CN108293330A - 一种玉米株间除草机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种玉米株间除草机，包括机架以及与所述机架连接的除草装置，所述机架上设置有驱动控制装置；还包括一个农药喷淋装置，所述农药喷淋装置由农药箱、与农药箱连接的输送泵驱动装置以及与输送泵驱动装置的输出软管连接的喷淋头组成，所述除草装置由壳体、支撑轮机构、伺服电机驱动机构和除草机构。用于解决现有除草机玉米株间除草时伤苗率高，不能除去幼草，体积较大，操作不灵活轻便的技术问题，并且能同时解决农药喷洒的技术问题，还能同时解决农药喷洒的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械工程领域，具体涉及一种玉米株间除草机。
背景技术
目前，农作物田间除草主要分为人工除草、机械除草和化学药剂除草三种。人工除草伤苗率低，但是会耗费大量的人工成本和时间，除草效率不高。化学药剂除草不会出现伤苗情况，除草效果也比较显著，但在实践中往往采用粗狂的喷洒方式喷洒除草剂，造成了能源浪费，如果长期使用除草剂除草时，田间杂草会对除草剂产生耐药作用，导致除草率降低，另外大量残留的除草剂不仅会对土壤造成污染，影响农作物的生长。而机械除草是可持续发展农业中的一项关键技术，开始受到越来越多的重视，就目前技术而言，行间除草技术较为成熟，除草效率能够达到90％以上，但是现有的机械除草机用于玉米株间除草时，伤苗率较高，所以玉米株间的杂草更多时候采用的时人工除草的方法。
现有的机械除草一般采用中耕除草或表面割草两种方式进行除草。中耕除草需要机械对土壤进行浅层翻倒、疏松表层土壤，直接铲除行间杂草，存在机械体积大、除草不够灵活、玉米株间除草伤苗率高以及主要适用于平原地区的缺点，无法推广适用于不同地形地貌的地区使用。所以，有现有技术已经提出了表面割草式除草机，此类型除草机通常在行走机械的前面或后面悬挂一个除草装置，在除草装置末端安装三角抓或旋转切割刀的方式除草，所述结构的除草装置仍然不能解决玉米株间除草伤苗率高的技术问题，而且和中耕除草比起来，表面割草式除草机不能除去刚发芽长出土壤表面的幼草，幼草很快长大，影响农作物的生长。因此，需要设计一种伤苗率低，能够除去幼草且操作灵活，小巧轻便的除草装置。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种玉米株间除草机，用于解决现有除草机玉米株间除草时伤苗率高，不能除去幼草，体积较大，操作不灵活轻便的技术问题，而且还能同时解决农药喷洒的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种玉米株间除草机，包括机架以及与所述机架连接的除草装置，所述机架上设置有驱动控制装置；还包括一个农药喷淋装置，所述农药喷淋装置由农药箱、与农药箱连接的输送泵驱动装置以及与输送泵驱动装置的输出软管连接的喷淋头组成，所述除草装置由壳体、支撑轮机构、伺服电机驱动机构和除草机构；所述支撑轮机构由两个地轮、与所述地轮配套连接的支撑轴以及设置在支撑轴上的能够识别玉米苗的接近传感器构成，所述支撑轴通过紧固部件高度可调节的连接在机架本体上的单体仿形机构上；所述的壳体通过紧固螺栓固定在所述支撑轮机构的支撑轴上；所述的伺服电机驱动机构由伺服电机驱动组件和51单片机构成，所述伺服电机驱动组件设置在壳体顶部且驱动输出轴伸入壳体内部；所述51单片机设置在壳体内的内壁上并与伺服电机驱动组件电连接，与所述接近传感器通信连接；所述除草机构由除草刀组件和驱动除草刀组件做避苗运动的驱动机构构成，所述的除草刀组件分别由两把除草刀、与除草刀连接的刀轴以及将刀轴一端紧固在所述驱动机构内的紧固装置，所述驱动机构与伺服电机驱动组件的驱动输出轴连接，所述农药箱和输送泵驱动装置设置在玉米株间除草机的机架本体上，所述喷淋头设置在除草装置外壳底部两个刀轴之间的通孔上，所述输送泵驱动装置通过软管与所述喷淋头连接。
