针对我国甘蓝生产机械化水平偏低、自动化不足、设备通用性弱等痛点,本作品研发了一款模块化智能中耕除草机器人,专为甘蓝田间非结构化环境作业设计,可实现精准除草、高效护苗与灵活适配,为甘蓝规模化种植提供绿色智能解决方案。
机器人采用模块化设计架构,核心包含四大功能单元:可变轮距移动平台支持 1.0-1.5m 轮距快速调节,适配不同垄距种植场景;摆杆式除草装置以气动驱动控制除草铲开合,结合机器视觉实现株间精准避苗;多电机同步控制系统融合并联与偏差耦合策略,保障四轮独驱独转的平稳运行;模糊控制优化的 Pure Pursuit 导航算法,可自适应田间复杂地形。
关键性能表现突出:0.2m/s 作业速度下护苗率达 92.8%,0.1m/s 行走速度导航精度 ±5.2cm;优化后的控制系统直线行走能力较传统方案提升 2 倍,导航精度提升64%;具备 20° 最大爬坡角度、25cm 沟壑越障能力,可适应露地种植转场与作业全场景。
该机器人摒弃传统人工与化学除草的弊端,兼具绿色环保、高效节能与高通用性优势,可显著降低种植用工成本,减少农药污染,为叶菜类作物机械化除草提供可推广的技术范式。