CN114651538A - 一种除草装置、除草方法及除草机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了除草装置、除草方法及除草机器人。涉及农用机械技术领域。除草装置包括支架、第一除草单元和第二除草单元，支架包括横梁以及沿横梁的长度方向间隔设置的立柱。第一除草单元设置在相邻的两个立柱之间。第一除草单元所包括的第一刀具能够升降，除草装置在除草状态时，第一刀具降至第一预设位置。除草装置在避苗状态时，第一除草单元所包括的第一刀具升至第二预设位置。第二除草单元为两个，分别设置在横梁相对的两端部，至少一个第二除草单元能够沿横梁的长度方向往复移动，除草装置在除草状态时，第二除草单元固定在第三预设位置；第三预设位置为第二除草单元能够铲除草的位置。

Description

一种除草装置、除草方法及除草机器人

技术领域

本发明涉及农用机械技术领域，尤其涉及一种除草装置、除草方法及除草机器人。

背景技术

现有的除草方式多种多样，包括人工除草、化学除草、物理除草、机械除草、生物除草和生态除草等。农田里化学除草仍然是最主要的除草方式。机械除草是继化学除草后的一种广泛被人们接受的除草方法，研究除草机器人实现自动机械除草可解决田间除草方面的人力和环保问题。

现有技术提供的除草装置因不能适用不同株间距以及不同除草高度的要求，因此，存在适用性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种除草装置、除草方法及除草机器人，以使除草装置可以适用不同株间距以及不同除草高度，进而提高除草装置的适用性。

第一方面，为了实现上述目的，本发明提供了一种除草装置，包括：支架、第一除草单元和第二除草单元，支架包括横梁以及沿横梁的长度方向间隔设置的立柱。第一除草单元设置在相邻的两个立柱之间。第一除草单元所包括的第一刀具能够升降，除草装置在除草状态时，第一刀具降至第一预设位置。除草装置在避苗状态时，第一除草单元所包括的第一刀具升至第二预设位置。其中，第一预设位置为第一刀具能够铲除草的位置，第二预设位置为第一刀具能够避开苗的位置。第二除草单元为两个，分别设置在横梁相对的两端部，至少一个第二除草单元能够沿横梁的长度方向往复移动，除草装置在除草状态时，第二除草单元固定在第三预设位置；第三预设位置为第二除草单元能够铲除草的位置。

采用上述技术方案的情况下，将本发明提供的除草装置应用于如单垄单行农作物除草时，此时，需要除草的区域包括位于垄上的株间以及垄所具有的相对的垄坡。基于此，可以根据垄的高度调整第一除草单元所具有的第一刀具与垄的顶面之间的距离，以使第一刀具可以位于第一预设位置上，当第一刀具位于第一预设位置时，第一刀具作业时，可以铲除位于垄上以及株间的杂草。而当除草装置行走至靠近农作物前，为了避免第一除草单元所包括的第一刀具损坏株苗，此时，可以将第一刀具上升至第二预设位置，以使第一刀具可以位于株苗的上方。而当第一刀具避过株苗后，可以再次将第一刀具降至第一预设位置，以继续对位于除草装置行走方向上的株间区域进行除草作业。

在除草装置开始作业前，还可以调整第二除草单元，以使两个第二除草单元可以分别位于垄坡上，且第二除草单元可以固定在第三预设位置。当除草装置处于除草状态和避苗状态时，也就是说，当第一刀具铲除位于株苗间杂草以及第一刀具位于株苗上方以避开株苗时，第二除草单元均可以位于垄坡上，以利用第二除草单元铲除垄坡上的杂草。

由以上应用可知，本发明提供的除草装置在一个行走周期内，在有效的避免损坏株苗的情况下，不仅可以铲除位于株苗之间的杂草，还可以铲除位于垄坡上的杂草。基于此，可以提高除草的效率。而且，由于用于铲除株苗间杂草的第一除草单元可以升降，也就是说，可以根据垄的高度以及株苗的高度调整第一刀具升降的距离，以确保第一刀具在第一预设位置时可以铲除株苗间杂草，第一刀具在第二预设位置时可以铲除垄坡上的杂草。与此同时，还可以根据垄的宽度调整两个第二除草单元之间的间距，以使第二除草单元可以固定在第三预设位置，确保第二除草单元可以铲除位于垄坡上的杂草。基于此，可以提高本发明提供的除草装置的适用性，即适用于不同垄高、垄宽以及株苗高度的场景。再者，除草装置在一个行走周期内，由于可以同时铲除株苗间以及垄坡上的杂草，因此，可以有效的避免杂草的漏除，可以提高除草的效果。

