一种扫帚式水田除草机器人的制作方法

本实用新型涉及一种扫帚式水田除草机器人，属于农业机械领域。

背景技术：

目前水稻生产过程中，大量使用除草剂去除杂草，带来巨大污染，影响生态环境和人类健康。现有的水稻田装置中，200520113356.2一种小型稻田耘耥除草机是需要有人操作的手扶式除草设备，效率低，精度差；201210052394.6一种水田小型行间除草机器人采用圆盘刀切割草，行进机构为桨轮，无法进行株间除草；201210192704.4一种水田用重心可调式除草机器人是一种伸缩行走机构的装置，没有除草装置；201720201054.3一种便于移动的水稻田步进式除草机是一种伸缩式运动机构，采用刀片除草。目前还没有可行的水稻田除草装置，为实现水田自动除草，本实用新型设计出一种扫帚式水田除草装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种能够在水稻行间行走的小型扫帚式除草机器人，可在采用插秧机插秧的水稻田里行走，实现水稻株间和行间除草。

本实用新型按以下技术方案实现：一种扫帚式水田除草机器人，包括单刷除草装置1、行走装置2；单刷除草装置1与行走装置2连接，单刷除草装置1用于水田杂草相对较少、稻苗较小的场合，行走装置2包括软轴12、软轴连接套13、摆动电机支架17、摆动电机18、后照明灯19、后视摄像头20、驱动电机罩21、履带31、动力轮32、承压轮33、导向轮34、支撑立板35、驱动电机36、减阻罩37、链条罩38、高速电机39、主动链轮40、传动链41、从动链轮42、动力轮轴43、导向轮轴44、前视摄像头45、前照明灯46、动力仓47；减阻罩37安装在动力仓47端部，支撑立板35安装在动力仓47两侧，导向轮轴44安装在支撑立板35下部，导向轮34连接安装在导向轮轴44上，动力轮轴43安装在支撑立板35下部，动力轮32连接安装在动力轮轴43一端上，承压轮33安装在支撑立板35下部，履带31安装在动力轮32、导向轮34上，驱动电机36安装在支撑立板35外侧上部，主动链轮40连接安装在驱动电机36的输出轴上位于支撑立板35内侧上部，从动链轮42安装在动力轮轴43另一端上，传动链41安装在主动链轮40、从动链轮42上，链条罩38安装在支撑立板35内侧，驱动电机罩21安装在支撑立板35外侧上部，摆动电机支架17安装在支撑立板35上，摆动电机18安装在摆动电机支架17上，高速电机39安装在摆动电机支架17上，软轴12一端与高速电机39连接，软轴12另一端通过软轴连接套13与单刷除草装置1连接，后照明灯19、后视摄像头20安装在驱动电机罩21上，前视摄像头45、前照明灯46安装在减阻罩37上，后照明灯19用来提供夜间照明，后视摄像头20拍摄后面场景，给控制系统提供图片，用来计算除草装置位置，前视摄像头45用来拍摄前进方向的水田情况，提供给控制系统计算前进路径，前照明灯46提供在夜晚的照明，高速电机39提供除草的主动力，驱动电机36提供前进动力，动力仓47用于安装控制板和电池，行走装置2在水稻秧4的行间行进，单刷除草装置1包括滚刷5、密封圈罩6、夹紧扣7、轴架8、夹紧臂9、摆杆10、转动销11、旋转密封圈14、轴承15、摆动盘16；摆动盘16连接安装在摆动电机18的输出轴上，摆杆10一端安装在摆动盘16上，夹紧臂9一端通过转动销11与摆杆10另一端连接，轴架8中部开设有轴架孔51，轴架8上部安设有颈轴52，夹紧臂9另一端通过夹紧扣7与轴架8的颈轴52连接，滚刷5前部上安设有刷杆53，滚刷5后部上安设有滚刷轴54，滚刷轴54通过轴承15穿过轴架8的轴架孔51，密封圈罩6安装在轴架8两端，旋转密封圈14安装在密封圈罩6中位于滚刷轴54上，软轴12另一端通过软轴连接套13连接在滚刷轴54上，滚刷5的旋转轴线平行于水田水平面，轴架8的颈轴52在夹紧扣7和夹紧臂9形成的圆形空间内，可自由旋转，摆杆10与夹紧臂9之间使用转动销11连接，使得夹紧臂9可绕转动销11轴线运动，进而使滚刷5在任何情况下，都可接触到水田淤泥的表面，软轴12将高速电机39的动力传递给滚刷5，摆动盘16在摆动电机18的带动下，水平摆动，进而带动摆杆10水平摆动，滚刷5的转动方向与摆杆10的摆动方向相互配合，使摆动电机18输出的功率最小，既摆杆10受到的阻力最小。

