一種果園智能化全方位機(jī)械除草的制造方法
【專利摘要】本實用新型為一種果園智能化全方位機(jī)械除草機(jī)，主要包括除草裝置、檢測控制裝置、橫向調(diào)節(jié)裝置。所述除草裝置包括行間除草裝置、株間除草裝置，主要由機(jī)架、動力傳動部分、變速器、車輪、除草刀具組成，用于果樹行間和株間雜草的清除；所述檢測控制裝置包括控制器、橫向調(diào)節(jié)檢測紅外傳感器、速度傳感器、樹干位置檢測紅外傳感器，用于采集株間除草裝置的相對位置信息并處理生成控制指令，控制株間除草裝置的運動狀態(tài)；所述橫向調(diào)節(jié)裝置包括橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)、橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)電磁閥，用于控制株間除草裝置的橫向偏移。本實用新型通過智能檢測控制裝置，實現(xiàn)了果樹行間和株間雜草的自動清除，解放了勞動力，提高了作業(yè)效率。
【專利說明】 一種果園智能化全方位機(jī)械除草機(jī)
[0001]一、【技術(shù)領(lǐng)域】:本實用新型涉及果園管理機(jī)械，特別涉及一種果園智能化全方位機(jī)械除草機(jī)，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域。
二、【背景技術(shù)】:
[0002]目前，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中常用的雜草控制方法主要有人工除草、化學(xué)藥劑除草、電力除草、機(jī)械除草幾種形式。
[0003]人工除草作業(yè)效率低，勞動強(qiáng)度大，作業(yè)成本高，極不適應(yīng)目前大面積農(nóng)田雜草的及時防治。
[0004]化學(xué)藥劑除草簡單易行、工作效率高，近半個世紀(jì)以來，發(fā)展迅速，除草劑的品種也越來越多，但是該種除草方式存在殘留毒性的積累，會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，影響作物的生長。
[0005]電力除草技術(shù)的基本原理是使電流從雜草內(nèi)部通過，使雜草的細(xì)胞組織破壞導(dǎo)致死亡，該種除草方式能夠消除各種雜草，但是電力除草機(jī)械電壓高，消耗功率大，安全性差。
[0006]機(jī)械除草由于采用機(jī)械式除草措施，對農(nóng)作物生長有很好的促進(jìn)作用，同時有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，避免了化學(xué)藥劑除草造成的農(nóng)藥殘留，因此，近年來，該種除草方式受到越來越多的重視。
[0007]在果樹種植過程中，由于果園環(huán)境雜草叢生，導(dǎo)致果實的產(chǎn)量和品質(zhì)急劇下降，因此必須進(jìn)行雜草控制。在果園特殊環(huán)境中，雜草的控制主要分為行間雜草控制和株間雜草控制，由于株間雜草控制必須避開果樹進(jìn)行，傳統(tǒng)的除草機(jī)械很難應(yīng)付?，F(xiàn)有的果園除草機(jī)械只能單獨進(jìn)行株間或行間除草作業(yè)，機(jī)械化水平低，并且由行走機(jī)械牽引的果園智能除草機(jī)研究甚少，還處于剛剛起步階段。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0008]1、發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有除草機(jī)械的不足，滿足果園高效標(biāo)準(zhǔn)除草技術(shù)的要求，本實用新型提供了一種果園智能化全方位機(jī)械除草機(jī)，其目的是采用智能化機(jī)械除草裝備，實現(xiàn)果樹行間和株間雜草的同時清除，避免化學(xué)藥劑對環(huán)境的污染，提高果園除草的作業(yè)效率，解放勞動力。
[0009]2、技術(shù)方案:本實用新型是按照以下技術(shù)方案實施的:一種果園智能化全方位機(jī)械除草機(jī)，包括行間除草裝置、株間除草裝置、檢測控制裝置、橫向調(diào)節(jié)裝置；所述行間除草裝置主要包括三點懸掛機(jī)構(gòu)1、傳動軸2、行間除草機(jī)構(gòu)變速器3、行間除草刀具19、行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架20、高度調(diào)節(jié)左右車輪16和21，行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架20前端固定有三點懸掛機(jī)構(gòu)1，除草機(jī)通過三點懸掛機(jī)構(gòu)I與行走機(jī)械連接，由行走機(jī)械牽引除草機(jī)前進(jìn)，行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架20后端左右兩側(cè)安裝有高度調(diào)節(jié)左右車輪16和21，用于控制行間除草機(jī)構(gòu)的作業(yè)高度，傳動軸2將行走機(jī)械后軸輸出動力傳遞給行間除草機(jī)構(gòu)變速器3，行間除草機(jī)構(gòu)變速器3將輸入的動力轉(zhuǎn)換后驅(qū)動行間除草刀具19旋轉(zhuǎn)，從而實施行間除草作業(yè)；所述株間除草裝置主要包括液壓馬達(dá)電磁閥7、液壓馬達(dá)8、株間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架9、株間除草機(jī)構(gòu)變速器13、株間除草刀具14，株間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架9通過橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)10與行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架20連接，所述液壓馬達(dá)8 