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四轮电驱动水田除草机器人运动建模与路径跟踪控制
1
作者 肖扬帆 李彦明 +2 位作者 刘子翔 贡亮 刘成良 《农机化研究》 北大核心 2026年第2期165-172,182,共9页
目前,我国水稻生产正在实现全程机械化、智能化,而除草机械和除草机器人的缺乏却成为其短板。为此,基于水田环境的特点,设计了一种四轮独立电驱动高地隙水田除草机器人。针对机器人特殊的前轮差速转向方式控制问题,建立了运动学模型,根... 目前,我国水稻生产正在实现全程机械化、智能化,而除草机械和除草机器人的缺乏却成为其短板。为此,基于水田环境的特点,设计了一种四轮独立电驱动高地隙水田除草机器人。针对机器人特殊的前轮差速转向方式控制问题,建立了运动学模型,根据模型提出了一种四轮独立驱动差速转向控制器,从而实现高地隙除草机器人的四轮独立驱动转向控制。针对高地隙水田除草机器人在路径跟踪过程中的精度和稳定性要求,提出了一种基于超螺旋趋近律的快速终端滑模控制算法,降低了滑模控制算法的抖振,缩短了路径跟踪收敛时间。基于李雅普诺夫判据检验了算法闭环系统的稳定性。使用MatLab/Simulink建立了除草机器人运动学仿真模型,将两种控制器结合进行系统仿真,结果表明:在初始横向偏差为-0.5 m时,调节时间约为3.5 s,且无超调。实际作业试验结果表明:采用此算法进行作业时,横向绝对偏差的平均值为0.0282 m,均方差为0.0334 m,能有效提高自主导航控制系统的稳定性和快速性。 展开更多
关键词 水田 除草机器人 路径跟踪 四轮独立驱动控制 超螺旋滑模控制
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丘陵山区柑橘果园自动避障除草机设计与试验
2
作者 董继伟 曹中华 +3 位作者 李亚丽 潘良 许宁 湛小梅 《农机化研究》 北大核心 2026年第3期17-24,33,共9页
针对现有丘陵果园避障除草机适应性差、作业损伤率高和农机农艺融合度低的问题,结合丘陵山区标准化柑橘园种植农艺与土地整治标准,设计了一种单边自动避障作业除草机。通过对除草机各部件工作状态进行分析,确定了避障感应机构、切割器... 针对现有丘陵果园避障除草机适应性差、作业损伤率高和农机农艺融合度低的问题,结合丘陵山区标准化柑橘园种植农艺与土地整治标准,设计了一种单边自动避障作业除草机。通过对除草机各部件工作状态进行分析,确定了避障感应机构、切割器和避障执行机构等关键部件的结构形式和参数。其中,伺服电推杆最大行程为50 mm,最大运动速度为50 mm/s,切割器最低转速为1 445 r/min。以机具前进速度、伺服电推杆运动速度、横向避障间距为试验因素,以果树损伤率为避障效果评价指标,设计并开展组合试验,利用Design-Expert 13软件建立果树损伤率回归模型和开展方差分析,并优化组合参数,结果表明:当机具前进速度为0.26 m/s、伺服电推杆运动速度为49.27 mm/s、横向避障间距为617.74 mm时,避障效果最佳,果树损伤率为1.97%。在最优组合下开展田间验证试验,得到实际果树损伤率为3%,与软件分析结果基本一致。该研究可为丘陵山区标准化果园株间除草机具的研究提供参考。 展开更多
关键词 除草机 株间除草 自动避障 损伤率 回归模型 标准化果园
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基于改进TSO_DWA算法的割草机局部避障
3
作者 徐正桓 张业鹏 杨光友 《农机化研究》 北大核心 2026年第4期214-224,共11页
针对传统动态窗口法(DWA)在密集障碍物区域和直线移动障碍物区域存在难以选取最优路径和生成路径不平滑等问题,提出了一种基于改进金枪鱼算法(TSO)觅食行为的DWA优化方法,以实现割草机的局部路径避障。首先,用Fuch无限折叠混沌法初始化... 针对传统动态窗口法(DWA)在密集障碍物区域和直线移动障碍物区域存在难以选取最优路径和生成路径不平滑等问题,提出了一种基于改进金枪鱼算法(TSO)觅食行为的DWA优化方法,以实现割草机的局部路径避障。首先,用Fuch无限折叠混沌法初始化金枪鱼群初始位置,来提升算法寻求最优解的搜索效率,其遍历性可有效避免传统随机初始化陷入局部最优的问题;其次,利用学习率ρ调节DWA算法权重系数的更新步长,强化路径寻优能力,并增加扰动项r和扰动系数σ,提高寻求最优权重系数的速度,减小航向角权重系数在复杂环境中占比不变导致路径不平滑的影响;最后,用改进后的评价函数对选取路径进行评价计算得分,对比迭代次数和评价得分,从而确定最优轨迹。仿真试验和草地试验表明:在仿真环境中,TSO_DWA算法在密集障碍物区域和直线移动障碍物区域能规划出更平滑、合理的运动路径;在草地和行人场景中,割草机具备自主导航能力,且定位误差与最大跟踪误差均小于等于0.16 m,满足实际需求。 展开更多
