一种基于红外技术的破膜引苗培土机制造技术

本发明专利技术为一种基于红外技术的破膜引苗培土机。该装置包括行进装置、破膜引苗装置、培土装置、取土传送装置、传感器检测模块、智能控制处理模块；所述行进装置上固定有破膜引苗装置、培土装置、传感器检测模块以及智能控制处理模块；所述取土传送装置固定在行进装置的一侧。本发明专利技术利用破膜引苗装置中加热的圆形分切丝对幼苗进行破膜操作，能够降低对花生幼苗的损伤；并能能够精确的在花生幼苗周围盖上一层松散潮湿的土，整体提高了现有破膜引苗装置的效率和准确性。

A Kind of Soil-cultivating Machine Based on Infrared Technology for Film-breaking and Seedling-guiding

【技术实现步骤摘要】
一种基于红外技术的破膜引苗培土机
本专利技术为一种用于破膜引苗培土的机器设备，尤其涉及一种基于红外技术的破膜引苗培土机，属于农业机械领域。
技术介绍
随着人口的增加，人们对于花生等农作物的需求量越来越大，因此人们广泛的使用地膜，以便增加土地保肥、保温和保水的能力。当花生有两片子叶展开、叶片转绿时要及时破膜引苗培土，防止中午温度过高出现“烤苗”，影响花生正常生长。由于花生出苗速度不一，破膜引苗需要分次进行，而且破膜引苗要在晴天的上午10点前、下午3点后或者阴天进行，以防“烤苗”。目前绝大部分的花生需要依靠人工来进行破膜引苗，其方法是用三个手指在幼苗上方开一个4-5cm的圆孔，随机抓上一把松散的土盖在膜孔上方，这耗费大量的人力，而且分批放苗更是需要农民长时间在田地里工作。针对上述问题，解决方案层出不穷，现举例如下：申请号为CN95205877.4的中国专利公布了一种破膜放苗机，该装置通过行走轮和凸轮同步转动带动破膜装置完成对地膜的打孔，用机械代替人工在地膜上打孔，但是该装置仍需要人工推着行走，通过目测幼苗的位置然后利用人拉手闸来实现破膜引苗；申请号为CN201711262820.8的中国专利公布了一种履带式花生破膜引苗机，该装置利用尖端和摆臂将地膜刺破后，随着摆臂逐渐张开尖端把地膜裂口扩大，当幼苗比较高时尖端在张开时容易伤到幼苗，该装置利用颜色传感器来确定幼苗的位置，没有考虑杂草和幼苗颜色的区分，导致检测到的位置不准确，也无法检测到漏播。为了提高破膜引苗的效率，并且能够实现自动培土，需要一种能够自动实现破膜引苗培土的机器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决人工破膜培土效率低下的问题，提供一种自动识别花生幼苗并且能够将幼苗从膜下放出以及自动培土的装置，该装置利用破膜引苗装置中加热的圆形分切丝对幼苗进行破膜操作，能够降低对花生幼苗的损伤；通过对红外相机采集到的图像进行聚类、特征提取等分析，能够精确的定位到花生幼苗，这样既能够和杂草区分又能够实现漏播定位；通过对取土传送装置和培土装置中培土桶的设计，能够精确的在花生幼苗周围盖上一层松散潮湿的土，整体提高了现有破膜引苗装置的效率和准确性。本专利技术的技术方案为：一种基于红外技术的破膜引苗培土机，包括行进装置、破膜引苗装置、培土装置、取土传送装置、传感器检测模块、智能控制处理模块；所述行进装置上固定有破膜引苗装置、培土装置、传感器检测模块以及智能控制处理模块；所述取土传送装置固定在行进装置的一侧；所述行进装置包括第一主动轮、第一从动轮、第一步进电机、直流电源、第一支撑杆、第一车轴、第一固定板、第一车体固定杆、车架、第一滑道、第二滑道和红外相机固定架；所述车架为水平方形铸铁框架，车架每一端的下方均通过两组第一支撑杆与一组第一车体固定杆相连；每个第一车体固定杆的两端分别固定在两个第一固定板上；所述第一固定板分别通过轴承连接安装在车轮上(即前端和后端分别有两个第一固定板，每一个车轮上有一个第一固定板)，车架前端的两个第一固定板上下部各安装有一个第一步进电机，每个第一步进电机的转子与相邻第一主动轮的轴心相连；所述直流电源固定在第一车体固定杆的上方；所述两个第一从动轮通过第一车轴相连接；所述第一滑道和第二滑道为相同结构的方形框架，相向设置，其底部为一个水平轨道，上横板固定在车架中间的上部；所述红外相机固定架固定在第一滑道和第二滑道中部的上方；所述直流电源与圆形分切