CN204929639U - 智能除草机 - Google Patents
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Abstract
一种智能除草机，包括行走机体、设置在行走机体前端的支撑臂、用于供能的电源组件以及设置在行走机体内部的微处理器，支撑臂包括与行走机体平行设置的第一支撑臂和与行走机体垂直设置的第二支撑臂，第一支撑臂的前端设置切割组件，第二支撑臂的上端设置图像采集器件，图像采集器件通过图像处理器与微处理器连接，图像处理器能够识别出杂草，电源组件包括太阳能电池组和锂电池组。该智能除草机适用于农作物间杂草的割除，可以节省大量的用于除草的劳动力。且其主要能源来自于清洁环保的太阳能，用于储存电能的是具有轻便环保等优点的锂电池。
Description
技术领域
本实用新型涉及农业机械技术领域，具体地说是一种智能除草机。
背景技术
现代农业的一个发展趋势为有机绿色循环农业,要求避免使用化学除草剂、杀虫剂、化肥等有可能对生态环境和人体健康等造成影响的物料。但有效的抑制杂草、病虫害等需要投入大量的人工，否则农产品的产量、品质得不到保障，大量人工的投入必然也会导致农产品的成本过高。现如今随着科技的发展，采用智能化的机械作业取代劳动力已经成为一种趋势。
公告号为CN202958189的实用新型专利公开了一种“智能割草机器人”，其包括车体、行走轮子、行走电机、割草刀片、割草电机、控制系统和电源模块，车体从前到后由割草斗箱体和储草箱体固定连接构成，还包括，将被割草刀片割断的草从割草斗箱体中定向输送至储草箱体的输送系统，控制系统包括主控制器和与之信号连接的传感器数据处理器、电机驱动控制模块和人机交互模块，传感器数据处理器分别处理来自陀螺仪、加速度传感器及环境图像采集系统的信息，环境图像采集系统包括固定安装在车体上的四个CCD摄像头，传感器数据处理器通过处理CCD摄像头获取的信息，得出调整机器人的运动状态数据，控制割草刀片的割草操作、指挥割草机器人避障和实现对外界环境的监测。但是上述实用新型技术方案存在的主要问题有：1.控制系统从环境图像采集系统所获取的信息仅为外界环境信息，只能指挥割草机器人避障和实现对外界环境的监测，不能识别草本身，其不适用于农作物间的杂草割除；2.由于电源模块需要割草机器人自身携带，因此如果使用一般的能量密度低的电池，要么会使得割草机器人工作时间短、充电次数多而消耗更多的人力成本，要么会使得智能割草机器人的自重增加，不仅会消耗更多的电能而且会使得碾压草地和土地的力增大，从而会损害草的正常生长。
实用新型内容
为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有割草机不能区分植物种类，以及自带的电源要么供能时间短需要经常充电、要么自重增加，从而提出一种能够区分杂草与作物且设有太阳能电池的智能除草机。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：
一种智能除草机，包括行走机体、设置在行走机体前端的支撑臂、用于供能的电源组件以及设置在行走机体内部的微处理器，支撑臂包括与行走机体平行设置的第一支撑臂和与行走机体垂直设置的第二支撑臂，第一支撑臂的前端设置切割组件，第二支撑臂的上端设置图像采集器件，图像采集器件通过图像处理器与微处理器连接，图像处理器能够识别出杂草，电源组件包括太阳能电池组和锂电池组。
优选地，还包括设置在第二支撑臂顶端的自动报警组件，自动报警组件包括多个LED灯和蜂鸣器。
优选地，太阳能电池组铺设在行走机体的上表面，锂电池组设置在行走机体内部上端，太阳能电池组与锂电池组连接，太阳能电池组吸收太阳能转化的电能能够用于对锂电池组进行充电。
优选地，太阳能电池组与锂电池组之间还设有开关直流升压电路。
优选地，还包括与锂电池组连接的过压过放检测电路。
优选地，切割组件包括力臂和刀具，刀具的刀口为弧形。
优选地，还包括设置在第二支撑臂顶端的照明组件。
优选地，还包括无线通信组件，用于将智能除草机的相关数据传送给接收端。
优选地，行走机体的底面设有至少四个行走车轮，其中，设置在行走机体前端的两个行走车轮为万向轮。
本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1.本实用新型提供的智能除草机，设有能够识别出农作物间杂草的图像处理器，从而适用于农作物间杂草的割除，为农作物的生长提供保障，具有较高的实用性和可操作性，可以节省大量的用于除草的劳动力。智能除草机的主要能源来自于太阳能，在阳光充足时可将富余的电能存储在锂电池组中，在阳光不足时使用锂电池组中存储的电能，因此在能源利用上具有清洁环保可再生的优点。锂电池的能量密度高，与铅酸电池相比具有体积小、轻便和环保等优点。
2.本实用新型提供的智能除草机，还包括设置在第二支撑臂顶端的照明组件，该照明组件使得智能除草机在锂电池组电量充足时，可以在晚上进行除草作业，不仅可以及时除草，也不耽误白天的其他作业。
3.本实用新型提供的智能除草机，还包括设置在第二支撑臂顶端的自动报警组件，自动报警组件包括多个LED灯和蜂鸣器。在锂电池组的电量低或者智能除草机出现异常时提示使用者。
附图说明
图1是本实用新型实施例的一种智能除草机结构示意图。
图中附图标记表示为：1-行走机体、2-微处理器、3-切割组件、4-第一支撑臂、5-图像采集器件、6-自动报警组件、7-第二支撑臂、8-锂电池组、9-太阳能电池组、10-行走车轮。
具体实施方式
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明.