关键词 割草机 局部避障 改进TSO_DWA算法 轨迹优化
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果园除草机结构优化与设计
4
作者 高成龙 吴立平 徐锡林 《南方农机》 2026年第2期47-50,共4页
针对我国果园除草作业中人工投入大、作业效率低以及现有机械设备价格高、适应性不足等问题,文章结合西北黄土高原果园地形复杂、株行距变化大的作业特点,设计了一款具有智能避障功能的果园除草机。该设备采用旋转式切割除草方式,以提... 针对我国果园除草作业中人工投入大、作业效率低以及现有机械设备价格高、适应性不足等问题,文章结合西北黄土高原果园地形复杂、株行距变化大的作业特点,设计了一款具有智能避障功能的果园除草机。该设备采用旋转式切割除草方式,以提高除草效率;行走系统采用四轮独立驱动结构,以增强在坡地及不平整地形条件下的通过性与稳定性;避障系统选用电动推杆作为执行机构,实现对果树的主动避让,降低误伤风险。控制系统以PLC为核心,集成距离传感器、位置传感器等元件,实现行走、转向与避障的协调控制。利用SolidWorks软件对整机进行三维建模与虚拟装配,并开展运动学分析,验证了结构设计的合理性。研究结果表明,该果园除草机结构紧凑、运行稳定,能够有效提升果园除草作业的机械化与智能化水平,对降低劳动强度、提高果园管理效率具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 果园除草机 结构设计 旋转式切割 智能避障 电动推杆
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指轮式玉米株间除草装置的设计与仿真 被引量：1
5
作者 杜雅刚 阚立民 +2 位作者 吴显斌 房欣 隋新 《中国农机装备》 2025年第1期1-6,共6页
针对玉米田间杂草需求,设计一种新型的指轮式玉米株间除草装置。该装置由除草盘与除草指组件构成,能对株间杂草及土壤进行同步剪切和翻耕,搭配行间除草铲刀协同完成玉米除草作业,确保了作业的高效性。仿真试验结果表明,当除草机前进速... 针对玉米田间杂草需求,设计一种新型的指轮式玉米株间除草装置。该装置由除草盘与除草指组件构成,能对株间杂草及土壤进行同步剪切和翻耕,搭配行间除草铲刀协同完成玉米除草作业,确保了作业的高效性。仿真试验结果表明,当除草机前进速度范围为0.9—2.1m/s,除草轮指数为12—20个,除草指轮入土角度为55—75°时,除草效果最好。 展开更多
关键词 玉米 株间除草装置 松土除草 仿真分析
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一款智能除草机的设计及验证 被引量：1
6
作者 李恒菊 肖梦雪 +2 位作者 黄楚峰 胡志成 尹创 《南方农机》 2025年第19期31-35,共5页
【目的】解决人工除草效率低、行间株间除草难的问题。【方法】针对湖北黄冈地区茄子栽培模式,设计了一款能同时进行行间和株间除草的智能除草机。该智能除草机主要由电源驱动部分、链传动机构、行间除草机构、株间除草机构、电子控制... 【目的】解决人工除草效率低、行间株间除草难的问题。【方法】针对湖北黄冈地区茄子栽培模式,设计了一款能同时进行行间和株间除草的智能除草机。该智能除草机主要由电源驱动部分、链传动机构、行间除草机构、株间除草机构、电子控制部分等组成,分析了各组成部分的结构设计和工作原理,生产制作了样机,并于2024年4月15日至22日在黄冈市团风县湖北华煜贝嘉生态农业园进行了茄子田间除草试验,以验证其性能和自动避障效果。【结果】田间试验行间除草率为93.5%,株间除草率为93.3%,误伤率为0.70%,满足设计的性能要求。【结论】该智能除草机具有良好的应用前景和推广价值,可为其他农业机械的设计提供参考和借鉴,助推我国农业绿色健康发展。 展开更多
