CN110301174A - 一种果林除草装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种果林除草装置及使用方法，车体的前端安装有多组竖直固定板，在每组竖直固定板的侧端面上都固定安装有丝杠升降平台，在位于中间位置的竖直固定板上的丝杠升降平台上安装有中臂；在位于两侧位置的竖直固定板上的丝杠升降平台上通过悬臂铰座铰接有大悬臂，所述大悬臂的末端安装有小悬臂，所述小悬臂、大悬臂和中臂上分别安装有多组用于割草的割草组件，所述大悬臂和车体的前侧壁之间安装有用于驱动其收起的液压缸，所有的所述割草组件都分别通过软轴与动力输出箱相连，所述动力输出箱固定安装在车体上。该装置不仅能够按照果树种植行距不同调节作业范围，还能根据路面的平整性，调节割草高度，进行避障。

Description

一种果林除草装置及使用方法

技术领域

本发明属农业机械技术领域，具体涉及一种果树行列间除草装置，更具体的是针对苹果树、梨树等高大乔木果树间的除草作业。

背景技术

近几十年，我国农业生产方式逐渐向着机械化、自动化、无人化方向发展。一些高新科技也逐渐向农用方向过渡和应用。这也意味着我国近几十年农林业的发展逐渐由传统的粗放型农耕方式向精确节约型转变，也不断为实现“高产、优质、高效、持续”的农业发展目标而奋斗。

但目前国内自动化农用机械装置研究起步较晚，研究水平较低。目前国内果林地除草一般都是人工除草，人工作业存在作业效率低、劳动强度大、成本投入高等问题。目前市场现有的除草机械对果树之间的的杂草清除效果较好，但无法对果树树下的杂草进行清除，还需要辅助大量人工作业，此外，机械装置的割草刀盘也会对果树产生一定的损伤，不利于果树的生长。另外，对于市场上的背负式打草机，是一人一机作业，对果林地除草来说效率较低。

为解决目前果林地大面积除草问题，需要设计一款结合现有农业生产技术装备，利用自动化装置除掉杂草，以提高生产效率、减少人工成本的机械装置。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提供一种果园除草装置及使用方法，该装置不仅能够按照果树种植行距不同调节作业范围，还能根据路面的平整性，调节割草高度，进行避障。另外为减小装置停放体积以及方便在非工作状态下的行驶，设计的转位悬臂将效减小装置左右宽度。本发明采用钢丝绳旋转割草，具有作业效率高、功率消耗低等特点。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种果林除草装置，它包括车体，所述车体的前端安装有多组竖直固定板，在每组竖直固定板的侧端面上都固定安装有丝杠升降平台，在位于中间位置的竖直固定板上的丝杠升降平台上安装有中臂；在位于两侧位置的竖直固定板上的丝杠升降平台上通过悬臂铰座铰接有大悬臂，所述大悬臂的末端安装有小悬臂，所述小悬臂、大悬臂和中臂上分别安装有多组用于割草的割草组件，所述大悬臂和车体的前侧壁之间安装有用于驱动其收起的液压缸，所有的所述割草组件都分别通过软轴与动力输出箱相连，所述动力输出箱固定安装在车体上。

所述丝杠升降平台包括固定在竖直固定板侧壁上的背板，所述背板的底端和顶端分别固定安装有底板和顶板，所述底板和顶板之间固定有平行布置的光轴，所述光轴上通过滑动配合安装有第一螺母滑台，所述第一螺母滑台与第一丝杠构成丝杠传动配合，所述第一丝杠的顶端通过第一联轴器与第一步进电机的主轴相连，所述第一步进电机固定安装在顶板的顶部，所述第一丝杠的两端通过轴承座分别支撑在固定板和底板之间，所述固定板固定安装在背板上。

所述中臂通过中臂连接板固定安装在丝杠升降平台的螺母滑台上，所述中臂连接板呈几字型，所述中臂连接板的中间平板部分加工有安装孔，所述安装孔通过螺钉与加工在螺母滑台上的螺纹孔相配合连接，所述中臂连接板的两侧平板通过螺栓与中臂固定相连。

