一种自动仿形的水稻行间推压式除草装置、除草装置组和除草方法与流程

[0001]
本发明涉及智能农业机械领域，特别涉及一种自动仿形的水稻行间推压式除草装置，涉及一种自动仿形的水稻行间推压式除草装置组，涉及一种自动仿形的水稻行间推压式除草方法。


背景技术：

[0002]
水稻是我国的主要粮食作物之一，种植面积约占全世界的1/5。水田杂草与水稻竞争生长空间、空气、阳光及养分等，是影响水稻产量的主要因素之一。每年我国因杂草而引起的水稻产量损失率在15％以上。因此，杂草控制对提高水稻产量有重要意义。目前，我国普遍使用的除草方法是化学除草，化学除草省时，成本低，劳动强度小，实施性强，但其农药利用率低，对环境污染严重，对人身体有害，同时会使杂草抗药性增强。随着人们生活水平的提高，有机稻米受到了越来越多的关注，我国有机水稻种植面积逐年增加。有机水稻田除草时需采用非化学除草，以保证其品质和食用安全。机械除草将成为非化学除草中一种主要的除草方式。
[0003]
水稻田行间机械除草多采用将杂草埋压入泥水中，使其与阳光、空气隔绝的除草方式，另外还有旋转、抛切和拉拔等除草方式。国内外均已开发了一些水稻行间机械除草装置。其中日本水稻机械化除草水平最高，日本生产企业研制的msj-4型、smw型步进式水田除草机和三菱乘坐式水田除草机均采用了被动式的除草辊来去除行间杂草；井关sj-6(8)ivz系列、洋马sjvp系列和久保田sj-6(8)n系列的乘坐式水田除草机行间除草均采用了主动式的旋转耙齿。以上水田除草机均已应用在水稻生产中，但除草率仍需进一步提高。对于国内除草机械，王金武等开发的有机水稻中耕除草机采用了除草笼进行行间除草；刘永军等设计了一种栅条式水田行间除草装置，可一次性完成埋、压、翻等作业；齐龙等研制的3gy-1920型宽幅水田中耕除草机采用螺旋刀齿式除草辊进行行间除草，可对杂草和土壤进行剪切和翻耕。另外，齐龙等设计了手扶步进式耙压除草机，其行间除草装置为主动旋转式耙齿。以上水田除草机行间除草均有一定的效果，但仍存在出苗率低、伤苗等问题。而且至今国内尚没有成熟的水田除草机械。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种能有更高除草效率的自动仿形的水稻行间推压式除草装置、除草装置组和除草方法。
[0005]
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
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一种自动仿形的水稻行间推压式除草装置，包括仿形压草浮板、除草辊、中心轴、支架、连接架、机架、张紧弹簧、自动仿形系统；除草辊通过中心轴安装在仿形压草浮板的后端；支架的后下端与仿形压草浮板转动式连接，连接位置与中心轴同轴，支架的中段与连接架的下端转动式连接，连接架的上端与机架固定连接；支架的下段与仿形压草浮板的后端
之间设有张紧弹簧，支架的前端与连接架的上端之间设有张紧弹簧；自动仿形系统调节支架的转动从而调节除草辊和仿形压草浮板的升降；机架与行走平台连接。
[0007]
作为一种优选，自动仿形系统包括位移传感器、控制器、仿形调节机构；仿形调节机构为油缸或电动推杆，支架的前上端与仿形调节机构的前下端连接，仿形调节机构的后上端与连接架的中段转动式连接；位移传感器安装在支架的下段和仿形压草浮板的后端之间，用于反馈除草辊的除草深度和仿形压草浮板的俯仰状态；控制器接收位移传感器反馈的信息并控制仿形调节机构伸缩，调整除草辊和仿形压草浮板的状态。
[0008]
作为一种优选，位移传感器反馈的信息为感知的除草装置在稻田泥面作业深度信息，当除草装置在软泥面上进行除草工作时，除草辊的除草深度变深，仿形压草浮板在泥水浮力的作用下上扬，位移传感器感知仿形压草浮板相对除草辊转动量。
[0009]
作为一种优选，仿形调节机构接收控制器发来的信号并推动支架前端，向上提升除草辊和仿形压草浮板，调节除草深度，从而保证仿形压草浮板下面不雍泥，防止除草装置在软泥面上进行除草工作时出现下陷过深现象。
[0010]
作为一种优选，仿形压草浮板包括上板、下板、前斜板、前板、后板、两块侧板；上板、前板、前斜板、下板、后板依次相接，后板再与上板相接，侧板位于左右两侧，从而两块侧板的前段、上板、下板、前斜板、前板和后板之间围成箱体结构；下板为平板，形成用于仿形和压草的平面；前斜板从前上方往后下方倾斜，形成推草结构；除草辊安装在侧板的后段；侧板的前端从外后方向内前方倾斜，形成拨禾结构。
[0011]
