植物工厂立体栽培系统多功能作业平台优化与试验

植物工厂中多采用立体栽培架进行育苗与栽培,立体栽培架上的栽培床搬运是其中重要一环.目前,栽培床多为人工搬运,存在劳动强度大、自动化水平低等问题.针对此问题,该研究研制了一种多功能作业平台,可实现自主循迹、定位和栽培床的自动搬运和输送.根据栽培床质量和立体栽培架高度要求,设计了升降机构,并确定了关键参数;研究了栽培床自动对接和自动输送机构,实现了栽培床的自动装卸;确定了基于RFID(Radio Frequency Identification)传感器的定位系统方案.采用STM32单片机作为自动控制系统的主控制器,自动控制系统主要包括导航系统、定位系统、通信系统、行走系统、升降系统、自动对接系统和自动输送系统等部分,并基于Android平台设计了人机交互界面,通过设置相应指令实时监控多功能作业平台的运动状态和作业参数.为评价多功能作业平台作业效果,以升降机构高度范围、前后定位偏差、高度定位偏差和平台与立体栽培架对接成功率为试验指标,进行了性能试验.试验结果表明,多功能作业平台升降高度范围为833～2460 mm,前后定位偏差小于9 mm,高度定位偏差小于5 mm,对接成功率不小于96％,满足作业要求.该研究为进一步提高植物工厂立体栽培自动化水平提供了参考.