在一种实现方式中，第一除草单元包括升降组件和第一除草组件，升降组件包括设置在横梁上的第一动力输出部，沿与第一动力输出部相对的立柱的长度方向设置有丝杠，丝杠与第一动力输出部的动力输出端动力连接，以及旋接于丝杆的升降台，升降台位于相邻的两个立柱之间。第一除草组件包括承载于升降台与横梁相对的一面的第二动力输出部，贯穿升降台与第二动力输出部动力连接的第一转轴，以及沿第一转轴的周向设置的第一刀具。

在一种实现方式中，沿立柱的长度方向贯穿横梁开设有安装孔，安装孔内设置有安装台，第一动力输出部容置于安装孔内且由安装台承载。承载丝杠的立柱与其相邻的立柱相对的一面开设有开口槽，丝杠容置在开口槽内。

在一种实现方式中，每一第一刀具均包括第一切削段和第二切削段，其中，第一切削段具有相对的第一端和第二端，第一端紧固连接于第一转轴，第二端与第二切削段可转动的连接在一起。第一刀具位于第一预设位置时，第二切削段转动并固定在与第一切削段之间具有夹角α的位置，90°＜α≤180°。第一刀具位于第二预设位置时，第二切削段转动并固定在与第一切削段之间具有夹角β的位置，0°＜β≤90°。

在一种实现方式中，在横梁靠近其端部的位置，沿横梁的长度方向开设有沿横梁的宽度方向贯通的安装槽。每一第二除草单元均包括第一承载梁、第二承载梁和第二除草组件，第一承载梁贯穿安装槽，并能够在安装槽内沿横梁的长度方向往复移动。第二承载梁分别设置在第一承载梁所具有的相对的两端部。第二除草组件包括第三动力输出部，第三动力输出部承载于其中一个第二承载梁靠近其悬空端的位置。还包括贯穿第二承载梁与第三动力输出部动力连接的第二转轴，第二转轴的另一端由另一个第二承载梁承载。沿第二转轴的轴向螺旋分布有第二刀具。

在一种实现方式中，每一第二除草单元还包括与两个第二承载梁连接并位于第二承载梁外侧的防护罩。

在一种实现方式中，第一承载梁靠近其中间的位置开设有螺纹通孔。每一第二除草单元均包括用于驱动第一承载梁在安装槽内沿横梁的长度方向往复移动的驱动组件。每一驱动组件均包括第四动力输出部和螺纹轴，第四动力输出部承载于横梁的端部，螺纹轴沿横梁的长度方向容置在安装槽内。螺纹轴的一端与第四动力输出端动力连接，螺纹轴的另外一端由安装槽所具有的槽底承载。第一承载梁通过螺纹通孔与螺纹轴旋接在一起。

在一种实现方式中，支架为铝合金支架或镁铝合金支架。和/或，第一承载梁和第二承载梁均为铝合金承载梁或镁铝合金承载梁。

第二方面，本发明还提供一种除草方法，除草方法应用了第一方面和/或第一方面任意一种实现方式所述的除草装置；除草方法应用于具有除草状态和避苗状态的除草工况；除草方法包括以下步骤：

除草装置在除草状态时，调整第一除草单元所具有的第一刀具至第一预设位置，调整第二除草单元使其固定在第三预设位置；其中，第一预设位置为第一刀具能够铲除草的位置，第二预设位置为第一刀具能够避开苗的位置；

除草装置在避苗状态时，调整第一除草单元所具有的第一刀具至第二预设位置，

调整第二除草单元使其固定在第三预设位置；第三预设位置为第二除草单元能够铲除草的位置。

本发明提供的除草方法的有益效果与本发明第一方面和/或第一方面任意一种实现方式提供的除草装置的有益效果相同，在此不再赘述。

第三方面，本发明还提供一种除草机器人，包括移动装置以及第一方面和/或第一方面任意一种实现方式提供的除草装置，移动装置与除草装置所包括的横梁连接在一起。移动装置用于带动除草装置沿株苗所在行移动，除草装置在随移动装置移动过程中，除草装置所包括的第一除草单元交替处于除草状态和避苗状态，除草装置所包括的第二除草单元处于除草状态。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的除草装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的除草装置处于除草状态时的主视图；