一端與行走機(jī)械液壓輸出點相連，另一端與萬向節(jié)11連接，液壓馬達(dá)電磁閥7與控制器5相連，液壓馬達(dá)電磁閥7接收控制器5的控制指令，控制行走機(jī)械液壓輸出點對液壓馬達(dá)的液壓動力輸出狀態(tài)，從而控制液壓馬達(dá)8，液壓馬達(dá)8通過萬向節(jié)11給株間除草機(jī)構(gòu)變速器13提供動力，株間除草機(jī)構(gòu)變速器13將動力轉(zhuǎn)換后驅(qū)動株間除草刀具14旋轉(zhuǎn)，從而實施株間除草作業(yè)；所述檢測控制裝置主要包括電瓶4、控制器5、橫向調(diào)節(jié)檢測紅外傳感器6、速度傳感器17、樹干位置檢測紅外傳感器24，控制器5安裝在行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架20的中間位置，由電瓶4提供電力，橫向調(diào)節(jié)檢測紅外傳感器6安裝在株間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架9的前方，主要檢測株間除草機(jī)構(gòu)與前方樹干的距離，速度傳感器17安裝在高度調(diào)節(jié)左車輪16上，主要檢測除草機(jī)的行走速度，樹干位置檢測紅外傳感器24安裝在行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架20的前側(cè)方，主要檢測行間除草機(jī)架20與側(cè)方樹干的距離，橫向調(diào)節(jié)檢測紅外傳感器6、速度傳感器17和樹干位置檢測紅外傳感器24與控制器5連接，控制器5接收橫向調(diào)節(jié)檢測紅外傳感器6、速度傳感器17、樹干位置檢測紅外傳感器24的檢測信息，運行控制算法，生成控制指令；所述橫向調(diào)節(jié)裝置主要包括橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)10、橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)電磁閥22，橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)10安裝在橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)底座23上，橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)10 —端與行走機(jī)械液壓輸出點相連，另一端固定在株間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架9上，橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)10與橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)電磁閥22相連，橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)電磁閥22與控制器5相連，橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)電磁閥22接收控制器5生成的控制指令，控制橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)10的橫向運動狀態(tài)，從而可以實現(xiàn)株間除草裝置依據(jù)果樹位置和樹干直徑信息，生成對應(yīng)的運動路徑。
[0010]3、優(yōu)點及效果:本實用新型通過智能檢測控制裝置自動檢測株間除草裝置的相對位置信息，生成控制指令，借助于橫向調(diào)節(jié)裝置，智能調(diào)節(jié)株間除草裝置的橫向偏移量和運行路徑，可以適應(yīng)不同的果園環(huán)境，實現(xiàn)了果樹行間和株間雜草的機(jī)械清除，避免了化學(xué)藥劑對環(huán)境的污染，提高了作業(yè)效率，解放了勞動力。
四、【專利附圖】

【附圖說明】；
[0011]圖1為本實用新型果園智能化全方位機(jī)械除草機(jī)的主視圖。
[0012]圖2為本實用新型果園智能化全方位機(jī)械除草機(jī)的俯視圖。
[0013]圖3為本實用新型株間除草機(jī)構(gòu)的運動軌跡圖。
