半自动化蕉芽切割机、蕉芽根系破坏机及方法与流程

本发明涉及一种蕉芽切割机和蕉芽根系破坏机，尤其是一种半自动化蕉芽切割机、蕉芽根系破坏机及方法，属于蕉芽切割领域。

背景技术

香蕉味甜，不但具有丰富营养，而且全年都可以收获。香蕉有种子，但种子不能繁殖，香蕉主要是用吸芽或地下茎来繁殖，生命力旺盛，繁殖能力强。香蕉主茎在生长的过程中，一般情况下周围会生长出其他蕉芽用于下一代的繁衍。多余的蕉芽在生长的时候会和主茎争夺阳光、水分和养料，从而导致主茎生长缓慢，最终导致香蕉产量降低。因此，在香蕉的生长过程中，农户需要不断的将多余的蕉芽切除。目前，国内切蕉芽的机械种类较少，且机械化程度低。

廖芬等人发明的香蕉除芽器虽具有一定的实用性和除芽效果，可该除芽器仍需要人工判断破芽深度，对操作人员依赖程度较大。现在，农户破蕉芽的方法通常有两种：一种是物理方法，使用刀，铁锹，锄头等工具定点蕉芽切割，然后破坏根系，使其不再生长。这种方法可以有效的除去蕉芽并阻止蕉芽再次生长，但劳动强度大，费时费力。另一种是化学法，割去蕉芽后在上面喷洒化学药剂阻止蕉芽再次生长。这种方法效率高，省时省力，但对环境会造成一定污染，且药物容易残留在香蕉，影响香蕉品质。

技术实现要素：

本发明的第一个目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种半自动化蕉芽切割机，该蕉芽切割机具有一定的承载能力，并且灵活、轻巧，可以适应不同的作业环境，可以在切割完蕉芽后避免人为的误伤主茎。

本发明的第二个目的在于提供一种半自动化蕉芽根系破坏机，该蕉芽根系破坏机可以蕉芽根系破坏而不伤害主茎。

本发明的第三个目的在于提供一种上述蕉芽切割机的蕉芽切割方法。

本发明的第四个目的在于提供一种上述蕉芽根系破坏机的蕉芽根系破坏方法。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种半自动化蕉芽切割机，包括机体、动力装置、作业装置和控制装置；

所述作业装置包括切割部件和齿轮箱，所述切割部件与齿轮箱连接，所述齿轮箱通过传动轴与动力装置连接；

所述控制装置包括控制器、报警器、第一传感器和第二传感器，所述第一传感器用于检测切割部件与蕉芽的距离，所述第二传感器用于检测切割部件与主茎的距离，所述控制器和动力装置设置在机体上，且控制器分别与第一传感器、第二传感器、报警器、动力装置连接。

进一步的，所述机体包括车架和两个车轮，所述控制器和动力装置设置在车架上，所述车架通过转轴分别与两个车轮连接。

进一步的，所述机体还包括两个手推杆，所述两个手推杆分别与车架固定连接。

进一步的，所述蕉芽切割机还包括支杆，所述传动轴外侧套设有外壳，该外壳与支杆的第一端固定连接，所述第一传感器和第二传感器分别设置在支杆第二端的两个相互垂直的侧面上。

进一步的，所述切割部件为齿轮刀片。

本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种半自动化蕉芽根系破坏机，包括机体、动力装置、作业装置和控制装置；

所述作业装置包括根系破坏部件和齿轮箱，所述根系破坏部件与齿轮箱连接，所述齿轮箱通过传动轴与动力装置连接；

所述控制装置包括控制器、报警器、第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器用于检测根系破坏部件的深度，所述控制器和动力装置设置在机体上，且控制器分别与第一传感器、第二传感器、报警器、动力装置连接。

进一步的，所述蕉芽切割机还包括加强筋，所述加强筋位于齿轮箱上方，且加强筋的第一端连接机体，加强筋的第二端连接齿轮箱。

进一步的，所述根系破坏部件为螺纹钻头。

本发明的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种上述蕉芽切割机的蕉芽切割方法，所述方法包括：控制器发出指令给切割部件进行蕉芽切割作业，第一传感器和第二传感器同时工作，当第一传感器检测切割部件与蕉芽的距离达到第一距离阈值时，控制器判断蕉芽切割作业完成，并发出指令给报警器进行报警，若继续移动切割部件进行切割，当第二传感器检测切割部件与主茎的距离达到第二距离阈值时，控制器发出指令将动力装置的动力切断，使切割部件停止旋转。

