[发明专利]一种水田株间锄草装置

说明书

本发明涉及农业机械工程领域。目的是提供一种主动进入式水田株间锄草装置，该装置能够有效全覆盖株间锄草区域、改善锄草效果、降低锄草伤苗率，具有结构简单、运行平稳、可靠性高的特点。技术方案是：一种水田株间锄草装置，其特征在于：包括机架、固定在机架左右两侧的两个摆杆铰支架、分别铰接在两个摆杆铰支架上并可在竖直平面内摆动的两根摆杆、安装在机架上并施力于两根摆杆以驱动两根摆杆相互靠近或分开的驱动机构、分别固定在两根摆杆下端的两个锄草刀、安装在机架上以实时采集水田图像的相机以及控制锄草刀株间锄草运动的控制器。

技术领域

本发明涉及农业机械工程领域，具体是一种水田株间锄草装置。

背景技术

水稻是中国种植面积最大的粮食作物。水稻生产过程中，水田杂草与水稻争夺生长资源，是造成水稻产量与质量下降的主要原因之一。机械锄草作为采用专用机具去除田间杂草的一种环保锄草方式，符合绿色生产生活需要，值得大力推广。

现有的用于锄草的机械根据其锄草作业覆盖区域可分为行间锄草机械和株间锄草机械。目前水田行间锄草机械应用较成熟，而株间锄草机械由于采用被动进入式，存在株间锄草区域覆盖小、锄草效率低下等问题，其实际应用还需完善，尤其是传感器与机械相结合实现的株间锄草机，存在驱动控制复杂的问题，机械运行与计算机模拟容易出现偏差，导致锄草可靠性低、伤苗率高的问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种主动进入式水田株间锄草装置，该装置能够有效全覆盖株间锄草区域、改善锄草效果、降低锄草伤苗率，具有结构简单、运行平稳、可靠性高的特点。

本发明提供的技术方案是：

一种水田株间锄草装置，其特征在于：包括机架、固定在机架左右两侧的两个摆杆铰支架、分别铰接在两个摆杆铰支架上并可在竖直平面内摆动的两根摆杆、安装在机架上并施力于两根摆杆以驱动两根摆杆相互靠近或分开的驱动机构、分别固定在两根摆杆下端的两个锄草刀、安装在机架上以实时采集水田图像的相机以及控制锄草刀株间锄草运动的控制器。

所述摆杆的中部与摆杆铰支架相铰接；所述驱动机构施力于摆杆的上端。

所述驱动机构包括设置在两根摆杆之间且与两根摆杆的内侧抵顶连接的凸轮、安装在机架上并驱动凸轮转动的伺服电机以及分别设置在两个摆杆外侧的两根压缩弹簧；所述压缩弹簧一端固定在摆杆铰支架上，另一端通过弹簧座组件与对应摆杆抵顶连接；所述压缩弹簧始终处于压缩状态，从而对摆杆施加朝向凸轮一侧的弹簧力。

所述弹簧座组件包括固定在压缩弹簧端部的弹簧座、固定在弹簧座上的插销以及可转动地定位在插销上并压紧摆杆外侧的橡胶滚子。

所述锄草刀包括固定在摆杆下端的刀盘以及均布在刀盘上的钢刷。

所述机架的前后侧分别固定有摆杆支撑板；每根摆杆的前后侧均固定有一个牛眼轴承；所述牛眼轴承的滚珠可在同侧摆杆支撑板的平面上进行滚动，以保证摆杆的摆动平面稳定。

所述控制器对相机实时采集输入的水田图像进行图像处理并计算出锄草刀与株苗的距离，从而实时控制调节伺服电机转速。

本发明的有益效果是：

1)通过主动控制使锄草刀进入相邻作物苗之间进行锄草，实现主动进入式锄草作业；另外，在进行锄草作业时，该锄草装置能够精确覆盖株间区域，实现株间锄草区域的完全覆盖和避免伤苗。

2)该锄草装置的凸轮轮廓曲线由作业平台预设的前进速度以及锄草刀的理想轨迹决定，并且在压缩弹簧的作用下，凸轮与摆杆始终压紧，使得锄草装置进行锄草作业时，伺服电机带动凸轮持续转动，进而带动摆杆摆动，可避开作物进行锄草作业，降低锄草伤苗率。