基于太阳能供电的农业用机器视觉株间除草装置.pdf

《基于太阳能供电的农业用机器视觉株间除草装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于太阳能供电的农业用机器视觉株间除草装置.pdf（15页完整版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711179338.8 (22)申请日 2017.11.23 (71)申请人 北京煜煌科技有限公司 地址 100000 北京市丰台区榆树庄1号 （北 京国家数字出版基地文化创意及科技 产业办公区） D01-044 (72)发明人 袁野 (74)专利代理机构 常州佰业腾飞专利代理事务 所(普通合伙) 32231 代理人 张宇 (51)Int.Cl. A01B 39/18(2006.01) A01B 39/22(2006.01) A01B 39/26(2006.01) A01B。

2、 39/20(2006.01) H02J 7/35(2006.01) G05B 19/042(2006.01) G05D 1/02(2006.01) G05D 3/12(2006.01) (54)发明名称 基于太阳能供电的农业用机器视觉株间除 草装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于太阳能供电的农业 用机器视觉株间除草装置， 包括太阳能电池板、 中央控制器驱动装置、 机器视觉检测器、 除草装 置机架和除草装置本体， 所述除草装置机架的正 面固定安装有机器视觉检测器， 所述机器视觉检 测器的供电端与中央控制器驱动装置相连接， 所 述中央控制器驱动装置的上表面通过旋转轴轴 向连接着太阳能电池板，。

3、 所述除草装置机架正面 还通过调节螺钉固定安装有转动侧板， 所述除草 装置机架的右侧面安装有支架， 所述支架的内部 设置有齿轮箱， 所述齿轮箱的轴向端通过齿轮传 动机构与除草装置本体相连接， 采用太阳能作为 供电设备， 以除草铲齿与作物之间的距离作为阈 值进行株间除草控制， 实现株间绕苗除草。 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 CN 107873150 A 2018.04.06 CN 107873150 A 1.一种基于太阳能供电的农业用机器视觉株间除草装置， 其特征在于： 包括太阳能电 池板(6)、 中央控制器驱动装置(3)、 机器视觉检测器(5)、 除草装置机架(1)和除草装置本体 (。

4、2)， 所述除草装置机架(1)的正面固定安装有机器视觉检测器(5)， 所述机器视觉检测器 (5)的供电端与中央控制器驱动装置(3)相连接， 所述中央控制器驱动装置(3)的上表面通 过旋转轴(7)轴向连接着太阳能电池板(6)， 所述除草装置机架(1)正面还通过调节螺钉固 定安装有转动侧板(9)， 所述转动侧板(9)的下端通过转轴轴向连接有接地滚轮(8)， 所述除 草装置机架(1)的右侧面安装有支架(105)， 所述支架(105)的内部设置有齿轮箱(106)， 所 述齿轮箱(103)的轴向端通过齿轮传动机构(121)与除草装置本体(2)相连接； 所述除草装置机架(1)的正面还固定安装有连接板(10。

5、3)， 所述连接板(103)的正面与 转动侧板(9)轴向连接， 所述连接板(103)的正面还设置有锥齿箱(104)， 所述锥齿箱(104) 的外部通过链条与链条升降电机(101)相连接， 所述链条升降电机(101)的输出端通过链轮 (102)与设置在支架(105)的内部的齿轮箱(106)相连接， 所述转动侧板(9)的上表面还通过 螺钉固定安装有高度调节机构(100)， 所述高度调节机构(100)的固定端与除草装置机架 (1)相连接， 所述接地滚轮(8)的轴向连接端还设置有地面仿形装置(4)。 2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能供电的农业用机器视觉株间除草装置， 其特 征在于： 所述除草装置。

6、本体(2)的数量为两个， 且分别安装在齿轮箱(106)两端， 所述除草装 置本体(2)的中央处通过轴向连接器与固定架(107)相连接， 所述固定架(107)的上端固定 安装有横梁(108)， 所述横梁(108)的上端固定安装有不锈钢防护罩(109)， 所述不锈钢防护 罩(109)的下端与齿轮箱(106)的外壁相连接， 所述齿轮箱(106)的输出端通过转轴(110)与 固定架(107)相连接， 所述转轴(110)的外表面设置有齿轮组(111)， 所述齿轮组(111)的下 端通过链条传动连接着除草装置本体(2)。 3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能供电的农业用机器视觉株间除草装置， 其特 征在。

7、于： 所述除草装置本体(2)上设置有驱动板(112)， 所述驱动板(112)的正面固定安装有 中心齿轮(120)， 所述中心齿轮(120)的轴向端通过中间轴(118)与驱动板(112)相连接， 所 述驱动板(112)的中央处还通过中心轴(119)与链轮(113)相连接， 所述链轮(113)的输出端 通过锁紧螺母(114)与固定架(107)相连接， 所述链轮(113)的输出端还通过动力输入链条 与输出齿轮(117)相连接， 所述输出齿轮(117)的输出端与输出轴(116)相连接， 所述输出轴 (116)的外表面上还固定安装有弹性梳齿(115)。 4.根据权利要求1所述的一种基于太阳能供电的农业用。