本发明的第四个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种上述蕉芽根系破坏机的蕉芽根系破坏方法，所述方法包括：将第一传感器和第二传感器指向地面，控制器发出指令给根系破坏部件进行蕉芽根系破坏作业，第一传感器和第二传感器实时检测根系破坏部件的深度，当第一传感器检测的深度达到第一深度阈值时，控制器判断蕉芽根系破坏作业完成，并发出指令给报警器进行报警，若根系破坏部件继续进行蕉芽根系破坏作业，当第二传感器检测的深度达到第二深度阈值时，控制器发出指令将动力装置的动力切断，使根系破坏部件停止旋转。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明的蕉芽切割机的作业装置包括切割部件和齿轮箱，能够轻松切除生长在地面上多余的蕉芽，同时控制器外接报警器和两个传感器，实时检测切割进度以及切割部件与主茎的距离，蕉芽切割完后不仅可以及时发出报警提示，而且当切割部件距离主茎过近时，还能及时切断动力，避免损伤主茎。

2、本发明的蕉芽根系破坏机的作业装置包括根系破坏部件和齿轮箱，在切割完蕉芽后，可以把对应位置的根系也破坏掉，根系破坏部件破坏根系的深度受到控制器的精准控制，可以达到蕉芽根系破坏避免蕉芽二次生长且不影响主茎生长的目的。

3、本发明通过控制器可以选择蕉芽切割模式和蕉芽根系破坏模式，如果作业装置采用切割部件，说明此时为蕉芽切割机，则选择蕉芽切割机模式，如果作业装置采用根系破坏部件，说明此时为蕉芽根系破坏机，则选择蕉芽切割机模式，方便操作人员进行切换。

4、本发明的蕉芽根系破坏机在齿轮箱上方设计了加强筋，其本身具有高硬度和抗震动性，可以抵消螺纹钻头蕉芽根系破坏时产生的震动和向上的弯矩，以及减小螺纹钻头向下旋转产生的震动和土壤对螺纹钻头向上的反作用力，防止传动轴和齿轮箱因震动而损坏，增加传动轴和齿轮箱的寿命。

附图说明

图1为本发明的半自动化蕉芽切割机的俯视结构图。

图2为本发明的半自动化蕉芽根系破坏机的正视结构图。

图3为本发明的加强筋的结构图。

图4为本发明的控制装置结构框图。

图5为本发明的第一传感器、第二传感器安装示意图。

图6为本发明的控制方法流程图。

其中，1-机体，11-车架，12-车轮，13-转轴，14-手推杆，15-固定杆，2-动力装置，3-作业装置，31-切割部件，32-齿轮箱，33-根系破坏部件，4-控制装置，41-控制器，42-报警器，43-传感器组，431-第一传感器，432-第二传感器，44-按键开关，5-传动轴，6-加强筋，7-支杆，71-竖直部，72-第一水平部，73-第二水平部。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1和图4所示，本实施例提供了一种半自动化蕉芽切割机，该蕉芽切割机包括机体1、动力装置2、作业装置3和控制装置4。

所述机体1包括车架11和两个车轮12，车架11通过转轴13分别与两个车轮12连接，通过两个车轮12可以使蕉芽切割机移动；为了方便操作人员移动蕉芽切割机，该机体1还包括两个手推杆14，两个手推杆14分别与车架11固定连接，优选地，该机体1还包括固定杆15，固定杆15设置在两个手推杆14之间，且固定杆15的两端分别与两个手推杆14连接，固定杆15可以使两个手推杆14更稳固。

所述动力装置2用于为作业装置3提供动力，其设置在机体1的车架11上，可以包括电机等部件。

所述作业装置3包括切割部件31和齿轮箱32，切割部件31与齿轮箱32连接，齿轮箱32即为变速箱，其通过传动轴5与动力装置2连接，传动轴5外侧套设有外壳，该外壳可以保护传动轴5；优选地，切割部件31采用齿轮刀具，可以更好地实现对蕉芽的持续切割。

