CN113115598A - 一种果园自动避障除草机 - Google Patents

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Abstract

一种果园自动避障除草机，属于农业机械技术领域。它包括悬挂装置、主除草机构、行走测速机构、避障接触机构、株间除草机构、抬升机构以及辅助控制装置，悬挂装置设置在主除草机构的上部，行走测速机构设置在主除草机构两侧的下部，所述避障接触机构设置在主除草机构两侧的上部，株间除草机构设置在主除草机构后部的两侧，株间除草机构与主除草机构之间通过抬升机构相连接，所述辅助控制装置发出信号，控制抬升机构的运动，从而使得自动避障除草机能够实现除草并自动避障的功能。本发明能够有效精准实现自动避障，清除株间杂草，提高除草效果，同时能够保护果树不受伤害，同时粉碎后的杂草与疏松的土混合后，土质疏松，提高肥力。

Description

一种果园自动避障除草机
技术领域
本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种果园自动避障除草机。
背景技术
在果树的生长过程中，果园中的杂草会和果树竞争肥力，制约着果树结出优质果实。传统的除草方式主要有人工除草、化学除草和机械除草三种方式，人工除草费时耗力，作业强度大，不适合规模化果园管理。化学除草除了会污染环境外，还会有农药残留在果实表面，有害人类健康。机械化除草效果好，作业效率高，但是现有的除草机针对株间杂草不能有效清除，且容易伤害果树。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种能够高效除草，保护果树不受伤害的自动避障除草机。
本发明提供如下技术方案：一种果园自动避障除草机，其特征在于：包括悬挂装置、主除草机构、行走测速机构、避障接触机构、株间除草机构、抬升机构以及辅助控制装置，所述主除草机构用于除去果树行间的杂草，所述悬挂装置设置在主除草机构的上部，所述行走测速机构用于测量当前行走速度，行走测速机构设置在主除草机构两侧的下部，所述避障接触机构设置在主除草机构两侧的上部，所述株间除草机构用于除去株间的杂草，株间除草机构设置在主除草机构后部的两侧，株间除草机构与主除草机构之间通过抬升机构相连接，所述辅助控制装置发出信号，控制抬升机构的运动，从而使得自动避障除草机能够实现除草并自动避障的功能。
所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述主除草机构包括主机架、设置在主机架内的主除草刀轴和主松土耕刀轴及后盖板一，所述主除草刀轴、主松土耕刀轴上分别设置有若干个除草刀具、耕刀，所述主除草刀轴、主松土耕刀轴均连接有动力组件，所述后盖板一通过一组弹性组件安装在主机架上。
所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述行走测速机构包括安装在主机架上的车轮架、安装在车轮架上的激光接收器、激光发射器，所述车轮架的上部均布有若干个圆孔，以适应不同作业高度的要求，所述车轮架上安装有车轮，所述车轮的内部圆周均布有若干个便于激光发射器中光线通过的圆孔，达到测速目的。
所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述避障接触机构包括避障接触杆、避障连杆、滑块、滑块滑轨、压力传感器，所述避障接触杆与主机架之间、避障接触杆与避障连杆之间、避障连杆与滑块之间均为铰接连接，所述压力传感器设置在滑块滑轨的一侧，所述压力传感器与滑块之间通过压缩弹簧一相连接。
所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述株间除草机构包括次机架、设置在次机架内的株间除草刀轴和株间松土耕刀轴以及后盖板二，所述株间除草刀轴、株间松土耕刀轴上分别设置有若干个除草刀具、耕刀，所述株间除草刀轴、株间松土耕刀轴均连接有动力组件，所述后盖板二通过一组弹性组件安装在次机架上。
所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述抬升机构包括液压缸一、抬升机构连杆一、抬升机构连杆二及液压缸二，所述液压缸一、抬升机构连杆一、抬升机构连杆二及液压缸二的一端均通过球铰接组件与主机架相连接，所述抬升机构连杆一、抬升机构连杆二的另一端安装在次机架上，所述液压缸一、液压缸二的另一端通过球铰接组件与抬升机构连杆二相连接，所述主机架、次机架、抬升机构连杆一及抬升机构连杆二组合形成平行四边形机构。
