CN110574511A - 轨道式农田作业中心 - Google Patents

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CN110574511A CN201810604390.1A CN201810604390A CN110574511A CN 110574511 A CN110574511 A CN 110574511A CN 201810604390 A CN201810604390 A CN 201810604390A CN 110574511 A CN110574511 A CN 110574511A
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Abstract

本发明公开一种轨道式农田作业中心，它是在一块较为平整的农田上构建具有水槽的网状路基，将该农田分隔为若干等宽的长条形地块，在网状路基上连接有由两条等轨距铁轨形成轨道网；将能够在轨道网上运行电动轨道车作为具有不同作业功能的多种农机具的载体，由人机交互站远程调度和控制挂载与所要种植的作物对应的农机具，对轨道网内的若干地块进行耕作、平整、播种、浇水、施肥、日常管理、农产品采收等作业。由于电动轨道车是在轨道上运行，能够将所作业的地块料理的平整，播种更均匀，垄距和株距一致性更好，为农产品的后期采收创造了条件；电动轨道车能够随时进入农田对农作物的生长情况及时地观察和掌握，及时发现是否有死苗、缺苗、缺水、杂草、虫害等。

Description

轨道式农田作业中心
技术领域
本发明涉及一种轨道式农田作业中心，具体涉及一种以农田为作业中心的轨道网，该轨道网设置在农田上将该农田分隔为若干长条形的地块，将能够在轨道网上运行电动轨道车作为具有不同作业功能的多种农机具的载体，由人机交互站远程调度和控制挂载与所要种植的作物对应的农机具，对轨道网内的若干地块进行耕作、平整、播种、浇水、施肥、日常管理、农产品采收等作业。
背景技术
常规的农机具大多由轮式或者履带式的有人驾驶拖拉机牵引，由于受地面的影响，耕作、平整、播种、施肥、农药喷洒等作业精度差，且大部分作业需要白天进行；在作物的生长早、中、后期进入农田作业并不便利，而农田的浇水大多是漫灌式易造成水电浪费。
发明内容
本发明提供一种轨道式农田作业中心，它是在一块较为平整的农田上构建具有水槽的网状路基，将该农田分隔为若干等宽的长条形地块，在网状路基上对应连接有由两条等轨距铁轨形成轨道网；将网状路基的所有网眼长边相对的两条铁轨均作为作业车道，而将网状路基所有短边上的两条铁轨均作为过渡车道；在多股作业车道的起点段和终点端分别设置有能够停放多台各具不同功能的农机具的平台和为其它运输车辆进出的便道；以能够通过过渡车道在多股作业车道之间变轨运行的充电式电动轨道车作为农机具的载体，电动轨道车可单台或者多台协同，按照用户制订的作业程序、运行路线挂载相应功能的农机具对网状路基网眼内的地块进行耕作、平整、播种、施肥、浇水、日常管理、农作物收获和输送等作业。由于电动轨道车是在轨道上运行，能够将所作业的地块料理的平整，播种更均匀，垄距和株距一致性更好，为农产品的后期采收创造了条件。电动轨道车能够不分昼夜地随时进入农田对农作物的生长情况及时地观察和掌握，及时发现是否有死苗、缺苗、缺水、杂草、虫害等，并能够根据具体的情况进行补种、补水等作业；再则网状路基可作为大棚的基础易于制作暖棚，或可实现一年多季的农产品收获，有利于改变传统的农业机械模式。随着技术不断进步电动轨道车或可搭载能够判断土地肥力、微量元素含量、识别害虫和杂草的智能设备，或可精确控制化肥用量，或少用农药、除草剂，实现名副其实绿色农业。在有条件的地方可以设置风力发电机、太阳能光伏发电作为电动轨道车及农机具的电力源，从而大大降低作业成本。
