一種株間自動除草機的制作方法

本發明涉及農用機械技術領域，更具體地說，涉及一種株間自動除草機。

背景技術：

在農作物生長的幼苗時期，除凈行間與株間雜草是保證高產、穩產不可缺少的有效措施。

目前，機械除草主要用于作物行間除草。而株間雜草防除方面，主要以化學除草為主，即依靠大型噴藥機械進行精確噴施化學藥劑消滅株間雜草，導致對農作物的藥物殘留較多，影響了作物的有機質含量，而且農藥使用量較多，較易造成環境污染。

綜上所述，如何減少對農作物的藥物殘留，以提高作物的有機質含量，是目前本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種株間自動除草機，以減少對農作物的藥物殘留，進而提高作物的有機質含量。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種株間自動除草機，包括：

能夠沿x向行走的行走機構；

用于清除作物株間雜草的除草刀機構；

驅動所述除草刀機構沿y向和z向往復移動的驅動導向裝置，所述除草刀機構設置在所述驅動導向裝置上；

其中，x向為作物的行方向，z向為豎直方向，x向、y向與z向兩兩垂直。

優選的，上述株間自動除草機中，所述行走機構包括：機架；

設置在所述機架底部前側的兩個前輪；

設置在所述機架底部后側的兩個后輪；

驅動所述后輪轉動的行走驅動電機；

驅動所述前輪轉向的轉向驅動電機；

控制所述行走驅動電機和所述轉向驅動電機工作的控制箱。

優選的，上述株間自動除草機中，所述行走機構還包括用于供電的電池，所述電池設置在所述機架上。

優選的，上述株間自動除草機中，所述機架的底端高于所述作物的頂端。

優選的，上述株間自動除草機中，所述除草刀機構包括：

支架；

設置在所述支架上的除草刀，所述除草刀包括刀盤和設置在所述刀盤底端的多個刀齒；

驅動所述刀盤轉動的除草電機，所述除草電機設置在所述支架上。

優選的，上述株間自動除草機中，所述刀齒為細鋼條，所述細鋼條的底端為向內彎曲的弧形段。

優選的，上述株間自動除草機中，所述除草刀為三個，相鄰兩個所述除草刀之間的距離為所述作物的行間距；

位于中間的所述除草刀與所述除草電機同軸連接，另外兩個所述除草刀與所述除草電機通過同步帶傳動機構連接。

優選的，上述株間自動除草機中，所述驅動導向裝置包括：

驅動所述除草刀機構沿z向往復移動的z向驅動機構，所述除草刀機構設置在所述z向驅動機構上；

驅動所述z向驅動機構沿y向往復移動的y向驅動機構，所述z向驅動機構設置在所述y向驅動機構上，所述y向驅動機構設置在所述行走機構上。

優選的，上述株間自動除草機中，所述y向驅動機構包括：

設置在所述行走機構上的底板，所述底板上設置有y向導軌；

設置在所述底板上的y向滾珠絲杠；

驅動所述y向滾珠絲杠的y向螺桿轉動的y向驅動電機，所述y向驅動電機設置在所述底板上；

與所述y向滾珠絲杠的y向螺母同步移動的y向工作臺，所述y向工作臺通過y向滑塊與所述y向導軌滑動配合。

優選的，上述株間自動除草機中，所述z向驅動機構包括：

設置在所述y向工作臺上的支撐立板，所述支撐立板上設置有沿y向布置的z向導軌；

設置在所述支撐立板上的z向滾珠絲杠；

驅動所述z向滾珠絲杠的z向螺桿轉動的z向驅動電機，所述z向驅動電機設置在所述支撐立板上；

與所述z向滾珠絲杠的z向螺母同步移動的z向工作臺，所述z向工作臺通過z向滑塊與所述z向導軌滑動配合，所述除草刀機構設置在所述z向工作臺上。

從上述的技術方案可以看出，本發明提供的株間自動除草機包括能夠沿x向行走的行走機構；用于清除作物株間雜草的除草刀機構；驅動除草刀機構沿y向和z向往復移動的驅動導向裝置，除草刀機構設置在驅動導向裝置上；其中，x向為作物的行方向，z向為豎直方向，x向、y向與z向兩兩垂直。

本發明利用行走機構沿作物的行方向行走，將除草刀機構移動到預設除草位置，然后通過驅動導向裝置驅動除草刀機構沿y向移動至作物株間位置，并驅動除草刀機構沿z向移動至除草深度，最后利用除草刀機構清除作物株間雜草。

綜上所述，本發明利用機械除草的方式實現了株間除草，減少了對農作物的藥物殘留，進而提高了作物的有機質含量；而且減少了農藥使用量，進而減少環境污染。

此外，上述機械除草還具有疏松土壤、提高地溫、蓄水保墑，利于作物秧苗生長的優點。同時，本發明實現了株間自動除草，降低了農民勞動強度，對促進農業增效、農民增收有著重要意義。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的株間自動除草機的俯視圖；

