CN109328972A - 一种可自动避障的竹篼清除机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可自动避障的竹篼清除机，包括：破碎装置，用于对竹篼进行破碎；行走机构，用于驱动竹篼清除机机体行走；距离传感器，用于机体获取距离障碍的距离；控制装置，控制行走机构移动速度；信号处理装置，用于处理距离传感器发送的信号，并将处理后的信号发送给控制装置使控制装置对机体移动速度进行控制。本发明提供的该竹篼清除机可通过距离传感器实现智能避障的功能，在前方有障碍物时，逐渐减速并静止；该竹篼清除机固定性更强，能够保证静止状态，不会出现在斜坡上侧滑的情况；程序方法简单实用，能够合理地实现该竹篼清除机的功能。

Description

一种可自动避障的竹篼清除机

技术领域

本发明涉及竹篼清除器械领域，特别是涉及一种可自动避障的竹蔸清除机。

背景技术

竹林素有“第二森林资源”的美称，是我国重要的森林资源类型。我国竹林面积和竹子产量均居世界首位。全世界竹类植物约有70多属，1200余种，我国拥有37属50余种，竹林总面积720万hm2，其中人工竹林 420万 hm2，原始高山竹丛 300万 hm2。年产量1800万吨，我国得天独厚的竹资源正逐渐引起人们的重视。竹子常和其他树种一起组成混交林，而且处于主林层之下，过去很少受人重视。当上层林木被砍伐后，竹子便以生长快、繁殖力强的特点，在采伐迹地上迅速长成次生竹林。因此，竹子是理想的天然更新树种。由于竹子具有生长迅速，轮伐期短，强度高、韧性好、硬度大、主要力学性能可与硬阔叶树材相当等特点，已逐渐成为木材的替代品。

砍伐后的竹子，其伐后竹篼根系埋在土壤中，在自然条件下需要很长的时间(8～10 年)才会腐烂，而没有腐烂的伐后竹篼埋在土中，硬如石块，妨碍竹鞭的延伸和穿透生长，同时也占据了其他植物生长的空间，吸取着土壤中的养分、水分和氧气，使大片林地得不到有效利用，十分不利于其他新生植物的生长和竹林的更新。据调查，在竹林中，竹鞭所占的面积在1/10左右，挖除伐竹后剩余在土壤中的伐后桩根，不仅可使这部分林地得到利用，而且挖出的竹篼和竹根可做为加工原料再次利用，既抚育竹林，又增加收益，值得大力提倡。

目前竹篼采用的方法主要有人工挖掘、立篼劈裂、机械捣碎、拔除、化学腐蚀和爆破；传统人工挖掘用锄头将死掉的竹篼挖出来，但因竹篼的经济效率不高，故需聘请专人挖掘，成本过高；立篼劈裂是在自然条件下，劈裂后的竹篼因破坏了其基本组织，增加了竹篼暴露在空气中的面积，可促进其自然腐烂，但腐烂速度仍然较慢，仅适合对更新速度要求不高的竹林，推广应用的范围有限；化学腐蚀法是目前较为常用清理竹篼的方法，朱才熙（2005年）研究了碳酸氢铵加盐除竹篼的方法。其是先将竹篼内的竹节全部打通，但不要伤害底部，将碳酸氢铵与食盐按 10：1的比例混合后视竹篼大小分别施入其底部（一般为50～100g），最后用土埋紧封口。半年后竹篼发黑，开始腐烂分解，用锄头一敲即可拔出竹篼。混合物宜选在雨量充沛的4～6月投放，以便于溶解、渗透。7~9月因高温少雨，混合物不但难以溶解，而且其中的碳铵易气化挥发，造成浪费。华文礼、吴礼栋等人（2000 年）研究了首先使用草甘膦化学除草剂促进竹篼死亡，然后使用食盐和尿素促使其自然腐烂的方法，达到既清理竹篼，又使其地下竹鞭不受损伤的目的。采用这种方法可以节省人工，保持水土不流失；，爆破须使用炸药和雷管，需要专业人员操作，存在一定的危险性，且效率较低，且会破坏竹林土质，难以推广和普及。