优选的所述软管贯穿除草装置的壳体和除草机构的外壳进入驱动齿轮组件与外壳底部形成的空间中，并连接在所述通孔上。
优选的，所述驱动机构包括外壳、以及分别设置于所述外壳内部的驱动轴承组件、与驱动轴承组件连接的驱动齿轮组件以及与所述除草刀组件连接的弹簧组件；所述驱动轴承组件由主动轴和从动轴构成，所述驱动齿轮组件由主动齿轮、主动凸轮、从动齿轮以及从动凸轮构成，所述的主动轴上端贯穿除草机构生物外壳与伺服电机驱动机构的驱动输出轴连接，下端连接在除草机构的外壳底部的内壁上，所述主动齿轮连接在外壳内的主动轴上，所述主动凸轮设置在主动齿轮下方并连接在主动轴上；所述从动轴与主动轴横向并列设置与除草机构的外壳内，所述从动齿轮连接在从动轴上并与所述的主动轮齿齿合相接，并在从动齿轮下方的从动轴上连接一个从动凸轮。
优选的，所述弹簧组件包括设置于除草机构外壳内后壁上的带有滑槽的支座、对称设置在所述支座滑槽内的两条弹簧以及分别与弹簧连接的摆动杆，所述弹簧的一端分别连接在支座的两端，所述弹簧另一端与所述摆动杆的一端连接，所述摆动杆的另一端连接在刀轴上。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.采用本方案的除草装置工作时，调节刀轴的高度，确定除草刀的入土深度，驱动装置驱动除草机向前运动，操作人员手持扶手控制方向随除草机前行，两把除草刀通过驱动力将泥土中的杂草连根去除，当除草刀接近苗时，接近传感器向51单片机发出信号，51单片机将信号处理后，把旋转指令传递给伺服电机驱动装置，然后伺服电机驱动装置驱动滑轮组件转动，凸轮的叶片转动后挤压连接在刀轴上的摆动杆，所述摆动杆旋转驱使刀轴转动，致使除草刀向后转动，避开苗后，弹簧组件将摆动杆拉回复位，完成一次苗间除草工作，有效解决了株间伤苗率高，幼草去除不尽的技术问题。同时该装置结构简单，重量较轻，对于土质较为疏松的土壤进行除草时，即使不用驱动控制装置，用人力推动也能轻松除草。
2.采用本方案所述的除草装置工作时，当接近传感器向51单片机发出信号后，伺服电机驱动割草装置完成避苗动作的同时，51单片机同时会将信号传递给输送泵驱动器，完成一次农药喷淋工作。农耕人员在除草的同时，完成了对农作物的农药喷洒工作，简单高效，能节约大量的时间和人力成本，并且该装置还具有农药流量控制精确，喷洒位置准确，解决了传统喷洒方式农药喷洒不均一，喷洒过量导致农药残留，造成资源浪费和污染土壤的技术问题。
附图说明
图1是实施例1所述的玉米株间除草机的结构图；
图2是所述除草装置的除草机构的局部放大图；
图3是实施例2所述的具有同时喷洒农药功能的除草机构；
图4是所述除草机构的主动凸轮和从动凸轮的结构图。
图中标记为：1-机架；2-驱动控制装置；3-农药箱；4-输送泵驱动装置；5-单体仿形机构；6-支撑轮机构；7-接近传感器；8-除草装置；9-伺服电机驱动机构；10-51单片机；11-除草机构；12-主动轴；13-从动轴；14-主动齿轮；15-从动齿轮；16-主动凸轮；17-从动凸轮；18-弹簧；19-摆动杆；20-刀轴；21-除草刀；22-紧固机构；23-软管；24-喷淋头；25-凸体；26-叶片。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合图附图对本发明作详细说明。
实施例1
一种玉米株间除草机，包括机架1，设置在机架1上驱动机架1运动的驱动控制装置2以及与机架1连接的除草装置8。所述机架1由扶手、与扶手固定连接的机架本体以及设置在机架本体底部转轮组成。所述的驱动控制装置2由驱动电机和缓冲支架组成，所述缓冲支架连接在机架本体上，所述驱动控制装置2连接在缓冲支架上。所述驱动控制装置2的驱动输出轴通过驱动组件与设置在机架本体底部的转轮连接，用于驱动转轮转动，从而实现驱动整个机架1运动。