关键词 智能除草 行间除草 株间除草
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玉米行间除草机关键部件优化设计与试验 被引量：6
7
作者 齐浩凯 赵建国 +4 位作者 刘宸 左郑 马志凯 赵西哲 郝建军 《河北农业大学学报》 北大核心 2025年第1期127-135,共9页
针对现有玉米行间除草装置存在除草率低、易伤苗、功耗大等问题,优化设计了一种玉米行间除草机,通过理论分析确定了影响作业性能的除草刀主要结构参数以及各参数的取值范围。基于离散元EDEM软件进行了仿真试验,运用Box-Benhnken法对仿... 针对现有玉米行间除草装置存在除草率低、易伤苗、功耗大等问题,优化设计了一种玉米行间除草机,通过理论分析确定了影响作业性能的除草刀主要结构参数以及各参数的取值范围。基于离散元EDEM软件进行了仿真试验,运用Box-Benhnken法对仿真试验进行设计,并通过响应面分析和回归分析对仿真结果进行优化分析得出折弯角、正切刃切削长度、切土角对土壤扰动率和作业功耗的影响,仿真试验结果表明除草刀最优参数组合为折弯角为103°,正切刃切削长度为60 mm,切土角为11°;在最优组合下,其土壤扰动率为92.64%,作业功耗为248.26 W。田间试验表明,在最优结构参数组合下,该装置平均除草率和平均伤苗率分别为90.85%和2.36%,作业性能稳定,能满足玉米机械除草作业农艺和技术要求。 展开更多
关键词 玉米 行间除草 除草刀 离散元法
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水田行株间同步高效除草装置的设计与试验 被引量：1
8
作者 吴康豪 徐豪聪 +3 位作者 陈东顺 纪科辉 孙良 俞高红 《农机化研究》 北大核心 2025年第7期72-79,共8页
为减少化学除草产生的环境问题和提高机械除草装置的除草率,设计了一种可以同步高效去除行间与株间杂草的后置式机械除草装置。该装置利用平行四边形四点悬挂在插秧机底盘上,通过减速箱分别传递动力给行株间除草部件。除草装置的行间部... 为减少化学除草产生的环境问题和提高机械除草装置的除草率,设计了一种可以同步高效去除行间与株间杂草的后置式机械除草装置。该装置利用平行四边形四点悬挂在插秧机底盘上,通过减速箱分别传递动力给行株间除草部件。除草装置的行间部件通过主动旋转将杂草掩埋或将杂草茎根部切割并带出土壤;株间除草部件通过弹齿辐条向内自转将杂草挑出或打出土壤进入行间被行间刀具切割。利用土壤的力学特性和水田植物的根系差异特性,建立了行株间关键部件的模型,通过运动学软件分析其运动轨迹和对水田的作业覆盖率,同时利用有限元软件分析其入土所受阻力与对土壤的破坏情况,确定了行间除草部件的刀齿结构为曲面刀片,旋转半径为160 mm,刀铲总数为6,齿宽为40 mm;株间部件的工作旋转半径为95 mm,高度为190 mm,刀盘中心距为219 mm。田间试验结果表明,该除草装置可以充分搅动土壤,且平均除草率为85.26%,平均伤苗率为4.48%,试验结果达到预期效果,符合农艺要求。 展开更多
关键词 水田 行间除草部件 株间除草部件 运动学仿真 有限元仿真
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基于视觉识别对靶喷雾机器人设计与试验 被引量：3
9
作者 樊雪南 胡军 +1 位作者 刘昶希 石航 《农机使用与维修》 2025年第1期10-14,共5页
针对传统大面积无差别喷洒农药会对环境造成污染、易产生农药残留危害健康的问题,设计了一种基于视觉识别对靶喷雾机器人,解决大豆田常规施药除草造成的农药浪费问题。通过树莓派、CMOS相机搭配舵机实现采集处理图像,并将其搭载至橡胶... 针对传统大面积无差别喷洒农药会对环境造成污染、易产生农药残留危害健康的问题,设计了一种基于视觉识别对靶喷雾机器人,解决大豆田常规施药除草造成的农药浪费问题。通过树莓派、CMOS相机搭配舵机实现采集处理图像,并将其搭载至橡胶轮式移动平台实现对靶喷雾机器人的设计。对靶喷雾机器人采用侧向施药方式,利用VP110-015喷嘴搭配12 V水泵实现精准喷施,经验证,视觉摄像头在距离目标1.1 m处采集320×240图片(.jpg格式)符合处理需求,延时导通继电器阻值为10000Ω可满足精准喷施要求,除草机器人单次喷雾量为0.002 L,单次喷雾覆盖三维空间0.004 m^(3)。当前进速度为0.10 m/s时,识别率达到90%以上,使用视觉识别系统精准判断施药对象,对靶喷施稗草可以减少73.34%的药液施用量。研究结果对减少农药使用量,提高对靶率,实现农业可持续发展具有重要意义。 展开更多