发明内容

本发明提供一种可自动避障的竹篼清除机，包括：

破碎装置，用于对竹篼进行破碎；

行走机构，用于驱动竹篼清除机机体行走；

距离传感器，用于机体获取距离障碍的距离；

控制装置，控制行走机构移动速度；

信号处理装置，用于处理距离传感器发送的信号，并将处理后的信号发送给控制装置使控制装置对机体移动速度进行控制。

上述技术方案，用于竹篼清除机为自动行驶的机械，竹篼清除机在行驶的过程中，距离传感器处于工作状态，距离传感器随时感应前方障碍物距离机体的距离，机体在感应到前方有障碍物，并且障碍物距离机体一定的距离范围内，距离传感器给出信号，信号处理装置接收到距离传感器给出的信号，将信号进行处理，并将处理后的信号发送给控制装置，控制装置控制行走机构减速，在机体距离障碍物越近，行走机构受到的制动力越大，当机体与障碍物之间为极限距离时，制动力最大，机体由移动转变为静止状态；该方案能够有效避免竹篼清除机在移动过程中与障碍物发生碰撞，同时当前方有障碍物时，有一个明显的制动过程，同时作为智能装置在移动的过程中，机体移动的速度并不会很快，故机体能够及时减速，并达到静止状态，有效避免碰撞，在另一种情形，即处于斜坡的位置，因距离传感器安装的位置关系，能够保证机体运行到斜坡位置时，监测的信号并不是极限位置，机体仍低速运动度过斜坡，到达下一个平坦位置，障碍物消失，机体速度恢复，继续行进；另一方面，该装置不会影响竹篼破碎机对竹篼进行破碎的过程，当竹篼为障碍物时，机体停在竹篼前方，其破碎装置能够针对该位置对竹篼进行破碎，或者另外设置专门监测竹篼的传感器甚至装置，使机体能够对不同障碍物进行区分，进而防止本发明的装置与竹篼破碎装置产生冲突。

作为一种优选方案，行走机构为移动轮，移动轮上设有制动装置，制动装置用于对移动轮进行制动，控制装置控制制动装置运行的启动和停止；移动轮的优势之处在于移动速度快、不易发生故障，且发生故障后维修方便，移动轮上设有制动装置，当机体距离障碍物一定距离，机体需要减速时，制动装置对机体进行减速，制动装置仍由控制装置进行控制。

作为一种优选方案，行走机构也可为履带式行走机构，履带式行走机构上设有制动装置，制动装置用于对履带式行走机构进行制动，控制装置控制制动装置运行的启动和停止；履带式行走机构的优势之处在于能够无视大部分地形，使行走更加方便，针对不同的行走机构，其距离传感器的位置也需要相应的发生变化，以适应上述出现的各种情况，使机体发生误判，使行动产生误差。

作为一种优选方案，制动装置为机械制动，机械制动装置具有结构简单，造价成本低等优点，具有更好的推广性。

作为一种优选方案，还包括能源系统，该能源系统为小型柴油机，小型柴油机提供给机体能量，该能量用于包括破碎装置和行走机构；竹篼破碎装置在工作过程中，需要动力大，相对于蓄电池而言，小型柴油机储存的能量多，蓄电池在放置一段时间，会出现漏电情况，小型柴油机则可以避免这些问题。

作为一种优选方案，还包括图像生成装置和存储器，图像生成装置与存储器信号连接，图像生成装置拍摄机体周围地形，并生成图像，生成后的图像放入存储器内；图像生成装置能够将该地区一定范围内的情形存储起来，作为进一步处理，可将这些图像共同生成竹篼清除机的运行路线，以减少机体的运行距离，出现重复路线的情况，以提高机体的工作效率。

作为一种优选方案，还包括图像传输装置和远程监控装置，图像传输装置分别与图像生成装置和远程监控装置信号连接，图像生成装置生成的图像经图像传输装置传输至远程监控装置；生成的图像通过远程监控装置呈现，操作人员能够依据机体察看机体工作条件，以便根据相应的情况进行处理。