丝之间通过导线连接；所述直流电源为蓄电池；所述破膜引苗装置包括第二主动轮、第二从动轮、第二步进电机、第二固定板、第一液压动力单元、组合轨道、第二车轴、第二支撑杆、第二车体固定杆、升降杆、柱状支撑杆、第一举升油缸、六角螺母、圆形分切丝、分切丝支架、滚轮和水平伸缩杆；所述第一液压动力单元包括第一液压控制器、第一联轴器和第三步进电机；所述破膜引苗装置中的前方的第二主动轮和第二从动轮安装在第二滑道上，后方的第二主动轮和第二从动轮安装在第一滑道上，同时破膜引苗装置位于在第一滑道和第二滑道的左端；所述组合轨道整体为长方形框架，框架的两侧为一个水平轨道；组合轨道中每个水平轨道的上方均固定有两组第二支撑杆，每组第二支撑杆为两个第二支撑杆，每根第二支撑杆的顶部与一个第二车体固定杆相连；所述第二车体固定杆的两端分别固定在两个第二固定板上；所述第二固定板分别通过轴承连接，安装在车轮上(即前端和后端分别有两个第二固定板)，第二固定板上(位于组合轨道的前端的)的上部各安装有一个第二步进电机，每个第二步进电机的转子与相邻第二主动轮的轴心相连；所述两个第二从动轮通过第二车轴相连接；所述多个升降杆所组成的整体为升降装置，升降装置包括两个镜像设置的升降单元，每个升降单元包括四个升降杆，两个为一组，中间十字交叉铰接，下方一组的上端分别与上方一组的下端铰接，上方一组的两个末端分别连接在轨道的一侧(其中左边升降杆与滑轮连接，右边的升降杆与轨道相固定)，下方一组的两个底端分别通过柱状支撑杆相固定；两个升降单元中，相同高度的升降杆的端部(即铰接处)通过柱状支撑杆相连接；升降装置最下部的两根柱状支撑杆的中部分别固定有一个水平伸缩杆，水平伸缩杆的末端与分切丝支架的顶端相连；两根分切丝支架分别垂直固定在圆形分切丝的圆周上；第一液压动力单元中，所述第一液压控制器通过第一联轴器与第三步进电机相连，同时第一液压控制器与第一举升油缸相连接；所述第一举升油缸一端固定在柱状支撑杆上(连接两个升降单元中下方一组升降杆的最下部左侧的柱状支撑杆)，另一端固定在升降装置内部中间的柱状支撑杆上(连接两个升降单元中下方一组升降杆中十字交叉位置的柱状支撑杆)；所述培土装置包括第三主动轮、第三从动轮、第四步进电机、培土桶、第三支撑杆，竖直连接杆、第三车体固定杆、第三车轴、第三固定板、支撑板；所述培土装置中前方的第三主动轮和第三从动轮安装在第二滑道上，后方的第三主动轮和第三从动轮安装在第一滑道上，同时培土装置位于在第一滑道和第二滑道的右端；所述培土桶整体为圆柱不锈钢材质，培土桶内部为一个尖头朝上的实心圆锥，培土桶顶部有一个圆孔，底部为一个镂空圆形；所述培土桶的上部固定有四个均匀分布的竖直连接杆，每个竖直连接杆顶部固定有一个支撑板，每个支撑板的上部分别设置有两个第三支撑杆，每根第三支撑杆与一个第三车体固定杆相连接；每个第三主动轮或第三从动轮均分别通过轴承安装有一个第三固定板，第三车体固定杆两两一组，两端分别固定在一组第三主动轮或第三从动轮的第三固定板上；所述两个第三从动轮通过第三车轴相连接；每个第三主动轮的轴心上安装有一个第四步进电机；所述取土传送装置包括传送带、电机传送单元、电机支架、第二液压动力单元、第二液压动力单元固定架、第二举升油缸、第三举升油缸、第四举升油缸、油缸固定杆、可伸缩圆管、大机械臂、小机械臂、挖斗、传送带车轮、传送带车轮支架、第一可移动板、第二可移动板；所述电机传送单元包括第五步进电机、传送带转轴、主动链轮、从动链轮、第一栓塞、第二栓塞、第一螺母、第二螺母、链条；所述第二液压动力单元包括第二液压控制器、第二联轴器、第六步进电机；其中，所述第五步进电机的转轴用第一栓塞与主动链轮固定在一起，同时用第一螺母再次固定；所述传送带转轴用第二栓塞与从动链轮固定在一起，同时用第二螺母再次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于红外技术的破膜引苗培土机，其特征为该装置包括行进装置、破膜引苗装置、培土装置、取土传送装置、传感器检测模块、智能控制处理模块；所述行进装置上固定有破膜引苗装置、培土装置、传感器检测模块以及智能控制处理模块；所述取土传送装置固定在行进装置的一侧；所述行进装置包括第一主动轮、第一从动轮、第一步进电机、直流电源、第一支撑杆、第一车轴、第一固定板、第一车体固定杆、车