作为一种优选，除草辊包括除草圆盘和除草刀齿，两个除草圆盘在左右方向上间隔设置，除草刀齿装在两个除草圆盘之间，多个除草刀齿沿着圆周均匀布置，多个除草刀齿围成空心框架结构。
[0012]
作为一种优选，除草刀齿为扭转成螺旋形的条形刀片；除草刀齿包括螺旋段、倾斜段、径向段，螺旋段沿着左右方向延伸，径向段与除草圆盘相接且沿着除草圆盘的径向设置，倾斜段连接螺旋段和径向段从而在除草刀齿的端部形成收窄结构，倾斜段可避免除草刀齿在除草过程中对水稻根部的损伤。
[0013]
作为一种优选，连接架的上端设有一平板，u型螺栓与平板连接，从而u型螺栓将机架与连接架连接；支架上设有限制仿形压草浮板转动位置的限位块；连接架上设有限制支架转动位置限位销轴。
[0014]
一种自动仿形的水稻行间推压式除草装置组，包括多组自动仿形的水稻行间推压式除草装置，多组除草装置沿着左右方向依次排列；各组除草装置的机架连成一整体结构，各组除草装置共用一个控制器。
[0015]
一种自动仿形的水稻行间推压式除草方法，采用一种自动仿形的水稻行间推压式除草装置组，调节除草装置组中各除草装置在左右方向上的间距，以适应不同的水稻行距；除草时，除草装置行进，仿形压草浮板压草，除草辊将杂草压入泥中，仿形调节机构调节除草辊和仿形压草浮板的位姿，防止下陷。
[0016]
本发明具有如下优点：
[0017]
1.仿形压草浮板与支架之间、支架与连接架之间的连接结构形成仿形柔性连接，仿形压草浮板会浮在泥水面上，可实现除草装置的自动仿形功能，同时，仿形压草浮板和除草辊连用，提升除草效果。
[0018]
2.控制器通过位移传感器反馈的信息来控制仿形调节机构，调整除草辊和仿形压草浮板的状态，调整仿形压草浮板和除草辊的作业深度，从而保证仿形压草浮板下面不雍泥，防止除草装置在软泥面上进行除草工作时出现下陷过深现象，保证自动仿形。
[0019]
3.除草装置随行走平台沿水平方向前进，使除草装置进入水稻行进行除草，仿形压草浮板先将行间杂草压倒，可提高仿形压草浮板后端除草辊压到杂草的机率，从而提高除草效果。除草辊将压倒的杂草压入泥土中。
[0020]
4.仿形压草浮板具有仿形、压草和拨禾三个功能。仿形压草浮板的前段为密封箱体结构，在水田泥水中起到仿形的作用；箱体下端前方的前斜板，形成一定角度向上翘，该部位逐渐推倒杂草，下板为平板，压倒杂草；侧板的前端向内倾斜一定角度，除草机具进行除草工作时，可拨开水稻，防止后端的除草辊损伤稻苗茎叶。
[0021]
5.除草辊具有除草和避免伤根两个功能。除草刀齿均匀焊接在除草圆盘上，将压倒的杂草碾压进泥土里。除草刀齿两端较小，具有一定角度的倾斜，在扩大除草区域(扩大行间除草面积)的同时，可保证除草刀齿在除草过程中避免对水稻根部的损伤。
[0022]
6.设置限位块和限位销轴，保证除草装置的顺畅运行。
[0023]
7.采用u型螺栓连接，调节除草装置之间的距离，适应不同的行距，提高除草装置的适应性。
[0024]
8.结构简单，使用方便。
附图说明
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图1是一种自动仿形的水稻行间推压式除草装置的侧视图。
[0026]
图2是一种自动仿形的水稻行间推压式除草装置组的立体图。
[0027]
图3是一种自动仿形的水稻行间推压式除草装置组的俯视图。
[0028]
图4是除草辊的立体图。
[0029]
图5是仿形压草浮板的立体图。
[0030]
图6是除草装置组的工作状态图。
[0031]
图7是除草辊的工作状态图。
[0032]
图8是除草装置组在软泥面可能出现的陷深现象图。
[0033]
其中，1为中心轴，2为张紧弹簧，3为位移传感器，4为除草辊，5为仿形压草浮板，6为限位销轴，7为支架，8为仿形调节机构，9为张紧弹簧，10为机架，11为连接架，12为u型螺栓，13为控制器，14为杂草，15为除草层土壤，16为水稻，17为软泥地土壤，18为线缆。
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4-1为除草圆盘，4-2为螺旋段，4-3为倾斜段，4-4为径向段。
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5-1为侧板，5-2为上板，5-3为下板，5-4为前斜板，5-5为后板。
具体实施方式
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下面将结合具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
