一种激光除草机器人及除草方法

本发明属于农业除草机器人，尤其涉及一种激光除草机器人及除草方法。

背景技术：

1、杂草对作物的成长发育影响极大，任由杂草生长不仅会影响作物的产量，而且会造成作物营养获取不充分、降低光合作用的效率和占用作物的生长空间。为保证作物正常生长，田间的杂草必须及时处理。大豆玉米带状复合种植是一种将大豆和玉米按照一定比例交替种植的农业技术。这种方式不仅提高了土地利用率，还改善了土壤质量，对农业生态和经济效益产生了显著影响，我国近几年大面积示范推广大豆玉米带状复合种植。

2、目前的除草作业主要依赖于传统的机械除草和化学除草方法。机械除草虽然效率较高，但容易对土壤结构造成破坏，且对杂草的清除不够彻底；而化学除草则涉及到大量使用除草剂，这不仅可能对环境造成污染，还可能对作物产生不良影响；同时，由于带状复合种植是大豆玉米成带交错种植，每带占地空间窄，应用农业机械作业困难；又由于玉米和大豆属于不同的植物科属，所用除草剂不同，不能用常规机器进行农药处理，更增加除草困难。

3、因此，本申请设计了一种激光除草机器人及除草方法来解决上述的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种激光除草机器人及除草方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种光除草机器人，包括移动车架，所述移动车架上设置有移动平台，所述移动平台上活动安装有角度旋转装置，所述角度旋转装置上安装有用于除草的激光器；

3、所述移动平台包括固定安装在所述移动车架底端的下支撑组件，所述下支撑组件上传动连接有上支撑组件，所述角度旋转装置传动连接在所述上支撑组件上；

4、所述角度旋转装置包括传动连接在所述上支撑组件上的角度旋转支座，所述角度旋转支座上安装有激光旋转手臂，所述激光器固定安装在所述激光旋转手臂上；

5、所述移动车架上安装有控制机构。

6、优选的，所述移动车架包括底盘框，所述下支撑组件固接在所述底盘框底端；所述底盘框的四角底端分别设置有柔性装置，所述柔性装置的底端固定安装有轮毂电机，所述底盘框上还设置有若干与所述柔性装置对应设置的转向组件，所述转向组件与所述柔性装置传动连接。

7、优选的，所述下支撑组件包括若干对称布置在所述底盘框底端的移动平台支撑杆，对称布置的所述移动平台支撑杆底端之间设置有下移动支架，所述上支撑组件传动连接在对称布置的两所述下移动支架之间。

8、优选的，所述下移动支架的相对面上固定安装有对应布置的下移动支座，同一所述下移动支架上的所述下移动支座之间转动连接有下移动导杆，所述下移动导杆与固定安装在所述移动平台支撑杆上的第一步进电机传动连接；所述上支撑组件传动连接在两所述下移动导杆之间。

9、优选的，所述上支撑组件包括传动连接在所述下移动导杆上的上移动支座，两所述上移动支座之间转动连接有上移动导杆，所述角度旋转支座传动连接在所述上移动导杆上；所述上移动导杆的任一端传动连接有第二步进电机。

10、优选的，所述上支撑组件还包括固接在两所述上移动支座上的上移动支架，所述上移动支架穿过所述角度旋转支座，所述角度旋转支座滑动连接在所述上移动支架上。

11、优选的，所述柔性装置包括设置在所述底盘框底端的上支撑座，所述上支撑座底端固接有支撑件，所述支撑件底端固接有下支撑座，所述轮毂电机固定安装在所述下支撑座上。

12、优选的，所述转向组件包括设置在所述底盘框上的转向架，所述转向架的顶端安装第三步进电机，所述第三步进电机与安装在所述转向架顶端的减速器传动连接；所述减速器与转动连接在所述转向架底端的上支撑座传动连接。