所述悬臂铰座采用悬臂梁结构，包括平板和光轴，所述平板上焊接一根光轴，所述平板固定安装在丝杠升降平台的螺母滑台的侧壁上，所述光轴与大悬臂构成转动副。

所述大悬臂包括左悬臂与右悬臂，其呈对称结构布置，所述大悬臂采用中空方钢结构，所述大悬臂的其中一个端头设置有铰接座，所述铰接座通过销轴与悬臂铰座铰接，所述大悬臂的另一端内部通过滑动配合插装有小悬臂，所述大悬臂的顶端固定有用于和液压缸的活塞杆铰接的吊耳。

所述大悬臂和小悬臂之间安装有用于驱动小悬臂进行伸缩的背部丝杠机构；所述背部丝杠机构包括第二步进电机，所述第二步进电机固定安装在电机固定板上，所述电机固定板固定安装在大悬臂上，所述第二步进电机的主轴通过第二联轴器与第二丝杠相连，所述第二丝杠与固定在小悬臂上的第二螺母滑台固定相连。

所述割草组件包括固定在小悬臂上的对称布置的推力球轴承，所述推力球轴承之间安装有转动轴，所述转动轴上设置有用于和推力球轴承相配合的支撑台阶，位于下方的推力球端面与小悬臂台阶孔面接触，上方推力球轴承通过轴承盖进行定位压紧，轴承盖通过螺钉固定在小悬臂上；所述转动轴的底端固定安装有旋盘，所述旋盘上安装有用于切割的钢丝绳。

所述液压缸的缸筒一端与车体前端焊接的连接轴铰接，液压缸的活塞杆一端与所述大悬臂顶端的吊耳铰接。

所述软轴采用小刚性具有弹性可自由弯曲的传动轴，所述软轴一端与套接在割草组件的转动轴的六棱端头，另一端插接在动力输出箱的输出接口上。

所述果林除草装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

Step1：驾驶车体在需要除草的果林上行走；

Step2：通过液压缸驱动大悬臂绕着悬臂铰座转动，进而将大悬臂展开，进而将割草组件下降到与地面平行的位置，并与草体相接触；

Step3：启动动力输出箱，通过动力输出箱带动软轴，再由软轴驱动割草组件，通过割草组件的钢丝绳对草体进行切割；

Step4：当遇到大面积除草体需求时，需要调节大悬臂的张开长度时，启动背部丝杠机构，进而驱动小悬臂沿着大悬臂进行伸缩调节，同时能够扩大除草面积；

Step5：当遇到障碍物需要改变大悬臂的俯仰角度时，通过液压缸驱动大悬臂绕着悬臂铰座转动，进而将大悬臂收起；

Step6：当遇到不同高度的山地需要调节小悬臂、大悬臂和中臂的高度时，启动丝杠升降平台，通过丝杠升降平台对相应的臂的高度进行调节，以适应不同高度的山地。

本发明有如下有益效果：

1、本发明该装置不仅能够按照果树种植行距不同调节作业范围，还能根据路面的平整性，调节割草高度，进行避障。另外为减小装置停放体积以及方便在非工作状态下的行驶，设计的转位悬臂将效减小装置左右宽度。本发明采用钢丝绳旋转割草，具有作业效率高、功率消耗低等特点。

2、通过上述的丝杠升降平台能够用于调节小悬臂、大悬臂和中臂的高度，进而适应山地的除草，在工作过程中，通过第一步进电机驱动第一丝杠，通过第一丝杠与第一螺母滑台构成丝杠传动配合，进而带动第一螺母滑台进行升降调节。

3、通过上述的背部丝杠机构能够调节小悬臂的伸出长度，在调节过程中，通过第二步进电机驱动第二丝杠，通过第二丝杠驱动第二螺母滑台，进而通过第二螺母滑台驱动小悬臂伸出。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明一种果林除草装置的结构示意图。

图2是丝杠升降平台与车体安装示意图。

图3是丝杠升降平台与车体连接剖视图。

图4是悬臂及其组件液压转位示意图。

图5丝杠组件结构示意图。

图6是大悬臂与小悬臂配合剖视图。

图7是伸缩悬臂背部丝杠组件俯视图。

图8是割草组件剖视图。

图9是大悬臂结构示意图。

图10是小悬臂结构示意图。

图11是中臂连接板结构示意图。

图12是大悬臂连接铰座结构示意图。

图中：车体1、软轴2、丝杠升降平台3、小悬臂4、割草组件5、大悬臂6、液压缸7、悬臂铰座8、中臂9、动力输出箱10、电池组11、中臂连接板12、连接轴13、竖直固定板14、第二步进电机15、电机固定板16、第二联轴器17、第二丝杠18、第二螺母滑台19；

