作品展示

现阶段，机械除草技术作为一项环境友好型的除草技术，逐渐成为替代化学除草的主要途径之一，但除草率低、除草杂草易复生、伤苗率高等问题成为限制机械除草技术大规模推广的关键。 为此，本作品创新多重机械扰动协同除草技术，在实现高除草率（除草率≥80%）的同时有效抑制杂草复生。同时创新精准对行和纠偏控制技术，提高了水田复杂环境下的路径控制精度、鲁棒性和适应性，解决因除草部件滞后性偏摆造成伤苗率提升的问题，实现低伤除草（伤苗率≤4%）。 该作品通过江苏省农业机械试验鉴定站的权威鉴定；授权发明专利1件，实用新型专利2项，申请发明专利3项，发表论文1篇；被《科技日报》、《现代快报》、学习强国、《扬州日报》等媒体广泛报道。

（1）创新“翻-拔-压”多重机械扰动协同除草技术，通过交错楔形耙齿式除草轮，配合往复运动的梳齿式拔草铲、压草铲，实现高效除草（除草率≥80%），抑制杂草复生。 （2）创新基于纯追踪-串级PID控制的路径跟踪控制方法，提高水田复杂环境下的路径控制精度、鲁棒性和适应性。 （3）创新基于机器视觉的对行纠偏控制技术，解决因除草部件滞后性偏摆造成伤苗率提升的问题，实现低伤除草（伤苗率≤4%）。

1）多重机械扰动协同除草技术：水田环境下，单一的机械干扰方式无法有效破坏杂草生长环境，易致杂草复生，而多次的机械干扰作用虽可提高除草效果但也增加了成本，故本作品提出多重机械扰动协同作用的新思路，通过除草轮、拔草铲和压草铲的联合作业实现对杂草的多重机械扰动作用，在实现高除草率的同时有效抑制杂草复生。 （2）精准对行控制技术：水田的复杂环境会导致路径跟踪控制过程存在较多扰动，市面上现有农机自动驾驶系统一般只能实现旱田作业环境下的高精度路径跟踪控制，故本作品创新基于纯追踪-串级PID控制的路径跟踪控制方法，提高水田复杂环境下的路径控制精度、鲁棒性和适应性，降低伤苗率； （3）基于机器视觉的对行纠偏控制技术：考虑到除草部件相对于牵引农机的滞后性偏摆会造成伤苗率的提升，故本作品在优化路径跟踪控制方法的基础上创新基于机器视觉的对行纠偏控制方法，配合平行四杆纠偏机构，进一步降低机械除草过程对秧苗的损伤。

本作品主要应用于水稻播栽后的行间除草作业，适用于机插和旱直播水稻种植区。通过创新多重机械扰动协同作用除草技术，配合精准对行控制及纠偏技术，可实现高效、低伤除草，同时有效抑制杂草复生。通过机械除草技术的应用可减免化学除草剂的使用，可缓解农田面源污染，符合国家对于推进农业绿色可持续发展的战略需要，此外，机械除草技术的应用在一定程度上可提升大米品质。因此，本作品具备广阔的应用前景。