一种用于整地除草的农用机器人的制作方法

本发明涉及除草技术领域，尤其涉及一种用于整地除草的农用机器人。

背景技术：

除草机器人，顾名思义，其作用是在农作物的苗期，自动地清除农田杂草。适用于按行种植的作物，例如玉米、棉花和大豆等。在这样的农田里，根据空间分布特征，杂草可以分为"行间杂草"和"行内杂草"。所谓"行间杂草"就是指生长在两个作物行之间的杂草；而"行内杂草"则是指生长在一个作物行内的杂草，也就是与作物同在一行的杂草。目前，农田化学除草主要采用喷雾方法。可以用喷雾机施药，也可以用航空施药。普通喷雾方法的优点是效率高，缺点是除草剂浪费严重，并容易污染环境，随着公众环保意识的增强，国内外开始研究精确除草方法。处于研究阶段的有智喷雾机、除草机器人等。智能喷雾机先识别地面杂草，然后再向杂草喷洒除草剂。也就是说，智能喷雾机的"智能"体现在，它可以有选择地喷雾；而普通喷雾机则没有选择性，只能将整个农田均匀地喷洒一遍农药。所以，智能喷雾机在一定程度上节约了除草剂，减少了环境污染。但是，喷雾方法的共同缺点是容易产生"雾滴飘移"现象，而且不可避免地会将除草剂喷洒到土壤表面，进而导致污染。智能喷雾机与除草机器人都是智能除草机械，但是，前者必须由人驾驶，后者则能够自动行走。

采用除草机器人清除杂草，目前有几种方法∶化学除草和机械除草等。所谓化学除草就是施用除草剂；所谓机械除草就是采用机械工具"铲除"杂草。目前，一般采用喷雾方法施用除草剂。

精确除草的前提是识别杂草，也就是将杂草从背景中识别出来。一般采用机器视觉和数字图像处理方法识别杂草。识别过程中的特征包括色彩特征、空间分布特征、多光谱特征、形状特征等。一般可以利用色征将杂草从土壤背景中分离出来，也就是说，可以利用色彩特征识别行间杂草。因为在两个作物行之间，只有杂草是绿色的，在作物行的行内，杂草和作物都是绿色，所以，难以仅仅依靠色彩特征加以区别也就是说，行内杂草的识别难度很大。在作物行内，关键是要将杂草和作物区别开来，识别出杂草和识别出作物是等价的。将杂草和作物区别开来的方法有多种，包括空间分布特征、多光谱特征、形状特征等。

但是现阶段的除草机器人在进行除草时，需要将整根草连根拔起，这就造成了大量的草根上的被收进除草箱内，一方面造成了大量的土壤流失，另一方面造成了大龄的土壤进入除草机器人内部，增加了除草机器人损坏的风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于整地除草的农用机器人，以解决上述背景技术中提出的人形的除草机器人在进行除草时，需要将整根草连根拔起，这就造成了大量的草根上的被收进除草箱内，一方面造成了大量的土壤流失，另一方面造成了大龄的土壤进入除草机器人内部，增加了除草机器人的损坏风险。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于整地除草的农用机器人，包括底板，在底板下侧安装有除草装置，在底板下侧固定连接有两个第一支撑柱与两个第二支撑柱，两个第一支撑柱对称设置，两个第二支撑柱相对设置，两个第一支撑柱下侧安装有转动轮，两个第二支撑柱下端安装有动轮，转动轮与动轮对应设置，在底板上安装有液压站，在底板上安装有筛选箱，在筛选箱一侧安装有杂草箱，筛选箱与杂草箱配合连接，在筛选箱相对的两侧均固定有轴承座。

进一步的，所述除草装置包括主轴，主轴的两端分别设置在相应的轴承座内，在主轴上套接并固定有固定环，固定环外侧套接有定位环，固定环与定位环同轴设置并使用挡板完成固定连接，两个挡板分别固定连接在固定环的两侧，在固定环上设有这一组固定座，固定座以主轴的轴线为圆心圆周阵列设置。

