植物工厂立体栽培系统多功能作业平台优化与试验

来源：农业工程学报杂志2022年第1期北京时间：

作者：于畅畅,高振铭,徐丽明,王庆杰,牛丛,曹鑫鹏,

摘要：植物工厂中多采用立体栽培架进行育苗与栽培，立体栽培架上的栽培床搬运是其中重要一环。目前，栽培床多为人工搬运，存在劳动强度大、自动化水平低等问题。针对此问题，该研究研制了一种多功能作业平台，可实现自主循迹、定位和栽培床的自动搬运和输送。根据栽培床质量和立体栽培架高度要求，设计了升降机构，并确定了关键参数；研究了栽培床自动对接和自动输送机构，实现了栽培床的自动装卸；确定了基于RFID（Radio Frequency Identification）传感器的定位系统方案。采用STM32单片机作为自动控制系统的主控制器，自动控制系统主要包括导航系统、定位系统、通信系统、行走系统、升降系统、自动对接系统和自动输送系统等部分，并基于Android平台设计了人机交互界面，通过设置相应指令实时监控多功能作业平台的运动状态和作业参数。为评价多功能作业平台作业效果，以升降机构高度范围、前后定位偏差、高度定位偏差和平台与立体栽培架对接成功率为试验指标，进行了性能试验。试验结果表明，多功能作业平台升降高度范围为833～2 460 mm，前后定位偏差小于9 mm，高度定位偏差小于5 mm，对接成功率不小于96%，满足作业要求。该研究为进一步提高植物工厂立体栽培自动化水平提供了参考。

关键词：种植, 自动化, 植物工厂, 立体栽培, 多功能作业平台, RFID自动定位, 自动对接