步进电机301、顶板302、固定板303、丝杠304、螺母滑台305、光轴306、底板307、背板308、联轴器309；

轴承盖501、推力球轴承502、转动轴503、旋盘504、钢丝绳505。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

参见图1-12，一种果林除草装置，它包括车体1，所述车体1的前端安装有多组竖直固定板14，在每组竖直固定板14的侧端面上都固定安装有丝杠升降平台3，在位于中间位置的竖直固定板14上的丝杠升降平台3上安装有中臂9；在位于两侧位置的竖直固定板14上的丝杠升降平台3上通过悬臂铰座8铰接有大悬臂6，所述大悬臂6的末端安装有小悬臂4，所述小悬臂4、大悬臂6和中臂9上分别安装有多组用于割草的割草组件5，所述大悬臂6和车体1的前侧壁之间安装有用于驱动其收起的液压缸7，所有的所述割草组件5都分别通过软轴2与动力输出箱10相连，所述动力输出箱10固定安装在车体1上。通过采用上述结构的果林除草装置，能够用于果林的除草使用，不仅能够按照果树种植行距不同调节作业范围，还能根据路面的平整性，调节割草高度，进行避障。另外为减小装置停放体积以及方便在非工作状态下的行驶，设计的转位悬臂将效减小装置左右宽度。本发明采用钢丝绳旋转割草，具有作业效率高、功率消耗低等特点。

进一步的，所述丝杠升降平台3包括固定在竖直固定板14侧壁上的背板308，所述背板308的底端和顶端分别固定安装有底板307和顶板302，所述底板307和顶板302之间固定有平行布置的光轴306，所述光轴306上通过滑动配合安装有第一螺母滑台305，所述第一螺母滑台305与第一丝杠304构成丝杠传动配合，所述第一丝杠304的顶端通过第一联轴器309与第一步进电机301的主轴相连，所述第一步进电机301固定安装在顶板302的顶部，所述第一丝杠304的两端通过轴承座分别支撑在固定板303和底板307之间，所述固定板303固定安装在背板308上。通过上述的丝杠升降平台3能够用于调节小悬臂4、大悬臂6和中臂9的高度，进而适应山地的除草，在工作过程中，通过第一步进电机301驱动第一丝杠304，通过第一丝杠304与第一螺母滑台305构成丝杠传动配合，进而带动第一螺母滑台305进行升降调节。

进一步的，所述中臂9通过中臂连接板12固定安装在丝杠升降平台3的螺母滑台305上，所述中臂连接板12呈几字型，所述中臂连接板12的中间平板部分加工有安装孔，所述安装孔通过螺钉与加工在螺母滑台305上的螺纹孔相配合连接，所述中臂连接板12的两侧平板通过螺栓与中臂9固定相连。通过上述的中臂9主要用于安装中间部位的割草组件5。

进一步的，所述悬臂铰座8采用悬臂梁结构，包括平板和光轴，所述平板上焊接一根光轴，所述平板固定安装在丝杠升降平台3的螺母滑台305的侧壁上，所述光轴与大悬臂6构成转动副。通过上述的悬臂铰座8能够用于对大悬臂6进行铰接。

进一步的，所述大悬臂6包括左悬臂与右悬臂，其呈对称结构布置，所述大悬臂6采用中空方钢结构，所述大悬臂6的其中一个端头设置有铰接座，所述铰接座通过销轴与悬臂铰座8铰接，所述大悬臂6的另一端内部通过滑动配合插装有小悬臂4，所述大悬臂6的顶端固定有用于和液压缸7的活塞杆铰接的吊耳。通过上述的大悬臂6能够用于方便的调节割草范围。

进一步的，所述大悬臂6和小悬臂4之间安装有用于驱动小悬臂4进行伸缩的背部丝杠机构；所述背部丝杠机构包括第二步进电机15，所述第二步进电机15固定安装在电机固定板16上，所述电机固定板16固定安装在大悬臂6上，所述第二步进电机15的主轴通过第二联轴器17与第二丝杠18相连，所述第二丝杠18与固定在小悬臂4上的第二螺母滑台19固定相连。通过上述的背部丝杠机构能够调节小悬臂4的伸出长度，在调节过程中，通过第二步进电机15驱动第二丝杠18，通过第二丝杠18驱动第二螺母滑台19，进而通过第二螺母滑台19驱动小悬臂4伸出。

