CN214282978U - 一种除草剂精准施药装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种除草剂精准施药装置，包括车轮驱动结构、车架、三维测量机构和施药结构；施药结构设置在车架上，包括X轴线性模组、横梁、Z轴线性模组和喷头，X轴线性模组固定安装在车架的两侧上表面；横梁垂直设置在X轴线性模组上方；横梁上设置有若干个Z轴线性模组，Z轴线性模组的滑块与横梁固定连接，喷头设置在Z轴线性模组底部，在X轴线性模组和Z轴线性模组的带动下进行移动并施药；三维测量机构包括门型支架和线激光三维测量装置，用于识别出草坪中杂草的三维空间位置。本发明装置可识别杂草位置及其高度，并通过线性模组的移动，控制喷头移动，实现除草剂的精准喷施，提高除草剂利用率，同时保证除草效果，操作方便，实用性强。

Description

一种除草剂精准施药装置

技术领域

本发明属于杂草治理技术领域，具体涉及一种除草剂精准施药装置。

背景技术

随着社会的进步，草坪常见于社区绿化、公路绿化，以及公园、体育场、高尔夫球场等公共及体育设施中。草坪中的杂草对草坪的稳定性及环境的美观性等有影响，杂草成为草坪最大的威胁。草坪杂草出现后，会严重影响草坪草的生长发育，降低草坪观赏价值，增加病虫侵染机会，增加养护成本，影响人畜安全。

在我国，由于草坪管理养护技术的不成熟，草坪经常在3-5年出现退化，甚至荒废，而草坪杂草的防护一直是草坪养护的一项重要内容。目前，在我国，主要的除草方式是人工除草和化学除草。人工除草效率极其低下，且工作量巨大，大大消耗了农业生产中的劳动力。化学除草是草坪杂草防控的最常用手段，自然条件下，杂草呈不规则生长，而通常情况下，除草剂以地毯式方式喷施。这种喷施方式降低了除草剂的利用率，极易产生农药残留，对环境和人体都有害。基于此，本发明提出一种除草剂精准施药装置，以减少除草剂的施用量，提高除草剂利用率，同时保证除草效果。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种除草剂精准施药装置。

本发明采用以下技术方案：

一种除草剂精准施药装置，包括车轮驱动结构、车架和施药结构；所述车轮驱动结构设置在车架的下方，带动装置前进；所述施药结构设置在车架上，包括X轴线性模组、横梁、Z轴线性模组和喷头，所述X轴线性模组设置数量为两组，分别固定安装在车架的两侧上表面；所述横梁垂直设置在X轴线性模组上方，横梁的两端分别与X轴线性模组的滑块固定连接，使得横梁沿着X轴线性模组做水平直线往复运动；所述横梁上设置有若干个Z轴线性模组，Z轴线性模组的滑块与横梁固定连接，使得Z轴线性模组沿着横梁在竖直方向上下移动；所述喷头设置在Z轴线性模组底部，在X轴线性模组和Z轴线性模组的带动下进行移动并施药。

进一步的，还包括三维测量机构，以识别草坪中杂草的位置及高度；所述三维测量机构包括门型支架和线激光三维测量装置，所述门型支架的两端分别固定安装在车架上，线激光三维测量装置设置在门型支架上。

进一步的，所述线激光三维测量装置包括C型架、摄像头、激光发生器和电机；所述C型架安装在门型支架上，所述摄像头、激光发生器和电机均安装在C型架上，激光发生器在电机的驱动下旋转。

进一步的，所述C型架为中空的长方体薄壁结构，所述摄像头与C型架螺纹固定连接。

进一步的，所述摄像头通过第一圆环与C型架连接，所述第一圆环与C型架螺纹连接，摄像头固定设置在第一圆环内。

进一步的，所述电机的输出端固定连接有云台，云台上安装有第二圆环，所述激光发生器固定设置在第二圆环内，激光发生器在电机的驱动下来回扫描，用于识别出草坪中杂草的空间位置。

进一步的，所述车轮驱动结构包括两个直流电机、两个主动轮和两个万向轮；两个直流电机分别与两个主动轮连接，驱动主动轮转动，进而带动万向轮转动。

进一步的，所述车轮驱动结构与车架之间设置有支撑架，起到支撑的作用。

进一步的，所述车架为一水平设置的中空矩形框架。

进一步的，所述Z轴线性模组均匀分布在横梁上，Z轴线性模组与门型支架互不干涉。

本发明的有益效果：

（1）本发明通过三维测量装置识别杂草的位置及其高度，并通过线性模组的移动，将喷头移动到草坪上方，若喷头所在区域内有杂草，喷头打开，喷施除草剂；若喷头所在区域内没有杂草，喷头将不会打开，实现了除草剂的精准喷施，减少除草剂的施用量，提高除草剂利用率，同时保证除草效果；