关键词 对靶喷雾机器人 视觉识别 对靶喷雾 树莓派
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果园机械除草发展分析及前景展望 被引量：2
10
作者 王真真 彭强吉 +2 位作者 康建明 王小瑜 陈英凯 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第7期190-197,共8页
除草是果树管理中的重要环节,及时有效清除杂草有利于减少果园病虫害感染,提高果树产量与果品质量,增加果园经济收益。机械除草具有低能、安全、高效、绿色环保等特点,是当前研究热点及果树管理方向。从悬挂牵引式、自走履带式、智能式... 除草是果树管理中的重要环节,及时有效清除杂草有利于减少果园病虫害感染,提高果树产量与果品质量,增加果园经济收益。机械除草具有低能、安全、高效、绿色环保等特点,是当前研究热点及果树管理方向。从悬挂牵引式、自走履带式、智能式等方面对国内外除草机研究现状进行梳理和总结,阐述果园除草装备切割装置、仿形装置等关键部件的研究进展及导航、避障等关键技术的创新突破。我国果园机械除草装备存在农机农艺融合性差、研发制造水平较低、智能机械化程度低、高新技术应用不足等问题。指出农机农艺融合技术发展是助推智能除草装备应用升级、提升果园管理水平的重要力量,明确我国智能除草机器人正在进入快速发展期,也是我国迅速跟进国际领先技术的关键时机,为我国果园除草机械技术创新、性能提升与装备研发等方面提供建议。 展开更多
关键词 果园 机械除草 除草装备 农机农艺融合 智能化
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AI加持下的智能除草视觉导航方法研究及实现
11
作者 张克盛 王云德 +1 位作者 王雷 刘孜文 《农机使用与维修》 2025年第8期70-73,共4页
传统的农业耕作方式,尤其是除草作业,已难以满足现代农业对高效、低成本和可持续发展的需求。本文结合了计算机视觉、深度学习和路径规划技术,提出一种基于人工智能(AI)加持的智能除草视觉导航方法,利用摄像头捕捉农田图像,通过图像处... 传统的农业耕作方式,尤其是除草作业,已难以满足现代农业对高效、低成本和可持续发展的需求。本文结合了计算机视觉、深度学习和路径规划技术,提出一种基于人工智能(AI)加持的智能除草视觉导航方法,利用摄像头捕捉农田图像,通过图像处理和目标检测算法识别杂草与作物的差异,进而精准定位杂草的位置。基于识别结果,算法能够计算出最优除草路径,在不同环境下的识别准确率达到96%,机器人能够在每小时完成约200 m~2的除草任务,系统的避障成功率达到98%。在实际试验中,机器人能够成功避开作物、石块、路面起伏,同时能够根据实时反馈动态调整路径,在复杂地形下高效导航。研究结果可为智能农业领域的除草技术提供新的思路和解决方案,为推动农业智能化、精细化管理提供技术支持。 展开更多
关键词 智能除草 计算机视觉 深度学习 路径规划 农业机器人
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基于YOLOX—Nano的稻田空心莲子草目标检测方法研究 被引量：1
12
作者 梁松 李华锋 +3 位作者 邓向武 谢新雪 李岳鑫 刘星晨 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第7期173-180,共8页
