一种狼针草除籽机器人的制作方法

本发明涉及中小型牧场的牧草收割装置，特别是一种能够单独切割狼针草草籽的狼针草除籽机器人。

背景技术：

“狼针草”(又名泊系)，是草原上良好的牧草，牛、马、羊均能吃，为草原上牲畜的基本饲草。秋季它的种子成熟时具有硬尖和长芒，如果采食它就像一根根针矛刺进绵羊的口腔，或者扎进羊的毛皮，甩也甩不掉；扎进羊皮里还影响皮毛质量。而且，狼针草生命力相对其他优质牧草更强，抗旱能力也更强，会严重影响其他更加优质的牧草的生长。牧民一旦疏忽，没有发现养的羊被狼针草扎进口腔，就会造成牲畜死亡；此外外来引进的优良品种牲畜也可能遭受其害：引进马匹的原产地并没有此草种，不明白狼针茅的采食风险也不具有良好的消化狼针茅的能力，往往在进食时将颖果一起吞入。最终狼针茅的颖果无法正常消化，其芒刺也容易导致肠胃出血，严重者会导致马匹死亡。

现有的狼针草消除技术包括如下几种：

(1)利用化学除草剂控制芒刺形成：高浓度杜邦克星和麦草净对大针茅生长及结实影响较大,处理后抽穗率及结实率均显著降低。但从经济效益上讲,用除草剂控制针茅结实的成本为85元/h耐左右,远高于针茅芒刺带来的损失。利用一些生物调节剂也可防治针茅芒刺,但经济成本太高,不实用。

(2)利用主要天敌昆虫(螨)：针茅狭附线螨对狼针草害有一定的抑制作用,针茅种熟时期田间感染率达36％。受感染的颖果不能抽穗,造成畸形种子,形成种子的芒刺少而软。特别是在针茅孕穗前期、孕穗期、抽穗期间,由于针茅被狭跄线蜡感染,使针茅孕穗而不抽穗,抽穗而不结实,形成褐色穗、扁穗。利用针茅狭跗线螨防治种子芒刺对牲畜的危害虽然是可行的，但针茅狭跗线螨在田间如何大量繁殖、扩散，在什么时候释放扩散感染效果最好，如何才不会造成对其他植物的危害等问题，还需要进行深入的研究和探讨。

(3)机械切割法：在狼针草颖果成熟前,抬高割草机割台割去针茅草穗轴部分,打出一定数量的放牧草场,将要出栏的羊在打过的草场放牧,避开狼针草颖果对羊皮的危害。

综上所述，要想除掉狼针草对牧草质量的破坏及对牲畜的危害，机械切割才是更加现实可靠的方法。

国内大型草场已基本实现了割草、搂草、打捆的机械化作业，但是却没有成熟的割草剔除机械，并且在牧草的机械收割方面，机械化和自动化程度还不高，存在机械传动复杂、效率低下、燃油消耗成本高、零件损坏频繁、大风天无法工作等弊端。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种狼针草除籽机器人，能够在狼针草未生长到成熟期时，从尖部将狼针割掉，对其它牧草生的长没有任何影响；并且能够完成普通牧草收割机械的工作。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种狼针草除籽机器人，其特征在于：包括移动载体、刀具浮动机构、牧草切割机构及草籽收集机构，所述移动载体包括车架及行走车轮，在车架一侧设置刀具浮动机构，刀具浮动机构包括固定台、传动丝杠、丝杠滑块、丝杠电机、导向杆及刀具平台，固定台与车架固定安装，在固定台上部竖直安装传动丝杠及导向杆，传动丝杠及导向杆上安装丝杠滑块，在丝杠滑块上固定安装刀具平台，在刀具平台上安装牧草切割机构；所述牧草切割机构包括固定刀具及旋转刀具；所述草籽收集机构包括收集漏斗及收集箱，在车架上部安装收集箱，收集箱通过输送箱连接收集漏斗，收集漏斗位于所述牧草切割机构的后部出料端。

