用于玉米地的自动间苗补苗机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于玉米地的自动间苗补苗机，包括行进装置、图像采集处理装置、间苗装置、幼苗回收装置、补苗装置、动力装置和控制装置；行进装置包括前横梁、中间横梁、后横梁和底盘，前横梁、中间横梁和后横梁安装在底盘下端，在底盘上端通过电控卡子安装有可移动支架，可移动支架左右两端安装有车轴，在车轴上安装有五组大轮和一组小轮；间苗装置安装在后横梁上；补苗装置安装在前横梁上；动力装置安装在中间横梁上方；控制装置包括控制箱及其内部的控制电路；图像采集处理装置安装小车前端。本实用新型专利技术设计合理，在不需要人工参与的条件下，能够实现识别弱小幼苗，自动完成多余幼苗拔除、回收及自动补苗操作，自动化程度高，大大节省劳动力。

Automatic seedling-thinning and seedling-filling machine for maize field

The utility model relates to an automatic seedling-thinning and seedling-filling machine for maize fields, which comprises a traveling device, an image acquisition and processing device, a seedling-thinning device, a seedling recovery device, a seedling-filling device, a power device and a control device; the traveling device comprises a front cross beam, a middle cross beam, a rear cross beam and a chassis; the front cross beam, a middle cross beam and a rear cross beam are installed at the lower end of the chassis and are passed through the upper end of The control clip is equipped with movable bracket, the left and right ends of the movable bracket are equipped with axles, and five groups of big wheels and a group of small wheels are installed on the axle; the seedling nursery device is installed on the back beam; the seedling repair device is installed on the front beam; the power device is installed on the top of the middle beam; the control device includes the control box and its internal control circuit; and the image acquisition processing device is installed on the front end of the car. The utility model has reasonable design, can recognize weak and small seedlings without manual participation, automatically complete the operation of removing, recovering and repairing surplus seedlings, has high automation degree and saves labor greatly.

【技术实现步骤摘要】
用于玉米地的自动间苗补苗机
本技术属于农业机械
，尤其是一种用于玉米地的自动间苗补苗机。
技术介绍
