CN104798760A - 一种智能除草机的机械除草装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械技术领域，涉及一种智能除草机,特别是一种智能除草机的机械除草装置。一种智能除草机的机械除草装置，智能除草机包括具有固定台的移动小车，本机械除草装置设置在固定台的前端，包括滑轨、两块滑动板、两块固定板和两片切草刀片，所述滑轨固定在固定台前端的下台面，所述滑轨横向设置，两块所述滑动板滑动连接在滑轨上，两块滑动板沿滑轨的长度方向并列设置，滑动板竖直设置，滑动板上设有能固定切草刀片的切刀座，两块所述固定板固定在固定台的下台面上且分别位于滑轨的两端，两块所述固定板上均固定有横移气缸，两块所述固定板上的横移气缸的活塞杆端部分别与靠近的滑动板固定。

Description

一种智能除草机的机械除草装置
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种智能除草机,特别是一种智能除草机的机械除草装置。
背景技术
农田杂草影响着农作物的生长，若不加以有效控制，将严重影响农作物的产量和品质。杂草与农作物争夺水分、养分、光照和空间，不仅降低了农作物的产量和质量，而且还间接助长了病虫害的滋生和蔓延。
目前，除草方法有人工除草、机械除草、生物防除和化学除草等。人工除草劳动强度大，耗时耗力，而且除草效率低下，己经不适应现代农业的发展。化学除草相对省时省力，除草效率比较高，对于突发性的草害效果明显，在国内外被广泛应用。但是化学除草如果除草剂使用不当，不仅会带来药害，而且会造成农产品农药残留量超标、环境污染甚至人员中毒。我国通常采用手动喷雾器或者机动喷雾机施药，而在美国施药设备有喷杆喷雾机、粒状农药施药器具等。这些方法的缺点是对地面杂草目标没有识别能力，即不论杂草多少甚至有无杂草，都向地面均匀地喷洒除草剂，从而导致农药污染。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种智能除草机的机械除草装置,本发明解决的技术问题是如何精确去除杂草并减少农药的使用。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种智能除草机的机械除草装置，智能除草机包括具有固定台的移动小车，本机械除草装置设置在固定台的前端，包括滑轨、两块滑动板、两块固定板和两片切草刀片，所述滑轨固定在固定台前端的下台面，所述滑轨横向设置，两块所述滑动板滑动连接在滑轨上，两块滑动板沿滑轨的长度方向并列设置，滑动板竖直设置，滑动板上设有能固定切草刀片的切刀座，两块所述固定板固定在固定台的下台面上且分别位于滑轨的两端，两块所述固定板上均固定有横移气缸，两块所述固定板上的横移气缸的活塞杆端部分别与靠近的滑动板固定。
通过横移气缸推动滑动板，使得两块滑动板相互靠近，两片切草刀片剪切位于之间的杂草将杂草剪断。
所述切刀座包括升降气缸、升降杆和固定套，所述升降气缸固定在滑动板的上端，所述固定套固定在滑动板的下端，所述升降杆穿过固定套并能沿固定套上下滑动，升降气缸的活塞杆与升降杆的上端固定，升降杆的下端能与切草刀片固定。该结构能升降切草刀片，使得切草刀片能剪切杂草下端，减少农药的使用。
所述固定台的后端设置有施药装置，所述施药装置包括药桶和喷头，所述药桶和喷头之间通过管路连接，所述管路与药桶之间还设有电磁阀，所述电磁阀与控制器连接。药桶内装有农药，通过电磁阀能精确控制喷头的打开或者关闭，喷头直接将农药喷在剪切后的杂草根部，彻底杀死杂草。