如图1所示，本实施例提供了一种智能除草机，包括行走机体1、设置在行走机体1前端的支撑臂、用于供能的电源组件以及设置在行走机体1内部的微处理器2，支撑臂包括与行走机体1平行设置的第一支撑臂4和与行走机体1垂直设置的第二支撑臂7，第一支撑臂4的前端设置切割组件3，第二支撑臂7的上端设置图像采集器件5，图像采集器件5通过图像处理器与微处理器2连接，图像处理器能够识别出杂草，电源组件包括太阳能电池组9和锂电池组8。
作为智能除草机的支架和其他部件的载体，行走机体1的行驶模式可采用红外循迹模式或无线电三角坐标定位法模式，具体可根据实际需要选择合适的行驶模式。图像采集器件5具体可选用微型摄像头，用于获取行走过程中前方的植物，并将其传输给图像处理器，图像处理器进行特征分析，识别出该植物是杂草还是作物。另外，上述切割组件3具体包括力臂和刀具，刀具的刀口为弧形。在图像处理器识别出杂草后，第一支撑臂4将设置在其前端的切割组件3伸到杂草的茎部底端，由力臂传递力给刀具，切断整棵杂草。在连续阴雨等长期阳光不足时，可以利用市电电网给锂电池组8充电，保证智能除草机的使用。
该智能除草机的工作过程为：其按照设定的行驶模式行驶在种植有农作物的田间，并实时地利用微型摄像头采集前方植物的图像，图像处理器实时地识别出该植物是杂草还是作物，当识别出当前前方的植物是杂草时，智能除草机就会停下来，并利用切割组件3割除该植物，如果确认当前前方的植物是作物，则继续前进。如此重复，直到完成设定区域内的所有植物的识别和杂草的割除。
本实施例提供的智能除草机，设有能够识别出农作物间杂草的图像处理器，从而适用于农作物间杂草的割除，为农作物的生长提供保障，具有较高的实用性和可操作性，可以节省大量的用于除草的劳动力。智能除草机的主要能源来自于太阳能，在阳光充足时可将富余的电能存储在锂电池组8中，在阳光不足时使用锂电池组8中存储的电能，因此在能源利用上具有清洁环保可再生的优点。锂电池的能量密度高，与铅酸电池相比具有体积小、轻便和环保等优点。
作为优选的实施方案，智能除草机还包括设置在第二支撑臂7顶端的自动报警组件6，自动报警组件6包括多个LED灯和蜂鸣器。在锂电池组8的电量低或者智能除草机出现异常时提示使用者。LED灯报警提示方便使用者在夜间快速找到智能除草机。
具体地，太阳能电池组9铺设在行走机体1的上表面，锂电池组8设置在行走机体1内部上端，太阳能电池组9与锂电池组8连接，太阳能电池组9吸收太阳能转化的电能能够用于对锂电池组8进行充电。太阳能电池组9铺设在行走机体1的上表面以提高吸收太阳能的效率。可选用高效轻便柔性的薄膜太阳能电池。太阳能电池组9与锂电池组8之间还设有开关直流升压电路，用于将太阳能电池组9输出的电压升压以与锂电池组8的额定电压相匹配。
作为进一步优选的实施方案，为了防止锂电池组8因过充和过放而导致使用寿命降低，智能除草机还设置了与锂电池组8连接的过充过放检测电路，在其电量已达到饱和或者电量过低时断开其充电回路或放电回路，以保护锂电池组8并防止出现安全隐患。
作为另一优选的实施方案，智能除草机还包括设置在第二支撑臂7顶端的照明组件。该照明组件使得智能除草机在锂电池组8电量充足时，可以在晚上进行除草作业，不仅可以及时除草，也不耽误白天的其他作业。也可以直接使用自动报警组件6中的LED灯作为照明灯。在作为照明使用时，其一直亮着，而在作为报警使用时，其是处于闪烁状态。通过同一组LED的发光状态不同来实现不同的功能，不仅节省了制作成本，还可以降低了除草机的自重，降低能耗。另外，为了提高照明的亮度、扩大照明区域，还可以在第一支撑臂4的前端设置第二组照明器件，该组照明器件可以通过光敏电阻电路与锂电池组8连接，在光强不足以保证图像采集器件5采集的图像能够被图像处理器识别时，则开启第二组照明器件，并且根据光强的变化自动调整第二组照明器件的亮度以节省电能。
