田间除草机器人机械结构设计与分析

来源：中国农机化学报杂志2025年第7期北京时间：

作者：段宗科, , 黄玉巧, , 李晓康, , 吕凤玉, , 古伟, , 丁立利,

单位：（1. 甘肃省机械科学研究院有限责任公司，兰州市，730030； 2. 甘肃金科峰农业装备工程有限责任公司，兰州市，730070； 3. 甘肃省先进设计与制造技术工程实验室，兰州市，730030）

摘要：针对传统的喷洒除草剂及小型微耕机除草设备落后的问题，设计一款田间除草机器人。该机器人由移动底盘、除草机构、动力系统、运动控制系统、导航与路径规划系统和图像识别系统组成。首先，采用理论计算与三维参数化建模方法设计移动底盘，结构为左、右轮距和纵向高度可调节、龙门跨骑式四轮独立驱动转向线控底盘。其次，采用运动轨迹理论计算与分析方法设计除草机构，结构为S形行间与月牙铲式苗间除草刀相结合、配电动推杆升降与横向滑轨调节机构。最后，进行场地试验和田间试验。结果表明：在转运坡度不超过15°、种植坡度不超过5°的田间，除草机器人以0.3 m/s的速度前进，月牙铲以1.3 r/s的转速、3 cm的深度旋切除草时，伤苗率不超过5%、除草率不低于95%、工作效率不低于0.2 hm2/h，为稀植低矮的经济作物田间管理提供参考。

关键词：田间除草机器人,移动底盘,独立转向,月牙铲,S形行间刀,低矮稀植

基金资助：甘肃省科技重大专项（23ZDNA004）