本发明是由如下技术方案实现的，一种轨道式农田作业中心，包括：分布在一块农田上的网状路基、对应分布在网状路基上的，水槽网、由多股作业车道、多股过渡车道、多个变轨道岔构成的轨道网，设置在多股作业车道起点段和终点端平台和便道、定点停放在平台上的多台各具功能的农机具、能够在多股作业车道之间变轨和运行的电动轨道车，设置在多条作业车道起点段两边的为电动轨道车充电的多对充电桩，为电动轨道车提供作业指令的人机交互站；其特征在于：所述的网状路基是用具有中心水槽的若干预制梁在一块较为平整的农田上纵横向连接而成，网状路基将该农田分隔成若干等宽的长方形地块，并形成与网状路基相应水槽网，在网状路基上均对应连接有两条铁轨；将网状路基网眼长边上相对的两条铁轨均作为作业车道，而将网状路基短边上的两条铁轨均作为过渡车道，并在网状路基的节点上均设置变轨道岔与多股作业车道和多股过渡车道对应；所述的平台设置在作业车道的起点段并与网状路基相连。
所述的农机具是以所要种植物对应的多台具有不同作业功能农具的统称，农机具以能够满足前述的电动轨道车挂载要求、作业方法制作的；例如种植小麦、大豆等作物，需要农机具应有耕地的旋耕机、平地机、开槽播种机、到作物成熟后的收割机等；农机具以顺应作业车道的方向定点集中或者分散停放在平台上，农机具按照各自的功能及所在平台的位置进行编号，并将农机具的编号输入人机交互站作为其编程依据。
所述的电动轨道车是由车架、连接在车架两侧的两对底脚上的两对轨道轮、连接在车架外侧中部的能够升降的两对变轨轮、对称分布在车架两侧内的能够升降的若干对电磁吸盘单元、与若干对电磁吸盘单元对应的能够固定农机具的若干对滑槽，为所挂载的农机具、电动轨道车供电的电池组，绝缘分布在车架两侧外的为电池组充电的触点板、与车架连接的洒水装置、设置在车架顶部用于盛放产品的车斗，为人机交互站提供电动轨道车及所挂载农机具运行和作业状况的控制器组成；所述的洒水装置是由水泵、与水泵连接的吸水管和洒水管组成；其特征在于：所述的车架为双龙门架结构，车架的两侧的两对底脚为L型；所述的两对轨道轮均为电动轮，两对轨道轮的轴距和若干作业车道的轨距相同连接在车架两侧的两对底脚上；所述的两对变轨轮均为电动轮，两对变轨轮的轴距和若干过渡车道的轨距相同，且两对变轨轮和两对轨道轮轴向垂直分别由升降机构连接在车架两侧中部；所述的若干对电磁吸盘单元对称均布车架内侧上方并能够升降；所述的若干对滑槽对称分布在车架内侧的横梁内边，并与若干对电磁吸盘单元对应；所述的车斗为长方形，车斗的底板为一面坡型，在底板的坡底设置有一个能够开关的出料口；所述的水泵连接在车架上方，与水泵连接的吸水管向下延伸至水槽网的水槽中并能够随电动轨道车移动而不间断供水，与水泵连接的洒水管横跨连接在龙门架的边框上；所述的两块触点板与车架外侧边框绝缘连接并能够和若干对充电桩的电极端子面对应接触；所述的控制器的外围设备主要有声波发生器、与多股作业车道端点连接检波器、连接在车架上方的视频传感器组成；所述的声波发生器贴在任意一对轨道轮的轴端，声波发生器在工作时将产生定时、同频的声波，声波经由该对轨道轮、该对轨道轮所在的作业车道、与该作业车道端点连接的检波器传送给人机交互站，人机交互站能够根据声波到达的时间计算出电动轨道车所在的位置，并能够平衡电动轨道车两对轨道轮转速，为所挂载农机具提供精确的作业；所述的视频传感器分布在车架顶部，并与作业面对应为人机交互站提供实时作业视频，对于不能够满足作业要求的情况，通过人机交互站由控制电路及时调整电动轨道车、及其所挂载的农机具的运行和作业状态。