进一步的，每个所述固定座上均固定连接有液压缸，在每个定位环上均设有一组方形孔，每个方形孔均与相应的液压缸对应设置，每个液压缸的活塞杆的一端固定有安装板，每个安装板上均铰接有两个对称设置的除草板，两个除草板之间的夹角呈锐角，在安装板与除草板之间设有两个相对设置的硅胶膜，两个硅胶膜分别设置在安装板的两侧，除草板与方形孔对应设置，在安装板的另一侧安装有两个相对设置的气罐。

进一步的，在每个方形孔上均设有两组对称设置的安装槽，在每个安装槽内均滚动配合连接有滚珠，每组滚珠均与相应的除草板对应设置并能够完成滚动连接。

进一步的，所述转动轮包括转动底座，转动底座上端固定在第一支撑柱的下端，在转动底座上安装有驱动电机，在转动底座下端安装有轮体安装座，驱动电机设置在转动底座与轮体安装座之间，驱动电机驱动连接形影的轮体安装座，轮体安装座上安装有转轮体，转轮体使用销轴转动连接在轮体安装座上，转轮体上设有凹槽，在凹槽内固定有一组除草刀片，除草刀片以转轮体的轴线为圆心圆周阵列设置。

进一步的，所述筛选箱上设有第一箱门与第二箱门，第一箱门与第二箱门均设置在筛选箱的上方，第一箱门与第二箱门之间使用固定套完成固定连接，在筛选箱内侧固定安装有第一隔板，第一隔板倾斜设置，在第一隔板上固定有筛选板与第二隔板，筛选板与第二隔板均倾斜设置，在筛选箱与杂草箱的连接处设有第一开口，筛选板的一端固定在第一隔板上，筛选板的另一端固定在第一开口下侧并与其配合设置，筛选板上设有一组平行设置的筛选孔，在筛选箱一侧设有第二开口，在第二开口处连接有补土漏斗，第二隔板一端固定在第一隔板上，另一端固定在第二开口下侧并与其配合设置。

进一步的，所述杂草箱一侧设有杂草箱门，在杂草箱的相对两侧均设有第一把手，在底板上固定有提供动能的液压站，液压站通过连接管与相应的轴承座连接。

进一步的，所述底板上设有控制箱，控制箱贴紧液压站设置，在底板一侧通过连接板固定连接有摄像板，摄像板的横截面呈倒置的等腰三角形，在摄像板上设有一组摄像头安装槽，在每个摄像头安装槽内安葬有摄像头。

进一步的，所述底板下侧设有两个相对设置的滑槽，两个滑槽的方向相同，在每个滑槽内均滑动配合有气缸，每个气缸的活塞杆的下端均固定有翻地板，在底板上侧固定有第二把手，第二把手倾斜设置。

一种用于整地除草的农用机器人，该除草机器人的使用方法如下：

步骤1：在需要进行非精确除草的情况下，使用除草装置进行除草，在使用时，除草装置内的除草板会由于液压缸的伸张和方形孔的挤压从而伸出方形孔并逐渐闭合设置，将杂草去除；

步骤2：在杂草去除后，再将杂草扔进筛选箱内进行筛选，将杂草筛选至杂草箱内，并且筛选剩下的土壤通过补土漏斗排出用于补土。

本发明至少具备以下有益效果：

该除草机器人通过除草装置完成了除草操作，在进行除草时，选择将整颗杂草连根拔起，极大地防止将杂草拔起在仍在土壤上，造成杂草在此生根发芽的情况，有效的提升了杂草的去除效果，主要是通过除草装置内的除草板进行去除，在液压缸的伸张时，铰接在安装板上的除草板由于方形孔的挤压从而伸出方形孔并逐渐闭合设置，进而将杂草夹紧，在通过收缩液压缸将杂草放入筛选箱内，再通过气罐将除草板内的土壤吹至筛选箱内；