8、机器视觉株间除草装置， 其特 征在于： 所述地面仿形装置(4)包括轴向联轴器(406)、 角钢(400)和斜拉杆(401)， 所述角钢 (400)和斜拉杆(401)的左端通过轴向联轴器(406)相连接， 所述角钢(400)的右端还贯穿连 接有弹簧杆(402)， 所述弹簧杆(402)的下端固定安装有吊耳(403)， 所述吊耳(403)的下端 通过调节螺钉固定安装在斜拉杆(401)上， 所述弹簧杆(402)的外表面还缠绕连接有组合弹 簧(404)， 所述吊耳(403)的末端通过传动装置(405)与接地滚轮(8)相连接。 5.根据权利要求4所述的一种基于太阳能供电的农业用机器视觉株间除草装置， 其特。

9、 征在于： 所述传动装置(405)与设置在接地滚轮(8)内部的接地轴(406)相连接， 所述接地轴 (406)的输出端通过链传动传递到齿轮箱的第一传动轴(409)上， 所述第一传动轴(409)的 输出端通过直齿圆柱齿轮(408)与齿轮箱的第二传动轴(410)相连接， 所述第二传动轴 (410)的下端与锥齿轮轴(411)轴向连接， 所述锥齿轮轴(411)的输入端与驱动轴(412)相连 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 107873150 A 2 接， 所述驱动轴(412)的下端与动力输出轴(413)相连接。 6.根据权利要求1所述的一种基于太阳能供电的农业用机器视觉株间除草装置， 其特 。

10、征在于： 所述除草装置本体(2)包括固定外壳(200)和转动主轴(201)， 所述转动主轴(201) 贯穿连接在固定外壳(200)的内部， 且在转动主轴(201)外表面通过垫片(206)与固定外壳 (200)相连接， 所述转动主轴(201)的下端与齿转轴(208)相连接， 所述齿转轴(208)的下端 与铲齿(209)相连接， 所述转动主轴(201)的后部还设置有上侧轨道(202)和下侧轨道 (204)， 所述上侧轨道(202)和下侧轨道(204)的左端均固定安装在固定外壳(200)的内壁 上， 所述上侧轨道(202)和下侧轨道(204)正面还设置有双向转角电磁铁(203)， 所述双向转 角电磁。

11、铁(203)的上端与限位传感器(205)相连接， 所述限位传感器(205)的反馈信号端与 主控制器(207)相连接， 所述主控制器(207)固定安装在固定外壳(200)的上表面， 所述上侧 轨道(202)和下侧轨道(204)的右端合并为统一轨道， 且在轨道的输出端通过设置有T型套 筒(210)， 所述T型套筒(210)的下端套接有第二齿转轴(211)， 所述第二齿转轴(211)的外表 面还固定安装有带螺旋轨道的套筒(212)， 所述第二齿转轴(211)的下端还固定安装有除草 爪齿(213)。 7.根据权利要求1所述的一种基于太阳能供电的农业用机器视觉株间除草装置， 其特 征在于： 所述中央控制。

12、器驱动装置(3)的内部设置有跟踪定位系统(300)， 所述跟踪定位系 统(300)的输入端通过控制线路与太阳能电池板(6)， 所述跟踪定位系统(300)包括稳压电 路(302)和定时电路(303)， 所述稳压电路(302)接收来自太阳能发电系统的输入电压， 所述 稳压电路(302)的输出端与定时电路(303)相连接， 所述定时电路(303)的输出端通过光敏 电路(304)与放大电路(305)相连接， 所述放大电路(305)的输出端与直流电机(307)相连 接， 所述直流电机(307)的输出端与双向转角电磁铁(203)和系统方位传感器(306)相连接， 所述系统方位传感器(306)的输出端与主控。

13、制器(207)相连接。 8.根据权利要求1所述的一种基于太阳能供电的农业用机器视觉株间除草装置， 其特 征在于： 所述中央控制器驱动装置(3)接收来自太阳能电池板(6)的太阳能， 所述中央控制 器驱动装置(3)包括微控制器(309)和蓄电池组(317)， 所述微控制器(309)的输入端通过光 伏组件(316)接收太阳能电压输入， 所述微控制器(309)的输入端与蓄电池组(317)相连接， 所述太阳能电池板(6)的输出端通过逆变器(301)与蓄电池组(317)相连接， 所述微控制器 (309)的电压输出端分别连接有直流负载(312)和交流负载(313)， 所述微控制器(309)的通 讯端口通过C。

