一种自走式玉米行间除草机的制作方法

1.本实用新型涉及农业机械技术领域，具体为一种自走式玉米行间除草机。


背景技术：

2.安徽省的玉米常年种植面积约为1600万亩，广泛分布在沿淮河的32个县市区，目前是我省三大粮食作物之一，在玉米的生长中期，滋生于作物行间的杂草会严重影响玉米作物的正常生长，杂草常与作物争夺阳光、水分以及养分，造成作物营养吸收不良、阻碍作物的有效生长，从而导致玉米产量降低，因此，除净行间杂草是保证玉米及其他作物高产、稳产不可缺少的有效措施，而传统的人工除草方式需耗费大量时间及人力，化学除草方式则易对生态环境造成不可逆转的影响，在此情况下机械除草技术便逐渐进入开发者们的视野。
3.欧美等发达国家从20世纪50年代就开始进行与机械除草技术有关的研究，目前机械除草技术在国外经过了几十年的发展，已经能够将几种除草技术相互结合，实现优缺点互补，取得了良好的除草效果，甚至可以综合利用计算机、图像识别、机器视觉、自动导航等技术并研制成功了完全智能化的除草机器人，但是无论是国外还是国内，智能化的除草机器人目前都仅停留在试验阶段，距离真正的实施应用还需要等待很长一段的时间，有关除草机的结构合理化、使用便捷化依然存在极大地提升空间。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：提供一种自走式玉米行间除草机，以解决以上缺陷。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种自走式玉米行间除草机，包括松土除草机构、调深机构、履带驱动机构、履带底盘机架、外防护，所述松土除草机构包括除草刀片、轮圈，所述除草刀片为矩形，且所述矩形除草刀片的一个长边上设有刀刃，所述除草刀片上设置有刀片架，所述除草刀片通过刀片架间隔均布在轮圈的圆周面上，所述轮圈的中间设有轮轴，所述除草机构和调深机构通过十字形的除草轮固定架连接固定，所述轮轴连接在除草轮固定架的前端，所述除草刀片从十字形除草轮固定架中间的空腔内穿过，所述除草轮固定架的尾端左右两侧均设有一块固定板，两块所述的固定板通过一根横销与除草轮固定架固定铰接，两块所述的固定板均固定在履带底盘机架上，所述调深机构包括推杆电机、摆杆、气缸固定板、调深固定座，所述推杆电机的输出端连接有推杆，所述摆杆的一端与推杆铰接固定，所述摆杆的另一端与除草轮固定架铰接固定，所述气缸固定板与调深固定座连接固定，所述气缸固定板与推杆电机的尾端铰接固定，当设置在推杆电机上所述的推杆做直线往复运动时能通过摆杆带动除草轮固定架以横销所在点为圆心与固定板同步发生相互转动，所述履带底盘机架包括机架侧撑板、机架横板、机身骨架，所述机架侧撑板平行设置有两块，两块平行设置的所述机架侧撑板通过设置在中间的机架横板连接固定，所述履带驱动机构设置有两个，两个所述的履带驱动机构分别固定在两块机架侧撑板上，所述外防护包覆在机身骨架的外侧。
7.优选的，所述履带驱动机构包括履带和均设置在履带内侧的缓冲装置、驱动轮、张紧装置，所述驱动轮和张紧装置分别设在履带内侧的两端，所述张紧装置上设有张紧轮，所述缓冲装置设置在履带内侧的中间。
8.优选的，两个履带驱动机构内所述驱动轮的轮轴上均连接有驱动电机集成，所述驱动电机集成包括驱动电机和减速箱，所述驱动电机和减速箱均放置在机架横板上，所述减速箱的输出端与驱动轮的轮轴相连。
9.优选的，所述缓冲装置包括缓冲弹簧柱、y型板、v型板、l型板，所述y型板整体为y型，所述y型板的板体上设有三个铰接点，设置在y型板上所述的三个铰接点中的两个铰接点上均铰接有诱导轮，设置在y型板上的另一个所述的铰接点与缓冲弹簧柱的一端铰接，所述v型板上也设有三个铰接点，设置在v型板上所述的三个铰接点中的两个铰接点上均铰接有诱导轮，设置在v型板上所述的另一个铰接点与l型板相铰接，所述l型板的一端铰接在机架侧撑板上，所述l型板的另一端与缓冲弹簧柱的另一端铰接。
10.优选的，所述机身骨架内设有动力控制单元，所述动力控制单元包括控制中心、动力电池，所述控制中心上设有控制开关，所述外防护上设有图像采集装置，所述控制中心与推杆电机、动力电池、驱动电机集成、图像采集装置均电性相连。
