棚室机器人通用作业平台的研究与应用

来源 :黑龙江八一农垦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhao330300096
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在设施农业创新发展的推动下,我国温室种植业进入了高速发展时期,种植面积位列世界前茅,但是用于大棚作业的农业机械装备发展却相对缓慢。因此,研制适用于温室的多功能棚室机器人通用作业平台具有重要的现实意义。本研究基于大棚生产管理的客观环境与具体要求,提出了集除草,旋耕和喷药等诸多生产功能于一体的棚室机器人设计方案,满足棚室内生产管理需要,并对其进行了初步的控制系统设计和试验。(1)本文首先进行了棚室机器人试验平台的总体设计。通过了解国内外棚室机器人通用作业平台的研究现状和棚室内工作的需求提出了棚室机器人作业平台的总体结构设计方案。该作业平台采用四轮独立驱动、车轮正反转转向的行走机构和超声波循迹自动行走的方式,使用漫反射光电开关进行障碍物的检测,根据反馈结果判断运动情况。(2)以PLC为核心完成控制系统的设计开发工作。从具体功能需求出发,对主控芯片类型、型号进行选择,选定相应的传感器、驱动器等配套元件;具体开展行走控制电路、除草铲控制电路,避障系统电路以及超声波检测电路的设计和制作。(3)基于硬件设计结果,对控制器相关软件程序进行设计开发以实现具体的控制功能。基于控制功能实现需求,分别完成行走控制模块、除草铲控制模块、避障模块和超声波传感器循迹控制模块,每个功能模块可以实现相应的设计功能。(4)在软、硬件子系统完成的基础上,完成了对棚室机器人平台的试验,试验包括自主行走和自主工作。根据试验结果表明,本文所设计开发的机器人设备能够有效满足棚室内的生产管理需求,功能实现情况同预期目标基本一致。系统结构相对紧凑,控制实现策略也相对简单,具有使用便利、性能可靠等特点,在积极满足使用需求的同时也为今后农业机器人设计研发工作提供科学参考。
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