图3为本发明实施例提供的除草装置处于避苗状态时的主视图；

图4为本发明实施例提供的除草装置的侧视图；

图5为本发明实施例提供的除草装置的俯视图；

图6和图7为本发明实施例提供的第一刀具的结构示意图。

附图标记：

1-支架， 2-第一除草单元， 3-第二除草单元，

10-横梁， 11-立柱； 100-安装孔，

101-安装槽， 12-保护盖， 110-开口槽；

200-丝杠， 201-升降台， 21-第一除草组件，

210-第二动力输出部， 211-第一转轴， 212-第一刀具，

2120-第一切削段， 2121-第二切削段，

30-第一承载梁， 31-第二承载梁， 32-第二除草组件，

320-第三动力输出部， 321-第二转轴， 322-第二刀具，

33-驱动组件， 330第四动力输出部， 331-螺纹轴，

332-承载板， 34-防护罩；

a-电机， b-减速机， c-端盖，

4-加强板。

具体实施方式

为了使本发明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，对本发明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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，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，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。

第一方面，本发明实施例提供一种除草装置。参见图1至图5，本发明实施例提供的除草装置包括支架1、第一除草单元2和第二除草单元3。

其中，支架1包括横梁10以及沿横梁10的长度方向间隔设置的立柱11。例如，可以沿横梁10的长度方向间隔设置两个与横梁10垂直的立柱11。立柱11与横梁10的连接方式可以是插接、焊接、螺纹连接或一体成形等多种方式，在此不做具体的限定。当然，还可以沿横梁10的长度方向间隔设置三个、四个或者更多个与横梁10垂直的立柱11，相邻的两个立柱11之间具有安装空间。

第一除草单元2设置在相邻的两个立柱11之间，当立柱11的数量为两个时，两个立柱11之间设置一个第一除草单元2，此时，具有一个第一除草单元2的除草装置可以适用于单垄单行农作物的除草。当立柱11为三个或者更多个时，可以在两个相邻的立柱11之间分别设置一个第一除草单元2，此时，具有至少两个第一除草单元2的除草装置可以适用于单垄多行农作物的除草。第一除草单元2所包括的第一刀具212可以升降，除草单元在除草状态时，可以将第一刀具212降低至第一预设位置，第一预设位置为第一刀具212能够铲除草的位置，例如，第一刀具212可以位于株苗所在垄的上表面以下的位置(例如嵌入土壤1-5cm)。除草单元在避苗状态时，第一除草单元2所包括的第一刀具212升至第二预设位置，例如，第二刀具322可以位于株苗的上方，具体可以是不碰触到株苗的位置。

第二除草单元3为两个，分别设置在横梁10相对的两端部，也就是说，横梁10具有相对的第一端和第二端，其中一个第二除草单元3设置在第一端，另外一个第二除草单元3设置在第二端。至少一个第二除草单元3能够沿横梁10的长度方向往复移动。也就是说，可以是位于第一端的第二除草单元3沿横梁10的长度方向往复移动，也可以是位于第二端的第二除草单元3沿横梁10的长度方向往复移动，还可以是两个第二除草单元3均可以沿横梁10的长度方向往复移动。

当本发明实施例提供的除草装置具有一个第一除草单元2和两个第二除草单元3时，可以将上述除草装置应用于单垄单行农作物除草。此时，第一除草单元2用于铲除位于株苗之间的杂草，而两个第二除草单元3则用于铲除位于相对的两个垄坡上的杂草。具体应用时，可以先将第一除草单元2所包括的第一刀具212降至第一预设位置，将第二除草单元3(在两个第二除草单元3均可以移动的情况下)沿横梁10的长度方向至第三预设位置(第三预设位置可以是垄坡的中间位置)。在此基础之上，启动第一除草单元2和第二除草单元3工作，并且可以利用移动装置带动除草装置前行。当除草装置行走至靠近株苗时，为了避免第一除草单元2所包括的第一刀具212损坏株苗，可以将第一刀具212上升至第二预设位置，以是第一刀具212可以位于株苗的上方。而当第一刀具212避过株苗后，可以再次将第一刀具212降至第一预设位置，以继续对位于除草装置行走方向上的株间区域进行除草作业。在除草装置前行的过程中，第二除草单元3始终与垄坡接触，以利用第二除草单元3铲除垄坡上的杂草。

由以上应用可知，本发明提供的除草装置在一个行走周期内，在有效的避免损坏株苗的情况下，不仅可以铲除位于株苗之间的杂草，还可以铲除位于垄坡上的杂草。基于此，可以提高除草的效率。而且，由于用于铲除株苗间杂草的第一除草单元2可以升降，也就是说，可以根据垄的高度以及株苗的高度调整第一刀具212升降的距离，以确保第一刀具212在第一预设位置时可以铲除株苗间杂草，第一刀具212在第二预设位置时可以避苗。与此同时，还可以根据垄的宽度调整两个第二除草单元3之间的间距，以使第二除草单元3可以固定在第三预设位置，确保第二除草单元3可以铲除位于垄坡上的杂草。基于此，可以提高本发明提供的除草装置的适用性，即适用于不同垄高、垄宽以及株苗高度的场景。