进一步的，所述割草组件5包括固定在小悬臂4上的对称布置的推力球轴承502，所述推力球轴承502之间安装有转动轴503，所述转动轴503上设置有用于和推力球轴承502相配合的支撑台阶，位于下方的推力球502端面与小悬臂4台阶孔面接触，上方推力球轴承502通过轴承盖501进行定位压紧，轴承盖501通过螺钉固定在小悬臂4上；所述转动轴503的底端固定安装有旋盘504，所述旋盘504上安装有用于切割的钢丝绳505。通过割草组件5能够用于割草，工作过程中，通过转动轴503驱动旋盘504，通过旋盘504驱动钢丝绳505转动，进而通过钢丝绳505对草进行切割。

进一步的，所述液压缸7的缸筒一端与车体前端焊接的连接轴13铰接，液压缸7的活塞杆一端与所述大悬臂6顶端的吊耳铰接。通过液压缸7能够驱动大悬臂6转动。

进一步的，所述软轴2采用小刚性具有弹性可自由弯曲的传动轴，所述软轴2一端与套接在割草组件5的转动轴503的六棱端头，另一端插接在动力输出箱10的输出接口上。所述软轴2用于联接不同一轴线和不在同一方向或有相对运动的两轴以传递旋转运动和扭矩。能把旋转运动和转矩灵活地传到任何位置。软轴通常由钢丝软轴、软管、软轴接头和软管接头等几部分组成。

实施例2：

所述果林除草装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

Step1：驾驶车体1在需要除草的果林上行走；

Step2：通过液压缸7驱动大悬臂6绕着悬臂铰座8转动，进而将大悬臂6展开，进而将割草组件5下降到与地面平行的位置，并与草体相接触；

Step3：启动动力输出箱10，通过动力输出箱10带动软轴2，再由软轴2驱动割草组件5，通过割草组件5的钢丝绳505对草体进行切割；

Step4：当遇到大面积除草体需求时，需要调节大悬臂6的张开长度时，启动背部丝杠机构，进而驱动小悬臂4沿着大悬臂6进行伸缩调节，同时能够扩大除草面积；

Step5：当遇到障碍物需要改变大悬臂6的俯仰角度时，通过液压缸7驱动大悬臂6绕着悬臂铰座8转动，进而将大悬臂6收起；

Step6：当遇到不同高度的山地需要调节小悬臂4、大悬臂6和中臂9的高度时，启动丝杠升降平台3，通过丝杠升降平台3对相应的臂的高度进行调节，以适应不同高度的山地。

Claims (10)

1.一种果林除草装置，其特征在于：它包括车体（1），所述车体（1）的前端安装有多组竖直固定板（14），在每组竖直固定板（14）的侧端面上都固定安装有丝杠升降平台（3），在位于中间位置的竖直固定板（14）上的丝杠升降平台（3）上安装有中臂（9）；在位于两侧位置的竖直固定板（14）上的丝杠升降平台（3）上通过悬臂铰座（8）铰接有大悬臂（6），所述大悬臂（6）的末端安装有小悬臂（4），所述小悬臂（4）、大悬臂（6）和中臂（9）上分别安装有多组用于割草的割草组件（5），所述大悬臂（6）和车体（1）的前侧壁之间安装有用于驱动其收起的液压缸（7），所有的所述割草组件（5）都分别通过软轴（2）与动力输出箱（10）相连，所述动力输出箱（10）固定安装在车体（1）上。

2.根据权利要求1所述一种果林除草装置，其特征在于：所述丝杠升降平台（3）包括固定在竖直固定板（14）侧壁上的背板（308），所述背板（308）的底端和顶端分别固定安装有底板（307）和顶板（302），所述底板（307）和顶板（302）之间固定有平行布置的光轴（306），所述光轴（306）上通过滑动配合安装有第一螺母滑台（305），所述第一螺母滑台（305）与第一丝杠（304）构成丝杠传动配合，所述第一丝杠（304）的顶端通过第一联轴器（309）与第一步进电机（301）的主轴相连，所述第一步进电机（301）固定安装在顶板（302）的顶部，所述第一丝杠（304）的两端通过轴承座分别支撑在固定板（303）和底板（307）之间，所述固定板（303）固定安装在背板（308）上。

