基于VFH+的自走式景观割草机设计与性能试验

来源：中国农机化学报杂志2026年第5期北京时间：

作者：刘娟, 李陈, 丁洁瑾, 黄煜民

单位：（1. 浙江同济科技职业学院机电工程学院，杭州市，310014； 2. 浙江省农业科学院，杭州市，310021；3. 温州商学院信息工程学院，浙江温州，325000）

摘要：针对城市园林草坪高效修剪与景观造型的智能化需求，设计一种基于矢量场直方图算法(VFH+)的自走式景观割草机。应用Adams和Workbench软件对切割结构进行设计及模态分析，采用Design—Expert软件以割草机的行驶速度、刀盘转速、割幅高度进行试验设计，建立回归模型并进行参数优化与验证，在Matlab中搭建避障仿真试验环境模型。整机性能试验表明，实际割茬高度调节范围为40~110 mm，实际割茬幅度调节范围为350~550 mm；模态分析结果表明，刀盘组对应的共振频率为34 Hz、41 Hz和58 Hz，刀盘转速避开以上频率范围不会发生共振现象。作业性能试验结果表明，行驶速度为5 km/h、刀盘转速为3 000 r/min、割茬高度为70 mm时，割茬稳定率达到92.5%，割幅利用率为99.3%，漏割损失率为0.3%，满足割草作业基本要求。避障性能试验结果表明：基于VFH+的避障控制算法的割草机实际避障通过率为100%，避障性能满足作业使用要求，具有良好的通过性。

关键词：割草机,自走式,避障功能,参数优化,割茬幅面调节

基金资助：浙江省教育厅高校访问工程师校企合作项目(FG2024373)；浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划项目(2021C02SA403851)；浙江省中华职业教育科研项目(ZJCV2025A16)