本发明专利技术涉及一种农业机械领域，具体涉及一种仿生智能株间锄草机器人末端执行机构。该末端执行机构包括平台车(1)、支架安装板(5)、横移架(7)和纵向支架(8)、锄草末端执行机构高度调整机构、锄草单元横移对行机构、锄草执行单元(9)、横移板(13)、第一滑轮(14)、齿条架(15)、滑轮轴(16)、锄草执行单元支架(17)、微波传感器(3)和工控机(10)；本发明专利技术使用新型微波传感器(3)，对田间作业中复杂光照情况适应能力强，自动化程度高，使用仿生型的锄草刀及运动方式，能耗少，不易磨损，使用齿轮组带动滑轮杆实现传动，工作平稳，智能化程度高，大大提高了株间锄草效率，降低人工工作强度。降低人工工作强度。降低人工工作强度。
【技术实现步骤摘要】
一种仿生智能株间锄草机器人末端执行机构
[0001]本专利技术涉及一种农业机械领域，具体涉及一种仿生智能株间锄草机器人末端执行机构。
技术介绍
[0002]杂草是影响甚至危害作物生长的植物，在可耕土地上，它们与作物竞争养分、水和光照等资源，是作物产量减少的重要原因之一。在现有的除草方式中，化学除草仍是最主要的除草方式。在中国目前大量存在的家庭农场中，普遍存在从业人员年龄偏大、技术来源单一、除草方式参差不齐、农药使用量过大等诸多问题。而农药使用量过大会导致杂草抗药性增强等环境问题。解决田间除草方面的人力和环保问题的关键是大力发展除草机器人，采用机器视觉识别出作物和杂草，有针对性地喷洒化学除草剂以减少用药量，而使用机械化除草末端甚至可以不使用农药。
[0003]传统的中耕锄草机主要解决行间锄草的问题，相对行间杂草，株间杂草更接近作物，并将株间分割成不连续的区域，因此机械株间锄草更加困难，目前主要依靠人工。目前国内的株间锄草设备大多处于试验环境运行阶段，尚没有能投入产业化的设备。一款模块化的株间锄草末端执行器能够解决作物株间除草问题，大大降低劳动强度，提高农业生产效率，提高农业产量，对于解决目前中国农业生产存在的问题具有重要意义。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供了一种仿生智能株间锄草机器人末端执行机构，挂载在高地隙平台车下，可根据田间作物情况智能的进行执行机构高度调整、对行运动、锄刀避苗运动，从而实现快速高效、低伤苗率的作物株间锄草功能。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种仿生智能株间锄草机器人末端执行机构，该末端执行机构包括平台车1、支架安装板5、横移架7和纵向支架8，两组纵向支架8分别通过支架安装板5安装于平台车1底部的前部和后部，每组纵向支架8之间安装一个横移架7，该末端执行机构还包括锄草末端执行机构高度调整机构、锄草单元横移对行机构、锄草执行单元9、横移板13、第一滑轮14、齿条架15、滑轮轴16、锄草执行单元支架17、微波传感器3和工控机10；
[0007]前部的横移架7的后表面以及后部的横移架7的前表面各安装有一对水平布置的齿条架15，其中，上部的齿条架15的上表面为滑轨，下表面为齿条；下部的齿条架15的上表面为齿条，下表面为滑轨，前部的齿条架15的后侧以及后部的齿条架15的前侧分别设有一横移板13，每个横移板13上设有四个滑轮轴16，第一滑轮14位于滑轮轴16上，前部的第一滑轮14位于前部的横移板13的前侧，后部的第一滑轮14位于后部的横移板13的后侧，位于上部的两个第一滑轮14的下表面与上部齿条架15的滑轨接触，位于下部的两个第一滑轮14的上表面与下部的齿条架15的滑轨接触；
[0008]两个横移板13之间通过两个锄草执行单元支架17连接，锄草执行单元9与所述锄
草执行单元支架17固定连接，随其运动；
[0009]锄草执行单元9包括从动齿轮91、第二滑轮92、壳体93、上锄刀杆94、锄刀转轴95、下锄刀杆96、从动齿轮转轴97、主动齿轮98、主动齿轮轴99、向心推力轴承910和仿生锄刀911；
[0010]壳体93上装有两对向心推力轴承910，锄刀转轴95通过两端的向心推力轴承910固定，上锄刀杆94与下锄刀杆96分别与锄刀转轴95固定连接，主动齿轮轴99转动安装在壳体93上；伺服电机19固定在壳体93上，其输出轴与主动齿轮轴99连接，主动齿轮98固定在主动齿轮轴99上，一对从动齿轮转轴97转动连接在壳体93上，每个从动齿轮转轴97上均设有从动齿轮91，主动齿轮98与其中一个从动齿轮91啮合，两个从动齿轮91互相啮合，上锄刀杆94上部开有滑动槽，第二滑轮92与从动齿轮91的齿面固定，第二轮滑92容纳在上锄刀杆94的滑动槽内，使其在上锄刀杆94的滑动槽中滑动，一对仿生锄刀911固接在下锄刀杆96下端，仿生锄刀911的刀尖相向；
[0011]壳体93两侧与两个锄草执行单元支架17固定连接；
[0012]工控机10布置在平台车1的底部，电推杆2与工控机10通过数据线连接；
[0013]微波传感器3安装在平台车1的前端，微波传感器3与工控机10通过数据线连接；
[0014]锄草末端执行机构高度调整机构包括电推杆2和测高机构6；
[0015]横移架7的上部和平台车1下端面之间设有电推杆2；
