农业机器人移动平台的研究现状范文

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摘要：农业机器人在农业信息化和智能化中占据着重要的地位，改善了农民的耕作条件，提高了农业耕种效率，推动着行业的不断发展。移动平台是农业机器人的基本结构，常使用轮式、履带式、轮履式等，每种机构都有优缺点和合适的应用范围。在现有技术的基础上，通过改进机械结构，选择合适的传感器和控制算法，将会提高机器人的表现能力，增强对自然环境的适应能力，有利于农业机器人的应用和普及。

关键词：农业机器人；移动平台；研究现状；发展趋势

1农业机器人移动平台研究现状

移动平台是机器人在运动过程中最基本的结构，农业工作的特点决定了机器人的结构，一般的农业机器人是在移动中完成耕种作业，机器人的移动也不是简单的从起点到终点的运动，而是要遍及整个田地表面。农业机器人根据工作环境可以分为两大类：一种是在面积很大的田间进行工作；另一种是在温室进行工作。常用的农业机器人移动平台有轮式、履带式、轮履式等[1]。

1.1轮式移动机构轮式移动机构

目前使用较为广泛，这类机器人适合在狭小的空间里进行工作，常用的机构包括由主动轮与万向轮组成的三轮式移动机构和四轮驱动的四轮式移动机构。这两种结构都不能进行任意方向的变化，降低了机器人的灵活性，在此基础上研制出的全向轮移动平台的车轮，可以通过霍尔码盘的反馈实现位移和转向的精确控制，实现在一个平面上自由运动，全方位移动机构具有自身的独特性，也为农业机器人移动平台指出了一个探索方向。

1.2履带式移动机构

与轮式机构相比，履带式结构具有接触面积大、依附地面能力强的特点，可以减少对土壤的破坏，并且对地面适应性较强，可以在地形比较复杂的环境上进行农耕作业。但是它转向很不灵活，在运动过程中受空间的限制，目前在进行葡萄采摘任务使用的是这种结构的机器人，它结构简单并且易于操作。

1.3轮履式移动结构

轮履式移动机构结合了轮式移动机构和履带式移动机构的优点，采用轮和履带混合使用的结构，能够满足不同地形的使用。这种移动平台也逐渐成为现代移动机器人发展的趋势，这种机器人体型很小，但是载重能力不强，目前农业方面应用还很少。

1.4双足移动机构制

造出可以用双腿进行行走的机器人结构，一直是人类追求的目标。这种机器人对地面环境的适应能力和躲避障碍物的能力很强，在农业采摘过程中空间很狭小，利用双足机器人能够解决这一问题。但是这种机器人研究的难度是相当大的，这种机器人在走动时需要保持重心平衡，需要根据机械参数建立运动学和动力学模型[2]。我国对这种机器人做了大量的研究，并取得了一定的成果。但是这种机器人还处在试验的阶段，还存在着很多的问题需要解决。随着科学技术的不断发展，人形机器人将会不断地发展起来，并能够得到广泛的应用。

2农业机器人移动平台趋势

浅析机器人的机械机构在一定程度上决定了机器人在运行过程中的灵活性和实用性，在实现机器人各种功能的前提下，机械结构的设计还要保障机器人在行走过程中保持平衡，遇到障碍物时灵活地进行处理[3]。轮式机器人可以承载很大的重量，并且它移动速度很快，能量消耗少，对这种机器人操作也很简单，运行过程中也很稳定。这种机器人也在逐渐改进和发展，它的稳定程度与路面的状况有很大的联系。为了增强它运行过程中的稳定性，我国要加大对全方位结构和多轮结构的机器人进行研究，同时运用先进的技术将出现的问题进行改进。履带结构的机器人与地面接触的面积大，所以对地面的压力相对较小，但是这种机器人结构比较复杂，重量也很大，导致它在运行过程中惯性也会很大，这种现象会造成各种部件损坏，水田地区可以利用这种机器人进行耕种。步行结构的机器人大都处在试验的阶段，科研人员也正在逐渐改进这种机器人存在的衡问题，并将这种机器人进行完善，将这种机器人应用到农业生产过程中还需要进一步的努力发展。制约农业机器人普及的因素：首先是制造成本较高，农业机器人只能够针对作物生长的某一阶段，使用率低；其次是智能化程度不够，不足以满足复杂多变环境中的工作需求。因此需要在改进机械结构的基础上，在传感器、软件及控制算法等方面进行改进，通过摄像头进行标志物、作物等进行识别，通过激光雷达进行工作环境建模和自主导航，提高机器人的智能化程度。还可以结合云平台，将机器人工作中的数据、采集作物的数据上传到云平台，便于使用者进行远程监控和管理。

3结束语

随着现代化农业的不断发展，在农业生产过程中引入机器人，不仅能够大大降低劳动成本，还能够提高农业生产效率，研究人员需要根据我国的实际情况，不断研发出适合在农田间作业的机器人。在研发过程中我国也要加强技术创新，结合实际需求，解决研发过程中的难题，不断地推动我国农业生产的发展。

参考文献：

[1]张英旭.农业机器人移动平台数据采集系统及伺服控制系统的研制[D].天津:河北工业大学,2016.

[2]闫树兵,姬长英.农业机器人移动平台的研究现状与发展趋势[J].拖拉机与农用运输车,2017(5):13-15.

[3]张鹏.基于多信息融合的轮式农业机器人导航研究[D].南京:南京农业大学,2010.

作者：倪银堂；陈贵江；张超 单位：南京工程学院自动化学院