所述扫帚式水田除草机器人还可由行走装置2、平行除草装置3组成；平行除草装置3与行走装置2连接，平行除草装置3用于水田杂草较多，稻苗较大的情况下使用，行走装置2包括软轴12、软轴连接套13、摆动电机支架17、摆动电机18、后照明灯19、后视摄像头20、驱动电机罩21、履带31、动力轮32、承压轮33、导向轮34、支撑立板35、驱动电机36、减阻罩37、链条罩38、高速电机39、主动链轮40、传动链41、从动链轮42、动力轮轴43、导向轮轴44、前视摄像头45、前照明灯46、动力仓47；减阻罩37安装在动力仓47端部，支撑立板35安装在动力仓47两侧，导向轮轴44安装在支撑立板35下部，导向轮34连接安装在导向轮轴44上，动力轮轴43安装在支撑立板35下部，动力轮32连接安装在动力轮轴43一端上，承压轮33安装在支撑立板35下部，履带31安装在动力轮32、导向轮34上，驱动电机36安装在支撑立板35外侧上部，主动链轮40连接安装在驱动电机36的输出轴上位于支撑立板35内侧上部，从动链轮42安装在动力轮轴43另一端上，传动链41安装在主动链轮40、从动链轮42上，链条罩38安装在支撑立板35内侧，驱动电机罩21安装在支撑立板35外侧上部，摆动电机支架17安装在支撑立板35上，摆动电机18安装在摆动电机支架17上，高速电机39安装在摆动电机支架17上，软轴12一端与高速电机39连接，软轴12另一端通过软轴连接套13与平行除草装置3连接，后照明灯19、后视摄像头20安装在驱动电机罩21上，前视摄像头45、前照明灯46安装在减阻罩37上，平行除草装置3包括滚刷5、传动箱22、传动箱上盖23、传动箱连接板24、铰链25、摆臂26、拨杆27、从动齿轮28、主动齿轮轴29、主动齿轮30；摆臂26一端与摆动电机支架17连接，铰链25一端通过转动销11与摆臂26另一端连接，传动箱连接板24安装在传动箱22侧面，传动箱22通过传动箱连接板24与铰链25另一端连接，传动箱上盖23安装在传动箱22顶部，主动齿轮轴29安装在传动箱22内，主动齿轮30安装在主动齿轮轴29上，软轴12另一端通过通过软轴连接套13与主动齿轮轴29连接，滚刷5前部上安设有刷杆53，滚刷5后部上安设有滚刷轴54，滚刷5的滚刷轴54安置在传动箱22内，从动齿轮28位于传动箱22内安装在滚刷轴54上，主动齿轮30与从动齿轮28啮合，拨杆27包括拨杆臂48、拨杆轴49、拨杆套50；拨杆臂48一端连接拨杆轴49，拨杆臂48另一端连接拨杆套50，拨杆套50连接安装在摆动电机18的输出轴上，摆臂26上开设有摆臂长槽55，拨杆轴49安置在摆臂26的摆臂长槽55内，软轴12将高速电机39输出的动力传递到主动齿轮30，主动齿轮30带动从动齿轮28，使得连接在两个从动齿轮28上的滚刷5旋转方向一致，摆动电机18的动力经过拨杆27传递给摆臂26，使得摆臂26水平摆动，摆臂26与传动箱22和摆动电机支架17构成平行四杆机构，摆臂26水平摆动时，滚刷5在不同位置时的轴线始终平行。

一种扫帚式水田除草机器人的工作原理为：首先机器人在人工设定区域内进行路径规划，并通过前视摄像头45进行局部行进规划，然后在水田除草机器人的工作过程中，摆转电机18驱动摆杆10或者摆臂26水平方向摆动，摆转的角度由程序控制，程序是根据水田除草机器人所处的位置，确定摆转角度；在摆杆10或者摆臂26摆动的同时，高速电机39驱动滚刷5高速旋转，将泥中的小草打出，如果遇到水稻秧4，摆头电机18将减小摆动幅度避免损伤水稻秧4，水田除草机器人昼夜不间断的运行，定期进行充电。

