一种基于并联机构的株间火焰除草机的制作方法

1.本发明涉及农用机械领域，特别是涉及一种基于并联机构的株间火焰除草机。


背景技术：

2.田间杂草与农作物争水、争肥、争空间，阻碍作物生长，导致作物产量下降。田间杂草分为行间杂草和株间杂草，传统的中耕除草机只能消灭作物行间杂草。
3.作物株间苗草集聚，目前主要靠人工锄草、除草剂灭草等，人工锄草效率低；除草剂灭草效率高，但会造成环境污染等问题；物理农业是利用声、光、热等物理因子操控动植物的生长发育及其生活环境，以减少肥料、农药等化学品的使用，如能设计一种株间火焰除草机，可实现株间避苗和火焰除草，将有助于获取高产、优质的农产品。


技术实现要素：

4.本实用新型针对株间苗草集聚，除草剂灭草易造成环境污染的问题，提供一种基于并联机构的株间火焰除草机，在进行株间火焰除草时，可以有效避苗。
5.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案。
6.一种基于并联机构的株间火焰除草机，包括作业平台车、并联机构、火焰喷嘴、软管、电控阀、液化石油气罐、视觉系统。所述并联机构由静平台、伺服电动机、主动臂、从动臂横杆ⅰ、从动臂纵杆、从动臂横杆ⅱ、动平台组成，并联机构通过静平台固定在作业平台车机架上，所述静平台表面上以几何中心为圆心沿圆周方向均匀固定安装三个伺服电动机，每个伺服电动机输出轴通过键分别联接一个主动臂一端，所述主动臂另一端与从动臂横杆ⅰ中部固定，所述从动臂横杆ⅰ两端分别通过球铰与从动臂纵杆一端连接，所述从动臂纵杆另一端通过球铰与从动臂横杆ⅱ连接，从动臂横杆ⅰ、从动臂纵杆、从动臂横杆ⅱ组成三组四边形机构，三个从动臂横杆ⅱ与同一个动平台固定连接。所述动平台上固定火焰喷嘴，火焰喷嘴通过软管与液化石油气罐出口相连，软管中部安装电控阀。液化石油气罐固定在作业平台车上。基于并联机构的株间火焰除草机通过视觉系统进行苗草识别，并通过控制伺服电动机转动角度使火焰喷嘴靠近杂草、避苗，通过控制电控阀通断使火焰喷嘴靠近杂草时喷射火焰，避苗时熄灭火焰，实现精准除草。
7.所述主动臂与伺服电动机输出轴连接的一端设有圆孔和键槽，主动臂与从动臂横杆ⅰ连接的一端设有截面为正六边形的孔。所述从动臂横杆ⅰ、从动臂横杆ⅱ为长度相同且截面为正六边形的柱体。主动臂与从动臂横杆ⅰ通过正六边形孔与柱体的配合而固定。所述静平台、动平台的几何中心均设有一个通孔，便于火焰喷嘴通过软管与液化石油气罐出口相连。
8.作为一种优选，所述主动臂中部设有异形孔，以减少伺服电动机工作负载。
9.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点。
10.1、并联机构可以使火焰喷嘴实现沿空间内三个方向的平移运动，即作业平台车前进方向、平行于地面且与作业平台车前进方向垂直的方向及垂直地面的方向，运动自由度
大，精度高。
11.2、除草机可进行苗草识别，通过控制伺服电动机转动不同角度使火焰喷嘴达到不同的位置，实现精准避苗除草。除草机利用火焰高温使杂草因细胞水分迅速蒸发而死亡，减少化学除草剂的使用。
附图说明
12.图1为基于并联机构的株间火焰除草机总体结构示意图。
13.图2为基于并联机构的株间火焰除草机并联机构示意图。
14.图3为基于并联机构的株间火焰除草机主动臂结构示意图。
15.图中：1
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作业平台车、2
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静平台、3
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伺服电动机、4
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主动臂、5
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从动臂横杆ⅰ、6
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从动臂纵杆、7
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从动臂横杆ⅱ、8
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动平台、9
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火焰喷嘴、10
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软管、11
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电控阀、12
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液化石油气罐、13
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视觉系统。
具体实施方式
16.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。
17.如图1、2所示：一种基于并联机构的株间火焰除草机，包括作业平台车1、并联机构、火焰喷嘴9、软管10、电控阀11、液化石油气罐12、视觉系统13。所述并联机构由静平台2、伺服电动机3、主动臂4、从动臂横杆ⅰ5、从动臂纵杆6、从动臂横杆ⅱ7、动平台8组成，并联机构通过静平台2固定在作业平台车1机架上，所述静平台2表面上以几何中心为圆心沿圆周方向均匀固定安装三个伺服电动机3，每个伺服电动机3输出轴通过键分别联接一个主动臂4一端，所述主动臂4另一端与从动臂横杆ⅰ5中部固定，所述从动臂横杆ⅰ5两端分别通过球铰与从动臂纵杆6一端连接，所述从动臂纵杆6另一端通过球铰与从动臂横杆ⅱ7连接，从动臂横杆ⅰ5、从动臂纵杆6、从动臂横杆ⅱ7组成三组四边形机构，三个从动臂横杆ⅱ7与同一个动平台8固定连接。所述动平台8上固定火焰喷嘴9，火焰喷嘴9与软管10一端相连，软管10另一端穿过动平台8、静平台2上的通孔连接到液化石油气罐12出口，软管中部安装电控阀11。液化石油气罐12固定在作业平台车1上。作业平台车1前方中部固定用于苗草识别的视觉系统13。
18.如图1、2、3所示：主动臂4与伺服电动机3输出轴连接的一端设有圆孔和键槽，所述主动臂4与从动臂横杆ⅰ5连接的一端设有截面为正六边形的孔。主动臂4中部设有异形孔，以减少伺服电动机工作负载。所述从动臂横杆ⅰ5、从动臂横杆ⅱ7为长度相同且截面为正六边形的柱体。主动臂4与从动臂横杆ⅰ5通过正六边形孔与柱体的配合而固定。所述静平台2、动平台8的几何中心均设有一个通孔，便于火焰喷嘴9通过软管10与液化石油气罐12出口相连。


