CN114616936B - 一种机械式株间行间智能除草机 - Google Patents

一种机械式株间行间智能除草机 Download PDF

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Abstract

本发明旨在提供一种机械式株间行间智能除草机，解决了现有机械式中耕除草机无法去除株间杂草、伤苗等问题，主要由主机架、精准对行除草单组、摄像头等组成。通过摄像头识别田间杂草和秧苗，控制系统根据识别结果控制精准对行装置将株间行间除草装置始终保持在两相邻苗带的中心线上，除草铲去除垄沟内的杂草，株间除草刀去除株间杂草。遇到秧苗时，电磁铁吸合，伸缩杆带动株间除草刀收回，防止损伤秧苗；待绕过秧苗后，电磁铁断电，除草刀在复位弹簧作用下迅速复位。左、右株间除草刀分别由两个电磁铁驱动，可进行单独控制，以应对不同位置的株间杂草。本发明在不伤苗的情况下全方位去除田间杂草，除草效率高、作业效果好、实用性强。

Description

一种机械式株间行间智能除草机
技术领域：
本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种机械式株间行间智能除草机。
背景技术：
杂草防除是农业生产过程中的关键步骤之一。现有的农田杂草防控技术主要包括人工除草、机械除草、化学除草等。人工除草精准度高，但成本高、效率低、周期长，随着农业机械技术的发展进步已逐步被取代。机械除草是通过切割与翻埋等物理作用实现灭除杂草，是一种经济、安全、绿色、可持续的杂草防控技术。目前机械除草多为行间除草，传统机械除草方式对行间杂草清除相当高效，但对株间杂草效果并不理想。
发明内容：
为了克服传统机械除草装备存在的问题，本发明提供一种机械式株间行间智能除草机，适用于多种农作物田间杂草全方位清除工作。
为了实现上述的目的，本发明所提供的技术方案为：一种机械式株间行间智能除草机，其特征在于：包括主机架(1)，安装在主机架(1)上5组精准对行除草单组(2)，安装在主机架(1)两侧的摄像头(3)。
所述精准对行除草单组(2)由精准对行装置(4)、株间行间除草装置(5)、仿形轮(6)、四杆仿形机构(7)、连接架(8)组成，其中：精准对行装置(4)通过螺栓连接固接于连接架(8)；株间行间除草装置(5)通过螺栓连接装配在精准对行装置(4)的推板(44)上。
所述精准对行装置(4)由导杆(41)、直线轴承A(42)、导杆支座(43)、推板(44)、电动推杆(45)组成，其中：导杆(41)由两侧螺母固定于导杆支座(43)，精准对行装置(4)两侧各一组直线轴承A(42)、推板(44)通过螺栓连接装配在导杆(41)上；电动推杆(45)底部固接于导杆支座(43)，首部固接于推板(44)。
所述株间行间除草装置(5)由铲柄(51)、安装座(52)、除草铲(53)、挡圈(54)、复位弹簧(55)、直线轴承B(56)、伸缩杆(57)、定位螺母(58)、导向轴(59)、连接杆(510)、左株间除草刀(511)、右株间除草刀(512)、电磁铁(513)组成，其中：铲柄(51)下部安装有除草铲(53)、中部挂接株间除草装置、上部安装在推板(44)上；电磁铁(513)通过螺栓连接装配于安装座(52)上；直线轴承B(56)固接于安装座(52)外侧；伸缩杆(57)一端与电磁铁(513)伸缩臂连接，杆身与直线轴承B(56)配合，尾部安装挡圈(54)，直线轴承B(56)与挡圈(54)之间安装有复位弹簧(55)；连接杆(510)上端通过定位螺母(58)装配在伸缩杆(57)上，下端通过螺栓连接安装有左、右株间除草刀(511、512)；导向轴(59)通过螺纹连接安装在连接杆(510)，与安装座(52)定位孔相配合。
所述的精准对行装置(4)可根据田间苗带分布位置，控制电动推杆(45)伸出或缩进，从而改变株间行间除草装置(5)在两相邻苗带中所处位置，使其始终保持在中心线上。
