[实用新型]一种智能除草机

说明书

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种智能除草机。

背景技术

农田杂草影响着农作物的生长，若不加以有效控制，将严重影响农作物的产量和品质。杂草与农作物争夺水分、养分、光照和空间，不仅降低了农作物的产量和质量，而且还间接助长了病虫害的滋生和蔓延。

目前，除草方法有人工除草、机械除草、生物防除和化学除草等。人工除草劳动强度大，耗时耗力，而且除草效率低下，己经不适应现代农业的发展。化学除草相对省时省力，除草效率比较高，对于突发性的草害效果明显，在国内外被广泛应用。但是化学除草如果除草剂使用不当，不仅会带来药害，而且会造成农产品农药残留量超标、环境污染甚至人员中毒。我国通常采用手动喷雾器或者机动喷雾机施药，而在美国施药设备有喷杆喷雾机、粒状农药施药器具等。这些方法的缺点是对地面杂草目标没有识别能力，即不论杂草多少甚至有无杂草，都向地面均匀地喷洒除草剂，从而导致农药污染。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种智能除草机,本实用新型解决的技术问题是如何精确去除杂草并减少农药的使用。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种智能除草机，包括移动小车、设置在移动小车前端的机械除草装置和设置在移动小车后端的施药装置，所述移动小车包括固定台，固定台的上台面上固定有杂草识别摄像机、自动导航摄像机和控制器，所述杂草识别摄像机能识别移动小车前进方向上的杂草，所述自动导航摄像机与GPS接收器连接，自动导航摄像机能根据GPS接收器的信号确定移动小车的位置，杂草识别摄像机和自动导航摄像机分别与控制器连接，杂草识别摄像机和自动导航摄像机分将信号传输至控制器，控制器根据接受的信号可计算出杂草的位置及与移动小车的距离，控制器分别与机械除草装置和施药装置连接，在移动小车上的机械除草装置移动至杂草位置后控制器发出信号使机械除草装置将杂草切除，再由施药装置在杂草位置施药。

杂草识别摄像机包括左相机和右相机，是基于双目视觉获取作物植株和行内杂草的高度信息，借助颜色特征识别地面绿色目标（作物与杂草）以减少图像立体匹配运算量，再根据作物植株空间分布特征从横向像素直方图拟合曲线中识别出作物植株，进而识别出行内杂草。对于行内杂草由识别杂草改为识别作物，在杂草和作物同时存在的作物行内，作物之外的绿色目标就是杂草，从而使智能除草机的应用成为可能，有利于提高人力资源的利用率，减少农药用量，保护生态环境；精确识别杂草后根据自动导航摄像机和GPS接收器能精确定位杂草的位置，并通过机械除草装置定点清除杂草，再在杂草处精确施药，大大减少了农药的使用。

所述自动导航摄像机与GPS接收器连接沿固定台前后方向直线排列。

所述移动小车还包括四个转轮，所述四个转轮均通过双横臂独立悬架连接在固定台的下台面上，双横臂独立悬架包括上横臂和下横臂，上横臂铰接在固定台的下台面上，转轮转动连接在下横臂上，上横臂和下横臂之间相互铰接，上横臂和下横臂之间装有减震器。该结构能保持移动小车的平稳，使得杂草识别摄像机、自动导航摄像机在移动小车行进时保持图像稳定清晰，保证杂草识别率。

所述固定台的截面呈正方形，所述四个转轮分别设置在固定台的四个边角处。

所述机械除草装置包括滑轨、两块滑动板、两块固定板和两片切草刀片，所述滑轨固定在固定台前端的下台面，所述滑轨横向设置，两块所述滑动板滑动连接在滑轨上，两块滑动板沿滑轨的长度方向并列设置，滑动板竖直设置，滑动板上设有能固定切草刀片的切刀座，两块所述固定板固定在固定台的下台面上且分别位于滑轨的两端，两块所述固定板上均固定有横移气缸，两块所述固定板上的横移气缸的活塞杆端部分别与靠近的滑动板固定。通过横移气缸推动滑动板，使得两块滑动板相互靠近，两片切草刀片剪切位于之间的杂草将杂草剪断。

所述切刀座包括升降气缸、升降杆和固定套，所述升降气缸固定在滑动板的上端，所述固定套固定在滑动板的下端，所述升降杆穿过固定套并能沿固定套上下滑动，升降气缸的活塞杆与升降杆的上端固定，升降杆的下端能与切草刀片固定。该结构能升降切草刀片，使得切草刀片能剪切杂草下端，减少农药的使用。

所述施药装置包括药桶和喷头，所述药桶和喷头之间通过管路连接，所述管路与药桶之间还设有电磁阀，所述电磁阀与控制器连接。药桶内装有农药，通过电磁阀能精确控制喷头的打开或者关闭，喷头直接将农药喷在剪切后的杂草根部，彻底杀死杂草。

控制器是市场上可以买到的现有PLC可编程控制器，其程序不需要重新设计。