圖2是沿圖1中a-a線的剖視圖；

圖3是沿圖2中b-b線的剖視圖；

圖4是本發明實施例提供的除草刀機構的結構示意圖；

圖5是本發明實施例提供的驅動導向裝置的主視圖；

圖6是本發明實施例提供的驅動導向裝置的俯視圖；

圖7是本發明實施例提供的驅動導向裝置的側視圖。

具體實施方式

本發明實施例提供了一種株間自動除草機，減少了對農作物的藥物殘留，進而提高了作物的有機質含量。

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參考附圖1-7，本發明實施例提供的株間自動除草機包括能夠沿x向行走的行走機構1；用于清除作物株間雜草的除草刀機構3；驅動除草刀機構3沿y向和z向往復移動的驅動導向裝置，除草刀機構3設置在驅動導向裝置上；其中，x向為作物的行方向，z向為豎直方向，x向、y向與z向兩兩垂直。

本發明利用行走機構1沿作物的行方向行走，將除草刀機構3移動到預設除草位置，然后通過驅動導向裝置驅動除草刀機構3沿y向移動至作物株間位置，并驅動除草刀機構3沿z向移動至除草深度，最后利用除草刀機構3清除作物株間雜草。

綜上所述，本發明利用機械除草的方式實現了株間除草，減少了對農作物的藥物殘留，進而提高了作物的有機質含量；而且減少了農藥使用量，進而減少環境污染。

此外，上述機械除草還具有疏松土壤、提高地溫、蓄水保墑，利于作物秧苗生長的優點。同時，本發明實現了株間自動除草，降低了農民勞動強度，對促進農業增效、農民增收有著重要意義，而且耕土深度穩定。

本發明一種具體的實施方式中，行走機構1包括機架12；設置在機架12底部前側的兩個前輪11；設置在機架12底部后側的兩個后輪14；驅動后輪14轉動的行走驅動電機15；驅動前輪11轉向的轉向驅動電機17；控制行走驅動電機15和轉向驅動電機17工作的控制箱16。

該行走機構1采用后驅，由控制箱16控制行走驅動電機15帶動后輪14驅動前行即x向行走，前輪11負責轉向，從而實現平面給定曲線的運動，進而實現株間除草。

株間自動除草機主要在大棚內工作，地面較平坦，震動較小，采用上述行走機構1，結構比較簡單；本發明也可以在行走機構1上設置減震的懸掛系統。上述行走機構1還可以為其他結構，如包括固定在地面上并沿x向設置的滑道和與滑道配合的滑動支架32，由電機驅動滑動支架32沿著滑道移動，以實現同樣的沿x向行走的效果，本發明在此不再一一贅述。

為了方便使用，行走機構1還包括用于供電的電池13，電池13設置在機架12上。這樣，行走機構1自身具有供電裝置，無需外接電源，便于行走，還能避免電線纏繞，提高了工作可靠性。當然，本發明還可以僅設置用于連接電源的插頭。

優選的，機架12的底端高于作物的頂端。行走機構1在行走過程中，機架12始終位于作物上方，能夠避免機架12傷苗，降低傷苗率。當然，上述機架12的底端還可以低于或平齊于作物的頂端，此時使行走機構1在行間行走，以達到同樣的避免傷苗的效果。

如圖4所示，除草刀機構3包括支架32；設置在支架32上的除草刀，除草刀包括刀盤34和設置在刀盤34底端的多個刀齒35；驅動刀盤34轉動的除草電機31，除草電機31設置在支架32上。具體的，刀盤34上均布八個刀齒35，根據實際情況刀齒35還可以為六個、十個或其他個數，每個刀齒35通過螺母與刀盤34連接。本設計按照大棚內韭菜等農作物株間除草技術要求進行，大棚采用機械種植，株間距一致；行走機構1的行走速度為1km/h，作物行距為300mm，株距為200mm，刀盤34具體采用直徑80mm的圓盤，每個刀齒35的高度約為200mm。

除草時，首先使刀齒35伸入地面以下，然后通過除草電機31驅動刀盤34轉動，從而帶動刀齒35在土壤內轉動，同時通過驅動導向裝置驅動除草刀沿y向移動，不僅能除草還能起到松土的作用，一次可完成松碎土、除草、翻土、覆土等作業工序，大大提高工作效率和作業質量，節約生產成本，節本增效效果顯著。

可以理解的是，上述除草刀還可以為其他結構，如包括鏟刀和驅動鏟刀沿z向往復移動的鏟除電機等，以達到同樣的清楚株間雜草的效果，本發明在此不再一一贅述。

上述實施例中，刀齒35為細鋼條，細鋼條的底端為向內彎曲的弧形段。這樣，細鋼條圍成的整刀底端呈漸縮狀，細鋼條底端(即遠離刀盤34的一端)與土壤為點接觸，接觸面積較小，而且弧形段表面圓滑，不易損傷作物，從而保護作物根部，降低傷苗率。細鋼條的強度較好，使用壽命較長。可替換的，上述刀齒35還可以為鐵條、鋼片等。