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一种自动仿形的水稻行间推压式除草装置，包括仿形压草浮板、除草辊、中心轴、支架、连接架、机架、张紧弹簧、自动仿形系统；除草辊通过中心轴安装在仿形压草浮板的后端；支架的后下端与仿形压草浮板转动式连接，连接位置与中心轴同轴，支架的中段与连接架的下端转动式连接，连接架的上端与机架固定连接；支架的下段与仿形压草浮板的后端
之间设有张紧弹簧，支架的前端与连接架的上端之间设有张紧弹簧；自动仿形系统调节支架的转动从而调节除草辊和仿形压草浮板的升降；机架与行走平台连接。
[0038]
自动仿形系统包括位移传感器、控制器、仿形调节机构；仿形调节机构为油缸或电动推杆，支架的前上端与仿形调节机构的前下端连接，仿形调节机构的后上端与连接架的中段转动式连接；位移传感器安装在支架的下段和仿形压草浮板的后端之间，用于反馈除草辊的除草深度和仿形压草浮板的俯仰状态；控制器接收位移传感器反馈的信息并控制仿形调节机构伸缩，调整除草辊和仿形压草浮板的状态。位移传感器反馈的信息为感知的除草装置在稻田泥面作业深度信息，当除草装置在软泥面上进行除草工作时，除草辊的除草深度变深，仿形压草浮板在泥水浮力的作用下上扬，位移传感器感知仿形压草浮板相对除草辊转动量。仿形调节机构接收控制器发来的信号并推动支架前端，向上提升除草辊和仿形压草浮板，调节除草深度，从而保证仿形压草浮板下面不雍泥，防止除草装置在软泥面上进行除草工作时出现下陷过深现象。
[0039]
仿形压草浮板包括上板、下板、前斜板、前板、后板、两块侧板；上板、前板、前斜板、下板、后板依次相接，后板再与上板相接，侧板位于左右两侧，从而两块侧板的前段、上板、下板、前斜板、前板和后板之间围成箱体结构；下板为平板，形成用于仿形和压草的平面；前斜板从前上方往后下方倾斜，形成推草结构；除草辊安装在侧板的后段；侧板的前端从外后方向内前方倾斜，形成拨禾结构。
[0040]
除草辊包括除草圆盘和除草刀齿，两个除草圆盘在左右方向上间隔设置，除草刀齿装在两个除草圆盘之间，多个除草刀齿沿着圆周均匀布置，多个除草刀齿围成空心框架结构。除草刀齿为扭转成螺旋形的条形刀片；除草刀齿包括螺旋段、倾斜段、径向段，螺旋段沿着左右方向延伸，径向段与除草圆盘相接且沿着除草圆盘的径向设置，倾斜段连接螺旋段和径向段从而在除草刀齿的端部形成收窄结构。
[0041]
连接架的上端设有一平板，u型螺栓与平板连接，从而u型螺栓将机架与连接架连接；支架上设有限制仿形压草浮板转动位置的限位块；连接架上设有限制支架转动位置限位销轴。
[0042]
一种自动仿形的水稻行间推压式除草装置组，包括多组自动仿形的水稻行间推压式除草装置，多组除草装置沿着左右方向依次排列；各组除草装置的机架连成一整体结构，各组除草装置共用一个控制器。
[0043]
一种自动仿形的水稻行间推压式除草方法，采用一种自动仿形的水稻行间推压式除草装置组，调节除草装置组中各除草装置在左右方向上的间距，以适应不同的水稻行距；除草时，除草装置行进，仿形压草浮板压草，除草辊将杂草压入泥中，仿形调节机构调节除草辊和仿形压草浮板的位姿，防止下陷。
[0044]
如图6所示，除草装置组随行走平台沿水平方向前进，使除草装置进入水稻行进行除草。仿形压草浮板将行间杂草压倒，紧接着装在仿形压草浮板后端的除草辊将杂草压入泥中。仿形压草浮板末端与支架连接的张紧弹簧可使仿形压草浮板具有仿形功能，同时增加压倒杂草的力度。支架前端与连接架之间连接的张紧弹簧可使除草辊轮具有仿形功能，适应高低不平的地面。
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如图7所示，除草辊的除草刀齿两端倾斜一定角度，可避免除草辊对水稻根部的损伤。
[0046]
如图8所示，当除草装置组在软泥面上进行除草工作时，除草辊的除草深度较深，仿形压草浮板在泥水浮力的作用下上扬，仿形压草浮板下面会出现雍泥现象，增大除草装置前进阻力，并影响除草效果。与此同时位移传感器拉线变长，位移传感器将信息输入控制器，控制器控制仿形调节机构伸长，向上提升除草辊，减小除草深度，从而保证仿形压草浮板下面不雍泥，防止除草机具在软泥面上进行除草工作时出现下陷过深现象。
[0047]
除了上述实施例提及的方式外，一种自动仿形的水稻行间推压式除草装置组可根据需要设置其他数量的除草装置。这些变换方式均在本发明的保护范围内。
[0048]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。