14、AN总线(314)连接有红外接口模块(315)， 所述红外接口模块(315)的输出端与 机器视觉检测器(5)相连接， 所述微控制器(309)的信号端还连接有数据采集卡(310)， 所述 数据采集卡(310)与信号端与传感器模块(320)相连接， 所述传感器模块(320)的信号反馈 端与微控制器(309)相连接， 所述微控制器(309)的数据端还连接有数据存储器(311)。 9.根据权利要求8所述的一种基于太阳能供电的农业用机器视觉株间除草装置， 其特 征在于： 所述传感器模块(320)包括温度传感器(321)、 环境湿度传感器(322)和太阳能辐射 度仪(323)。 10.根据权利要求1所述的。

15、一种基于太阳能供电的农业用机器视觉株间除草装置， 其特 征在于： 所述微控制器(309)的信号端还连接有无线收发器(316)， 所述无线收发器(316)的 信号端通过无线网络与PC机(324)相连接， 所述PC机(324)的内部设置有Labview控制模块 (319)， 所述Labview控制模块(319)的交互端口与人机交互界面(308)相连接。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 107873150 A 3 基于太阳能供电的农业用机器视觉株间除草装置 技术领域 0001 本发明涉及农业技术领域， 具体为一种基于太阳能供电的农业用机器视觉株间除 草装置。 背景技术 0002 农业为通过。

16、培育动植物生产食品及工业原料的产业。 农业属于第一产业， 研究农 业的科学是农学。 农业的劳动对象是有生命的动植物， 获得的产品是动植物本身。 我们把利 用动物植物等生物的生长发育规律， 通过人工培育来获得产品的各部门的认可， 统称为农 业。 农业是支撑国民经济建设与发展的基础产品。 简单地说是人类运用其智慧去改变自然 环境， 利用动植物的生长繁殖来获得产品， 更进一步换取经济收益的一种系统。 0003 田地里的农作物在生长的同时， 杂草也伴随着生产并且与农作物争夺水分、 肥料 及阳光， 而且有的杂草生长势比农作物更旺盛甚至能够取代农作物， 若任由杂草生长则导 致农作物减产甚至绝收， 目前人工。

17、除草存在不能除草不干净、 需要耗费大量人力和时间的 缺点， 随着除草技术的发展， 现在除草方法除了广为人们所熟悉的人工用手拔草、 喷施除草 剂除草， 还有利用生物技术、 农业防除、 物理加热杂草、 机械机构除草等方法。 因为应用化学 除草剂消除杂草是一种高效的、 便捷的除草手段， 现在仍然是一种比较普遍被农民所采用 的除草方法， 事实表明： 喷施化学农药虽然可以消除杂草， 但是很大程度上不仅对土地、 环 境造成了污染， 而且也影响了蔬菜的质量， 对人体健康造成很大的危害。 另外几种除草方法 因为一些成本问题和条件限制也未大面积推广应用， 随着国家和公众越来越关注食品安 全， 注重有机农业的发展。

18、， 机械除草方法成为当前研究的热点。 0004 利用机械除去除作物苗行之间的杂草技术已经成熟， 但是对于怎么样精准、 高效 地除去作物苗与苗之间的杂草的技术还未成熟， 需要更深层次的研究。 现在国外已经研制 出了集液控技术、 图像识别与处理、 自动定位与导航和计算机技术于一体的智能化、 自动化 除草机械， 但是大多处于研究、 试验阶段， 少数主要针对大株距、 整地质量较好的蔬菜苗间 的除草作业， 对于蔬菜株间除草， 由于株距较小， 又是采用垄上双行种植， 再加上田间作物 秸秆、 残茬较多等原因， 自动化株间除草机械可谓寸步难行， 目前仍处于研究和探索中。 所 以研究适合我国蔬菜种植农艺要求的株。

19、间除草机械有重大意义。 发明内容 0005 为了克服现有技术方案的不足， 本发明提供一种基于太阳能供电的农业用机器视 觉株间除草装置， 采用太阳能供电方式， 给除草装置本体和机器视觉检测器以及除草装置 内部主控制器提供电能， 使其正常运作， 在自主行走的基础上， 通过对杂草或作物识别， 系 统能够控制作业工具对检测到的作物或杂草进行有效作业， 实现机械方式除草， 同时保证 了操作的准确性。 0006 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 一种基于太阳能供电的农业用机器 视觉株间除草装置， 包括太阳能电池板、 中央控制器驱动装置、 机器视觉检测器、 除草装置 说 明 书 1/7 页 4 CN。

