一种针对丘陵山区烟田的手扶除草机的制作方法

1.本实用新型涉及农用机械技术领域，具体涉及一种针对丘陵山区烟田的手扶除草机。


背景技术：

2.杂草生长力旺盛、适应性最强，其与烟苗争夺水分、养分和生长空间，严重影响烤烟的品质和产量，且许多杂草已成为烟草病虫害的传播媒介，甚至成为寄主，危害烟草生长，对烟草的生产造成巨大损失，对烟田进行除草有利于促进烟草的产量和品质。因此，在烟草种植过程中，需要及时进行除草，以保证烟苗的健康成长。
3.丘陵山区的耕地面积占到了全国可耕地总面积的2/3以上，但是，丘陵山区的可耕作土地存在地块狭小、分布零散缺乏完整的机耕道路的问题，因而适用于平原地区的大型除草设备不适用于丘陵山区。
4.目前国内丘陵烟田普遍采用人工除草的方式，劳动强度大且效率低。而专用型的丘陵山区除草机械类型稀少，不仅难以适用于垄间作业，而且无法自动分辨烟株和杂草，除草过程容易误伤烟株，加大的除草作业的难度，同时降低了除草作业的效率。
5.因此解决以上问题成为了当务之急。


技术实现要素：

6.为解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种针对丘陵山区烟田的手扶除草机。
7.其技术方案如下：
8.一种针对丘陵山区烟田的手扶除草机，包括底部设置有行走轮的手扶机架以及设置在手扶机架前部的除草系统，其要点在于：所述除草系统包括随动除草机构和分别向手扶机架两侧延伸的自适应除草机构；
9.所述自适应除草机构包括竖向安装在手扶机架前部的自适应除草机架、横向向外延伸地安装在自适应除草机架上端的避苗摆动臂、用于驱动避苗摆动臂相对自适应除草机架横向摆动的摆动驱动机构、可转动地安装在自适应除草机架和避苗摆动臂外端之间的刀具驱动软轴、同步转动地套装在刀具驱动软轴上的若干侧边除草刀具、用于驱动刀具驱动软轴转动的软轴驱动机构以及用于识别植物种类的植物识别组件；
10.所述随动除草机构包括向前凸出地设置在两个自适应除草机架之间的随动除草机架、可转动地安装在随动除草机架前部的随动转轴以及同步转动地套装在随动转轴上的若干中间除草刀具。
11.作为优选：所述植物识别组件包括通过扭矩传感器安装在避苗摆动臂上的避苗探杆，所述避苗探杆横向延伸至避苗摆动臂外端以外。
12.采用以上结构，避苗探杆打在植物上时，能够根据扭矩传感器测得的扭矩数据分辨是烟株还是杂草，从而适应性地调整避苗摆动臂地摆动角度，既能够避免侧边除草刀具
误伤烟株，又能够尽可能大地覆盖更大的范围，提升除草效果和除草效率。
13.作为优选：所述避苗摆动臂的外端向下弯折形成软轴安装架，所述刀具驱动软轴的一端可转动地安装在软轴安装架的下端，所述避苗摆动臂的中部设置有向前延伸的传感器支架，所述扭矩传感器向下安装在传感器支架的前端，所述避苗探杆横向延伸至软轴安装架的中部以外。
14.采用以上结构，既能够可靠地安装刀具驱动软轴和避苗探杆，又通过避苗探杆前置和外伸的布置方式，精确地提前识别烟株和杂草，避免损伤烟株。
15.作为优选：所述摆动驱动机构包括步进电机和蜗轮蜗杆减速器，所述步进电机通过蜗轮蜗杆减速器带动避苗摆动臂在自适应除草机架的上端横向摆动。
16.采用以上结构，能够稳定可靠地进行减速传动，精确控制自适应除草机架的摆动角度。
17.作为优选：所述软轴驱动机构包括除草电机和联轴器，所述除草电机通过联轴器连接刀具驱动软轴的一端。
18.采用以上结构，能够稳定可靠地驱动刀具驱动软轴。
19.作为优选：所述随动除草机架包括分别安装在对应自适应除草机架下端的除草左支架和除草右支架，所述随动转轴的两端分别可转动地安装在除草左支架和除草右支架上。
20.采用以上结构，结构简单可靠，易于装配。
21.作为优选：所述行走轮的一侧设置有与其同步转动的磁铁盘，所述磁铁盘上设置有沿周向均匀分布的车速检测永磁铁，所述手扶机架上设置有与各车速检测永磁铁相适配的车速检测霍尔传感器，所述车速检测霍尔传感器正对磁铁盘。
22.采用以上结构，能够计算出手扶除草机的前进速度，当停止前进时，能够使软轴驱动机构自动停止工作，同时还能够提示操作人员前进速度，提高人机交互性。
23.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
24.采用以上技术方案的一种针对丘陵山区烟田的手扶除草机，通过将侧边除草刀具安装在刀具驱动软轴上，柔软的刀具驱动软轴能够根据田垄的形状自适应地进行调整，使各个侧边除草刀具都能充分地与田垄接触，提高除草作业效率；同时，能够通过植物识别组件区分烟株和杂草，从而适应性地调整避苗摆动臂的摆动角度，既能够避免误伤烟株，又能够尽可能大地覆盖杂草；整体结构简单，成本低，便携性好，自动化程度较高，易于操作和使用，劳动强度低，作业效率高，特别适用于山地丘陵地区的烟田除草。
附图说明
25.图1为本实用新型的结构示意图；
26.图2为手扶机架和行走轮的配合关系示意图；
27.图3为自适应除草机构的结构示意图；
28.图4为随动除草机构的结构示意图。
具体实施方式
29.以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