所述的株间行间除草装置(5)通过螺栓连接安装在推板(44)上，推板(44)设计有长通孔，可调节铲柄(51)安装位置，从而调整除草铲(53)的安装高度。左、右株间除草刀(511、512)安装高度可通过以下两种方式调节：
方式一：调节安装座(52)在铲柄(51)上挂接位置。具体为：安装座(52)通过螺栓连接安装在铲柄(51)上，铲柄(51)侧面设计有刻度尺，可根据实际需求精准调节安装座(52)挂接位置，从而改变左、右株间除草刀(511、512)安装高度。
方式二：调节左、右株间除草刀(511、512)在连接杆(510)上安装位置。具体为：左、右株间除草刀(511、512)通过螺栓连接和椭圆形凸台装配在连接杆(510)的长通孔内，长通孔两侧设计有刻度尺，可根据实际需求精准调节左、右株间除草刀(511、512)在连接杆(510)安装位置，从而调节左、右株间除草刀(511、512)的安装高度。
所述株间行间除草装置(5)作业宽度可通过以下两种方式调节：方式一：电磁铁(513)通过螺栓连接安装在安装座(52)的长通孔上，安装位置可根据实际作业工况调节。
方式二：通过调节定位螺母(58)可调节连接杆(510)在伸缩杆(57)上的安装位置，调节左、右株间除草刀(511、512)的间距，从而调节作业宽度。
所述左、右株间除草刀(511、512)分别由两个电磁铁(513)驱动，可进行单独控制；左侧电磁铁(513)驱动左株间除草刀(511)，去除除草铲(53)左侧苗带中的株间杂草，右侧电磁铁(513)驱动右株间除草刀(512)，去除除草铲(53)右侧苗带中的株间杂草。
所述左、右株间除草刀(511、512)为L型，侧面开有楔形刃，防止缠草；上部有椭圆形凸台，方便与连接杆(510)上长通孔配合，同时可防止左、右株间除草刀(511、512)与连接杆(510)发生相对转动。
所述株间行间除草装置(5)中导向轴(59)上设计有刻度标尺，可根据安装座(52)两侧导向轴(59)伸出长度确定作业宽度；同时导向轴(59)还具有防止左、右株间除草刀(511、512)与伸缩杆(57)发生相对转动的作用。
一种机械式株间行间智能除草机，其特征在于：通过摄像头(3)识别田间杂草和秧苗，控制系统根据识别结果控制精准对行装置(4)将株间行间除草装置(5)始终保持在两相邻苗带的中心线上，除草铲(53)去除垄沟内的杂草，左、右株间除草刀(511、512)去除株间杂草。遇到秧苗时，电磁铁(513)吸合，伸缩杆(57)带动左、右株间除草刀(511、512)收回，防止损伤秧苗；待绕过秧苗后，电磁铁(513)断电，左、右株间除草刀(511、512)在复位弹簧(55)作用下迅速复位。
本发明与现有技术比较，有如下优点和有益效果：
1、本发明有效解决了传统机械式除草机械无法去除株间杂草。通过电磁铁带动株间除草刀进行伸出和收回，在去除行间和株间杂草的同时又可避开秧苗，免伤植株。
2、本发明精准对行装置可依照作业工况实时调整株间行间除草装置在两相邻苗带中的位置，可减轻驾驶人员的操作负担，提高除草作业效率和精准度，保障除草效果。
3、本发明可根据作业行数需求挂接精准对行除草单组，根据行距调节挂接位置；株间行间除草装置中除草铲和株间除草刀的安装位置、高度皆可根据作业工况调整，提高了机具在不同种植区域、不同耕种模式(平作、垄作)、不同种类作物田间杂草防除方面的实用性和适用性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图2为精准对行除草单组的结构示意图
图3为精准对行除草单组的左视图
图4为精准对行装置的结构示意图
图5为精准对行装置的主视图
图6为精准对行装置的俯视图
图7为株间行间除草装置的结构示意图
图8为株间行间除草装置的主视图
图9为株间行间除草装置的右视图