所述除草装置8通过一组单体仿形机构5连接在机架本体上，单体仿形机构5与机架本体之间采用U形螺栓连接，通过调节螺母可以调节除草装置8的侧向位移幅度，以使除草机适用于不同的垄距作业，同时也便于除草机在地坎处转弯调头。
所述除草装置8包括壳体、支撑轮机构6、伺服电机驱动机构9和除草机构11。
所述支撑轮机构6由两个地轮、与所述地轮配套连接的支撑轴以及设置在支撑轴上高度可调节的能够识别玉米苗的接近传感器7构成，所述支撑轴通过螺栓高度可调节地与一端连接在机架本体上的一组单体仿形机构5的另一端连接。
所述的壳体通过紧固螺栓固定在所述支撑轮机构6的支撑轴上，用于承载伺服电机驱动组件和51单片机10。
所述的伺服电机驱动机构9由伺服电机驱动组件和51单片机10组成，所述伺服电机驱动组件设置在壳体顶部，驱动输出轴伸入壳体内部。所述51单片机10设置在壳体内的内壁上并与伺服电机驱动组件电连接，与所述接近传感器通信连接。
所述除草机构11由设置于壳体内部的外壳、驱动轴承组件、驱动齿轮组件和弹簧组件以及部分设置于壳体内部的除草刀组件构成。
所述驱动轴承组件包括主动轴12和从动轴13。
所述驱动齿轮组件包括主动齿轮14、主动凸轮16、从动齿轮15以及从动凸轮17。
所述的主动轴12上端贯穿除草机构11的外壳与伺服电机驱动机构9的驱动输出轴连接，下端连接在除草机构11外壳底部的内壁上。所述主动齿轮14连接在外壳内的主动轴12上，所述主动凸轮16设置在主动齿轮14下方并连接在主动轴12上。
从动轴13与主动轴12横向并列设置与除草机构11的外壳内，所述从动轮连接在从动轴13上并与所述的主动齿轮14齿和相接，并在从动齿轮15下方的从动轴13上连接一个从动凸轮17，所述从动凸轮17位置略高于主动凸轮16，使的从动凸轮17的叶片26置于主动凸轮16的叶片26上方，避免凸轮转动时两个叶片相互碰撞，同时也节约外壳内部空间。
所述的除草刀组件分别由两组除草刀21、与除草刀21配套使用的刀轴20、以及紧固装置22。所述刀轴20一端连接除草刀21，设置于壳体外部，另一端贯穿壳体底部和外壳底部，通过所述紧固装置22固定在除草机构11的外壳内的底部上。
所述主动凸轮和从动凸轮有凸体25和叶片26组成。
所述弹簧组件由设置于除草机构11外壳内后壁上的带有滑槽的两个支座、设置在所述支座滑槽内的弹簧18以及分别与弹簧18连接的摆动杆19构成。所述两条弹簧18的一端分别连接在支座的两端，所述弹簧18另一端与所述摆动杆19的一端连接，所述摆动杆19的另一端连接在刀轴20上。
采用本方案的除草装置8工作时，调节刀轴20的高度，确定除草刀21的入土深度，驱动控制装置2驱动除草机向前运动，操作人员手持扶手控制方向随除草机前行，两把除草刀21通过驱动力将泥土中的杂草连根去除，当除草刀21接近苗时，接近传感器7向51单片机10发出信号，51单片机10将信号处理后，把旋转指令传递给伺服电机驱动机构9，然后伺服电机驱动机构9驱动滑轮组件转动，凸轮的叶片26转动后挤压连接在刀轴20上的摆动杆19，所述摆动杆19旋转驱使刀轴20转动，致使除草刀21向后转动，避开苗。避开苗后，弹簧组件将摆动杆19拉回复位，完成一次苗间除草工作。
实施例2
对于种植的幼苗，为了防止虫害，通常需要在幼苗表面喷洒农药。因此实施例2是对实施例1的改进，其改进的地方在于，在所述机架1本体上安装一个农药箱3以及与所述农药箱3连接的输送泵驱动装置4，所述的输送泵驱动装置4通过信号传感器与51单片机10通信连接。
在所述除草机构11的驱动齿轮组件与除草机构11外壳内底部形成的空间内设置一个通孔，所述通孔圆心与两根刀轴20的中心在一条直线上，并且所述通孔到两根刀轴20之间的距离相等。与所述输送泵驱动装置4连接的输出软管23穿过除草装置8的壳体，并穿过除草机构11外壳连接在通孔上，并且在除草装置8的壳体底部的两根刀轴20正中间设置一个喷淋头24，所述喷淋头24的进液口与所述瞳孔内的软管23连接。
