丘陵山区果园智能除草机器人结构设计与控制研究

许宁; 孟庆山; 武文璇; 孙志强; 董继伟; 李平; 张兴国; 《农业装备与车辆工程 》 2024

摘要：针对丘陵地带果园的复杂地形、多样化的种植特征与结构信息,以及现有除草机械存在的性能不稳、适应性差、智能化水平低下等问题,设计了一种适用于丘陵山区果园的智能除草机器人.该机器人配备履带式底盘,采用油电混合动力系统,具有较小的整体尺寸、轻量化结构和较强的爬坡能力,并设计了可调节割刀高度的地面仿形装置.机器人通过无线通讯技术实现远程控制,应用SLAM技术构建果园三维地图、规划路径及自主导航.机器人整合了接触传感器与双目摄像头,用于探测和识别果园中的障碍物,并结合实时定位数据,优化移动路径,以实现自动避障功能.最后,在丘陵山区果园的实际环境中对智能除草机器人的结构性能和导航避障能力进行了测试与评估.结果表明,智能除草机器人满足设计要求,即底盘转向圆半径≤1.5 m、导航精度≤2 cm;除草作业速度0~5 km/h、漏割率≤5%、避障率≥95%.

关键词： 丘陵山区果园 除草机器人 结构设计 控制系统