[0014]標(biāo)注:1_三點懸掛機(jī)構(gòu)；2_傳動軸；3_行間除草機(jī)構(gòu)變速器；4_電瓶；5_控制器；6-橫向調(diào)節(jié)檢測紅外傳感器；7-液壓馬達(dá)電磁閥；8_液壓馬達(dá)；9-株間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架；10-橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)；11_萬向節(jié)；12_軸承；13_株間除草機(jī)構(gòu)變速器；14_株間除草刀具；15-液壓馬達(dá)固定座；16-高度調(diào)節(jié)左車輪；17-速度傳感器；18-高度調(diào)節(jié)車輪定位孔；19-行間除草刀具；20_行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架；21_高度調(diào)節(jié)右車輪；22_橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)電磁閥；23_橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)底座；24_樹干位置檢測紅外傳感器；25_株間除草機(jī)構(gòu)中心運動軌跡；26_果樹。
五、【具體實施方式】:
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型做更進(jìn)一步的說明:[0016]如圖1和圖2所示，一種果園智能化全方位機(jī)械除草機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖，包括行間除草裝置、株間除草裝置、檢測控制裝置、橫向調(diào)節(jié)裝置；所述行間除草裝置包括三點懸掛機(jī)構(gòu)1、傳動軸2、行間除草機(jī)構(gòu)變速器3、高度調(diào)節(jié)車輪定位孔18、行間除草刀具19、行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架20、高度調(diào)節(jié)左右車輪16和21，行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架20前端固定有三點懸掛機(jī)構(gòu)1，除草機(jī)通過三點懸掛機(jī)構(gòu)I與行走機(jī)械連接，由行走機(jī)械牽引除草機(jī)前進(jìn)，行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架20后端左右兩側(cè)安裝有高度調(diào)節(jié)左右車輪16和21，通過高度調(diào)節(jié)車輪定位孔18，控制除草機(jī)的作業(yè)高度，傳動軸2將行走機(jī)械后軸輸出動力傳遞給行間除草機(jī)構(gòu)變速器3，行間除草機(jī)構(gòu)變速器3將輸入的動力轉(zhuǎn)換后驅(qū)動行間除草刀具19旋轉(zhuǎn)，從而實施行間除草作業(yè)；所述株間除草裝置包括液壓馬達(dá)電磁閥7、液壓馬達(dá)8、株間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架9、萬向節(jié)11、軸承12、株間除草機(jī)構(gòu)變速器13、株間除草刀具14、液壓馬達(dá)固定座15，株間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架9通過橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)10與行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架20連接，所述液壓馬達(dá)8安裝在液壓馬達(dá)固定座15中，液壓馬達(dá)8 一端與行走機(jī)械液壓輸出點相連，另一端與萬向節(jié)11連接，液壓馬達(dá)電磁閥7與控制器5相連，液壓馬達(dá)電磁閥7接收控制器5的控制指令，控制行走機(jī)械液壓輸出點對液壓馬達(dá)的液壓動力輸出狀態(tài)，從而控制液壓馬達(dá)8，液壓馬達(dá)8另一端通過萬向節(jié)11、軸承12與株間除草機(jī)構(gòu)變速器13連接，給株間除草機(jī)構(gòu)變速器13提供動力，株間除草機(jī)構(gòu)變速器13將動力轉(zhuǎn)換后驅(qū)動株間除草刀具14旋轉(zhuǎn)，從而實施株間除草作業(yè)。所述檢測控制裝置主要包括電瓶4、控制器5、橫向調(diào)節(jié)檢測紅外傳感器6、速度傳感器17、樹干位置檢測紅外傳感器24，控制器5安裝在行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架20的中間位置，由電瓶4提供電力，橫向調(diào)節(jié)檢測紅外傳感器6安裝在株間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架9的前方，主要檢測株間除草機(jī)構(gòu)與前方樹干的距離，速度傳感器17安裝在高度調(diào)節(jié)左車輪16上，主要檢測除草機(jī)的行走速度，樹干位置檢測紅外傳感器24安裝在行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架20的前側(cè)方，主要檢測行間除草機(jī)架20與側(cè)方樹干的距離，橫向調(diào)節(jié)檢測紅外傳感器6、速度傳感器17和樹干位置檢測紅外傳感器24與控制器5連接，控制器5接收橫向調(diào)節(jié)檢測紅外傳感器6、速度傳感器17、樹干位置檢測紅外傳感器24的檢測信息，運行控制算法，生成控制指令；所述橫向調(diào)節(jié)裝置主要包括橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)10、橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)電磁閥22，橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)底座23，橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)10安裝在橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)底座23上，橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)10 —端與行走機(jī)械液壓輸出點相連，另一端固定在株間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架9上，橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)10與橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)電磁閥22相連，橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)電磁閥22與控制器5相連，橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)電磁閥22接收控制器5生成的控制指令,控制橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)10的橫向運動狀態(tài)，從而可以實現(xiàn)株間除草裝置依據(jù)果樹位置和樹干直徑信息，生成對應(yīng)的運動路徑。
[0017]如圖3所示，一種果園智能化全方位機(jī)械除草機(jī)株間除草機(jī)構(gòu)運動軌跡，控制器5根據(jù)樹干位置檢測紅外傳感器24檢測到的距離信息，生成控制指令，控制橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)10的收縮運動量，實現(xiàn)株間除草裝置依據(jù)果樹26的位置和樹干直徑，生成對應(yīng)的運動軌跡25，縮短了株間除草裝置的運行路徑，提高了作業(yè)效率。
[0018]本實用新型所述一種果園智能化全方位機(jī)械除草機(jī)，其工作過程如下:
[0019]除草機(jī)工作之前，在控制器5中設(shè)置株間除草機(jī)構(gòu)的橫向調(diào)節(jié)閾值和距離樹干位置閾值，調(diào)整除草機(jī)高度調(diào)節(jié)左右車輪16和21的位置，通過三點懸掛機(jī)構(gòu)I放下除草機(jī)，打開控制器電源，啟動行走裝置；除草機(jī)工作時，行走機(jī)械牽引除草機(jī)前進(jìn)，行間除草裝置工作，實施行間除草，橫向調(diào)節(jié)裝置將株間除草機(jī)構(gòu)伸入果樹株間，實施株間除草，當(dāng)橫向調(diào)節(jié)檢測紅外傳感器6檢測到的株間除草裝置與樹干距離達(dá)到預(yù)先設(shè)定的橫向調(diào)節(jié)閾值時，株間除草機(jī)構(gòu)根據(jù)控制器5的控制指令，自動返回到相應(yīng)的位置，當(dāng)樹干位置檢測紅外傳感器24檢測到的距離大于距離樹干位置閾值時，株間除草裝置伸出，進(jìn)入下一株間進(jìn)行除草作業(yè)，此過程進(jìn)行時，行間除草裝置不間斷工作，循環(huán)進(jìn)行直至完成所有除草作業(yè)；除草機(jī)工作結(jié)束后，收回株間除草機(jī)構(gòu)，由三點懸掛裝置I提升除草機(jī)，關(guān)閉電源。
【權(quán)利要求】
1.一種果園智能化全方位機(jī)械除草機(jī)，其特征在于:包括行間除草裝置、株間除草裝置、檢測控制裝置、橫向調(diào)節(jié)裝置；所述行間除草裝置主要包括三點懸掛機(jī)構(gòu)(I)、傳動軸(2)、行間除草機(jī)構(gòu)變速器(3)、行間除草刀具(19)、行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架(20)，行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架(20)前端固定有三點懸掛機(jī)構(gòu)(I)，除草機(jī)通過所述的三點懸掛機(jī)構(gòu)(I)與行走機(jī)械連接，由行走機(jī)械牽引除草機(jī)前進(jìn)，傳動軸(2)將行走機(jī)械后軸輸出動力傳遞給行間除草機(jī)構(gòu)變速器(3)，行間除草機(jī)構(gòu)變速器(3)將輸入的動力轉(zhuǎn)換后驅(qū)動行間除草刀具(19)旋轉(zhuǎn)；所述株間除草裝置主要包括液壓馬達(dá)電磁閥(7)、液壓馬達(dá)(8)、株間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架(9)、株間除草機(jī)構(gòu)變速器(13)、株間除草刀具(14)，株間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架(9)通過橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)(10)與行