為了進一步優化上述技術方案，除草刀為三個，相鄰兩個除草刀之間的距離為作物的行間距；位于中間的除草刀與除草電機31同軸連接，另外兩個除草刀與除草電機31通過同步帶傳動機構33連接。本發明由一個除草電機31經過減速箱把動力傳到中間的除草刀的轉軸上，該轉軸通過同步帶傳動機構33分別帶動另外兩個除草刀的轉軸旋轉，從而實現三個轉軸的同步運動即三個刀盤34的旋轉運動，進而實現三行除草，提高了除草效率。上述三個除草刀共用一個電機，結構簡單，節省成本。當然，上述三個除草刀可以分別采用一個電機。根據實際應用場合，本發明也可以包括其他個數的除草刀，如一個、兩個或四個等。

如圖5-7所示，本發明一種具體的實施例中，驅動導向裝置包括驅動除草刀機構3沿z向往復移動的z向驅動機構22，除草刀機構3設置在z向驅動機構22上；驅動z向驅動機構22沿y向往復移動的y向驅動機構21，z向驅動機構22設置在y向驅動機構21上，y向驅動機構21設置在行走機構1上。本實施例通過y向驅動機構21驅動z向驅動機構22沿y向往復移動，間接實現驅動除草刀機構3沿y向往復移動；通過z向驅動機構22直接驅動除草刀機構3沿z向往復移動，y向驅動機構21靠近行走機構1，從而靠近作物，便于調整除草刀機構3的y向位置，工作可靠性更高。

可替換的，除草刀機構3還可以設置在y向驅動機構21上，使z向驅動機構22設置在行走機構1上，此時間接驅動除草刀機構3沿z向往復移動，直接驅動y向往復移動，本發明對此不做具體限定。

優選的，y向驅動機構21包括設置在行走機構1上的底板212，底板212上設置有y向導軌215；設置在底板212上的y向滾珠絲杠211；驅動y向滾珠絲杠211的y向螺桿轉動的y向驅動電機214，y向驅動電機214設置在底板212上；與y向滾珠絲杠211的y向螺母同步移動的y向工作臺216，y向工作臺216通過y向滑塊213與y向導軌215滑動配合。具體的y向驅動電機214采用步進電機。y向滾珠絲杠由y向驅動電機214通過梅花聯軸器與螺桿連接。

由于y向工作臺上需要安裝z向驅動機構22和除草刀機構3，為了增加穩定性，y向滑塊213為四個，y向導軌215為兩條，每條y向導軌215與兩個y向滑塊213配合。y向工作臺采用250*200的矩形平臺。由于除草刀的y向位移最大不超過200mm，所以y向導軌215長度為500mm。

工作時，通過y向驅動電機214驅動y向螺桿轉動，從而帶動y向螺母以及y向工作臺216沿y向往復移動，y向工作臺216移動過程中，y向滑塊213沿著y向導軌215滑動，工作平穩性和可靠性較高。當然，上述y向驅動機構21還可以采用蝸輪蝸桿機構或者直線電機驅動結構。

進一步的技術方案中，z向驅動機構22包括設置在y向工作臺216上的支撐立板222，支撐立板222上設置有沿y向布置的z向導軌223；設置在支撐立板222上的z向滾珠絲杠224；驅動z向滾珠絲杠224的z向螺桿轉動的z向驅動電機221，z向驅動電機221設置在支撐立板222上；與z向滾珠絲杠224的z向螺母同步移動的z向工作臺225，z向工作臺225通過z向滑塊226與z向導軌223滑動配合，除草刀機構3設置在z向工作臺225上。具體的，支撐立板222通過螺栓與設置在y向工作臺216上。

工作時，通過z向驅動電機221驅動z向螺桿轉動，從而帶動z向螺母以及z向工作臺225沿z向往復移動，z向工作臺225移動過程中，z向滑塊226沿著z向導軌223滑動，工作平穩性和可靠性較高。當然，上述z向驅動機構22還可以采用蝸輪蝸桿機構或者直線電機驅動結構。

z向滾珠絲杠224主要目的是使除草機工作時除草刀能夠伸進土里工作，而株間自動除草機不工作時，除草刀則要抬起防止刮地，所以對z方向的位移要求不高。又由工作條件知除草機工作時除草刀要深入土壤15mm左右，為了適應不同的地形，在大棚里作物土一般比過道高一些，但高的具體數字卻不一定，為了便于調節，取z向導軌223長為400mm。

本發明由滾珠絲杠實現y方向和z方向的運動，采用兩個滾珠絲杠疊在一起組成一個能實現平面任意曲線運動的機構。工作時，z向驅動電機221保持不動，y向驅動電機214運轉，使除草刀旋轉的同時y向移動，除草效果更好；不工作時z向驅動電機221運轉，帶動除草刀上移，避免與地面接觸。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。