一种智能除草机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于农业机械技术领域，涉及一种农田耕织除草设备，特别是一种智能除草机。
【背景技术】
[0002]杂草跟农作物争夺土壤水分和养分，侵占农田空间，影响农作物生长，不仅降低了农作物的产量和质量，还间接助长了病虫害的滋生和蔓延。为了防除杂草，国内外已经研制出各种方法除草，如人工除草、化学除草、机械除草、生物除草、光化学除草等等。人工除草劳动强度大，效率低下，已经不适应现代农业发展的需要。化学除草相对省时省力，除草效率也比较高，对于突发性的草害，化学除草见效最快，所以深受广大农民的欢迎，成为目前的主要除草方式，在国内外被广泛应用。但是化学除草如果除草剂使用不当，不仅浪费除草剂，而且会造成农产品农药残留量超标，土壤、水环境等农药污染，甚至人员中毒。因此，在利用化学除草剂有效防治杂草的同时，应尽量减少除草剂的施用量以降低其危害。
[0003]目前，化学除草法通常采用机械设备来实现化学除草剂的喷洒。在我国，通常采用手动喷雾器或者机动喷雾机施药除草，也有航空喷雾除草。在美国，目前施药设备有喷杆喷雾机、涂抹施药器具等。但农田里杂草和作物混杂，这些方法的缺点是不论地面有无杂草，都向地面均匀地喷洒除草剂，而且喷雾设备往往都有雾滴飘移现象，所以喷洒除草剂时不可避免地会伤害到作物，也会因除草剂用量过多导致农药污染，从而发生除草剂的药害。因此，化学除草法在节省时间和劳力的同时，也带来了浪费和污染的问题，不符合现代农业的要求。
[0004]现有技术中，在田间除草的工作几乎都靠人工除草或化学除草完成，一方面劳动强度大，效率低；另一方面，造成环境恶化，水质、土壤等污染日趋严重。随着劳动力成本的不断提高和青壮年劳力的短缺，以及保护生态环境的需要，除草机械化智能化的需求越来越强烈。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种将行间与行内的杂草分开割除，同时提高杂草识别准确率的智能除草机。
[0006]本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现:一种智能除草机，包括移动小车，所述移动小车具有工作平台，所述工作平台上设置计算机和集成控制器，所述计算机的两侧各设置有摄像头，所述集成控制器电控连接计算机与摄像头，所述工作平台的下方设置位于前侧的行间除草装置和位于后侧的行内除草装置，所述行间除草装置包括一部除草机构，所述行内除草装置包括左右对称的两部除草机构，两部除草机构之间设置内外移动机构，所述内外移动机构包括平移气缸，所述平移气缸的伸缩杆连接位于外侧的除草机构，所述除草机构包括上梳齿板和下梳齿板，所述上梳齿板和下梳齿板之间设置刀具，所述上梳齿板和下梳齿板的前端设置成排的齿牙，所述刀具的前侧边沿为刀刃，所述下梳齿板上设置施药装置，所述集成控制器电控连接平移气缸和施药装置。
[0007]本智能除草机以农业主导产业中的蔬菜、水果等条播作物为作业对象。行内除草装置的左右两部除草机构在进入作物行内进行除草操作时，其位于行间除草装置除草机构的外侧位置，即行内除草装置的两端距离大于行间除草装置的长度;而在行内除草装置的左右两部除草机构避让作物时，其位于行间除草装置除草机构的内侧位置，即行内除草装置的两端距离小于或等于行间除草装置的长度。
[0008]在上述的智能除草机中，所述刀具的刀刃呈锯齿形状，所述锯齿形状的锯齿尖角为直角或者锐角。
[0009]在上述的智能除草机中，所述下梳齿板的内侧固设定刀片，所述刀具连接前后移动机构。
[0010]在上述的智能除草机中，所述前后移动机构包括电动机，所述电动机的转轴驱动连接偏心轮，所述偏心轮连接有连杆，所述连杆的传动端铰接在上述刀具上，所述刀具的上下两侧面对应与上梳齿板或下梳齿板形成滑动连接，所述集成控制器电控连接电动机。通过下梳齿板的定刀片与前后往复动作的刀具配合，对杂草进行有效切割。
[0011]在上述的智能除草机中，所述上梳齿板的齿牙向下倾斜，其倾斜角度为35°至75°，所述上梳齿板齿牙的齿端与下梳齿板齿牙的齿端相聚拢靠近。由此上梳齿板和下梳齿板的齿牙形成鸭嘴型，进一步利于将杂草梳理起来，以方便切除。
[0012]在上述的智能除草机中，所述施药装置包括存药箱，所述存药箱连接输药管，所述输药管的进口上设置电控阀，所述输药管的末端连接滴药管，所述下梳齿板的齿牙底侧设置施药海绵，所述滴药管的管口接触上述施药海绵，所述施药海绵内放置湿度传感器，所述湿度传感器通过电路连接上述集成控制器，所述集成控制器电连上述电控阀。
[0013]在上述的智能除草机中，所述工作平台的底侧设置前支架和后支架，所述前支架的底端固装上述行间除草装置的除草机构，所述后支架具有两个分支架，所述分支架的底端固装上述行内除草装置的除草机构，所述工作平台的底面上固设导轨，所述分支架的顶端设置滚轮，所述滚轮嵌入导轨中形成滑动连接。在平移气缸驱动除草机构做内外平向移动过程中，分支架通过滚轮在导轨中进行同步滑移，通过导轨的导向作用，进一步提升除草机构内外平移动作的稳定性。
