[发明专利]一种双触杆定位式三自由度玉米株间除草机

说明书

本发明提供了一种双触杆定位式三自由度玉米株间除草机，包括行走轮，机架，供电箱，控制盒，组合双触杆定位单元，滑轨避障单元和除草单元，行走轮为行走机构；机架为其他机构的安装载体；供电箱为除草机提供动力；控制盒为除草机的控制单元，实时接收处理信息并发送控制指令控制滑轨避障单元相对运动，以带动除草单元精准避障和除草；组合双触杆定位单元用于对玉米行内相邻两植株进行定位，据玉米位置信息控制滑轨避障单元在机具前进方向和机具前进垂直方向二自由度的位移补偿，确定定点精准避障轨迹；除草单元与滑轨避障单元固连，包括除草刀,除草刀在滑轨避障单元的带动下水平移动的同时进行竖直方向转动,从而实现沿避障轨迹进行除草。

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，尤其涉及一种双触杆定位式三自由度玉米株间除草机。

背景技术

依据我国精耕细作农业传统，除草是其重要组成部分，杂草生长在作物行间和株间，会与作物争夺水分、养分和阳光，若不加以控制就会严重影响作物的产量和品质。目前，农业生产中的除草技术主要包括化学除草和非化学除草两种方式，其中喷施除草剂运用最为广泛，但除草剂的过量使用会污染周边环境，破坏生态平衡。近年来，随着国家倡导绿色发展理念和有机种植模式的推广，机械除草备受重视，行间机械除草技术相对比较成熟，而株间除草技术由于株间距离小，作业环境较复杂，易对作物造成损伤，目前株间除草机械研究进展缓慢。

荷兰的Kouwenhoven先后采用起垄锄、除草刷、除草锄等形式进行行间和株间除草，实验结果显示除草效果并不理想；美国的Cordill采用光电传感器检测玉米植株并进行自动避障，试验结果表明检测精度受杂草影响较大，作物损伤率较高；西班牙的Pérez-Ruiz、美国的Slaughter、江苏大学张鹏、华南农业大学胡炼等人采用GPS定位和图像处理技术识别定位植株位置，取得一定除草效果，但仍存在作业限制多，成本高等问题。目前，对于株间除草机械的研究尚不成熟，在提高作业效率，改善作业效果及控制生产成本等方面仍有很大研究空间。

目前，触杆探测装置在农业机械领域也被多次提及，但主要作为农业动力机械的自动导向装置，在作物行间作业，提供机具与作物行偏离信息。发明专利“拖拉机秸秆导向探测装置”(专利号ZL200610144375.0)，采用对称弧形触杆探测左右两行玉米秸秆，提供机具与秸秆行偏离信息，实现同步对行；发明专利“一种触杆式辅助导向避茬装置”(专利号ZL201510179130.0)采用对称直形触杆机构，在玉米行间探测左右两侧玉米根茬，结合行程开关反馈机具与玉米行偏离信息。但以上两种装置中的触杆，都是不定时触碰玉米秸秆根茬，针对单棵玉米根茬，只有单个触杆与其接触，无法对玉米根茬进行定位。针对单行作物，安装在作物株间位置的触杆探测形式目前研究较少。

综上所述，如何实现在不受玉米播种直线度的影响下精确避开玉米植株，除去株间杂草，已经成为亟需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于针对上述问题，提供一种双触杆定位式三自由度玉米株间除草机，其特征在于，包括行走轮1，机架2，供电箱3，控制盒4，组合双触杆定位单元5，滑轨避障单元6和除草单元7，其中，

所述行走轮1作为除草机的行走机构；

所述机架2作为供电箱3、控制盒4、组合双触杆定位单元5、滑轨避障单元6和除草单元7的安装载体；

所述供电箱3为除草机各电机供电以提供动力；

所述控制盒4作为除草机的控制单元，实时接收处理信息并发送控制指令控制滑轨避障单元6相对运动，以带动除草单元7精准避障和除草；

所述组合双触杆定位单元5用于对玉米行内相邻两植株进行定位，根据玉米位置信息控制滑轨避障单元6在机具前进方向和机具前进垂直方向二自由度的位移补偿，确定定点精准避障轨迹；