11.优选的，所述外防护为方形外壳，所述外防护包括一块l顶板、两块侧板、一块l门板，所述l顶板和l门板均为l形板体，所述l门板与l顶板铰接，所述l顶板与l门板构成一个“π”字形，两块所述的侧板分别设置在l顶板和l门板的两侧，两块所述的侧板中的一块与l顶板铰接，两块所述的侧板中的另一块与l顶板焊接。
12.优选的，所述外防护内设有储物区，所述外防护上均布有透气孔。
13.本实用新型的有益效果在于：
14.本实用新型一种自走式玉米行间除草机，能够在复杂的玉米作物行间平稳行驶，并进行行间导航线的提取以及行间除草作业，提高了玉米作物行间的除草效率，选用履带式底盘，使其不但具有了较强的越障性能，为在作物行间的除草工作提供了保障，而且在工作过程中还不易发生倾斜、侧翻、爆胎等问题，极大地增强了行走稳定性和性能可靠度，使用电控推杆控制松土除草机构的入土深度，配合控制中心内的自动控制识别单元，可实现除草深度的自适应调节，拓宽了除草机的适用范围，同时使用双电机去控制转向，能保证极高的转向精确度，整体上具有结构紧凑、性能可靠、自动化程度高等特点，极大地提高了除草效率，有着极高的实用性和推广意义。
附图说明
15.图1：本实用新型的结构示意图；
16.图2：本实用新型的外防护结构示意图；
17.图3：本实用新型的松土除草机构和调深机构结构示意图；
18.图4：本实用新型的履带驱动机构结构示意图；
19.图5：本实用新型的履带驱动机构右视图；
20.图6：本实用新型的履带驱动机构左视图。
具体实施方式
21.结合附图1-6，对本实用新型的具体实施方式作如下说明：
22.如图1-6所示，一种自走式玉米行间除草机，包括松土除草机构1、调深机构2、履带驱动机构3、履带底盘机架4、外防护6，松土除草机构1包括除草刀片11、轮圈12，除草刀片11为矩形，且矩形除草刀片11的一个长边上设有刀刃，除草刀片11上设置有刀片架112，除草刀片11通过刀片架112间隔均布在轮圈12的圆周面上，轮圈12的中间设有轮轴13，除草刀片11能以轮轴13的所在点为圆心对土壤进行旋转剖切，来实现除草和松土的目的，除草机构1和调深机构2通过十字形的除草轮固定架14连接固定，轮轴13连接在除草轮固定架14的前端，除草刀片11从十字形除草轮固定架14中间的空腔内穿过，除草轮固定架14的尾端左右两侧均设有一块固定板16，两块固定板16通过一根横销15与除草轮固定架14固定铰接，两块固定板16均固定在履带底盘机架4上，调深机构2包括推杆电机21、摆杆22、气缸固定板23、调深固定座24，推杆电机21的输出端连接有推杆211，推杆电机21能带动推杆211进行直线往复运动，摆杆22的一端与推杆211铰接固定，摆杆22的另一端与除草轮固定架14铰接固定，气缸固定板23与调深固定座24连接固定，气缸固定板23与推杆电机21的尾端铰接固定，当设置在推杆电机21上的推杆211做直线往复运动时能通过摆杆22带动除草轮固定架14以横销15所在点为圆心与固定板16同步发生相互转动，从而改变松土除草机构1的入土深度，以最佳的动力输出和除草效率应对各种生长周期下的不同作物。
23.履带底盘机架4包括机架侧撑板41、机架横板42、机身骨架43，机架侧撑板41平行设置有两块，两块平行设置的机架侧撑板41通过设置在中间的机架横板42连接固定，履带驱动机构3设置有两个，两个履带驱动机构3分别固定在两块机架侧撑板41上，履带驱动机构3包括履带31和均设置在履带31内侧的缓冲装置32、驱动轮33、张紧装置34，驱动轮33和张紧装置34分别设在履带31内侧的两端，两个履带驱动机构3内驱动轮33的轮轴上均连接有驱动电机集成53，驱动电机集成53包括驱动电机531和减速箱532，驱动电机531和减速箱532均放置在机架横板42上，减速箱532的输出端与驱动轮33的轮轴相连，驱动轮33为履带31的行走提供动力，张紧装置34上设有张紧轮，张紧轮控制履带31的松紧程度，防止履带31在工作过程中发生相互碰撞的问题。
