一种基于自动化控制的稻田无人智能中耕方法及中耕系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于自动化控制的稻田无人智能中耕方法及中耕系统，通过驱动打泥机构上的打泥部件搅动稻田的泥水，或者驱动轮侧面的轮翼搅动稻田的泥水，起到增氧作用；打泥部件的刃切断杂草，或者驱动轮上的齿条或轮齿将杂草压至土壤中，起到除草增肥作用；通过位移传感器和主控器或者无人机导航系统实现智能中耕机器人的导向定位，起到中耕植保机器人的自动导向作用；通过两侧的两个农药喷头将高浓度的农药以细小的雾粒形式喷洒至水稻下部及土壤基层，农药消耗量低，农药作用于稻田及水稻的效果好，起到水稻的植保作用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自动化控制的稻田无人智能中耕方法及中耕系统
本专利技术属于水稻中耕
，尤其是涉及一种基于自动化控制的稻田无人智能中耕方法及中耕系统。
技术介绍
水稻中耕俗称为“薅秧”，其作用除了除草外，还具松土通气、搅乱氧化层和还原层、消除土中还原有毒物质、提高地温、加速肥料分解、切断部分老根促进新根发生、促进分蘖早发等作用。追施氮肥后及时进行中耕，可使肥料与土壤混合，起到深施效果，能减少肥料流失，利于根部吸收，提高肥效。在土壤粘重、施用未腐熟有机肥多的田块，及时中耕效果更大。中耕的时间、次数应根据水稻品种的生育期、土壤和杂草发生的情况决定。一般早熟品种薅２次，中、迟熟品种薅３次。第一次薅秧应在返青后结合追肥进行，过迟则伤根多，草大不易除净且花工多，效果差。以每隔１０～１５天薅１次，但最后一次要在穗分化前结束，以免伤根多，影响稻穗分化。中耕质量要求做到“薅秧之时水要浅、天要晴，头道浅、肥拌匀，二道深、薅到根，三道精、田面平，草除净、肥土拌匀，窝窝薅均匀。”由于水稻种植方式问题，水稻中耕不适用大型中耕机，故往往采用人工进行，亟需设计一种适用于水稻中耕的自动化控制的稻田无人智能中耕系统。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述技术问题，提供一种基于自动化控制的稻田无人智能中耕系统。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于自动化控制的稻田无人智能中耕系统，包括智能中耕机器人，所述智能中耕机器人包括驱动打泥机构和机舱，所述机舱包括动力舱，所述驱动打泥机构包括中心轴和螺旋型打泥叶片，所述动力舱内设有用于驱动所述中心轴旋转的动力模块，所述螺旋型打泥叶片沿所述中心轴的轴向螺旋设置，所述螺旋型打泥叶片上设有带刃的打泥部件，所述螺旋型打泥叶片上沿长度方向设有若干打泥部件安装孔，所述打泥部件安装孔处对应安装有所述打泥部件，所述打泥部件包括柳叶双头刀片和/或一字双头刀片和/或十字直刃刀片和/或十字弯刃刀片和/或梅花刀片。作为优选，所述智能植保机器人还包括打泥轮，所述打泥轮设置在所述智能中耕机器人底部，所述打泥轮沿周向设有若干弧片型打泥叶片，所述打泥轮的轴向垂直于所述智能中耕机器人的前进方向。一种基于自动化控制的稻田无人智能中耕系统，包括智能中耕机器人，所述智能中耕机器人包括驱动轮和机舱，所述机舱内包括动力舱，所述动力舱内设有用于驱动所述机舱旋转的动力模块，所述驱动轮的两侧面设有用于打泥的若干轮翼，所述若干轮翼绕所述驱动轮侧面的中心周向设置，所述驱动轮的周向设有若干凸出的齿条，所述齿条的长度方向沿所述驱动轮的轴向，所述驱动轮的周向设有若干用于打泥的弧片型打泥板。