CN110249734A - 一种大型农田作业智能系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型农田作业智能系统，应用在农业机械领域，解决了农业不够智能化的技术问题，其技术方案要点是包括水肥一体化装置、水平架设在农田上方轨道系统、行走在轨道系统上的用于挂接农机具的行架，所述行架包括底座、竖直设置在底座上的支架，所述底座上设有驱动轮，所述驱动轮滚动连接在所述轨道轨道系统上；具有的技术效果是实现自动化播种、收割、浇水、施肥，节约更多的人力。

Description

一种大型农田作业智能系统

技术领域

本发明涉及农业机械领域，更具体地说，它涉及一种大型农田作业智能系统。

背景技术

中国是农业大国，拥有几千年的农业文化，随着时代的发展，农业由人工为主的时代进入机械为主的时代，但是即使是设备的普及，依然需要农民去操作设备，因此劳动强度依旧非常大，随着工业的发展，更多的农民转行进入城市中工作，从而使得农业的劳动力越来越少，进而急需要设计一套智能化机械化的大型农田作业系统，来应对未来的需求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种大型农田作业智能系统，其优点是，实现自动化播种、收割、浇水、施肥，节约更多的人力。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种大型农田作业智能系统，包括水肥一体化装置、水平架设在农田上方轨道系统、行走在轨道系统上的用于挂接农机具的行架，所述行架包括底座、竖直设置在底座上的支架，所述底座上设有驱动轮，所述驱动轮滚动连接在所述轨道轨道系统上。

通过上述技术方案，水肥一体化装置用于自动对农田的农作物进行浇水和施肥，肥料先溶解在水中，通过水肥一体化装置喷射到农作物上，同时也可以作为农药的喷洒。行架用于挂设耕地机、播种机、收割机等各种农业机具，行架通过轨道的约束，会按照轨道的设置去行走，从而不需要人工去驾驶，就能够实现农作物的播种、收割等内容。上述设置只需要设置一套程序，通过程序控制设备，进而极大的提高了自动化程度，节约人工劳动量。

本发明进一步设置为：所述轨道系统包括若干阵列设置的导轨，其中在相邻奇数的所述导轨的一端设置半圆形的第一连接轨，相邻偶数的所述导轨的一端设置半圆形的第二连接轨，所述第一连接轨和所述第二连接轨分别位于所述导轨的两侧，所述轨道系统的下端竖直设有若干支撑柱，所述驱动轮滚动连接在所述导轨上。

通过上述技术方案，农机具具有一定的宽度，同一时刻行架占用两个导轨，这样使得行架更加稳定，由于行架不仅需要来回移动，同时需要横向移动，第一连接轨和第二连接轨使得行架移动到一端时，能够过度到相邻的另外的导轨上进行耕种，进而能够适应各种大小的农田。

本发明进一步设置为：支架包括两个竖直固定所述底座上的立柱、连接在立柱顶端且水平设置的横梁，所述横梁和所述立柱之间转动连接，所述横梁的下表面设有转套，所述转套套设在所述立柱上。

通过上述技术方案，当行架移动到导轨的一端时，此时通过此时其中的一个立柱为转动点，另一个立柱在第一连接轨或者第二连接轨上继续，这样就能够使得行架转动180度，走到另外一个导轨上，这样实现行架从一个导轨上移动另一个导轨上。

本发明进一步设置为：所述导轨的表面为弧形面，所述驱动轮的外圆面上开设有弧形的环槽，所述环槽的截面大于所述导轨的截面。

通过上述技术方案，由于底座上设有四个驱动轮，当驱动轮在第一连接轨或者第二连接轨上移动时，由于两个驱动轮处于同一个直线上，而第一连接轨、第二连接轨为弧形，造成驱动轮会卡死在第一连接轨或者第二连接轨上。环槽大于导轨，从而驱动轮在能够第一连接轨或者第二连接轨上移动。

本发明进一步设置为：所述立柱的上端从上往下依次套设有调心滚子轴承和推力轴承，所述调心滚子轴承的外圈与所述转套的内壁过盈配合。

通过上述技术方案，由于横梁上挂接各种农机具，因此横梁上具有一定的重力，推力轴承用于承受立柱的轴向方向上的载荷，调心滚子轴承用于承受立柱的径向方向的载荷，这样既方便横梁转动，同时使得横梁能够承受一定的重力。

