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温室大棚模块化农业机器人

Greenhouse Robotics

GreenhouseModular Agri-Robotics Platform

Greenhouse Robotics · Narrow-Body High-Mobility Chassis × Quick-Swap Task Modules

Built on a universal narrow-body chassis with quick-swap task modules, addressing the mechanization challenges of greenhouse farming — "too tight to enter, too complex to operate, too hard to manage" — bringing robotics to growers everywhere.

≤650mm

窄体宽度

适配标准垄距,行间灵活穿梭

±2cm

定位精度

多源融合导航,垄间精准对行

8h

单班作业

快换电池设计,全天连续运行

6类

作业模块

快换模块体系,一机覆盖全程

Machine Platform / MACHINE PLATFORM

耕耘者 CULTIVATOR

05 · 山地农业的智能作业平台

面向果园、梯田与丘陵地块的全地形农业作业平台,喷洒、耕地、播种、采摘、除草五大模块快速换装。轮足底盘征服 35° 坡地与梯田,北斗厘米级定位配合路径记忆实现全自主作业,让每一亩坡地都用得起智能农机。

耕耘者整机图
Terraced Orchard · Centrifugal Variable-Rate Spraying
耕耘者实拍图集 1
耕耘者实拍图集 2
耕耘者实拍图集 3
耕耘者实拍图集 4

爬坡角度

≥ 35°

最大载重

600 kg

药箱容积

200L 智能药箱(液位计)

喷洒系统

离心雾化 60-200 μm · 8 L/min

Base Platform Starting at

¥16,800

Includes 200L smart chemical tank, module quick-swap interface and BeiDou RTK. Task modules and smart kits are optional add-ons; pricing is advisory, final quote by consultant.

01 / POSITIONING

一、项目定位

本项目聚焦设施农业(温室大棚)场景,依托虎山行团队在底盘平台、模块化设计与自主导航领域的深厚技术积累,研发窄体高机动农业机器人平台,解决大棚内"机械化难、用工贵、管理粗放"三大核心痛点。

与大田农业机械不同,温室大棚存在空间密闭、垄距狭窄(通常 0.8-1.2m)、高温高湿、光照不均、GPS 信号弱等特殊约束,对装备的体积、通过性、定位能力和可靠性提出了完全不同的要求。本项目以"通用窄体底盘 + 快速换装作业模块"为核心架构,让一台底盘覆盖巡检、运输、植保、授粉、采摘等全流程作业,显著降低种植户的装备投入成本。

核心思路:不做"专用机",做"平台 + 模块"——底盘标准化、模块快换化、导航多源化,一次投入,多场景复用,让机器人真正走进普通种植户的大棚。

窄体农业机器人产品形态
喷雾巡检一体模块特写

02 / PAIN POINTS

II. Greenhouse Pain Points

Greenhouse mechanization rate has long been below 30%, far behind field crops. The root cause is the fundamental mismatch between greenhouse spatial constraints and traditional agricultural machinery design.

P01

空间约束严苛

标准日光温室跨度 6-8m,垄距 0.8-1.2m,顶部高度有限,传统农机完全无法进入,作业装备必须"窄、矮、灵"。

P02

人工依赖度高

植保打药、巡棚检查、物料搬运几乎全靠人工。一个 5 亩大棚,单次植保需 2-3 小时,旺季雇工日薪超 300 元。

P03

环境恶劣伤人

棚内夏季温度可达 40-50°C,湿度 80% 以上,打药时药雾弥漫,长期作业对工人健康造成严重威胁,年轻劳动力不愿进棚。

P04

GPS 信号缺失

棚膜与金属骨架对卫星信号形成屏蔽,常规 RTK 导航精度大幅下降,自主导航需要多源融合方案兜底。

P05

地面条件复杂

灌溉后地面泥泞,垄沟起伏不平,湿度变化大,对底盘通过性、防滑性和整机防护等级(IPX5+)要求高。

P06

数据完全空白

绝大多数大棚没有任何数字化管理手段,病害靠肉眼发现时往往已扩散,缺乏系统性的环境监测与预警机制。

03 / CHASSIS PLATFORM

三、窄体底盘平台设计

底盘是整个平台的核心,设计目标是在保证通过性和承载力的前提下,将整机宽度控制在垄距允许范围内,同时满足大棚高湿、高温环境下的可靠性要求。

ParameterRecommended
整机宽度≤ 650mm(可定制 600mm)
离地间隙≥ 120mm,自适应悬挂调节
爬坡能力≥ 20°,适应棚内坡道与田埂
额定载重≥ 150kg(含模块与负载)
整机重量≤ 180kg,轻量化铝合金框架
续航时间≥ 6-8h,支持快速换电
防护等级IP65 整机,电机与控制器 IP67
通信接口CAN 2.0 × 2,RS485 × 1,BLE / 4G / LoRa

Four-wheel independent drive + independent steering design enables zero-turn capability with a near-zero minimum turning radius.

