[发明专利]一种可根据水下地形自适应调节割刀深度的全自动无人割草系统

说明书

本发明公开了一种可根据水下地形自适应调节割刀深度的全自动无人割草系统，包括割草船、卫星定位导航系统和云端地图，割草船的船身上设有割刀、输送带、自适应调节机构、通信模块、传感器以及船载控制系统；船载控制系统根据船身尺寸数据，水深信息，船只姿态高程以及船艏船艉距离水面高度计算割刀的当前坐标，根据割刀的当前坐标确定实际割刀深度，将实际割刀深度和期望割刀深度进行对比；通过自适应调节机构调节割刀至期望深度。本发明基于卫星定位导航及水下地形数据、季节、水深、船的空满载的姿态、用户的其他需求等参数，自适应调节割刀深度，完成水草定长收割，实现了针对不同水草、不同季节、不同区域的定制化收割。

技术领域

本发明涉及水域治理设备，尤其涉及一种可根据水下地形自适应调节割刀深度的全自动无人割草系统。

背景技术

割草是将生长到水面的水草切断的过程。割草船是一种集割草、聚拢、打捞、滤水、输送、卸载等一项或几项功能于一体的现代化水草、水葫芦收割设备。

首先介绍种植水草的优势。水草在养殖、生态和景观三方面有重要的价值体现：

1、养殖价值。某些水草可以给一些草食性鱼类提供饲料，同时水草可作为鱼类产卵的附着物；

2、生态价值。水草可以净化水质，供应氧气；

3、景观价值。合理的种植养护水草，可以供人观叶赏花。

可见，水草有如此多的作用吸引人们种植。但一旦种植量大、缺乏相应的管理措施，则会导致水草疯长，水草腐烂，反而恶化了水质。为了恢复水体的良性循环，维护人类健康，必须采取一定的措施来治理水草。通常情况下有三种治理方式：

1、生态治理。该方法效果好，但难度高、周期长、见效慢；

2、化学治理。该方法见效快，但会影响其他生物，反而恶化水质；

3、物理治理。该方法包括人手工割草和机械割草，对环境的影响最小。

目前的割草设备及割草方法，主要有如下几种形式：

1、人工打捞，手动收割。通常是2～3人进行合作，一个人划船靠近水草，其他人用镰刀进行收割。此方法较为落后，效率低，而且人身安全难以保障。

2、机械收割，人工堆草卸草。该种割草设备一般由割刀输送带部分、平板浮体、螺旋桨推进器组成，割刀割草后，输送带将水草捞上来，人站在输送带后方用耙子将草分开、堆叠。卸草时靠人工用耙子卸草。由于结构简单成本低，是使用最多的割草方式。

3、机械收割和卸草，人进行操作和辅助作业。该种割草设备除了上述的组成部分，还包括驾驶室、料仓输送带、卸草输送带等部分，推进方式采用螺旋桨或者明轮推进，人坐在驾驶室内通过液压杆或按钮操作。该方式较为先进。

4、远程无人自动作业。该种割草设备实现了无人控制及远程控制，能够自主规划航线进行作业，人只需在办公室内进行监控即可。是最为先进的方式，但还未普及。

内蒙古工业大学的尚士友等人在《沉水植物收获机械设计学的研究》中指出，为了解决水草的污染问题，同时兼顾景观、环保以及工作效率等方面的实际情况，水草治理必须依赖于机械割草。

在割草船水草机械收割领域，有一个关键技术环节——割刀深度的调节。

传统的，割刀深度调节方法一般分为两种：人力调节和机械辅助调节。

其中，人力调节其一般步骤是：

1、割刀安装在一个倾斜的输送带底部，输送带一侧与船身铰接，另一侧通过机械连杆装置固定。固定方式包括卡槽固定、销轴固定。如图1所示。

2、人通过取下卡槽板或销轴。如图2所示。

3、对输送带角度进行调节。