一种行株间协同除草装置

本发明属于农业机械，涉及一种行株间协同除草装置。

背景技术：

1、行株间除草是农业生产中一项非常关键的田间管理措施，它指的是清除作物行与行之间、株与株之间的杂草。减少杂草与作物对水分、养分和光照的竞争。现有的行株间除草方式通常包括化学除草和机械除草，长期过量施用化学药物和化学肥料，会导致土壤严重污染、土壤退化和板结、农药残留等问题。对于大规模、行株距规整的作物，如玉米、大豆等，机械除草则是更优选择，其优势在于利用标准行距和株距实现高效、精准的行间作业。

2、现有的行株间协同除草装置包括安装架和多个除草单体，多个除草单体沿安装架的长度方向依次设置，每个除草单体包括仿形机构、设于仿形机构上的行间除草铲和株间除草齿，株间除草齿呈盘状，且转动设置。工作时，行间除草铲位于作物行间，株间除草齿位于靠近作物根部处，在牵引机械的带动下，仿形机构使得行间除草铲和株间除草齿保持稳定的入土深度，且行间除草铲用于除去行间的杂草，株间除草齿转动，用于除去作物株间的杂草。

3、然而，现有除草装置对田间行距变化和地表起伏的适应性差，难以实现快速、精准的调节，具体如下：一方面，由于不同作物种植的行距有差异，尤其是在西北地区，玉米、甜菜、葵花等需要中耕除草的作物种植行距模式较多，农时又比较紧张。现有的除草装置中，除草单体的间距是固定的，只能适应一种作物行间距的除草作业。对于不同行间距的作物，常需要将除草单体拆除，重新调整除草单体的间距后再进行安装，这使得现有的除草装置中除草单体的间距调整费时费力，效率较低。且人工调整除草单体的间距不合适时，会导致伤苗率高，对杂草根部破坏不彻底等后果。另一方面，由于西北干旱地区土壤板结硬化情况较严重，同时土壤中砾石含量高，使得现有的仿形机构仿形能力和过载保护协同性差，除草深度较浅，稳定性较差，除草部件易飘在硬土层上无法入土，进一步导致除草率较低。

4、因此，现有的除草装置在作业过程中，其相邻除草单体之间的行距调整操作繁琐、耗时长，难以根据不同的作物行距快速适配；同时，除草单体对地面起伏的仿形效果较差，入土深度不稳定，导致除草不彻底。上述问题导致除草装置的整体作业效率和作业质量难以满足精准农业的要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种行株间协同除草装置，以解决现有除草装置中相邻除草单体的行距调整操作繁琐、耗时长，除草单体对地面起伏的仿形效果差，导致除草装置的整体作业效率和作业质量难以满足精准农业的要求的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种行株间协同除草装置的具体技术方案如下：

3、一种行株间协同除草装置，包括安装主梁、沿安装主梁的长度方向依次设置的多个除草单体和用于调整多个所述除草单体之间的距离的间距调节机构；所述间距调节机构包括多个滑套和至少一个剪叉式伸缩机构，多个滑套依次设于所述安装主梁上，且位于所述安装主梁中部的滑套固定设置，其余的滑套在安装主梁上滑动设置；所述剪叉式伸缩机构包括第一直线驱动元件和伸缩架，第一直线驱动元件的输出端与伸缩架的一端连接，所述伸缩架的各中部铰接点依次设于对应滑套上，多个所述除草单体依次安装于对应滑套底部；

4、所述除草单体包括仿形机构和连接于仿形机构后端的除草机构，所述仿形机构包括仿形弹簧、蓄能弹簧、蓄能支臂、压簧销、仿形轮以及构成平行四边形机构的机架连接盘、上仿形连杆、下仿形连杆和仿形纵梁；所述机架连接盘用于连接所述安装主梁；蓄能支臂的中部与上仿形连杆铰接，仿形弹簧的两端分别与下仿形连杆和蓄能支臂的上端连接；压簧销的上端与上仿形连杆铰接，蓄能支臂的下端与蓄能弹簧均滑动套设于压簧销上，且蓄能弹簧两端分别与蓄能支臂的下端、压簧销的下端抵靠；仿形轮设于仿形纵梁底部。

5、进一步地，所述剪叉式伸缩机构为一个，其伸缩架的中部铰接点依次设于对应滑套上，用于等间距调节相邻两个所述除草单体的间距；或者，所述剪叉式伸缩机构为两个，两个所述剪叉式伸缩机构分别设于所述安装主梁的相对两侧，两个伸缩架的中部铰接点交替设于对应滑套上，用于变间距调节相邻两个所述除草单体的间距。

6、进一步地，所述伸缩架包括多组x形铰接杆和两组v形铰接杆，多组x形铰接杆的对应端依次铰接，两组所述v形铰接杆分别与两侧的x形铰接杆的对应端铰接。

7、进一步地，所述压簧销呈阶梯状，包括相连接的第一杆段和第二杆段，第二杆段的横截面尺寸小于第一杆段，所述蓄能支臂的下端与蓄能弹簧均滑动套设于第二杆段上。

8、进一步地，所述行株间协同除草装置还包括识别相机、北斗导航模块和控制器，所述控制器与所述识别相机、北斗导航模块和所述间距调节机构电连接；所述控制器被配置为：根据识别相机传输的图像数据和北斗导航模块传输的路径数据，实时控制间距调节机构以调节除草单体的间距。

9、进一步地，每个所述除草机构包括安装纵梁、安装框架、行间除草铲、左松土铲、右松土铲、左株间除草盘和右株间除草盘；所述安装纵梁设于所述仿形纵梁后端，所述安装框架设于所述安装纵梁上，所述行间除草铲设于所述安装纵梁的后端；所述左松土铲和所述左株间除草盘沿前后方向设于所述安装框架的左侧，所述右松土铲和所述右株间除草盘沿前后方向设于所述安装框架的右侧。

