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龙图腾网获悉江苏大学申请的专利一种阿克曼式果园智能精准变量风送喷雾机器人结构及其路径规划、变量喷雾方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116138235B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310130619.3，技术领域涉及：A01M7/00；该发明授权一种阿克曼式果园智能精准变量风送喷雾机器人结构及其路径规划、变量喷雾方法是由刘慧;杨锋;沈跃;郭奕;刘岳松;王泽设计研发完成，并于2023-02-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种阿克曼式果园智能精准变量风送喷雾机器人结构及其路径规划、变量喷雾方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种阿克曼式果园智能精准变量风送喷雾机器人结构及其路径规划、变量喷雾方法。包括阿克曼式移动底盘1，阿克曼式移动底盘1上固定有机器人支架2，机器人支架2上固定有电池3、中央处理器4、变量喷雾系统5、数据采集模块6、水泵7、硬件电路驱动控制板8和水箱9；所述变量喷雾系统5由离心喷头51、涵道52和风机53组成；所述数据采集模块6由导航模块61和三维激光雷达62组成。本发明利用中央处理器4处理数据采集模块6获取的数据，控制阿克曼式移动底盘1的前进速度和前进方向，控制变量喷雾系统5的喷雾量、喷雾时间、风量和风速，最终实现了果园智能精准变量风送喷雾机器人的路径规划和精准的变流量、变风量喷雾。

本发明授权一种阿克曼式果园智能精准变量风送喷雾机器人结构及其路径规划、变量喷雾方法在权利要求书中公布了：1.一种阿克曼式果园智能精准变量风送喷雾机器人结构的路径规划方法，其特征在于，所述机器人结构包括阿克曼式移动底盘（1）、机器人支架（2）、电池（3）、中央处理器（4）、变量喷雾系统（5）、数据采集模块（6）、水泵（7）、硬件电路驱动控制板（8）和水箱（9）；阿克曼式移动底盘（1）上固定有机器人支架（2），机器人支架（2）上固定有电池（3）、中央处理器（4）、变量喷雾系统（5）、数据采集模块（6）、水泵（7）、硬件电路驱动控制板（8）和水箱（9）；所述机器人支架（2）固定于阿克曼式移动底盘（1）上为整个机器人平台提供支撑作用；所述电池（3）为中央处理器（4）、变量喷雾系统（5）、数据采集模块（6）、水泵（7）和硬件电路驱动控制板（8）供电；所述中央处理器（4）用于处理数据采集模块（6）获取的数据并下发至硬件电路驱动控制板（8）；所述变量喷雾系统（5）由离心喷头（51）、涵道（52）和风机（53）组成，离心喷头（51）和风机（53）固定在碳纤维管（534）上，位于涵道（52）内，可随着碳纤维管（534）同步往复摆动，通过调节风机（53）的转速实时调节风速和风量，进而调节药液喷洒的穿透性和喷洒范围；药液存放于水箱（9）中，依次连接水泵（7）和离心喷头（51），并将药液精确均匀地喷洒到植株冠层；所述硬件电路驱动控制板（8）接收到中央处理器（4）下发的数据后做进一步处理，分别电连接并控制阿克曼式移动底盘（1）的前进速度和前进方向以及变量喷雾系统（5）的喷雾量、喷雾时间、风量和风速，实现果园智能精准变量风送喷雾机器人的路径规划和精准的变流量、变风量喷雾； 所述路径规划方法的步骤如下： 步骤1：根据阿克曼式移动底盘（1）的运动模型得喷雾机器人底盘前轮的内外侧轮胎转角为：、； 式中，δ o 为前轮外侧轮胎转角，δ i 为前轮内侧轮胎转角，L为轴距，l ω 为轮距，R为转向半径； 步骤2：假设喷雾机器人在低速且无滑移的场景下行驶，以喷雾机器人底盘后轴中心点为旋转参考点，对喷雾机器人左前轮轮胎转角和右前轮轮胎转角取均值，得到阿克曼式移动底盘（1）的简化运动模型，其前轮平均转角为：； 式中，δ为前轮平均转角； 步骤3：根据纯跟踪算法，喷雾机器人从当前位置O t 到达路径跟踪点P t 的运动轨迹可以视为一段以R为半径的圆弧轨迹，根据正弦定理可以得到：； 经过换算得到：； 式中，l d 为前视距离，α为航向偏差，即目前车身姿态与目标点P t 之间的夹角； 步骤4：根据曲率公式，可将曲率表示为：； 式中，K为路径的曲率； 步骤5：喷雾机器人前轮的平均转角可表示为：； 结合上式，可以得出纯跟踪算法的控制量δ的最终表达式为：； 式中，引入了时间域，αt为t时刻喷雾机器人与目标点P t 的夹角，定义l l 为喷雾机器人当前姿态与目标点P t 的横向误差，可以得到：； 同时，曲率可以表示为：； 步骤6：将前视距离l d 表示为喷雾机器人线速度的线性函数，可得到：； 结合上式可得：； 式中，k为比例系数，v为喷雾机器人线速度，e为初始前视距离； 步骤7：根据角速度计算方法，可得：； 式中，ω为喷雾机器人角速度； 步骤8：通过调整比例系数k进而对纯跟踪算法进行调整，喷雾机器人角速度ω与前视距离l d 成反比，即前视距离越大，角速度越小，跟踪的轨迹越平滑；前视距离越小，角速度越大，跟踪的轨迹越震荡； 步骤9：利用导航模块（61）获取喷雾机器人的位置和姿态信息，根据已规划完成的路径，使用纯跟踪算法，通过对比喷雾机器人的当前位姿与规划导航线的横向偏差，实时调整喷雾机器人的运动角度与位移。

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