功能作用介绍：

　　中国农业大学是一所以农为主的综合性大学。在农学、工学、水利、动物科学、食品科学等学科的专业教学过程中，引入了大量现代农业生产的实际案例，包括各种先进仪器、自动化设备的原理、应用等内容，并开设了农田、果园、养殖场和食品加工厂等环境下的生产、应用与原理分析等相关的教学实验。

　　在开展教学实验过程中，需要使用相应的仪器设备，如：农田信息采样、作物数据采〓集、果实自动采摘、动物监测、饲料投喂等，经常遇到工作区域比较狭窄、路面不平、环境复杂的情况，实验用的仪器设备重量较大，依靠人工搬运到实验地有较大的难度;而且在实验操作过程中，需要对仪器设备的位置〓进行调整，使之保持水平基准或者一个固定的相对角度/位置。一般使用过程中都是采用小型拖拉机搬运，占地大、装卸运输成本高，存在安全隐患;仪器设备位置的人工校准，工作▲强度大、水平也不稳定，造成实验数据错位，校正困难，影响到结果与分析结论的正确性;一些为科研设计的移动平台，针对性强，结构固定，适应性差，难以满足多种实验条件的需求。

　　针对上述教学实验过程中的实际问题，研制的地形自适应与仪器自平衡四驱试验车系列，标准↑车身尺寸：长1300cm，宽920mm，高900mm，车身质量(含电池与平衡器》)46kg，设计负载75kg，速度：0.5-3.5km/h，位置平衡机构最大调节角度23°。依据转向结构差异分为3个车型。其中UGV-01型采用扭腰机构，通过电动推杆改变前后车身的相对位置，即调节前后车轮的夹角实现转〒向，车体转向过程平稳，适应低速实验要求;UGV-02型采用平行四边形拉杆机构，通过一个直线电机驱动四连杆机构，带动调节转向轮的安装轴，调节行进方向，该车型转向控制简单，位置较精卐确，响应速╱度快，适合在较大空间的实验环境使用;UGV-03型采用全向四轮机构，通过步进电机带动蜗轮蜗杆减速机构直接调节各轮的角度，实现任意角度的运动方向精确控制，适用于温〒室大棚的实验环境。全系列试验车车体结构与连接方式设计创新，采用铝型材构建，质量轻巧，可装载的仪器设备质量最大75Kg，设计最大行驶速度3.5公里/小时;车身︼采用分体结构，通过同轴扭转机☆构，保证四轮都能与不平整地面实际接触，避免车体⌒悬空打滑的情况，同时可以』依据实验条件情况方便更换不同类型车轮，实现对各种地形与土壤的适应;车体连接机构简易通用，可以便捷快速的实现车体宽度、离地Ψ 间隙的调整，以满足各种不同的实验条件要求，如：可以开展不同垄间距和不同生长期的作物生长状况监测;试验车采用24V可充电电池直流供电，便于户外实▃验，并减少燃↘油排放;驱动为采用直流电机等扭矩全时四驱，有良好的驾驶操控性和行驶循迹性，保证了试验车的工作动力和运行平稳;车体搭载自主研发的2轴/3轴自平衡机构，融合多传感信息，通过单片机调∞节步进电机，在静止与运动状态▲下都能够自动快速调节至设定的相对位置，实验过程中矫正因路面颠簸给采集设备带来的位置偏差，保持所安装的实验仪器设备的平衡，保证实验测试的稳定性;试验车采用单片机控制，并有ZigBee、Wifi多种数据传输方式，可以实现遥控和实☉验数据的远程采集，配合GPS模块，还可以实现↓定位采样，为实验操作便利和数据实时采集提供了有效的技术手段。

　　地形自适应与仪器自平衡四驱试验车系列，形成了一个简便易用的遥控运载平台，能够适Ψ应各种地形和工作环境，方便〓搭载各种仪器设备，自动进行位置的调整，取代拖拉机搬运和人工操作，很大程度上减少农学、工学等本科、研究生专业课程的实验准备工作量，节约成本和提高教学实践ξ　的效率。

　　此外，该系列试验车设计融合了工学的众多基础与专业知卐识，可以为工科专业的机械原理，机械设计、机械电子工程等课程提供结构、传动等知识点的实物案例与模型，为信号处理、自动控制、单片机、数据传输等课程提供一∩个实践、设计的验证◇平台，使课程知识与实际应用紧密结合，增加趣味性，易于理解，进一步提高学生的学习积极性。

　　作品名称：地形自适应与仪器自平衡四驱实验车系列

　　完成单位：中国农业大学