该除草机器人通过转动轮将转动轮经过的土壤上的杂草破碎，防止轮子经过将杂草压进土壤内，不方便进行清除，在转动轮经过土地时，通过转动轮上的除草刀片将杂草破碎，防止杂草再生，同样也防止轮子经过将杂草压进土壤内，不方便进行清除的情况；

该除草机器人通过在筛选箱内侧固定第一隔板，在第一隔板上固定有筛选板与第二隔板，第一隔板与第二隔板与筛选板的相互配合，筛选箱一侧安装有补土漏斗，有效的进行了土壤与杂草之间的分离工作，在通过倾斜设置的筛选板将杂草运输到杂草箱内进行储存，通过倾斜设置的第二隔板将土壤运输至补土漏斗排出用于补土，有效防止土壤的流失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为转动轮的基本结构示意图；

图4为筛选箱的内部基本结构示意图；

图5为除草装置的基本结构示意图；

图6为本发明另一种结构的基本示意图；

图7为图6的仰视图。

图中：1、底板；2、除草装置；21、主轴；22、固定环；23、定位环；24、方形孔；25、滚珠；26、固定座；27、液压缸；28、安装板；29、除草板；210、硅胶膜；211、气罐；212、挡板；3、第一支撑柱；4、第二支撑柱；5、转动轮；51、转动底座；52、轮体安装座；53、转轮体；54、销轴；55、凹槽；56、除草刀片；6、动轮；7、液压站；8、筛选箱；81、第一箱门；82、第二箱门；83、固定套；84、第一隔板；85、筛选板；851、筛选孔；86、第一开口；87、第二隔板；88、第二开口；9、杂草箱；91、杂草箱门；10、第一把手；11、连接管；12、轴承座；13、补土漏斗；14、控制箱；15、第二把手；16、连接板；17、摄像板；18、摄像头；19、滑槽；31、气缸；32、翻地板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

参照图1、图2、图4、图5所示，一种用于整地除草的农用机器人，包括包括底板1，在底板1下侧安装有除草装置2，在底板1下侧固定连接有两个第一支撑柱3与两个第二支撑柱4，两个第一支撑柱3对称设置，两个第二支撑柱4相对设置，两个第一支撑柱3下侧安装有转动轮5，两个第二支撑柱4下端安装有动轮6，转动轮5与动轮6对应设置，在底板1上安装有液压站7，在底板1上安装有筛选箱8，在筛选箱8一侧安装有杂草箱9，筛选箱8与杂草箱9配合连接，在筛选箱8相对的两侧均固定有轴承座12。

除草装置2包括主轴21，主轴21的两端分别设置在相应的轴承座12内，在主轴21上套接并固定有固定环22，固定环22外侧套接有定位环23，固定环22与定位环23同轴设置并使用挡板212完成固定连接，两个挡板212分别固定连接在固定环22的两侧，在固定环22上设有这一组固定座26，固定座26以主轴21的轴线为圆心圆周阵列设置。

每个固定座26上均固定连接有液压缸27，在每个定位环23上均设有一组方形孔24，每个方形孔24均与相应的液压缸27对应设置，每个液压缸27的活塞杆的一端固定有安装板28，每个安装板28上均铰接有两个对称设置的除草板29，两个除草板29之间的夹角呈锐角，在安装板28与除草板29之间设有两个相对设置的硅胶膜210，两个硅胶膜210分别设置在安装板28的两侧，除草板29与方形孔24对应设置，在安装板28的另一侧安装有两个相对设置的气罐211。

在每个方形孔24上均设有两组对称设置的安装槽，在每个安装槽内均滚动配合连接有滚珠25，每组滚珠25均与相应的除草板29对应设置并能够完成滚动连接。

本实施例通过除草装置2进行除草，在进行除草时，首先使用相应的驱动装置驱动主轴21进行转动，在主轴21进行转动时，将最下方的液压缸27竖直向下设置，这时相应的液压缸27做伸缩运动，在液压缸27伸缩时，液压缸27的活塞杆上固定的安装板28上铰接的除草板29做闭合运动并伸出相应的方形孔24，将相应的杂草连根拔起，再通过转动，将相应的液压缸27转动至放置箱内，再将液压缸27收缩，并通过固定在安装板28一侧气罐211放气，将两个除草板29内的杂草喷进放置箱内，使用除草装置2极大地防止将杂草拔起在仍在土壤上，造成杂草在此生根发芽的情况，有效的提升了杂草的去除效果。

