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联系人:王秀秀
010 -66083178
www.qxwq.org.cn 
北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:仿生螳螂农用车——螳农号
学校名称:山东工程职业技术大学
参赛队伍:科技织梦队
队伍编号:214878
参赛学生:王贵程 任怡旭 韩颢颖  
指导老师:秦美娜 冯启明  
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


开发背景:近年来,随着我国经济、科技的飞速发展,不少人摆脱了贫困走向了因此,在解决了温饱问题后富裕。人们的生活水平也跟着得到了提升。水果作为绿色食品不但便宜且随处可以购买自然成了畅销食品。

国家的发展与国民的转变直接促进了我国果林业的发展,越来越多的农民选择种植水果,果林的面积也逐渐变大。因此我们推出了全新形态的果园农用车,实现双排的果实采摘,喷洒农药,果枝修剪的功能,基本解决农民的基本需求,开拓了仿生学在农业的应用前景,结合人工智能,缔造了仿生螳螂农用车-天耕号。

结构说明:仿生螳螂农用车-天耕号拥有多种视觉,能快速精准定位利用机械爪抓取水果并放到指定位置。针对不同水果,拥有专业化、轻型化、柔性采摘机械爪,在采摘过程的微型传感器、执行器和软体机械,能实现采摘机械爪高承重、耐久、灵巧和高效的结构本体设计。自动控制。研究基于数据驱动的识别、定位、避障和人机协作方法,可适用于选择性采收场景的灵巧末端控制算法,逐步实现强适应性高效自主采收。机械爪可自主更换于无刷高枝锯,电锯采用冷轧锻造一体技术,强度高,不易变形,能轻松修剪树枝。集喷洒农药与灌溉一体喷头,有雾化及射程调节器,实现了喷头的雾化及射程同步调整。

产品实现过程:

1)需求分析:通过市场调研和用户反馈,确定果园管理中存在的问题和需求,明确农用车应具备的功能和特点。
2)技术研发:在设计规划的基础上,进行技术研发,包括机械结构设计、电子系统开发、传感器应用等,确保农用车的各项功能可行和实用。

3)原型制作:根据设计和研发的成果,制作农用车的原型,进行实地测试和改进,确保其性能和可靠性。

 

产品特性:

1.新颖性:以仿生设计为灵感,将多种果园作业功能整合于一体,具有独特的创新理念和设计思路。

2.创造性:通过将采摘、喷洒、灌溉和修剪等功能融合在一辆车上,创造出一个多功能、高效率的农用车,为果园管理提供了全新的解决方案。

3.实用性:集成了多项果园作业功能,使果园管理更方便、快捷、高效,提升了生产效率,具有实际应用的价值。

产品“刚需、痛点、频发”符合度:

1.刚需:果园管理需要集成多个作业功能的农用车,解决了果园作业中不同需求的迫切需要。

2.痛点:统果园作业需要多个人工操作和不同设备协作,耗时费力且效率低下,仿生螳螂果园农用车解决了这一痛点,简化了作业流程,减少了人力投入。

3.频发:采摘、喷洒农药、水源灌溉和修剪枝叶是果园管理中频繁需要进行的作业,仿生螳螂果园农用车集成了这些频繁作业的功能,提供了一站式解决方案,节约了时间和资源。

 

 

创新特点:

1.  一体化多功能设计:将果园管理中常用的多个作业功能集成到一辆农用车上,实现了一辆车即可完成多种作业任务的创新设计。这样的一体化设计简化了作业流程和设备需求,减少了人力协调和设备投资成本。

2.自动化与智能化控制:采用先进的自动化控制技术,如传感器、机器视觉和无人驾驶技术,实现农用车的自主导航、作业自动化和智能化控制。这使得果园管理过程更加智能化,减少了人力操作的需求,提高了作业的精准性和效率。

3.活性和便携性设计:针对果园作业的特殊需求,将农用车设计为具有灵活性和便携性。这包括可调节的作业平台,便于适应不同高度的树木;轻巧、可拆卸的作业部件,方便携带和更换;以及人性化的操控界面,使操作员能够轻松操作和移动农用车。这样的设计提高了农用车的适应性和操作便捷性,提升了使用体验和作业效率。

4.北斗系统具有快速、高精度、低成本、简单操作等特点,能快速准确地获取研究区域内农业资源的空间位置信息,提供大量其他常规手段难以得到的资源信息。

产品设计方案:

动力系统:机械臂通过液压缸的支撑和带动进行工作。机械臂上安装有两个液压缸,一个液压缸控制机械臂的前后伸缩运动,另外一个液压缸控制机械臂的左右展开运动。机械臂最前端安装了采摘工具,采摘手高效耐用,大大提高了工作效率,降低了用户的使用成本。采摘手通过机械臂的旋转而旋转进行修剪工作。可以360°回转,满足多种工况要求。驾驶员通过控制手柄发出电指令,由电路控制液压装置,实现对该设备的工作、停止、转向、喷洒采摘高度、喷洒采摘角度。

电力控制系统:该作品采用了纯电动控制,有一组发电机设备进行对整个机器的能源输送,为采摘车提供了电力资源,既满足了绿色能源发展,又很好的满足采摘功能,可以很大程度上升高了采摘率,并且最大限度的保证了待采摘的完整性。

    随着农业现代化进程的推进和果园规模的扩大,对于高效、智能的果园管理工具和设备的需求逐渐增加。市场对于环保性能较好、低碳排放的农用车有着较高的要求,可持续发展的农用车具备更大的市场潜力。在果园管理领域,农民需要解决作业效率低下、人力成本高、作业精度不够等问题。因此,对于创新的多功能农用车的需求较为迫切,特别是具备自动化控制和智能化科技的创新产品,此款农用车的设计均为用户使用方便,使用效率高,减轻劳动力,增强用户体验,做最具有实用价值的产品。

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