采用本方案所述的除草装置8工作时，当接近传感器7向51单片机10发出信号后，伺服电机驱动除草机构11完成避苗动作的同时，51单片机10同时会将信号传递给输送泵驱动器，完成一次农药喷淋工作。农耕人员在除草的同时，完成了对农作物的农药喷洒工作，简单高效，能节约大量的时间和人力成本，并且该装置还具有农药流量控制精确，喷洒位置准确，解决了传统喷洒方式农药喷洒不均一，喷洒过量导致农药残留，造成资源浪费和污染土壤的技术问题。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒介简介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
Claims (4)
1.一种玉米株间除草机，包括机架(1)以及与所述机架连接的除草装置，所述机架上设置有驱动控制装置，其特征在于：还包括一个农药喷淋装置，所述农药喷淋装置由农药箱(3)、与农药箱(3)连接的输送泵驱动装置(4)以及与输送泵驱动装置(4)的输出软管(23)连接的喷淋头(24)组成，所述除草装置由壳体、支撑轮机构(6)、伺服电机驱动机构(9)和除草机构(11)；所述支撑轮机构(6)由两个地轮、与所述地轮配套连接的支撑轴以及设置在支撑轴上的能够识别玉米苗的接近传感器(7)构成，所述支撑轴通过紧固部件高度可调节的连接在机架本体上的单体仿形机构(5)上；所述的壳体通过紧固螺栓固定在所述支撑轮机构(6)的支撑轴上；所述的伺服电机驱动机构(9)由伺服电机驱动组件和51单片机(10)构成，所述伺服电机驱动组件设置在壳体顶部且驱动输出轴伸入壳体内部；所述51单片机(10)设置在壳体内的内壁上并与伺服电机驱动组件电连接，与所述接近传感器(7)通信连接；所述除草机构(11)由除草刀组件和驱动除草刀组件做避苗运动的驱动机构构成，所述的除草刀组件分别由两把除草刀(21)、与除草刀(21)连接的刀轴(20)以及将刀轴(20)一端紧固在所述驱动机构内的紧固装置(22)，所述驱动机构与伺服电机驱动组件的驱动输出轴连接，所述农药箱(3)和输送泵驱动装置(4)设置在玉米株间除草机的机架本体上，所述喷淋头(24)设置在除草装置外壳底部两个刀轴(20)之间的通孔上，所述输送泵驱动装置(4)通过软管(23)与所述喷淋头(24)连接。
2.根据权利要求1所述的一种玉米株间除草机，其特征在于：所述软管(23)贯穿除草装置(8)的壳体和除草机构(11)的外壳进入驱动齿轮组件与外壳底部形成的空间中，并连接在所述通孔上。
3.根据权利要求1所述的一种玉米株间除草机，其特征在于：所述驱动机构包括外壳、以及分别设置于所述外壳内部的驱动轴承组件、与驱动轴承组件连接的驱动齿轮组件以及与所述除草刀组件连接的弹簧组件；所述驱动轴承组件由主动轴(12)和从动轴(13)构成，所述驱动齿轮组件由主动齿轮(14)、主动凸轮(16)、从动齿轮(15)以及从动凸轮(17)构成，所述的主动轴(12)上端贯穿除草机构(11)生物外壳与伺服电机驱动机构(9)的驱动输出轴连接，下端连接在除草机构(11)的外壳底部的内壁上，所述主动齿轮(14)连接在外壳内的主动轴(12)上，所述主动凸轮(16)设置在主动齿轮(14)下方并连接在主动轴(12)上；所述从动轴(13)与主动轴(12)横向并列设置与除草机构(11)的外壳内，所述从动齿轮(15)连接在从动轴(13)上并与所述的主动轮齿(14)齿合相接，并在从动齿轮(15)下方的从动轴(13)上连接一个从动凸轮(17)。
4.根据权利要求2所述的一种玉米株间除草机，其特征在于：所述弹簧组件包括设置于除草机构(11)外壳内后壁上的带有滑槽的支座、对称设置在所述支座滑槽内的两条弹簧(18)以及分别与弹簧(18)连接的摆动杆(19)，所述弹簧(18)的一端分别连接在支座的两端，所述弹簧(18)另一端与所述摆动杆(19)的一端连接，所述摆动杆(19)的另一端连接在刀轴(20)上。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180720 |