Roboty koszące

Dotychczasowi producenci maszyn koszących i nowi gracze na rynku proponują innowacyjne rozwiązania techniczne ułatwiające pracochłonną czynność koszenia, a nawet wyręczające nas w jej wykonywaniu.

Automatyczne kosiarki przywołują na myśl obroty sprzątające. To nowa grupa urządzeń ogrodowych, przy których istnieje problem nawet z nazwą. W zależności od producenta kosiarka sama kosząca trawę może nazywać się kosiarką automatyczną lub bardziej spektakularnie robotem koszącym. Z jednej strony ma to swoje uzasadnienie. Kosiarka tego typu to wbrew pozorom bardzo skomplikowane urządzenie. Sama kosiarka, będąca pojazdem napędzanym silnikiem elektrycznym, wymaga układów sterowania: czujników, procesora z odpowiednim programem i układu sterującego skrętem. Zasilanie pochodzi z wbudowanych akumulatorów o różnych pojemnościach, pozwalających na pracę o określonej długości. Dostępne na rynku urządzenia różnią się właśnie czasem pracy na baterii, zaawansowaniem algorytmów sterujących, rozmiarami, wyposażeniem. Czasem wystarczy „wypuścić” naładowaną kosiarkę na trawnik, nacisnąć przycisk startu, a resztę pracy urządzenie wykona samo. Dla uproszczenia można jednak używać pojęcia kosiarki automatycznej. Tak też czyni większość producentów. Dlaczego? Pomimo całej swojej nowoczesności, czujników, procesorów, serwomechanizmów sterujących wszystkimi mechanizmami i zaawansowanymi algorytmami programów są to wciąż kosiarki. Nie zbierają trawy – mielą ją. Nie mają funkcji aeracji ani tym bardziej wertykulacji. Nie są więc urządzeniami wielofunkcyjnymi. Potrafi ą ciąć trawę i nic ponadto, mimo że robią to w sposób wielce spektakularny.