3.根据权利要求1所述一种果林除草装置，其特征在于：所述中臂（9）通过中臂连接板（12）固定安装在丝杠升降平台（3）的螺母滑台（305）上，所述中臂连接板（12）呈几字型，所述中臂连接板（12）的中间平板部分加工有安装孔，所述安装孔通过螺钉与加工在螺母滑台（305）上的螺纹孔相配合连接，所述中臂连接板（12）的两侧平板通过螺栓与中臂（9）固定相连。

4.根据权利要求1所述一种果林除草装置，其特征在于：所述悬臂铰座（8）采用悬臂梁结构，包括平板和光轴，所述平板上焊接一根光轴，所述平板固定安装在丝杠升降平台（3）的螺母滑台（305）的侧壁上，所述光轴与大悬臂（6）构成转动副。

5.根据权利要求1所述一种果林除草装置，其特征在于：所述大悬臂（6）包括左悬臂与右悬臂，其呈对称结构布置，所述大悬臂（6）采用中空方钢结构，所述大悬臂（6）的其中一个端头设置有铰接座，所述铰接座通过销轴与悬臂铰座（8）铰接，所述大悬臂（6）的另一端内部通过滑动配合插装有小悬臂（4），所述大悬臂（6）的顶端固定有用于和液压缸（7）的活塞杆铰接的吊耳。

6.根据权利要求1所述一种果林除草装置，其特征在于：所述大悬臂（6）和小悬臂（4）之间安装有用于驱动小悬臂（4）进行伸缩的背部丝杠机构；所述背部丝杠机构包括第二步进电机（15），所述第二步进电机（15）固定安装在电机固定板（16）上，所述电机固定板（16）固定安装在大悬臂（6）上，所述第二步进电机（15）的主轴通过第二联轴器（17）与第二丝杠（18）相连，所述第二丝杠（18）与固定在小悬臂（4）上的第二螺母滑台（19）固定相连。

7.根据权利要求1所述一种果林除草装置，其特征在于：所述割草组件（5）包括固定在小悬臂（4）上的对称布置的推力球轴承（502），所述推力球轴承（502）之间安装有转动轴（503），所述转动轴（503）上设置有用于和推力球轴承（502）相配合的支撑台阶，位于下方的推力球（502）端面与小悬臂（4）台阶孔面接触，上方推力球轴承（502）通过轴承盖（501）进行定位压紧，轴承盖（501）通过螺钉固定在小悬臂（4）上；所述转动轴（503）的底端固定安装有旋盘（504），所述旋盘（504）上安装有用于切割的钢丝绳（505）。

8.根据权利要求1所述一种果林除草装置，其特征在于：所述液压缸（7）的缸筒一端与车体前端焊接的连接轴（13）铰接，液压缸（7）的活塞杆一端与所述大悬臂（6）顶端的吊耳铰接。

9.根据权利要求1所述一种果林除草装置，其特征在于：所述软轴（2）采用小刚性具有弹性可自由弯曲的传动轴，所述软轴（2）一端与套接在割草组件（5）的转动轴（503）的六棱端头，另一端插接在动力输出箱（10）的输出接口上。

10.权利要求1-9任意一项所述果林除草装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

Step1：驾驶车体（1）在需要除草的果林上行走；

Step2：通过液压缸（7）驱动大悬臂（6）绕着悬臂铰座（8）转动，进而将大悬臂（6）展开，进而将割草组件（5）下降到与地面平行的位置，并与草体相接触；

Step3：启动动力输出箱（10），通过动力输出箱（10）带动软轴（2），再由软轴（2）驱动割草组件（5），通过割草组件（5）的钢丝绳（505）对草体进行切割；

Step4：当遇到大面积除草体需求时，需要调节大悬臂（6）的张开长度时，启动背部丝杠机构，进而驱动小悬臂（4）沿着大悬臂（6）进行伸缩调节，同时能够扩大除草面积；

Step5：当遇到障碍物需要改变大悬臂（6）的俯仰角度时，通过液压缸（7）驱动大悬臂（6）绕着悬臂铰座（8）转动，进而将大悬臂（6）收起；

Step6：当遇到不同高度的山地需要调节小悬臂（4）、大悬臂（6）和中臂（9）的高度时，启动丝杠升降平台（3），通过丝杠升降平台（3）对相应的臂的高度进行调节，以适应不同高度的山地。