一种基于自动化控制的稻田无人智能中耕系统，包括智能中耕机器人，所述智能中耕机器人包括驱动轮和机舱，所述机舱内包括动力舱，所述动力舱内设有用于驱动所述机舱旋转的动力模块，所述驱动轮的周向设有若干轮齿，所述驱动轮的两侧面设有用于打泥的若干轮翼，所述若干轮翼绕所述驱动轮侧面的中心周向设置。作为优选，所述机舱还包括感应舱，所述感应舱内设有位置传感器和主控器，所述位置传感器用于感受所述智能中耕机器人的位置并转换成可用输出信号，所述主控器和所述位置传感器电连接，所述主控器接收所述位置传感器的输出信号控制所述所述智能中耕机器人的行进路线。作为优选，所述稻田无人智能中耕系统还包括导航系统，所述导航系统包括无人机、图像采集设备和地面站，所述图像采集设备安装在所述无人机上并用于采集耕田和所述智能中耕机器人的图像，所述地面站包括计算机，无人机基于无线通信与所述计算机连接，所述计算机用于对图像进行实时处理和分析，并规划无人机的飞行路径，设定无人机的飞行参数和飞行状态，所述地面站向无人机发送飞行控制信号。作为优选，所述机舱还包括农药舱，所述农药舱的两侧均设有农药喷头，所述农药喷头与所述农药舱连接并用于向农作物下部及土壤基层喷洒农药。一种基于自动化控制的稻田无人智能中耕方法，所述方法使用上述的中耕系统，且包括以下步骤：将智能中耕机器人置于稻苗栽种10-15天、长度为3-5cm的水稻田中，启动智能中耕机器人进行打泥、压草、打草的中耕操作。作为优选，所述方法通过位置传感器和主控器对智能中耕机器人进行导航控制，所述位置传感器用于感受所述智能中耕机器人的位置并转换成可用输出信号，所述主控器和所述位置传感器电连接，所述主控器接收所述位置传感器的输出信号控制所述所述智能中耕机器人的行进路线；或者，通过无人机、图像采集设备和地面站对智能中耕机器人进行导航控制，所述图像采集设备安装在所述无人机上并用于采集耕田和所述智能中耕机器人的图像，所述地面站包括计算机，无人机基于无线通信与所述计算机连接，所述计算机用于对图像进行实时处理和分析，并规划无人机的飞行路径，设定无人机的飞行参数和飞行状态，所述地面站向无人机发送飞行控制信号。作为优选，在所述智能中耕机器人上设置农药舱，并在所述农药舱的两侧设置农药喷头，所述农药喷头与所述农药舱连接并向水稻下部及土壤基层喷洒农药。采用上述技术方案后，本专利技术具有如下优点：本专利技术的基于自动化控制的稻田无人智能中耕方法及中耕系统，通过驱动打泥机构上的打泥部件搅动稻田的泥水，或者驱动轮侧面的轮翼搅动稻田的泥水，起到增氧作用；打泥部件的刃切断杂草，或者驱动轮上的齿条或轮齿将杂草压至土壤中，起到除草增肥作用；通过位移传感器和主控器或者无人机导航系统实现智能中耕机器人的导向定位，起到中耕植保机器人的自动导向作用；通过两侧的两个农药喷头将高浓度的农药以细小的雾粒形式喷洒至水稻下部及土壤基层，农药消耗量低，农药作用于稻田及水稻的效果好，起到水稻的植保作用。附图说明图1为实施例一的智能中耕植保机器人的结构示意图；图2为实施例一的智能中耕植保机器人的前视图；图3为驱动打泥机构的结构示意图；图4为打泥部件的结构示意图；图5为实施例二的智能中耕植保机器人的结构示意图；图6为实施例二的智能中耕植保机器人的一种驱动轮的结构示意图；图7为实施例二的智能中耕植保机器人的另一种驱动轮的结构示意图；图8为实施例三的智能中耕植保机器人的结构示意图；图9为实施例三的智能中耕植保机器人的一种驱动轮的结构示意图；图10为实施例三的智能中耕植保机器人的另一种驱动轮的结构示意图；图中：1-驱动打泥机构；11-中心轴；12-螺旋型打泥叶片；13-打泥部件；2-机舱；21-动力舱；22-农药舱；23-感应舱；3-挡泥板；4-导向板；5-农药喷头；6-打泥轮；61-弧片型打泥叶片；7-驱动轮；71-轮翼；72-齿条；73-弧片型打泥板；74-轮齿。