一种自适应式的多功能智能玉米除草机

1.本实用新型实施例涉及除草机领域，具体是一种自适应式的多功能智能玉米除草机。


背景技术：

2.玉米作为我国最重要的粮食作物之一，其种植面积和产量位居我国第三位。然而，玉米地中的杂草极大地危害了其产量与品质。
3.据报道，全国有将近一半的玉米地受到了不同程度的草害，严重的草害甚至使玉米减产近50%，极大地危害了国家的农产品经济。
4.目前，国内外的主要除草方法有人工除草、机械除草和化学药剂除草等。其中，人工除草不仅耗费大量人力而且工作效率低下，只有极少部分地区采用人工除草方法；化学除草效率高、节省人力，是目前主流的除草方法，但化学除草方法有效控制杂草的同时也产生诸多不良影响，如大量反复使用除草剂使田间杂草产生抗药性、严重污染农田环境、农药残留威胁人们饮食健康等。
5.近年来随着人们环保意识的不断增强，各种除草机械应运而生。
6.机械玉米除草机虽然既能消灭株间杂草和行间杂草，但其装置的轮距和地隙的大小不可调，不能够针对玉米田地行间距不同和玉米苗的高度不同进行杂草处理，使用场合具有局限性，且仅通过机械割草处理，导致除草率较低和除草效果较差。


技术实现要素：

7.本实用新型实施例的目的在于提供一种自适应式的多功能智能玉米除草机，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：
8.一种自适应式的多功能智能玉米除草机，包括：
9.底盘，所述底盘的前后两个连接端处均安装有调节组件，通过调节组件驱动调节所述底盘的高度以及所述底盘下两个滚动轮的轮距；
10.喷药组件，所述喷药组件安装在底盘的后端面，通过喷药组件对玉米株间杂草进行对靶精准喷药；以及除草器，所述除草器安装在所述底盘的中部，通过除草器对玉米行间杂草进行剔除；
11.其中，所述调节组件包括安装架、滑动腔、提升件、间距件、支架和滚动轮，所述安装架固定焊接在底盘的连接端，且所述安装架上开设有水平设置的滑动腔；所述滑动腔内安装有两组对称分布的提升件，且所述提升件与滑动腔滑动连接，两个提升件之间安装有间距件，每一个提升件的底部均安装有支架，且支架上安装有转动连接的滚动轮以及用于驱动滚动轮旋转的步进电机。
12.作为本实用新型实施例技术方案的进一步限定，所述除草器包括转动电机、转轴、主动齿轮、链条和滚筒除草刀具，所述转动电机通过机架安装在底盘上，且所述转动电机的两个输出端均通过联轴器连接有转轴，转轴的两端均固定安装有主动齿轮，且所述主动齿
轮通过链条与滚筒除草刀具上的从动齿轮啮合连接，两组滚筒除草刀具通过机罩转动安装在底盘下。
13.作为本实用新型实施例技术方案的进一步限定，所述提升件包括电动推杆、安装板和防滑帽，所述电动推杆固定架设在安装板上，且所述安装板固定安装在支架的顶部，所述电动推杆的伸缩杆延伸出滑动腔并固定安装有防滑帽，且所述电动推杆的伸缩杆顶部与滑动腔卡合并与滑动腔水平滑动连接；
14.为适应不同玉米地的玉米苗高度时，开启四个提升件中的电动推杆，从而电动推杆推动安装架使得安装架支撑起底盘，因此，底盘与地面的高度得以调节。
15.作为本实用新型实施例技术方案的进一步限定，所述间距件包括丝杠和驱动电机，所述丝杠的中部转动安装在连接架上，且连接架固定安装在底盘的底部，所述丝杠上开设有两段螺纹方向相反的螺纹段，两段螺纹段分别穿过两侧电动推杆的伸缩杆并与伸缩杆开设的螺纹通孔螺纹连接，所述驱动电机固定安装在底盘的底部，且所述驱动电机的输出端通过连接轮与丝杠上的连接轮啮合连接；