所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述动力组件包括联轴器及液压马达。
所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述球铰接组件包括球铰固定块及球铰杆。
所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述主机架的两侧设有限制避障接触杆行程的挡板。
所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述弹性组件包括可转连接块、阶梯杆，所述可转连接块与阶梯杆之间设有压缩弹簧二。
通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1）本发明装置能够有效精准实现自动避障，清除株间杂草，提高除草效果，同时能够保护果树不受伤害，同时粉碎后的杂草与疏松的土混合后，土质疏松，提高肥力；
2）本发明通过设置的主除草机构、株间除草机构，利用主除草机构、株间除草机构中除草刀具及耕刀的组合使用，快速地除去果树行间以及株间的杂草；
3）本发明通过设置的避障接触机构、行走测速机构及辅助控制装置，当触及到果树时，避障接触机构用于接触果树，发出接触信号，行走测速机构测得当前行走速度，辅助控制系统根据接收到的信息发出信号，控制抬升机构先向上后向内的运动，从而达到除草且精准自动避障的效果；
4）本发明通过设置的弹性组件，使得后盖板一、后盖板二能够弹性可调，避免旋耕出土壤在主机架、次机架中产生堆积的现象。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的抬升机构结构示意图
图3为本发明的避障接触机构结构示意图；
图4为本发明的车轮架结构示意图；
图5为本发明的主除草机构结构示意图；
图6为本发明的株间除草机构结构示意图；
图7为本发明的弹性组件结构示意图。
图中：1、悬挂装置；2、主机架；3、避障接触杆；4、避障连杆；5、滑块；6、压缩弹簧一；7、车轮架；8、车轮；9、联轴器；10、液压马达；101、轴承；13、液压马达支撑板；14、弹簧螺母；15、可转连接块；16、压缩弹簧二；17、阶梯杆；18、后盖板二；19、球铰固定块；20、球铰杆；21、液压缸一；23、抬升机构连杆一；24、抬升机构连杆二；25、液压缸二；27、滑块滑轨；28、压力传感器；29、除草刀具；30、主除草刀轴；31、主松土耕刀轴；32、耕刀；36、后盖板一；37、激光接收器；38、激光发射器；39、株间除草刀轴；40、株间松土耕刀轴；41、次机架。
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，以下结合说明书附图及实施例，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。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
请参阅图1-7，一种果园自动避障除草机，包括悬挂装置1、主除草机构、行走测速机构、避障接触机构、株间除草机构、抬升机构以及辅助控制装置，所述主除草机构用于除去果树行间的杂草，所述悬挂装置1设置在主除草机构的上部，所述行走测速机构用于测量当前行走速度，行走测速机构设置在主除草机构两侧的下部，所述避障接触机构设置在主除草机构两侧的上部，所述株间除草机构用于除去株间的杂草，株间除草机构设置在主除草机构后部的两侧，株间除草机构与主除草机构之间通过抬升机构相连接，所述辅助控制装置发出信号，控制抬升机构的运动，从而使得自动避障除草机能够实现除草并自动避障的功能。
主除草机构由主机架2、主除草刀轴30和主松土耕刀轴31及后盖板一36构成，主除草刀轴30、主松土耕刀轴31设置在主机架2内，主除草刀轴30上安装有多个除草刀具29，主松土耕刀轴31上安装有多个耕刀32，主除草刀轴30、主松土耕刀轴31一侧端部均连接有动力组件，后盖板一36通过一组弹性组件弹性可调安装在主机架2上，避免旋耕出土壤在主机架2中产生堆积的现象。