10、进一步地，每个所述除草单体还包括左拉杆、右拉杆、联动杆和第二直线驱动元件；所述安装框架包括设于安装纵梁上的前安装轴和后安装轴，分别滑动设于前安装轴和后安装轴左侧和右侧的左支梁和右支梁；所述联动杆与所述安装纵梁铰接，所述左拉杆和所述右拉杆的一端与所述联动杆的对应端铰接，另一端与左支梁和右支梁的相远离的一端铰接；第二直线驱动元件的输出端与所述安装纵梁垂直，且与所述左拉杆或所述右拉杆铰接。

11、进一步地，所述行间除草铲通过弹性连接件安装于所述安装纵梁上；所述弹性连接件为呈涡卷状的连接板。

12、进一步地，所述行株间协同除草装置还包括三点悬挂机构和行走轮，所述三点悬挂机构设于所述安装主梁前端，所述三点悬挂机构用于连接牵引设备；所述行走轮设于所述三点悬挂机构底部。

13、本发明的一种行株间协同除草装置具有以下优点：

14、通过剪叉式伸缩机构的伸缩运动，带动对应滑套在安装主梁上滑动，进而带动除草单体同步移动，实现了除草单体间距的快速调节，用于不同行间距的作物的除草作业。同时，由于仿形机构配置了仿形弹簧与蓄能弹簧协同作用的双弹簧机制，因此在土壤阻力变化时可通过拉压耦合响应维持除草深度恒定，在遭遇硬物冲击时可通过蓄能弹簧限位触发刚性越障，越障后又依靠仿形弹簧拉力自动复位，过载保护能力好，使得除草单体的入土深度保持恒定，除草较彻底，除草效果较好。本发明通过协同优化行距调节机构与仿形机构，在实现行距快速调节的同时，保证各除草单体对地表起伏的随动，从而兼顾作业效率与除草精度，满足精准农业的要求。

1.一种行株间协同除草装置，包括安装主梁和沿安装主梁的长度方向依次设置的多个除草单体，其特征在于，还包括用于调整多个所述除草单体之间的距离的间距调节机构；所述间距调节机构包括多个滑套和至少一个剪叉式伸缩机构，多个滑套依次设于所述安装主梁上，且位于所述安装主梁中部的滑套固定设置，其余的滑套在安装主梁上滑动设置；所述剪叉式伸缩机构包括第一直线驱动元件和伸缩架，第一直线驱动元件的输出端与伸缩架的一端连接，所述伸缩架的各中部铰接点依次设于对应滑套上，多个所述除草单体依次安装于对应滑套底部；

2.根据权利要求1所述的行株间协同除草装置，其特征在于，所述剪叉式伸缩机构为一个，其伸缩架的中部铰接点依次设于对应滑套上，用于等间距调节相邻两个所述除草单体的间距；或者，所述剪叉式伸缩机构为两个，两个所述剪叉式伸缩机构分别设于所述安装主梁的相对两侧，两个伸缩架的中部铰接点交替设于对应滑套上，用于变间距调节相邻两个所述除草单体的间距。

3.根据权利要求1所述的行株间协同除草装置，其特征在于，所述伸缩架包括多组x形铰接杆和两组v形铰接杆，多组x形铰接杆的对应端依次铰接，两组所述v形铰接杆分别与两侧的x形铰接杆的对应端铰接。

4.根据权利要求1所述的行株间协同除草装置，其特征在于，所述压簧销呈阶梯状，包括相连接的第一杆段和第二杆段，第二杆段的横截面尺寸小于第一杆段，所述蓄能支臂的下端与蓄能弹簧均滑动套设于第二杆段上。

5.根据权利要求1所述的行株间协同除草装置，其特征在于，还包括识别相机、北斗导航模块和控制器，所述控制器与所述识别相机、北斗导航模块和所述间距调节机构电连接；所述控制器被配置为：根据识别相机传输的图像数据和北斗导航模块传输的路径数据，实时控制间距调节机构以调节除草单体的间距。

6.根据权利要求1所述的行株间协同除草装置，其特征在于，每个所述除草机构包括安装纵梁、安装框架、行间除草铲、左松土铲、右松土铲、左株间除草盘和右株间除草盘；所述安装纵梁设于所述仿形纵梁后端，所述安装框架设于所述安装纵梁上，所述行间除草铲设于所述安装纵梁的后端；所述左松土铲和所述左株间除草盘沿前后方向设于所述安装框架的左侧，所述右松土铲和所述右株间除草盘沿前后方向设于所述安装框架的右侧。

7.根据权利要求6所述的行株间协同除草装置，其特征在于，每个所述除草单体还包括左拉杆、右拉杆、联动杆和第二直线驱动元件；所述安装框架包括设于安装纵梁上的前安装轴和后安装轴，分别滑动设于前安装轴和后安装轴左侧和右侧的左支梁和右支梁；所述联动杆与所述安装纵梁铰接，所述左拉杆和所述右拉杆的一端与所述联动杆的对应端铰接，另一端与左支梁和右支梁的相远离的一端铰接；第二直线驱动元件的输出端与所述安装纵梁垂直，且与所述左拉杆或所述右拉杆铰接。

8.根据权利要求6所述的行株间协同除草装置，其特征在于，所述行间除草铲通过弹性连接件安装于所述安装纵梁上；所述弹性连接件为呈涡卷状的连接板。

9.根据权利要求1所述的行株间协同除草装置，其特征在于，还包括三点悬挂机构和行走轮，所述三点悬挂机构设于所述安装主梁前端，所述三点悬挂机构用于连接牵引设备；所述行走轮设于所述三点悬挂机构底部。