架、第一滑道、第二滑道和红外相机固定架；所述车架为水平方形铸铁框架，车架每一端的下方均通过两组第一支撑杆与一组第一车体固定杆相连；每个第一车体固定杆的两端分别固定在两个第一固定板上；所述第一固定板分别通过轴承连接安装在车轮上(即前端和后端分别有两个第一固定板，每一个车轮上有一个第一固定板)，车架前端的两个第一固定板上下部各安装有一个第一步进电机，每个第一步进电机的转子与相邻第一主动轮的轴心相连；所述直流电源固定在第一车体固定杆的上方；所述两个第一从动轮通过第一车轴相连接；所述第一滑道和第二滑道为相同结构的方形框架，相向设置，其底部为一个水平轨道，上横板固定在车架中间的上部；所述红外相机固定架固定在第一滑道和第二滑道中部的上方；所述直流电源与圆形分切丝之间通过导线连接；所述破膜引苗装置包括第二主动轮、第二从动轮、第二步进电机、第二固定板、第一液压动力单元、组合轨道、第二车轴、第二支撑杆、第二车体固定杆、升降杆、柱状支撑杆、第一举升油缸、六角螺母、圆形分切丝、分切丝支架、滚轮和水平伸缩杆；所述第一液压动力单元包括第一液压控制器、第一联轴器和第三步进电机；所述破膜引苗装置中的前方的第二主动轮和第二从动轮安装在第二滑道上，后方的第二主动轮和第二从动轮安装在第一滑道上，同时破膜引苗装置位于在第一滑道和第二滑道的左端；所述组合轨道整体为长方形框架，框架的两侧为一个水平轨道；组合轨道中每个水平轨道的上方均固定有两组第二支撑杆，每组第二支撑杆为两个第二支撑杆，每根第二支撑杆的顶部与一个第二车体固定杆相连；所述第二车体固定杆的两端分别固定在两个第二固定板上；所述第二固定板分别通过轴承连接，安装在车轮上(即前端和后端分别有两个第二固定板)，第二固定板上(位于组合轨道的前端的)的上部各安装有一个第二步进电机，每个第二步进电机的转子与相邻第二主动轮的轴心相连；所述两个第二从动轮通过第二车轴相连接；所述多个升降杆所组成的整体为升降装置，升降装置包括两个镜像设置的升降单元，每个升降单元包括四个升降杆，两个为一组，中间十字交叉铰接，下方一组的上端分别与上方一组的下端铰接，上方一组的两个末端分别连接在轨道的一侧(其中左边升降杆与滑轮连接，右边的升降杆与轨道相固定)，下方一组的两个底端分别通过柱状支撑杆相固定；两个升降单元中，相同高度的升降杆的端部(即铰接处)通过柱状支撑杆相连接；升降装置最下部的两根柱状支撑杆的中部分别固定有一个水平伸缩杆，水平伸缩杆的末端与分切丝支架的顶端相连；两根分切丝支架分别垂直固定在圆形分切丝的圆周上；第一液压动力单元中，所述第一液压控制器通过第一联轴器与第三步进电机相连，同时第一液压控制器与第一举升油缸相连接；所述第一举升油缸一端固定在柱状支撑杆上(连接两个升降单元中下方一组升降杆的最下部左侧的柱状支撑杆)，另一端固定在升降装置内部中间的柱状支撑杆上(连接两个升降单元中下方一组升降杆中十字交叉位置的柱状支撑杆)；所述培土装包括第三主动轮、第三从动轮、第四步进电机、培土桶、第三支撑杆，竖直连接杆、第三车体固定杆、第三车轴、第三固定板、支撑板；所述培土装置中前方的第三主动轮和第三从动轮安装在第二滑道上，后方的第三主动轮和第三从动轮安装在第一滑道上，同时培土装置位于在第一滑道和第二滑道的右端；所述培土桶整体为圆柱不锈钢材质，培土桶内部为一个尖头朝上的实心圆锥，培土桶顶部有一个圆孔，底部为一个镂空圆形；所述培土桶的上部固定有四个均匀分布的竖直连接杆，每个竖直连接杆顶部固定有一个支撑板，每个支撑板的上部分别设置有两个第三支撑杆，每根第三支撑杆与一个第三车体固定杆相连接；每个第三主动轮或第三从动轮均分别通过轴承安装有一个第三固定板，第三车体固定杆两两一组，两端分别固定在一组第三主动轮或第三从动轮的第三固定板上；所述两个第三从动轮通过第三车轴相连接；每个第三主动轮的轴心上安装有一个第四步进电机；所述取土传送装置包括传送带、电机传送单元、电机支架、第二液压动力单元、第二液压动力单元固定架、第二举升油缸、第三举升油缸、第四举升油缸、油缸固定杆、可伸缩圆管、大机械臂、小机械臂、挖斗、传送带车轮、传送带车轮支架、第一可移动板、第二可移动板；所述传送带固定在行进装置的一侧，传送带上部的左侧与可伸缩圆管的入口相连，可伸缩圆管左侧的下部与培土桶上侧的圆孔固定在一起；所述第二液压动力单元通过第二液...