本实用新型具有以下有益效果：

1、能实现对水稻田里杂草去除作业，免去除草剂的使用，保护环境和人类健康；

2、结构简单，能提降低制作成本；

3、装置使用方便，便于推广。

附图说明

图1是本实用新型使用单刷除草装置时的结构示意图；

图2是本实用新型使用平行除草装置时的结构示意图；

图3是本实用新型单刷除草装置结构示意图；

图4是本实用新型滚刷安装结构示意图；

图5是本实用新型单刷除草装置与行走装置连接安装结构示意图；

图6是本实用新型平行除草装置结构示意图；

图7是本实用新型平行除草装置传动箱内部结构示意图；

图8是本实用新型行走装置结构示意图；

图9是本实用新型行走装置局部结构示意图；

图10是本实用新型行走装置前向结构示意图；

图11是本实用新型拨杆结构示意图；

图12是本实用新型轴架结构示意图；

图13是本实用新型滚刷结构示意图；

图14是本实用新型摆臂结构示意图。

图中各标号为：1：单刷除草装置、2：行走装置、3：平行除草装置、4：水稻秧、5：滚刷、6：密封圈罩、7：夹紧扣、8：轴架、9：夹紧臂、10：摆杆、11：转动销、12：软轴、13：软轴连接套、14：旋转密封圈、15：轴承、16：摆动盘、17：摆动电机支架、18：摆动电机、19：后照明灯、20：后视摄像头、21：驱动电机罩，22：传动箱、23：传动箱上盖、24：传动箱连接板、25：铰链、26：摆臂、27：拨杆、28：从动齿轮、29：主动齿轮轴、30：主动齿轮、31：履带、32：动力轮、33：承压轮、34：导向轮、35：支撑立板、36：驱动电机、37：减阻罩、38：链条罩、39：高速电机、40：主动链轮、41：传动链、42：从动链轮、43：动力轮轴、44：导向轮轴、45：前视摄像头、46：前照明灯、47：动力仓、48：拨杆臂、49：拨杆轴、50：拨杆套、51：轴架孔、52：颈轴、53：刷杆、54：滚刷轴、55：摆臂长槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的内容并不限于所述范围。

实施例1：如图1-14所示，一种扫帚式水田除草机器人，包括单刷除草装置1、行走装置2；单刷除草装置1与行走装置2连接，单刷除草装置1用于水田杂草相对较少、稻苗较小的场合，行走装置2包括软轴12、软轴连接套13、摆动电机支架17、摆动电机18、后照明灯19、后视摄像头20、驱动电机罩21、履带31、动力轮32、承压轮33、导向轮34、支撑立板35、驱动电机36、减阻罩37、链条罩38、高速电机39、主动链轮40、传动链41、从动链轮42、动力轮轴43、导向轮轴44、前视摄像头45、前照明灯46、动力仓47；减阻罩37安装在动力仓47端部，支撑立板35安装在动力仓47两侧，导向轮轴44安装在支撑立板35下部，导向轮34连接安装在导向轮轴44上，动力轮轴43安装在支撑立板35下部，动力轮32连接安装在动力轮轴43一端上，承压轮33安装在支撑立板35下部，履带31安装在动力轮32、导向轮34上，驱动电机36安装在支撑立板35外侧上部，主动链轮40连接安装在驱动电机36的输出轴上位于支撑立板35内侧上部，从动链轮42安装在动力轮轴43另一端上，传动链41安装在主动链轮40、从动链轮42上，链条罩38安装在支撑立板35内侧，驱动电机罩21安装在支撑立板35外侧上部，摆动电机支架17安装在支撑立板35上，摆动电机18安装在摆动电机支架17上，高速电机39安装在摆动电机支架17上，软轴12一端与高速电机39连接，软轴12另一端通过软轴连接套13与单刷除草装置1连接，后照明灯19、后视摄像头20安装在驱动电机罩21上，前视摄像头45、前照明灯46安装在减阻罩37上，后照明灯19用来提供夜间照明，后视摄像头20拍摄后面场景，给控制系统提供图片，用来计算除草装置位置，前视摄像头45用来拍摄前进方向的水田情况，提供给控制系统计算前进路径，前照明灯46提供在夜晚的照明，高速电机39提供除草的主动力，驱动电机36提供前进动力，动力仓47用于安装控制板和电池，行走装置2在水稻秧4的行间行进，单刷除草装置1包括滚刷5、密封圈罩6、夹紧扣7、轴架8、夹紧臂9、摆杆10、转动销11、旋转密封圈14、轴承15、摆动盘16；摆动盘16连接安装在摆动电机18的输出轴上，摆杆10一端安装在摆动盘16上，夹紧臂9一端通过转动销11与摆杆10另一端连接，轴架8中部开设有轴架孔51，轴架8上部安设有颈轴52，夹紧臂9另一端通过夹紧扣7与轴架8的颈轴52连接，滚刷5前部上安设有刷杆53，滚刷5后部上安设有滚刷轴54，滚刷轴54通过轴承15穿过轴架8的轴架孔51，密封圈罩6安装在轴架8两端，旋转密封圈14安装在密封圈罩6中位于滚刷轴54上，软轴12另一端通过软轴连接套13连接在滚刷轴54上，滚刷5的旋转轴线平行于水田水平面，轴架8的颈轴52在夹紧扣7和夹紧臂9形成的圆形空间内，可自由旋转，摆杆10与夹紧臂9之间使用转动销11连接，使得夹紧臂9可绕转动销11轴线运动，进而使滚刷5在任何情况下，都可接触到水田淤泥的表面，软轴12将高速电机39的动力传递给滚刷5，摆动盘16在摆动电机18的带动下，水平摆动，进而带动摆杆10水平摆动，滚刷5的转动方向与摆杆10的摆动方向相互配合，使摆动电机18输出的功率最小，既摆杆10受到的阻力最小。