20、 107873150 A 4 机架和除草装置本体， 所述除草装置机架的正面固定安装有机器视觉检测器， 所述机器视 觉检测器的供电端与中央控制器驱动装置相连接， 所述中央控制器驱动装置的上表面通过 旋转轴轴向连接着太阳能电池板， 所述除草装置机架正面还通过调节螺钉固定安装有转动 侧板， 所述转动侧板的下端通过转轴轴向连接有接地滚轮， 所述除草装置机架的右侧面安 装有支架， 所述支架的内部设置有齿轮箱， 所述齿轮箱的轴向端通过齿轮传动机构与除草 装置本体相连接； 0007 所述除草装置机架的正面还固定安装有连接板， 所述连接板的正面与转动侧板轴 向连接， 所述连接板的正面还设置有锥齿箱， 所述锥齿。

21、箱的外部通过链条与链条升降电机 相连接， 所述链条升降电机的输出端通过链轮与设置在支架的内部的齿轮箱相连接， 所述 转动侧板的上表面还通过螺钉固定安装有高度调节机构， 所述高度调节机构的固定端与除 草装置机架相连接， 所述接地滚轮的轴向连接端还设置有地面仿形装置； 0008 所述除草装置本体的数量为两个， 且分别安装在齿轮箱两端， 所述除草装置本体 的中央处通过轴向连接器与固定架相连接， 所述固定架的上端固定安装有横梁， 所述横梁 的上端固定安装有不锈钢防护罩， 所述不锈钢防护罩的下端与齿轮箱的外壁相连接， 所述 齿轮箱的输出端通过转轴与固定架相连接， 所述转轴的外表面设置有齿轮组， 所述齿轮。

22、组 的下端通过链条传动连接着除草装置本体。 0009 作为本发明一种优选的技术方案， 所述除草装置本体上设置有驱动板， 所述驱动 板的正面固定安装有中心齿轮， 所述中心齿轮的轴向端通过中间轴与驱动板相连接， 所述 驱动板的中央处还通过中心轴与链轮相连接， 所述链轮的输出端通过锁紧螺母与固定架相 连接， 所述链轮的输出端还通过动力输入链条与输出齿轮相连接， 所述输出齿轮的输出端 与输出轴相连接， 所述输出轴的外表面上还固定安装有弹性梳齿。 0010 作为本发明一种优选的技术方案， 所述地面仿形装置包括轴向联轴器、 角钢和斜 拉杆， 所述角钢和斜拉杆的左端通过轴向联轴器相连接， 所述角钢的右端还贯。

23、穿连接有弹 簧杆， 所述弹簧杆的下端固定安装有吊耳， 所述吊耳的下端通过调节螺钉固定安装在斜拉 杆上， 所述弹簧杆的外表面还缠绕连接有组合弹簧， 所述吊耳的末端通过传动装置与接地 滚轮相连接。 0011 作为本发明一种优选的技术方案， 所述传动装置与设置在接地滚轮内部的接地轴 相连接， 所述接地轴的输出端通过链传动传递到齿轮箱的第一传动轴上， 所述第一传动轴 的输出端通过直齿圆柱齿轮与齿轮箱的第二传动轴相连接， 所述第二传动轴的下端与锥齿 轮轴轴向连接， 所述锥齿轮轴的输入端与驱动轴相连接， 所述驱动轴的下端与动力输出轴 相连接。 0012 作为本发明一种优选的技术方案， 所述除草装置本体包括。

24、固定外壳和转动主轴， 所述转动主轴贯穿连接在固定外壳的内部， 且在转动主轴外表面通过垫片与固定外壳相连 接， 所述转动主轴的下端与齿转轴相连接， 所述齿转轴的下端与铲齿相连接， 所述转动主轴 的后部还设置有上侧轨道和下侧轨道， 所述上侧轨道和下侧轨道的左端均固定安装在固定 外壳的内壁上， 所述上侧轨道和下侧轨道正面还设置有双向转角电磁铁， 所述双向转角电 磁铁的上端与限位传感器相连接， 所述限位传感器的反馈信号端与主控制器相连接， 所述 主控制器固定安装在固定外壳的上表面， 所述上侧轨道和下侧轨道的右端合并为统一轨 道， 且在轨道的输出端通过设置有T型套筒， 所述T型套筒的下端套接有第二齿转轴。

25、， 所述第 说 明 书 2/7 页 5 CN 107873150 A 5 二齿转轴的外表面还固定安装有带螺旋轨道的套筒， 所述第二齿转轴的下端还固定安装有 除草爪齿。 0013 作为本发明一种优选的技术方案， 所述中央控制器驱动装置的内部设置有跟踪定 位系统， 所述跟踪定位系统的输入端通过控制线路与太阳能电池板， 所述跟踪定位系统包 括稳压电路和定时电路， 所述稳压电路接收来自太阳能发电系统的输入电压， 所述稳压电 路的输出端与定时电路相连接， 所述定时电路的输出端通过光敏电路与放大电路相连接， 所述放大电路的输出端与直流电机相连接， 所述直流电机的输出端与双向转角电磁铁和系 统方位传感器相连。

