作品展示

喷雾机器人包括上部喷雾执行系统和下部通用底盘行走装置，上下两部分通过侧面卡扣的方式相连接。上部喷雾执行系统主要包括自动对靶喷药装置、供水调压装置以及MCGS终端控制装置，主要由喷杆、喷头、移动滑台、激光距离传感器、卧式水桶、水泵、中部驱动滑台、控制台以及上部支撑架构成。底部通用底盘行走装置由底盘行走车架与多个环境感知传感器组成，主要由中部电机、前后支撑万向轮、车架、超声波传感器、扫码模块、陀螺仪传感器、防撞条以及车架构成。上部分喷雾执行系统用于检测植株高度，自动调节喷头与植株之间的距离进行分段式喷药；下部分通用底盘用于在温室内路轨切换，自动换行转场，防撞报警，实现在温室内自动导航。

（1）设计了一种自动对靶喷雾装置。通过拟合作物高度与叶片伸出距离生长模型，设计了基于激光传感器的平移、分段式喷药结构，实现了对不同高度、不同生长期的植株分段式对靶喷药，提高药液利用率。 （2）提出了一种温室内基于二维码的多传感器定位方案，设计了定位辅助模块与轨上矫正装置，提高了喷雾机器人上轨、在轨以及下轨的精度。通过轨上角度矫正装置进一步缩小了喷雾机器人在轨道上的摆动角度，提高了轨上、下轨的精准度。

针对连栋温室的喷药作业需求，确定连栋温室喷雾机器人的主要技术参数及设计方案，提出了移动底盘与喷雾装置分离式喷雾机器人总体设计方案和“路轨结合”的作业方式。采用模块化设计方案，采用三维模型设计软件对关键功能部件进行设计并优化，然后进行控制系统的设计与分析，设计各模块的控制算法。进行样机的制作和性能测试，验证机器的基本功能实现。为减少农药的浪费，提高药液的利用率，同时满足对不同植株不同高度的植株喷药，设计的喷雾机器人可自动调节喷药的高度以及控制喷头喷药量，达到精准喷药的目的。为实现在温室内自动喷药，提高喷雾机器人轨道定位精度，设计的植保机器人可在路面与轨道之间自由切换，具备自动修正当前行进角度，实时提供当前喷药轨道编号等功能。

喷雾机器人的设计满足连栋温室环境建设的工艺需求，可实现路面和轨道两种行走方式，大大提高了温室转场的便捷性。相较于其他人工或喷雾机械，机器能够实现自动导航功能，自动化技术集成度高，节省了一定的人力劳动成本；机器人的喷洒高度和喷洒距离可自由调节，灵活度高；喷雾机器人喷雾均匀且喷雾范围广;通过喷雾均匀性试验确定了样机的喷雾均匀性，符合预期要求。