作为一种可能的实现方式，第一除草单元2包括升降组件和第一除草组件21，升降组件包括设置在横梁10上的第一动力输出部，沿与第一动力输出部相对的立柱11的长度方向设置有丝杆200，丝杆200与第一动力输出部的动力输出端动力连接，以及旋接于丝杆的升降台201，升降台201位于相邻的两个立柱11之间。第一除草组件21包括承载于升降台201与横梁10相对的一面的第二动力输出部210，贯穿升降台201与第二动力输出部210动力连接的第一转轴211，以及沿第一转轴211的周向设置的第一刀具212。

在实际应用中，当需要除草装置处于除草状态时，也就是说，当需要第一刀具212到达第一预设位置时，可以启动第一动力输出部，以驱动丝杆200顺时针转动，从而带动升降台201下降，而此时承载于升降台201上的第一刀具212随升降台201下降至第一预设位置，关闭第一动力输出部以使第一刀具212固定在第一预设位置处。在此基础上，可以启动第二动力输出部210，以驱动第一转轴211转动，从而带动第一刀具212旋转，以铲除位于株间的杂草。

当需要除草装置处于避苗状态时，也就是说，当需要第一刀具212到达第二预设位置时，可以启动第一动力输出部，以驱动丝杆200逆时针转动，从而带动升降台201上身，而此时承载于升降台201上的第一刀具212随升降台201上升至第二预设位置，关闭第一动力输出部以使第一刀具212固定在第二预设位置处。而在第一刀具212上升至第二预设位置的过程中，可以关闭第二动力输出部210，以是第一刀具212处于静止状态。

采用丝杆200带动升降台201升降的方式，具有结构紧凑且便于维护的特点。而且，当第一刀具212到达第一预设位置或第二预设位置后，采用丝杆200所具有的自锁功能可能在不增加制动件的情况下，保持对升降台201的载重，从而确保第一刀具212在第一预设位置或第二预设位置上的稳定性。在此基础之上，可以使得除草装置在除草状态时的除草效果，以及在避苗状态时的避苗效果。另外，利用丝杆200实现升降的方式本身具有低速和低频的特点，因此，其可适用于低速以及无需频繁工作的场合，而本发明实施例提供的除草装置所具有的第一刀具212仅在预设位置需要调整时需要升降，因此，无需频繁作业。而且，为了避免第一刀具212在到达第一预设位置时与地面发生较大冲击而损坏第一刀具212，第一刀具212的下降速度不宜过高。也就是说，丝杆200升降方式应用于本发明实施例提供的除草装置时具有较好的适用性。

作为一种示例，支架1包括两个立柱11，为了便于描述，可以定义为左立柱11和右立柱11，第一除草单元2可以包括一个升降组件，该升降组件包括的第一动力输出部设置在横梁10与左立柱11相对应的位置上。此时，沿左立柱11的长度方向设置丝杆200，丝杆的一端贯穿横梁10后与第一动力输出部动力连接，丝杆200的另一端由左立柱11的底部承载。具体的，可以在左立柱11的底部开设一盲孔，丝杆200的另一端以间隙或过渡配合的方式插接在盲孔内。或者，还可以在上述盲孔内紧配合一轴承，丝杆200的另一端与轴承的内圈紧配合在一起。升降台201靠近左立柱11的一侧可以设置一凸起，贯穿凸起开设螺纹孔，通过螺纹孔与丝杆200旋接在一起。右立柱11与左立柱11相对的一侧且沿右立柱11的长度方向设置一光轴，升降台201靠近右立柱11的一侧可以设置另一凸起，贯穿该凸起开设通孔，通过通孔与光轴连接。在实际应用时，第一动力输出部带动丝杆200转动，转动的丝杆200带动升降台201沿丝杆200和光轴升降，其中，光轴可以对升降台201起到导向的作用，以确保升降台201在升降过程中的一致性。该示例中，利用一个第一动力输出部和一个丝杆200带动升降台201升降，在简化结构的同时，还可以降低成本。

作为第二种示例，支架1包括两个立柱11，为了便于描述，可以定义为左立柱11和右立柱11，第一除草单元2可以包括两个升降组件，也就是说，左立柱11上设置一个升降组件，右立柱11上设置一个升降组件。升降组件在左立柱11和右立柱11上的设置方式参见上述示例，在此不再赘述。

上述第二动力输出部210可以包括电机a和减速器，电机a的输出轴与减速器动力连接，电机a和减速器自上而下设置在升降台201与横梁10相对的一面上。第一转轴211贯穿升降台201后与减速器的输出轴动力连接在一起。