扫帚式水田除草机器人还可由行走装置2、平行除草装置3组成；平行除草装置3与行走装置2连接，平行除草装置3用于水田杂草较多，稻苗较大的情况下使用，行走装置2包括软轴12、软轴连接套13、摆动电机支架17、摆动电机18、后照明灯19、后视摄像头20、驱动电机罩21、履带31、动力轮32、承压轮33、导向轮34、支撑立板35、驱动电机36、减阻罩37、链条罩38、高速电机39、主动链轮40、传动链41、从动链轮42、动力轮轴43、导向轮轴44、前视摄像头45、前照明灯46、动力仓47；减阻罩37安装在动力仓47端部，支撑立板35安装在动力仓47两侧，导向轮轴44安装在支撑立板35下部，导向轮34连接安装在导向轮轴44上，动力轮轴43安装在支撑立板35下部，动力轮32连接安装在动力轮轴43一端上，承压轮33安装在支撑立板35下部，履带31安装在动力轮32、导向轮34上，驱动电机36安装在支撑立板35外侧上部，主动链轮40连接安装在驱动电机36的输出轴上位于支撑立板35内侧上部，从动链轮42安装在动力轮轴43另一端上，传动链41安装在主动链轮40、从动链轮42上，链条罩38安装在支撑立板35内侧，驱动电机罩21安装在支撑立板35外侧上部，摆动电机支架17安装在支撑立板35上，摆动电机18安装在摆动电机支架17上，高速电机39安装在摆动电机支架17上，软轴12一端与高速电机39连接，软轴12另一端通过软轴连接套13与平行除草装置3连接，后照明灯19、后视摄像头20安装在驱动电机罩21上，前视摄像头45、前照明灯46安装在减阻罩37上，平行除草装置3包括滚刷5、传动箱22、传动箱上盖23、传动箱连接板24、铰链25、摆臂26、拨杆27、从动齿轮28、主动齿轮轴29、主动齿轮30；摆臂26一端与摆动电机支架17连接，铰链25一端通过转动销11与摆臂26另一端连接，传动箱连接板24安装在传动箱22侧面，传动箱22通过传动箱连接板24与铰链25另一端连接，传动箱上盖23安装在传动箱22顶部，主动齿轮轴29安装在传动箱22内，主动齿轮30安装在主动齿轮轴29上，软轴12另一端通过通过软轴连接套13与主动齿轮轴29连接，滚刷5前部上安设有刷杆53，滚刷5后部上安设有滚刷轴54，滚刷5的滚刷轴54安置在传动箱22内，从动齿轮28位于传动箱22内安装在滚刷轴54上，主动齿轮30与从动齿轮28啮合，拨杆27包括拨杆臂48、拨杆轴49、拨杆套50；拨杆臂48一端连接拨杆轴49，拨杆臂48另一端连接拨杆套50，拨杆套50连接安装在摆动电机18的输出轴上，摆臂26上开设有摆臂长槽55，拨杆轴49安置在摆臂26的摆臂长槽55内，软轴12将高速电机39输出的动力传递到主动齿轮30，主动齿轮30带动从动齿轮28，使得连接在两个从动齿轮28上的滚刷5旋转方向一致，摆动电机18的动力经过拨杆27传递给摆臂26，使得摆臂26水平摆动，摆臂26与传动箱22和摆动电机支架17构成平行四杆机构，摆臂26水平摆动时，滚刷5在不同位置时的轴线始终平行。