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架(20)連接，所述液壓馬達(dá)(8) —端與行走機(jī)械液壓輸出點相連，行走機(jī)械液壓輸出點通過液壓馬達(dá)電磁閥(7)控制液壓動力的輸入狀態(tài)，從而控制液壓馬達(dá)(8)，液壓馬達(dá)⑶別一端與萬向節(jié)(11)連接，液壓馬達(dá)⑶通過萬向節(jié)(11)給株間除草機(jī)構(gòu)變速器(13)提供動力，株間除草機(jī)構(gòu)變速器(13)將動力轉(zhuǎn)換后驅(qū)動株間除草刀具(14)旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的果園智能化全方位機(jī)械除草機(jī)，其特征在于:所述檢測控制裝置主要包括控制器(5)、橫向調(diào)節(jié)檢測紅外傳感器(6)、速度傳感器(17)、樹干位置檢測紅外傳感器(24)，橫向調(diào)節(jié)檢測紅外傳感器(6)安裝在株間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架(9)的前方，主要檢測株間除草機(jī)構(gòu)與前方樹干的距離，速度傳感器(17)安裝在高度調(diào)節(jié)左車輪(16)上，主要檢測除草機(jī)的行走速度，樹干位置檢測紅外傳感器(24)安裝在行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架(20)的前側(cè)方，主要檢測行間除草機(jī)架(20)與側(cè)方樹干的距離，控制器(5)安裝在行間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架(20)的中間位置，由電瓶(4)提供電力，控制器(5)主要用于接收橫向調(diào)節(jié)檢測紅外傳感器出)、速度傳感器(17)、樹干位置檢測紅外傳感器(24)的檢測信息，運行控制算法，生成控制指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的果園智能化全方位機(jī)械除草機(jī)，其特征在于:所述橫向調(diào)節(jié)裝置主要包括橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)(10)、橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)電磁閥(22)，橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)(10)安裝在橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)底座(23)上，橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)(10)—端與行走機(jī)械液壓輸出點相連，行走機(jī)械液壓輸出點通過橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)電磁閥(22)控制橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)(10)的運動狀態(tài)，橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)(10)另一端固定在株間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架(9)上，控制株間除草機(jī)構(gòu)機(jī)架(9)的橫向運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的果園智能化全方位機(jī)械除草機(jī)，其特征在于:橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)電磁閥(22)與控制器(5)相連，控制器(5)根據(jù)樹干位置檢測紅外傳感器(24)檢測到的距離信息，生成控制指令，控制橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)(10)的橫向運動狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的果園智能化全方位機(jī)械除草機(jī)，其特征在于:液壓馬達(dá)電磁閥(7)與控制器(5)相連，在株間除草裝置返回過程中，控制器(5)檢測橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)電磁閥(22)的開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)橫向調(diào)節(jié)液壓機(jī)構(gòu)電磁閥(22)有開到關(guān)時，控制器(5)關(guān)閉液壓馬達(dá)電磁閥(7)的開關(guān)，液壓馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動。
【文檔編號】A01B39/18GK203457509SQ201320412761
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月6日
【發(fā)明者】陳軍, 慕軍營, 劉斐, 韓冰, 馬陽, 王峰霞, 李博, 王榮, 槭樹騰, 劉凡一 申請人:西北農(nóng)林科技大學(xué)