所述的人机交互站是以模拟多股作业车道、多股过渡车道、多个变轨道岔、农机具、电动轨道车及相关设备作为人机交互站的界面订制作业程序，操控实际的电动轨道车及所挂载农机具运行和作业。
本发明的积极效果：
1.通过人机交互站按照用户制订的作业程序、运行路线挂载相应功能的农机具可不分昼夜对农田进行作业，有利于改变传统的农业机械模式，实现农业自动化。
2.尽管前期的投入较大，但长期效果显著。
3.由于电动轨道车是在轨道上运行，能够将所作业的地块料理的平整、播种更均匀、垄距和株距一致性更好、为农产品的后期采收创造了条件。
4.电动轨道车能够随时进入农田对农作物的生长情况及时地观察和掌握，及时发现是否有死苗、缺苗、缺水、杂草、虫害等，并能够进行补种、补水等作业。
5.电动轨道车或可搭载能够判断土地肥力、微量元素含量、识别害虫和杂草的智能设备，或可精确控制化肥用量，或少用农药、除草剂，实现名副其实绿色农业。
6.网状路基可作为大棚的基础易于制作暖棚，或可实现一年多季的农产品收获。
7.在有条件的地方可以设置风力发电机、太阳能光伏发电作为电动轨道车及农机具的电力源，从而大大降低作业成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的左视图。
图3为图1的前视图。
图中：A、农田，1、网状路基，2、水槽网，3、多股作业车道，4、多股过渡车道，5、多个变轨道岔，6、平台，7、便道，8、农机具，9、电动轨道车，10、若干对充电桩，11、人机交互站。
电动轨道车9包括：a、车架，b、两对轨道轮，c、两对变轨轮，c-1、升降机构，d、若干对电磁吸盘单元，d-1、若干滑条，e、电池组，f、触点板，g、洒水装置，g-1、水泵，g-2、吸水管，g-3、洒水管，h、车斗，h-1、出料口，i、控制器，i-1、声波发生器，i-2、检波器，i-3、视频传感器。
具体实施方式
如图1、2、3所示：一种轨道式农田作业中心，包括：分布在一块农田A上的网状路基1、分布在网状路基1上的，水槽网2、作业车道3、过渡车道4、变轨道岔5形成的轨道网，设置在多股作业车道3起点段和终点端平台6和便道7、定点停放在平台6上的多台各具功能的农机具8、能够在多股作业车道3之间变轨和运行的电动轨道车9，设置在多股作业车道3起点段的为电动轨道车9充电的若干对充电桩10，为电动轨道车9提供作业指令的人机交互站11；其特征在于：所述的网状路基1是用具有中心水槽的若干预制梁在一块较为平整的农田A上纵横向连接而成，网状路基1将该农田A分隔成若干等宽的长方形地块，并形成与网状路基1相应水槽网2，在网状路基1上均对应连接有两条铁轨；将网状路基1网眼长边上相对的两条铁轨均作为作业车道3，而将网状路基1的短边上的两条铁轨均作为过渡车道4，并在网状路基1的节点上均设置变轨道岔5与多股作业车道3和多股过渡车道4对应；所述的平台6设置在多股作业车道3的起点段并与网状路基1相连。
如图1、2、3所示：所述的农机具8是以所要种植物对应的多台具有不同作业功能农具的统称，农机具8以能够满足前述的电动轨道车9挂载要求、作业方法制造的；农机具8以顺应若干作业车道3的方向定点集中或者分散停放在平台6上，农机具8按照各自的功能及所在平台6的位置进行编号，并将编号输入人机交互站11作为其编程依据。