16.为适应不同玉米地的玉米苗行间距时，通过开启驱动电机带动连接轮旋转，由于连接轮与丝杠上的连接轮啮合连接，丝杠进行旋转，而电动推杆的伸缩杆顶部与滑动腔卡合并与滑动腔水平滑动连接，丝杠旋转后两根电动推杆的伸缩杆随着螺纹通孔沿着丝杠做相向或相背运动，从而实时调节安装架上两个滚动轮的间距，因此除草机可以适应不同玉米地行间距，使得该除草机的轮距和地隙的大小可调，能够针对玉米田地行间距不同和玉米苗的高度不同进行杂草处理，使该除草机的使用场合更大。
17.作为本实用新型实施例技术方案的进一步限定，所述喷药组件包括安装组块、喷药管、连接管和喷头，所述安装组块固定安装在底盘的后端面，且所述安装组块上固定安装有多根等距分布的喷药管，每一根喷药管的底部均通过连接管安装有喷头；所述底盘上固定安装有药箱，且药箱中排液泵的输出端通过导管与喷药管连通。
18.作为本实用新型实施例技术方案的进一步限定，所述药箱底部有两处喷药管，通过透明细管延伸至机架前端处，药液在液泵的作用下通过滤清器到达分流阀，分流阀有两个独立的出口，开启排液泵使得药箱内的药液从喷头排出。
19.作为本实用新型实施例技术方案的进一步限定，所述滚筒除草刀具可拆卸安装在底盘下，其中，在滚筒除草刀具截面中心处设有套筒，套筒中间处设有贯穿的通孔，刀具轴与刀具中心处的套筒连接，刀具传动轴上设有与套筒中间处通孔相匹配的固定孔，固定孔与套筒中间处通孔通过销钉紧密连接。
20.作为本实用新型实施例技术方案的进一步限定，所述底盘的底部安装有摄像组件，且摄像组件包括摄像机以及与摄像头电性连接的图像处理器，摄像机通过机架安装在底盘的底部，图像处理器安装在摄像机内。
21.作为本实用新型实施例技术方案的进一步限定，所述底盘上还固定安装有汽油机、档位控制开关以及把手。
22.与现有技术相比，本实用新型实施例的有益效果是：
23.1、本实用新型通过喷药组件对玉米株间杂草进行对靶精准喷药；通过除草器对玉米行间杂草进行剔除，旋切式除草器在旋切除草的同时，还可以对玉米行间进行中耕松土；
24.2、本实用新型开启四个提升件中的电动推杆，从而电动推杆推动安装架使得安装
架支撑起底盘，因此底盘与地面的高度得以调节，通过开启驱动电机带动连接轮旋转，因此丝杠旋转后两根电动推杆的伸缩杆随着螺纹通孔沿着丝杠做相向或相背运动，从而实时调节安装架上两个滚动轮的间距，因此除草机可以适应不同玉米地行间距，使得该除草机的轮距和地隙的大小可调，能够针对玉米田地行间距不同和玉米苗的高度不同进行杂草处理，使该除草机的使用场合更大；
25.3、本实用新型开启转动电机带动两根转轴旋转，由于转轴上的主动齿轮通过链条与滚筒除草刀具上的从动齿轮啮合连接，因此，滚筒除草刀具进行翻滚，不仅可以进行机械割草，还可以利用两个滚筒除草刀具进行双向除草处理，使得除草率更高和除草效果较好。
26.综上所述，本实用新型实施例提供的多功能智能玉米除草机中，旋切式除草器在旋切除草的同时，还可以对玉米行间进行中耕松土，且除草机的轮距和地隙的大小可调，能够针对玉米田地行间距不同和玉米苗的高度不同进行杂草处理，适用范围广，使用场合更大，且本实用新型的除草机不仅可以通过旋切式除草刀具对杂草进行割草处理，而且能够利用喷药组件对杂草进行喷药处理，实现机械和化学双项除草，功能多样化，保证了除草率和除草效果。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例。
