CN114846932A - 高地隙田间管理作业装备及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业机械设备技术领域。高地隙田间管理作业装备，包括：移动平台，包括行走机构、行走机构上设置的平台；条耕松土除草装置，设置在所述平台上，包括驱动电机、传动机构、条耕刀、条耕刀支撑杆；所述条耕刀经由条耕刀支撑杆设置在所述平台上，所述驱动电机通过传动机构与所述条耕刀相连接；限深装置，设置在所述条耕松土除草装置上，用于限制所述条耕刀的作业深度。本发明用以解决现有除草装置结构复杂且无法限制作业深度的技术问题。本发明还公开了上述作业装备的应用方法，解决了现有设备功能单一、无法实现智能化的技术问题。

Description

高地隙田间管理作业装备及其应用方法

技术领域

本发明属于农业机械设备技术领域，涉及一种农业作业管理装备，具体地说是涉及一种高地隙田间管理作业装备、以及上述装备的应用方法。

背景技术

随着现代农业结构逐步向多元化方向发展，特经作物的种植面积逐年扩大，随着特经作物规模经营发展，提高特经作物田间作业管理精细化水平，实现化肥、农药减施增效，是发展绿色、高效、生态、安全的现代农业的重要内容。随着农业装备信息化、智能化发展，特经作物田间作业管理高效化、精准化、多功能、智能化成为国内外发展方向，而长期以来，我国特经作物的田间精细化管理问题一直没有得到解决，制约了特经作物田间管理水平的提升，成为其全程机械化发展的短板之一，严重影响了我国特经作物的可持续发展。

公开日2021年8月24日、公开号CN113287378A的中国发明专利说明书公开了一种除草装置，包括：升降平台；行走装置；行间除草装置；株间除草装置。采用上述技术方案，结构复杂，无法限制作业深度，且功能单一，无法满足田间管理作业多功能、智能化的需求。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种高地隙田间管理作业装备，用以解决现有除草装置结构复杂且无法限制作业深度的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案，高地隙田间管理作业装备，包括：

移动平台，包括行走机构、行走机构上设置的平台；

条耕松土除草装置，设置在所述平台上，包括驱动电机、传动机构、条耕刀、条耕刀支撑杆；所述条耕刀经由条耕刀支撑杆设置在所述平台上，所述驱动电机通过传动机构与所述条耕刀相连接；条耕刀用于高地隙田间的条耕、松土及除草；

限深装置，设置在所述条耕松土除草装置上，用于限制所述条耕刀的作业深度。

为解决限深装置如何固定的技术问题，本发明采用以下技术方案，所述条耕松土除草装置还包括条耕刀罩，所述限深装置与所述条耕刀罩转动连接。

为解决耕深无法获取的技术问题，本发明采用以下技术方案，所述条耕松土除草装置还包括耕深传感器，包括第一耕深传感器、第二耕深传感器，第一耕深传感器、第二耕深传感器分别设置在所述条耕刀罩的前、后侧。利用耕深传感器获取的信息，对条耕松土除草装置进行精确对行和耕深控制，躲避苗带，解决伤苗率高的问题。

为解决传动机构如何实现的技术问题，本发明采用以下技术方案，所述传动机构包括传动轴、传动轴上设置的第一链轮、链条；驱动电机驱动连接传动轴；

所述条耕刀支撑杆上设置转动轴，转动轴上设置条耕刀、第二链轮，第一链轮与第二链轮上套设链条。

链传动机构，能保持准确的平均传动比，传动效率较高；链条不需要大的张紧力，所以轴与轴承所受载荷较小；不会打滑，传动可靠，过载能力强，能在低速重载下较好工作；可以有较大的中心距，可在高温环境和多尘环境中工作，成本较低。