一种用于竹篼清除机带有固定效果的制动装置，包括行走机构和制动装置，制动装置一端固定，另一端与行走机构为可接触的分离设置，制动装置靠近行走机构一侧设有橡胶片，橡胶片接触制动装置进行制动，行走机构上设有若干小孔，制动装置上设有弹簧插销，弹簧插销插入行走机构上的小孔对竹篼清除机进行固定。

采用上述技术方案，制动装置的一端可固定在竹篼清除机的机体的非行走机构的位置上，也可设置在行走机构上，当需要减速时，橡胶片接触行走机构，摩擦减速，当机体处于静止状态时，制动装置上的弹簧插销插入至行走机构的小孔上，使行走机构保持静止，防止行走机构出现滑动的情况。

作为一种优选方案，行走机构上的小孔环绕行走机构设置，小孔所在的位置为行走机构的外侧；当固定装置固定在非行走机构上时，小孔设置在行走机构的外侧，可减少固定装置的骨架长度，同时提高制动效率。

作为一种优选方案，制动装置的弹簧插销数量至少为一个；使用多个弹簧插销，共同工作，可提高制动装置的制动效率，同时能够保证其固定效果，使机体在固定时，更加稳固。

作为一种优选方案，制动装置至少一个；使用多个制动装置的目的仍是为了提高制动装置的制动效率，从经济性和使用性而言，可根据相应的情况设置不同数量的制动装置，比如根据行走机构的大小，行走机构和制动装置使用的材料，和当地的地形情况，坡度等设置数量，保证性能的同时，考虑到经济性。

作为一种优选方案，行走机构包括两个行动轮，每个行动轮上设有至少一个制动装置。

作为一种优选方案，竹篼清除机上设有开关，开关控制弹簧插销插入至行走机构上的小孔；该装置可用于自动竹篼清除机，也可用于半自动竹篼清除机，在半自动竹篼清除机上，在机体需要固定的时候，可通过位于竹篼清除机上的开关，控制制动机构的运行，使机体保持固定，对于自动竹篼清除机，该装置可用于应急装置，在远程装置、智能程序失控的情况下，人工对机体进行控制。

作为一种优选方案，制动装置可远程控制，可分别控制橡胶片相对运动和弹簧插销的运动；作为自动竹篼清除机，操作人员可远程控制制动装置，对机体进行减速或固定操作。

作为一种优选方案，制动装置上设有护盖，护盖对制动装置进行保护；防止机体因擦挂或摔倒影响制动装置性能，或损坏，提高机体的经济性和实用性。

一种用于竹篼清除机的智能行走机构，包括：

行走机构，用于驱动竹篼清除机移动；

制动装置，用于对行走机构进行制动；

距离传感器，用于竹篼清除机获取距离障碍物的距离；

控制装置，用于控制制动装置的启停，以控制行走机构的移动速度；

信号处理装置，用于处理距离传感器发送的信号，并将处理后的信号发送给控制装置使控制装置对机体移动速度进行控制。

作为一种优选方案，制动装置与行走机构为可接触的分离设置，制动装置接触行走机构进行制动，行走机构上设有若干小孔，制动装置上设有弹簧插销，弹簧插销插入行走机构上的小孔对机体进行固定。