26、接， 所述系统方位传感器的输出端与主控制器相连接。 0014 作为本发明一种优选的技术方案， 所述双向转角电磁铁和系统方位传感器的反馈 端均通过控制线与光敏电路相连接。 0015 作为本发明一种优选的技术方案， 所述中央控制器驱动装置接收来自太阳能电池 板的太阳能， 所述中央控制器驱动装置包括微控制器和蓄电池组， 所述微控制器的输入端 通过光伏组件接收太阳能电压输入， 所述微控制器的输入端与蓄电池组相连接， 所述太阳 能电池板的输出端通过逆变器与蓄电池组相连接， 所述微控制器的电压输出端分别连接有 直流负载和交流负载， 所述微控制器的通讯端口通过CAN总线连接有红外接口模块， 所述红 外接口模。

27、块的输出端与机器视觉检测器相连接， 所述微控制器的信号端还连接有数据采集 卡， 所述数据采集卡与信号端与传感器模块相连接， 所述传感器模块的信号反馈端与微控 制器相连接， 所述微控制器的数据端还连接有数据存储器。 0016 作为本发明一种优选的技术方案， 所述传感器模块包括温度传感器、 环境湿度传 感器和太阳能辐射度仪。 0017 作为本发明一种优选的技术方案， 所述微控制器的信号端还连接有无线收发器， 所述无线收发器的信号端通过无线网络与PC机相连接， 所述PC机的内部设置有Labview控 制模块， 所述Labview控制模块的交互端口与人机交互界面相连接。 0018 与现有技术相比， 本。

28、发明的有益效果是： 本发明一种基于太阳能供电的农业用机 器视觉株间除草装置， 采用太阳能供电方式， 给除草装置本体和机器视觉检测器以及除草 装置内部主控制器提供电能， 使其正常运作， 在自主行走的基础上， 通过对杂草或作物识 别， 系统能够控制作业工具对检测到的作物或杂草进行有效作业， 实现机械方式除草， 同时 保证了操作的准确性。 附图说明 0019 图1为本发明整体结构示意图； 0020 图2为本发明除草装置机架正面结构示意图； 0021 图3为本发明除草装置本体连接结构示意图； 0022 图4为本发明地面仿形装置的结构示意图； 0023 图5为本发明传动装置传动结构示意图； 0024 图。

29、6为本发明除草装置本体剖面结构框图； 0025 图7为本发明跟踪定位系统结构示意图； 0026 图8为本发明中央控制器驱动装置结构示意图。 0027 图中标号为： 说 明 书 3/7 页 6 CN 107873150 A 6 0028 1-除草装置机架； 2-除草装置本体； 3-中央控制器驱动装置； 4-地面仿形装置； 5- 机器视觉检测器； 6-太阳能电池板； 7-旋转轴； 8-接地滚轮； 9-转动侧板。 0029 100-高度调节机构； 101-链条升降电机； 102-链轮； 103-连接板； 104-锥齿箱； 105- 支架； 106-齿轮箱； 107-固定架； 108-横梁； 109-。

30、不锈钢防护罩； 110-转轴； 111-齿轮组； 112- 驱动板； 113-链轮； 114-锁紧螺母； 115-弹性梳齿； 116-输出轴； 117-输出齿轮； 118-中间轴； 119-中心轴； 120-中心齿轮； 0030 200-固定外壳； 201-转动主轴； 202-上侧轨道； 203-双向转角电磁铁； 204-下侧轨 道； 205-限位传感器； 206-垫片； 207-主控制器； 208-齿转轴； 209-铲齿； 210-T型套筒； 211- 第二齿转轴； 212-套筒； 213-除草爪齿； 0031 300-跟踪定位系统； 301-逆变器； 302-稳压电路； 303-定时电路；。

31、 304-光敏电路； 305-放大电路； 306-系统方位传感器； 307-直流电机； 308-人机交互界面； 309-微控制器； 310-数据采集卡； 311-数据存储器； 312-直流负载； 313-交流负载； 314-CAN总线； 315-红外 接口模块； 316-无线收发器； 317-蓄电池组； 318-光伏组件； 319-Labview控制模块； 320-传 感器模块； 321-温度传感器； 322-环境湿度传感器； 323-太阳能辐射度仪； 324-PC机； 0032 400-角钢； 401-斜拉杆； 402-弹簧杆； 403-吊耳； 404-组合弹簧； 405-传动装置； 406。