具体实施方式以下结合附图及具体实施例，对本专利技术作进一步的详细说明。实施例一一种基于自动化控制的稻田无人智能中耕系统，包括智能中耕机器人，所述智能中耕机器人包括驱动打泥机构1和机舱2。驱动打泥机构1设有两个，两个驱动打泥机构1分别安装在所述机舱2的两侧并通过连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于自动化控制的稻田无人智能中耕系统，其特征在于，包括智能中耕机器人，所述智能中耕机器人包括驱动打泥机构和机舱，所述机舱包括动力舱，所述驱动打泥机构包括中心轴和螺旋型打泥叶片，所述动力舱内设有用于驱动所述中心轴旋转的动力模块，所述螺旋型打泥叶片沿所述中心轴的轴向螺旋设置，所述螺旋型打泥叶片上设有带刃的打泥部件，所述螺旋型打泥叶片上沿长度方向设有若干打泥部件安装孔，所述打泥部件安装孔处对应安装有所述打泥部件，所述打泥部件包括柳叶双头刀片和/或一字双头刀片和/或十字直刃刀片和/或十字弯刃刀片和/或梅花刀片。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于自动化控制的稻田无人智能中耕系统，其特征在于，包括智能中耕机器人，所述智能中耕机器人包括驱动打泥机构和机舱，所述机舱包括动力舱，所述驱动打泥机构包括中心轴和螺旋型打泥叶片，所述动力舱内设有用于驱动所述中心轴旋转的动力模块，所述螺旋型打泥叶片沿所述中心轴的轴向螺旋设置，所述螺旋型打泥叶片上设有带刃的打泥部件，所述螺旋型打泥叶片上沿长度方向设有若干打泥部件安装孔，所述打泥部件安装孔处对应安装有所述打泥部件，所述打泥部件包括柳叶双头刀片和/或一字双头刀片和/或十字直刃刀片和/或十字弯刃刀片和/或梅花刀片。


2.如权利要求1所述的基于自动化控制的稻田无人智能中耕系统，其特征在于，所述智能植保机器人还包括打泥轮，所述打泥轮设置在所述智能中耕机器人底部，所述打泥轮沿周向设有若干弧片型打泥叶片，所述打泥轮的轴向垂直于所述智能中耕机器人的前进方向。


3.一种基于自动化控制的稻田无人智能中耕系统，其特征在于，包括智能中耕机器人，所述智能中耕机器人包括驱动轮和机舱，所述机舱内包括动力舱，所述动力舱内设有用于驱动所述机舱旋转的动力模块，所述驱动轮的两侧面设有用于打泥的若干轮翼，所述若干轮翼绕所述驱动轮侧面的中心周向设置，所述驱动轮的周向设有若干凸出的齿条，所述齿条的长度方向沿所述驱动轮的轴向，所述驱动轮的周向设有若干用于打泥的弧片型打泥板。


4.一种基于自动化控制的稻田无人智能中耕系统，其特征在于，包括智能中耕机器人，所述智能中耕机器人包括驱动轮和机舱，所述机舱内包括动力舱，所述动力舱内设有用于驱动所述机舱旋转的动力模块，所述驱动轮的周向设有若干轮齿，所述驱动轮的两侧面设有用于打泥的若干轮翼，所述若干轮翼绕所述驱动轮侧面的中心周向设置。


5.如权利要求1-4中的任意一项所述的基于自动化控制的稻田无人智能中耕系统，其特征在于，所述机舱还包括感应舱，所述感应舱内设有位置传感器和主控器，所述位置传感器用于感受所述智能中耕机器人的位置并转换成可用输出信号，所述主控器和所述位置传感器电连接，所述主控器接收所述位置传感器的输出信号控制所述所述智能中耕机器人的行进路线。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳丽，欧阳由男，邱海萍，郝中娜，张震，叶淑珍，秦叶波，柴荣耀，王教瑜，王士臻，周柏青，孙国仓，
申请(专利权)人：浙江省农业科学院，中国水稻研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33