（2）本发明通过Z轴线性模组上下移动，控制喷头与杂草保持合适的喷施高度，达到理想的喷施效果，弥补了传统的喷杆施药器高低调节功能的空白；

（3）本发明装置采取间歇式行驶，而传统施药装置通常采取连续式行驶，连续行驶方式喷雾效率高，但是会导致摄像头抖动，雾滴漂移，识别杂草不精确，喷施效果不理想。而间歇式行驶，识别杂草精确，能够达到理想的喷施效果。

附图说明：

图1为本发明实施例结构示意图；

图2为本发明实施例三维测量机构示意图；

图3为本发明实施例拍摄区域示意图；

附图中的标记为：1、主动轮；2、车架；3、X轴线性模组；4、横梁；5、门型支架；6、线激光三维测量装置；6-1、C型架；6-2、摄像头；6-3、第一圆环；6-4、激光发生器；6-5、第二圆环；6-6、电机；6-7、云台；7、Z轴线性模组；8、支撑架；9、万向轮；10、直流电机；11、喷头。

具体实施方式：

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1-3，本发明实施例提供一种除草剂精准施药装置，包括车轮驱动结构、车架2、三维测量机构和施药结构，所述车轮驱动结构设置在车架2的下方，带动装置前进；所述车轮驱动结构与车架2之间设置有支撑架8，起到支撑的作用；所述车架2为一水平设置的中空矩形框架；所述三维测量机构设置在车架2上，以识别草坪中杂草的位置及高度；所述施药结构设置在车架2上，包括X轴线性模组3、横梁4、Z轴线性模组7和喷头11，所述X轴线性模组3设置数量为两组，分别固定安装在车架2的两侧上表面；所述横梁4垂直设置在X轴线性模组3上方，横梁4的两端分别与X轴线性模组3的滑块固定连接，使得横梁4沿着X轴线性模组3做水平直线往复运动；所述横梁4上设置有五个Z轴线性模组7，Z轴线性模组7的滑块与横梁4固定连接，使得Z轴线性模组7沿着横梁4在竖直方向上下移动，所述Z轴线性模组7均匀分布在横梁4上，Z轴线性模组7与门型支架5互不干涉；所述喷头11设置在Z轴线性模组7底部，在X轴线性模组3和Z轴线性模组7的带动下进行移动并施药。

本发明实施例中，所述三维测量机构包括门型支架5和线激光三维测量装置6，所述门型支架5的两端分别固定安装在车架2上，线激光三维测量装置6设置在门型支架5上。具体的，所述线激光三维测量装置6包括C型架6-1、摄像头6-2、激光发生器6-4和电机6-6；所述C型架6-1安装在门型支架5上，所述摄像头6-2、激光发生器6-4和电机6-6均安装在C型架6-1上，激光发生器6-4在电机6-6的驱动下旋转；本实施例中，所述C型架6-1为中空的长方体薄壁结构，所述摄像头6-2与C型架6-1螺纹固定连接，用来图像采集；所述摄像头6-2通过第一圆环6-3与C型架6-1连接，所述第一圆环6-3与C型架6-1螺纹连接，摄像头6-2固定设置在第一圆环6-3内；所述电机6-6的输出端固定连接有云台6-7，云台6-7上安装有第二圆环6-5，所述激光发生器6-4固定设置在第二圆环6-5内；电机6-6驱动云台6-7和第二圆环6-5转动，进而驱动激光发生器6-4在一定范围内来回扫描，用于识别出草坪中杂草的空间位置。

本发明实施例中，所述车轮驱动结构包括两个直流电机10、两个主动轮1和两个万向轮9；两个直流电机10分别与两个主动轮1连接，驱动主动轮1转动，进而带动万向轮9转动。

本发明实施例的应用步骤：

S1：将本装置除草剂精准施药装置停在草坪上，可通过遥控系统控制其行驶；首先线激光三维测量装置6拍摄草坪图像，识别出草坪杂草的位置及其高度。如图3拍摄区域所示，把整个拍摄区域分为四行，每一行中的5个方块区域分别对应着施药器的5个Z轴线性模组7；

S2：控制X轴线性模组3，使横梁4和Z轴线性模组7位于拍摄区域的第一行上方，5个喷头正对着下方的5个方块区域。如图3所示，第一个和第三个矩形区域内的五角星表示该区域内有杂草。根据杂草高度调节喷头11上下移动，使喷头11与杂草间保持合适的喷雾距离，然后打开喷头11，喷洒除草剂；第一行第二、四、五个方块区域内没有杂草，这些区域上方对应的喷头则不打开；

S3、横梁4沿着X轴线性模组3移动到拍摄区域的第二行，有杂草的区域，对应的喷头打开，没有杂草的区域，则对应的喷头不打开；

S4、横梁4继续沿着X轴线性模组3移动到拍摄区域的第三行，有杂草的区域，对应的喷头打开，没有杂草的区域，则对应的喷头不打开；

S5、横梁4继续沿着X轴线性模组3移动到拍摄区域的第四行，有杂草的区域，对应的喷头打开，没有杂草的区域，则对应的喷头不打开；

S6、当该拍摄区域内的4行子区域全部处理完成后，通过遥控系统控制施药装置向前移动，移动到下一个区域，停止移动，重复上述5个步骤。在每一个过程中，横梁4都会从拍摄区域的第一行开始喷施，直至第四行区域喷施完毕，即完成一个拍摄区域内的施药。

