[發(fā)明專利]一種智能圓盤刀株間除草裝置

在審

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• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN109699208A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 權(quán)龍哲;王旗;吳冰;馮槐區(qū);呂英杰;張景禹;周生杰
• 申請（專利權(quán)）人: 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A01B39/18
• 分類號: A01B39/18;A01B39/08;A01B39/10;A01B39/20;A01B39/22;A01B39/26
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本發(fā)明旨在提供一種智能圓盤刀株間除草裝置，該裝置主要由掛接機(jī)架、地面仿形機(jī)構(gòu)、仿形調(diào)節(jié)裝置、角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、動力裝置和圓盤刀除草裝置組成。該裝置在作業(yè)時，利用視覺系統(tǒng)獲取植株信息，通過計算編碼器脈沖獲得平臺當(dāng)前的速度和位移，從而控制除草圓盤刀變速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)經(jīng)過無植株區(qū)域時，除草刀刀片經(jīng)過地面，進(jìn)行除草作業(yè)；而當(dāng)經(jīng)過植株區(qū)域時，除草刀刀片離開地面，從而確保植株的安全。另外，除草刀的傾斜安裝設(shè)計，也提高了除草效果。該裝置融合計算機(jī)視覺技術(shù)，進(jìn)行智能化株間機(jī)械除草作業(yè)，節(jié)省了人力，保護(hù)了環(huán)境，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)除草機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種智能株間機(jī)械除草裝置。

背景技術(shù)

農(nóng)田雜草是一種分布面積廣、生命力頑強(qiáng)的植物，它一直存在于人類農(nóng)耕過程的始末，是自然界中適應(yīng)性最強(qiáng)、最繁茂的植物之一。雜草會與農(nóng)作物爭奪水分、養(yǎng)分、光照和空間，又或者間接傳播病蟲害，這都會嚴(yán)重影響農(nóng)作物的生長發(fā)育，降低農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，減少作物產(chǎn)量，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來極大損失，同時又增加了管理用工和生產(chǎn)成本。據(jù)統(tǒng)計全球15億公頃耕地，每年僅雜草危害就造成約763億美元的損失，我國農(nóng)田雜草危害面積大約為4000萬公頃/年，造成了主要農(nóng)作物的嚴(yán)重減產(chǎn)，其中小麥田草害面積約1000萬公頃/年，產(chǎn)量損失可達(dá)40億公斤，玉米田草害面積約660萬公頃/年，產(chǎn)量損失達(dá)25億公斤。又據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織報道，全世界共有農(nóng)田雜草8000多種，危害糧食作物的雜草約250種，我國農(nóng)田雜草約1500多種，其中危害性較大的區(qū)域性雜草達(dá)94種，這類雜草往往適應(yīng)性廣泛、繁殖能力和再生力極強(qiáng)。同時，農(nóng)田中多類雜草并生的情況也較為常見，不同品種的雜草其外部形態(tài)、生理結(jié)構(gòu)、生長習(xí)性等差異較大。因此，世界各國都相當(dāng)重視農(nóng)田雜草防除技術(shù)的研究開發(fā)和推廣。

目前，國內(nèi)外主要的雜草防控技術(shù)是化學(xué)除草和機(jī)械除草?；瘜W(xué)除草，雖然具有省力、快速的特點(diǎn)，但是其施藥量大，利用率低，造成了諸多生態(tài)與食品安全問題，隨著人們食品安全意識的不斷增強(qiáng)，化學(xué)除草的使用正在逐漸減少。而機(jī)械除草是一種綠色非化學(xué)可持續(xù)的雜草防除技術(shù)，機(jī)械除草技術(shù)以其獨(dú)有的優(yōu)勢在雜草防治中起到重要的作用，是一種農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性生產(chǎn)技術(shù)。

目前機(jī)械除草仍存在不少問題，其技術(shù)應(yīng)用仍不夠成熟。而且，雖然傳統(tǒng)的除草機(jī)械除去行間雜草的效率較高，但是作物苗株間的雜草精確防除仍然很難實(shí)現(xiàn)，主要存在著靠近作物的雜草除凈率過低，且極易損苗的現(xiàn)象。本發(fā)明針對現(xiàn)存的問題，研制了一種智能圓盤刀株間除草裝置。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前市場上田間機(jī)械除草裝備所存在的不足，本發(fā)明旨在提供一種智能圓盤刀株間除草裝置，該裝置主要由掛接機(jī)架、地面仿形機(jī)構(gòu)、仿形調(diào)節(jié)裝置、角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、動力裝置和圓盤刀除草裝置組成。該裝置在作業(yè)時，首先由攝像頭獲取植株信息并進(jìn)行建模，通過上位機(jī)處理編碼器信號計算出平臺實(shí)際行進(jìn)速度和位移，上位機(jī)控制除草圓盤刀變速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)經(jīng)過無區(qū)域時，除草刀刀片進(jìn)過地面，劃破地表，進(jìn)行除草作業(yè)；而當(dāng)經(jīng)過植株區(qū)域時，除草刀刀片離開地面，從而確保植株的安全。而且，除草裝置在仿形輪的帶動下隨著地面的起伏上下擺動，從而保證合適的入土深度。該裝置融合計算機(jī)視覺技術(shù)，進(jìn)行智能化株間除草作業(yè)，有效解決了市場現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明所述的一種智能圓盤刀株間除草裝置，該裝置主要由掛接機(jī)架(1)、地面仿形機(jī)構(gòu)、仿形調(diào)節(jié)裝置、角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、動力裝置和圓盤刀除草裝置組成。

掛接機(jī)架(1)主要用以支撐和連接其他組件，其前端可以掛接在各種車體平臺上。