一、开发背景

传统割草机采用机械传动，其主要缺点是机械传动部件比较复杂，并且容易出现磨损和出现故障。传统割草机动力来自于汽油发动机或牵引设备，其产生的高分贝噪声、尾气和振动等问题，严重影响操作人员及周围居民的身心健康。随着环保要求的进一步提高，未来对汽油类割草机的排放要求更高，因此以电机为动力的割草机在未来将进一步占据更大的市场空间。当前割草设备技术比较落后，属于上世纪 90 年代的技术。据有关统计数据，割草设备技术落后于现有汽车、车床、电子设备等产业 20 年左右， 所以非常迫切需要能够代替传统割草设备的出现。传统割草机需要人工在工作状态过程中，根据状态、速度、位置等进行实时操控。从安全性方面考虑，割草设备存在高速回转刀具，人员操控存在一定的风险和安全隐患。显然，在目前重视绿色环保和劳动力缺乏的情况下，传统割草机急需升级换代。

二、结构说明

智能履带式纯电动变高割草机采用轮式可伸缩被动变幅，轮式可升降刀盘，履带式多角调度调节的结构设计。

如图 1 所示，两组避障割草装置对称设置在底盘行走装置的两侧；底盘行走装置包括前桥、后桥、车架、行走轮和行走动力机构；底部割草装置包括机架和主割草机构；避障割草装置包括铰接在车架中部的摆臂、设置在摆臂末端的副割草机构、自适应伸缩机构以及驱动机构，自适应伸缩机构包括设置在摆臂末端的滑孔、与滑孔滑动配合的伸缩件以及分别设置在伸缩件两侧的自适应弹簧；自适应弹簧一端作用于摆臂，另一端作用于伸缩件，副割草机构转动连接在伸缩件上。该割草机适应性高，灵活性强，能够自动避让两侧的果树，割除树干周围以及前后两棵果树之间的杂草，除草范围大。

三、功能与使用说明

针对标准化种植果园、密植果园、山地丘陵等的地形复杂、人力短缺、割草方式陈旧落后问题，开展了基于 PixHawk 开源软硬件的履带式全电动智能割草机器人的研究。得出履带式全电智能割草机应具备以下功能特点：

（1）自主行走。根据作业区域，自动生成作业路径并实现自主行走；

（2）自适应地形。履带式行走机构，可最大程度适应复杂地形，具备良好的通过性与爬坡性能；

（3）精准割草。独立双轴旋转式割草机构使能够实现高效、精准和低漏割率；

（4）全电驱动。降低割草机作业过程中的噪音，并提升农业领域绿色能源使用率；

（5）割刀升降。根据不同场景需求，精准控制留草高度；

（6）其他辅助功能。包括人机交互、终端显示、急停开关、电量显示等功能。

根据以上需求、核心功能、适用场景和相关资料，确定履带式全电割草机的基础参数如下表 1 所示。