作为一种优选方案，制动装置靠近行走机构一端设有橡胶片，橡胶片接触行走机构进行制动。

作为一种优选方案，还包括远程控制装置，远程控制装置与信号处理装置信号连接，远程控制装置可通过信号处理装置对控制装置发出信号，以控制制动装置的启停。

作为一种优选方案，竹篼清除机上设有开关，所述开关可控制制动装置的启停。

一种用于竹篼清除机的智能行走机构的控制方法，基于上述的用于竹篼清除机的智能行走机构，包括以下步骤：

步骤1：距离传感器初始化，制动装置与行走机构分离；

步骤2：距离传感器工作，扫描周围地形；

步骤3：距离传感器感应到障碍，发送信号至信号传输装置；

步骤4：信号传输装置处理信号，将处理后的信号发送至制动装置；

步骤5：制动装置对行走机构进行制动。

作为一种优选方案，信号传输装置处理信号的过程，包括以下步骤：

步骤1：距离传感器感应距离S；

步骤2：当感应的距离S≥2m时，距离传感器不发出信号；当S<2m时，执行步骤3；当S小于0.1m时，执行步骤4；

步骤3：距离传感器发出信号1至信号传输装置，信号传输装置对信号进行处理，将处理后的信号发送至控制装置，控制装置控制橡胶片接触行走机构；

步骤4：距离传感器发出信号2至信号传输装置，信号传输装置对信号进行处理，将处理后的信号发送至控制装置，控制装置控制弹簧插销插入行走机构的小孔内。

本发明的有益效果是：

1、该竹篼清除机可通过距离传感器实现智能避障的功能，在前方有障碍物时，逐渐减速并静止；

2、该竹篼清除机固定性更强，能够保证静止状态，不会出现在斜坡上侧滑的情况；

3、程序方法简单实用，能够合理地实现该竹篼清除机的功能。

附图说明

图1是本发明实施例行走机构与制动装置的侧视图；

图2是本发明实施例行走机构与制动装置的正视图；

附图标记：

1—行走机构，2—制动装置，3—橡胶片，4—小孔，5—弹簧插销。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明提供一种可自动避障的竹篼清除机，包括：

破碎装置，用于对竹篼进行破碎；

行走机构1，用于驱动竹篼清除机机体行走；

距离传感器，用于机体获取距离障碍的距离；

控制装置，控制行走机构1移动速度；

信号处理装置，用于处理距离传感器发送的信号，并将处理后的信号发送给控制装置使控制装置对机体移动速度进行控制。

上述技术方案，用于竹篼清除机为自动行驶的机械，竹篼清除机在行驶的过程中，距离传感器处于工作状态，距离传感器随时感应前方障碍物距离机体的距离，机体在感应到前方有障碍物，并且障碍物距离机体一定的距离范围内，距离传感器给出信号，信号处理装置接收到距离传感器给出的信号，将信号进行处理，并将处理后的信号发送给控制装置，控制装置控制行走机构1减速，在机体距离障碍物越近，行走机构1受到的制动力越大，当机体与障碍物之间为极限距离时，制动力最大，机体由移动转变为静止状态；该方案能够有效避免竹篼清除机在移动过程中与障碍物发生碰撞，同时当前方有障碍物时，有一个明显的制动过程，同时作为智能装置在移动的过程中，机体移动的速度并不会很快，故机体能够及时减速，并达到静止状态，有效避免碰撞，在另一种情形，即处于斜坡的位置，因距离传感器安装的位置关系，能够保证机体运行到斜坡位置时，监测的信号并不是极限位置，机体仍低速运动度过斜坡，到达下一个平坦位置，障碍物消失，机体速度恢复，继续行进；另一方面，该装置不会影响竹篼破碎机对竹篼进行破碎的过程，当竹篼为障碍物时，机体停在竹篼前方，其破碎装置能够针对该位置对竹篼进行破碎，或者另外设置专门监测竹篼的传感器甚至装置，使机体能够对不同障碍物进行区分，进而防止本发明的装置与竹篼破碎装置产生冲突。

作为一种优选实施例，行走机构1为移动轮，移动轮上设有制动装置2，制动装置2用于对移动轮进行制动，控制装置控制制动装置2运行的启动和停止；移动轮的优势之处在于移动速度快、不易发生故障，且发生故障后维修方便，移动轮上设有制动装置2，当机体距离障碍物一定距离，机体需要减速时，制动装置2对机体进行减速，制动装置2仍由控制装置进行控制。

作为一种优选实施例，行走机构1也可为履带式行走机构1，履带式行走机构1上设有制动装置2，制动装置2用于对履带式行走机构1进行制动，控制装置控制制动装置2运行的启动和停止；履带式行走机构1的优势之处在于能够无视大部分地形，使行走更加方便，针对不同的行走机构1，其距离传感器的位置也需要相应的发生变化，以适应上述出现的各种情况，使机体发生误判，使行动产生误差。

