一种仿人水稻行间除草机及工作方法技术

本发明专利技术公开了一种仿人水稻行间除草机及工作方法，涉及农业工程研究领域，包括行走机构和曲轴；行走机构，所述行走机构用来行走，行走机构的一端设置在曲轴上，另一端通过地面支撑；曲轴，所述曲轴为刚性件，曲轴上设置有数个凸轮或者/和铲草支撑结构，且铲草支撑结构120

【技术实现步骤摘要】
一种仿人水稻行间除草机及工作方法


[0001]本专利技术涉及农业工程研究领域，具体涉及到一种仿人水稻行间除草机及工作方法。

技术介绍

[0002]近年来国家对农业机械的大力支持，保护性耕作也被进一步推广，各种农用机械不断创新。在农业现代化进程中，虽然除草装置种类层出不穷，但是在作业时常常会出现刀面过度缠草及大量黏土的现象，这对机具的功耗、寿命及作业效果造成极大的影响。尤其在田间水稻作物之间的除草技术研究甚少，多是利用人工除草为主，若是大面积作业，无疑需要耗费大量的人力物力，极大增加了劳动成本。现有的轮式行走机构在泥泞及凹凸不平的地形里作业容易导致打滑及陷入洼中，从而导致机器行走阻力增大甚至无法正常作业。同时，现有的船式行走机构驱动轮滑转严重，船体滑行阻力大，造成机组牵引效率低，容易引发较多故障。