28.图1为本实用新型提供的自适应式的多功能智能玉米除草机的视角一立体图。
29.图2为本实用新型的玉米除草机中调节组件的视角一的立体图。
30.图3为本实用新型的玉米除草机中调节组件的视角二的立体图。
31.图4为本实用新型提供的自适应式的多功能智能玉米除草机的视角二立体图。
32.图5为本实用新型提供的自适应式的多功能智能玉米除草机的视角三立体图。
33.图中：1、底盘；2、调节组件；21、安装架；22、滑动腔；23、提升件；231、电动推杆；232、安装板；233、防滑帽；24、间距件；241、丝杠；242、驱动电机；25、支架；26、滚动轮；3、除草器；31、转动电机；32、转轴；33、主动齿轮；34、链条；35、滚筒除草刀具；4、汽油机；5、档位控制开关；6、把手；7、喷药组件；71、安装组块；72、喷药管；73、连接管；74、喷头；8、摄像组件；9、药箱。
具体实施方式
34.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
35.实施例一：
36.如图1所示，在本实用新型提供的优选实施方式中，一种自适应式的多功能智能玉米除草机，包括底盘1和喷药组件7，所述底盘1上固定安装有汽油机4、档位控制开关5以及把手6；所述底盘1的前后两个连接端处均安装有调节组件2。
37.在本实用新型实施例提供的除草机通过调节组件2驱动调节所述底盘1的高度以
及所述底盘1下两个滚动轮26的轮距；所述底盘1的中部安装有除草器3，通过除草器3对玉米行间杂草进行剔除；所述喷药组件7安装在底盘1的后端面，通过喷药组件7对玉米株间杂草进行对靶精准喷药。
38.具体的，如图1
‑
3所示，在本实用新型实施例中，所述调节组件2包括安装架21、滑动腔22、提升件23、间距件24、支架25和滚动轮26，所述安装架21固定焊接在底盘1的连接端，且所述安装架21上开设有水平设置的滑动腔22；
39.所述滑动腔22内安装有两组对称分布的提升件23，且所述提升件23与滑动腔22滑动连接，两个提升件23之间安装有间距件24，每一个提升件23的底部均安装有支架25，且支架25上安装有转动连接的滚动轮26以及用于驱动滚动轮26旋转的步进电机。
40.进一步的，请参阅图2和图3，在本实用新型实施例中，所述提升件23包括电动推杆231、安装板232和防滑帽233，所述电动推杆231固定架设在安装板232上，且所述安装板232固定安装在支架25的顶部，所述电动推杆231的伸缩杆延伸出滑动腔22并固定安装有防滑帽233，且所述电动推杆231的伸缩杆顶部与滑动腔22卡合并与滑动腔22水平滑动连接；
41.进一步的，请参阅图2和图3，在本实用新型实施例中，所述间距件24包括丝杠241和驱动电机242，所述丝杠241的中部转动安装在连接架上，且连接架固定安装在底盘1的底部，所述丝杠241上开设有两段螺纹方向相反的螺纹段，两段螺纹段分别穿过两侧电动推杆231的伸缩杆并与伸缩杆开设的螺纹通孔螺纹连接，所述驱动电机242固定安装在底盘1的底部，且所述驱动电机242的输出端通过连接轮与丝杠241上的连接轮啮合连接。
42.需要说明的是：为适应不同玉米地的玉米苗高度时，开启四个提升件23中的电动推杆231，从而电动推杆231推动安装架21使得安装架21支撑起底盘1，因此底盘1与地面的高度得以调节。
