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作者:李光;车刚;万霖;赵乃辰;郭宗峻;
单位:黑龙江八一农垦大学工程学院;黑龙江省智能农机装备重点实验室;
摘要:针对东北地区有机大豆苗期除草次数多、人工除草成本高、大型拖拉机反复进入田间作业造成压实土壤等问题,设计了一款垄作有机大豆田间除草机器人底盘,可搭载不同除草部件进行除草作业。首先,对东北地区有机大豆种植和除草农艺要求进行研究,确定了底盘的基本结构和参数。对底盘进行受力分析,确定其所需的最大驱动力为2 304.5 N,选择3 kW直流无刷电机作为驱动电机。然后,基于阿克曼原理设计了转向机构并对其进行分析,得到转向机构所需最大扭矩为28.2 N·m,选择4.5 N·m步进电机搭配减速器进行转向。接着,通过RecurDyn软件对底盘进行仿真分析,得到底盘最小转向半径为2 847 mm,横向滑移角为30.6°,纵向滑移角为35.8°。对底盘越障性能进行分析,当越障高度在150~250 mm之间时,底盘正常翻越障碍物,且驱动轮所需扭矩小于驱动电机额定扭矩,具有良好的越障性能。最后,进行田间试验,底盘的最小转向半径约为2 859 mm,最大作业速度为0.98 m/s,直线行驶偏移率为0.84%,具有良好的作业性能,为后续除草机器人的搭建奠定基础。
关键词:有机大豆;;除草机器人;;底盘;;稳定性
基金资助:黑龙江省自然科学基金项目(LH2023E105)