农业机械自动化与智能化的发展对实现精准农业具有重要意义。农机无人驾驶作业不仅能够减少农业生产中对劳动力的依赖,减轻农忙时节人员工作强度,还可以提高生产效率。采用电驱动取代传统燃油驱动拖拉机,减少能源消耗的同时减少对农田环境的污染。以农机与农艺的结合为出发点,针对实际作业中的问题以及小麦密植播种农艺要求,设计了无人驾驶的小麦播种机组。通过对整机的作业试验,验证了无人驾驶作业机组作业的可行性。本文主要研究内容如下:针对华北地区小麦—玉米一年两熟种植制度,以及小麦密植播种的特点,确定了小麦“八密一疏”的播种农艺,调研发现,传统的播种作业方式难以实现“八密一疏”小麦—玉米对行套做的种植模式,传统的播种机难以实现精密播种。经方案对比,确定了采用无人驾驶电驱动拖拉机挂载电控自调节播种机实现农机与农艺相结合的总体方案。根据小麦播种农艺要求,改进了电驱动的可自调节深度的小麦播种机,主要由机架、种箱、驱动电机、多个排种单体组成。排种单体主要包括深度自调节系统、电控排种监控系统、仿形镇压结构,通过深度自调节系统实现开沟深度的是是调节保证深度的一致性,电控排种监控系统不仅控制精准排种同时监控排种质量,仿形镇压结构利用杠杆原理保证土壤的平整性以及播种后的镇压效果。对传统燃油拖拉机进行无人化和电动化改装。整车结构方面在保留原有拖拉机传动结构基础上,采用驱动电机固定齿比直连驱动后桥的方式取代内燃机,同时采用动力电池组为整机供能,经过动力匹配计算适配了合适的动力系统。采用组合导航系统提供实时车辆姿态数据,工控机通过CAN总线实现上位机与整车控制硬件实时通讯,整车控制器控制执行机构实现转向、举升、刹车等动作,最终实现无人驾驶作业。分析了常见农机作业行驶方式以及换行转向方式特点,根据不同的作业环境选择相适应的路径规划策略,进行合理的路径规划。经过对比纯追踪路径跟踪方法与斯坦利路径跟踪方法两种方法的特点,采用结合两者特点的混合路径跟踪方法,在MATLAB/Simulink软件中搭建各方法的仿真模型,对比不同转向方式下三种路径跟踪效果。对整机进行试验,对比相同环境下人工操纵作业与无人驾驶作业机组的作业效果,验证整机方案可行性,测试表明:整机以5 km/h的速度行驶作业时,转向最大偏差为8.2 cm,而作业直线平均横向偏差为2.4 cm,邻间行距合格率为92%,具有较好的作业直线度和较高的间行距合格率能够满足小麦播种质量要求。