而且，所述牧草切割机构的固定刀具包括固定刀架及安装于固定刀架上的刀片；所述旋转刀具包括刀具主杆、刀具副杆、刀架板、刀片及刀具驱动电机，刀具驱动电机通过联轴器连接刀具主杆，在刀具主杆的两侧通过刀具副杆对称安装一对刀架板，在该刀架板上均安装刀片；固定刀具与旋转刀具形成剪合式切割，且草籽或牧草的出料方向朝向收集漏斗。

而且，所述移动载体的车架为铝型材搭建矩形底盘。

而且，所述移动载体的行走车轮为由减速电机驱动的麦克纳姆轮。

而且，所述移动载体的车架上固定安装垂直支架，所述收集漏斗与该垂直支架固定安装。

而且，所述垂直支架上固定安装一水平支架，在该水平支架上安装图形采集装置，该图形采集装置包括云台舵机及摄像头。

而且，所述摄像头为roboteyesusb摄像头。

而且，在车体的收集箱后方设置有电路控制箱，在电路控制箱上部安装太阳能板。

本发明的优点和有益效果为：

1、本发明的狼针草除籽机器人，主要由牧草切割机构、刀具浮动机构、草籽收集机构和移动载体四部分组成，其狼针草除籽模式的工作过程为：首先根据牧场中狼针草籽的平均长度，从而定出旋转刀具的长度；之后根据当地牧场狼针草的生长高度，调节刀具浮动机构将牧草切割机构上升到合适高度，高度位置确定后，切割机构开始工作，进行剪合切割；将当前范围的狼针草籽全部切下，由牧草收集装置将牧草切割机构收割下的草籽收入收集箱，移动载体带动其余机构在牧场涡型行进，将目标区域逐圈进行收割，完成大范围的狼针草籽剔除工作。

2、本发明的狼针草除籽机器人，可进入普通牧草收割模式，工作过程为：将草籽收集装置取下，调节刀具浮动机构使刀具下降至贴近地表的高度；之后在移动载体后方外挂搂草机械，便可以代替正常牧草切割、收集机械使用。

3、本发明的狼针草除籽机器人，在刀具上采用固定刀具与旋转刀具进行双刀纵向剪合式作业方式，其切割方向由传统的向前切割，改变为向后的剪合式切割，在切草籽时避免了将草打倒而且不断的问题，极大的提高了草籽的剔除率；在进行普通牧草切割、收获时，相对于传统切割机构，更是有效的克服普通机械因为大风天牧草倒伏而无法工作的弊端。

4、本发明的狼针草除籽机器人，采用电能驱动，随着我国基础建设越来越完善，农村、牧区电力铺设的越来越普及，电能驱动的机械更能适应牧场环境、更加节能、环保、成本低廉；并且车体搭载了太阳能板，可提高机械的续航能力。

5、本发明的狼针草除籽机器人，采用驱动电机直接驱动切割刀具的传动模式，相比传统的由农用载具带动齿轮箱、木连杆、偏心轮将机械旋转力转化为推拉力，进行切割，传动更加便捷高效，减少了对零件的损伤，降低了更换零件的成本。

6、本发明的狼针草除籽机器人，采用旋转切割的旋转刀具，相较于传统往复式切割刀具，可以加装更长的刀具，极大的减少了切割成本，并且减少了载具轮胎对草场的破坏。

7、本发明的狼针草除籽机器人，通过图形采集装置，可进行远距离图像传输、远距离操作，在一些工作环境比较恶略的季节，牧民可以在家里操纵机械收割远处牧场里的牧草，减少了劳动压力。

8、本发明的狼针草除籽机器人，加装了草籽收集机构，相较于已有的草籽剔除机械，提高了草籽的利用价值。

9、本发明的狼针草除籽机器人，结构设计科学合理，能够在狼针草未生长到成熟期时，从尖部将狼针割掉，更加有效剔除牧场害草(狼针草)，对其它牧草生的长没有任何影响，并且能够完成普通牧草收割机械的工作，收割牧场更加高效、节能、不损伤草场。