稻田空心莲子草为稻田外来入侵恶性杂草,在秧苗封行前与水稻幼苗共同竞争水、肥、光和生长空间等资源,进而影响水稻产量。目前主要采用化学喷施除草剂对草害进行防治,如果在稻田无差别地喷施化学除草剂,不仅污染环境,还对稻田秧苗产生... 稻田空心莲子草为稻田外来入侵恶性杂草,在秧苗封行前与水稻幼苗共同竞争水、肥、光和生长空间等资源,进而影响水稻产量。目前主要采用化学喷施除草剂对草害进行防治,如果在稻田无差别地喷施化学除草剂,不仅污染环境,还对稻田秧苗产生一定的药害。随着深度学习的快速发展,根据稻田杂草的区域位置进行除草剂精准喷施已成为可能。YOLO系列具有高效推理能力及快速迭代的特点,系列版本体积小,方便嵌入手机或其他终端产品。以秧苗未封行前稻田中的恶性杂草空心莲子草为研究对象,针对YOLOX一阶段目标检测模型系列,YOLOX—Nano虽然在YOLOX系列中性能不是最优,但是其在YOLOX几个版本中体积最小,方便嵌入手机或其他终端产品,最终选择YOLOX系列中的YOLOX—Nano模型。同时构建YOLOv3、YOLOv4—tiny、YOLOv5—s、SSD和YOLOX—Nano等空心莲子草目标检测模型,并进行性能实验对比。结果表明,基于YOLOX—Nano的空心莲子草目标检测模型中召回率Recall、mAP、F 1值都高于YOLOv3、YOLOv4—tiny、SSD和YOLOv5—s模型,分别达到97.14%、96.72%和93%。针对秧苗和空心莲子草之间不同程度的轻微遮挡和部分严重遮挡图像,基于YOLOX—Nano的空心莲子草目标检测模型检测效果好于YOLOv3、YOLOv4—tiny、SSD和YOLOv5—s。 展开更多
关键词 空心莲子草 稻田 目标检测 除草 YOLOX—Nano
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山核桃林地无人驾驶履带式割草机设计与试验
13
作者 李旭 曹成茂 +3 位作者 吴慢玉 陈传涛 刘建国 孙燕 《安徽农业大学学报》 2025年第5期956-966,共11页
【目的】针对丘陵山区山核桃林地中因碎石散布、灌木丛生导致的除草困难、效率低下等问题,本研究设计了一款无人驾驶履带式割草机,该割草机集成了行走驱动电机、控制箱、汽油机、发电机、驱动轮、橡胶履带、支重轮、张紧装置、导向轮、... 【目的】针对丘陵山区山核桃林地中因碎石散布、灌木丛生导致的除草困难、效率低下等问题,本研究设计了一款无人驾驶履带式割草机,该割草机集成了行走驱动电机、控制箱、汽油机、发电机、驱动轮、橡胶履带、支重轮、张紧装置、导向轮、电动推杆、升降平台等关键部件,并进行了试验验证。【方法】为提升割草机的避障能力,本试验在割草机底部装备了高精度转速传感器,实时监测割草刀转速,以精准判断刀片是否触及障碍物。一旦传感器检测到转速下降超过预设阈值,该信号即被传递至Arduino控制器,控制器随即向电机驱动器发出指令,调整电动推杆动作,使割草平台上升,从而有效避开石块等障碍物。【结果】利用EDEM(discrete element method)软件建立离散元仿真模型,通过单因素试验对割草刀具进行仿真分析,结果表明前进速度、割草刀转速与割草刀高度是影响割草机性能的关键因素。利用Design-Expert 11对割草机开展三因素三水平田间割草正交试验,结果表明,割草机最优参数组合为前进速度0.88 m·s^(-1)、割草刀转速57.17 r·s^(-1)、割草刀高度0.075 m,经田间试验验证,其平均漏割率为1.45%,满足丘陵山区割草作业要求。【结论】该研究可为丘陵山区割草作业以及割草刀关键参数优化提供参考。 展开更多
关键词 丘陵山区 割草机 山核桃林 转速传感器 EDEM仿真
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基于机器学习的辣椒苗期除草机设计与试验
14
作者 陈传涛 曹成茂 +3 位作者 吴慢玉 李旭 叶倩倩 孙燕 《安徽农业大学学报》 2025年第3期565-576,共12页