为解高地隙田间管理作业装备无法实现施肥的技术问题，本发明采用以下技术方案，设有施肥装置，包括：

储肥机构，设置在所述平台上；

排肥机构，与所述储肥机构相连接；排肥机构转动设置在所述排肥主轴上，排肥主轴上设置槽轮；

第一马达，设置在所述平台上，所述第一马达通过第一连接组件与所述排肥主轴一端相连接，第一马达上设置第一电磁驱动器，所述第一马达用于驱动所述排肥主轴转动进而拨动排肥机构内的肥料出料；

第二马达，设置在所述平台上，所述第二马达通过第二连接组件与所述排肥主轴另一端相连接，第二马达上设置第二电磁驱动器，所述第二马达用于驱动所述排肥主轴以及槽轮轴向移动，调节槽轮的工作长度，进而控制排肥器开口大小。

为解决第一马达如何既能带动排肥主轴旋转，又能配合排肥主轴轴向移动的技术问题，本发明采用以下技术方案，所述第一连接组件包括第一套筒、第一套筒内设置的第一联轴器、第一连接轴、第一轴承；

所述第一套筒同轴设置在第一马达壳体上；

所述第一连接轴为台阶轴，通过第一轴承进行支撑，第一连轴件一端与所述第一马达的输出轴通过第一联轴器相连接，第一连轴件另一端通过花键与所述排肥主轴相连接，所述排肥主轴在所述第二马达的作用下可相对于所述第一连接件轴向移动。

为解决第二马达如何带动排肥主轴轴向移动的技术问题，本发明采用以下技术方案，所述第二连接组件包括第二套筒、第二套筒内设置的第二联轴器、第二连接轴、第二轴承；

所述第二套筒同轴设置在第二马达壳体上；

所述第二连接轴为台阶轴，第二连接轴一端与所述第二马达的输出轴通过第二联轴器相连接，第二连接轴另一端与所述第二套筒螺纹连接，所述排肥主轴端部设置在第二连接轴对应端部的轴孔中并通过所述第二轴承进行支撑；

第二马达带动第二连接件转动并轴向移动，从而带动排肥主轴轴向移动。

为解决高地隙田间管理作业装备无法施药、以及无法满足不同高度农作物施药的技术问题，本发明采用以下技术方案，所述平台上设有施药装置，施药装置的高度可调节。

为解决高地隙田间管理作业装备电能供给不足的技术问题，本发明采用以下技术方案，所述平台上设置油箱和增程器，用于电能补给。

本发明高地隙田间管理作业装备，田间管理环节装备齐全、功能多样、管理粗放、作业质量好、智能化程度高以及田间行走稳定性好、伤苗率低，提升特经作物生产的智能化、机械化水平。

本发明的第二个目的是提供一种高地隙田间管理作业装备的应用方法，用以解决现有作业装备功能单一化、无法实现智能化的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案，高地隙田间管理作业装备的应用方法：

通过识别***获取田间苗带信息，移动平台基于田间苗带信息，实现控制高地隙田间管理作业装备各装置的工作位置，实现精确对行，实现稳定自走行驶控制；

在高地隙田间管理作业装备工作位置准确后，伴随着移动平台的行走，通过识别***得到苗带位置、宽度和间距等信息，同时通过耕深传感器得到的信息和限深装置，对条耕松土除草部件进行精确对行和耕深控制；

同时，施肥装置根据识别***获取施肥机实时的位置信息，提取施肥机位置信息与施肥处方图中的施肥量信息进行配合获得相应施肥量，根据控制器给出的电信号，控制第一马达带动排肥主轴的转动，从而实现的不同转速的施肥；控制第二马达带动排肥挡轴的移动，从而调节排肥器开口大小，从而实现不同开度的施肥；