上述第一刀具212的数量可以是两个、三个或者是更多个，上述第一刀具212沿第一转轴211的轴向均匀分布在第一转轴211上。均匀分布的第一刀具212可以确保第一转轴211在转动过程中不发生偏转，基于此，可以有效的避免第一刀具212在除草过程中出现卡顿的问题。

作为一种可能的实现方式，沿立柱11的长度方向贯穿横梁10开设有安装孔100，安装孔100内设置有安装台，第一动力输出部容置于安装孔100内且由安装台承载。承载丝杆200的立柱11与其相邻的立柱11相对的一面开设有开口槽110，丝杆200容置在开口槽110内。

作为一种示例，安装孔100可以是矩形安装孔100，在矩形安装孔100靠近其中部的位置设置如安装板类型的安装台，第一动力输出部可以是大扭矩电机a，大扭矩电机a容置在上述矩形安装孔100内并且可拆卸的固定在安装台上。将大扭矩电机a容置在矩形安装孔100内后，可以在安装孔100的孔口处设置保护盖12，以有效的避免尘土或杂草落入安装孔100内影响大扭矩电机a的正常运转。而且，将大扭矩电机a容置在安装孔100内，可以使得升降组件的结构更加紧凑。安装台与大扭矩电机a的输出轴相对应的位置开设有通孔。丝杆200可以贯穿上述通孔后通过如联轴器等与大扭矩电机a所具有的输出轴连接。上述开口槽110可以是T形槽，T形槽可以沿立柱11的长度方向贯通立柱11，此时，可以在立柱11与横梁10相对的一端设置端盖c，此时，前文所述用于承载丝杆200的盲孔可以开设在端盖c上。将丝杆200容置在T形槽内，也可以进一步使得升降组件更加紧凑。

作为一种可能的实现方式，每一第一刀具212均包括第一切削段2120和第二切削段2121，其中，第一切削段2120具有相对的第一端和第二端，第一端紧固连接于第一转轴211，第二端与第二切削段2121可转动的连接在一起。第一刀具212位于第一预设位置时，第二切削段2121转动并固定在与第一切削段2120之间具有夹角α的位置，90°＜α≤180°，例如α＝95°、α＝120°、α＝180°等。第一刀具212位于第二预设位置时，第二切削段2121转动并固定在与第一切削段2120之间具有夹角β的位置，0°＜β≤90°，例如β＝90°、β＝45°、β＝5°等。

在实际应用时，当第一刀具212位于第一预设位置时，第一刀具212可以凸出于立柱11的悬空端，此时，可以转动第二切削段2121以使其与第一切削段2120之间具有夹角α，也就说是，可以向外转动第二切削段2121，以使第一刀具212整体的延展长度大于立柱11之间的距离。基于此，当除草装置在除草状态时，第一刀具212可以覆盖的除草区域比较大，以此提高除草的效率。当第二刀具322需要从第一预设位置上升至第二预设位置以实现避苗时，可以将第二切削段2121转动至与第一切削段2120之间具有锐角的位置，此时，第二切削段2121的外边缘与立柱11之间应当具有一定的缝隙，以确保第一刀具212在上升过程中不会与立柱11发生干涉。综合以上，由第一切削段2120和第二切削段2121构成且两者之间可以实现相互转动后固定，不仅可以确保在除草状态时覆盖更大的除草区域，而且还可以有利于第一刀具212的升降。

作为一种示例，第一切削段2120所具有的第一端可以以插接、焊接或螺纹连接等任意一种可拆卸或不可拆卸的固定方式与第一转轴211紧固连接在一起。第一切削段2120的长度延伸方向与第一转轴211的长度延伸方向之间可以具有90°的夹角，也就是说，第一切削段2120与第一转轴211相互垂直。应理解，当立柱11为两个时，第一切斜段悬空端部与立柱11之间需要留有一定的间隙，以避免第一刀具212在升降过程中与立柱11发生干涉而损坏第一刀具212。

作为一种示例，第二切削段2121与第一切削段2120的转动连接方式多种多样，例如，如图6、图7所示，第一切削段2120刀具末尾具有螺纹孔和安装位置，第二切削段2121首端为连接位置，连接位置上有通孔。螺栓通过第一切削段2120刀具末尾螺纹孔后通过第二切削段2121首端连接位置上通孔，最后通过第一切削段2120刀具末尾另一螺纹孔。第一切削段2120刀具末尾还有凸起，除草过程中，第二切削段2121在离心力的作用下从垂直于地面逐渐水平于地面，第二切削段2121在第一切削段2120刀具末尾凸起的阻挡下停止向上摆动，保留与地面水平的状态进行除草。