如图2、3所示：所述的电动轨道车9是由车架a、连接在车架a两侧的两对底脚上的两对轨道轮b、连接在车架a两侧中部的能够升降的两对变轨轮c、对称分布在车架a两侧内的能够升降的若干对电磁吸盘单元d、与若干对电磁吸盘单元d对应的能够固定农机具8的若干对滑条d-1，为所挂载的农机具8、电动轨道车9供电的电池组e，绝缘分布在车架a两侧外的为电池组e充电的触点板f、与车架a连接的洒水装置j、设置在车架a顶部用于盛放产品的车斗h，为人机交互站11提供电动轨道车9及所挂载农机具8运行和作业状况的控制器i组成；所述的洒水装置g是由水泵g-1、与水泵g-1连接的吸水管g-2和洒水管g-3组成；其特征在于：所述的车架a为双龙门框架结构，车架a两侧的两对底脚均为L型；所述的两对轨道轮b均为电动轮，两对轨道轮b的轴距和多股作业车道3的轨距相同连接在车架a的两对底脚上；所述的两对变轨轮c均为电动轮，两对变轨轮c的轴距和多股过渡车道4的轨距相同，且两对变轨轮c和两对轨道轮b轴向垂直分别由升降机构c-1连接在车架a两外侧中部；所述的若干对电磁吸盘单元d对称均布车架a内侧上方并能够升降；所述的若干对滑条d-1对称分布在车架a内侧的横梁内边，并与若干对电磁吸盘单元d对应；所述的车斗h为长方形，车斗h的底板为一面坡型，在底板的坡底设置有一个能够开关的出料口h-1；所述的水泵g-1连接在车架a上方，与水泵g-1连接的吸水管g-2向下延伸至水槽网2的水槽中，与水泵g-1连接的洒水管g-3横跨在车架a的龙门边框前部；所述的两块触点板f与车架a的两外侧边框绝缘连接并能够和若干对充电桩10的电极端子面对应接触；所述的控制器i的外围设备主要有声波发生器i-1、检波器i-2、视频传感器i-3组成；所述的声波发生器i-1的贴在任意一对轨道轮b的轴端，声波发生器i-1在工作时将产生定时、同频的声波，声波经由该对轨道轮b、该对轨道轮b所在的作业车道3、与作业车道3起点端连接的检波器i-3传送给人机交互站11，人机交互站11能够根据声波到达的时间计算出电动轨道车9所在的位置，并控制两对轨道轮b同速运转；所述的视频传感器i-3分布在车架a顶部，并与作业面对应为人机交互站11提供实时作业视频，对于不能够满足作业要求的情况，通过人机交互站11由控制器i及时调整电动轨道车9、及其所挂载的农机具8的运行和作业状态。
如图1所示：所述的人机交互站11是以模拟多股作业车道3、多股过渡车道4、多个变轨道岔5、农机具8、电动轨道车9及相关设备作为人机交互站11的界面订制作业程序，操控实际的电动轨道车9及所挂载农机具8运行和作业。

Claims (4)

1.一种轨道式农田作业中心，包括：分布在一块农田(A)上的网状路基(1)、分布在网状路基(1)上的，水槽网(2)、作业车道(3)、过渡车道(4)、变轨道岔(5)形成的轨道网，设置在多股作业车道(3)起点段和终点端平台(6)和便道(7)、定点停放在平台(6)上的多台各具功能的农机具(8)、能够在多股作业车道(3)之间变轨和运行的电动轨道车(9)，设置在多股作业车道(3)起点段的为电动轨道车(9)充电的若干对充电桩(10)，为电动轨道车(9)提供作业指令的人机交互站(11)；其特征在于：所述的网状路基(1)是用具有中心水槽的若干预制梁在一块较为平整的农田(A)上纵横向连接而成，网状路基(1)将该农田(A)分隔成若干等宽的长方形地块，并形成与网状路基(1)相应水槽网(2)，在网状路基(1)上均对应连接有两条铁轨；将网状路基(1)网眼长边上相对的两条铁轨均作为作业车道(3)，而将网状路基(1)的短边上的两条铁轨均作为过渡车道(4)，并在网状路基(1)的节点上均设置变轨道岔(5)与多股作业车道(3)和多股过渡车道(4)对应；所述的平台(6)设置在多股作业车道(3)的起点段并与网状路基(1)相连。
