首页 案例研究 精准安全:搭载 Ellipse-A 的模块化挖掘机辅助系统

在严苛环境下值得信赖的传感器

我们的 Ellipse-A 使 SUNCAR 能够开发出一种在具有挑战性的电磁环境中也能可靠工作的坚固型挖掘机辅助系统,从而使全球建筑工地的工业挖掘机能够实现精确的旋转运动检测。

“使用 SBG Systems 的 AHRS 对我们产品的成功至关重要,因为它是我们 MOVASYST 挖掘机辅助系统功能的基础。该传感器使我们能够开发出在具有挑战性的环境中(例如在高压输电线路或铁路设施附近)也能工作的解决方案,”SUNCAR 开发工程师 Severin Rüttimann 表示。

AHRS车辆
SUNCAR 搭载 Ellipse-A 的挖掘机辅助系统

SUNCAR 为非道路车辆开发节能的自主系统解决方案,尤其专注于工业挖掘机应用。

SUNCAR 的核心创新之一是其 MOVASYST 挖掘机辅助系统。这种模块化且复杂的系统可支持机械操作员执行精确的工作流程,从坡度控制到铲斗定位。由于采用模块化设计,它支持定制化安装和扩展。

它配备直观的触控显示屏操作,并且可以单独安装或组合安装以下改进型:MOVLIMIT、MOVLIMIT GNSS、MOVIEW 和 MOVCONTROL。

其结果是显著提高了建筑工地的安全性和效率。这就是为什么他们需要一个能够可靠检测工业挖掘机旋转运动的姿态参考系统 (AHRS)。

核心技术要求是极其稳定且低漂移的航向确定,因为哪怕微小的漂移误差也会对整个辅助系统的精度产生负面影响。

建筑工地典型的恶劣作业环境使这一挑战更加复杂。工业挖掘机通常在靠近高压输电线路、铁路设施以及其他产生复杂电磁干扰条件的infrastructure(基础设施)附近工作。传统的定位解决方案在这些情况下难以保持精度,威胁到了 SUNCAR 挖掘机辅助系统概念的可行性。

此外,传感器需要承受工业挖掘机运行固有的剧烈振动,这是一项严苛的要求,将对硬件的鲁棒性和集成方法进行双重考验。

在评估了 SUNCAR 对其系统的具体要求后,我们推荐了 Ellipse-A,这是我们紧凑且坚固的 IMU,非常适合严苛的工业挖掘机环境。

由 Ellipse A 驱动的创新且模块化的 MOVASYST 挖掘机系统
创新且模块化的 MOVASYST 挖掘机系统,搭载 Ellipse-A

我们的 Ellipse-A 作为 MOVASYST 传感器链的核心组件,直接安装在工业挖掘机上。它持续提供对系统内部旋转运动检测至关重要的高精度运动数据。

“SBG Systems 的 AHRS 的一个主要优势是其出色的精度,这使我们能够在 MOVASYST 挖掘机辅助系统中可靠地检测旋转运动。目前有数百个 Ellipse-A 单元正用于此应用,”Severin 解释道。

我们的 Ellipse-A 解决了哪些问题:

  • 高精度航向测定:航向输出极其稳定,漂移极小,这对工业挖掘机上准确的旋转运动检测至关重要。 
  • 强大的电磁抗干扰能力:在高压输电线、铁路设施及其他电磁干扰源附近仍能可靠运行。 
  • 紧凑型集成:小巧的外形设计使其能够无缝集成到SUNCAR的传感器链中,同时不会影响挖掘机的功能。 
  • 工业级可靠性:专为承受建筑工地常见的剧烈振动和恶劣环境条件而设计。 

Ellipse-A 兼具高精度、高可靠性和紧凑设计,使其成为 SUNCAR MOVASYST 的理想选择,在其他解决方案无法胜任的场景下实现精准性能。

在集成阶段,SUNCAR 得到了我们支持团队的鼎力相助,其服务超越了市场上的常规水平。

“在集成阶段,我们得到了 SBG Systems 的极佳支持。特别是在早期阶段,我们面临着传感器寿命的挑战:由于挖掘机上的振动,一些单元失效得比较早。然而,在 SBG 团队的协助下,我们得以确定能够滤除关键频率的合适阻尼器,”Severin 在赞扬 SBG Systems 的支持团队时说道。

这种协同解决问题的方法被证明是非常高效的。自从实施优化的振动阻尼解决方案以来,传感器的故障率显著下降,确保了在苛刻的挖掘机辅助系统应用中实现可靠的长期运行。

SUNCAR 与 SBG Systems 合作的案例研究
SUNCAR 与 SBG Systems 合作的案例研究

我们的惯性传感器使 SUNCAR 能够开发出在竞争技术难以应付的严苛环境中可靠运行的解决方案。

取得的主要成果:

  • 复杂环境下的运行可靠性: 挖掘机辅助系统在高压输电线路和铁路设施附近运行精准,而在这些环境中,依赖 GNSS 的系统将会受到影响。  
  • 精确的旋转运动检测:稳定且漂移小的航向测定,确保MOVASYST系统在长时间的工作周期内始终保持精度。  
  • 市场差异化:Ellipse-A 带来的强劲性能帮助 SUNCAR 成功向经销商和建筑公司销售了大量该解决方案。 
  • 长期现场可靠性:通过适当的振动管理,传感器可在较长时间内实现免维护运行。 

SUNCAR 通过服务于全球建筑公司和挖掘机所有者的经销商网络分销其挖掘机辅助系统。

Ellipse-A IMU 实现的可靠性和精度对于建立信任至关重要,这些终端用户对其工业挖掘机上的可靠性能有着极高的要求。

MOVASYST 在严苛环境下表现出色
MOVASYST 在严苛环境中的表现
2021
该项目启动的那一年。
+ 150
已投入运营的 Apogee 单元以及更多即将推出的单元

Ellipse-A

Ellipse-A 是一款微型姿态参考系统 (AHRS),专为受空间限制和对成本敏感的应用而设计。尽管其尺寸紧凑,但它具备工业级性能,非常适合挖掘机辅助系统和其他工业车辆自动化等严苛环境。

主要特点包括高精度的姿态和航向输出、正确安装时出色的抗振性能,以及附带详尽文档的简便集成。

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Ellipse-A AHRS OEM 微型单元右侧

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