作为一种可能的实现方式，在横梁10靠近其端部的位置，在横梁10的长度方向上开设有沿横梁10的宽度方向贯通的安装槽101。每一第二除草单元3均包括第一承载梁30、第二承载梁31和第二除草组件32，第一承载梁30贯穿安装槽101，并能够在安装槽101内沿横梁10的长度方向往复移动。第二承载梁31分别设置在第一承载梁30所具有的相对的两端部。第二除草组件32包括第三动力输出部320，第三动力输出部320承载于其中一个第二承载梁31靠近其悬空端的位置。还包括贯穿第二承载梁31与第三动力输出部320动力连接的第二转轴321，第二转轴321的另一端由另一个第二承载梁31承载。沿第二转轴321的轴向螺旋分布有第二刀具322。

当本发明实施例提供的除草装置应用于单垄单行农作物除草时，两个第二除草单元3所包括的第一承载梁30可以均沿横梁10的长度方向在安装槽101内相互靠近或远离。例如，当两个第二除草单元3之间的间距小于垄宽时，两个第一承载梁30相互远离，直至两个第二除草单元3之间的间距等于或略大于垄宽。而当两个第二除草单元3之间的间距大于垄宽时，两个第一承载梁30则相互靠近，直至两个第二除草单元3之间的间距等于或略大于垄宽。两个第一承载梁30均在横梁10上的安装槽101内移动，相对于两个第一承载梁30在横梁10的下表面通过如导轨等移动，不仅可以简化第一承载梁30与横梁10的连接方式，而且，还可以使得第二除草单元3与横梁10的连接更加紧凑。再者，第一承载梁30在安装槽101内移动时，安装槽101所具有的两侧壁还可以起到限位作用，也就是说，可以利用安装槽101本身所具有的侧壁实现对第二除草单元3的位置限定，无需再另外单独设置限位件，具有结构简单的特点。不仅如此，安装槽101还可以为第一承载梁30的移动提供导向作用，以确保第一承载梁30往复移动的一致性。

在实际应中，当两个第二承载单元通过第一承载梁30在安装槽101内的移动到达第三预设位置后，启动第三动力输出部320，以驱动第二转轴321转动，第二转轴321带动呈螺旋分布的第二刀具322。第二刀具322沿第二转轴321的轴向螺旋分布，可以提高第二刀具322所覆盖的除草区域，以提高除草效率。

作为一种示例，第三动力输出部320也可以包括电机a和减速机b，电机a的输出轴与减速机b连接，且电机a和减速机b均由其中一个第二承载梁31承载。具体的，电机a和减速机b可以设置在第二承载梁31靠近其悬空端的位置。第二承载梁31与减速机b所具有的输出轴相对应的位置开设有通孔，第二转轴321贯穿上述通孔后与减速机b的输出轴动力连接在一起。第二转轴321的另一端则可以与另外一个第二承载梁31承载，具体的，可以在另外一个第二承载梁31与上述承载第三动力输出部320的第二承载梁31相对的一面开设盲孔，此时，第二转轴321可以以过渡或间隙配合的方式插设在上述盲孔内。

作为一种示例，每一第二刀具322所具有的悬空端均可以顺着第二转轴321的转动方向折弯一定角度，上述可以角度可以是90°至180°之间的任意角度(不包括180°)。在转动方向上折弯第二刀具322，可以使得第一刀具212在随第二转轴321的转动过程中，折弯的端部(以下简称折弯部)可以先接触除草区域，而且折弯部斜插入除草区域，对除草区域抓取力比较大，此时，有利于第二刀具322破除除草区域的土壤，进而使得第二刀具322整体随着第二转轴321的转动依次破除除草区域的土壤，从而有利于杂草从土壤中铲除。

而且，第二刀具322以螺旋的方式分布时，在某一具体的除草时刻，仅有一个或者少量几个第二刀具322与除草区域的土壤接触，此时，相对于所有的第二刀具322同时与除草区域的土壤接触，所需第三动力输出部320提供的驱动力减小。也就是说，在一个除草时间段，先入土壤的第二刀具322逐渐深入土壤的同时，跟随其后的其他第二刀具322才刚刚破土，而跟随其后的其他第二刀具322在逐渐深入土壤的时刻，在先的第二刀具322则逐渐的从土壤中旋出。基于此，第三动力输出部320仅需提供较小的驱动力即可实现第二除草单元3的除草作业。