实施例2

参照图1-5所示，一种用于整地除草的农用机器人，包括底板1，在底板1下侧安装有除草装置2，在底板1下侧固定连接有两个第一支撑柱3与两个第二支撑柱4，两个第一支撑柱3对称设置，两个第二支撑柱4相对设置，两个第一支撑柱3下侧安装有转动轮5，两个第二支撑柱4下端安装有动轮6，转动轮5与动轮6对应设置，在底板1上安装有液压站7，在底板1上安装有筛选箱8，在筛选箱8一侧安装有杂草箱9，筛选箱8与杂草箱9配合连接，在筛选箱8相对的两侧均固定有轴承座12。

除草装置2包括主轴21，主轴21的两端分别设置在相应的轴承座12内，在主轴21上套接并固定有固定环22，固定环22外侧套接有定位环23，固定环22与定位环23同轴设置并使用挡板212完成固定连接，两个挡板212分别固定连接在固定环22的两侧，在固定环22上设有这一组固定座26，固定座26以主轴21的轴线为圆心圆周阵列设置。

每个固定座26上均固定连接有液压缸27，在每个定位环23上均设有一组方形孔24，每个方形孔24均与相应的液压缸27对应设置，每个液压缸27的活塞杆的一端固定有安装板28，每个安装板28上均铰接有两个对称设置的除草板29，两个除草板29之间的夹角呈锐角，在安装板28与除草板29之间设有两个相对设置的硅胶膜210，两个硅胶膜210分别设置在安装板28的两侧，除草板29与方形孔24对应设置，在安装板28的另一侧安装有两个相对设置的气罐211。

在每个方形孔24上均设有两组对称设置的安装槽，在每个安装槽内均滚动配合连接有滚珠25，每组滚珠25均与相应的除草板29对应设置并能够完成滚动连接。

转动轮5包括转动底座51，转动底座51上端固定在第一支撑柱3的下端，在转动底座51上安装有驱动电机，在转动底座51下端安装有轮体安装座52，驱动电机设置在转动底座51与轮体安装座52之间，驱动电机驱动连接形影的轮体安装座52，轮体安装座52上安装有转轮体53，转轮体53使用销轴54转动连接在轮体安装座52上，转轮体53上设有凹槽55，在凹槽55内固定有一组除草刀片56，除草刀片56以转轮体53的轴线为圆心圆周阵列设置。

本实施例通过过除草装置2进行除草，并使用转动轮5对除草装置2取出不到的杂草进行破碎，在进行大范围整体除草时，转动轮5将除草刀片56漏出，将转动轮5经过的路径上的杂草破碎清除，在进行农田小范围精确除草时，转动轮5经过田地里的沟壑时，会将沟壑内的杂草使用除草刀片56进行破碎，有效的防止轮子经过将杂草压进土壤内，不方便进行清除的情况；使用相应的驱动装置驱动主轴21进行转动，在主轴21进行转动时，将最下方的液压缸27竖直向下设置，这时相应的液压缸27做伸缩运动，在液压缸27伸缩时，液压缸27的活塞杆上固定的安装板28上铰接的除草板29做闭合运动并伸出相应的方形孔24，将相应的杂草连根拔起，再通过转动，将相应的液压缸27转动至放置箱内，再将液压缸27收缩，并通过固定在安装板28一侧气罐211放气，将两个除草板29内的杂草喷进放置箱内，使用除草装置2极大地防止将杂草拔起在仍在土壤上，造成杂草在此生根发芽的情况，有效的提升了杂草的去除效果。

