[发明专利]一种双目识别式棉花打顶机

说明书

技术领域

本发明为一种用于棉花打顶的机械设备，特别涉及一种基于双目识别系统的棉花打顶机，属于农业机械领域。

背景技术

棉花打顶是指通过去掉棉花顶心，消除棉花的顶端生长优势。棉花打顶作为棉花整枝工作的中心环节，对于控制棉株生长尤为重要。由于新疆等地区入冬早，棉花的生长周期较短，因而必须通过去除顶端优势抑制主茎生长，使较多的营养成分提供给生殖器官生长，减少无效的枝叶对水分、营养的消耗，促使棉株早结铃，多结铃，使棉株呈现塔形，提高棉株产量和机采收获率。

国外棉花打顶机出现较早，但很快因药物打顶的推广，逐渐放弃了对机械打顶的研究，药物打顶对于土地的伤害较大，尤其是土地较贫瘠的中国北部显然不适合，因而机械打顶必定会成为将来棉花打顶的主要趋势。

我国对棉花打顶机的研究起步较国外晚，目前，打顶机的打顶机构主要有滚筒式和甩刀式，这两种方式均不利于打顶后的残芽回收。现有的棉花打顶机仿形方式主要为：机械接触式，红外线感应式和超声波感应式；机械接触式敏感度难以把握，精度不高；田间光纤复杂，红外感应式很难实现其作用，超声波感应式，精度较好，但方向感应存在很大问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术所存在的不足，提供一种棉株高度可精确仿形，打顶效果好，解决打顶残芽回收问题的一种双目识别式棉花打顶机。

本发明为一种双目识别式棉花打顶机，包括动力装置、打顶升降装置、残芽回收装置、牵引装置、图像采集处理装置和机架，其特征在于，图像采集处理装置设在机架托盘下端，打顶升降装置设在机架的后端与拖拉机的动力输出轴连接，可进行棉花的打顶追踪，残芽回收装置设在机架的上部，牵引装置设在机架的前部与拖拉机的牵引装置相连接。

所述的机架包括后悬梁、横梁、U型固定螺杆、前悬梁和托盘，上述的后悬梁与前悬梁用四个横梁通过U型固定螺杆固定在一起组成整个机架，托盘安装在横梁的后下方，用于安放其他零部件。

所述的动力装置包括花键传动轴、锥齿轮组、主传动轴、带轮和传动带，上述的花键传动轴工作时与拖拉机动力输出装置相连接，主传动轴一端通过键与锥齿轮组相连接，另一端通过键与带轮相连接，带轮通过传动带将动力传递给切割带轮，从而为刀具组提供往复运动的动力。

所述的图像采集处理装置包括四组CCD相机，每组CCD相机为两个，CCD相机设置在托盘下端，每组CCD相机的夹角为30度，且中心线位于两个扶禾器中心线上，每两个托盘的相邻的CCD相机组成一组图像采集装置。

所述的打顶升降装置包括扶禾器固定架、扶禾器、可控电机、主动齿轮、从动齿轮、花键轴、带座轴承、曲柄、连杆、切割带轮、打顶传动轴、支撑轴承、切刀固定架、切刀固定盒、定刀具、动刀具、带椭圆孔齿轮、带销齿轮、固定轴承和导向销，打顶升降装置中的升降部分采用曲柄滑块结构，打顶部分采用定刀具与动刀具的组合刀具，上述的扶禾器固定架通过螺栓固定在前悬梁上，扶禾器固定在扶禾器固定架上，机器作业时扶禾器用于将植株收拢，可控电机固定在托盘上，主动齿轮固定在可控电机的输出轴上，与从动齿轮相互啮合，从动齿轮固定在花键轴的一端，花键轴通过带座轴承借助U型固定螺杆固定在机架上，曲柄设在花键轴上，并位于两个带座轴承之间，连杆一端与曲柄铰接，另一端通过销轴与切刀固定架相连接，切刀固定盒安装在切刀固定架上，切割带轮在传动带的驱动下将转动传给打顶传动轴，打顶传动轴一端与切割带轮通过键固定，另一端为椭圆形与切刀固定架相连接，打顶传动轴通过支撑轴承固定在轴承固定架，轴承固定架通过U型固定螺杆固定在机架上，切刀固定架上装有带销齿轮和带椭圆孔齿轮，通过固定轴承安装在切刀固定架上，打顶传动轴下端为椭圆形与带椭圆孔齿轮的椭圆孔相互配合，打顶传动轴不仅可以为带椭圆孔齿轮传递扭矩，使带销齿轮和带椭圆孔齿轮转动，而且还可以在连杆的带动下使切刀固定架沿打顶传动轴上下移动，实现对棉花顶尖的定位，定刀具安装在切刀固定架上，切刀固定架设有四个导向销，与动刀具上的四条滑槽相互配合，实现对动刀具左右移动的导向，动刀具安装在定刀具上方，动刀具中间设有滑槽与带销齿轮背后的销钉配合，可将带销齿轮的转动转化为动刀具的左右移动，从而实现切割动作。

所述的残芽回收装置包括残芽回收箱、涡轮风机和吸芽软管，上述的残芽回收箱设于托盘上方，并通过梯形架固定在托盘上，涡轮风机固定在残芽回收箱上方，吸芽软管一端与残芽回收箱连接，另一端连接在鸭嘴形切刀固定盒上，通过涡轮风机所产生的负压将棉花顶尖残芽通过吸芽软管吸入到残芽回收箱中。