Proto Labs（也稱為 Protolabs）是一家提供快速制造服務的公司，總部位于美國明尼蘇達州。該公司成立于1999年，旨在通過提供快速原型制造和短批量生產服務來加速產品開發周期。Proto Labs 使用多種先進技術，包括3D打印、注塑模塑、和CNC（計算機數控）加工等，來迅速制造部件和組件。

Proto Labs 的服務主要面向工程師、設計師、和開發者，幫助他們快速將產品概念轉化為現實。這對于需要快速迭代和測試概念的行業（如醫療、航空、消費電子等）特別有用。這家公司能在非常短的時間內（有時在幾天或更短的時間內）提供高質量的零件和原型。

Proto Labs 的業務模式利用了先進的軟件和自動化流程，這不僅加快了生產速度，而且還降低了成本。通過在線平臺，客戶可以上傳他們的設計文件，然后迅速收到價格報價和生產時間預估。

Protolabs 通過為 Small Robot Company (英國一家農業機器人公司)最新的農業機器人 Tom V4 3D 打印兩個不同的部件，登上了第四次農業革命的舞臺。

在非常緊迫的期限內，為 Small Robot Company 最新的農業機器人 3D 打印兩個不同的部件：一個 SSD 安裝座（用于數據存儲）和一個轉向執行器蓋（用于覆蓋下面精致的執行器組件）。

解決方案

將 Protolabs 報價平臺的效率、Protolabs 工程團隊的專業知識以及 Protolabs 世界領先的增材制造服務的快速性結合在一起。

結果

Protolabs 幫助改進設計，以確保零件（特別是轉向執行器蓋）具有更好的功能，同時提供零件著色解決方案，然后使用 Multi Jet Fusion 快速打印零件并將其運送給客戶進行測試和評估。

Small Robot Company正在徹底改變農業。該公司的自主精密農業機器人是對 21世紀問題的 21世紀答案：聯合國表示，到 2050 年，世界必須在不使用更多土地或破壞更多生態系統的情況下生產更多 70% 的糧食。

使用拖拉機和其他類似機械不再是解決這一重大挑戰的最佳方法。原始技術已經存在，可以更便宜、更準確、更少浪費地生產食品。從水果采摘機器人到無人駕駛噴霧機，自主機器人農業已經成為我們農業領域的常見景象，但Small Robot Company的進步是農民、教授、服務設計師和工程師之間合作的獨特成果。他們的工作結合了尖端的機器人技術和人工智能，創建了一種可再生且盈利的農業新模式——單株農業——其中 Tom V4 機器人脫穎而出。

這是世界領先的數字制造商Protola bs 如何支持此類改變游戲規則的硬件的開發和創建的故事。

Small Robot Company機械工程師Rhian Griffith說：“Protolabs 報價平臺總是非常快，我們還從他們那里得到制造反饋。系統會自動詳細說明任何問題，這意味著我們可以在產品投入生產之前解決這些問題。這真的很方便，上傳文件非常容易。”

產品

Tom V4 是一款掃描機器人，它可以詳細掃描作物，識別單個植物，收集植物和雜草分布的數據，以確定最佳處理路徑。該信息通過“每株植物”方法，用于通知可變施肥量，并通過噴嘴控制和分段控制噴霧點施除草劑。

Small Robot Company 目前擁有 5 臺已制造并投入使用的 Tom V4，它們不僅為農業企業提供技術服務，還作為農業機器人進一步發展的起點。

正如該公司機械工程師 Rhian Griffith 所描述的那樣：“我們在 2021 年夏天制造了第一臺 Tom V4，這是我們的 alpha 原型，一個概念驗證機器人。雖然非常先進，但它是一個模塊化驅動平臺，可以用作我們未來任何機器人的基礎。Protolabs 制造的兩個部件——SSD 安裝座和轉向執行器蓋——是該平臺上的組件，并將繼續為機器人提供服務，幫助機器人在未來幾年進行各種迭代。無論機器人是否進一步開發用于掃描以外的任務，例如種植或噴灑除草劑，核心驅動平臺都將保留。機器人內部設計的這種靈活性，無論是查看 Protolabs 制造的單個部件，還是查看整個機器人，對于其成功和耐用性都至關重要。”

目前，該機器人擁有一個核心驅動平臺，帶有可展開的吊桿，其中裝有用于作物掃描的攝像頭系統。

轉向執行器

本質上，轉向執行器是一種通過將機器人移向目標物體來為機器人提供簡單尋路的機構。

對于 Tom V4 來說，無論機器人未來適應何種用途，隨著后續幾代機器人的設計，Small Robot Company 設計的當前形式的轉向執行器仍將是其功能的關鍵組件。Rhian 繼續說道：“轉向執行器是核心驅動平臺內的一個子組件。它由內部電機、行星齒輪系統、一些軸承和大部分周圍的鋁制外殼組成。然后頂部有一個由 Protolabs 3D 打印的蓋子，用于密封該裝置。蓋子有助于防止水和灰塵進入，因為組件非常敏感，因此如果我們確實將任何東西放入其中，可能會導致零件損壞、粘連或過熱等問題。”

除了提供外部保護外，該帽的設計還包括一個通道，有助于固定連接至電機控制器的電線，因此其多種功能衍生出相對復雜的形狀，而 3D 打印是理想的制造解決方案。

“以前的機器人沒有使用相同的轉向執行器。對于 Tom V3，我們從第三方采購了轉向執行器，但它很重，而且我們遇到了很多問題。因此，當我們開始設計 Tom V4 時，我們決定采用內部轉向執行器，自己設計整個轉向執行器，包括蓋子，這意味著我們可以降低 BOM 成本，改進設計并減輕機器人重量。”

Protolabs 加入

Small Robot Company 的團隊很早就決定他們需要 3D 打印帽子，因為機器人的重量預算很嚴格，原因有兩個。首先，他們需要最大限度地減少整個系統的重量，從而降低地面壓力，這意味著機器人在田地里行駛時，可以減少對農作物的損害和表層土壤的壓實；其次，核心驅動平臺的設計旨在支持廣泛的有效載荷，因此保持平臺重量輕意味著更多的選擇——本質上允許更大的有效載荷重量預算。