实施例3

参照图3、图6、与图7所示，一种用于整地除草的农用机器人，包括底板1，在底板1下侧固定连接有两个第一支撑柱3与两个第二支撑柱4，两个第一支撑柱3对称设置，两个第二支撑柱4相对设置，两个第一支撑柱3下侧安装有转动轮5，两个第二支撑柱4下端安装有动轮6，转动轮5与动轮6对应设置，在底板1上安装有液压站7，在底板1上安装有筛选箱8，在筛选箱8一侧安装有杂草箱9，筛选箱8与杂草箱9配合连接，在筛选箱8相对的两侧均固定有轴承座12。

转动轮5包括转动底座51，转动底座51上端固定在第一支撑柱3的下端，在转动底座51上安装有驱动电机，在转动底座51下端安装有轮体安装座52，驱动电机设置在转动底座51与轮体安装座52之间，驱动电机驱动连接形影的轮体安装座52，轮体安装座52上安装有转轮体53，转轮体53使用销轴54转动连接在轮体安装座52上，转轮体53上设有凹槽55，在凹槽55内固定有一组除草刀片56，除草刀片56以转轮体53的轴线为圆心圆周阵列设置。

底板1上设有控制箱14，控制箱14贴紧液压站7设置，在底板1一侧通过连接板16固定连接有摄像板17，摄像板17的横截面呈倒置的等腰三角形，在摄像板17上设有一组摄像头安装槽，在每个摄像头安装槽内安葬有摄像头18。

底板1下侧设有两个相对设置的滑槽19，两个滑槽19的方向相同，在每个滑槽19内均滑动配合有气缸31，每个气缸31的活塞杆的下端均固定有翻地板32，在底板1上侧固定有第二把手15，第二把手15倾斜设置。

本实施例适合进行小范围精确除草时使用，在进行使用时将转动轮5放置在相应的田地沟壑内，会将沟壑内的杂草使用除草刀片56进行破碎，有效的防止轮子经过将杂草压进土壤内，不方便进行清除的情况，再通过摄像头18拍摄并识别的农田情况通过控制箱14进行处理，再通过使用丝杠进行驱动的气缸31沿着相应的滑槽19的方向滑动，移动相应的位置，再通过气缸31控制翻地板32下移，最后通过翻地板32将土壤内的杂草去除。

实施例4

参照图1-7所示，一种用于整地除草的农用机器人，包括底板1，在底板1下侧安装有除草装置2，在底板1下侧固定连接有两个第一支撑柱3与两个第二支撑柱4，两个第一支撑柱3对称设置，两个第二支撑柱4相对设置，两个第一支撑柱3下侧安装有转动轮5，两个第二支撑柱4下端安装有动轮6，转动轮5与动轮6对应设置，在底板1上安装有液压站7，在底板1上安装有筛选箱8，在筛选箱8一侧安装有杂草箱9，筛选箱8与杂草箱9配合连接，在筛选箱8相对的两侧均固定有轴承座12。

除草装置2包括主轴21，主轴21的两端分别设置在相应的轴承座12内，在主轴21上套接并固定有固定环22，固定环22外侧套接有定位环23，固定环22与定位环23同轴设置并使用挡板212完成固定连接，两个挡板212分别固定连接在固定环22的两侧，在固定环22上设有这一组固定座26，固定座26以主轴21的轴线为圆心圆周阵列设置。

每个固定座26上均固定连接有液压缸27，在每个定位环23上均设有一组方形孔24，每个方形孔24均与相应的液压缸27对应设置，每个液压缸27的活塞杆的一端固定有安装板28，每个安装板28上均铰接有两个对称设置的除草板29，两个除草板29之间的夹角呈锐角，在安装板28与除草板29之间设有两个相对设置的硅胶膜210，两个硅胶膜210分别设置在安装板28的两侧，除草板29与方形孔24对应设置，在安装板28的另一侧安装有两个相对设置的气罐211。