另外，在其他的具体实施方式中，还包括无线通信组件，用于将智能除草机的相关数据传送给接收端。具体可以是在除草机出现故障时，可以远程通知使用者，以及时进行维修，也可以同时将故障码发送给使用者，以便于初步判断其故障原因，从而方便维修。还可以将图像采集器件5采集的植物图像发送给接收端，以便于分析割草机是否存在漏割和错割的情况，并根据漏割和错割的植物特征改进图像处理器。而，行走机体1的底面设有至少四个行走车轮10，比如可以是六个，其中，设置在行走机体1前端的两个行走车轮10为万向轮，以方便转向。该智能除草机的行走车轮10是由电机驱动的，电机的运转受微处理器2控制。万向轮的转向也是由微处理器2控制。
虽然，该智能除草机只是具备除草功能，但是在其基础上可以扩展多种功能，比如成熟果蔬的采摘、农作物的灌溉和除虫等，使其成为集多种功能于一体的智能耕作机。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种智能除草机，包括行走机体(1)、设置在所述行走机体(1)前端的支撑臂、用于供能的电源组件以及设置在所述行走机体(1)内部的微处理器(2)，其特征在于，所述支撑臂包括与所述行走机体(1)平行设置的第一支撑臂(4)和与所述行走机体(1)垂直设置的第二支撑臂(7)，所述第一支撑臂(4)的前端设置切割组件(3)，所述第二支撑臂(7)的上端设置图像采集器件(5)，所述图像采集器件(5)通过图像处理器与所述微处理器(2)连接，所述图像处理器能够识别出杂草，所述电源组件包括太阳能电池组(9)和锂电池组(8)。
2.如权利要求1所述的智能除草机，其特征在于，还包括设置在所述第二支撑臂(7)顶端的自动报警组件(6)，所述自动报警组件(6)包括多个LED灯和蜂鸣器。
3.如权利要求1所述的智能除草机，其特征在于，所述太阳能电池组(9)铺设在所述行走机体(1)的上表面，所述锂电池组(8)设置在所述行走机体(1)内部上端，所述太阳能电池组(9)与所述锂电池组(8)连接，所述太阳能电池组(9)吸收太阳能转化的电能能够用于对所述锂电池组(8)进行充电。
4.如权利要求3所述的智能除草机，其特征在于，所述太阳能电池组(9)与所述锂电池组(8)之间还设有开关直流升压电路。
5.如权利要求1所述的智能除草机，其特征在于，还包括与所述锂电池组(8)连接的过压过放检测电路。
6.如权利要求1所述的智能除草机，其特征在于，所述切割组件(3)包括力臂和刀具，所述刀具的刀口为弧形。
7.如权利要求1所述的智能除草机，其特征在于，还包括设置在所述第二支撑臂(7)顶端的照明组件。
8.如权利要求1-7中任一项所述的智能除草机，其特征在于，还包括无线通信组件，用于将智能除草机的相关数据传送给接收端。
9.如权利要求8所述的智能除草机，其特征在于，所述行走机体(1)的底面设有至少四个行走车轮(10)，其中，设置在所述行走机体(1)前端的两个所述行走车轮(10)为万向轮。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109526441A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-03-29 | 王泓鑫 | 一种打顶机 |
| CN110250151A (zh) * | 2019-06-15 | 2019-09-20 | 黑龙江八一农垦大学 | 一种基于图像分割视觉杂草识别与控制的高温水力射流智能除草机 |
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2015
- 2015-08-17 CN CN201520618944.5U patent/CN204929639U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN110250151A (zh) * | 2019-06-15 | 2019-09-20 | 黑龙江八一农垦大学 | 一种基于图像分割视觉杂草识别与控制的高温水力射流智能除草机 |
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