本实施例将切割部件31换成根系破坏部件33，即可将半自动化蕉芽切割机转换为半自动化蕉芽根系破坏机，如图2所示，该根系破坏部件33同样与齿轮箱32连接；优选地，根系破坏部件33采用螺纹钻头，可以更好地破坏土壤中的蕉芽根系。

进一步地，本实施例的蕉芽切割机和蕉芽根系破坏机还包括加强筋6，加强筋6主要用于蕉芽根系破坏机，加强筋6具有第一端以及与第一端相反的第二端，加强筋6位于齿轮箱32的上方，且加强筋6的第一端连接机体1的车架11，加强筋6的第二端连接齿轮箱32，如图1、图2和图3所示；由于螺纹钻头在接触蕉芽根系时产生的震动以及向上的弯矩会影响传动轴5的使用寿命，同时由于螺纹钻头向下旋转产生的震动以及土壤对螺纹钻头向上的反作用力会对齿轮箱32产生破坏性的作用，为了抵消螺纹钻头蕉芽根系破坏时产生的震动和向上的弯矩，以及减小螺纹钻头向下旋转产生的震动和土壤对螺纹钻头向上的反作用力，本实施例在齿轮箱32上方设计了加强筋6，其本身具有高硬度和抗震动性，能够防止传动轴5和齿轮箱32因震动而损坏，增加传动轴5和齿轮箱32的寿命。

如图1、图2和图4所示，所述控制装置4包括控制器41、报警器42和传感器组43，传感器组43包括第一传感器431和第二传感器432。

所述控制器41设置在机体1的车架11上，其与动力装置2连接，通过控制动力装置2为作业装置3提供动力。

所述报警器42与控制器41连接，其采用报警灯，优选采用led(lightemittingdiode，发光二极管)报警灯，利用灯光对操作人员进行报警提示；为了方便操作人员查看，本实施例的报警器42设置在两个手推杆14之间的固定杆15上；可以理解的是，报警器42还可以采用蜂鸣器，利用声音对操作人员进行报警提示，报警器42也可以采用蜂鸣器和报警灯组合，利用声音和灯光对操作人员进行报警提示。

所述第一传感器431采用e18-d80nk红外避障传感器，其与控制器41的iic(inter-integratedcircuit，集成电路总线)接口连接；所述第二传感器432采用vl53l0x激光测距传感器，其与控制器41的i/o(input/output，输入/输出)接口连接。

当机器为半自动化蕉芽切割机时，第一传感器431用于检测切割部件31与蕉芽的距离，用于检测切割部件31与主茎的距离，通过控制器41可以设定第一传感器431和第二传感器432不同的阈值；一般情况下，普通的植保机械也是可以用来蕉芽切割的，但蕉芽与主茎的距离较近，操作人员操作蕉芽切割机进行蕉芽切割作业时，由于操作失误很容易导致切割到主茎，为了减少主茎的受损率，本实施例将控制器41外接第一传感器431、第二传感器432，以便实时检测切割部件31与蕉芽的距离和切割部件31与主茎的距离。

当机器为半自动化蕉芽根系破坏机时，第一传感器431和第二传感器432用于检测根系破坏部件33的深度，通过控制器41可以设定第一传感器431和第二传感器432不同的阈值；此外操作人员操作蕉芽根系破坏机进行蕉芽根系破坏作业时，根系破坏部件33下钻的深度也是需要控制的，根系破坏部件33下钻的深度太浅可能达不到蕉芽根系破坏的目的，蕉芽有可能再次生长；根系破坏部件33下钻的深度过深，可能会对主茎造成伤害，根据蕉园的实地调研，根系破坏部件33只要下钻10厘米就可以达到蕉芽根系破坏而不伤害主茎的目的，可是操作人员操作蕉芽根系破坏机进行蕉芽根系破坏作业时，很难精确控制下钻深度，因此通过第一传感器431和第二传感器432实时检测根系破坏部件33下钻的深度。