2.根据权利要求1所述的轨道式农田作业中心，其特征在于：所述的农机具(8)是以所要种植物对应的多台具有不同作业功能农具的统称，农机具(8)以能够满足前述的电动轨道车(9)挂载要求、作业方法制造的；农机具(8)以顺应若干作业车道(3)的方向定点集中或者分散停放在平台(6)上，农机具(8)按照各自的功能及所在平台(6)的位置进行编号，并将编号输入人机交互站(11)作为其编程依据。
3.根据权利要求1所述的轨道式农田作业中心，所述的电动轨道车(9)是由车架(a)、连接在车架(a)两侧的两对底脚上的两对轨道轮(b)、连接在车架(a)两侧中部的能够升降的两对变轨轮(c)、对称分布在车架(a)两侧内的能够升降的若干对电磁吸盘单元(d)、与若干对电磁吸盘单元(d)对应的能够固定农机具(8)的若干对滑条(d-1)，为所挂载的农机具(8)、电动轨道车(9)供电的电池组(e)，绝缘分布在车架(a)两侧外的为电池组(e)充电的触点板(f)、与车架(a)连接的洒水装置(g)、设置在车架(a)顶部用于盛放产品的车斗(h)，为人机交互站(11)提供电动轨道车(9)及所挂载农机具(8)运行和作业状况的控制器(i)组成；所述的洒水装置(g)是由水泵(g-1)、与水泵(g-1)连接的吸水管(g-2)和洒水管(g-3)组成；其特征在于：所述的车架(a)为双龙门框架结构，车架(a)两侧的两对底脚均为L型；所述的两对轨道轮(b)均为电动轮，两对轨道轮(b)的轴距和多股作业车道(3)的轨距相同连接在车架()a的两对底脚上；所述的两对变轨轮(c)均为电动轮，两对变轨轮(c)的轴距和多股过渡车道(4)的轨距相同，且两对变轨轮(c)和两对轨道轮(b)轴向垂直分别由升降机构(c-1)连接在车架(a)两外侧中部；所述的若干对电磁吸盘单元(d)对称均布车架(a)内侧上方并能够升降；所述的若干对滑条(d-1)对称分布在车架(a)内侧的横梁内边，并与若干对电磁吸盘单元(d)对应；所述的车斗(h)为长方形，车斗(h)的底板为一面坡型，在底板的坡底设置有一个能够开关的出料口(h-1)；所述的水泵(g-1)连接在车架(a)上方，与水泵(g-1)连接的吸水管(g-2)向下延伸至水槽网(2)的水槽中，与水泵(g-1)连接的洒水管(g-3)横跨在车架(a)的龙门边框前部；所述的两块触点板(f)与车架(a)的两外侧边框绝缘连接并能够和若干对充电桩(10)的电极端子面对应接触；所述的控制器(i)的外围设备主要有声波发生器(i-1)、检波器(i-2)、视频传感器(i-3)组成；所述的声波发生器(i-1)的贴在任意一对轨道轮(b)的轴端，声波发生器(i-1)在工作时将产生定时、同频的声波，声波经由该对轨道轮(b)、该对轨道轮(b)所在的作业车道(3)、与作业车道(3)起点端连接的检波器(i-3)传送给人机交互站(11)，人机交互站(11)能够根据声波到达的时间计算出电动轨道车(9所在的位置，并控制两对轨道轮(b)同速运转；所述的视频传感器(i-3)分布在车架(a)顶部，并与作业面对应为人机交互站(11)提供实时作业视频，通过人机交互站11)由控制器(i)及时调整电动轨道车(9)、及其所挂载的农机具(8)的运行和作业状态。
4.根据权利要求1所述的轨道式农田作业中心，其特征在于：所述的人机交互站(11)是以模拟多股作业车道(3)、多股过渡车道(4)、多个变轨道岔(5)、农机具(8)、电动轨道车(9)及相关设备作为人机交互站(11)的界面订制作业程序，操控实际的电动轨道车(9)及所挂载农机具(8)运行和作业。
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