同时，施药装置通过识别***获取的作物高度信息，控制施药装置上下调整，以适应高度不同的作物；

在高地隙田间管理作业装备电池电量不足的情况下，通过油箱和增程器进行电能补给。

附图说明

图1为本发明高地隙田间管理作业装备的结构示意图。

图2为本发明条耕松土除草装置的结构示意图。

图3为本发明施肥装置的结构示意图。

图4为本发明施肥装置排肥主轴的结构示意图。

图5为本发明中施药装置的示意图；

图6为本发明施药装置的升降导轨示意图。

图中：移动平台1、行走轮101、行走轮支架102、支撑架103、移动平台电机104、移动平台减速器105、油箱106、增程器107；

条耕松土除草装置2、条耕电机201、条耕传动轴202、条耕刀支撑杆203、条耕传动链条204、条耕刀205、条耕刀罩206、耕深传感器207、限深装置208；

施肥装置3、储肥箱301、第二马达302、第一马达303、排肥轴304、排肥管道305、排肥主轴30401、槽轮30402、排肥器30403、第一连接组件30404、第二连接组件30405、第一套筒30406、排肥挡轴30407；

施药装置4、升降导轨401、药箱402、喷嘴架403、柔性喷药导管404、喷嘴405；

识别***5。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种高地隙田间管理作业装备，包括移动平台1、条耕松土除草装置2。条耕松土除草装置2固定安装在移动平台1后面。

如图1所示，移动平台1由行走轮101、行走轮支架102、支撑架103、移动平台电机104、移动平台减速器105、油箱106、增程器107组成；行走轮101与行走轮支架102转轴连接，固定设置在支撑架103下方；移动平台电机104固定设置在支撑架103上表面；移动平台减速器105固定设置在支撑架103上表面；增程器107与油箱106相连接，固定设置在支撑架103的上表面。根据识别***5所得到的信息，实现控制各装置的工作位置，实现精确对行，实现稳定自走行驶控制；在电池电量不足的情况下可通过油箱106和增程器107进行电能补给。

如图1、2所示，条耕松土除草装置2由条耕电机201、条耕传动轴202、条耕刀支撑杆203、条耕传动链条204、条耕刀205、条耕刀罩206、耕深传感器207、限深装置208构成；条耕电机201固定设置在支撑架103的上表面；条耕传动轴202与条耕电机201相连接；条耕刀支撑杆203与条耕传动轴202相连；条耕传动链条204与条耕传动轴202相连接设置在条耕刀支撑杆203上；条耕刀205与条耕传动链条204相配合连接，安装在条耕刀罩206内；耕深传感器207固定设置在条耕刀罩206上；限深装置208转轴固定安装在条耕刀罩206的后面。可控条耕松土除草装置2通过识别***5得到苗带位置、宽度和间距等信息，同时通过耕深传感器207得到的信息和限深装置208，实现利用这些信息对条耕松土除草部件进行精确对行和耕深控制，躲避苗带，解决伤苗率高的问题。

在进一步的实施例中，还包括施肥装置3，其固定安装在移动平台1的支撑架103的下面。如图3所示，施肥装置3由储肥箱301、第二马达302、第一马达303、排肥轴304、排肥管道305构成；储肥箱301固定安装在支撑架103的上表面；第二马达302与排肥轴304连接，固定设置在支撑架103的左侧；第一马达303与排肥轴304相连接，固定设置在支撑架103的右方；排肥轴304固定设置在支撑架103的下方；排肥管道305与排肥轴304固定连接，放置在支撑架103的下方，固定在条耕刀罩206上。施肥装置3根据识别***5获取施肥机实时的位置信息，经变量施肥评估专家***进行分析处理，提取施肥机位置信息与施肥处方图中的施肥量信息进行配合获得相应施肥量，控制第一马达303、第二马达302达到双变量施肥的目的，实现提升肥利用率。

如图4所示，排肥轴304由排肥主轴30401、槽轮30402、排肥器30403、第一连接组件30404、第二连接组件30405、第一套筒30406、排肥挡轴30407构成；排肥主轴30401与排肥器30403相连接；槽轮30402安装在排肥主轴30401上；排肥挡轴30407与槽轮30402相连接安装在排肥主轴30401上；第一连接组件30404分别与第一马达303和排肥主轴30401相连接；第二连接组件30405分别与第二马达302和排肥主轴30401相连接；第一套筒30406分别安装在第二连接组件30405与第一连接组件30404上。排肥轴两端两个装有电磁驱动器的第二马达302和第一马达303在根据控制器给出的电信号去带动排肥主轴30401的转动，从而带动排肥挡轴30407的移动，从而调节排肥器30403开口大小，从而实现的不同转速和不同开度的精准变量施肥，最终实现田间按需施肥的目的，提高施肥的精度与均匀性。

