[发明专利]一种具有自适应调节功能的株间除草机构

说明书

本发明为一种具有自适应调节功能的株间除草机构，该装置由电机驱动单元、变半径避苗单元、以及支撑变半径避苗单元的旋转平台所组成。通过电机驱动单元提供动力带动避苗单元旋转，在此基础上运用机器视觉技术进行田间苗草信息的采集和识别，通过避苗单元的自适应调节实现避苗功能，该除草机构有助于改善株间除草效果，提高株间除草效率，减少除草对秧苗的损伤，保证农作物产量。

技术领域：

本发明属于农业工程技术领域，涉及一种具有自适应调节功能的株间除草机构。

背景技术：

去除株间杂草的装置千差万别，但是对除草效率的提高以及对伤苗率的降低，都是通过单独的机械方面或者以传感器和机械相结合的方式实现的。而部分研究因为对驱动装置的依赖较大，且由于田间的不确定因素较多，导致运行的时候，实际效果与计算机模拟有些差异。因此本项目在基于前人对机械式株间除草的基础研究上，利用计算机视觉来监控机器运行情况，并实时根据得到的图像信息处理后更改机器运行参数，来更准确更稳定运行。并利用余摆线独特的运行轨迹，利用控制网栅形的划伤区域的密度，来对不同杂草密度的区域进行不同等级的划伤。这样不但可以提高除草的效率，还可以减小对垄体土壤的破坏程度。

为了适应绿色农业现代化发展的要求，本项目在TRIZ理论的指导下，以余摆线轨迹除草技术为基础，与计算机视觉相结合，研制一款能够在实际运行中智能调节末端执行器运动模式来躲避植株，准确地降低伤苗率；根据杂草的密度，利用田间图像信息调节余摆线除草轨迹，科学地提高除草效率的自适应调节株间除草设备。

发明内容：

本发明的目的在于改善现有株间除草技术的不足，为了改善除草效果，提高株间除草率、减少伤苗率。利用田间图像信息调节余摆线除草轨迹，来满足不同株距不同作物生长时期除草的要求，并能够科学地提高除草效率的株间除草机构。

为了减少除草过程对土壤的破坏，本机器以自主调整运动轨迹为主，临界余摆线轨迹除草为辅。当自动调节改变的运动轨迹不能达到除草避苗的最优解时，再通过调节余摆线除草轨迹，实现对土地用最小的破坏程度来完成最优的株间除草的效果。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为:一种具有自适应调节功能的株间除草机构，其特征在于，包括支撑作用的铝制旋转平台1、电机驱动单元2、变半径避苗模块3，其中，所述铝制旋转平台1由铝制成，用以支撑和连接机构中心旋转轴5和整合各部分机构，上部电机驱动单元的直流电机6通过第一联轴器7连接在中心旋转轴5末端，并固定在驱动模块顶部铝制固定平板8处，导电滑环9外圈通过固定螺栓10固定在电机驱动模块2顶部的驱动模块顶部铝制固定平板8上,导电滑环9内圈通过四个紧固螺钉11固定在中心旋转轴5上，导电滑环9通过导线与直流电机19的控制线相连并连接上位机控制单元，电机输出轴处安装同步带轮12，通过第一同步带13与编码器14相连，编码器固定在驱动单元的轻质铝型材横梁15上。摄像头识别模块4固定在前置铝型材横梁16上。

变半径避苗单元底部平板17固定在铝制旋转平台1上，四周装有轻质铝型材18作为框架，变半径驱动直流电机19安装于上部平板20上，电机输出轴与第二联轴器21相连固定于凸轮轴22上凸轮轴中部和下部分别与立式轴承座23，卧式轴承座24，相连接，凸轮与从动件轴承32接触，从动件轴承固定在Y型支架33上，Y型支架32与支座34固定在一起并固定与滑动平台26上，滑动平台滑轨25固定于变半径避苗单元底部平板17上，通过凸轮轴的旋转带动滑动平台26移动控制弹齿42末端位置来达到控制除草机构旋转半径的目的，滑动平台26上安装有光轴夹块27用以固定光轴28光轴外侧安装有弹簧29放置在轻质铝型材18与光轴夹块27之间，弹簧用以保证滑动平台整体保持贴紧凸轮的状态，角度旋转轴30上安装有滑动轴承31，角度旋转轴上表面为平面便于安装滑动轴承，并将其固定在位于滑动平台26两侧的轴承座35中间，角度传感器36用于反馈弹齿位置并将信号传递给控制系统，其固定在角度传感器支架37上并固定于变半径避苗单元上部平板20通过第二同步带38连接旋转轴39并固定在两侧夹块40上，其上安装有直角夹块41用于固定弹齿42。

附图说明：