作为一种优选实施例，制动装置2为机械制动，机械制动装置2具有结构简单，造价成本低等优点，具有更好的推广性。

作为一种优选实施例，还包括能源系统，该能源系统为小型柴油机，小型柴油机提供给机体能量，该能量用于包括破碎装置和行走机构1；竹篼破碎装置在工作过程中，需要动力大，相对于蓄电池而言，小型柴油机储存的能量多，蓄电池在放置一段时间，会出现漏电情况，小型柴油机则可以避免这些问题。

作为一种优选实施例，还包括图像生成装置和存储器，图像生成装置与存储器信号连接，图像生成装置拍摄机体周围地形，并生成图像，生成后的图像放入存储器内；图像生成装置能够将该地区一定范围内的情形存储起来，作为进一步处理，可将这些图像共同生成竹篼清除机的运行路线，以减少机体的运行距离，出现重复路线的情况，以提高机体的工作效率。

作为一种优选实施例，还包括图像传输装置和远程监控装置，图像传输装置分别与图像生成装置和远程监控装置信号连接，图像生成装置生成的图像经图像传输装置传输至远程监控装置；生成的图像通过远程监控装置呈现，操作人员能够依据机体察看机体工作条件，以便根据相应的情况进行处理。

实施例2：

一种用于竹篼清除机带有固定效果的制动装置，包括行走机构1和制动装置2，制动装置2一端固定，另一端与行走机构1为可接触的分离设置，制动装置2靠近行走机构1一侧设有橡胶片3，橡胶片3接触制动装置2进行制动，行走机构1上设有若干小孔4，制动装置2上设有弹簧插销5，弹簧插销5插入行走机构1上的小孔4对竹篼清除机进行固定。

采用上述技术方案，制动装置2的一端可固定在竹篼清除机的机体的非行走机构1的位置上，也可设置在行走机构1上，当需要减速时，橡胶片3接触行走机构1，摩擦减速，当机体处于静止状态时，制动装置2上的弹簧插销5插入至行走机构1的小孔4上，使行走机构1保持静止，防止行走机构1出现滑动的情况。

作为一种优选实施例，行走机构1上的小孔4环绕行走机构1设置，小孔4所在的位置为行走机构1的外侧；当固定装置固定在非行走机构1上时，小孔4设置在行走机构1的外侧，可减少固定装置的骨架长度，同时提高制动效率。

作为一种优选实施例，制动装置2的弹簧插销5数量至少为一个；使用多个弹簧插销5，共同工作，可提高制动装置2的制动效率，同时能够保证其固定效果，使机体在固定时，更加稳固。

作为一种优选实施例，制动装置2至少一个；使用多个制动装置2的目的仍是为了提高制动装置2的制动效率，从经济性和使用性而言，可根据相应的情况设置不同数量的制动装置2，比如根据行走机构1的大小，行走机构1和制动装置2使用的材料，和当地的地形情况，坡度等设置数量，保证性能的同时，考虑到经济性。

作为一种优选实施例，行走机构1包括两个行动轮，每个行动轮上设有至少一个制动装置2。

作为一种优选实施例，竹篼清除机上设有开关，开关控制弹簧插销5插入至行走机构1上的小孔4；该装置可用于自动竹篼清除机，也可用于半自动竹篼清除机，在半自动竹篼清除机上，在机体需要固定的时候，可通过位于竹篼清除机上的开关，控制制动机构的运行，使机体保持固定，对于自动竹篼清除机，该装置可用于应急装置，在远程装置、智能程序失控的情况下，人工对机体进行控制。

作为一种优选实施例，制动装置2可远程控制，可分别控制橡胶片3相对运动和弹簧插销5的运动；作为自动竹篼清除机，操作人员可远程控制制动装置2，对机体进行减速或固定操作。