43.另外，为适应不同玉米地的玉米苗行间距时，通过开启驱动电机242带动连接轮旋转，由于连接轮与丝杠241上的连接轮啮合连接，因此丝杠241进行旋转，而电动推杆231的伸缩杆顶部与滑动腔22卡合并与滑动腔22水平滑动连接，因此丝杠241旋转后两根电动推杆231的伸缩杆随着螺纹通孔沿着丝杠241做相向或相背运动，从而实时调节安装架21上两个滚动轮26的间距，因此除草机可以适应不同玉米地行间距，使得该除草机的轮距和地隙的大小可调，能够针对玉米田地行间距不同和玉米苗的高度不同进行杂草处理，使该除草机的使用场合更大。
44.实施例二：
45.如图1、图4和图5所示，与实施例一不同的是，在本实用新型提供的一种自适应式的多功能智能玉米除草机中，其中，优选的，所述除草器3为旋切式除草器，旋切式除草器在旋切除草的同时，还可以对玉米行间进行中耕松土。
46.具体的，所述除草器3包括转动电机31、转轴32、主动齿轮33、链条34和滚筒除草刀具35，所述转动电机31通过机架安装在底盘1上，且所述转动电机31的两个输出端均通过联轴器连接有转轴32，转轴32的两端均固定安装有主动齿轮33，且所述主动齿轮33通过链条34与滚筒除草刀具35上的从动齿轮啮合连接，两组滚筒除草刀具35通过机罩转动安装在底盘1下。
47.需要说明的是：开启转动电机31带动两根转轴32旋转，由于转轴32上的主动齿轮33通过链条34与滚筒除草刀具35上的从动齿轮啮合连接，因此滚筒除草刀具35进行翻滚，
不仅可以进行机械割草，还可以利用两个滚筒除草刀具35进行双向除草处理，使得除草率更高和除草效果较好。
48.实施例三：
49.与实施例二不同的是，在本实用新型实施例中，所述滚筒除草刀具35还可以通过机架下方的传动轴连接，当发动汽油机4时，将带动变速器转动，变速器处于较高位置，刀具的传动轴与变速器的传动机构相连接，变速器可实现对刀具转动速度的调节，以适应不同土壤特质。
50.实施例四：
51.与实施例三不同的是，在本实用新型提供的优选实施方式中，所述滚筒除草刀具35设计成简易可拆卸，对于玉米地不同类型的主要杂草，可以通过更换刀具来使除草机能够具有针对性的除草，从而提高机器的除草效率，也能进一步增强本机器的普适性及应用性。
52.具体的，在本实用新型实施例中，在滚筒除草刀具35截面中心处设有套筒，套筒中间处设有贯穿的通孔，刀具轴与刀具中心处的套筒连接，刀具传动轴上设有与套筒中间处通孔相匹配的固定孔，固定孔与套筒中间处通孔通过销钉紧密连接，保证了机器在运作时刀具的稳定性，刀具的旋转调速由stm32开发板控制。
53.实施例五：
54.如图1、图4和图5所示，与实施例四不同的是，在本实用新型提供的一种自适应式的多功能智能玉米除草机中，所述喷药组件7包括安装组块71、喷药管72、连接管73和喷头74，所述安装组块71固定安装在底盘1的后端面，且所述安装组块71上固定安装有多根等距分布的喷药管72，每一根喷药管72的底部均通过连接管73安装有喷头74；所述底盘1上固定安装有药箱9，且药箱9中排液泵的输出端通过导管与喷药管72连通。
55.需要说明的是：所述药箱9底部有两处喷药管，喷药管附在机架下侧，通过透明细管延伸至机架前端喷头处，药液在液泵的作用下通过滤清器到达分流阀，分流阀有两个独立的出口，能保证两个出口的压力等，系统管路保持工作压力，开启排液泵使得药箱9内的药液从喷头74排出。
56.进一步的，在本实用新型提供的优选实施方式中，所述底盘1的底部安装有摄像组件8，且摄像组件8包括摄像机以及与摄像头电性连接的图像处理器，摄像机通过机架安装在底盘1的底部，图像处理器安装在摄像机内；