【技术特征摘要】
1.一种基于红外技术的破膜引苗培土机，其特征为该装置包括行进装置、破膜引苗装置、培土装置、取土传送装置、传感器检测模块、智能控制处理模块；所述行进装置上固定有破膜引苗装置、培土装置、传感器检测模块以及智能控制处理模块；所述取土传送装置固定在行进装置的一侧；所述行进装置包括第一主动轮、第一从动轮、第一步进电机、直流电源、第一支撑杆、第一车轴、第一固定板、第一车体固定杆、车架、第一滑道、第二滑道和红外相机固定架；所述车架为水平方形铸铁框架，车架每一端的下方均通过两组第一支撑杆与一组第一车体固定杆相连；每个第一车体固定杆的两端分别固定在两个第一固定板上；所述第一固定板分别通过轴承连接安装在车轮上(即前端和后端分别有两个第一固定板，每一个车轮上有一个第一固定板)，车架前端的两个第一固定板上下部各安装有一个第一步进电机，每个第一步进电机的转子与相邻第一主动轮的轴心相连；所述直流电源固定在第一车体固定杆的上方；所述两个第一从动轮通过第一车轴相连接；所述第一滑道和第二滑道为相同结构的方形框架，相向设置，其底部为一个水平轨道，上横板固定在车架中间的上部；所述红外相机固定架固定在第一滑道和第二滑道中部的上方；所述直流电源与圆形分切丝之间通过导线连接；所述破膜引苗装置包括第二主动轮、第二从动轮、第二步进电机、第二固定板、第一液压动力单元、组合轨道、第二车轴、第二支撑杆、第二车体固定杆、升降杆、柱状支撑杆、第一举升油缸、六角螺母、圆形分切丝、分切丝支架、滚轮和水平伸缩杆；所述第一液压动力单元包括第一液压控制器、第一联轴器和第三步进电机；所述破膜引苗装置中的前方的第二主动轮和第二从动轮安装在第二滑道上，后方的第二主动轮和第二从动轮安装在第一滑道上，同时破膜引苗装置位于在第一滑道和第二滑道的左端；所述组合轨道整体为长方形框架，框架的两侧为一个水平轨道；组合轨道中每个水平轨道的上方均固定有两组第二支撑杆，每组第二支撑杆为两个第二支撑杆，每根第二支撑杆的顶部与一个第二车体固定杆相连；所述第二车体固定杆的两端分别固定在两个第二固定板上；所述第二固定板分别通过轴承连接，安装在车轮上(即前端和后端分别有两个第二固定板)，第二固定板上(位于组合轨道的前端的)的上部各安装有一个第二步进电机，每个第二步进电机的转子与相邻第二主动轮的轴心相连；所述两个第二从动轮通过第二车轴相连接；所述多个升降杆所组成的整体为升降装置，升降装置包括两个镜像设置的升降单元，每个升降单元包括四个升降杆，两个为一组，中间十字交叉铰接，下方一组的上端分别与上方一组的下端铰接，上方一组的两个末端分别连接在轨道的一侧(其中左边升降杆与滑轮连接，右边的升降杆与轨道相固定)，下方一组的两个底端分别通过柱状支撑杆相固定；两个升降单元中，相同高度的升降杆的端部(即铰接处)通过柱状支撑杆相连接；升降装置最下部的两根柱状支撑杆的中部分别固定有一个水平伸缩杆，水平伸缩杆的末端与分切丝支架的顶端相连；两根分切丝支架分别垂直固定在圆形分切丝的圆周上；第一液压动力单元中，所述第一液压控制器通过第一联轴器与第三步进电机相连，同时第一液压控制器与第一举升油缸相连接；所述第一举升油缸一端固定在柱状支撑杆上(连接两个升降单元中下方一组升降杆的最下部左侧的柱状支撑杆)，另一端固定在升降装置内部中间的柱状支撑杆上(连接两个升降单元中下方一组升降杆中十字交叉位置的柱状支撑杆)；所述培土装包括第三主动轮、第三从动轮、第四步进电机、培土桶、第三支撑杆，竖直连接杆、第三车体固定杆、第三车轴、第三固定板、支撑板；所述培土...

【专利技术属性】
技术研发人员：周亚同，杨翠倩，宋建波，胡宗承，夏克文，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12