四轮驱动全地形机器人移动底盘设计

来源：中国农机化学报杂志2026年第1期北京时间：

作者：杨秀芳, 吴忠林, 姑丽排日•胡达拜迪, 赵大旭, Farman Ali Chandio

单位：1. 扬州工业职业技术学院，江苏扬州，225127； 2. 江苏省汽车轻量化工程技术研究开发中心，江苏扬州，225127； 3. 克孜勒苏职业技术学院，新疆阿图什，845350； 4. 浙江农林大学，杭州市，311300； 5. Sindh Agricultural University, Tandojam,70060

摘要：针对农业机器人在复杂作业环境(如田间垄沟、碎石路面等)中运动稳定性不足与负载平台姿态波动显著的技术难点，设计并优化一种基于摇臂式悬挂与曲柄滑块机构协同作用的四轮驱动移动底盘方案。通过建立底盘关键机构的运动学与静力学模型，系统分析并量化前车架长度(LF=200mm)、悬挂系数(k1=0.9)及滑块位置系数(k2=0.5)等核心参数对底盘越障性能的影响规律。在此基础上，采用RecurDyn软件开展减速带型障碍环境下的运动仿真，并结合物理样机试验，全面验证该设计的合理性与工程有效性。结果表明：经优化后的底盘结构可稳定跨越高度达90mm的标准减速带型障碍，同时将负载平台俯仰角波动幅度有效控制在±5°以内。在直线行走性能测试中，5m行进距离内的轨迹偏差≤50mm，并成功实现原地转向功能(即理论转向半径约为0mm)。该创新设计通过摇臂悬挂与曲柄滑块机构的协同优化，显著提升农业机器人在复杂非结构化地形下的适应性与运动稳定性(包括抗侧倾能力和减震性能)，为农业机器人移动底盘的工程化应用与推广提供重要的理论依据和技术支撑。

关键词：移动底盘,地形适应性,参数优化,差速转向,静力学分析

基金资助：浙江省重点研发项目(2019C02003)；江苏省青蓝工程优秀骨干教师项目（2022年）