[發明專利]一種擺動型智能苗間鋤草機具單元

有效

• 申請號: 201310062491.8
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103081597A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 李偉;張春龍;黃小龍;李南;陳子文;孫哲;王漢斌;張俊雄
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A01B39/18
• 分類號: A01B39/18;A01B39/20;A01B39/28
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙) 11248
• 代理人: 徐林

技術領域

本發明涉及一種精細作業農業裝備，尤其是涉及一種擺動型智能苗間鋤草機具單元。

背景技術

全球雜草種類繁多，目前在1400多種雜草中，列入名錄的農田雜草就有700余種之多，是一大類影響農作物產量和品質、制約農業生產發展、影響農民增收致富的嚴重生物災害。據2002年統計，我國農田草害發生面積11.33億畝。其中，菜田草害中雜草發生密度最大可達3000株/m²以上，一般為500株/m2左右，少者亦達50-100株/m²。玉米、大豆等點播作物以及花菜、甘藍、生菜等稀植蔬菜，由于裸地面積比例高，雜草發生密度大、危害更為嚴重。

目前常用的除草方式為化學除草和人工除草。我國農田化學除草面積已超7800萬公頃，除草劑用量已占農藥使用總量的30%-40%，且比例仍在逐年增長，但施藥技術嚴重落后，除草劑利用率不足40%。在由于長期噴灑化學除草劑而帶來的農田雜草種群更替、除草劑藥害頻發、雜草抗藥性增強、食物中殘留積聚及的環境污染等問題中，我國僅除草劑藥害每年就達3000萬畝，嚴重藥害超過500萬畝，當茬及后茬作物嚴重受害，農民直接收益減少近40%。而農田人工鋤草年均用工約50億-60億個勞動日，相當于1400萬-1600萬人常年從事鋤草工作，占農田總用工量的1/3-1/2。

機械鋤草較人工鋤草及噴灑除草劑的方式，具有高效率、無污染、無連帶危害且成本低等優點，作為精細農業保護性耕作的關鍵技術之一，因其不可替代的優勢，在不久的將來必將成為取代除草劑、發展綠色耕種、精細耕作的可持續農業生產的重要技術手段。

擺動型智能苗間鋤草機具單元針對點播作物及稀植類蔬菜，利用基于機器視覺的苗體識別與定位技術，通過視覺伺服控制系統控制擺動型鋤刀往復擺動，使鋤刀工作部在苗間區域鋤草的同時，能夠遇苗避讓，實現有效機械鋤草的同時可極大程度的降低傷苗率，為提高農業生產效率、減少農業污染、促進農民增收、推動農業經濟又好又快發展提供了有力的技術支撐和裝備保障。

發明內容

本發明目的在于提供一種大大降低傷苗率、能夠實現機械化清除苗間雜草又不傷害到作物苗體的擺動型智能苗間鋤草機具單元。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種擺動型智能苗間鋤草機具單元，其包括機器視覺伺服控制系統、擺動型苗間鋤草系統及地面仿形機構，其中，

所述機器視覺伺服控制系統包括用于采集田間苗草圖像的彩色攝像機1、帶有圖像處理軟件的鋤草機具單元核心處理器3和伺服控制器4；所述核心處理器3發送指令至伺服控制器4；

所述擺動型苗間鋤草系統包括擺動馬達5，該擺動馬達5的輸出軸連接齒輪傳動系統6，所述齒輪傳動系統6包括并排且相互嚙合的偶數個齒輪；其中，所述齒輪傳動系統6的第一級齒輪16的輸出軸與第一花鍵軸15連接，所述第一花鍵軸15與第一滾珠絲杠移動副的第一絲杠13內壁的花鍵槽嚙合，第一絲杠13的下方連接有第一擺動鋤刀12；所述齒輪傳動系統6的最后一級齒輪的輸出軸與第二花鍵軸8連接，所述第二花鍵軸8與第二滾珠絲杠移動副的第二絲杠10內壁的花鍵槽嚙合，第二絲杠10的下方連接有第二擺動鋤刀11；

所述地面仿形機構包括平行四桿機構18，該平行四桿機構18的下方布置有仿形地輪20；所述平行四桿機構18的前側與橫梁19固定連接，后側與擺動型苗間鋤草系統連接；

其中，所述伺服控制器4與擺動馬達5連接，并根據指令驅動和控制擺動馬達5，擺動馬達5進而驅動和控制第一擺動鋤刀12、第二擺動鋤刀11的擺動和起停。

所述第一滾珠絲杠移動副和第二滾珠絲杠移動副為旋轉方向相反的兩對絲杠移動副，分別為左旋和右旋。

所述平行四桿機構18的前側上設有掛鉤17，在所述平行四桿機構18上設有掛桿2。

所述擺動馬達5為液壓擺動馬達、氣動擺動馬達或電動擺動馬達。

本發明的有益效果在于：通過實時控制擺動馬達擺動，使擺動鋤刀擺向苗間區域或擺回至行間區域，進而使其在有效割除苗間區域雜草的同時能快速避讓作物苗體，最終實現對裸地面積大、易生雜草的點播作物及稀植蔬菜的田間雜草的機械清除。

附圖說明

圖1為本發明的擺動型智能苗間鋤草機具單元的一結構示意圖；

圖2為本發明的擺動型智能苗間鋤草機具單元的另一結構示意圖；

圖3為本發明的擺動型智能苗間鋤草機具單元田間鋤草作業示意圖；

圖4為本發明的擺動型智能苗間鋤草機具單元的入土割草示意圖；