轮式田间自主作业移动平台设计

这款轮式移动作业平台的设计初衷，是解决丘陵与平原零散地块中，人工巡检、轻量作业重复劳动强度大、作业精度受人为因素影响波动明显的痛点，适配露天农田、设施大棚等多类农业生产场景，可搭载不同作业末端完成墒情监测、作物长势采集、小范围精准施药、田间物料转运等不同类型的农事任务，填补了大型农机无法覆盖的小地块、窄垄距作业场景的设备空白。

底盘结构设计阶段优先考虑田间非铺装路面的通行需求，选用无内胎的全地形轮胎搭配大扭矩无刷直流电机作为驱动单元，四轮独立的悬挂适配结构可在起伏度不超过120mm的崎岖土面保持车身水平，避免顶部搭载的感知设备因车身倾斜出现数据采集偏差。车身框架采用40x40规格的工业铝型材搭建，模块化的型材连接结构无需复杂焊接工艺，后期维护时可快速更换受损的框架杆件，同时型材表面的T型槽可灵活加装不同的安装支架，适配不同作业模块的固定需求，不需要额外在框架上打孔破坏原有结构强度。

平台顶部采用大尺寸平板结构作为设备安装基准面，预留了多组标准化安装孔位，可根据作业需求固定太阳能补能板、感知组件支架、作业载物台等不同附件，平板与下部车身之间设置了密封隔层，避免田间作业时泥水、露水渗入车身内部损坏电路元件。车身上部竖立的两组安装杆分别对应不同的感知设备安装位，较高的杆体用于安装GPS接收天线，保证田间环境下的信号接收稳定性，稍低的杆体用于固定激光雷达，安装高度刚好避开作物冠层遮挡，可实现360度范围内的障碍物检测，识别田埂、土块、作业人员等不同类型的障碍，配合车身侧部安装的视觉摄像头，可完成自主路径规划、作物行识别跟随、障碍物主动避障等导航功能，不需要人工遥控即可按照预设路径完成田间巡航作业。

动力系统选用24V锂离子电池组作为供能单元，电池仓采用抽拉式结构设计，可在田间快速更换满电电池延长作业时长，电池仓周边设置了缓冲减震结构，避免颠簸路面行驶时电池受冲击出现连接松动。车身侧部预留了标准化的供电与通讯接口，可给搭载的作业模块提供稳定电力输出与数据传输通道，不需要额外为搭载设备配置独立电源。驱动系统的控制单元集成在车身内部的密封舱内，可根据不同的土壤附着条件调整四轮的动力输出，避免在泥泞地块出现轮胎打滑空转的情况，保证行驶轨迹的精度满足农事作业的要求。

从安装边界来看，该平台整体宽度控制在常见作物垄距的适配范围内，可在600mm以上宽度的作物垄间顺利通行，不会碾压两侧作物；车身高度可根据不同作物的生长高度调整感知组件的安装位置，适配苗期到成株期的不同作业阶段需求。平台整体自重控制在合理区间，不会对松软土壤造成过度压实，避免影响作物根系生长。在实际作业场景中，该平台可替代人工完成长距离的田间重复巡检任务，将采集的作物生长、土壤墒情数据实时回传后台，也可搭载轻量作业末端完成定点的农事操作，相比人工巡检作业效率提升4倍以上，作业数据的一致性也远高于人工采集的结果。

结构设计阶段充分考虑了田间作业的维护便利性，所有外露的连接件均采用防锈材质，车身外壳采用耐冲击的工程塑料材质，可抵御田间常见的枝条剐蹭、泥水飞溅，日常维护仅需要定期检查轮胎磨损情况、清理感知镜头表面的浮尘即可，不需要复杂的保养流程。模块化的设计思路让该平台可根据不同的作业需求快速切换功能模块，不需要对底盘结构做大幅改动，大幅降低了不同农事场景下的设备投入成本。