在进一步的实施例中，还包括施药装置5，其固定安装在移动平台1的支撑架103的两侧。如图5、6所示，精准变量施药装置4由升降导轨401、药箱402、喷嘴架403、柔性喷药导管404、喷嘴405构成；升降导轨401固定设置在支撑架103上；药箱402固定设置在支撑架103上；喷嘴架403与升降导轨401相连接；柔性喷药导管404固定安装在喷嘴架403上；喷嘴405与柔性喷药导管404相连接，固定设置在喷嘴架403上。精准变量施药装置4的喷嘴架403与升降导轨401铰接，可根据需要进行上下调整，以适应高度不同的作物；通过识别***5，为变量施药提供实时分析与科学决策，从而控制喷嘴405达到施药的控制，实现解决田间施药作业粗放、施药量大、农药利用率低的问题。

在进一步的实施例中，还包括识别***5，其固定安装在移动平台1的支撑架103的下面。用于获取田间苗带精确信息、苗带位置、宽度和间距等信息、施肥装置实时的位置信息、作物高度信息。

如图1-6所示，一种高地隙多功能智能化田间管理作业装备的工作原理如下：

通过识别***，获取田间苗带精确信息，移动平台基于田间信息实现控制各装置的工作位置，实现精确对行，实现稳定自走行驶控制；

在电池电量不足的情况下可通过油箱106和增程器107进行电能补给；

在装置工作位置准确后，伴随着移动平台1的行走，通过识别***5得到苗带位置、宽度和间距等信息，同时通过耕深传感器207得到的信息和限深装置208，实现利用这些信息对条耕松土除草部件进行精确对行和耕深控制，躲避苗带，解决伤苗率高的问题。

随之施肥装置3也在同一时间进行工作，根据识别***5获取施肥装置实时的位置信息，经变量施肥评估专家***进行分析处理，提取施肥装置位置信息与施肥处方图中的施肥量信息进行配合获得相应施肥量，控制第一马达303、第二马达302达到双变量施肥的目的。排肥轴两端两个装有电磁驱动器的第二马达302和第一马达303在根据控制器给出的电信号去带动排肥主轴30401的转动，从而带动排肥挡轴30407的移动，从而调节排肥器30403开口大小，从而实现的不同转速和不同开度的精准变量施肥，最终实现田间按需施肥的目的，提高施肥的精度与均匀性；

在移动的过程中，精准变量施药装置4也一同工作，其喷嘴架403与升降导轨401铰接，可根据需要进行上下调整，以适应高度不同的作物。

本发明通过识别***5，为变量施药提供实时分析与科学决策，从而控制喷嘴405达到施药的控制，实现解决田间施药作业粗放、施药量大、农药利用率低的问题。在移动的过程中，三个装置通过信息感知、数据传输、过程控制，三者协同作业，实现多功能田间管理装备各***之间效率协同优化，实现特经作物生产装备的多功能化和智能化。

Claims (10)

1.高地隙田间管理作业装备，其特征是，包括：

移动平台，包括行走机构、行走机构上设置的平台；

条耕松土除草装置，设置在所述平台上，包括驱动电机、传动机构、条耕刀、条耕刀支撑杆；所述条耕刀经由条耕刀支撑杆设置在所述平台上，所述驱动电机通过传动机构与所述条耕刀相连接；

限深装置，设置在所述条耕松土除草装置上，用于限制所述条耕刀的作业深度。

2.根据权利要求1所述的高地隙田间管理作业装备，其特征是，所述条耕松土除草装置还包括条耕刀罩，所述限深装置与所述条耕刀罩转动连接。

3.根据权利要求2所述的高地隙田间管理作业装备，其特征是，所述条耕松土除草装置还包括耕深传感器，包括第一耕深传感器、第二耕深传感器，第一耕深传感器、第二耕深传感器分别设置在所述条耕刀罩的前、后侧。