[0014]在上述的智能除草机中，所述移动小车还包括四个车轮，所述四个车轮均通过双横臂独立悬架连接在工作平台下方，双横臂独立悬架包括上横臂和下横臂，上横臂铰接在工作平台的底面上，车轮转动连接在下横臂上，上横臂和下横臂之间相互铰接，上横臂和下横臂之间装有减震器。通过减震器的作用，以避免因路面不平整而导致的行走震动，提升了行走平稳性，以确保摄像头摄影画面的稳定性。
[0015]与现有技术相比，本智能除草机以农业主导产业中的蔬菜、水果等条播作物为研究对象，划分为行间除草和行内除草两部分。利用农田除草的特殊性，基于双目视觉获取作物植株和行内杂草的高度信息，借助颜色特征识别地面绿色目标以减少图像立体匹配运算量，再根据作物植株空间分布特征从横向像素直方图拟合曲线中识别出作物植株，进而识别出行内杂草。为了减少立体匹配的计算工作量，以提高图像处理的实时性，拟将图像背景分割结果与立体匹配操作相结合。进一步利用多光谱特征、形状特征、纹理特征及模式识别等方法，特别提升行内杂草识别的精准度，实现自动机械化田间除草的智能型作业。
【附图说明】
[0016]图1是本智能除草机的立体结构示意图。
[0017]图2是本智能除草机中行内除草装置的结构示意图。
[0018]图3是本智能除草机中刀具驱动结构的示意图。
[0019]图中，1、工作平台；2、摄像头;3、计算机;4、集成控制器;5、前支架;6、分支架;7、上梳齿板;8、下梳齿板;9、刀具；10、偏心轮；11、连杆；12、平移气缸；13、导轨；14、滚轮；15、车轮。
【具体实施方式】
[0020]以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0021 ]如图1、图2和图3所示，本智能除草机包括移动小车，移动小车具有工作平台1，工作平台1上设置计算机3和集成控制器4，计算机3的两侧各设置有摄像头2，集成控制器4电控连接计算机3与摄像头2，工作平台1的下方设置位于前侧的行间除草装置和位于后侧的行内除草装置，行间除草装置包括一部除草机构，行内除草装置包括左右对称的两部除草机构，两部除草机构之间设置内外移动机构，内外移动机构包括平移气缸12，平移气缸12的伸缩杆连接位于外侧的除草机构，除草机构包括上梳齿板7和下梳齿板8，上梳齿板7和下梳齿板8之间设置刀具9，上梳齿板7和下梳齿板8的前端设置成排的齿牙，刀具9的前侧边沿为刀刃，下梳齿板8上设置施药装置，集成控制器4电控连接平移气缸12和施药装置。
[0022]行内除草装置的左右两部除草机构在进入作物行内进行除草操作时，其位于行间除草装置除草机构的外侧位置，即行内除草装置的两端距离大于行间除草装置的长度;而在行内除草装置的左右两部除草机构避让作物时，其位于行间除草装置除草机构的内侧位置，即行内除草装置的两端距离小于或等于行间除草装置的长度。
[0023]—种方式，刀具9的刀刃呈锯齿形状，锯齿形状的锯齿尖角为直角或者锐角。
[0024]另一种方式，下梳齿板8的内侧固设定刀片，刀具9连接前后移动机构。前后移动机构包括电动机，电动机的转轴驱动连接偏心轮10，偏心轮10连接有连杆11，连杆11的传动端铰接在刀具9上，刀具9的上下两侧面对应与上梳齿板7或下梳齿板8形成滑动连接，集成控制器4电控连接电动机。通过下梳齿板8的定刀片与前后往复动作的刀具9配合，对杂草进行有效切割。
[0025]上梳齿板7的齿牙向下倾斜，其倾斜角度为35°至75°，上梳齿板7齿牙的齿端与下梳齿板8齿牙的齿端相聚拢靠近。由此上梳齿板7和下梳齿板8的齿牙形成鸭嘴型，进一步利于将杂草梳理起来，以方便切除。
[0026]施药装置包括存药箱，存药箱连接输药管，输药管的进口上设置电控阀，输药管的末端连接滴药管，下梳齿板8的齿牙底侧设置施药海绵，滴药管的管口接触施药海绵，施药海绵内放置湿度传感器，湿度传感器通过电路连接集成控制器4，集成控制器4电连电控阀。
[0027]工作平台1的底侧设置前支架5和后支架，前支架5的底端固装行间除草装置的除草机构，后支架具有两个分支架6，分支架6的底端固装行内除草装置的除草机构，工作平台1的底面上固设导轨13，分支架6的顶端设置滚轮14，滚轮14嵌入导轨13中形成滑动连接。在平移气缸12驱动除草机构做内外平向移动过程中，分支架6通过滚轮14在导轨13中进行同步滑移，通过导轨13的导向作用，进一步提升除草机构内外平移动作的稳定性。
[0028]移动小车还包括四个车轮15，四个车轮15均通过双横臂独立悬架连接在工作平台1下方，双横臂独立悬架包括上横臂和下横臂，上横臂铰接在工作平台1的底面上，车轮15转动连接在下横臂上，上横臂和下横臂之间相互铰接，上横臂和下横臂之间装有减震器。通过减震器的作用，以避免因路面不平整而导致的行走震动，提升了行走平稳性，以确保摄像头2摄影画面的稳定性。
[0029]—种智能除草机的杂草清除方法，包括以下步骤:
[0030]1)、将智能除草机放置于行间的一端，使其前侧的行间除草装置位于行间内，后侧