农业机械化是现代农业发展的重要标志，它极大地提高了农业生产效率和作物产出，降低了劳动强度。随着全球人口的持续增加，粮食需求不断攀升，传统的农业生产方式已无法满足市场的需求^[1]。然而，农业机械化在不断发

展的同时，也面临着更加精细化、环境友好化的挑战。在这样的大背景下，针对特定作物，开发专用的除草松土机械显得尤为必要。韭菜作为一种广受欢迎的蔬菜，其种植面积逐年增加，韭菜具有多次采割的特点，生长周期短，耐割耐采，因此在一年中可以提供多次的产出。但韭菜的种植管理也有其独特性，尤其是在除草和松土方面。化学除草剂虽然能够快速有效地控制杂草，但长期使用会给土壤和环境造成负面影响，同时也会对人体健康构成潜在威胁。机械除草提供了一种更为环保的选择，减少了化学除草剂的使用^[3]，有利于保护生态环境和维护食品安全。韭菜在北方很多家庭种植，韭菜属于百合科多年生宿根蔬菜，适应性强，抗寒耐热。在北方冬季地上部分虽然枯死，地下部进入休眠，但春天表土解冻后萌发生长。韭菜在北方个体农户家中作为经济作物种植时，要时刻注意韭菜的生长状况和韭菜的病虫害以及韭菜的施肥和水分的保持，在这其中，韭菜松土和行间除草是最关键的。本项目研究重点有两方面内容。其一是针对韭菜菜叶较脆弱和韭菜地较潮湿的特点，设计一种适用于韭菜地的松土机器人模型，这种机器人的工作部件可以根据不同韭菜地的不同种植密度做出更换和调整。韭菜根系较浅，易受机械化作业伤害，且韭菜周围的杂草会与其竞争养分和水分，影响韭菜的生长和产量。在做到既不伤害韭菜菜叶的同时，又能将韭菜菜地中的小杂草做到清除从而提高韭菜产量。其二是将这种机器人实现了自动化，极大程度的提高了工作效率。随着社会的发展和人口的老龄化，越来越少的劳动力愿意从事农业生产，特别是体力劳动密集的除草作业^[2]。因此，开发一种能够高效完成韭菜地垄除草和松土工作的机械，对于降低生产成本、提高生产效率，以及减轻农民的劳动强度具有重要意义。即使是一个人也可以轻松操作，并完成用传统农具费很多力气、很多时间才能完成的工作。该项目是基于在人工收割韭菜后导致韭菜地被踩踏，破坏了韭菜地原有的土地结构，导致韭菜根部因为缺氧坏死，及韭菜地中杂草对经济作物的影响问题的研究。该项目通过设计并制造一种针对韭菜地的自动化机器人解决以上这两种关键问题。