我国是农业大国，每到农忙时节总是要投入大量的劳动力和劳动时间。在作物耕种时为了保证成活率，播种的数量一般都要大于最后留苗量，尽管这样能够保证成活率，但是会造成留苗过多的问题，由于空间、阳光、水分等物理环境有限，过多幼苗的存在使得土地资源不能有效的利用。为了解决这一难题，在实际生活中，人们会将一些相对弱小的幼苗去除，留下长势良好的幼苗，这个操作就叫做间苗。还有另外一种情况是，一些客观原因的存在导致播种的种子自然死亡，这时为了最大程度的利用土地资源，需要再次对该位置进行补苗。间苗是一项劳动量很大的操作，玉米在幼苗时期，即15厘米左右间苗最佳，此时幼苗很小，在田间劳作时，人们必须采用蹲着前行的姿势，这给很多年纪稍长的农民带来很大困难。为了解决间苗这一难题，很多设施应运而生，化学药剂的使用虽然能够有效地去除多余幼苗，但是造成的环境污染问题严峻。专利文献(专利申请号：CN201610536142.9)提出一种手提间苗器，虽然一定程度上降低了劳动量，但是该间苗器存在质量大、不便携带、需要人工参与并且去除的多余幼苗没有很好的回收利用等问题。因此，对一种能够实现自动间苗、补苗，节省劳动力，且将去除的幼苗能够回收利用的装置的研究显得尤为迫切。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种能够实现自动间苗、补苗、节省劳动力且将去除的幼苗回收利用的用于玉米地的自动间苗补苗机。本技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种用于玉米地的自动间苗补苗机，包括行进装置、图像采集处理装置、间苗装置、幼苗回收装置、补苗装置、动力装置和控制装置；所述行进装置包括前横梁、中间横梁、后横梁和底盘，所述前横梁、中间横梁和后横梁安装在底盘下端，在底盘上端通过电控卡子安装有可移动支架，可移动支架左右两端安装有车轴，在车轴上安装有五组大轮和一组小轮；所述间苗装置安装在后横梁上；所述补苗装置安装在前横梁上；所述动力装置安装在中间横梁上方；所述控制装置包括控制箱及其内部的控制电路，该控制箱安装在行进装置上且其前端设有前护板；所述图像采集处理装置安装在前护板的中心处；所述控制电路与行进装置、图像采集处理装置、间苗装置、幼苗回收装置、补苗装置和动力装置相连接实现控制功能。进一步，所述电控卡子内置有第一单片机电路实现对行进装置的控制功能。进一步，所述间苗装置包括寻根刀片组和机械手组两部分；该寻根刀片组包括底座、定杆、可伸缩动杆、电控盒和可折叠刀片，所述底座左右滑动安装在后横梁上并受电控盒的控制，所述定杆安装在底座上起固定支撑作用，所述可伸缩动杆嵌套在定杆内部并受电控盒的控制，所述电控盒内置第二单片机电路并安装在可伸缩动杆末端，其下方安装有菱形的可折叠刀片，所述可折叠刀片分为上下两部分，上端是固定的，下端可呈现水平、垂直和30°三种折叠状态；所述机械手组包括连接座、旋转环、机械臂和机械手，所述连接座固定在后横梁上，下端依次安装旋转环、机械臂和机械手，在连接座内置第三单片机电路，能够控制旋转环旋转角度和机械臂及机械手的配合进行间苗操作。进一步，所述幼苗回收装置包括回收箱和旋转轮，所述回收箱设置在底盘上端的中间横梁和后横梁之间，该回收箱中间设置箱口，所述旋转轮固定在回收箱底端。进一步，所述补苗装置包括中心轴转子、螺旋伸缩杆、存放斗、播种斗和开关模块；所述中心轴转子固定前横梁上，下端依次安装存放斗、播种斗和螺旋伸缩杆，所述开关模块包括电磁感应开关、第四单片机电路并进行补苗操作。进一步，所述的图像采集处理装置包括两组CCD相机和相机支撑架，所述相机支撑架固定在前护板中心位置，所述两组CCD相机安装在相机支撑架上。进一步，所述的动力装置包括发动机、柴油箱和水箱，并固定在中间横梁上方位置。进一步，所述控制箱内部的控制电路包括微处理器电路，该微处理器电路与行进装置、图像采集处理装置、间苗装置、幼苗回收装置、补苗装置和动力装置相连接实现控制功能。本技术的优点和积极效果是：1、本技术将红外循迹原理与实际复杂玉米地相结合，通过种植玉米的地方与过道泥土地方的颜色差异，选用灵敏度高的传感器，采用多组车轮以适应在凹凸不平的玉米地操作，保证整个装置行进时更加稳定。2、本技术能够将间苗和补苗操作一次性完成，鉴于一般玉米地大面积缺苗情况较少发生，能够自动识别哪些地方缺苗，并利用补苗装置自动完成补苗操作。间苗部分与普通的用于玉米地间苗的装置不同，包括寻根刀片组和机械手组，可折叠刀片设计，深入到目标幼苗根底部，刀片折叠30°形成勾状，将目标幼苗根底部切除，机械手组到达幼苗挨近土地位置，由机械手夹住幼苗连根拔起，这种设计能够保证间苗彻底。除此可折叠刀片有两种工作状态：水平和垂直，当可折叠刀片呈垂直状态时，菱形设计的刀尖锋利，便于插入泥土中，当可折叠刀片呈水平状态时，能够左右移动，填平拔除幼苗位置的空位，防止剩余幼苗倾斜生长。3、本技术通过幼苗回收装置能够将弃苗回收利用。