技术实现思路

[0003]为解决水稻作物之间除草难、成本高的问题，本专利技术提供一种仿人水稻行间除草机，其结构紧凑，在工作过程中通过仿生行走仿人铲草及仿人压草，在不损伤作物的前提下，有效提高工作效率及降低劳动成本，实现作业一体化。
[0004]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0005]一种仿人水稻行间除草机，包括行走机构和曲轴；行走机构，所述行走机构用来行走，行走机构的一端设置在曲轴上，另一端通过地面支撑；
[0006]曲轴，所述曲轴为刚性件，曲轴上设置有数个凸轮或者/和铲草支撑结构，且铲草支撑结构120
°
等间距分布；所述曲轴通过动力源驱动旋转，通过凸轮与滚轮形成的凸轮机构的运动实现压草板的压草或者/和通过铲草支撑结构带动铲刀铲草。
[0007]进一步的，凸轮与滚轮配合，滚轮通过销轴与升降杆的一端连接，所述升降杆的另一端设置有压草板；杆套和压缩弹簧套装在升降杆上，且所述杆套与压缩弹簧的一端连接，所述压缩弹簧的另一端安装在升降杆上且靠近滚轮；所述杆套安装在限位板上。
[0008]进一步的，所述铲草支撑结构上设置有铲草杆，铲草杆的末端设置有铲刀；所述铲草杆中间段位置处设置有支撑轴，支撑轴上对称安装有摆杆的一端，摆杆的另一端安装在底架上，底架安装在限位板上。
[0009]进一步的，所述行走机构有四组，其中，两组所述行走机构前后对称安装在短轴上，另外两组所述行走机构前后对称安装在两短曲柄所连接的短轴上；所述短曲柄靠近动力源输入端，所述短轴与短曲柄上均铰接有动臂八和动臂九的一端，动臂八的另一端与动臂九、动臂十和动臂二的一端铰接；动臂九的另一端与动臂五和动臂六的一端铰接；所述动臂二、动臂三、动臂四和动臂九组成一个平行四边形；所述动臂一、动臂二和动臂十组成直角三角形；所述动臂四与动臂六等长，且所述动臂四、动臂六和动臂五组成等腰直角三角形
结构；所述动臂七和动臂八垂直；所述动臂一和动臂十共同铰接在足垫上。
[0010]进一步的，所述动臂九、动臂四和动臂六铰接在一起，且铰接位置处设置有圆杆；所述曲轴通过轴承座支撑，所述轴承座设置在机架上，所述机架安装在圆杆上。
[0011]进一步的，还包括电机调控装置，所述电机调控装置包括蓄电池、逆变器、电机和MCU控制单元，所述逆变器分别与蓄电池与电机相连，并固定在机架上，所述MCU控制单元作用于电机，所述电机的输出端与曲轴输入端相连接；所述MCU控制单元与电机连接用于控制电机的启停及转速。
[0012]进一步的，所述动臂一的长度为350～450mm，所述动臂十长度为280～360mm，所述动臂二、动臂三、动臂四、动臂六和动臂九长度均相等，长度为210～270mm。
[0013]进一步的，所述足垫为内弧状，且由双层弧形金属板组成，在金属板之间固定安装有数根弹簧。
[0014]进一步的，所述凸轮与铲草支撑机构交错设置；所述铲草支撑机构包括长曲柄和中间光轴；长曲柄对称设置在中间光轴两端组成铲草支撑机构。
[0015]仿人水稻行间除草机的工作方法，所述蓄电池与逆变器相连将直流电转变成交流电220V输出，使电机正常运转，电机为中空轴式带动与之配合的曲轴同步转动，曲轴通过轴承座与机架固定，曲轴的两端各设有两组行走机构，通过动臂七与动臂八的往复摆动使前后肢相续行走，从而带动整个除草机运动，三个铲刀的初始位置分别代表与土壤接触、铲土/草、抛土/草三个过程，因此，曲柄机构的转动带动铲草杆及铲刀按照周期性入土
‑
铲土/草
‑
抛土/草作业，旨在实现铲除纵向株间的杂草，在每个铲草杆的两侧均匀设有压草杆，凸轮为盘行凸轮，当凸轮最大径向廓线端与滚轮接触时，升降杆连同压草板向下运动将横向株间杂草压烂至土中致失活，当凸轮最小径向廓线与滚轮接触时，升降杆连同压草板向上运动，在回复行程中，采用压缩弹簧作为回复之力，随着凸轮的连续转动，升降杆可获得间歇的、按预期规律的运动；同时，根据实际作业需求，通过无线调控MCU控制单元控制电机的启停及其转速，从而有效调节整机的运作。
[0016]本专利技术的有益效果在于：
[0017]1.本专利技术采用多段不同曲柄长度构成的曲轴，且依次按照120
°
间隔设置相邻曲柄的夹角，将行走机构、铲草支撑机构及凸轮紧凑搭载在同一曲轴上，实现一体化作业。
[0018]2.本专利技术行走机构通过采用四足仿生机构，能有效适应各种环境条件的作业，同时通过无线控制电机的工作状态实现无人自动行走的功能。
[0019]3.本专利技术在足垫结构上充分优化设计，采用双层弧形金属板组成，在两个金属板之间固定安装有数个小弹簧以免减轻对整机的冲击，有效提高机器的柔性。
[0020]4.本专利技术通过提出一种仿人铲草技术，实现铲刀入土
‑
铲刀铲土/草
‑
铲刀抛土/草周期性作业，高效将纵向株间杂草均匀连续铲除，且有效避免铲刀缠草黏土情况。
[0021]5.本专利技术提出一种仿人踩压草机构技术，实现间歇性、规律性作业，在除草机前行的过程中，通过设有尖端四棱锥的压草板将横向株间杂草压烂至土中，达到横向株间除草的目的。
[0022]6.本专利技术提出一种仿人水稻行间除草技术，相对于其它作业机械而言，有效解决机具在工作时缠草及黏土问题，并提高作业效率及使用寿命；同时相对人工作业而言，大大降低了劳动力、除草均匀度和作业风险。
附图说明
[0023]图1为本专利技术涉及到的仿人水稻行间除草机的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术所述曲轴二维正视图；
[0025]图3为本专利技术所述曲轴二维侧视图；
[0026]图4为本专利技术所述曲轴三维轴测示意图；
[0027]图5为本专利技术所述四足仿生行走机构三维轴测示意图；
[0028]图6为本专利技术所述行走机构中的单足二维正视图；
[0029]图7为本专利技术所述行走机构中的单足三维轴测示意图；
[0030]图8为本专利技术所述行走机构中的足垫示意图；
[0031]图9为本专利技术所述铲草机构三维轴测示意图；
[0032]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿人水稻行间除草机，其特征在于，包括行走机构和曲轴；行走机构，所述行走机构用来行走，行走机构的一端设置在曲轴上，另一端通过地面支撑；曲轴，所述曲轴为刚性件，曲轴上设置有数个凸轮(2)或者/和铲草支撑结构，且铲草支撑结构120
°
等间距分布；所述曲轴通过动力源驱动旋转，通过凸轮(2)与滚轮(11)形成的凸轮机构的运动实现压草板(15)的压草或者/和通过铲草支撑结构带动铲刀(9)铲草。2.根据权利要求1所述的仿人水稻行间除草机，其特征在于，凸轮(2)与滚轮(11)配合，滚轮(11)通过销轴与升降杆(14)的一端连接，所述升降杆(14)的另一端设置有压草板(15)；杆套(13)和压缩弹簧(12)套装在升降杆(14)上，且所述杆套(13)与压缩弹簧(12)的一端连接，所述压缩弹簧(12)的另一端安装在升降杆(14)上且靠近滚轮(11)；所述杆套(13)安装在限位板(10)上。3.根据权利要求1所述的仿人水稻行间除草机，其特征在于，所述铲草支撑结构上设置有铲草杆(6)，铲草杆(6)的末端设置有铲刀(9)；所述铲草杆(6)中间段位置处设置有支撑轴，支撑轴上对称安装有摆杆(7)的一端，摆杆(7)的另一端安装在底架(8)上，底架(8)安装在限位板(10)上。4.根据权利要求1所述的仿人水稻行间除草机，其特征在于，所述行走机构有四组，其中，两组所述行走机构前后对称安装在短轴(101)上，另外两组所述行走机构前后对称安装在两短曲柄(103)所连接的短轴上；所述短曲柄(103)靠近动力源输入端，所述短轴(101)与短曲柄(103)上均铰接有动臂八(308)和动臂九(309)的一端，动臂八(308)的另一端与动臂九(309)、动臂十(310)和动臂二(302)的一端铰接；动臂九(309)的另一端与动臂五(305)和动臂六(306)的一端铰接；所述动臂二(302)、动臂三(303)、动臂四(304)和动臂九(309)组成一个平行四边形；所述动臂一(301)、动臂二(302)和动臂十(310)组成直角三角形；所述动臂四(304)与动臂六(306)等长，且所述动臂四(304)、动臂六(306)和动臂五(305)组成等腰直角三角形结构；所述动臂七(307)和动臂八(308)垂直；所述动臂一(301)和动臂十(310)共同铰接在足垫(4)上。5.根据权利要求4所述的仿人水稻行间除草机，其特征在于，所述动臂九(309)、动臂四(304)和动臂六(306)铰接在一起，且铰接位置处设置有圆杆(5)；所述曲轴通过轴承座(16)支撑，所述轴承座(16)设置在机架(17)上，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建民，艾安君，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：