至于第一承载梁30在安装槽101内的往复移动方式则多种多样，在此不做具体限定。

作为一种示例，第一承载梁30靠近其中间的位置开设有螺纹通孔。每一第二除草单元3均包括用于驱动第一承载梁30在安装槽101内沿横梁10的长度方向往复移动的驱动组件33。每一驱动组件33均包括第四动力输出部330和螺纹轴331，第四动力输出部330承载于横梁10的端部，螺纹轴331沿横梁10的长度方向容置在安装槽101内。螺纹轴331的一端与第四动力输出端动力连接，螺纹轴331的另外一端由安装槽101所具有的槽底承载。第一承载梁30通过螺纹通孔与螺纹轴331旋接在一起。

采用上述技术方案的情况下，当第一承载梁30需要在安装槽101内移动时，可以启动第四动力输出部330驱动螺纹轴331转动，转动的螺纹轴331带动具有螺纹通孔的第一承载梁30沿横梁10的长度方向移动，当移动到预设位置后，关闭第四动力输出部330即可使第一承载梁30固定至预设位置。也就是说，第一承载梁30到达预设位置后，无需单独设置锁紧件即可固定在预设位置。如此设置，在一定程度上简化了结构。

为了确保第一承载梁30与螺纹轴331之间的连接稳定性，可以将第一承载梁30开设螺纹孔的位置加粗。

作为一种具体的示例，可以在横梁10的端部紧固连接一端盖c，第四动力输出部330可以包括电机a和减速机b，电机a的输出轴连接减速机b，减速机b的输出轴对应端盖c和横梁10端部的位置开设与安装槽101连通的通孔，螺纹轴331通过上述通孔与减速机b的输出轴动力连接在一起。螺纹轴331的另外一端可以由设置在安装槽101槽底的承载板332承载，具体的，可以在承载板332上开设盲孔，螺纹轴331以过渡或间隙配合的方式与盲孔配合。

作为一种可能的实现方式，每一第二除草单元3还包括与两个第二承载梁31连接并位于第二承载梁31外侧的防护罩34。如此设置，在防护罩34的防护下，铲除的杂草可以被阻挡在垄坡上，以便于对铲除后杂草的统一收集或运输。

作为一种可能的实现方式，支架1为铝合金支架1或镁铝合金支架1。和/或，第一承载梁30和第二承载梁31均为铝合金承载梁或镁铝合金承载梁。如此设置，可以从整体上减轻除草装置的重量，以达到除草装置轻质化的目的。

作为一种可能的实现方式，本发明实施例提供的除草装置横梁10和立柱11之间还设置有用于加强两者之间连接稳定的加强板4。

第二方面，本发明还提供一种除草方法，该除草方法应用了第一方面提供的除草装置。除草方法应用于具有除草状态和避苗状态的除草工况；除草方法包括以下步骤：

除草装置在除草状态时，调整第一除草单元所具有的第一刀具至第一预设位置，调整第二除草单元使其固定在第三预设位置；其中，第一预设位置为第一刀具能够铲除草的位置，第二预设位置为第一刀具能够避开苗的位置；

除草装置在避苗状态时，调整第一除草单元所具有的第一刀具至第二预设位置，

调整第二除草单元使其固定在第三预设位置；第三预设位置为第二除草单元能够铲除草的位置。

本发明提供的除草方法的有益效果与本发明第一方面和/或第一方面任意一种实现方式提供的除草装置的有益效果相同，在此不再赘述。

第三方面，本发明还提供一种除草机器人，包括移动装置以及第一方面和/或第一方面任意一种实现方式提供的除草装置，移动装置与除草装置所包括的横梁连接在一起。移动装置用于带动除草装置沿株苗所在行移动，除草装置在随移动装置移动过程中，除草装置所包括的第一除草单元交替处于除草状态和避苗状态，除草装置所包括的第二除草单元处于除草状态。

尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种除草装置，其特征在于，包括：

支架，所述支架包括横梁以及沿所述横梁的长度方向间隔设置的立柱；

第一除草单元，所述第一除草单元设置在相邻的两个所述立柱之间；所述第一除草单元所包括的第一刀具能够升降；所述除草装置在除草状态时，所述第一刀具降至第一预设位置；所述除草装置在避苗状态时，所述第一除草单元所包括的第一刀具升至第二预设位置；其中，所述第一预设位置为所述第一刀具能够铲除草的位置，所述第二预设位置为所述第一刀具能够避开苗的位置；

以及第二除草单元，所述第二除草单元为两个，分别设置在所述横梁相对的两端部，至少一个所述第二除草单元能够沿所述横梁的长度方向往复移动，所述除草装置在除草状态时，所述第二除草单元固定在第三预设位置；所述第三预设位置为所述第二除草单元能够铲除草的位置。