为了安装第一传感器431和第二传感器432，本实施例的蕉芽切割机和蕉芽根系破坏机还包括支杆7，支杆7具有第一端以及与第一端相反的第二端，支杆7的第一端与传动轴5外侧的外壳固定连接，使得支杆7的第一端能够固定，支杆7的第二端用于安装第一传感器431和第二传感器432，本实施例的第一传感器431和第二传感器432分别安装在支杆7第二端的两个相互垂直的侧面上，如图5所示。

优选地，所述支杆7为弯折形结构，其分为竖直部71、第一水平部72和第二水平部73，其中竖直部71垂直于第一水平部72与第二水平部73构成的平面，第一水平部72和第二水平部73相互垂直，竖直部71的第一端与传动轴5外侧的外壳固定连接，竖直部71的第二端与第一水平部72的第一端固定连接，第一水平部72的第二端与第二水平部73的第一端固定连接，第二水平部73的第二端用于安装第一传感器431和第二传感器432。

此外，为了方便开启和关闭机器，以及开启机器后选择不同的作业模式(蕉芽切割模式和蕉芽根系破坏模式)，本实施例的控制装置4还包括按键开关44，按键开关44可以设置在控制器41的外侧，并与控制器41连接。

如图6所示，本实施例还提供了一种控制方法，该方法包括：

a、当机器为半自动化蕉芽切割机时，选择蕉芽切割模式，执行如下步骤：

s1、控制器发出指令给齿轮刀具进行蕉芽切割作业，第一传感器和第二传感器同时工作；

s2、控制器将第一传感器检测到的齿轮刀具与蕉芽的距离与设定的第一距离阈值进行比较，判断检测到的距离是否达到第一距离阈值，若是，进入步骤s3，若否，则齿轮刀具继续进行蕉芽切割作业；

s3、控制器判断蕉芽切割作业完成，并发出指令给报警灯，由报警灯进行闪烁报警，如果操作人员没有注意到报警灯闪烁仍然移动齿轮刀具进行切割，控制器将第二传感器检测到的齿轮刀具与主茎的距离与设定的第二距离阈值进行比较，判断检测到的距离是否达到第二距离阈值，若是，进入步骤s4，若否，继续移动齿轮刀具进行蕉芽切割作业；

s4、控制器发出指令将动力装置的动力切断，使齿轮刀具停止旋转。

b、当机器为半自动化蕉芽根系破坏机时，选择蕉芽根系破坏模式，执行如下步骤：

s1’、将第一传感器和第二传感器指向地面，控制器发出指令给螺纹钻头下钻进行蕉芽根系破坏作业，第一传感器和第二传感器实时检测根系破坏部件的深度；

s2’、控制器将第一传感器检测到的螺纹钻头的深度与设定的第一深度阈值进行比较，判断检测到的深度是否达到第一深度阈值，若是，进入步骤s3’，若否，螺纹钻头继续下钻进行蕉芽根系破坏作业；

s3’、控制器判断蕉芽根系破坏作业完成，并发出指令给报警灯，由报警灯进行闪烁报警，如果操作人员没有注意到报警灯闪烁仍然让螺纹钻头继续下钻，控制器将第二传感器检测到的螺纹钻头的深度与设定的第二深度阈值进行比较，判断检测到的深度是否达到第二深度阈值，若是，进入步骤s4’，若否，螺纹钻头继续下钻进行蕉芽根系破坏作业。

s4’、控制器发出指令将动力装置的动力切断，使螺纹钻头停止旋转。

综上所述，本发明能够轻松切除生长在地面上多余的蕉芽，同时控制器外接报警器和两个传感器，实时检测切割进度以及切割部件与主茎的距离，蕉芽切割完后不仅可以及时发出报警提示，而且当切割部件距离主茎过近时，还能及时切断动力，避免损伤主茎；在切完蕉芽后，可以把对应位置的根系也破坏掉，根系破坏部件破坏根系的深度受到控制器的精准控制，可以达到蕉芽根系破坏避免蕉芽二次生长且不影响主茎生长的目的；此外，在齿轮箱上方设计了加强筋，其本身具有高硬度和抗震动性，可以抵消螺纹钻头蕉芽根系破坏时产生的震动和向上的弯矩，以及减小螺纹钻头向下旋转产生的震动和土壤对螺纹钻头向上的反作用力，防止传动轴和齿轮箱因震动而损坏，增加传动轴和齿轮箱的寿命。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。