CN111466165A - 一种多地形除草机、控制系统、控制方法 - Google Patents

一种多地形除草机、控制系统、控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于农用机械技术领域,尤其涉及一种多地形除草机、控制系统、控制方法,除草机两侧及底部通过升降杆连接驱动电机,驱动电机下方连接防护罩并通过驱动电机输出轴连接除草刀片,除草机后方通过连接杆连接机械耙;除草机内部固定有液压泵,液压泵的输出轴上固定有连接杆;除草机顶部设置有太阳能电池板。本发明通过驱动电机带动除草刀片实现对杂草草根与土壤的切断,通过机械耙实现杂草与土壤的分离,并且通过控制液压泵控制除草刀片的升降,达到可跨越多地形进行除草的目的,并且本发明设置的太阳能电池板可以减少除草机对能源的消耗,本发明降低了劳动量及劳动成本,提高了除草效率,符合绿色农业的发展。

Description

一种多地形除草机、控制系统、控制方法
技术领域
本发明属于农用机械技术领域,尤其涉及一种多地形除草机、控制系统、控制方法。
背景技术
目前,绿色农业是指将农业生产和环境保护协调起来,在促进农业发展、增加农户收入的同时保护环境、保证农产品的绿色无污染的农业发展类型。
随着人们生活水平的提高,人们对无公害绿色农产品的需求越来越高,这就需要在农业生产中减免农药的使用量,但农户在农业作物种植前往往需要在农田表面喷施除草剂进行除草,避免影响农作物的生长,如开展绿色农业,农户往往采用人工除草,则劳动成本大,效果差,影响农作物的种植时间。而且现有的除草设备只适合在地形平坦的地形使用,对于高低不齐的地形无法进行除草作业。
综上所述,现有技术存在的问题是:
(1)为了开展绿色农业,农户往往采用人工除草,则劳动成本大,效果差,影响农作物的种植时间。
(2)现有的除草设备只适合在地形平坦的地形使用,对于高低不齐的地形无法进行除草作业。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种多地形除草机、控制系统、控制方法。
本发明是这样实现的,一种多地形除草机控制系统包括:
驱动模块,与主控模块连接,用于通过驱动电机驱动除草机的移动和除草刀片的旋转;
升降模块,与主控模块连接,用于通过升降装置对除草装置的高度进行调节控制;
供电模块,与主控模块连接,用于通过太阳能电池板采集太阳能进行光电转换为装置提供电能;
除草模块,与主控模块连接,用于通过除草刀片在驱动电机输出轴的带动下进行除草作业;
主控模块,与驱动模块、升降模块、供电模块、除草模块、障碍检测模块、预警模块连接,用于通过控制器对采集信息进行处理分析,并对各个模块的相互工作进行协调控制;
障碍检测模块,与主控模块连接,用于通过超声波传感器对前方的地面障碍物进行检测,并将检测信号传递到主控模块;
预警模块,与主控模块连接,用于在超声波传感器检测到障碍信息时,通过报警器发出报警提醒。
进一步,所述供电模块包括:
光电转换单元、电能存储单元、PWM信号输出单元以及LED驱动单元,其中,
光电转换单元,用于将太阳能转化为电能;
电能存储单元,用于存储由光电转换单元输出的电能并将存储的电能向该PWM信号输出单元以及电机驱动单元输出;
PWM信号输出单元,用于根据设定的控制命令向电机驱动单元发送具有对应的脉冲宽度的脉冲信号;
电机驱动单元,用于将从该电能存储单元获取的电能调节成与该脉冲信号相匹配的电能以驱动电机的运转。
进一步,所述障碍检测模块包括:
状态检测单元,用于检测设备本身是否处于目标状态,所述目标状态为行走状态;
障碍检测单元,用于为当检测到所述设备处于所述目标状态时,检测目标位置是否存在障碍物,所述目标位置为在当前路线上位于所述设备所在位置前方的位置;
障碍提醒单元,用于当检测到所述目标位置存在所述障碍物时,向主控模块进行所述目标位置存在所述障碍物的障碍提醒。
进一步,所述障碍检测单元包括:
超声波发射部分,用于向周围发射超声波;
超声波接收部分,用于从周围接收超声波;
障碍确定部分,用于执行障碍检测操作以确定所述障碍是否实际存在;
在所述障碍确定操作中,所述超声波发射部分向周围发射超声波,且所述超声波接收部分接收从所述障碍反射的超声波,当所述障碍确定部分确定了第一电压电平超过确定阈值时,所述障碍确定部分确定所述障碍实际存在,所述第一电压电平与在所述障碍检测操作中接收到的超声波相关联;