13、优选的，所述底盘框运行前方的底端固定安装有识别系统支架，所述识别系统支架上安装有双目识别系统。

14、一种激光除草方法，包括以下步骤：

15、将移动车架转移进入田间，并由操作人员对设备进行检测调整；

16、对设备检查完成后启动除草机器人，使移动车架在田间行走；

17、在移动车架前进的过程总中，控制机构对田地内的情况进行监测，对杂草进行识别和定位；

18、控制机构对识别的杂草信息和坐标进行计算，分析杂草与激光器的位置关系；

19、若杂草超出激光器的工作范围，则控制机构控制移动平台和移动车架进行移动，直到杂草进去激光器的工作范围；

20、控制机构控制激光旋转手臂旋转使激光器对准到杂草根部，然后启动激光器完成对杂草的消灭工作。

21、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：本发明公开了一种激光除草机器人及除草方法，采用激光除草，与化学除草相比不产生化学残留，因此不会对土壤环境造成污染，促进可持续发展；而与机械除草相比不翻动土壤和破坏土壤环境，具有良好的保护土壤墒情作用；与生物除草相比，激光除草的适用性广，还能有效避免生物除草导致的新的风险；同时本发明的激光除草机器人整体结构紧凑可靠底盘窄小，可以自由地在带状复合窄空间作业，同时机器结构轻简，能够减少对土壤的压实和土壤结构的破坏；激光除草机器人可进行远程控制，有效提高作业质量、作业效率，降低作业成本、减轻劳动强度；激光除草机器人能够精确地识别和去除杂草而不损伤作物；利用移动平台、角度旋转装置极大的扩展了激光器的除草范围，并能多角度对杂草根部或出牙点进行激光击射，提高了除草的效率。

1.一种激光除草机器人，其特征在于：包括移动车架，所述移动车架上设置有移动平台，所述移动平台上活动安装有角度旋转装置(9)，所述角度旋转装置(9)上安装有用于除草的激光器(5)；

2.根据权利要求1所述的激光除草机器人，其特征在于：所述移动车架包括底盘框(3)，所述下支撑组件固接在所述底盘框(3)底端；所述底盘框(3)的四角底端分别设置有柔性装置(1)，所述柔性装置(1)的底端固定安装有轮毂电机(2)，所述底盘框(3)上还设置有若干与所述柔性装置(1)对应设置的转向组件，所述转向组件与所述柔性装置(1)传动连接。

3.根据权利要求2所述的激光除草机器人，其特征在于：所述下支撑组件包括若干对称布置在所述底盘框(3)底端的移动平台支撑杆(6)，对称布置的所述移动平台支撑杆(6)底端之间设置有下移动支架(8)，所述上支撑组件传动连接在对称布置的两所述下移动支架(8)之间。

4.根据权利要求3所述的激光除草机器人，其特征在于：所述下移动支架(8)的相对面上固定安装有对应布置的下移动支座(23)，同一所述下移动支架(8)上的所述下移动支座(23)之间转动连接有下移动导杆(22)，所述下移动导杆(22)与固定安装在所述移动平台支撑杆(6)上的第一步进电机(21)传动连接；所述上支撑组件传动连接在两所述下移动导杆(22)之间。

5.根据权利要求4所述的激光除草机器人，其特征在于：所述上支撑组件包括传动连接在所述下移动导杆(22)上的上移动支座(26)，两所述上移动支座(26)之间转动连接有上移动导杆(25)，所述角度旋转支座(27)传动连接在所述上移动导杆(25)上；所述上移动导杆(25)的任一端传动连接有第二步进电机(24)。

6.根据权利要求5所述的激光除草机器人，其特征在于：所述上支撑组件还包括固接在两所述上移动支座(26)上的上移动支架(7)，所述上移动支架(7)穿过所述角度旋转支座(27)，所述角度旋转支座(27)滑动连接在所述上移动支架(7)上。

7.根据权利要求2所述的激光除草机器人，其特征在于：所述柔性装置(1)包括设置在所述底盘框(3)底端的上支撑座(17)，所述上支撑座(17)底端固接有支撑件(15)，所述支撑件(15)底端固接有下支撑座(18)，所述轮毂电机(2)固定安装在所述下支撑座(18)上。

8.根据权利要求7所述的激光除草机器人，其特征在于：所述转向组件包括设置在所述底盘框(3)上的转向架，所述转向架的顶端安装第三步进电机(12)，所述第三步进电机(12)与安装在所述转向架顶端的减速器(13)传动连接；所述减速器(13)与转动连接在所述转向架底端的上支撑座(17)传动连接。

9.根据权利要求2所述的激光除草机器人，其特征在于：所述底盘框(3)运行前方的底端固定安装有识别系统支架(20)，所述识别系统支架(20)上安装有双目识别系统(19)。

10.一种激光除草方法，根据权利要求1-9任意一项所述的激光除草机器人，其特征在于包括以下步骤：