图中，1、主机架；2、精准对行除草单组；3、摄像头；4、精准对行装置；5、株间行间除草装置；6、仿形轮；7、四杆仿形机构；8、连接架；41、导杆；42、直线轴承A；43、导杆支座；44、推板；45、电动推杆；51、铲柄；52、安装座；53、除草铲；54、挡圈；55、复位弹簧；56、直线轴承B；57、伸缩杆；58、定位螺母；59、导向轴；510、连接杆；511、左株间除草刀；512、右株间除草刀；513、电磁铁。
具体实施方式：
以下结合实施实例及附图1-9对本发明进行详细的描述。
一种机械式株间行间智能除草机，参考图1所示，包括主机架(1)，安装在主机架(1)精准对行除草单组(2)，安装在主机架(1)两侧的摄像头(3)。作业前根据作业行数需求挂接精准对行除草单组(2)，安装时通过调节连接架(8)的长度使两组相邻的株间行间除草装置(5)一前一后交错布置；根据作物播种的行距调节精准对行除草单组(2)在主机架(1)上的挂接位置。
所述精准对行除草单组(2)由精准对行装置(4)、株间行间除草装置(5)、仿形轮(6)、四杆仿形机构(7)、连接架(8)组成，参考图2、图3所示；其中：精准对行装置(4)通过螺栓连接固接于连接架(8)；株间行间除草装置(5)通过螺栓连接装配在精准对行装置(4)的推板(44)上。精准对行除草单组(2)前部设计有仿形轮(6)和四杆仿形机构(7)，保证了作业过程中株间行间除草装置(5)对于作业平面的相对高度保持稳定，减小了地势起伏对除草效果的影响。
所述精准对行装置(4)由导杆(41)、直线轴承A(42)、导杆支座(43)、推板(44)、电动推杆(45)组成，参考图4、图5、图6所示；其中：导杆(41)由两侧螺母固定于导杆支座(43)，精准对行装置(4)两侧各一组直线轴承A(42)，推板(44)通过螺栓连接装配在导杆(41)上；电动推杆(45)底部固接于导杆支座(43)，首部固接于推板(44)。精准对行装置(4)用于：根据田间苗带分布位置，实时调控电动推杆(45)伸出量或缩进量，带动推板(44)左右移动，从而改变株间行间除草装置(5)在两相邻苗带中所处位置，使其始终保持在两相邻苗带的中心位置，减轻驾驶员操作负担，提高除草作业精度和效率。
所述株间行间除草装置(5)由铲柄(51)、安装座(52)、除草铲(53)、挡圈(54)、复位弹簧(55)、直线轴承B(56)、伸缩杆(57)、定位螺母(58)、导向轴(59)、连接杆(510)、左株间除草刀(511)、右株间除草刀(512)、电磁铁(513)组成，参考图7、图8、图9所示；其中：铲柄(51)下部安装有除草铲(53)、中部挂接株间除草装置、上部安装在推板(44)上；电磁铁(513)通过螺栓连接装配于安装座(52)上；直线轴承B(56)固接于安装座(52)外侧；伸缩杆(57)一端与电磁铁(513)伸缩臂连接，杆身与直线轴承(56)配合，尾部安装挡圈(54)，直线轴承B(56)与挡圈(54)之间安装有复位弹簧(55)；连接杆(510)上端通过定位螺母(58)装配在伸缩杆(57)上，下端通过螺栓连接安装有左、右株间除草刀(511、512)；导向轴(59)通过螺纹连接安装在连接杆(510)，与安装座(52)定位孔相配合。
株间行间除草装置(5)通过螺栓连接安装在推板(44)上，推板(44)设计有长通孔，可调节铲柄(51)安装位置。左、右株间除草刀(511、512)安装高度可通过以下两种方式调节：
方式一：安装座(52)通过螺栓连接挂接在铲柄(51)上，铲柄(51)侧面设计有刻度尺，可根据实际需求精准调节安装座(52)挂接位置。方式二：左、右株间除草刀(511、512)通过螺栓连接和椭圆形凸台装配在连接杆(510)的长通孔内，长通孔两侧设计有刻度尺，可根据实际需求精准调节左、右株间除草刀(511、512)在连接杆(510)安装位置。通过以上方式可快速、精准地调节除草铲(53)和左、右株间除草刀(511、512)的安装高度；在安装多组精准对行除草单组(2)时可保证安装高度一致；提高了机具在不同耕种模式(平作或垄作)下的实用性和适用性。