【目的】辣椒植株在苗期易受草害影响,而人工除草效率低、成本高,且喷洒除草剂易对土壤和水源造成污染。为了减少辣椒田间除草作业的人力投入和农药使用,本研究设计了一款精准避苗除草机,用于靶向清除杂草。【方法】该除草机采用YOLOv8... 【目的】辣椒植株在苗期易受草害影响,而人工除草效率低、成本高,且喷洒除草剂易对土壤和水源造成污染。为了减少辣椒田间除草作业的人力投入和农药使用,本研究设计了一款精准避苗除草机,用于靶向清除杂草。【方法】该除草机采用YOLOv8网络模型进行辣椒植株检测,通过将辣椒苗之外的绿色区域标记为杂草,结合超绿特征分割算法和大津法阈值提取技术得到杂草坐标位置。除草机采用刚性机械爪设计,其铲齿结构可增加入土切力,由直流电机驱动,静态夹持力可达16 kg。为降低机械臂移动时对辣椒苗造成的损伤,根据辣椒苗形态学特征,使用粒子群-贝塞尔算法生成最优避苗精准除草运动路径。杂草被识别定位后,并联机械臂可移动到杂草位置上方,使机械爪插入土壤将杂草连根拔除,完成一次除草动作。【结果】作物检测结果表明,辣椒苗检测精度和召回率分别为87.8%和77.3%,平均识别准确率达到83.6%。除草试验表明,除草机精准避苗夹除杂草的成功率为86%,机械臂末端执行器与辣椒苗碰撞率为6.7%,对单株杂草进行除草作业的平均耗时为4 s。【结论】本试验结果表明该除草机具有有效性和可靠性,可为作物靶向除草技术提供参考。 展开更多
关键词 辣椒 YOLOv8 避苗路径 精准除草 并联机械臂
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农田除草装备远程监控系统的设计开发 被引量：4
15
作者 俞昕 《南方农机》 2025年第1期61-65,共5页
【目的】传统的农田除草设备大多依赖人力手动管理,除草作业过程无法实现数据交互及远程信息化管理,导致除草作业效率低下,除草设备故障频发,无法实现对除草装备的智能化和远程运维管理,因此研发融合现代智能传感检测和远程控制技术的... 【目的】传统的农田除草设备大多依赖人力手动管理,除草作业过程无法实现数据交互及远程信息化管理,导致除草作业效率低下,除草设备故障频发,无法实现对除草装备的智能化和远程运维管理,因此研发融合现代智能传感检测和远程控制技术的农用机械装备具有重要现实意义。【方法】面向传统农田除草装备开发了远程监控系统,采用数据感知层、智能装备层、网络通信层、终端交互层及数据交互与管理应用层的五层体系架构方案实现了对除草装备的远程信息化监控与运维;基于嵌入式系统开发了除草装备的控制系统,构建了面向除草机设备的SCADA系统,同时给出了远程监控系统的架构方案和功能方案,通过实际开发的UI交互界面完成了除草机设备的远程监控和信息化运维管理。【结果】设计的农田除草装备远程监控系统已经逐步面向传统除草机、智能除草机开展中试测试,该系统的应用可延长农田除草装备的服役寿命,提高农田除草效率,有助于实现农机装备的智能化管理。【结论】本研究对传统除草装备实现远程信息化运维管理、智能化改造升级以及实现无人化农机作业管理都具有一定借鉴和指导意义,有助于进一步提升现代农机装备的智能化管理水平。 展开更多
关键词 除草机 数据传感采集 远程监控 嵌入式控制系统
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一种新型农用除草装置的设计研究
16
作者 匡俊威 冯星如 +1 位作者 吴迪 王玲 《数字农业与智能农机》 2025年第11期36-38,共3页
田间杂草作为制约作物产量的关键因素,其防除工作日益重要。农业除草设备普遍采用切割后收集的方式,但该方法存在明显局限:杂草根部残留于土壤,未能实现彻底清除;割除的杂草无法在现场得到有效处理,仍需人工进行后续清理。因此设计出一... 田间杂草作为制约作物产量的关键因素,其防除工作日益重要。农业除草设备普遍采用切割后收集的方式,但该方法存在明显局限:杂草根部残留于土壤,未能实现彻底清除;割除的杂草无法在现场得到有效处理,仍需人工进行后续清理。因此设计出一种新型农用除草装置,将旋转锄草刀挖掘的杂草经传送带送至灭草斗,同步完成高温灭活与振动防堵,最终将枯萎杂草就地投放和处理,实现了自动化除草。 展开更多
关键词 新型农用除草装置 自动化 高温灭活 就地处理
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基于智能传感器下锄草机器人实时杂草识别与路径优化 被引量：1
17
作者 林星烨 《农机使用与维修》 2025年第7期26-29,共4页