进一步,所述预警模块包括:
信号接收单元,用于接收主控模块发送的预警指令信息;
比对单元,用于比对判断预警指令信息是否大于预设阈值;
通知单元,包括警示灯和蜂鸣器,用于当预警指令信息大于预设阈值时通知用户进行处理。
本发明的另一目的在于提供一种多地形除草机,所述多地形除草机设置有:
除草机;
除草机两侧及底部通过升降杆连接驱动电机,驱动电机下方连接防护罩并通过驱动电机输出轴连接除草刀片,除草机后方通过连接杆连接机械耙。
除草机内部固定有液压泵,液压泵的输出轴上固定有连接杆。
连接杆为中间凹型结构,上下凸面设置有贯通的孔,通过贯穿孔安装销轴连接机械耙的连接轴。
所述除草机前端嵌装有多个超声波传感器
进一步,驱动电机输出轴外侧套装有输出轴套,输出轴套前侧为尖角型。
进一步,机械耙下方设置有均匀分布的耙钉,耙钉为向前倾斜结构。
进一步,除草机前端底部设置有转向轮,后端底部设置有驱动轮。
进一步,除草机顶部设置有太阳能电池板,太阳能电池板通过导线连接除草机内置蓄电池。
本发明的另一目的在于提供一种所述多地形除草机的控制方法,所述控制方法包括:首先进入驾驶室,开启除草机,通过驱动轮和转向轮到达农田的初始位置,然后控制液压泵将除草刀片下压到土壤中,开启驱动电机,驱动电机通过驱动电机输出轴带动除草刀片进行旋转,除草刀片在旋转过程中切断杂草的根部,此时可以驱动除草机向前运行进行除草,同时通过连接杆连接的机械耙在除草机的带动下向前运行,机械耙下方设置的耙钉将切断草根的杂草带起使其与土壤分离,达到彻底除草的目的;同时太阳能电池板给驱动电机供电,农户通过控制液压泵将除草刀片提起。
综上所述,本发明的优点及积极效果为:本发明通过采用主控模块对多个模块进行统一协调控制,可以使得升降模块、障碍检测模块与预警模块进行有效配合,能够在障碍检测模块检测到障碍信息时,通过升降模块及时对除草刀片进行升降处理,并通过预警模块发出报警,提醒操作人员注意,可以更加适合多种地形的操作使用。本发明提供的多地形除草机结构简单,通过驱动电机带动除草刀片实现对杂草草根与土壤的切断,通过机械耙实现杂草与土壤的分离,从而可彻底清理杂草,并且通过控制液压泵控制除草刀片的升降,达到可跨越多地形进行除草的目的,并且本发明设置的太阳能电池板可以减少除草机对能源的消耗,更适宜于发展绿色农业的需求。本发明降低了劳动量及劳动成本,提高了除草效率,符合绿色农业的发展。
附图说明
图1是本发明实施例提供的多地形除草机的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的液压泵的位置结构示意图;
图3是本发明实施例提供的连接杆的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的驱动电机输出轴的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的机械耙的结构示意图;
图6是本发明实施例提供的驱动轮和转向轮的位置结构示意图;
图7是本发明实施例提供的太阳能电池板的位置结构示意图;
图中:1、除草机;2、转向轮;3、升降杆;4、驱动电机;5、防护罩;6、除草刀片;7、连接杆;8、机械耙;9、液压泵;10、销轴;11、驱动电机输出轴;12、输出轴套;13、耙钉;14、驱动轮;15、太阳能电池板。
图8是本发明实施例提供的多地形除草机控制系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种多地形除草机,下面结合附图对本发明的技术方案作详细的描述。
如图1所示,除草机1两侧及底部通过升降杆3连接驱动电机4,驱动电机4下方连接防护罩5并通过驱动电机输出轴11连接除草刀片6,除草机1后方通过连接杆7连接机械耙8,除草机前端嵌装有多个超声波传感器。
在本实施例中:驱动电机4、防护罩5、除草刀片6共3个,分别位于除草机1的底部和两侧。
如图2所示,除草机1内部固定有液压泵9,液压泵9的输出轴上固定有连接杆7。
在本实施例中:连接杆3在液压泵9输出轴上的连接位置需要根据3个除草刀片的高度进行确定。
如图3所示,连接杆7为中间凹型结构,上下凸面设置有贯通的孔,通过贯穿孔安装销轴10连接机械耙8的连接轴。
如图4所示,驱动电机输出轴11外侧套装有输出轴套12,输出轴套12前侧为尖角型。