2.根据权利要求1所述的除草装置，其特征在于，所述第一除草单元包括：

升降组件，所述升降组件包括设置在所述横梁上的第一动力输出部，沿与所述第一动力输出部相对的所述立柱的长度方向设置有丝杠，所述丝杠与所述第一动力输出部的动力输出端动力连接，以及旋接于所述丝杆的升降台，所述升降台位于相邻的两个立柱之间；

第一除草组件，所述第一除草组件包括承载于所述升降台与所述横梁相对的一面的第二动力输出部，贯穿所述升降台与所述第二动力输出部动力连接的第一转轴，以及沿所述第一转轴的周向设置的第一刀具。

3.根据权利要求2所述的除草装置，其特征在于，沿所述立柱的长度方向贯穿所述横梁开设有安装孔，所述安装孔内设置有安装台，所述第一动力输出部容置于所述安装孔内且由所述安装台承载；承载所述丝杠的所述立柱与其相邻的立柱相对的一面开设有开口槽，所述丝杠容置在所述开口槽内。

4.根据权利要求2所述的除草装置，其特征在于，每一所述第一刀具均包括第一切削段和第二切削段，其中，所述第一切削段具有相对的第一端和第二端，所述第一端紧固连接于所述第一转轴，所述第二端与所述第二切削段可转动的连接在一起；

所述第一刀具位于所述第一预设位置时，所述第二切削段转动并固定在与所述第一切削段之间具有夹角α的位置，90°＜α≤180°；

所述第一刀具位于所述第二预设位置时，所述第二切削段转动并固定在与所述第一切削段之间具有夹角β的位置，0°＜β≤90°。

5.根据权利要求1所述的除草装置，其特征在于，在所述横梁靠近其端部的位置，沿所述横梁的长度方向开设有沿横梁的宽度方向贯通的安装槽；

每一所述第二除草单元均包括：

第一承载梁，所述第一承载梁贯穿所述安装槽，并能够在所述安装槽内沿横梁的长度方向往复移动；

第二承载梁，所述第二承载梁分别设置在所述第一承载梁所具有的相对的两端部；

第二除草组件，所述第二除草组件包括第三动力输出部，所述第三动力输出部承载于其中一个所述第二承载梁靠近其悬空端的位置；还包括贯穿所述第二承载梁与所述第三动力输出部动力连接的第二转轴，所述第二转轴的另一端由另一个所述第二承载梁承载；沿所述第二转轴的轴向螺旋分布有第二刀具。

6.根据权利要求5所述的除草装置，其特征在于，每一所述第二除草单元还包括与两个所述第二承载梁连接并位于所述第二承载梁外侧的防护罩。

7.根据权利要求5所述的除草装置，其特征在于，所述第一承载梁靠近其中间的位置开设有螺纹通孔；

每一所述第二除草单元均包括用于驱动所述第一承载梁在所述安装槽内沿横梁的长度方向往复移动的驱动组件；每一所述驱动组件均包括：

第四动力输出部，所述第四动力输出部承载于所述横梁的端部；

螺纹轴，所述螺纹轴沿所述横梁的长度方向容置在所述安装槽内；所述螺纹轴的一端与所述第四动力输出端动力连接，所述螺纹轴的另外一端由所述安装槽所具有的槽底承载；

所述第一承载梁通过螺纹通孔与所述螺纹轴旋接在一起。

8.根据权利要求5所述的除草装置，其特征在于，所述支架为铝合金支架或镁铝合金支架；和/或，

所述第一承载梁和第二承载梁均为铝合金承载梁或镁铝合金承载梁。

9.一种除草方法，其特征在于，所述除草方法为应用了权利要求1-8任一项所述的除草装置；所述除草方法应用于具有除草状态和避苗状态的除草工况；所述除草方法包括以下步骤：

所述除草装置在除草状态时，调整第一除草单元所具有的第一刀具至第一预设位置，调整第二除草单元使其固定在第三预设位置；其中，所述第一预设位置为所述第一刀具能够铲除草的位置，所述第二预设位置为所述第一刀具能够避开苗的位置；

所述除草装置在避苗状态时，调整第一除草单元所具有的第一刀具至第二预设位置，

调整第二除草单元使其固定在第三预设位置；所述第三预设位置为所述第二除草单元能够铲除草的位置。

10.一种除草机器人，其特征在于，包括移动装置以及权利要求1-8任一项所述的除草装置，所述移动装置与所述除草装置所包括的横梁连接，所述移动装置用于带动除草装置沿株苗所在行移动，所述除草装置在随所述移动装置移动过程中，所述除草装置所包括的第一除草单元交替处于除草状态和避苗状态，所述除草装置所包括的第二除草单元处于除草状态。

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