所述株间行间除草装置(5)作业宽度可通过以下两种方式调节：方式一：电磁铁(513)通过螺栓连接安装在安装座(52)的长通孔上，可调节其安装位置。当两相邻苗带距离较宽时，可将电磁铁(513)安装位置向外侧移动，左、右株间除草刀(511、512)的间距变大；距离较窄时，电磁铁(513)向内侧移动。
方式二：通过定位螺母(58)调节连接杆(510)在伸缩杆(57)上的安装位置，调节左、右株间除草刀(511、512)的间距。当两相邻苗带距离较宽时，定位螺母(58)将连接杆(510)安装位置向外侧移动，左、右株间除草刀(511、512)的间距变大；距离较窄时，安装位置向内侧移动。通过以上方式调节作业宽度，株间行间除草装置(5)可用于不同播种行距作物的田间除草。
所述左、右株间除草刀(511、512)分别由两个电磁铁(513)驱动，可进行单独控制；左侧电磁铁(513)驱动左株间除草刀(511)，去除除草铲(53)左侧苗带中的株间杂草，右侧电磁铁(513)驱动右株间除草刀(512)，去除除草铲(53)右侧苗带中的株间杂草。
所述左、右株间除草刀(511、512)为L型，侧面开有楔形刃，防止缠草；上部有椭圆形凸台，方便与连接杆(510)上长通孔配合，同时可防止左、右株间除草刀(511、512)与连接杆(510)发生相对转动。
所述株间行间除草装置(5)中导向轴(59)上设计有刻度标尺，可根据安装座(52)两侧导向轴(59)伸出长度确定作业宽度；同时导向轴(59)还具有防止左、右株间除草刀(511、512)与伸缩杆(57)发生相对转动的作用。
所述的一种机械式株间行间智能除草机，主机架(1)通过三点悬挂装置可挂接在牵引机具上。除草作业前根据作物种植模式、播种行距等参数调节除草铲(53)和左、右株间除草刀(511、512)的安装高度及作业宽度。作业时通过摄像头(3)识别田间杂草和秧苗，控制系统根据识别结果控制精准对行装置(4)将株间行间除草装置(5)始终保持在两相邻苗带的中心线上，除草铲(53)去除垄沟内的杂草，左、右株间除草刀(511、512)去除株间杂草。遇到秧苗时，电磁铁(513)吸合，伸缩杆(57)带动左、右株间除草刀(511、512)收回，防止损伤秧苗；待绕过秧苗后，电磁铁(513)断电，左、右株间除草刀(511、512)在复位弹簧(55)作用下迅速复位。

Claims (8)

1.一种机械式株间行间智能除草机，其特征在于，包括主机架(1)，安装在主机架(1)上5组精准对行除草单组(2)，安装在主机架(1)两侧的摄像头(3)；
所述精准对行除草单组(2)由精准对行装置(4)、株间行间除草装置(5)、仿形轮(6)、四杆仿形机构(7)、连接架(8)组成，其中：精准对行装置(4)通过螺栓连接固接于连接架(8)；株间行间除草装置(5)通过螺栓连接装配在精准对行装置(4)的推板(44)上；
所述精准对行装置(4)由导杆(41)、直线轴承A(42)、导杆支座(43)、推板(44)、电动推杆(45)组成，其中：导杆(41)由两侧螺母固定于导杆支座(43)，精准对行装置(4)两侧各一组直线轴承A(42)，推板(44)通过螺栓连接装配在导杆(41)上；电动推杆(45)底部固接于导杆支座(43)，首部固接于推板(44)；