32、-轴向联轴器； 407-接地轴； 408-直齿圆柱齿轮； 409-第一传动轴； 410-第二传动轴； 411- 锥齿轮轴； 412-驱动轴； 413-动力输出轴。 具体实施方式 0033 如图1所示， 一种基于太阳能供电的农业用机器视觉株间除草装置， 包括太阳能电 池板6、 中央控制器驱动装置3、 机器视觉检测器5、 除草装置机架1和除草装置本体2， 所述除 草装置机架1的正面固定安装有机器视觉检测器5， 所述机器视觉检测器5的供电端与中央 控制器驱动装置3相连接， 所述中央控制器驱动装置3的上表面通过旋转轴7轴向连接着太 阳能电池板6， 所述除草装置机架1正面还通过调节螺钉固定安装有转动侧板。

33、9， 所述转动侧 板9的下端通过转轴轴向连接有接地滚轮8， 所述除草装置机架1的右侧面安装有支架105， 所述支架105的内部设置有齿轮箱106， 所述齿轮箱103的轴向端通过齿轮传动机构121与除 草装置本体2相连接。 0034 如图1所示， 所述除草装置机架1的正面还固定安装有连接板103， 所述连接板103 的正面与转动侧板9轴向连接， 所述连接板103的正面还设置有锥齿箱104， 所述锥齿箱104 的外部通过链条与链条升降电机101相连接， 所述链条升降电机101的输出端通过链轮102 与设置在支架105的内部的齿轮箱106相连接， 所述转动侧板9的上表面还通过螺钉固定安 装有高度调节。

34、机构100， 所述高度调节机构100的固定端与除草装置机架1相连接， 所述接地 滚轮8的轴向连接端还设置有地面仿形装置4。 0035 所述进行除草作业时， 利用中央控制器驱动装置3作为动力来源， 通过电机驱动接 地滚轮8旋转， 接地滚轮8通过链传动和齿轮传动将动力传递到除草部件的驱动板， 带动安 装在除草部件驱动板上的行星轮系转动， 这样除草部件上的梳齿既随着拖拉机向前运动又 绕着驱动轴旋转， 在作业地表形成螺旋线轨迹， 两个运动方向相反的除草部件轨迹形成菱 形的网格状轨迹在地表2030mm深度进行梳刷。 利用作物根系与杂草根系发育程度不同 (作物根系比杂草根系发达)， 生长在地表的杂草就会被。

35、梳齿抛出地表致死， 一般用在苗前 说 明 书 4/7 页 7 CN 107873150 A 7 或苗后的适时除草。 0036 如图2所示， 所述除草装置本体2的数量为两个， 且分别安装在齿轮箱106两端， 所 述除草装置本体2的中央处通过轴向连接器与固定架107相连接， 所述固定架107的上端固 定安装有横梁108， 所述横梁108的上端固定安装有不锈钢防护罩109， 所述不锈钢防护罩 109的下端与齿轮箱106的外壁相连接， 所述齿轮箱106的输出端通过转轴110与固定架107 相连接， 所述转轴110的外表面设置有齿轮组111， 所述齿轮组111的下端通过链条传动连接 着除草装置本体2。 。

36、0037 如图3所示， 所述除草装置本体2上设置有驱动板112， 所述驱动板112的正面固定 安装有中心齿轮120， 所述中心齿轮120的轴向端通过中间轴118与驱动板112相连接， 所述 驱动板112的中央处还通过中心轴119与链轮113相连接， 所述链轮113的输出端通过锁紧螺 母114与固定架107相连接， 所述链轮113的输出端还通过动力输入链条与输出齿轮117相连 接， 所述输出齿轮117的输出端与输出轴116相连接， 所述输出轴116的外表面上还固定安装 有弹性梳齿115。 0038 所述驱动轴412位于驱动板112的中心， 由一对滚动轴承支撑， 中心齿轮120固装在 驱动轴412。

37、的一端， 通过键连接， 位于驱动板112内， 驱动轴412的另一端伸出驱动板112， 与 固定架107上的轴座通过锁紧螺母114锁定， 松开锁紧螺母114后， 驱动轴412可在固定架107 的轴座内转动； 在驱动板112内， 以驱动轴412轴心为圆心、 以中心齿轮的两倍半径为半径的 圆周上均布有与驱动轴412平行的中间轴118， 每根中间轴118上均配装与中心齿轮120相同 的中间齿轮， 每个中间齿轮均可围绕驱动轴412自由转动且分别与中心齿轮120相啮合； 同 中间齿轮一样， 在驱动板112内， 以驱动轴412轴心为圆心、 以中心齿轮120的四倍半径为半 径的圆周上均匀分布3根与驱动轴412。