针对传统农业杂草管理困难的问题,该文通过分析现有锄草机器人在杂草识别和路径规划方面的局限性,提出一种结合图像识别技术与智能传感器的实时杂草识别方法,通过集成视觉传感器和环境传感器,实现对杂草的高精度识别,克服了现有技术在... 针对传统农业杂草管理困难的问题,该文通过分析现有锄草机器人在杂草识别和路径规划方面的局限性,提出一种结合图像识别技术与智能传感器的实时杂草识别方法,通过集成视觉传感器和环境传感器,实现对杂草的高精度识别,克服了现有技术在复杂环境下识别准确性不足的缺点。同时,结合智能算法,优化了路径规划过程,确保机器人在杂草清除过程中能够高效、精确地避开作物并覆盖全部杂草区域,旨在为锄草机器人在实际农业应用中提供理论参考,进一步推动农业智能化设备的发展。 展开更多
关键词 锄草机器人 智能传感器 实时杂草识别 路径优化 图像识别
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基于PLC的除草机控制系统与实现
18
作者 杨静波 《农业机械》 2025年第7期147-150,共4页
本文对基于PLC的除草机控制系统及其实现方式进行深入分析,详细论述系统的组成、功能以及实现方式,研究PLC控制主轴起停正反转、实时监测电压电流环境以及智能算法优化除草策略等。提出以PLC控制单元为核心,结合传感器模块、执行机构、... 本文对基于PLC的除草机控制系统及其实现方式进行深入分析,详细论述系统的组成、功能以及实现方式,研究PLC控制主轴起停正反转、实时监测电压电流环境以及智能算法优化除草策略等。提出以PLC控制单元为核心,结合传感器模块、执行机构、人机界面(HMI)及电源模块的集成控制方法。该系统能够实现除草作业的自动化、智能化监测以及故障预警,达到提高除草效率、降低能耗、保护生态环境的效果,能够解决传统除草机操作复杂、效率低下的问题。 展开更多
关键词 PLC 除草机 控制系统
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面向大规模农田作业的除草机器人路径规划算法
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作者 高颖 祁媚 +1 位作者 王敏 徐卫明 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第11期178-187,共10页
随着农业自动化需求的增长,除草机器人在精准农业中扮演着越来越重要的角色。在大规模农田中同时调度多台除草机器人完成除草任务是一个具有挑战性的问题。为解决这一问题,将除草机器人的路径规划表示为一个复杂的车辆路由问题,并将其... 随着农业自动化需求的增长,除草机器人在精准农业中扮演着越来越重要的角色。在大规模农田中同时调度多台除草机器人完成除草任务是一个具有挑战性的问题。为解决这一问题,将除草机器人的路径规划表示为一个复杂的车辆路由问题,并将其建模为混合整数线性规划(MILP)模型。基于MILP模型的图表示,提出一种基于学习的大邻域搜索方法。将模仿学习和图卷积网络相结合来学习破坏算子以自动选择变量,并采用CPLEX求解器作为修复算子来重新优化所选变量。基于随机模拟场景的试验结果表明,所提出的方法可以同时处理100个除草任务点,相比于CPLEX、大邻域搜索和Transformer,除草路径长度分别缩短2.6%、9.3%和5.0%。同时,在真实作业环境中均保持稳定的性能优势。 展开更多
关键词 除草机器人 路径规划 大邻域搜索 图神经网络 深度学习 智慧农业
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田间除草机器人机械结构设计与分析
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作者 段宗科 黄玉巧 +3 位作者 李晓康 吕凤玉 古伟 丁立利 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第7期21-27,42,共8页
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... 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 hm 2/h,为稀植低矮的经济作物田间管理提供参考。 展开更多
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
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