[发明专利]一种基于机器视觉技术的仿形机械锄草装置

权利要求书

1.一种基于机器视觉技术的仿形机械锄草装置，其特征在于，装置由三点悬挂、视觉部分、机体、移动部分组成，三点悬挂由悬挂焊接底板(1)、悬挂长臂(2)、悬挂臂固定端(3)、悬挂下端(4)组成，视觉部分由视觉部分焊接底板(5)、弯曲板(6)、旋转件(7)、摄像头固定板(8)、摄像头(9)组成，机体由方钢骨架(10)、一层底板(11)、二层底板(12)、同步带滑台(13)、同步带滑台固定座(14)、直线导轨(15)、限位开关(16)、滑块(17)、直线位移传感器(18)、直线位移传感器拉杆(19)、移动部分连接件(20)组成，移动部分由移动底板(21)、移动侧板(22)、长杆(23)、短杆(24)、后端销(25)、中端销(26)、前端销(27)、同步带轮轴(28)、同步带轮(29)、同步带(30)、锄头(31)、42步进电机(32)、电机固定座(33)、限位开关挡板(34)组成，其中悬挂焊接底板(1)焊接在方钢骨架(10)上，悬挂固定端(3)、悬挂下端(4)通过焊接固定在悬挂焊接底板(1)上，悬挂长臂(2)通过螺栓固定在悬挂臂固定端(3)上，视觉部分焊接底板(5)焊接在方钢骨架(10)上，两个弯曲板(6)通过焊接固定在视觉部分焊接底板(5)上，旋转件(7)与两个弯曲底板(6)通过螺栓连接，摄像头固定板(8)通过螺栓固定在旋转件(7)上，摄像头(9)通过螺栓固定在摄像头固定板(8)上，一层底板(11)、二层底板(12)焊接在方钢骨架(10)上，同步带滑台固定座(14)通过螺栓将同步带滑台(13)与一层底板(11)固定连接，直线导轨(15)通过螺栓固定在二层底板(12)上，滑块(17)通过卡槽卡在直线导轨(15)上可做左右平移，限位开关(16)与直线位移传感器(18)通过螺栓固定在二层底板(12)上，移动底板(21)通过螺栓与四个滑块(17)固定，移动部分连接件(20)通过螺栓将同步带滑台(13)与移动底板(21)固定连接，直线位移传感器拉杆(19)一端通过螺栓固定在移动底板(21)上，一端通过螺栓与直线位移传感器(18)连接，移动侧板(22)通过螺栓固定在移动底板(21)上，42步进电机(22)通过螺栓固定在电机固定座(33)上，同步带轮(29)固定在42步进电机(22)轴上，电机固定座(33)通过螺栓固定在移动侧板(22)上，同步带轮轴(28)穿过移动侧板(22)一端与同步带轮(29)固定，一端与短杆(24)固定，短杆(24)一端的另一端通过前端销(27)与锄头(31)销接，后端销(25)穿过移动底板(21)和移动侧板(22)并与两个并排的长杆(23)销接，长杆(23)的另一端通过中端销(26)与锄头(31)进行销接，同步带(30)套在同侧的两个同步带轮(29)上，限位开关挡板(34)通过螺栓固定在移动侧板(22)上。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉技术的仿形机械锄草装置，其特征在于：整机通过悬挂长臂(2)、悬挂下端(4)、悬挂臂固定端(3)、悬挂焊接底板(1)组成的三点悬挂部分与田间行走平台挂接，整机由两个相同的功能模块组成，每个模块负责半垄宽度的覆盖区域，每个模块移动部分共有两个仿形锄草执行器，摄像头(9)位于苗带上方进行苗草识别，当识别到覆盖区域内有杂草时，对杂草的位置进行定位并反馈至控制系统，由控制系统分配距离杂草位置最近的锄头(31)进行除草作业。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉技术的仿形机械锄草装置，其特征在于：在进行除草作业时，控制系统得到杂草位置参数，并且分配特定锄头(31)进行作业时，随后结合田间实时行走速度等数据，驱动同步带滑台(13)带动移动部分，把准备进行除草作业的锄头(31)送至指定位置，当杂草即将通过执行部件作业核心区域时，在42步进电机(32)的驱动下，通过同步带(30)以及同步带轮(29)的传动，最终实现由移动侧板(22)、短杆(24)、长杆(23)、锄头(31)等组成的连杆仿形机构进行杂草的精准挖除。通过限位开关(16)以及限位开关挡板(34)实现对移动部分整体位置的限定，同时通过直线位移传感器拉杆(19)及直线位移传感器(18)将移动部分的移动参数实时反馈至控制板，实现对执行部件位置的自我感知，实现信息的闭环处理，这样可以大大提高执行部件的除草精度，降低伤苗率。