在本实施例中:输出轴套12的尖角型可以减少除草过程中的土壤阻力。
如图5所示,机械耙8下方设置有均匀分布的耙钉13,耙钉13为向前倾斜结构。
在本实施例中;耙钉13向前倾斜的结构可以切断翻出的杂草的根与土壤的连接。
如图6所示,除草机1前端底部设置有转向轮2,后端底部设置有驱动轮14。
在本实施例中:转向轮2、驱动轮14轮胎结构为外凸型,提高转向轮2与驱动轮14对农田土壤的抓地力。
如图7所示,除草机1顶部设置有太阳能电池板15,太阳能电池板15通过导线连接除草机1内置蓄电池。
本发明在使用时,首先农户进入驾驶室,开启除草机1,通过驱动轮14和转向轮2到达农田的初始位置,然后控制液压泵9将除草刀片6下压到土壤中,开启驱动电机4,驱动电机4通过驱动电机输出轴11带动除草刀片6进行旋转,除草刀片6在旋转过程中切断杂草的根部,此时农户可以驱动除草机1向前运行进行除草,同时通过连接杆7连接的机械耙8在除草机1的带动下向前运行,机械耙8下方设置的耙钉13将切断草根的杂草带起使其与土壤分离,从而达到彻底除草的目的;同时太阳能电池板15可以给驱动电机4供电,减少能源的损耗,并且在除草机1在高低不同的地形上行走时,农户可以通过控制液压泵9将除草刀片6提起,避免损伤除草刀片6,达到可以跨越多地形进行除草的目的。
如图8所示,本发明实施例提供的一种多地形除草机控制系统包括:
驱动模块81,与主控模块连接,用于通过驱动电机驱动除草机的移动和除草刀片的旋转;
升降模块82,与主控模块连接,用于通过升降装置对除草装置的高度进行调节控制;
供电模块83,与主控模块连接,用于通过太阳能电池板采集太阳能进行光电转换为装置提供电能;
除草模块84,与主控模块连接,用于通过除草刀片在驱动电机输出轴的带动下进行除草作业;
主控模块85,与驱动模块、升降模块、供电模块、除草模块、障碍检测模块、预警模块连接,用于通过控制器对采集信息进行处理分析,并对各个模块的相互工作进行协调控制;
障碍检测模块86,与主控模块连接,用于通过超声波传感器对前方的地面障碍物进行检测,并将检测信号传递到主控模块;
预警模块87,与主控模块连接,用于在超声波传感器检测到障碍信息时,通过报警器发出报警提醒。
本发明实施例提供的供电模块83包括:
光电转换单元、电能存储单元、PWM信号输出单元以及LED驱动单元,其中,
光电转换单元,用于将太阳能转化为电能;
电能存储单元,用于存储由光电转换单元输出的电能并将存储的电能向该PWM信号输出单元以及电机驱动单元输出;
PWM信号输出单元,用于根据设定的控制命令向电机驱动单元发送具有对应的脉冲宽度的脉冲信号;
电机驱动单元,用于将从该电能存储单元获取的电能调节成与该脉冲信号相匹配的电能以驱动电机的运转。
本发明实施例提供的障碍检测模块86包括:
状态检测单元,用于检测设备本身是否处于目标状态,所述目标状态为行走状态;
障碍检测单元,用于为当检测到所述设备处于所述目标状态时,检测目标位置是否存在障碍物,所述目标位置为在当前路线上位于所述设备所在位置前方的位置;
障碍提醒单元,用于当检测到所述目标位置存在所述障碍物时,向主控模块进行所述目标位置存在所述障碍物的障碍提醒。
本发明实施例提供的障碍检测单元包括:
超声波发射部分,用于向周围发射超声波;
超声波接收部分,用于从周围接收超声波;
障碍确定部分,用于执行障碍检测操作以确定所述障碍是否实际存在;
在所述障碍确定操作中,所述超声波发射部分向周围发射超声波,且所述超声波接收部分接收从所述障碍反射的超声波,当所述障碍确定部分确定了第一电压电平超过确定阈值时,所述障碍确定部分确定所述障碍实际存在,所述第一电压电平与在所述障碍检测操作中接收到的超声波相关联;
本发明实施例提供的预警模块包括:
信号接收单元,用于接收主控模块发送的预警指令信息;
比对单元,用于比对判断预警指令信息是否大于预设阈值;
通知单元,包括警示灯和蜂鸣器,用于当预警指令信息大于预设阈值时通知用户进行处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多地形除草机控制系统,其特征在于,所述多地形除草机控制系统包括:
驱动模块,与主控模块连接,用于通过驱动电机驱动除草机的移动和除草刀片的旋转;
升降模块,与主控模块连接,用于通过升降装置对除草装置的高度进行调节控制;
