫את‬ ‫לראות‬ ‫ניתן‬ ‫גם‬ ‫ביואר‬ . .‫אדום‬ ‫והאינפרא‬ ‫ראייה‬ ‫בתחום‬ ‫אחרים‬
  • 46. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬49‫מתוך‬95 ‫איור‬94-‫בי‬ ‫השוואה‬.‫התדר‬ ‫לפי‬ ‫אות‬ ‫של‬ ‫הנחתה‬ ‫בנוסף‬ ,‫מכ"ם‬ ‫בעזרת‬ ‫הדמייה‬ ‫לבין‬ ‫שטוח‬ ‫שטח‬ ‫תוואי‬ ‫תמונה‬ ‫ן‬ ‫תלת‬ ‫הדמייה‬ ‫הוא‬ ‫להשיג‬ ‫שניתן‬ ‫אלמנט‬-‫מימדית‬ ‫איור‬99-‫תלת‬ ‫הדמיה‬-‫בהשוואה‬ ‫מכ"ם‬ ‫של‬ ‫ממדית‬‫אווירית‬ ‫לתמונה‬ ‫ני‬ ‫ובנוסף‬ ‫במרחב‬ ‫אותם‬ ‫ולמקם‬ ‫החומרים‬ ‫משאר‬ ‫עלווה‬ ‫להפריד‬ ‫ניתן‬‫תוך‬ ‫אל‬ ‫עומק‬ ‫תמונת‬ ‫לקבל‬ ‫תן‬ .‫העלווה‬ ‫ב‬ ‫שעובדת‬ ‫משודרגת‬ ‫במערכת‬ ‫השתמשו‬ ‫בניסוי‬-91‫גיגה‬-‫של‬ ‫אפשרי‬ ‫ציוץ‬ ‫פס‬ ‫רוחב‬ ‫עם‬ ‫הרץ‬4.6 ‫גיגה‬-‫לקבל‬ ‫ניתן‬ ‫כזה‬ ‫ובאופן‬ ‫הציוץ‬ ‫של‬ ‫פס‬ ‫רוחב‬ ‫על‬ ‫לשליטה‬ ‫אפשרות‬ ‫בעלת‬ ‫היא‬ ‫זאת‬ ‫מערכת‬ .‫הרץ‬ ‫שני‬ ‫בעלת‬ ‫ומראה‬ ‫קבועה‬ ‫אנטנה‬ ‫בעלת‬ ‫היא‬ ‫המערכת‬ .‫מיטבית‬ ‫רזולוציה‬‫פותחה‬ ‫זאת‬ ‫מערכת‬ .‫צירים‬ .‫מכרות‬ ‫עבור‬ ‫במקור‬
  • 47. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫שיטות‬‫ואמצעים‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬46‫מתוך‬95 ‫איור‬96–.‫לניווט‬ ‫מכ"ם‬ ‫מערכת‬ ‫איור‬97-‫הצללה‬ ‫ואפקטי‬ ‫העלווה‬ ‫מקבצי‬ ‫של‬ ‫שונים‬ ‫בגדלים‬ ‫להבחין‬ ‫ניתן‬ ,‫תצלום‬ ‫מול‬ ‫במרחב‬ ‫עלווה‬ ‫הדמיית‬ ‫השוואת‬.
  • 48. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תוצאות‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬47‫מתוך‬95 ‫תוצאות‬ ‫קורה‬ ‫על‬ ‫כוחות‬ ‫חישובי‬ ‫נסכו‬‫כל‬ ‫בו‬ ‫גרוע‬ ‫הכי‬ ‫למקרה‬ ‫נלך‬ .‫והסמך‬ ‫הקורה‬ ‫על‬ ‫לפעול‬ ‫יכולים‬ ‫אשר‬ ‫והכוחות‬ ‫המשקלים‬ ‫כל‬ ‫את‬ ‫ם‬ .‫המקסימלי‬ ‫המומנט‬ ‫נוצר‬ ‫כזה‬ ‫באופן‬ ‫מעלה‬ ‫כלפי‬ ‫היא‬ ‫והמשיכה‬ ‫פתוחה‬ ‫הקורה‬ :‫להלן‬ ‫הקורה‬ ‫על‬ ‫מומנטים‬ ‫מהלך‬ :‫להלן‬ ‫המותר‬ ‫המקסימלי‬ ‫הכוח‬
  • 49. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תוצאות‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬48‫מתוך‬95 ‫הוא‬ ‫המחושב‬ ‫ביטחון‬ ‫המקדם‬ ‫לכן‬ ‫מחזור‬ ‫זמני‬ ‫תכנון‬‫עבודה‬ ‫הנדרשים‬ ‫עבודה‬ ‫זמני‬ ‫של‬ ‫חישובים‬ ‫אעשה‬ ‫כל‬ ‫קודם‬ ‫תפוח‬ ‫לקטיף‬ ‫זרוע‬ ‫של‬ ‫עבודה‬ ‫מחזור‬ ‫לתכנן‬ ‫בכדי‬ .'‫א‬ ‫בחלק‬ ‫קרטזית‬ ‫תנועה‬ ‫עבור‬ ‫חישובים‬ ‫ביצעתי‬ ‫בנוסף‬ .‫הזרוע‬ ‫בקצה‬ ‫סיבוביים‬ ‫צירים‬ ‫ע"י‬
