（一） 项目简介

空陆智联农保平台是目前农业机器人领域的研究热点，是一个融合了先进科技与传统农业的新兴项目。空陆智联农保平台结合了陆地与空中的智能设备，具有结构简单、重构性好、定位精度高、工作空间大、造价低、功耗低和承载大等优点。基于前期研究基础，本项目旨在设计一种整合陆地与空中的智能平台，实现农保平台的智能化、高效化与精准化。探析其运行和承载特性，建立其自动化稳定控制策略并研发其控制系统，同时开展工程应用和成果转化研究，服务区域产业创新发展。

（二） 研究目的

当前农业植保平台面临诸多挑战与机遇。随着人口增长，资源短缺和生态环境压力的不断增大，农业生产对高效、环保的植保技术需求日益迫切。随着无人机、机器人、传感器、人工智能等技术的不断突破，为农业植保领域的创新提供了有力支撑。本项目以空陆智联农保平台为研究对象，探析其运动学和动力学特性以及载荷承载性能，并据此优化其机械结构并研发自动控制系统，实现对农作物的全方位、高效、精准的保护，降低生产成本，减少对环境的污染，推动农业的可持续发展。此外，积极开展空陆智联农保平台的工业应用和产业化研究，实现机械化替人、自动化减人，减少人员和物力投入，缩短作业周期，服务区域产业创新发展。

（1）提升植保作业效率：通过使用智能无人机、智能地面机器人等多智能体设备，实现植保作业的自动化和智能化，减少人力投入，提高作业效率。

（2）提高植保作业质量：智能体平台可以精确控制农药、化肥等植保产品的使用量和喷洒范围，避免过量使用导致的浪费和环境污染，同时确保作物得到均匀、有效的保护。

（3）实现精准农业管理：通过多智能体系统的协同作业，可以实时收集农田环境、作物生长等数据，为精准农业管理提供数据支持。农民可以根据这些数据制定更加科学、合理的种植方案，提高作物产量和品质。

（三） 研究内容

1．液压多功能执行机械臂

（1）基于现代设计方法和计算机辅助技术，开展液压多功能机械臂机械结构设计及优化；

（2）基于现代传感器及控制技术，通过设置不同的末端执行装置来实现不同的作业方式，通过连杆机构和伸缩机构，使末端执行器更加灵活。

2．复杂地形路径全局规划

（1）结合专业知识及计算机、人工智能等技术，通过构建图模型或网络模型，利用图论或网路流理论来寻找最优路径。研究其运动学、动力学和承载性能，探析其速度、加速度以及运行过程载荷的变化规律等；

（2）基于现代控制技术和仿真模拟技术，开展空陆智联农保平台整体控制系统性能研究，分析影响控制性能的重要因素并优化其控制系统，提出其自动化稳定控制策略。

3．一体式田间作业控制系统 

（1）基于多种传感器、控制器和执行器，可以实时监测和记录田间环境参数。系统可以自动调整灌溉、施肥、喷药等作业参数，可与无人机、智能农机等设备配合使用，实现农业生产管理的自动化、智能化和精准化。

（2）通过智能传感器网络和深度学习卷积神经网络可实现对杂草等障碍物的精准识别，实现对农作物的实时监控，并实时反馈到控制终端。

4．能源供应装置

（1）太阳能追光装置：通过光线传感器和驱动装置实时监测太阳位置，配备微处理器和电子系统实时计算太阳的高度角和方位角，具有高度的自适应性和灵敏性。（2）锂电：通过优化生产工艺、提高生产设备的精度和效率，改进电池的形状、尺寸和内部布局，提高电池的能量密度和散热性能。

5．旋耕一体化种植系统

通过动力源驱动刀片在土壤中旋转，进而切碎土壤和农作物残渣，为播种创造了良好的条件，随后轮式播种机进行播种，将种子精准播撒在土壤中，显著提高作业效率和质量，降低生产成本。