[0016]测高机构6包括直线位移传感器61、测高筒62、伸缩滑块64、地轮63和弹簧65；
[0017]测高筒62固定在横移架7的前表面；
[0018]伸缩滑块64的顶部与弹簧65固接，伸缩滑块64的底部装有地轮63，直线位移传感器61设置在弹簧65的顶部，伸缩滑块64在测高筒62中滑动；弹簧65装在测高筒62的内部空腔中，弹簧65上端与直线位移传感器61的下端固定；
[0019]直线位移传感器61固接在横移架7上；
[0020]直线位移传感器61通过数据线与工控机10连接；
[0021]锄草单元横移对行机构包括相机4、横移齿轮11、直角电机12和超声测距单元18；
[0022]相机4安装在平台车1的前部，相机4与工控机10通过数据线连接；
[0023]横移架7固定有一个直角电机12，其输出轴上装有横移齿轮11，与其中一根齿条架15啮合；两个锄草执行单元支架17的外侧各固定有一个超声测距单元18；
[0024]平台车1内部集成有电池及测速模块。
[0025]上锄刀杆94与下锄刀杆96的夹角范围为115
°‑
125
°
。
[0026]微波传感器3的内部集成有毫米波发射器和天线接收器，外部是圆形外壳。
[0027]本专利技术的有益效果在于：
[0028]1、本专利技术使用新型微波传感器3，对田间作业中复杂光照情况适应能力强，自动化程度高。
[0029]2、本专利技术使用仿生型的锄草刀及运动方式，能耗少，不易磨损。
[0030]3、专利技术总体结构简单易于实现，成本较低。
[0031]4、本专利技术使用伺服电机19提供动力，无需频繁调整转向，不易损坏，便于安装维护。
[0032]5、本专利技术使用齿轮组带动滑轮杆实现传动，工作平稳。
[0033]6、本专利技术智能化程度高，大大提高了株间锄草效率，降低人工工作强度。
[0034]7、本专利技术采用独立模块化设计，方便多组并联工作。
[0035]8、本专利技术易于拆解和维修，维护成本低。
[0036]本专利技术中的锄草执行单元9安装在横移架7上，可架设多个锄草单元，使用时根据需要增减锄草执行单元。横移架7同时可完成与地面相对距离调整功能和锄草单元对行功能。
[0037]本专利技术在锄草作业过程中，由于地面高度可能存在起伏，影响锄草效果。因此作业时由测高机构6实时测定地面相对高度信息，通过电推杆2调节横移架7相对地面的高度，使得各锄草执行单元9在整个作业过程中均处于合适高度。
[0038]本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种仿生智能株间锄草机器人末端执行机构，该末端执行机构包括平台车(1)、支架安装板(5)、横移架(7)和纵向支架(8)，两组纵向支架(8)分别通过支架安装板(5)安装于平台车(1)底部的前部和后部，每组纵向支架(8)之间安装一个横移架(7)，其特征在于：该末端执行机构还包括锄草末端执行机构高度调整机构、锄草单元横移对行机构、锄草执行单元(9)、横移板(13)、第一滑轮(14)、齿条架(15)、滑轮轴(16)、锄草执行单元支架(17)、微波传感器(3)和工控机(10)；前部的横移架(7)的后表面以及后部的横移架(7)的前表面各安装有一对水平布置的齿条架(15)，其中，上部的齿条架(15)的上表面为滑轨，下表面为齿条；下部的齿条架(15)的上表面为齿条，下表面为滑轨，前部的齿条架(15)的后侧以及后部的齿条架(15)的前侧分别设有一横移板(13)，每个横移板(13)上设有四个滑轮轴(16)，第一滑轮(14)位于滑轮轴(16)上，前部的第一滑轮(14)位于前部的横移板(13)的前侧，后部的第一滑轮(14)位于后部的横移板(13)的后侧，位于上部的两个第一滑轮(14)的下表面与上部齿条架(15)的滑轨接触，位于下部的两个第一滑轮(14)的上表面与下部的齿条架(15)的滑轨接触；两个横移板(13)之间通过两个锄草执行单元支架(17)连接，锄草执行单元(9)与所述锄草执行单元支架(17)固定连接，随其运动；锄草执行单元(9)包括从动齿轮(91)、第二滑轮(92)、壳体(93)、上锄刀杆(94)、锄刀转轴(95)、下锄刀杆(96)、从动齿轮转轴(97)、主动齿轮(98)、主动齿轮轴(99)、向心推力轴承(910)和仿生锄刀(911)；壳体(93)上装有两对向心推力轴承(910)，锄刀转轴(95)通过两端的向心推力轴承(910)固定，上锄刀杆(94)与下锄刀杆(96)分别与锄刀转轴(95)固定连接，主动齿轮轴(99)转动安装在壳体(93)上；伺服电机(19)固定在壳体(93)上，其输出轴与主动齿轮轴(99)连接，主动齿轮(98)固定在主动齿轮轴(99)上，一对从动齿轮转轴(97)转动连接在壳体(93)上，每个从动齿轮转轴(97)上均设有从动齿轮(91)，主动齿轮(98)与其中一个从...
【专利技术属性】
技术研发人员：张春龙，于晓伟，王松，袁挺，李伟，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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