窄体高机动底盘设计图
图 1:窄体底盘平台——低重心四驱设计,整机宽度可定制至 600mm 级别

04 / MODULE ECOSYSTEM

四、作业模块体系

模块体系采用"标准化机械/电气/通信接口 + 快速锁止机构"设计,模块换装时间控制在 2 分钟以内。所有模块共享底盘的供电、导航与算力资源,避免重复投资。

智能巡检模块Launch

智能巡检模块

高清相机 + 多光谱传感器,病虫害识别、长势分析、温湿度记录

替代人工巡棚,数据可追溯

植保喷雾模块Launch

植保喷雾模块

变量喷雾系统 + 药箱,支持定向/弥雾两种模式,自动跟随巡航

节省农药 30%+,避免人员接触药雾

授粉模块

授粉模块

熊蜂授粉辅助 / 气流授粉装置,均匀覆盖花穗区域

替代人工点花,坐果率提升 15-20%

辅助采摘模块

辅助采摘模块

轻型机械臂 + 柔性末端执行器,适配番茄、黄瓜等作物

降低弯腰劳动强度,效率 3 倍于人工

物料搬运模块

物料搬运模块

货架式 / 箱式载具,自动跟随或路径巡航运输

解决采摘后物料出棚"最后一公里"

运输牵引模块

运输牵引模块

电动牵引挂钩,适配标准大棚运输车

牵引力 ≥ 200kg,替代人力推拉

首发组合建议

C01

巡检 + 植保 组合(推荐首发)

高频刚需,价值最易被感知,技术成熟度最高,适合作为市场切入点。

C02

搬运 + 牵引 组合

技术门槛较低,见效快,适合作为第一批种子用户的体验组合。

C03

授粉 + 采摘 组合

技术含量高,差异化竞争力强,适合在第二阶段推出,建立技术壁垒。

05 / POSITIONING & PERCEPTION

五、棚内定位与感知方案

温室大棚内 GPS/RTK 信号被棚膜和金属骨架严重衰减,传统室外导航方案无法直接复用。本项目采用多源融合定位架构,以 UWB 为主、视觉/激光为辅,配合高精度棚内电子地图实现厘米级定位。

SolutionAccuracyAdvantageApplication
UWB 基站定位±10-30cm抗遮挡强、成本可控、部署快主力方案,适合规模化推广
视觉 SLAM±5-10cm无需额外基础设施,环境自适应辅助方案,与 UWB 互补
激光雷达 SLAM±2-5cm精度最高,但成本较高高端配置,用于精准作业场景
垄线视觉识别行级直接识别作物行,对行精度高所有方案的末端纠偏

定位闭环流程

  1. 01

    建图:首次部署时 UWB 基站布置 + 棚内地图扫描,生成带作物行坐标的高精度电子地图

  2. 02

    定位:UWB 标签 + IMU + 编码器多源融合,实时输出位置与姿态

  3. 03

    纠偏:视觉识别垄线,末端横向偏差自动修正,确保沿作物行精准行驶

  4. 04

    路径:按电子地图规划作业路径,支持自动回充与断点续作

  5. 05

    避障:激光雷达 + 超声波双重冗余,人员靠近自动减速停车

棚内定位与导航系统示意图
图 3:多源融合定位架构——UWB 基站 + 视觉 SLAM + 激光雷达冗余方案

06 / WORKFLOW LOOP

六、作业流程闭环

机器人不是孤立运行的单机,而是融入种植管理全流程的数据节点。每次作业的数据沉淀到管理平台,形成"监测 → 决策 → 执行 → 验证"的完整闭环,让大棚管理从"凭经验"走向"看数据"。