本发明进一步设置为：所述支撑柱的上端水平设有托板，所述托板和所述导轨之间通过螺栓固定连接，所述托板的下表面竖直设有限位块，所述限位块嵌设在所述支撑柱内。

通过上述技术方案，导轨悬空在地面的上方，支撑柱用于支撑导轨，托板用于增加支撑柱和导轨之间的接触面积。限位块用于防止托板与支撑柱脱离。

本发明进一步设置为：所述导轨上远离所述第一连接轨或者第二连接轨的一端设有用于防止行架脱离所述导轨的挡板。

通过上述技术方案，挡板防止行架从导轨上脱离，进而提高安全性能。

本发明进一步设置为：所述底座上设有若干用于驱动所述驱动轮转动的动力元件，所述动力元件的输出轴与所述驱动轮固定连接。

通过上述技术方案，动力元件用于驱动驱动轮转动，进而带动行架移动。多个驱动驱动元件，能够根据实际情况，选择性的启动对应的驱动元件，使得行架的直行转弯等功能。

本发明进一步设置为：所述水肥一体化装置包括水管、连接在水管上的水泵，在水管的两侧设有若干喷嘴，所述水管和所述导轨一体设置。

通过上述技术方案，水管既是行架的导轨，同时又是水肥一体化装置中的水管，这样设置节省材料，减少安装的次数，实现水管的重复利用。

本发明进一步设置为：所述导轨的一端设施水塘，所述水泵位于水塘内。

通过上述技术方案，水塘用于储存水，定期对农作物浇水，同时在缺水季节，防止农作物干死。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、实现自动化的耕种、收割、浇水、施肥，进一步解放劳动力；

2、水管和导轨一体，进而能够节约更多的材料。

附图说明

图1是本实施例的整体的结构示意图。

图2是本实施例的轨道系统的结构示意图。

图3是本实施例的行架和导轨的结构示意图。

图4是图1中A处放大图。

图5是本实施例的支撑柱和导轨的结构示意图。

图6是本实施例的调心滚子轴承和推力轴承的结构示意图。

附图标记：1、水塘；2、轨道系统；21、导轨；22、第一连接轨；23、第二连接轨；24、支撑柱；25、托板；26、限位块；27、挡板；3、行架；31、底座；32、支架；33、立柱；34、横梁；35、转套；36、调心滚子轴承；37、推力轴承；4、驱动轮；41、环槽；5、农田。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：参考图1和图2，一种大型农田作业智能系统，包括水平架设在农田5上方的轨道系统2、行走在轨道系统2上的用于挂接农机具的行架3。行架3用于挂设耕地机、播种机、收割机等各种农业机具，行架3在轨道系统2上按照的轨道系统2的轨迹进行运动，从而不需要人工去驾驶，就能够实现农作物的播种、收割等内容。进而极大的提高了自动化程度，节约人工劳动量。

参考图1和图2，轨道系统2包括若干阵列设置的导轨21，相邻两个之间间距相等。从一侧依次将所有的导轨21标序号，其中在相邻奇数的导轨21的一端设置半圆形的第一连接轨22，相邻偶数的导轨21的一端设置半圆形的第二连接轨23，第一连接轨22和第二连接轨23分别位于导轨21的两侧。行架3包括底座31、竖直设置在底座31上的支架32，支架32包括连两个竖直设置立柱33、固定在立柱33上端的横梁34，可以在横梁34设置各种吊钩，将农机具挂接在吊钩上，当底座31在导轨21上移动时，从而带动农机具在一起移动，实现自动播种、收割等工作内容。

参考图2和图3，在底座31上设置四个驱动轮4，一个底座31占用两个导轨21，一个导轨21上设置两个驱动轮4，这样确保支架32的稳定性。横梁34转动连接在立柱33上，当底座31移动到导轨21一端时，此时其中一个立柱33不动，与第一连接轨22对接的立柱33继续移动，使得行架3绕立柱33转动，从而实现将行架3调转180度并且移动到相邻的导轨21上，当行架32继续行走，使得行架3向靠近第二连接轨23的方向移动，重复上述的过程，这样支架32整体沿S形的轨迹行走，进而实现将整个农田5耕作完。由于农田5有不同的大小，通过调节导轨21的长度以及导轨21和导轨21之间的间距以及导轨21的数量，来适应整个农田5的形状和大小，从而具有普遍性。

参考图6，在横梁34的下表面沿竖直方向设置转套35，转套35转动连接在立柱33上。在立柱33上从上往下依次套设调心滚子轴承36和推力轴承37。由于横梁34上挂接各种农机具，因此横梁34上具有一定的重力，推力轴承37用于承受立柱33的轴向方向上的载荷，调心滚子轴承36用于承受立柱33的径向方向的载荷，这样既方便横梁34转动，同时使得横梁34能够承受一定的重力。通过两种轴承的配合，提高了横梁34的承载能力。

参考图3和图4，在驱动轮4上开设截面为弧形的环槽41，导轨21、第一连接轨22和第二连接轨23的截面成圆形，第一连接轨22、第二连接轨23的直径小于导轨21的直径，环槽41略大于导轨21。当同一导轨21上的两个驱动轮4同时移动到第一连接轨22或者第二连接轨23上时，由于环槽41大于第一连接轨22、第二连接轨23的直径，从而防止驱动轮4卡死在第一连接轨22或者第二连接轨23上。

参考图3和图5，在导轨21、第一连接轨22和第二连接轨23上设置若干支撑柱24，支撑柱24深埋在地下，深埋的深度在6米左右。导轨21离地面0.5米到0.6米，处于悬空的状态。在支撑柱24的上端水平设置托板25，导轨21、第一连接轨22和第二连接轨23通过螺栓固定连接在托板25上，在托板25的下表面设置限位块26，限位块26嵌设在支撑柱24上，从而防止托板25和支撑柱24脱离。