技术特征：
1.一种基于并联机构的株间火焰除草机，其特征在于：包括作业平台车（1）、并联机构、火焰喷嘴（9）、软管（10）、电控阀（11）、液化石油气罐（12）、视觉系统（13），所述并联机构由静平台（2）、伺服电动机（3）、主动臂（4）、从动臂横杆ⅰ（5）、从动臂纵杆（6）、从动臂横杆ⅱ（7）、动平台（8）组成，并联机构通过静平台（2）固定在作业平台车（1）机架上，所述静平台（2）表面上以几何中心为圆心沿圆周方向均匀固定安装三个伺服电动机（3），每个伺服电动机（3）输出轴通过键分别联接一个主动臂（4）一端，所述主动臂（4）另一端与从动臂横杆ⅰ（5）中部固定，所述从动臂横杆ⅰ（5）两端分别通过球铰与从动臂纵杆（6）一端连接，所述从动臂纵杆（6）另一端通过球铰与从动臂横杆ⅱ（7）连接，从动臂横杆ⅰ（5）、从动臂纵杆（6）、从动臂横杆ⅱ（7）组成三组四边形机构，三个从动臂横杆ⅱ（7）与同一个动平台（8）固定连接。2.根据权利要求1所述的基于并联机构的株间火焰除草机，其特征在于：所述主动臂（4）与伺服电动机（3）输出轴连接的一端设有圆孔和键槽，所述主动臂（4）与从动臂横杆ⅰ（5）连接的一端设有截面为正六边形的孔，所述从动臂横杆ⅰ（5）、从动臂横杆ⅱ（7）为长度相同且截面为正六边形的柱体，所述主动臂（4）与从动臂横杆ⅰ（5）通过正六边形孔与柱体的配合而固定。3.根据权利要求1所述的基于并联机构的株间火焰除草机，其特征在于：所述静平台（2）、动平台（8）的几何中心均设有一个通孔。4.根据权利要求1或3所述的基于并联机构的株间火焰除草机，其特征在于：所述动平台（8）上固定火焰喷嘴（9），火焰喷嘴（9）与软管（10）一端相连，软管（10）另一端穿过动平台（8）、静平台（2）上的通孔连接到液化石油气罐（12）出口，软管中部安装电控阀（11），液化石油气罐（12）固定在作业平台车（1）上，作业平台车（1）前方中部固定用于苗草识别的视觉系统（13）。

技术总结
本实用新型公开了一种基于并联机构的株间火焰除草机，包括作业平台车、并联机构、火焰喷嘴、软管、电控阀、液化石油气罐、视觉系统。所述并联机构由静平台、伺服电动机、主动臂、从动臂横杆Ⅰ、从动臂纵杆、从动臂横杆Ⅱ、动平台组成，并联机构通过静平台固定在作业平台车机架上，所述动平台上固定火焰喷嘴，火焰喷嘴通过软管与液化石油气罐出口相连，软管中部装有电控阀。液化石油气罐固定在作业平台车上。基于并联机构的株间火焰除草机通过视觉系统进行苗草识别，并通过控制伺服电动机转动角度使火焰喷嘴靠近杂草、避苗，通过控制电控阀通断使火焰喷嘴靠近杂草时喷射火焰，避苗时熄灭火焰，实现精准除草。实现精准除草。实现精准除草。


技术研发人员：徐兵 王佳欣 叶绍波 刘超
受保护的技术使用者：山西农业大学
技术研发日：2021.01.16
技术公布日：2021/10/8