  • 50. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תוצאות‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬45‫מתוך‬95 Sub- systemAction Start time [ms] End time [ms] Duration [ms] transitional jointStart transitional engine05050 mid jointStart mid revolute engine05050 mid jointAccelerating mid revolute50512 transitional jointAccelerating transitional50150100 mid joint Constant velocity mid revolute51406355 transitional jointConstant velocity transitional150336186 transitional jointDecelerating transitional336436100 end jointstart end revolute engine38643650 mid jointDecelerating mid revolute4064082 end jointAccelerating end revolute43648448 end joint Constant velocity end revolute484843359 vacuumstart vacuum84189150 end jointDecelerating end revolute84389148 Cartesian Cardizem movement to catch apple8911091200 vacuumraising vacuum10911241150 Cartesian Cardizem movement to detach apple12411441200 end jointAccelerating end joint1441148948 end jointconstant velocity end joint14891848359 end jointDecelerating end joint1848189648 transitional jointAccelerating transitional18961996100
  • 51. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תוצאות‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬91‫מתוך‬95 transitional jointConstant velocity transitional19962182186 mid jointAccelerating mid189618982 mid jointConstant velocity mid18982253355 end jointAccelerating end2253230148 end jointConstant velocity end23012660359 end jointDecelerating end2660270848 ‫הוא‬ ‫הכולל‬ ‫שהזמן‬ ‫נראה‬2.7‫כל‬ ‫תפוח‬ ‫לקטיף‬ ‫בדרישה‬ ‫עומד‬ ‫וזה‬ ‫שניות‬1.‫שניות‬
  • 54. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫תוצאות‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬93‫מתוך‬95 ‫הזרוע‬ ‫בסיס‬ ‫של‬ ‫לייצור‬ ‫תכנון‬
  • 55. ‫מכניות‬ ‫מערכות‬ ‫פרויקט‬2‫זרוע‬‫לקטיף‬‫תפוחים‬‫אוטונומי‬‫סיכום‬ ‫יולי‬–41‫טכניון‬–‫לישראל‬ ‫טכנולוגי‬ ‫מכון‬‫עמוד‬94‫מתוך‬95 ‫סיכום‬ ‫כי‬ ‫נראה‬ ‫המכונה‬ ‫בתכנון‬ ‫ואכן‬ ‫הפרוייקט‬ ‫של‬ ‫הראשון‬ ‫בחלק‬ ‫שנקבעו‬ ‫הדרישות‬ ‫לפי‬ ‫נעשה‬ ‫התיכנון‬ ‫הרצויים‬ ‫והזמנים‬ ‫במעמסים‬ ‫העומדת‬. ‫החלקים‬‫נבחרו‬‫יעמוד‬ ‫גם‬ ‫אמנם‬ ‫גבוהים‬ ‫שאינם‬ ‫ביטחון‬ ‫מקדמי‬ ‫עם‬ ‫בתכן‬ ‫עומד‬ ‫והמוצר‬ ‫בקפידה‬ ‫המ‬ ‫בהפעלת‬‫זאת‬ ‫בצורה‬ .‫זמן‬ ‫לאורך‬ ‫כונה‬‫במשקל‬ ‫תהיה‬ ‫המערכת‬ ‫שכל‬ ‫אופטימלי‬ ‫למצב‬ ‫להגיע‬ ‫ניתן‬ .‫מינמלית‬ ‫ועלות‬ ‫ש‬ ‫מלא‬ ‫תכנון‬ ‫לפני‬ ‫העומדים‬ ‫הנושאים‬ ‫כל‬ ‫את‬ ‫כיסיתי‬ ‫לא‬ ‫זה‬ ‫בקורס‬ ‫שהוקצב‬ ‫הזמן‬ ‫במסגרת‬‫מכונה‬ ‫ל‬ .‫קוטפת‬ ‫זרוע‬ ‫לבניית‬ ‫ממשית‬ ‫הייתכנות‬ ‫יש‬ ‫כי‬ ‫נראה‬ ‫אמנם‬ ‫חסרים‬ ‫רבים‬ ‫גורמים‬ ‫ישנם‬ ‫ולכן‬