01

环境感知

巡检模块定时巡航,采集棚内温湿度、光照、CO₂浓度与作物图像,数据实时上传管理平台。

02

智能分析

平台对巡检数据进行 AI 分析,识别病虫害早期特征、营养缺素症状,自动生成作业建议并推送预警。

03

精准作业

根据分析结果,自动调度植保模块进行变量喷雾(有病多喷、无病不喷),或调度授粉/采摘模块执行对应作业。

04

效果验证

作业完成后再次巡检,对比前后数据验证效果,形成完整作业记录档案,支持回溯与优化。

05

数据沉淀

所有作业数据与作物生长数据持续积累,逐步建立品种-环境-作业-产量的关联模型,反哺种植决策。

07 / SCENARIOS

七、典型应用场景

番茄日光温室内机器人作业场景

CASE 01

场景一:番茄日光温室(山东寿光模式)

典型的华北日光温室,跨度 8m,长度 80-120m,垄距 1.0m。番茄生长周期 8-10 个月,需频繁植保(每 5-7 天一次)、授粉(花期持续 2-3 个月)和巡棚管理。种植户通常为家庭经营,1-2 个劳动力管理 2-3 个棚,劳动强度大。

配置建议:底盘 + 巡检模块 + 植保模块 + 授粉模块。植保与授粉为高频刚需,巡检提供数字化管理价值,三个模块覆盖番茄全生长周期的核心作业。

草莓高架栽培温室巡检场景

CASE 02

场景二:草莓高架栽培(现代连栋温室)

现代连栋温室采用高架栽培模式,行距 1.2-1.5m,空间相对规整,但对果实品质要求高,需要精细化环境管控与病虫害预防。草莓采摘季人工需求极大,且高架栽培的搬运作业频繁。

配置建议:底盘 + 巡检模块 + 搬运模块 + 辅助采摘模块。巡检保障品质管理,搬运解决高架模式下物料进出效率问题,辅助采摘缓解采摘季用工荒。

ScenarioScaleCore NeedsRecommended Combination
番茄日光温室5-10 亩植保 / 授粉 / 巡检巡检 + 植保 + 授粉
黄瓜连栋温室10-50 亩植保 / 采摘 / 搬运植保 + 采摘 + 搬运
草莓高架温室3-8 亩巡检 / 搬运 / 采摘巡检 + 搬运 + 采摘
育苗工厂2-5 亩巡检 / 搬运 / 环境调控巡检 + 搬运

08 / COMMERCIALIZATION

八、商业化配置建议

采用"基础版走量、专业版盈利、旗舰版树标杆"的三级产品策略,配合灵活的商务模式降低用户首次投入门槛,快速占领市场份额。

8.1 产品分级配置

基础版 GB-600

Configuration
底盘 + 搬运模块 + 牵引模块
Navigation
遥控 + 路径记忆
Target Users
小型种植户(1-3 棚)

专业版 GB-650 Pro

Primary
Configuration
底盘 + 巡检模块 + 植保模块
Navigation
UWB 自主导航 + 视觉纠偏
Target Users
中型种植户 / 合作社(3-10 棚)

旗舰版 GB-650 Max

Configuration
底盘 + 全模块(6 类)
Navigation
激光 SLAM + UWB 冗余 + AI 视觉
Target Users
农业园区 / 大型企业(10 棚以上)
物料搬运模块棚内运输作业
图 4:基础版 GB-600 核心配置——搬运 + 牵引组合解决棚内物料流转刚需

09 / ROADMAP

九、实施路线与落地建议

项目落地遵循"技术验证 → 小批量试用 → 迭代优化 → 规模推广"的渐进路径,每个阶段设定明确的里程碑与退出标准,确保资源高效投入。

连栋温室黄瓜规模化种植场景
图 5:连栋温室规模化种植——从单棚试点走向园区级推广

落地建议

  • 优先选择山东寿光、潍坊等蔬菜种植密集区作为首批试点,利用本地种植大户的影响力建立示范效应。
  • 与 2-3 家规模化种植基地建立深度合作,以"设备免费试用 + 数据共建共享"模式换取真实场景数据。
  • 巡检 + 植保组合作为首发产品,技术成熟度高、用户价值感知直接,有利于快速建立市场口碑。
  • 同步申请设施农业装备相关的农机购置补贴目录,降低终端用户采购成本。
  • 建立快速响应的售后服务体系,大棚作业季节性强,设备故障必须 24 小时内响应处理。
GREENHOUSE SOLUTION

Bring Robotics IntoEvery Greenhouse
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