在每个方形孔24上均设有两组对称设置的安装槽，在每个安装槽内均滚动配合连接有滚珠25，每组滚珠25均与相应的除草板29对应设置并能够完成滚动连接。

转动轮5包括转动底座51，转动底座51上端固定在第一支撑柱3的下端，在转动底座51上安装有驱动电机，在转动底座51下端安装有轮体安装座52，驱动电机设置在转动底座51与轮体安装座52之间，驱动电机驱动连接形影的轮体安装座52，轮体安装座52上安装有转轮体53，转轮体53使用销轴54转动连接在轮体安装座52上，转轮体53上设有凹槽55，在凹槽55内固定有一组除草刀片56，除草刀片56以转轮体53的轴线为圆心圆周阵列设置。

筛选箱8上设有第一箱门81与第二箱门82，第一箱门81与第二箱门82均设置在筛选箱8的上方，第一箱门81与第二箱门82之间使用固定套83完成固定连接，在筛选箱8内侧固定安装有第一隔板84，第一隔板84倾斜设置，在第一隔板84上固定有筛选板85与第二隔板87，筛选板85与第二隔板87均倾斜设置，在筛选箱8与杂草箱9的连接处设有第一开口86，筛选板85的一端固定在第一隔板84上，筛选板85的另一端固定在第一开口86下侧并与其配合设置，筛选板85上设有一组平行设置的筛选孔851，在筛选箱8一侧设有第二开口88，在第二开口88处连接有补土漏斗13，第二隔板87一端固定在第一隔板84上，另一端固定在第二开口88下侧并与其配合设置。

杂草箱9一侧设有杂草箱门91，在杂草箱9的相对两侧均设有第一把手10，在底板1上固定有提供动能的液压站7，液压站7通过连接管11与相应的轴承座12连接。

底板1上设有控制箱14，控制箱14贴紧液压站7设置，在底板1一侧通过连接板16固定连接有摄像板17，摄像板17的横截面呈倒置的等腰三角形，在摄像板17上设有一组摄像头安装槽，在每个摄像头安装槽内安葬有摄像头18。

底板1下侧设有两个相对设置的滑槽19，两个滑槽19的方向相同，在每个滑槽19内均滑动配合有气缸31，每个气缸31的活塞杆的下端均固定有翻地板32，在底板1上侧固定有第二把手15，第二把手15倾斜设置。

本实施例通过过除草装置2进行除草，并使用转动轮5对除草装置2取出不到的杂草进行破碎，使用除草装置2去除底板1下方的大范围杂草，可以通过设置多组除草装置2，从而进行大范围整块除草，在需要进行精确除草时，通过摄像头18与气缸31与翻地板32之间的相互配合将除草装置2去除不到的精确位置的杂草进行去除。

本发明的使用原理，除草装置2运行时，使用相应的驱动装置驱动主轴21进行转动，在主轴21进行转动时，将最下方的液压缸27竖直向下设置，这时相应的液压缸27做伸缩运动，在液压缸27伸缩时，液压缸27的活塞杆上固定的安装板28上铰接的除草板29做闭合运动并伸出相应的方形孔24，将相应的杂草连根拔起，再通过转动，将相应的液压缸27转动至放置箱内，再将液压缸27收缩，并通过固定在安装板28一侧气罐211放气，将两个除草板29内的杂草喷进放置箱内，使用除草装置2极大地防止将杂草拔起在仍在土壤上，造成杂草在此生根发芽的情况，有效的提升了杂草的去除效果，转动轮5对除草装置2取出不到的杂草进行破碎，在进行大范围整体除草时，转动轮5将除草刀片56漏出，将转动轮5经过的路径上的杂草破碎清除，在进行农田小范围精确除草时，转动轮5经过田地里的沟壑时，会将沟壑内的杂草使用除草刀片56进行破碎，有效的防止轮子经过将杂草压进土壤内，不方便进行清除的情况，再通过摄像头18拍摄并识别的农田情况通过控制箱14进行处理，再通过使用丝杠进行驱动的气缸31沿着相应的滑槽19的方向滑动，移动相应的位置，再通过气缸31控制翻地板32下移，最后通过翻地板32将土壤内的杂草去除。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保险的本发明的范围内。本发明要求的保险范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

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