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作品名称：智农先锋
学校名称：武汉文理学院
参赛队伍：所以爱会消失对不队
队伍编号：209466
参赛学生：石文博陈浩然罗荣尧吴帮乐
指导老师：樊仕豪王茜
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

一、项目背景
中国梯田总面积约 1.2 亿亩，传统人工作业面临“用工荒、成本高、效率低、风险大”四大痛点。随着农村劳动力年均减少 3%，丘陵区耕地撂荒率已超 15%，升级耕种装备成为保障粮食安全的“卡脖子”环节。

二、产品概述
“智农先锋”是一款面向 5–25° 丘陵梯田的模块化智能农机，整机重 180 kg，折叠宽度 78 cm，可钻进 1.2 m 宽田埂；最大爬坡 25°，续航 6 h（换电 3 min）。产品以“一台主机、多种用途”为核心理念，通过快速更换功能模块，实现“播、管、收”全程无人化。

三、技术创新

模块化设计
- 通用接口：主机与功能模块采用“机械＋电气＋数据”三合一快拆接口，30 秒完成换装。
- 五大标准模块：
  ① 精量播种模块：窝眼轮排种器＋电驱开沟，亩播量误差≤2%。
  ② 智能除草模块：微型高速刀盘＋视觉识别，杂草识别率 96%，减少除草剂 60%。
  ③ 变量施肥模块：双离心甩盘，NPK 配比实时可调，肥料利用率提升 18%。
  ④ 定向喷药模块：静电喷雾＋风送防飘，节省农药 30%，雾滴沉积率≥70%。
  ⑤ 柔性采收模块：振动梳刷＋负压收集，果实损伤率＜3%，适应茶叶、辣椒、蓝莓等经济作物。
- 扩展生态：SDK 开放，支持第三方模块无缝接入（如地膜回收、秸秆打捆），形成“梯田农机 App Store”。
智能控制
- 亚毫米级 SLAM：融合 3D-LiDAR＋IMU＋RTK，平均配准误差 1–2 mm，可在稻茬、乱石、泥泞等复杂场景下稳定建模。
- 动态路径规划：改进 A*＋MPC 算法，边作业边学习，同等电量作业面积提升 22%。
- 多机协同：LoRa Mesh 自组网，最多 10 台协同，共享地图与作业进度，避免重漏。
- 云端 AI：作业数据实时上传，AI 根据长势、气象、市场预测，为农户推送“最优生长环境”处方图，平均增产 12%。
结构优化
- 履带式底盘＋摆臂关节：接地比压 18 kPa，低于人体脚印，水田不打滑；摆臂可主动调平，横向坡度 15° 仍可水平作业。
- 轻量化复合材料：车体重量较同功率机型减轻 27%，便于人工抬过田埂。