Budowa kosiarki automatycznej

Gdy już kwestię nazewnictwa mamy za sobą, warto przyjrzeć się bliżej konstrukcji tego typu maszyny. Nie wszystkie są takie same. Na pierwszy rzut oka kosiarka automatyczna może przypominać dziecięcą zabawkę zdalnie sterowaną lub jeżdżący odkurzacz bez rury. Zacznijmy od tego, co najbardziej widoczne, czyli podwozia jezdnego. Kosiarka porusza się dzięki kołom skrętnym i napędowym. Istnieją kosiarki, w których wszystkie koła nie mają możliwości skrętu, a zmiana kierunku realizowana jest przez przyhamowanie kół po stronie, w którą maszyna ma skręcić. Opinie na temat takiego rozwiązania są różne: z jednej strony obracanie w miejscu kół może niszczyć trawę, ale z drugiej strony zbędny staje się skomplikowany mechanizm skrętu kół. Takie rozwiązanie z reguły trafi a do mniejszych maszyn. Znacznie popularniejszym rozwiązaniem jest zastosowanie dwóch rodzajów kół: większych napędowych z tyłu i mniejszych skrętnych z przodu. Koła napędzane mogą być względnie słabymi silnikami o mocy rzędu 25–50 W. To wystarczy do sprawnego poruszania się po płaskim terenie i pochyłościach o nachyleniu nawet do 45 proc. Mniejsza moc to także mniejsze zużycie energii, co przy zasilaniu bateryjnym  ma niebagatelne znaczenie. Najważniejsze w kosiarce są oczywiście element tnący i jego napęd. Tu też można spotkać się z co najmniej dwiema koncepcjami. W jednym z typów kosiarek automatycznych spotyka się tylko jeden nóż tnący, zasilany bezpośrednio z położonego powyżej silnika. Odpowiada on za całą szerokość roboczą urządzenia. Częstym rozwiązaniem w tej kategorii maszyn ogrodniczych jest stosowanie zespołu tnącego o trzech ostrzach rotacyjnych. Każde ostrze ścina pas o szerokości 1/3 łącznej szerokości roboczej. Noże mogą być przytwierdzone do obudowy lub zamocowane na specjalnych ramionach, chowających ostrza w razie ryzyka najechania na kamień lub inną twardą przeszkodę. Wszystkie modele kosiarek automatycznych mają funkcję mulczowania, czyli mielenia trawy. Zmielona trawa pozostaje na trawniku i użyźnia rosnącą murawę. Silnik lub silniki napędzające noże mogą mieć tradycyjną konstrukcję szczotkową lub coraz częściej spotykaną bezsczotkową. Zaletami silników bezszczotkowych są znacznie cichsza praca, całkowita bezobsługowość i dużo mniejsze zużycie energii w porównaniu do tradycyjnych silników komutatorowych. Oczywiście, niezależnie od typu silnika zawsze zasilane są one prądem stałym płynącym z akumulatora bądź zestawu akumulatorów. Właściwie wszyscy producenci kosiarek automatycznych korzystają z nowoczesnej techniki litowo-jonowej. Przewagą takiego rozwiązania jest dobry stosunek masy do pojemności energetycznej, brak efektu pamięci i znacznie dłuższa trwałość w porównaniu do np. baterii niklowo-kadmowych. Pojemności akumulatora wahają się w zależności od klasy i szerokości roboczej urządzenia. Najmniejsze modele, przeznaczone do małych trawników, mają pojedyncze akumulatory o pojemności około 2 Ah, największe modele profesjonalne mogą dysponować bateriami o pojemności kilkudziesięciu Ah. Różne może być też napięcie pracy. Ze względów bezpieczeństwa nie przekracza ono 36 V. Akumulatory ładowane mogą być z ręcznej ładowarki, wymagającej podłączenia przez człowieka, lub automatycznie pobierać prąd przez stację ładowania. Modele kosiarek w nią wyposażone samodzielnie wracają do niej, gdy bateria wymaga podładowania lub kończą pracę. Stacja ładowania pełni też ważną funkcję, zamykając obwód i zasilając kabel ograniczający kosiarkę, ale o tym w następnej części artykułu. Trzewia kosiarki skrywają też najbardziej tajemnicze elementy elektroniczne, będące „mózgiem” i „zmysłami” naszego robota. Główną częścią w tym zestawieniu jest płytka drukowana z procesorem przetwarzającym sygnały z czujników i wydającym polecenia układom sterującym. Sterowanie funkcjami kosiarki można realizować przez centralkę umieszczona na tylnej części maszyny. Są na niej z reguły umiejscowione wyświetlacz pokazujący wybrane parametry pracy i przyciski sterowania. Zawsze wyraźnie oznaczony jest przycisk bezpieczeństwa, błyskawicznie wyłączający napęd i noże w razie zagrożenia. Na obudowie może znajdować się też przycisk wymuszający powrót do bazy i pracę wbrew ustalonym wcześniej programom.

Wydajność i czas pracy

Zasilanie akumulatorowe niesie ze sobą pewne ograniczenia, głównie wynikające z ograniczonego czasu pracy na jednym naładowaniu baterii. Ładowanie rozładowanych akumulatorów trwa zazwyczaj nie dłużej niż 90 minut. Czas pracy może wahać się od 30 minut do nawet siedmiu godzin! Producent zawsze określa maksymalną powierzchnię trawnika, na jaką przeznaczony jest dany model urządzenia.

Sterowanie i nawigacja

Jak już wcześniej wspomniano, głównym elementem sterującym kosiarki automatycznej jest wbudowany komputer. Steruje on urządzeniem, analizując dane pochodzące z szeregu czujników i modułów komunikacji. Wśród nich możemy wyróżnić:

• czujniki zbliżeniowe – analizują one obszar przed maszyną. W razie zderzenia się z przeszkodą pozwalają na zmianę kierunku jazdy kosiarki;
• czujniki deszczu – większość kosiarek może wykonywać swoją pracę nawet podczas opadów, jednak wtedy wydajność koszenia zmniejsza się. Użytkownik ma wybór trybu pracy. Gdy kosiarka ma ciąć tylko suchą trawę, wróci automatycznie do stacji dokującej, gdy tylko jej czujniki wykryją opady;
• czujnik podnoszenia/przewrócenia – wpływają na bezpieczeństwo pracy i samej maszyny. W razie przewrotki lub uniesienia kosiarki noże i napęd samoczynnie zatrzymują się;
• kompas – pomaga wyznaczyć ścieżkę pracy. Na podstawie zarejestrowanych ścieżek przejazdu komputer wyznacza nowe, unikając podwójnego koszenia tej samej powierzchni;
• GPS/GPRS – to wyposażenie najbardziej zaawansowanych urządzeń. Umożliwiają bardzo precyzyjną pracę. Dodatkowo maszyny wyposażone w moduł GSM mogą wysyłać do operatora wiadomości SMS, w razie uszkodzenia lub próby kradzieży, podając swą pozycję;
• czujnik wysokości trawy – na podstawie odczytów z tego typu czujników komputer decyduje, czy należy ściąć trawnik, i zapobiega powtórnym przejazdom na skoszonym obszarze;
• czujnik pola magnetycznego – większość kosiarek automatycznych wymaga zainstalowania na obrzeżach trawnika specjalnych kabli ograniczających. Czujniki wykrywają nie tylko obecność samego kabla, ale także odległość do niego, co pozwala w porę zatrzymać pracę;
• bluetooth – niektóre modele mają funkcję zdalnego wprowadzania danych ze specjalnej konsoli lub telefonu wyposażonego w ten moduł komunikacji.

Większość kosiarek automatycznych dostępnych na rynku wymaga ułożenia na krawędziach trawnika specjalnego kabla ograniczającego pracę maszyny. Przez to kosiarka „wie”, na jakim obszarze ma się poruszać i gdzie są jego granice. Końcówki kabla podłącza się do stacji dokującej kosiarki, zamykając obwód. Stacja generuje sygnał o określonej częstotliwości odbierany następnie przez wspomniane wcześniej czujniki. Zbliżając się do przewodu, czujniki odbierają coraz większą siłę sygnału. Po osiągnięciu granicznej siły sygnału maszyna zmienia kierunek jazdy. Istnieją modele obywające się bez kabla ograniczającego. Polegają wtedy wyłącznie na czujnikach wysokości trawy. Dojeżdżając do granicy trawnika, zawracają. Parametr wysokości koszenia ustawia się ręcznie przez zmianę wysokości zespołu tnącego od dołu lub pokrętłem umieszczonym na szczycie obudowy.

Tryby pracy i programowanie

Programowanie urządzenia dokonuje się przez centralkę na obudowie lub przez specjalną bezprzewodową konsolę. Większość modeli umożliwia podział trawnika na poszczególne obszary, które mogą być obsługiwane w różnej kolejności i w różnych porach.

Tryby pracy i programowanie Zasadniczo można wyróżnić dwa tryby pracy kosiarek automatycznych. Najczęściej spotykany jest tryb przejazdów losowych, w którym kosiarka zachowuje się podobnie jak dziecięce samochodziki na baterie. Maszyna wyrusza z określonego punktu przed siebie i gdy zbliży się do kabla ograniczającego lub przeszkody, zmienia kierunek na inny, przypadkowy. Taka chaotyczna praca ma ograniczyć wytwarzanie kolein na trawie, trwa jednak dłużej niż koszenie kosiarką pchaną. Niektórzy producenci wprowadzają specjalne programy umożliwiające koszenie trawy równoległymi pasami, co wydatnie oszczędza czas. W tym trybie kosiarka na podstawie objazdu trawnika wzdłuż kabla ograniczającego wyznacza powierzchnię trawnika, wyznaczając sobie strategię koszenia. Po napotkaniu na przeszkodę w postaci na przykład drzewa lub donicy omija ją, po czym wraca na obrany wcześniej tor. Programowanie urządzenia dokonuje się przez centralkę na obudowie lub przez specjalną bezprzewodową konsolę. Większość modeli umożliwia podział trawnika na poszczególne obszary, które mogą być obsługiwane w różnej kolejności i w różnych porach. W zależności od zaawansowania elektroniki sterującej można ustawiać dzienne i tygodniowe plany koszenia. Uwzględnić można też określone pory roku, wybierając odmienne interwały pracy na wiosnę, lato i jesień.