38、平行的输出轴116， 在每根输出轴116的一端均配装与 中心齿轮120相同的输出齿轮， 每个输出齿轮均通过键与输出轴1116配装后分别与个中间 齿轮相啮合。 在伸出驱动板112的每根输出轴上均固装垂直向下的弹性梳齿115。 当有来自 地轮的动力时， 通过动力输入链条驱动从动链轮时， 由于从动链轮与驱动板112固装， 所以 动力输入链条可通过从动链轮带动驱动板112围绕驱动轴412旋转， 由于驱动板112内的齿 轮均相同， 驱动轴412与固定架107固定不动， 驱动板112旋转过程中， 带动输出齿轮及输出 轴116旋转相同角度， 从而保证每根输出轴上的梳齿始终垂直向下， 实现犹如人工操作耙子 一。

39、样对作物苗带进行梳理的过程， 将苗带深20mm30mm深范围内的表层土壤疏松的同时， 梳齿115就会将扎根较浅的杂草抛到地表， 使之干枯而死， 达到铲除株间杂草的目的。 0039 如图4所示， 所述地面仿形装置4包括轴向联轴器406、 角钢400和斜拉杆401， 所述 角钢400和斜拉杆401的左端通过轴向联轴器406相连接， 所述角钢400的右端还贯穿连接有 弹簧杆402， 所述弹簧杆402的下端固定安装有吊耳403， 所述吊耳403的下端通过调节螺钉 固定安装在斜拉杆401上， 所述弹簧杆402的外表面还缠绕连接有组合弹簧404， 所述吊耳 403的末端通过传动装置405与接地滚轮8相连接。

40、， 通过调节弹簧杆402顶端的锁紧螺母可以 调整角钢400对地的初始压力。 在除草机工作过程中， 由于弹簧的作用， 角钢400可以沿着地 表上下浮动， 适应凹凸不平的地表， 从而提高除草效果， 解决了由于地表植被、 田间地形、 土 壤坚实度及其它物理机械指标的差异， 造成除草机在垂直平面内运动不稳定等问题。 0040 如图5所示， 所述传动装置405与设置在接地滚轮8内部的接地轴406相连接， 所述 接地轴406的输出端通过链传动传递到齿轮箱的第一传动轴409上， 所述第一传动轴409的 说 明 书 5/7 页 8 CN 107873150 A 8 输出端通过直齿圆柱齿轮408与齿轮箱的第二传。

41、动轴410相连接， 所述第二传动轴410的下 端与锥齿轮轴411轴向连接， 所述锥齿轮轴411的输入端与驱动轴412相连接， 所述驱动轴 412的下端与动力输出轴413相连接， 所述动力由接地轴406通过链传动传递到齿轮箱的第 一传动轴409， 第一传动轴409通过直齿圆柱齿轮408将动力传递到第二传动轴410， 第二传 动轴410作为锥齿轮轴411的动力输入轴， 通过锥齿轮啮合传动动力被传递到锥齿轮轴411， 最后锥齿轮轴411通过链传动将动力传递到除草部件的驱动轴412， 驱动板上的行星齿轮系 围绕中心齿轮转动， 带动与行星齿轮固连在一起的输出轴413转动， 进而带动安装在输出轴 413上。

42、的梳齿运动。 0041 如图6所示， 所述除草装置本体2包括固定外壳200和转动主轴201， 所述转动主轴 201贯穿连接在固定外壳200的内部， 且在转动主轴201外表面通过垫片206与固定外壳200 相连接， 所述转动主轴201的下端与齿转轴208相连接， 所述齿转轴208的下端与铲齿209相 连接， 所述转动主轴201的后部还设置有上侧轨道202和下侧轨道204， 所述上侧轨道202和 下侧轨道204的左端均固定安装在固定外壳200的内壁上， 所述上侧轨道202和下侧轨道204 正面还设置有双向转角电磁铁203， 所述双向转角电磁铁203的上端与限位传感器205相连 接， 所述限位传感器。

43、205的反馈信号端与主控制器207相连接， 在主控制器207内部以除草铲 齿与作物之间的距离作为阈值进行株间除草控制， 实现株间绕苗除草。 所述主控制器207固 定安装在固定外壳200的上表面， 所述上侧轨道202和下侧轨道204的右端合并为统一轨道， 所述自动并轨机构的外形采用与引导换轨机构相同的外形， 且在轨道的输出端通过设置有 T型套筒210， 所述T型套筒210的下端套接有第二齿转轴211， 所述第二齿转轴211的外表面 还固定安装有带螺旋轨道的套筒212， 所述第二齿转轴211的下端还固定安装有除草爪齿 213， 整个装置利用主控制器207控制双向转角电磁铁203的通、 断电引起轨道。