所述固定台的上台面上固定有杂草识别摄像机、自动导航摄像机和控制器，所述杂草识别摄像机能识别移动小车前进方向上的杂草，所述自动导航摄像机与GPS接收器连接，自动导航摄像机能根据GPS接收器的信号确定移动小车的位置，杂草识别摄像机和自动导航摄像机分别与控制器连接，杂草识别摄像机和自动导航摄像机分将信号传输至控制器，控制器根据接受的信号可计算出杂草的位置及与移动小车的距离，控制器分别与机械除草装置和施药装置连接，在移动小车上的机械除草装置移动至杂草位置后控制器发出信号使机械除草装置将杂草切除，再由施药装置在杂草位置施药。杂草识别摄像机包括左相机和右相机，是基于双目视觉获取作物植株和行内杂草的高度信息，借助颜色特征识别地面绿色目标（作物与杂草）以减少图像立体匹配运算量，再根据作物植株空间分布特征从横向像素直方图拟合曲线中识别出作物植株，进而识别出行内杂草。对于行内杂草由识别杂草改为识别作物，在杂草和作物同时存在的作物行内，作物之外的绿色目标就是杂草，从而使智能除草机的应用成为可能，有利于提高人力资源的利用率，减少农药用量，保护生态环境；精确识别杂草后根据自动导航摄像机和GPS接收器能精确定位杂草的位置，并通过机械除草装置定点清除杂草，再在杂草处精确施药，大大减少了农药的使用。
所述自动导航摄像机与GPS接收器连接沿固定台前后方向直线排列。
与现有技术相比，本发明具有能精确去除杂草且使用农药少的优点。
附图说明
图1是本发明一种智能除草机的机械除草装置的立体结构示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明杂草识别摄像机识别玉米地中杂草的具体技术路线示意图；
图中：1、固定台   11、转轮   2、杂草识别摄像机   3、自动导航摄像机
31、GPS接收器   4、控制器   5、滑轨   51、滑动板   52、固定板   53、横移气缸   6切刀座   61、升降气缸   62、升降杆   63、固定套   7、药桶  71、喷头   72、电磁阀。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1和图2所示，本发明一种智能除草机的机械除草装置，包括移动小车，移动小车包括固定台1和四个转轮11，固定台1的截面呈正方形，四个转轮11分别设置在固定台1的四个边角处，四个转轮11均通过双横臂独立悬架连接在固定台1的下台面上，双横臂独立悬架包括上横臂和下横臂，上横臂铰接在固定台1的下台面上，转轮11转动连接在下横臂上，上横臂和下横臂之间相互铰接，上横臂和下横臂之间装有减震器。该结构能保持移动小车的平稳，使得杂草识别摄像机2、自动导航摄像机3在移动小车行进时保持图像稳定清晰，保证杂草识别率。
本机械除草装置设置在固定台1的前端，包括滑轨5、两块滑动板51、两块固定板52和两片切草刀片，滑轨5固定在固定台1前端的下台面，滑轨5横向设置，两块滑动板51滑动连接在滑轨5上，两块滑动板51沿滑轨5的长度方向并列设置，滑动板51竖直设置，滑动板51上设有能固定切草刀片的切刀座6，两块固定板52固定在固定台1的下台面上且分别位于滑轨5的两端，两块固定板52上均固定有横移气缸53，两块固定板52上的横移气缸53的活塞杆端部分别与靠近的滑动板51固定。通过横移气缸53推动滑动板51，使得两块滑动板51相互靠近，两片切草刀片剪切位于之间的杂草将杂草剪断。
切刀座6包括升降气缸61、升降杆62和固定套63，升降气缸61固定在滑动板51的上端，固定套63固定在滑动板51的下端，升降杆62穿过固定套63并能沿固定套63上下滑动，升降气缸61的活塞杆与升降杆62的上端固定，升降杆62的下端能与切草刀片固定。该结构能升降切草刀片，使得切草刀片能剪切杂草下端，减少农药的使用。
