农业机械学报

作者：李天华，董广胜，姚玉康，张观山，王德伦，施国英

单位：山东农业大学,山东农业大学,山东农业大学,山东农业大学,泰安市质量技术检验检测研究院,山东农业大学,

关键词：连栋温室;喷雾机器人;扫码定位;分段喷雾;变距喷雾

基金：山东省重大科技创新工程项目（2022CXGC020708、2019JZZY020620）和山东省蔬菜产业技术体系项目（SDAIT-05-11）

针对国内连栋温室缺乏植保喷雾机、机械走直定位与换轨转向精度低等问题，设计了一种连栋温室分段变距喷雾机器人，在实现无人化喷药的同时提高作业精度。为满足连栋温室机械作业路轨结合、精准切换的要求，提出一种通用型移动底盘，并确定其关键设计参数；为减少底盘上下轨时的偏移量，设计轨上矫正装置，通过分析计算及试验验证，确定其安装余量为4mm；针对底盘对轨误差大的问题，提出一种二维码融合陀螺仪及光电传感器双向垂直寻迹的路面关键点定位与转向控制方法。设计分段变距喷雾装置，提出一种丝杆滑台驱动的喷杆变距方案，分析校验其驱动参数以满足工作要求；基于滚针轴承设计喷杆辅助防抖装置，减小因喷杆剧烈抖动带来的滑台与喷杆损伤。开发底盘运动及分段变距喷雾控制系统，实现喷雾机器人在连栋温室内的全程自动化作业。最后，对样机进行底盘性能与喷雾效果试验。底盘作业时直线行走与对轨误差平均值分别为4.8、5.8mm，满足控制精度要求；避障距离为34cm，满足安全性要求；防抖装置的安装使喷杆行进方向的抖动量从-1°~1.3°降低到±0.4°内，喷头方向的抖动量从±0.5°降低到±0.3°内，防抖效果显著；分段变距喷雾作业后，盛果期番茄叶片正面雾滴沉积量为1.76μL/cm2，反面沉积量为0.2μL/cm2，雾滴体积中径在100~180μm之间，满足作业要求。

来源：2024年第2期

《农业机械学报》期刊编辑部

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