57.为了实现精准、适量的对靶喷药，本装备利用openmv机器视觉技术对被刀具翻刷过的土壤进行参与杂草图像识别，如图4所示，区域a示意了本实用新型实施例提供的摄像组件8在进行杂草图像识别时所覆盖的范围，利用摄像机采集到杂草分布图像，并将数据传递至图像处理器，分析计算出喷药位置，利用安装组块71上安装的舵机调整喷头74的角度，通过改变连接管73上的电磁阀对杂草变量喷药。
58.综上所述，本实用新型提供的玉米除草机的工作原理如下：
59.为适应不同玉米地的玉米苗高度时，开启四个提升件23中的电动推杆231，从而电动推杆231推动安装架21使得安装架21支撑起底盘1，因此底盘1与地面的高度得以调节；
60.为适应不同玉米地的玉米苗行间距时，通过开启驱动电机242带动连接轮旋转，由于连接轮与丝杠241上的连接轮啮合连接，因此丝杠241进行旋转，而电动推杆231的伸缩杆
顶部与滑动腔22卡合并与滑动腔22水平滑动连接；
61.因此，在本实用新型实施例中，丝杠241旋转后两根电动推杆231的伸缩杆随着螺纹通孔沿着丝杠241做相向或相背运动，从而实时调节安装架21上两个滚动轮26的间距，因此除草机可以适应不同玉米地行间距，使得该除草机的轮距和地隙的大小可调，能够针对玉米田地行间距不同和玉米苗的高度不同进行杂草处理，使该除草机的使用场合更大。
62.另外，开启转动电机31带动两根转轴32旋转，由于转轴32上的主动齿轮33通过链条34与滚筒除草刀具35上的从动齿轮啮合连接，因此滚筒除草刀具35进行翻滚，不仅可以进行机械割草，还可以利用两个滚筒除草刀具35进行双向除草处理，使得除草率更高和除草效果较好，其中，滚筒除草刀具35设计成简易可拆卸，对于玉米地不同类型的主要杂草，可以通过更换刀具来使除草机能够具有针对性的除草，从而提高机器的除草效率，也能进一步增强本机器的普适性及应用性。
63.在滚筒除草刀具35截面中心处设有套筒，套筒中间处设有贯穿的通孔，刀具轴与刀具中心处的套筒连接，刀具传动轴上设有与套筒中间处通孔相匹配的固定孔，固定孔与套筒中间处通孔通过销钉紧密连接，保证了机器在运作时刀具的稳定性，刀具的旋转调速由stm32开发板控制，药箱9底部有两处喷药管下附在机架下侧，通过透明细管延伸至机架前端喷头处，药液在液泵的作用下通过滤清器到达分流阀，分流阀有两个独立的出口，能保证两个出口的压力等，系统管路保持工作压力，开启排液泵使得药箱9内的药液从喷头74排出。
64.进一步的，为了实现精准、适量的对靶喷药，本装备利用openmv对被刀具翻刷过的土壤进行参与杂草图像识别，利用摄像机采集到杂草分布图像，并将数据传递至图像处理器，分析计算出喷药位置，利用安装组块71上安装的舵机调整喷头74的角度，通过改变连接管73上的电磁阀对杂草变量喷药。
65.综上所述，本实用新型提供的除草机中，旋切式除草器在旋切除草的同时，还可以对玉米行间进行中耕松土，且除草机的轮距和地隙的大小可调，能够针对玉米田地行间距不同和玉米苗的高度不同进行杂草处理，适用范围广，使用场合更大，且除草机不仅可以通过旋切式除草刀具对杂草进行割草处理，而且能够利用喷药组件对杂草进行喷药处理，实现机械和化学双项除草，功能多样化，保证了除草率和除草效果。
66.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。