[實用新型]棉花智能采摘收獲機

無效

• 申請號: 200720045370.2
• 申請日: 2007-09-07
• 公開（公告）號: CN201135036Y
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 袁建寧;汪木蘭;穆蘭;蔣平;袁新芳;蔣榮
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: A01D46/10
• 分類號: A01D46/10;A01D46/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種棉花智能采摘收獲機，屬于農業工程技術領域。

背景技術

棉花采摘機(或稱采棉機)最早由美國開始進行試驗研究，從其開展機采棉研究到實際應用，中間經歷了整整一個世紀的時間，直到20世紀70年代，在農藝專家們的配合努力下，出現了一些新培育的、適合機械化采摘作業的棉花品種以及為解決采棉機采摘部件過寬、使機械結構受到限制而出現的棉花窄行距密度栽培法，適應窄行距的采棉機才開始進入生產。但由于棉花是陸續開花、結鈴，陸續成熟、吐絮，由下而上、分段成長作物，在開始吐絮時，伏桃正在逐漸成熟，秋桃正在形成、長大，因此，整個成熟過程可持續一至兩個月，個別甚至長達三個月，很難按照統一的時間完成整個收獲過程；另一方面，采用機械整體采摘作業將會使后續的清理工作量增大，因此，僅有采棉機還遠不能解決棉花的機械化收獲問題，必須配套一些其它的相應技術，例如：采前施用催熟劑以使棉鈴能夠盡可能在相對較短的時間內同時成熟，以便于采用機器作業；收獲前施加枯葉劑以減少收獲過程中綠葉的組成含量，降低收獲過程中的含水量；或采用打頂機去除棉樹上多余的枝頂，降低后續的清理難度。事實上，雖然這些措施能夠有助于采棉機的作業，但由于采棉機工作時不分棉桃與枝葉，故收獲后仍需進行大量的棉雜分離和清理工作，于是，采后清理設備的使用也就成為采棉機必不可少的配套機具。隨著這一系列技術及設備的應用，才真正實現了棉花的機械化收獲作業，使得采棉機于20世紀70年代在美國得到迅速普及，并達到了95％的機收率。我國棉花生產的收獲環節除新疆棉區以國家投資方式引進了數量十分有限的美國產采棉機外，其它棉區基本尚無任何機械化棉花采摘收獲裝備。目前，我國花費三個五年計劃時間所開發的自走式采棉機為自帶動力系統的棉花收獲機械，它以現有國產谷物聯合收割機自走式底盤的成熟部件為基礎，研制了采棉機的專用底盤，采用前懸掛式采摘工作臺、翻轉式棉箱、輸棉風機、液壓機械混合式傳動，并具備可采摘寬窄行距棉花。但目前這種機型的產業化效果并不理想，這一方面固然是由于該機器系統本身尚未達到應有的技術成熟度；更重要的一方面則是源于棉花自身的農藝，既如何解決好機器系統與農藝之間良好的結合。而我國目前的棉花生產即使是在新疆產區也尚未達到這類采棉機的使用要求，其它地區則更是如此。它涉及到農藝新品種的研究、機械化推廣的配套及棉農經濟發展水平等一系列問題，這在我國絕非短時間內可以達到。

發明內容

本實用新型的目的是在保持現有棉花基本品種和種植體系的條件下，走出傳統的收獲工藝，為棉花的收獲提供一種智能化的采棉技術和機器系統，它能夠智能地分辨成熟棉與非成熟棉，并有選擇地進行采摘，自動區分棉桃與枝葉，從而有效地克服了上述傳統采棉機收獲時存在的種種問題，且無需施加改變棉花生長狀態的化學藥劑和采用其它輔助裝置，對環境也起到保護作用。

為了實現以上目的，本實用新型的棉花智能采摘收獲機由自走式底盤、采摘機械手裝置、抽吸風機裝置、棉箱、發動機等部件組成，還包括圖像采集裝置、圖像分析識別控制系統、蓄電池、末端執行器等，其中，采摘機械手裝置可以直接安裝在自走式底盤或安裝在棉箱上，并與抽吸風機裝置相聯接，抽吸風機裝置固定安裝在棉箱上，而自走式底盤上可以安裝一個或多個采摘機械手裝置，圖像采集裝置則可以分別安裝在采摘機械手裝置的末端執行器或棉箱上，采摘機械手裝置的運動由圖像分析識別控制系統控制，抽吸風機裝置的棉花采摘口則安裝在采摘機械手裝置的末端執行器上，抽吸風機裝置的抽吸動作由圖像分析識別控制系統控制。

本實用新型的工作原理是：整機在工作中行走在棉花行間，它首先是通過操縱者或圖像采集裝置確認棉花生長區域，隨后即由操縱者或圖像分析識別控制系統控制自走式底盤使機器接近該區域，隨后由圖像采集裝置確定棉桃的準確位置并向采摘機械手裝置發出運動控制信號，于是，采摘機械手裝置的末端執行器移動到指定的目標棉桃處，并由安裝在末端執行器上的圖像采集裝置再次采集更為準確的目標棉桃圖像，隨后將該圖像反饋給圖像分析識別控制系統，經圖像分析識別控制系統分析處理后，判斷該棉桃是否成熟，若已成熟則向采摘機械手裝置和抽吸風機裝置發出采摘信號，則采摘機械手裝置進一步貼近目標棉桃，并由抽吸風機裝置的采摘口將棉桃吸下并輸送至棉箱中；若判斷該棉桃尚未成熟，圖像分析識別控制系統則發出向另一目標棉桃運動的指令，采摘機械手裝置便開始下一輪的工作，依次類推。