44、变换滑块运动 来实现除草铲齿转轴的上、 下移动， 同时利用带有螺旋轨道的套筒212， 来实现铲齿在作物 株间间隙内的转入或伸出， 从而达到株间除草和避让作物的目的。 0042 所述主控制器207还根据限位传感器205以及系统方位传感器306得到的关于杂草 和作物的坐标位置关系， 控制系统计算得到铲齿运动路径。 如果控制系统检测到伸出的铲 齿会伤到作物， 轨道变换滑块会保持上侧轨道的连通， 使铲齿始终保持转入状态， 从而达到 避让作物的目的。 0043 如图7所示， 所述中央控制器驱动装置3的内部设置有跟踪定位系统300， 所述跟踪 定位系统300的输入端通过控制线路与太阳能电池板6， 所述跟踪。

45、定位系统300包括稳压电 路302和定时电路303， 所述稳压电路302接收来自太阳能发电系统的输入电压， 所述稳压电 路302的输出端与定时电路303相连接， 所述定时电路303的输出端通过光敏电路304与放大 电路305相连接， 所述放大电路305的输出端与直流电机307相连接， 所述直流电机307的输 出端与双向转角电磁铁203和系统方位传感器306相连接， 所述系统方位传感器306的输出 端与主控制器207相连接， 所述双向转角电磁铁203和系统方位传感器306的反馈端均通过 控制线与光敏电路304相连接， 由于太阳能电池板输出电压约为20V， 高于跟踪定位系统正 常的工作电压12V，。

46、 同时为提高跟踪定位系统的可靠性及工作效率， 分别采用了稳压定时电 路及电桥放大电路， 其中LM2576型号的芯片及NE555型号的芯片构成的稳压电路302和定时 电路303， 进一步降低了跟踪定位系统的能耗。 0044 当光线照到系统两侧的强度不同时， 光敏电阻的阻值不同， 导致电桥电路的平衡 说 明 书 6/7 页 9 CN 107873150 A 9 被破坏， 此时ab， 有信号从a， b两点输出到放大电路， 放大电路中的三极管会带动电 机工作， 从而对太阳能电池板的角度进行调整， 直到光线照到跟踪定位系统两侧的光线强 度相同时， 电桥再次达到平衡， 电机停止转动。 这样也就达到了使太阳。

47、能电池板自动对太阳 进行跟踪定位的要求。 0045 如图8所示， 所述中央控制器驱动装置3接收来自太阳能电池板6的太阳能， 所述中 央控制器驱动装置3包括微控制器309和蓄电池组317， 所述微控制器309的输入端通过光伏 组件316接收太阳能电压输入， 所述微控制器309的输入端与蓄电池组317相连接， 所述太阳 能电池板6的输出端通过逆变器与蓄电池组317相连接， 所述微控制器309的电压输出端分 别连接有直流负载312和交流负载313， 所述微控制器309的通讯端口通过CAN总线314连接 有红外接口模块315， 所述红外接口模块315的输出端与机器视觉检测器5相连接， 从而处理 机器视。

48、觉检测器5检测到的数据信息， 所述微控制器309的信号端还连接有数据采集卡310， 所述数据采集卡310与信号端与传感器模块320相连接， 所述传感器模块320的信号反馈端 与微控制器309相连接， 所述微控制器309的数据端还连接有数据存储器311， 所述传感器模 块320包括温度传感器321、 环境湿度传感器322和太阳能辐射度仪323， 所述温度传感器321 包括太阳能背板温度传感器和蓄电池温度传感器， 所述微控制器309的信号端还连接有无 线收发器316， 所述无线收发器316的信号端通过无线网络与PC机324相连接， 所述PC机324 的内部设置有Labview控制模块325， 所述。

49、Labview控制模块325的交互端口与人机交互界面 308相连接， 所述微控制器309作为传感器数据采集节点的控制核心， 它负责采集太阳辐照 度、 背板温度、 蓄电池温度、 环境温湿度等相关参数并通过CAN总线将参数传送给主控节点， 传感器数据采集节点和主控节点之间的通信方式根据现场环境采用CAN总线， 采用多个数 据采集节点来分管各个区域的数据采集， 这样得到的数据较精确， 在监测系统中有数据采 集节点出现故障时， 也能比较准确地定位故障节点。 而每一个数据采集节点中均存在一个 太阳能辐照仪、 一个背板温度传感器、 一个环境温湿度传感器。 每一个背板温度传感器可放 置于该数据采集节点所管区域的中心位置处的电池板背面， 环境温湿度传感器放置于该区 域内通风处， 太阳能辐照仪放置与该区域中心阳光直射的地方， 角度与太阳能电池板保持 平行， 感应面不能被遮挡。 0046 本发明创新点在于： 采用太阳能供电方式， 给除草装置本体和机器视觉检测器以 及除草装置内部主控制器提供电能， 使其正常运作， 在自主行走的基础上， 通过对杂草或作 物识别， 系统能够控制作业工具对检测到的作物或杂草进行有效作业。