固定台1的上台面上固定有杂草识别摄像机2、自动导航摄像机3和控制器4，自动导航摄像机3与GPS接收器31连接沿固定台1前后方向直线排列，杂草识别摄像机2能识别移动小车前进方向上的杂草，自动导航摄像机3与GPS接收器31连接，自动导航摄像机3能根据GPS接收器31的信号确定移动小车的位置，杂草识别摄像机2和自动导航摄像机3分别与控制器4连接，杂草识别摄像机2和自动导航摄像机3分将信号传输至控制器4，控制器4根据接受的信号可计算出杂草的位置及与移动小车的距离，控制器4与分别机械除草装置和施药装置连接，在移动小车上的机械除草装置移动至杂草位置后控制器4发出信号使机械除草装置将杂草切除，再由施药装置在杂草位置施药。
施药装置设置在固定台1后端，包括药桶7和喷头71，药桶7和喷头71之间通过管路连接，管路与药桶7之间还设有电磁阀72，电磁阀72与控制器4连接。药桶7内装有农药，通过电磁阀72能精确控制喷头71的打开或者关闭，喷头71直接将农药喷在剪切后的杂草根部，彻底杀死杂草。
杂草识别摄像机2包括左摄像机和右摄像机，是基于双目视觉获取作物植株和行内杂草的高度信息，借助颜色特征识别地面绿色目标（作物与杂草）以减少图像立体匹配运算量，再根据作物植株空间分布特征从横向像素直方图拟合曲线中识别出作物植株，进而识别出行内杂草，具体技术路线如图3所示，图3中举例的是对玉米地上的杂草进行识别的路线。对于行内杂草由识别杂草改为识别作物，在杂草和作物同时存在的作物行内，作物之外的绿色目标就是杂草，从而使智能除草机的应用成为可能，有利于提高人力资源的利用率，减少农药用量，保护生态环境；精确识别杂草后根据自动导航摄像机3和GPS接收器31能精确定位杂草的位置，并通过机械除草装置定点清除杂草，再在杂草处精确施药，大大减少了农药的使用。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种智能除草机的机械除草装置，智能除草机包括具有固定台的移动小车，本机械除草装置设置在固定台的前端，包括滑轨、两块滑动板、两块固定板和两片切草刀片，其特征在于：所述滑轨固定在固定台前端的下台面，所述滑轨横向设置，两块所述滑动板滑动连接在滑轨上，两块滑动板沿滑轨的长度方向并列设置，滑动板竖直设置，滑动板上设有能固定切草刀片的切刀座，两块所述固定板固定在固定台的下台面上且分别位于滑轨的两端，两块所述固定板上均固定有横移气缸，两块所述固定板上的横移气缸的活塞杆端部分别与靠近的滑动板固定。
2.根据权利要求1所述的一种智能除草机的机械除草装置，其特征在于：所述切刀座包括升降气缸、升降杆和固定套，所述升降气缸固定在滑动板的上端，所述固定套固定在滑动板的下端，所述升降杆穿过固定套并能沿固定套上下滑动，升降气缸的活塞杆与升降杆的上端固定，升降杆的下端能与切草刀片固定。
3.根据权利要求1所述的一种智能除草机的机械除草装置，其特征在于：所述固定台的后端设置有施药装置，所述施药装置包括药桶和喷头，所述药桶和喷头之间通过管路连接，所述管路与药桶之间还设有电磁阀，所述电磁阀与控制器连接。
4.根据权利要求3所述的一种智能除草机的机械除草装置，其特征在于：所述固定台的上台面上固定有杂草识别摄像机、自动导航摄像机和控制器，所述杂草识别摄像机能识别移动小车前进方向上的杂草，所述自动导航摄像机与GPS接收器连接，自动导航摄像机能根据GPS接收器的信号确定移动小车的位置，杂草识别摄像机和自动导航摄像机分别与控制器连接，杂草识别摄像机和自动导航摄像机分将信号传输至控制器，控制器根据接受的信号可计算出杂草的位置及与移动小车的距离，控制器分别与机械除草装置和施药装置连接，在移动小车上的机械除草装置移动至杂草位置后控制器发出信号使机械除草装置将杂草切除，再由施药装置在杂草位置施药。
5.根据权利要求4所述的一种智能除草机的机械除草装置，其特征在于：所述自动导航摄像机与GPS接收器连接沿固定台前后方向直线排列。
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