智能化耕整无人作业技术与装备

成果介绍

科技计划：国家级：省部级：江苏省

成果形式：新技术、新工艺、新产品

合作方式：技术转让、技术开发、技术服务、人才培养、共建载体

参与活动： 2023年高校院所走进镇江产学研合作对接活动第二届江苏产学研合作对接大会 2023年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动

专利情况：未申请专利

成果简介

综合介绍

智能化耕整无人作业技术与装备成果包含无人驾驶电动微耕机、无人驾驶智能电动拖拉机、磁导航AGV多功能工作平台，研发的各无人化作业装备具有结构简便、零排放、作业灵活、智能化程度高、劳动强度低等优点，现已形成耕整无人化作业体系，为无人农场建设提供了技术与装备支撑，为加快推进农业农村现代化，实现现代农业新模式奠定了坚实基础。

创新要点

本成果创新点如下： 1.无人驾驶电动微耕机方面：（1）引用改进IGG Ⅲ权函数优化扩展自适应卡尔曼滤波，据此提出了改进抗差自适应扩展卡尔曼滤波算法。（2）提出并创新研发了适用电动履带底盘的传动装置，大幅增加微耕机行走旋耕扭矩，同时采用差速器差速转向原理提高了微耕机机动灵活性。（3）设计了一种自激振动的土壤切削装置。使切削装置达到最佳的土壤切削效果，并能获得最好的减阻降耗效果。（4）研发电动微耕机的旋耕传动系统，实现速度挡位的调节与旋耕过程中的无级控制，提高旋耕精度与旋耕质量。技术指标：相比现有的小功率动力底盘，安全智能、操作舒适性高等优点。降低工人劳动强度与劳动参与度，综合效率是小型动力底盘的3倍，使用成本为传统燃油动力底盘的20%。 2.无人驾驶智能电动拖拉机方面：（1）采用双电机驱动技术，采用此技术后电动拖拉机在加速性能、牵引力、一次充电作业时间等方面得到了较大提升。（2）采用了位置-滑转率电控液压悬挂控制策略，采用此技术后不仅能够改善拖拉机的牵引效率，还可以提高农具的耕深均匀性。（3）将全局路径规划技术和实时路径跟随技术相结合，两者的结合能够使拖拉机在行驶过程中的精准度大幅度提高。（4）自动转向控制系统采用模糊控制器对PID参数进行整定，提高转向系统的瞬态响应能力以及抗干扰能力。技术指标：拖拉机整车最高车速≥10km/h；整车续荷时间≥2小时，续荷时间试验方法符合国家电动拖拉机行业标准；导航精度偏差≤2.5cm；拖拉机电源电池输出标定功率≥18kW，整车具有良好的经济性。

技术指标

其他说明

已有成果如下：在耕整地无人化作业装备方面，已完成无人驾驶电动微耕机、无人驾驶电动拖拉机、磁导航AGV多功能工作平台的研发与试制，试验证明这3种装备均具有较好的效果。在耕整地无人化作业能耗分析方面，已发表SCI/EI论文4篇，授权发明专利2件，软件著作权3件，还有多件专利在实审中。  肖茂华,汪开鑫,杨望,王伟臣,江丰.基于东方蝼蛄爪趾的仿生旋耕刀设计与试验[J].农业机械学报，2021，52（02）：55-63.  肖茂华,钮约,汪开鑫,朱烨均,周俊博,马如清.自激振动旋耕刀设计与减扭降耗性能分析[J].农业机械学报,2022.  Zhang G, Zhang Z, Xiao M(肖茂华), Bartos P, Bohata. Soil-cutting simulation and parameter optimization of rotary blade’s three-axis resistances by response surface method[J].Computers and Electronics in Agriculture, 2019,164:1049 02. (SCI检索，JCR1区，中科院TOP期刊)  Lin, Y., Chen, Q., Xiao, M(肖茂华). et al.Design and test of a positioning system for a greenhouse electric micro-tiller based on ultra-wideband[J]. Mechanical Sciences, 13(1), 225-237.  肖茂华,汪开鑫,周俊博,等. 一种基于自激振动的土壤切削装置[P]. 发明专利：ZL202111342019.0,2022-09-09.  王鸿翔,肖茂华,张山华. 一种设施农业用履带式智能电动多功能作业机[P]. 发明专利：ZL202210606973.4,2023-02-21.  软著：基于北斗导航的温室多功能智能电动耕整机操控系统V1.0  软著：微耕机作业姿态识别远程监测预警系统V1.0  软著：一种电动耕整机耕深自适应控制系统V1.0

完成人信息

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