所述株间行间除草装置(5)由铲柄(51)、安装座(52)、除草铲(53)、挡圈(54)、复位弹簧(55)、直线轴承B(56)、伸缩杆(57)、定位螺母(58)、导向轴(59)、连接杆(510)、左株间除草刀(511)、右株间除草刀(512)、电磁铁(513)组成，其中：铲柄(51)下部安装有除草铲(53)、中部挂接株间除草装置、上部安装在推板(44)上；电磁铁(513)通过螺栓连接装配于安装座(52)上；直线轴承B(56)固接于安装座(52)外侧；伸缩杆(57)一端与电磁铁(513)伸缩臂连接，杆身与直线轴承B(56)配合，尾部安装挡圈(54)，直线轴承B(56)与挡圈(54)之间安装有复位弹簧(55)；连接杆(510)上端通过定位螺母(58)装配在伸缩杆(57)上，下端通过螺栓连接安装有左、右株间除草刀(511、512)；导向轴(59)通过螺纹连接安装在连接杆(510)，与安装座(52)定位孔相配合。
2.根据权利要求1所述的一种机械式株间行间智能除草机，其特征在于：通过摄像头(3)识别田间杂草和秧苗，控制系统根据识别结果控制精准对行装置(4)将株间行间除草装置(5)始终保持在两相邻苗带的中心线上，除草铲(53)去除垄沟内的杂草，左、右株间除草刀(511、512)去除株间杂草；遇到秧苗时，电磁铁(513)吸合，伸缩杆(57)带动左、右株间除草刀(511、512)收回，防止损伤秧苗；待绕过秧苗后，电磁铁(513)断电，左、右株间除草刀(511、512)在复位弹簧(55)作用下迅速复位。
3.根据权利要求1所述的一种机械式株间行间智能除草机，精准对行装置(4)可根据田间苗带分布位置，控制电动推杆(45)伸出或缩进，从而改变株间行间除草装置(5)在两相邻苗带中所处位置，使其始终保持在中心线上。
4.根据权利要求1所述的一种机械式株间行间智能除草机，株间行间除草装置(5)通过螺栓连接安装在推板(44)上，推板(44)设计有长通孔，可调节铲柄(51)安装位置，从而调整除草铲(53)的安装高度；左、右株间除草刀(511、512)安装高度可通过以下两种方式调节：
方式一：根据实际需求调节安装座(52)在铲柄(51)上挂接位置，具体为：安装座(52)通过螺栓连接安装在铲柄(51)上，铲柄(51)侧面设计有刻度尺，可根据实际需求精准调节安装座(52)挂接位置，从而改变左、右株间除草刀(511、512)安装高度；
方式二：调节左、右株间除草刀(511、512)在连接杆(510)上安装位置，具体为：左、右株间除草刀(511、512)通过螺栓连接和椭圆形凸台装配在连接杆(510)的长通孔内，长通孔两侧设计有刻度尺，可根据实际需求精准调节左、右株间除草刀(511、512)在连接杆(510)安装位置，从而调节左、右株间除草刀(511、512)的安装高度。
5.根据权利要求1所述的一种机械式株间行间智能除草机，株间行间除草装置(5)作业宽度可通过以下两种方式调节：
方式一：电磁铁(513)通过螺栓连接安装在安装座(52)的长通孔上，安装位置可根据实际作业工况调节；
方式二：通过调节定位螺母(58)可调节连接杆(510)在伸缩杆(57)上的安装位置，调节左、右株间除草刀(511、512)的间距，从而调节作业宽度。
6.根据权利要求1所述的一种机械式株间行间智能除草机，左、右株间除草刀(511、512)分别由两个电磁铁(513)驱动；左侧电磁铁(513)驱动左株间除草刀(511)，去除除草铲(53)左侧苗带中的株间杂草，右侧电磁铁(513)驱动右株间除草刀(512)，去除除草铲(53)右侧苗带中的株间杂草。
7.根据权利要求1所述的一种机械式株间行间智能除草机，左、右株间除草刀(511、512)为L型，侧面开有楔形刃，防止缠草；上部有椭圆形凸台，方便与连接杆(510)上长通孔配合，同时可防止左、右株间除草刀(511、512)与连接杆(510)发生相对转动。
8.根据权利要求1所述的一种机械式株间行间智能除草机，株间行间除草装置(5)中导向轴(59)上设计有刻度标尺，可根据安装座(52)两侧导向轴(59)伸出长度确定作业宽度；同时导向轴(59)还具有防止左、右株间除草刀(511、512)与伸缩杆(57)发生相对转动的作用。
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