[发明专利]一种智能化农作物全方位除草装置及方法

权利要求书

1.一种智能化农作物全方位除草装置，其特征在于：包括机架（2）、视觉与智能电控系统、深度与高度调节装置、行间除草装置、株间除草装置、智能喷药装置；位于机架（2）上的三点悬挂机构（1）与行走机械连接，由行走机械牵引前行；视觉与智能电控系统用于采集植株与株间除草铲(11)及喷头(25)的相对位置信息，控制株间除草装置及智能喷药装置的工作状态；深度与高度调节装置用于调节行间除草铲（15）和株间除草铲(11)的入土深度及机架（2）底盘高度；行间除草装置和株间除草装置用于植株的行间及株间杂草的清除；智能喷药装置用于对株间除草铲（11）不能除掉的植株根部的杂草进行清除；

所述的行间除草装置安装在机架（2）的横向中间位置、行走车轮(18)的正后方，行间除草铲（15）采用三角铲，可拆卸，可根据不同的行距更换合适宽度的三角铲，由可调节定位器（16）固定；行走车轮（18）的中心安装有速度传感器（19），行走车轮（18）由可调节定位器（20）固定；多个全方位除草装置单元并排使用同时进行多行除草作业时，每个单元独立工作；所述株间除草装置由一对株间除草铲（11）、一对液压油缸（22）、一组电磁阀（24）、位移传感器（23）和智能控制器(4)组成；

所述的智能控制器(4)同时控制多个所述的全方位除草装置单元；株间除草装置安装在株间除草装置外箱（10）内，位于机架(2)后端；一个单元的一对株间除草铲(11)，一对液压油缸（22）和电磁阀(24)沿机架（2）的中心线左右对称布置；液压油缸(22)的一端与液压泵站输出点相连，液压泵站输出点通过一组电磁阀（24）控制一对液压油缸（22）的横向运动状态，液压油缸（22）的另一端通过销与株间除草铲（11）顶端的长槽型孔连接形成关节。

2.根据权利要求1所述的一种智能化农作物全方位除草装置，其特征在于：所述视觉与智能电控系统包括摄像头（13）、图像处理器（14）、智能控制器（4）、电瓶（3）；摄像头（13）垂直安装在喷头（25）与行间除草铲（15）之间、机架（2）的后下方。

3.根据权利要求1所述的一种智能化农作物全方位除草装置，其特征在于：所述株间除草装置中，液压油缸（22）的横向运动机构连接位移传感器（23）的一端，在伺服系统中用作位移反馈元件，位移传感器（23）的另一端与智能控制器（4）相连。

4.根据权利要求1所述的一种智能化农作物全方位除草装置，其特征在于：所述智能喷药装置包括储药罐(6)、高压泵(8)、电磁阀(9)、输药管(7)、喷药杆(12)和喷头(25)；储药罐(6)安装在机架(2)上方储药罐安装座(5)上，通过输药管(7)连接高压泵(8)，喷药杆(12)固定在机架(2)上；喷头(25)向外倾斜，对着植株根部方向。

5.利用权利要求1所述的一种智能化农作物全方位除草装置的除草方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，利用智能控制器（4）预先设定与植株中心距离为S的前后位置为植株受保护区域的前后边界，对围绕作物周围宽为S的区域内的杂草不进行株间除草铲（11）清除，防止伤苗；视觉与智能电控系统根据植株中心位置信息、植株与株间除草铲（11）及喷头（25）的相对位置信息、速度传感器（19）测得的车速信息，计算出株间除草铲（11）到达植株受保护区域前后边界的延时时间T1和T2，以及喷头（25）到达植株中心位置的延时时间T3，并生成株间除草铲（11）的运动轨迹；

步骤二，当株间除草铲(11)到达植株受保护区域的前边界时，株间除草铲(11)闭合，保护植株不受伤害，当株间除草铲(11)随着除草装置前行离开植株中心位置并到达植株受保护区域的后边界时，株间除草铲(11)张开进入株间区域进行除草作业；

步骤三，当喷头(25)到达植株中心位置时，电磁阀(9)打开，喷头(25)对准植株中心位置喷药，当喷头(25)离开植株中心位置时，电磁阀(9)关闭，准备下一棵植株的喷药作业。