农业田间作业自动驾驶轮式机器人原型

　　这款轮式无人作业平台的设计初衷，是针对小地块经济作物种植场景下的轻量化作业需求，填补大型农机无法进入窄垄、大棚作业的市场空白。整机采用四轮独立驱动布局，搭配大颗粒深花纹越野轮胎，胎面花纹深度经过反复校核，既能够在湿润黏重的耕作土壤上提供足够抓地力，避免泥泞地块打滑陷车，又不会在硬质铺装路面行驶时产生过大的滚动阻力，适配田间转场与村内道路通行的双重需求。

　　从结构设计逻辑来看，整机采用上下分层的模块化布局，下层为行走驱动与悬架安装层，车架主体采用高强度铝合金型材拼接，在保证结构刚度的前提下尽可能降低整机自重，减少对耕作层土壤的压实，避免影响作物根系发育。悬架部分采用短行程独立减震结构，能够适配田间15cm以内的地面起伏，保证顶部感知元件在行驶过程中的姿态稳定，避免颠簸造成的感知数据失真。上层为感知与计算单元安装层，顶部预留了多类传感器的通用安装位，可根据实际作业需求更换激光雷达、视觉相机、多光谱传感器等不同感知元件，无需对主体车架进行二次打孔改造，降低后续功能拓展的改造成本。

　　设备的实际用途覆盖多种田间轻量作业场景，可搭载小型除草执行机构完成苗间物理除草作业，替代人工进入高温高湿的大棚环境作业，降低种植户的劳动强度；也可挂载小型喷雾模块完成精准施药作业，通过感知单元识别作物与杂草的分布位置，实现变量施药，减少农药的无效喷洒；还可搭载土壤检测模块，在田间自主行走过程中完成不同点位的土壤墒情、肥力数据采集，为种植决策提供数据支撑。

　　在外形尺寸与安装边界的设计上，整机宽度控制在80cm以内，能够适配多数经济作物种植的60-90cm垄距要求，不会在行走过程中刮蹭作物枝叶；整机高度控制在60cm左右，重心位置经过配平计算，在20度以内的坡地作业时不会发生侧翻，适配丘陵地区小块坡耕地的作业需求。车身侧面预留了标准化的挂载接口，接口位置距离地面高度经过统一校核，可快速匹配不同厂商生产的标准化作业属具，无需额外设计转接结构。

　　行走系统的动力匹配上，每个车轮搭配独立的驱动单元，可实现左右轮差速转向，最小转弯半径控制在0.5m以内，能够在地块端头灵活转向，不需要预留过大的掉头空地，提升小地块的作业覆盖率。车身前部预留了防撞触边的安装位置，当触边接触到障碍物时可立即切断动力输出，避免作业过程中碰撞到田间的石块、支架或者误入作业区域的人员，提升设备的作业安全性。车身的电气线路全部采用内藏式走线设计，所有接线接口都做了防水密封处理，能够应对田间作业时的泥水飞溅、短时降雨等恶劣工况，减少线路故障导致的停机问题。

　　从设计验证的角度来看，该原型结构已经完成了多轮地面通过性测试，针对不同土壤硬度、不同坡度的作业场景都做了对应的结构优化，轮胎与地面的接触压强经过测算，不会对常规耕作层造成超过2cm的压实深度，不影响后续作物的根系下扎。感知单元的安装支架采用可调节高度设计，可根据不同作物的生长高度调整传感器的离地距离，保证在作物不同生长周期都能获取准确的环境感知数据。