行走测速机构包括安装在主机架2上的车轮架7、安装在车轮架7上的激光接收器37、激光发射器38，所述车轮架7的上部均布有六个便于激光发射器38中光线通过的圆孔，车轮架7的上部均布有若干个圆孔，以适应不同作业高度的要求，车轮架7上安装有车轮8，车轮8的内部圆周均布有若干个便于激光发射器38中光线通过的圆孔，达到测速目的。
避障接触机构包括避障接触杆3、避障连杆4、滑块5、滑块滑轨27、压力传感器28，所述避障接触杆3与主机架2之间、避障接触杆3与避障连杆4之间、避障连杆4与滑块5之间均为铰接连接，所述压力传感器28设置在滑块滑轨27的一侧，所述压力传感器28与滑块5之间通过压缩弹簧一6相连接，其中，滑块5端部设有小圆柱型凸台方便与压缩弹簧一6配合连接，主机架2两侧设有限制避障接触杆3行程的挡板。
株间除草机构包括次机架41、株间除草刀轴39、株间松土耕刀轴40以及后盖板二18，株间除草刀轴39、株间松土耕刀轴40设置在次机架41内，株间除草刀轴39、株间松土耕刀轴40一侧端连接有动力组件，后盖板二18通过一组弹性组件弹性可调安装在次机架41上。
抬升机构包括液压缸一21、抬升机构连杆一23、抬升机构连杆二24及液压缸二25，所述液压缸一21、抬升机构连杆一23、抬升机构连杆二24及液压缸二25的一端均通过球铰接组件与主机架2相连接，所述抬升机构连杆一23、抬升机构连杆二24的另一端安装在次机架41上，所述液压缸一21、液压缸二25的另一端通过球铰接组件与抬升机构连杆二24相连接，所述主机架2、次机架41、抬升机构连杆一23及抬升机构连杆二24组合形成平行四边形机构。
液压缸一21动作时，液压缸二25不动作，抬升机构实现抬升株间除草机构目的，进而液压缸二25动作，液压缸一21不动作，从而抬升机构实现向内收回株间除草机构目的，从而实现自动避障功能。
辅助控制系统包括液压控制系统、电信号控制系统。
其中，动力组件由安装在对应机架上的液压马达支撑板13、安装在液压马达支撑板13上的液压马达10、联轴器9及轴承11构成，液压马达10的输出端通过联轴器9与对应的轴传动连接；弹性组件由弹簧螺母14、可转连接块15、阶梯杆17及设置在可转连接块15与阶梯杆17之间的压缩弹簧二16组成。球铰接组件包括球铰固定块19及球铰杆20。
本发明工作时具体过程如下：悬挂装置1悬挂于拖拉机后面，整个自动避障除草机的整个动力源来源于液压系统，拖拉机牵引整个机器向前行走。主除草机构上主除草刀轴30连接的动力组件中的液压马达10旋转，通过联轴器9带动主除草刀轴30转动，从而带动除草刀具29旋转，切割杂草，主松土耕刀轴31连接的动力组件中的液压马达10通过联轴器9带动主松土耕刀轴31旋转，从而带动耕刀32旋转，翻挖土壤，后盖板一36通过压缩弹簧二16使得后盖板一36弹性可调，避免旋耕出土壤堆积的现象。实现松土目的同时，将粉碎的杂草掩埋进入土壤内，待雨水浸泡，腐烂，提高土壤肥力。
此时抬升机构中的液压缸一21、液压缸二25都处于伸长状态，株间除草机构紧贴地面，同时完成除草和松土的作用。
行走测速机构的激光发射器38定时发送激光，通过车轮8上的孔被激光接收器一37接收，从而计算出每时刻的车轮8行走速度v。
当除草机上的避障接触杆3接触到果树时，避障接触杆3带动避障连杆4，连杆带动滑块5移动，从而带动滑块5压缩弹簧一6压缩，当弹簧压缩量达到一定时，压力传感器28会感受到，发出接触障碍物信号，控制系统此时根据当前行走速度v和特定距离测得株间除草机构接触到果树所需时间t，去除抬升机构先上台时间t1和后向内收的时间t2,再继续前行t-t1-t2，然后控制系统控制液压缸一21收缩，再让液压缸二25收缩，此时实精准现避开果树的目的，既能实现株间清除草的目的，又能保护果树不受机器的伤害。
经过一定时间后，株间除草机构躲过果树，压缩弹簧一6释放，避障接触杆3弹回原来位置，控制系统控制液压缸二25伸长动作，再液压缸一21伸长，株间除草机构与地面有一定距离，继续作业。
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)