供电模块,与主控模块连接,用于通过太阳能电池板采集太阳能进行光电转换为装置提供电能;
除草模块,与主控模块连接,用于通过除草刀片在驱动电机输出轴的带动下进行除草作业;
主控模块,与驱动模块、升降模块、供电模块、除草模块、障碍检测模块、预警模块连接,用于通过控制器对采集信息进行处理分析,并对各个模块的相互工作进行协调控制;
障碍检测模块,与主控模块连接,用于通过超声波传感器对前方的地面障碍物进行检测,并将检测信号传递到主控模块;
预警模块,与主控模块连接,用于在超声波传感器检测到障碍信息时,通过报警器发出报警提醒。
2.如权利要求1所述的多地形除草机控制系统,其特征在于,所述供电模块包括:
光电转换单元、电能存储单元、PWM信号输出单元以及LED驱动单元,其中,
光电转换单元,用于将太阳能转化为电能;
电能存储单元,用于存储由光电转换单元输出的电能并将存储的电能向该PWM信号输出单元以及电机驱动单元输出;
PWM信号输出单元,用于根据设定的控制命令向电机驱动单元发送具有对应的脉冲宽度的脉冲信号;
电机驱动单元,用于将从该电能存储单元获取的电能调节成与该脉冲信号相匹配的电能以驱动电机的运转。
3.如权利要求1所述的多地形除草机控制系统,其特征在于,所述障碍检测模块包括:
状态检测单元,用于检测设备本身是否处于目标状态,所述目标状态为行走状态;
障碍检测单元,用于为当检测到所述设备处于所述目标状态时,检测目标位置是否存在障碍物,所述目标位置为在当前路线上位于所述设备所在位置前方的位置;
障碍提醒单元,用于当检测到所述目标位置存在所述障碍物时,向主控模块进行所述目标位置存在所述障碍物的障碍提醒。
4.如权利要求3所述的多地形除草机控制系统,其特征在于,所述障碍检测单元包括:
超声波发射部分,用于向周围发射超声波;
超声波接收部分,用于从周围接收超声波;
障碍确定部分,用于执行障碍检测操作以确定所述障碍是否实际存在;
在所述障碍确定操作中,所述超声波发射部分向周围发射超声波,且所述超声波接收部分接收从所述障碍反射的超声波,当所述障碍确定部分确定了第一电压电平超过确定阈值时,所述障碍确定部分确定所述障碍实际存在,所述第一电压电平与在所述障碍检测操作中接收到的超声波相关联。
5.如权利要求1所述的多地形除草机控制系统,其特征在于,所述预警模块包括:
信号接收单元,用于接收主控模块发送的预警指令信息;
比对单元,用于比对判断预警指令信息是否大于预设阈值;
通知单元,包括警示灯和蜂鸣器,用于当预警指令信息大于预设阈值时通知用户进行处理。
6.一种搭载权利要求1~5任意一项所述多地形除草机控制系统的多地形除草机,其特征在于,所述多地形除草机设置有:
除草机;
所述除草机两侧及底部通过升降杆连接驱动电机,所述驱动电机下方通过螺栓固定有防护罩,所述驱动电机的输出轴外端套设有除草刀片,所述除草机后方通过连接杆连接有机械耙;
所述除草机内部固定有液压泵,液压泵的输出轴上固定有连接杆;
所述连接杆为中间凹型结构,上下凸面设置有贯通的孔,通过贯穿孔安装销轴连接机械耙的连接轴;
所述除草机前端嵌装有多个超声波传感器。
7.如权利要求6所述的多地形除草机,其特征在于,所述驱动电机输出轴外侧套装有输出轴套,输出轴套前侧为尖角型。
8.如权利要求6所述的多地形除草机,其特征在于,所述机械耙下方设置有均匀分布的耙钉,耙钉为向前倾斜结构。
9.如权利要求6所述的多地形除草机,其特征在于,所述除草机前端底部设置有转向轮,后端底部设置有驱动轮;
所述除草机顶部设置有太阳能电池板,太阳能电池板通过导线连接除草机内置蓄电池。
10.一种如权利要求6所述多地形除草机的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:首先进入驾驶室,开启除草机,通过驱动轮和转向轮到达农田的初始位置,然后控制液压泵将除草刀片下压到土壤中,开启驱动电机,驱动电机通过驱动电机输出轴带动除草刀片进行旋转,除草刀片在旋转过程中切断杂草的根部,此时可以驱动除草机向前运行进行除草,同时通过连接杆连接的机械耙在除草机的带动下向前运行,机械耙下方设置的耙钉将切断草根的杂草带起使其与土壤分离,达到彻底除草的目的;同时太阳能电池板给驱动电机供电,农户通过控制液压泵将除草刀片提起。
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