新型模块化农业机器人设计分析与冗余协同控制
来源：机械工程学报杂志2024年第23期北京时间：
作者：潘宇真, 魏佳炜, KHAN Rezwan Al Islam, 陈雄, 王洪波, 商慧亮
单位：1. 复旦大学工程与应用技术研究院 上海 200082;2. 复旦大学信息科学与工程学院 上海 200082
摘要：提出了基于模块化理论的多场景农业机器人，可应用于农业大棚、户外场景等。通过搭载不同的模块化农机设备，实现多种作物的监测、授粉、药物喷洒、采摘等任务，实现了农场自主运行，降低了人工成本。该农业机器人采用悬挂减震系统、独立转向驱动结构和双地形轨道轮设计，可以适应室内平地、轨道、室外农田等多种场景，实现多种运动模态和工作场景的自主切换。针对高精度的底盘机械臂协同运动控制，建立对应的运动学和动力学模型，并根据样机参数分析其控制精度。针对需要遍历目标任务点的工作，提出新型的冗余协同控制策略。试验结果表明，农业机器人样机各项参数均满足工作要求，冗余协同控制策略相比传统的间歇式的效率最多可以提升30%，动力学上的误差也得到数值验证，从数学模型和仿真角度量化了样机参数、遍历效率、控制精度等因素的影响，为进一步的改进和优化提供了指导。试验结果支持机器人在农业场景的设计和实际应用，为农业生产提供高效、精确的解决方案。
关键词：模块化农业机器人,多用途机械臂,多场景自主切换,冗余协同控制；
基金资助：上海市科技兴农项目基金资助项目(2022-02-08-00-12-F01128)。