常见的玉米地间苗器材，只是对间苗装置的改进，能够从一定程度上节省人力，但是间苗后，多数弃苗直接扔在地中，会影响田间其他庄稼生长，很多弃苗在雨水充足的情况下，会出现二次复活现象，复活后会与正常的幼苗之间形成竞争关系，争抢阳光、水分和空气等资源。本技术的幼苗回收装置不单单是一个盛放弃苗的容器，在回收箱底部设计有旋转轮，拔除的幼苗根部带有泥土，回收箱底部旋转轮的设计目的是通过不停旋转，将幼苗根部携带的泥土排除，使得回收的幼苗干净，干净的玉米幼苗可以直接用来作为牲畜(羊、牛等)的食物，除此外能够使得土地资源不被浪费。4、本技术的图像采集处理装置采用双目立体视觉技术，由CCD相机采集图像信息，微处理器中的图像处理模块对图像进行预处理，其中预处理环节选用图像处理中常用的技术(灰度处理、滤波、阈值分割、形态学闭运算等)，使得本装置能够根据CCD相机采集的图像，在微处理器图像处理模块的处理后，自动将幼苗分类，甄选出健康幼苗，并保存弃苗的坐标信息。5、本技术设计合理，其在不需要人工参与的条件下，能够实现识别弱小幼苗，自动完成多余幼苗拔除、回收操作，并对缺苗的位置完成自动补苗操作，自动化程度高，大大节省劳动力。附图说明图1为本技术的整体主视结构示意图；图2为本技术的整体后视结构示意图；图3为本技术的间苗装置中寻根刀片组结构示意图；图4为本技术的间苗装置中机械手组结构示意图；图5为本技术的补苗装置结构示意图；图6为本技术的电路连接图；图7为本技术的整体操作流程图；其中，11-后横梁，12-中间横梁，13-前横梁，14-底盘，15-前护板，16-可移动支架，17-电控卡子，18-车轴，19-小轮，110-大轮；21-CCD相机，22-相机支撑架；31-底座，32-定杆，33-可伸缩动杆，34-电控盒，35-可折叠刀片，36-连接座，37-旋转环，38-机械臂，39-机械手；41-中心轴转子，42-存放斗，43-开关模块，44-固定斗，45-螺旋伸缩杆；51-回收箱，52-旋转轮，53-箱口；61-柴油机，62-水箱，63-发动机；7-控制箱。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于玉米地的自动间苗补苗机，其特征在于：包括行进装置、图像采集处理装置、间苗装置、幼苗回收装置、补苗装置、动力装置和控制装置；所述行进装置包括前横梁、中间横梁、后横梁和底盘，所述前横梁、中间横梁和后横梁安装在底盘下端，在底盘上端通过电控卡子安装有可移动支架，可移动支架左右两端安装有车轴，在车轴上安装有五组大轮和一组小轮；所述间苗装置安装在后横梁上；所述补苗装置安装在前横梁上；所述动力装置安装在中间横梁上方；所述控制装置包括控制箱及其内部的控制电路，该控制箱安装在行进装置上且其前端设有前护板；所述图像采集处理装置安装在前护板的中心处；所述控制电路与行进装置、图像采集处理装置、间苗装置、幼苗回收装置、补苗装置和动力装置相连接实现控制功能。

【技术特征摘要】
1.一种用于玉米地的自动间苗补苗机，其特征在于：包括行进装置、图像采集处理装置、间苗装置、幼苗回收装置、补苗装置、动力装置和控制装置；所述行进装置包括前横梁、中间横梁、后横梁和底盘，所述前横梁、中间横梁和后横梁安装在底盘下端，在底盘上端通过电控卡子安装有可移动支架，可移动支架左右两端安装有车轴，在车轴上安装有五组大轮和一组小轮；所述间苗装置安装在后横梁上；所述补苗装置安装在前横梁上；所述动力装置安装在中间横梁上方；所述控制装置包括控制箱及其内部的控制电路，该控制箱安装在行进装置上且其前端设有前护板；所述图像采集处理装置安装在前护板的中心处；所述控制电路与行进装置、图像采集处理装置、间苗装置、幼苗回收装置、补苗装置和动力装置相连接实现控制功能。2.根据权利要求1所述的用于玉米地的自动间苗补苗机，其特征在于：所述电控卡子内置有第一单片机电路实现对行进装置的控制功能。3.根据权利要求1所述的用于玉米地的自动间苗补苗机，其特征在于：所述间苗装置包括寻根刀片组和机械手组两部分；该寻根刀片组包括底座、定杆、可伸缩动杆、电控盒和可折叠刀片，所述底座左右滑动安装在后横梁上并受电控盒的控制，所述定杆安装在底座上起固定支撑作用，所述可伸缩动杆嵌套在定杆内部并受电控盒的控制，所述电控盒内置第二单片机电路并安装在可伸缩动杆末端，其下方安装有菱形的可折叠刀片，所述可折叠刀片分为上下两部分，上端是固定的，下端可呈现水平、...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯振杰，张若男，宋李会，孙华，刘国英，
申请(专利权)人：安阳师范学院，
类型：新型
国别省市：河南,41