作为一种优选实施例，制动装置2上设有护盖，护盖对制动装置2进行保护；防止机体因擦挂或摔倒影响制动装置2性能，或损坏，提高机体的经济性和实用性。

实施例3：

一种用于竹篼清除机的智能行走机构，包括：

行走机构1，用于驱动竹篼清除机移动；

制动装置2，用于对行走机构1进行制动；

距离传感器，用于竹篼清除机获取距离障碍物的距离；

控制装置，用于控制制动装置2的启停，以控制行走机构1的移动速度；

信号处理装置，用于处理距离传感器发送的信号，并将处理后的信号发送给控制装置使控制装置对机体移动速度进行控制。

作为一种优选实施例，制动装置2与行走机构1为可接触的分离设置，制动装置2接触行走机构1进行制动，行走机构1上设有若干小孔4，制动装置2上设有弹簧插销5，弹簧插销5插入行走机构1上的小孔4对机体进行固定。

作为一种优选实施例，制动装置2靠近行走机构1一端设有橡胶片3，橡胶片3接触行走机构1进行制动。

作为一种优选实施例，还包括远程控制装置，远程控制装置与信号处理装置信号连接，远程控制装置可通过信号处理装置对控制装置发出信号，以控制制动装置2的启停。

作为一种优选实施例，竹篼清除机上设有开关，所述开关可控制制动装置2的启停。

一种用于竹篼清除机的智能行走机构的控制方法，基于上述的用于竹篼清除机的智能行走机构，包括以下步骤：

步骤1：距离传感器初始化，制动装置2与行走机构1分离；

步骤2：距离传感器工作，扫描周围地形；

步骤3：距离传感器感应到障碍，发送信号至信号传输装置；

步骤4：信号传输装置处理信号，将处理后的信号发送至制动装置2；

步骤5：制动装置2对行走机构1进行制动。

作为一种优选实施例，信号传输装置处理信号的过程，包括以下步骤：

步骤1：距离传感器感应距离S；

步骤2：当感应的距离S≥2m时，距离传感器不发出信号；当S<2m时，执行步骤3；当S小于0.1m时，执行步骤4；

步骤3：距离传感器发出信号1至信号传输装置，信号传输装置对信号进行处理，将处理后的信号发送至控制装置，控制装置控制橡胶片3接触行走机构1；

步骤4：距离传感器发出信号2至信号传输装置，信号传输装置对信号进行处理，将处理后的信号发送至控制装置，控制装置控制弹簧插销5插入行走机构1的小孔4内。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种可自动避障的竹篼清除机，其特征在于，包括：

破碎装置，用于对竹篼进行破碎；

行走机构（1），用于驱动竹篼清除机机体行走；

距离传感器，用于机体获取距离障碍物的距离；

控制装置，控制行走机构（1）移动速度；

信号处理装置，用于处理距离传感器发送的信号，并将处理后的信号发送给控制装置使控制装置对机体移动速度进行控制。

2.如权利要求1所述的一种可自动避障的竹篼清除机，其特征在于，所述行走机构（1）为移动轮，移动轮上设有制动装置（2），制动装置（2）用于对移动轮进行制动，控制装置控制制动装置（2）运行的启动和停止。

3.如权利要求1所述的一种可自动避障的竹篼清除机，其特征在于，所述行走机构（1）也可为履带式行走机构，履带式行走机构上设有制动装置（2），制动装置（2）用于对履带式行走机构进行制动，控制装置控制制动装置（2）运行的启动和停止。

4.如权利要求2或3所述的一种可自动避障的竹篼清除机，其特征在于，所述制动装置（2）为机械制动。

5.如权利要求4所述的一种可自动避障的竹篼清除机，其特征在于，还包括能源系统，该能源系统为小型柴油机，小型柴油机提供给机体能量，该能量用于包括破碎装置和行走机构。

6.如权利要求1所述的一种可自动避障的竹篼清除机，其特征在于，还包括图像生成装置和存储器，图像生成装置与存储器信号连接，图像生成装置拍摄机体周围地形，并生成图像，生成后的图像放入存储器内。

7.如权利要求6所述的一种可自动避障的竹篼清除机，其特征在于，还包括图像传输装置和远程监控装置，图像传输装置分别与图像生成装置和远程监控装置信号连接，图像生成装置生成的图像经图像传输装置传输至远程监控装置。