4.根据权利要求3所述的高地隙田间管理作业装备，其特征是，所述传动机构包括传动轴、传动轴上设置的第一链轮、链条；驱动电机驱动连接传动轴；

所述条耕刀支撑杆上设置转动轴，转动轴上设置条耕刀、第二链轮，第一链轮与第二链轮上套设链条。

5.根据权利要求1所述的高地隙田间管理作业装备，其特征是，设有施肥装置，包括：

储肥机构，设置在所述平台上；

排肥机构，与所述储肥机构相连接；排肥机构转动设置在所述排肥主轴上，排肥主轴上设置槽轮；

第一马达，设置在所述平台上，所述第一马达通过第一连接组件与所述排肥主轴一端相连接，第一马达上设置第一电磁驱动器，所述第一马达用于驱动所述排肥主轴转动进而拨动排肥机构内的肥料出料；

第二马达，设置在所述平台上，所述第二马达通过第二连接组件与所述排肥主轴另一端相连接，第二马达上设置第二电磁驱动器，所述第二马达用于驱动所述排肥主轴以及槽轮轴向移动，调节槽轮的工作长度，进而控制排肥器开口大小。

6.根据权利要求5所述的高地隙田间管理作业装备，其特征是，所述第一连接组件包括第一套筒、第一套筒内设置的第一联轴器、第一连接轴、第一轴承；

所述第一套筒同轴设置在第一马达壳体上；

所述第一连接轴为台阶轴，通过第一轴承进行支撑，第一连轴件一端与所述第一马达的输出轴通过第一联轴器相连接，第一连轴件另一端通过花键与所述排肥主轴相连接，所述排肥主轴在所述第二马达的作用下可相对于所述第一连接件轴向移动。

7.根据权利要求5所述的高地隙田间管理作业装备，其特征是，所述第二连接组件包括第二套筒、第二套筒内设置的第二联轴器、第二连接轴、第二轴承；

所述第二套筒同轴设置在第二马达壳体上；

所述第二连接轴为台阶轴，第二连接轴一端与所述第二马达的输出轴通过第二联轴器相连接，第二连接轴另一端与所述第二套筒螺纹连接，所述排肥主轴端部设置在第二连接轴对应端部的轴孔中并通过所述第二轴承进行支撑；

第二马达带动第二连接件转动并轴向移动，从而带动排肥主轴轴向移动。

8.根据权利要求1所述的高地隙田间管理作业装备，其特征是，所述平台上设有施药装置，施药装置的高度可调节。

9.根据权利要求1所述的高地隙田间管理作业装备，其特征是，所述平台上设置油箱和增程器，用于电能补给。

10.权利要求9所述的高地隙田间管理作业装备的应用方法，其特征是，

通过识别***获取田间苗带信息，移动平台基于田间苗带信息，实现控制高地隙田间管理作业装备各装置的工作位置，实现精确对行，实现稳定自走行驶控制；

在高地隙田间管理作业装备工作位置准确后，伴随着移动平台的行走，通过识别***得到苗带位置、宽度和间距等信息，同时通过耕深传感器得到的信息和限深装置，对条耕松土除草部件进行精确对行和耕深控制；

同时，施肥装置根据识别***获取施肥机实时的位置信息，提取施肥机位置信息与施肥处方图中的施肥量信息进行配合获得相应施肥量，根据控制器给出的电信号，控制第一马达带动排肥主轴的转动，从而实现的不同转速的施肥；控制第二马达带动排肥挡轴的移动，从而调节排肥器开口大小，从而实现不同开度的施肥；

同时，施药装置通过识别***获取的作物高度信息，控制施药装置上下调整，以适应高度不同的作物；

在高地隙田间管理作业装备电池电量不足的情况下，通过油箱和增程器进行电能补给。

Images