参考图2和图3，在驱动轮4上设置动力元件，动力元件为4个，每个驱动轮4上对应一个动力元件，本实施例的动力元件具体为伺服电机，在行架3上设置蓄电池，蓄电池用于给伺服电机提供电源，同时在行架3还设置控制器，控制器用于控制伺服电机，提高智能化。当行架3移动到导轨21的一端时，此时与第一连接轨22或者第二连接轨23对接的驱动轮4继续行走，另一边的驱动轮4停止转动，从而实现行架3的自动移动。

参考图2，在导轨21上与第一连接轨22或者第二连接轨23脱离的一端设置挡板27，挡板27的设置防止行架3从导轨21脱离。

参考图2，农田5中还设置水肥一体化装置，水肥一体化装置用于自动对农田5的农作物进行浇水和施肥，肥料先溶解在水中，通过水肥一体化装置喷射到农作物上，同时也可以作为农药的喷洒。

参考图2，水肥一体化装置包括水管、连接在水管上的水泵，在水管的两侧设有若干喷嘴，水管和导轨21一体设置。在本实施例中，水管和导轨21、第一连接轨22、第二连接轨23为同一个东西，这样水管既是行架3的导轨21，同时导轨21也是水管，这样能够节约材料，降低建设的成本。当水泵工作时，将水输送到水管中，然后从喷嘴中喷出，喷洒在农作物上，同时水管不仅可以用来浇水，还可以用来喷洒农药以及溶解化肥的水。这样进一步提高农田5的智能化作业。

参考图2，在导轨21的两端设置水塘12，水塘12用于存储水资源，当气候干燥的时候，将从水塘12中将抽水将对农作物进行浇灌。水泵位于水塘内，这样便于将水抽到水管中。

动作过程：首先将耕地机挂接在行架3上，对农田5进行耕地，接着挂接播种机，进行播种，最后挂接收割机，进收割农作物。在作物生长期间，通过水管对农作物进行浇水、施肥、喷洒农药。行架3在行走的时候，沿导轨21、第一连接轨22、第二连接轨23的轨迹移动，从而不需要人工驾驶。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种大型农田作业智能系统，其特征在于，包括水肥一体化装置、水平架设在农田(5)上方轨道系统(2)、行走在轨道系统(2)上的用于挂接农机具的行架(3)，所述行架(3)包括底座(31)、竖直设置在底座(31)上的支架(32)，所述底座(31)上设有驱动轮(4)，所述驱动轮(4)滚动连接在所述轨道轨道系统(2)上。

2.根据权利要求1所述的一种大型农田作业智能系统，其特征在于，所述轨道系统(2)包括若干阵列设置的导轨(21)，其中在相邻奇数的所述导轨(21)的一端设置半圆形的第一连接轨(22)，相邻偶数的所述导轨(21)的一端设置半圆形的第二连接轨(23)，所述第一连接轨(22)和所述第二连接轨(23)分别位于所述导轨(21)的两侧，所述轨道的下端竖直设有若干支撑柱(24)，所述驱动轮(4)滚动连接在所述导轨(21)上。

3.根据权利要求2所述的一种大型农田作业智能系统，其特征在于，支架(32)包括两个竖直固定所述底座(31)上的立柱(33)、连接在立柱(33)顶端且水平设置的横梁(34)，所述横梁(34)和所述立柱(33)之间转动连接，所述横梁(34)的下表面设有转套(35)，所述转套(35)套设在所述立柱(33)上。

4.根据权利要求3所述的一种大型农田作业智能系统，其特征在于，所述导轨(21)的表面为弧形面，所述驱动轮(4)的外圆面上开设有弧形的环槽(41)，所述环槽(41)的截面大于所述导轨(21)的截面。

5.根据权利要求4所述的一种大型农田作业智能系统，其特征在于，所述立柱(33)的上端从上往下依次套设有调心滚子轴承(36)和推力轴承(37)，所述调心滚子轴承(36)的外圈与所述转套(35)的内壁过盈配合。

6.根据权利要求2所述的一种大型农田作业智能系统，其特征在于，所述支撑柱(24)的上端水平设有托板(25)，所述托板(25)和所述导轨(21)之间通过螺栓固定连接，所述托板(25)的下表面竖直设有限位块(26)，所述限位块(26)嵌设在所述支撑柱(24)内。

7.根据权利要求6所述的一种大型农田作业智能系统，其特征在于，所述导轨(21)上远离所述第一连接轨(22)或者第二连接轨(23)的一端设有用于防止行架(3)脱离所述导轨(21)的挡板(27)。

8.根据权利要求1所述的一种大型农田作业智能系统，其特征在于，所述底座(31)上设有若干用于驱动所述驱动轮(4)转动的动力元件，所述动力元件的输出轴与所述驱动轮(4)固定连接。

9.根据权利要求2所述的一种大型农田作业智能系统，其特征在于，所述水肥一体化装置包括水管、连接在水管上的水泵，在水管的两侧设有若干喷嘴，所述水管和所述导轨(21)一体设置。

10.根据权利要求9所述的一种大型农田作业智能系统，其特征在于，所述导轨(21)的一端设施水塘(1)，所述水泵为潜水泵且位于水塘(1)内。