30.如图1-图4所示，一种针对丘陵山区烟田的手扶除草机，其主要包括底部设置有行走轮2的手扶机架1以及设置在手扶机架1前部的除草系统，除草系统包括随动除草机构3和分别向手扶机架1两侧延伸的自适应除草机构4，向前推动手扶机架1时，随动除草机构3能够随动进行除草，自适应除草机构4能够检测区分烟株和杂草，采用电动的方式，自适应进行除草。
31.请参见图1和图3，自适应除草机构4包括自适应除草机架41、避苗摆动臂42、摆动驱动机构43、刀具驱动软轴44、软轴驱动机构46、植物识别组件47和若干侧边除草刀具45。
32.其中，自适应除草机架41为板状或柱状结构，且自适应除草机架41竖向安装在手扶机架1的前部。避苗摆动臂42横向向外延伸地安装在自适应除草机架41的上端，即避苗摆动臂42朝着远离另一自适应除草机架41的方向横向向外延伸。摆动驱动机构43用于驱动避苗摆动臂42相对自适应除草机架41横向摆动。刀具驱动软轴44可转动地安装在自适应除草机架41和避苗摆动臂42的外端之间。各侧边除草刀具45均同步转动地套装在刀具驱动软轴44上。软轴驱动机构46用于驱动刀具驱动软轴44转动，从而驱使各侧边除草刀具45同步转动。植物识别组件47用于识别植物种类，即识别是烟株还是杂草。
33.植物识别组件47包括通过扭矩传感器471安装在避苗摆动臂42上的避苗探杆472，避苗探杆472横向延伸至避苗摆动臂42外端以外。由于杂草是草本植物，非常柔软；而烟株是木本植物，硬度较高。因此，避苗摆动臂42的外端打在杂草上时，扭矩传感器471检测到的扭矩会远远低于避苗摆动臂42的外端打在烟株上时检测到的扭矩。因此，能够准确地识别避苗探杆472打到的是烟株还在杂草。
34.作业时，避苗摆动臂42首先展开至最大角度，即避苗摆动臂42与行走轮2的前进路线呈90
°
夹角；若避苗探杆472打到的是杂草，则避苗摆动臂42保持当前最大展开状态，以尽可能多地剪除杂草；若避苗探杆472打到的是烟株，则摆动驱动机构43驱动避苗摆动臂42转动一定角度，缩小覆盖范围，以避开烟株进行除草作业。因此，整个过程都是自适应进行调节，自动化程度高。
35.进一步地，摆动驱动机构43包括步进电机431和蜗轮蜗杆减速器432，步进电机431通过蜗轮蜗杆减速器432带动避苗摆动臂42在自适应除草机架41的上端横向摆动。具体地说，蜗轮蜗杆减速器432通过专用联轴器连接避苗摆动臂42，同时，在蜗轮蜗杆减速器432安装摆动位置检测霍尔传感器，在专用联轴器上安装摆动位置检测永磁铁，从而作为避苗摆动臂42的初始位置检测装置，使手扶除草机在不进行避苗工作的的时候始终与前进方向保持垂直，最大化除草面积，当避苗完成后，避苗电机回转使除草机构能够准确回到初始位置。
36.避苗摆动臂42的外端向下弯折形成软轴安装架421，刀具驱动软轴44的一端可转动地安装在软轴安装架421的下端，避苗摆动臂42的中部设置有向前延伸的传感器支架422，扭矩传感器471向下安装在传感器支架422的前端，避苗探杆472横向延伸至软轴安装架421的中部以外，既能够可靠地安装刀具驱动软轴44和避苗探杆472，又通过避苗探杆472前置和外伸的布置方式，精确地提前识别烟株和杂草，避免损伤烟株。
37.软轴驱动机构46包括除草电机461和联轴器462，除草电机461通过联轴器462连接刀具驱动软轴44的一端，刀具驱动软轴44的另一端通过轴承安装在软轴安装架421的下端，简单可靠。
38.请参见图1和图4，随动除草机构3包括向前凸出地设置在两个自适应除草机架41之间的随动除草机架31、可转动地安装在随动除草机架31前部的随动转轴32以及同步转动地套装在随动转轴32上的若干中间除草刀具33。从而使手扶机架1前进时，杂草与中间除草刀具33能够发生打结，基于前进动力，拔除杂草。
39.其中，随动除草机架31包括分别安装在对应自适应除草机架41下端的除草左支架311和除草右支架312，随动转轴32的两端分别轴承可转动地安装在除草左支架311和除草右支架312上，简单可靠，易于装配。
40.请参见图1和图2，行走轮2的一侧设置有与其同步转动的磁铁盘5，磁铁盘5上设置有沿周向均匀分布的车速检测永磁铁51，手扶机架1上设置有与各车速检测永磁铁51相适配的车速检测霍尔传感器6，车速检测霍尔传感器6正对磁铁盘5，从而能够计算出手扶除草机的前进速度，当停止前进时，能够使软轴驱动机构46自动停止工作，同时还能够提示操作人员前进速度，提高人机交互性。
41.相应的，手扶机架1上安装有蓄电池7和控制器8，蓄电池7用于向步进电机431、除草电机461、扭矩传感器471、车速检测霍尔传感器6和摆动位置检测霍尔传感器等电器设备供电，控制器8用于接收和处理扭矩传感器471、车速检测霍尔传感器6和摆动位置检测霍尔传感器的信号，从而发出信号，控制步进电机431和除草电机461。同时，手扶机架1的一侧扶手11上设置有电源开关9，便于操作。
42.最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。