1.一种果园自动避障除草机，其特征在于：包括悬挂装置（1）、主除草机构、行走测速机构、避障接触机构、株间除草机构、抬升机构以及辅助控制装置，所述主除草机构用于除去果树行间的杂草，所述悬挂装置（1）设置在主除草机构的上部，所述行走测速机构用于测量当前行走速度，行走测速机构设置在主除草机构两侧的下部，所述避障接触机构设置在主除草机构两侧的上部，所述株间除草机构用于除去株间的杂草，株间除草机构设置在主除草机构后部的两侧，株间除草机构与主除草机构之间通过抬升机构相连接，所述辅助控制装置发出信号，控制抬升机构的运动，从而使得自动避障除草机能够实现除草并自动避障的功能。
2.根据权利要求1所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述主除草机构包括主机架（2）、设置在主机架（2）内的主除草刀轴（30）和主松土耕刀轴（31）及后盖板一（36），所述主除草刀轴（30）、主松土耕刀轴（31）上分别设置有若干个除草刀具（29）、耕刀（32），所述主除草刀轴（30）、主松土耕刀轴（31）均连接有动力组件，所述后盖板一（36）通过一组弹性组件安装在主机架（2）上。
3.根据权利要求2所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述行走测速机构包括安装在主机架（2）上的车轮架（7）、安装在车轮架（7）上的激光接收器（37）、激光发射器（38），所述车轮架（7）的上部均布有若干个圆孔，以适应不同作业高度的要求，所述车轮架（7）上安装有车轮（8），所述车轮（8）的内部圆周均布有若干个便于激光发射器（38）中光线通过的圆孔，达到测速目的。
4.根据权利要求2所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述避障接触机构包括避障接触杆（3）、避障连杆（4）、滑块（5）、滑块滑轨（27）、压力传感器（28），所述避障接触杆（3）与主机架（2）之间、避障接触杆（3）与避障连杆（4）之间、避障连杆（4）与滑块（5）之间均为铰接连接，所述压力传感器（28）设置在滑块滑轨（27）的一侧，所述压力传感器（28）与滑块（5）之间通过压缩弹簧一（6）相连接。
5.根据权利要求2所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述株间除草机构包括次机架（41）、设置在次机架（41）内的株间除草刀轴（39）和株间松土耕刀轴（40）以及后盖板二（18），所述株间除草刀轴（39）、株间松土耕刀轴（40）上分别设置有若干个除草刀具（29）、耕刀（32），所述株间除草刀轴（39）、株间松土耕刀轴（40）均连接有动力组件，所述后盖板二（18）通过一组弹性组件安装在次机架（41）上。
6.根据权利要求5所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述抬升机构包括液压缸一（21）、抬升机构连杆一（23）、抬升机构连杆二（24）及液压缸二（25），所述液压缸一（21）、抬升机构连杆一（23）、抬升机构连杆二（24）及液压缸二（25）的一端均通过球铰接组件与主机架（2）相连接，所述抬升机构连杆一（23）、抬升机构连杆二（24）的另一端安装在次机架（41）上，所述液压缸一（21）、液压缸二（25）的另一端通过球铰接组件与抬升机构连杆二（24）相连接，所述主机架（2）、次机架（41）、抬升机构连杆一（23）及抬升机构连杆二（24）组合形成平行四边形机构。
7.根据权利要求2所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述动力组件包括联轴器（9）及液压马达（10）。
8.根据权利要求2所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述球铰接组件包括球铰固定块（19）及球铰杆（20）。
9.根据权利要求4所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述主机架（2）的两侧设有限制避障接触杆（3）行程的挡板。
10.根据权利要求5所述的一种果园自动避障除草机，其特征在于所述弹性组件包括可转连接块（15）、阶梯杆（17），所述可转连接块（15）与阶梯杆（17）之间设有压缩弹簧二（16）。
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