科研产出
丘陵山区果园智能除草机器人结构设计与控制研究
《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%.
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小型通用轮式电动底盘设计与试验
《农机化研究 》 2023 北大核心
摘要：传统农机作业机械采用的燃油动力底盘存在传动结构复杂、体积大、整机质量大、转弯半径大、不方便运输及功能单一等问题，难以适应西南丘陵山区复杂的地形环境。为此，研制了小型遥控通用轮式电动底盘，主要由车架、驱动电机、动力电池、减速器、传动系统、控制系统及车轮组成，左右两侧车轮由链条连接各组成一组，利用差速转向方式进行转向。首先，对驱动电机和动力电池进行了匹配计算；其次，对控制系统进行了详细设计，采用STM32芯片作为控制核心，配以遥控发送和接收单元，并对转向控制方法进行了研究；最后，对电动底盘进行了田间试验。试验结果表明：电动底盘续航和爬坡能力满足丘陵山区使用要求，具备质量轻、体积小、环保、高效、续航时间长等特点，能够在多种场景下挂接不同的机具进行作业，通用性强，满足丘陵山区使用需求。
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