需要说明的是， Z轴线性模组7下方喷头11的个数以及拍摄区域划分的行数是根据具体情况而定的，此处只是解释说明一种实例。本施药装置采取间歇式行驶，施药装置停下来对拍摄区域的杂草施药，施药完成后，装置向前移动到下一个拍摄区域，进行下一次施药作业，如此往复。所有的拍摄区域是衔接在一起的，不间断也不重叠。

本装置可调节喷头11的高度，对于高尔夫球场、体育场等草坪地面凹凸不平的场地具有较强的适用性，此类场地杂草有高有低，如果喷头11高度过高，则喷洒范围大，除草剂可能会喷洒到周围没有杂草的区域，达不到精准施药的目的；如果喷头11高度过低，则喷洒范围小，只喷洒到杂草的一小部分，喷施效果不显著。因此，本装置的Z轴线性模组7可以根据杂草的高度来上下移动，从而使得喷头11与杂草表面保持合适的喷雾距离，达到理想的喷雾效果。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种除草剂精准施药装置，其特征在于，包括车轮驱动结构、车架（2）和施药结构；所述车轮驱动结构设置在车架（2）的下方，带动装置前进；所述施药结构设置在车架（2）上，包括X轴线性模组（3）、横梁（4）、Z轴线性模组（7）和喷头（11），所述X轴线性模组（3）设置数量为两组，分别固定安装在车架（2）的两侧上表面；所述横梁（4）垂直设置在X轴线性模组（3）上方，横梁（4）的两端分别与X轴线性模组（3）的滑块固定连接，使得横梁（4）沿着X轴线性模组（3）做水平直线往复运动；所述横梁（4）上设置有若干个Z轴线性模组（7），Z轴线性模组（7）的滑块与横梁（4）固定连接，使得Z轴线性模组（7）沿着横梁（4）在竖直方向上下移动；所述喷头（11）设置在Z轴线性模组（7）底部，在X轴线性模组（3）和Z轴线性模组（7）的带动下进行移动并施药。

2.根据权利要求1所述的除草剂精准施药装置，其特征在于，还包括三维测量机构，以识别草坪中杂草的位置及高度；所述三维测量机构包括门型支架（5）和线激光三维测量装置（6），所述门型支架（5）的两端分别固定安装在车架（2）上，线激光三维测量装置（6）设置在门型支架（5）上。

3.根据权利要求2所述的除草剂精准施药装置，其特征在于，所述线激光三维测量装置（6）包括C型架（6-1）、摄像头（6-2）、激光发生器（6-4）和电机（6-6）；所述C型架（6-1）安装在门型支架（5）上，所述摄像头（6-2）、激光发生器（6-4）和电机（6-6）均安装在C型架（6-1）上，激光发生器（6-4）在电机（6-6）的驱动下旋转。

4.根据权利要求3所述的除草剂精准施药装置，其特征在于，所述C型架（6-1）为中空的长方体薄壁结构，所述摄像头（6-2）与C型架（6-1）螺纹固定连接。

5.根据权利要求4所述的除草剂精准施药装置，其特征在于，所述摄像头（6-2）通过第一圆环（6-3）与C型架（6-1）连接，所述第一圆环（6-3）与C型架（6-1）螺纹连接，摄像头（6-2）固定设置在第一圆环（6-3）内。

6.根据权利要求3所述的除草剂精准施药装置，其特征在于，所述电机（6-6）的输出端固定连接有云台（6-7），云台（6-7）上安装有第二圆环（6-5），所述激光发生器（6-4）固定设置在第二圆环（6-5）内，激光发生器（6-4）在电机（6-6）的驱动下来回扫描，用于识别出草坪中杂草的空间位置。

7.根据权利要求1所述的除草剂精准施药装置，其特征在于，所述车轮驱动结构包括两个直流电机（10）、两个主动轮（1）和两个万向轮（9）；两个直流电机（10）分别与两个主动轮（1）连接，驱动主动轮（1）转动，进而带动万向轮（9）转动。

8.根据权利要求1所述的除草剂精准施药装置，其特征在于，所述车轮驱动结构与车架（2）之间设置有支撑架（8），起到支撑的作用。

9.根据权利要求1所述的除草剂精准施药装置，其特征在于，所述车架（2）为一水平设置的中空矩形框架。

10.根据权利要求1所述的除草剂精准施药装置，其特征在于，所述Z轴线性模组（7）均匀分布在横梁（4）上，Z轴线性模组（7）与门型支架（5）互不干涉。

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