24.缓冲装置32设置在履带31内侧的中间，缓冲装置32包括缓冲弹簧柱321、y型板322、v型板323、l型板324，y型板322整体为y型，y型板322的板体上设有三个铰接点，设置在y型板322上的三个铰接点中的两个铰接点上均铰接有诱导轮325，设置在y型板322上的另一个铰接点与缓冲弹簧柱321的一端铰接，v型板323上也设有三个铰接点，设置在v型板323上的三个铰接点中的两个铰接点上均铰接有诱导轮325，设置在v型板323上的另一个铰接点与l型板324相铰接，l型板324的一端铰接在机架侧撑板41上，l型板324的另一端与缓冲弹簧柱321的另一端铰接，当设置在y型板322上的诱导轮325和设置在v型板323上的诱导轮325经过不同状况的路段时，其因路段高低变化而产生的冲击会被与其相连的缓冲弹簧柱321吸收，从而起到缓冲作用，维持履带31的运行平稳性。
25.机身骨架43内设有动力控制单元，动力控制单元包括控制中心5、动力电池51，控制中心5上设有控制开关52，外防护6上设有图像采集装置54，图像采集装置54的工作原理基于kinect v2相机的3d体感前瞻识别，控制中心5与推杆电机21、动力电池51、驱动电机集成53、图像采集装置54均电性相连，采用卷积神经网络算法对玉米等作物根茎进行精确识
别与定位，通过控制中心5运用人工势场法对田间进行实时路况分析，并对路线进行提前规划，就可以控制两个驱动电机集成53配合协作以实现除草机在田间除草过程中的自动导航功能。
26.外防护6包覆在机身骨架43的外侧，外防护6为方形外壳，外防护6包括一块l顶板61、两块侧板62、一块l门板63，l顶板61和l门板63均为l形板体，l门板63与l顶板61铰接，l顶板61与l门板63构成一个“π”字形，两块侧板62分别设置在l顶板61和l门板63的两侧，两块侧板62中的一块与l顶板61铰接，两块侧板62中的另一块与l顶板61焊接，这样l门板63和其中一块侧板62就能自由打开，以充分利用外防护6内的空间，同时便于除草机的安装调试检修等工作流程，外防护6内设有储物区7，可用来存放机油筒、电源适配器等其他杂物，外防护6上均布有透气孔，不会阻碍内部的动力电池51、控制中心5及其他部件的散热流程，也有利于实现除草机的轻量化，节约资源使用。
27.本实用新型一种自走式玉米行间除草机，在实际工作过程前，需要先建立玉米等作物的生长关键期图像样本数据库，之后将数据库导入控制中心5内，此时控制中心5就可通过图像采集装置54运用基于kinect v2相机的3d体感前瞻识别，采用卷积神经网络算法对玉米等作物根茎进行精确识别并与数据库进行比对从而实现行间的自行走导航功能，在工作过程中，调深机构2将松土除草机构1向地面下压，除草刀片11会锄入土壤中进行旋转剖切，来实现除草和松土的目的，如果需要调整松土除草机构1的入土深度，只需要调整推杆211的伸出长度即可，当设置在推杆电机21上的推杆211做直线往复运动时能通过摆杆22带动除草轮固定架14以横销15所在点为圆心与固定板16同步发生相互转动，从而间接改变松土除草机构1的入土深度，由两个驱动电机集成53分别控制的履带驱动机构3，可以在控制中心5的控制下实现除草机的前进和转弯动作。
28.本实用新型一种自走式玉米行间除草机，能够在复杂的玉米作物行间平稳行驶，并进行行间导航线的提取以及行间除草作业，提高了玉米作物行间的除草效率，选用履带式底盘，使其不但具有了较强的越障性能，为在作物行间的除草工作提供了保障，而且在工作过程中还不易发生倾斜、侧翻、爆胎等问题，极大地增强了行走稳定性和性能可靠度，使用电控推杆控制松土除草机构的入土深度，配合控制中心内的自动控制识别单元，可实现除草深度的自适应调节，拓宽了除草机的适用范围，同时使用双电机去控制转向，能保证极高的转向精确度，整体上具有结构紧凑、性能可靠、自动化程度高等特点，极大地提高了除草效率，有着极高的实用性和推广意义。
29.上述结合附图对实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本实用新型的保护范围之内。