附图说明

图1为本发明的狼针草除籽机器人的结构示意图；

图2为本发明的狼针草除籽机器人切割机构的结构示意图；

图3为本发明的狼针草除籽机器人刀具浮动机构的结构示意图。

1-收集漏斗、2-太阳能板、3-收集箱、4-减速电机、5-行走车轮、6-刀具副杆、7-刀架板、8-刀具主杆、9-固定刀架、10-刀具驱动电机、11-导向杆、12-丝杠滑块、1-3传动丝杠、14-固定台、15-云台舵机、16-摄像头、17-刀具平台、18-垂直支架、19-水平支架、20-车架、21-输送箱。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种狼针草除籽机器人，其包括移动载体、刀具浮动机构、牧草切割机构及草籽收集机构。移动载体包括车架20及行走车轮5，在车架一侧设置刀具浮动机构，刀具浮动机构包括固定台14、传动丝杠13、丝杠滑块12、丝杠电机、导向杆11及刀具平台17。固定台与车架固定安装，在固定台上部竖直安装传动丝杠及导向杆，传动丝杠及导向杆上安装丝杠滑块，在丝杠滑块上固定安装刀具平台，在刀具平台上安装牧草切割机构。

牧草切割机构包括固定刀具及旋转刀具。牧草切割机构的固定刀具包括固定刀架9及安装于固定刀架上的数枚小型刀片。旋转刀具包括刀具主杆8、刀具副杆6、刀架板7、刀片及刀具驱动电机10，刀具驱动电机通过联轴器连接刀具主杆，在刀具主杆的两侧通过刀具副杆对称安装一对刀架板，在该刀架板上均安装数枚小型刀片。刀具驱动电机采用12v，1000r/min。固定刀具与旋转刀具形成剪合式切割，且草籽或牧草的出料方向朝向收集漏斗。

草籽收集机构包括收集漏斗1及收集箱3，在车架上部安装收集箱，收集箱通过输送箱21连接收集漏斗，收集漏斗位于牧草切割机构的后部出料端。移动载体的车架上固定安装垂直支架18，收集漏斗与该垂直支架固定安装。

在垂直支架上固定安装一水平支架19，在该水平支架上安装图形采集装置，该图形采集装置包括云台舵机15及摄像头16。摄像头为roboteyesusb摄像头。云台舵机可进行上下左右4个方向的旋转，帮助摄像头捕捉需要的路况，并传输给远程控制端。

移动载体的车架为铝型材搭建矩形底盘。移动载体的行走车轮为由减速电机4驱动的麦克纳姆轮。减速电机4采用12v，150r/min。在车体的收集箱后方设置有电路控制箱，在电路控制箱上部安装太阳能板2。

本发明狼针草除籽机器人的工作原理为：

根据当地牧场狼针草的生长高度，通过传动丝杠13调节刀具平台17的高度将牧草切割机构上升到合适高度，高度位置确定后；刀具驱动电机10带动刀具主杆8以及刀具主杆8上的刀具副杆6和刀架板7进行顺时针旋转，将草籽或牧草向车体后方切割，并由刀架板7和固定刀架9上的刀片完成剪合式切割。可避免将草打倒而未切割，以及顺风倒伏的弊端，从而极大提高草籽去除率，并且提高牧草收割效率。

由收集漏斗1将收割下的草籽收入储存箱3，通过云台舵机15和摄像头16将需要的切割情况发送给远程控制端，可以通过远程控制端控制移动载体带动其余机构在牧场涡型行进，将目标区域逐圈进行收割，完成大范围的狼针草籽剔除工作。通过远程控制端控制农具，可以有效的改善工作环境、减少工作压力。

本发明虽公开了实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。