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《农业工程学报》2026年第42卷第2期刊载了南京农业大学等单位施印炎、徐浪涛、汪小旵、黄薛凯、王磊、郑恩来、王博炜、袁明华与沈成的论文——“割台前置式果园除草机器人设计与试验”。该研究由国家重点研发计划项目（项目号：2023YFD2000305-04；2023YFD2000304）等资助。
引文信息：施印炎，徐浪涛，汪小旵，等. 割台前置式果园除草机器人设计与试验[J]. 农业工程学报，2026，42(2)：81-93.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202503133
研究目的与方法：
针对果园化学除草破坏土壤生态系统、影响果树健康与果品质量，长期使用易使杂草产生抗药性，严重制约果园可持续发展的问题，该研究提出一种适用于果园机械除草的割台前置式果园除草机器人。结合果园作业环境与割草作业要求，设计了增程式混合动力驱动系统、履带行走系统、除草电机过载保护系统等。通过运动学和动力学分析，对割刀参数进行优化以提升作业效率与稳定性。利用虚拟样机技术与 EDEM 离散元法，构建基于Bonding V2粘结颗粒模型的杂草、土壤、刀具的多相耦合仿真模型。运用 Design Expert 软件设计了三因素三水平正交试验，结合响应面优化分析，探究不同刀片排列方式、割刀转速及刀轴高度及其交互作用对漏割率的影响，建立漏割率回归模型。
结果与结论：
仿真结果显示，当刀片采用双螺旋排列，转速为 2286.246 r/min，割刀轴高度为 189.823 mm时，除草效果最优，预测漏割率仅为 4.154%。
进行田间试验对设计的有效性与仿真优化结果进行验证，在圆整优化参数组合下，机器人实际除草漏割率为 4.77%，与仿真预测值接近；割茬高度稳定性系数大于 90%，割幅利用系数均值高于 90%。
割台前置式果园除草机器人采用Y型甩刀切割方式，对土壤扰动小，能有效保护表层结构；具备除草电机智能过载保护功能，有效降低除草电机因过载发生故障的概率；履带底盘适应复杂地形，增程系统续航能力达8～12 h，在作业性能和除草效率上表现优异，可为解决果园化学除草难题提供高效环保的机械化方案，可为果园除草装备的进一步优化与应用提供理论支撑。
本文由丨《农业工程学报》编辑部丨精编发布
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