一种智能林业除草系统的制作方法

本实用新型涉及农林业机械全自主作业控制系统，具体的说一种智能林业除草系统。

背景技术：

随着农业机械化、自动化趋势越来越强，农业机械现在朝着智能化方向发展，目前的机械设备自动化程度虽然高，但是还是免不了人工干预和控制。如果能够有一套全自动的农业机械，无需人工参与即可完成规定的工作，人的作业就减少许多。国外农业自动化技术发张迅猛，但是由于技术壁垒存在，国内无法及时改进提高，因此如何实现机械智能化成了一个难题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种自动化与人工操作结合的智能林业除草系统，让除草由机器自己完成，用户只需要设置除草路径，无需担心电量不足，因为程序设置电路不足自动警示，不会给除草带来麻烦；同时此装置还可以手动进行，便于对未完全除尽杂草进行精确除尽，解决了现有除草系统的上述不足。

本实用新型技术方案结合附图说明如下：

一种智能林业除草系统，该除草系统包括手动控制部分，该除草系统还包括自动控制部分；其中所述的手动控制部分包括方向盘精确转向装置和可改变除草刀具仰角的机械装置；所述的自动控制部分包括Ardiuno单片机、带有语音识别功能和面孔识别功能的Kinect设备、主从式BMS装置、CPU、探物传感器、计算机操作界面、温湿度传感器和陀螺仪姿态传感器；所述的方向盘精确转向装置中的传动杆7和可改变除草刀具仰角的机械装置中的转向杆4通过差速齿轮连接；所述的CPU与带有语音识别功能和面孔识别功能的Kinect设备、Ardiuno单片机、主从式BMS装置电性连接；所述的计算机操作界面、探物传感器、温湿度传感器、陀螺仪姿态传感器均与Ardiuno单片机连接。

所述的方向盘精确转向装置还包括方向盘1、伸缩把手2、主把手3和万向节8；所述的方向盘1的下端与伸缩把手2的一端固定连接；所述的伸缩把手2的另一端与主把手3的一端之间通过滚针轴承连接；所述的主把手3的另一端与传动杆7的一端通过万向节8铰接。

所述的可改变除草刀具仰角的机械装置还包括调节踏板5、支撑板6和自锁连接杆；所述的支撑板6为一矩形板，其上安装有调节踏板5和除草刀具；所述的传动杆7的另一端穿过支撑板6与转向杆4通过差速齿轮连接；所述的自锁连接杆与调节踏板5连接；所述的转向杆4与车轮连接。

所述的主把手3与传动杆3夹角为135度角。

所述的带有语音识别功能和面孔识别功能的Kinect设备内设置有一红外摄像头。

所述的主从式BMS装置包括电池电量估算芯片、显示屏、传感器和导线，所述的电池电量估算芯片与传感器通过导线连接；所述的电池电量估算芯片与显示屏通过导线连接，所述的电池电量估算芯片是主从式BMS装置内附的芯片，所述的显示屏采用LCD1602型号液晶显示屏，所述的传感器采用LV25-P型号的电压传感器。

所述的陀螺仪姿态传感器采用型号为MPU9250的传感器；所述的温湿度传感器采用型号为RS485的传感器；所述的探物传感器采用Risym光电反射传感器；所述的计算机操作界面型号是HB140WX1-401/601雾面屏。

本实用新型的有益效果为：本实用新型结构简单，既可以采用手动控制，也可以采用自动控制，自动控制无须人工干预，具有自感应、自传输、自控制的智能化特点，自动控制后采用手动控制使除草更加精确，大幅度节约人力与成本完成大面积区域的除草任务。

附图说明

图1为本实用新型整体结构框架图；

图2为本实用新型中手动控制部分的结构示意图。

图中：1、方向盘；2、伸缩把手；3、主把手；4、转向杆；5、调节踏板；6、支撑板；7、传动杆；8、万向节。

具体实施方式

参阅图1，一种智能林业除草系统，该除草系统包括手动控制部分，该除草系统还包括自动控制部分；其中所述的手动控制部分包括方向盘精确转向装置和可改变除草刀具仰角的机械装置；所述的自动控制部分包括Ardiuno单片机、带有语音识别功能和面孔识别功能的Kinect设备、主从式BMS装置、CPU、探物传感器、计算机操作界面、温湿度传感器和陀螺仪姿态传感器；所述的方向盘精确转向装置中的传动杆7和可改变除草刀具仰角的机械装置中的转向杆4通过差速齿轮连接；所述的CPU与带有语音识别功能和面孔识别功能的Kinect设备、Ardiuno单片机、主从式BMS装置电性连接；所述的计算机操作界面、探物传感器、温湿度传感器、陀螺仪姿态传感器均与Ardiuno单片机连接。

参阅图2，所述的方向盘精确转向装置包括方向盘1、伸缩把手2、主把手3、传动杆7和万向节8；所述的方向盘1的下端与伸缩把手2的一端固定连接；所述的伸缩把手2的另一端与主把手3的一端之间通过滚针轴承连接，可实现伸缩功能；所述的主把手3的另一端与传动杆7的一端通过万向节8铰接。上述机械结构帮助实现由方向盘旋转精确控制除草机的转向目的，同时可以通过调节滚针轴承结果来伸缩方向盘高度。所述的主把手3与传动杆3夹角为135度角。

所述的可改变除草刀具仰角的机械装置包括转向杆4、调节踏板5、支撑板6和自锁连接杆；所述的支撑板6为一矩形板，其上安装有调节踏板5和除草刀具；所述的传动杆7的另一端穿过支撑板6与转向杆4通过差速齿轮连接；所述的自锁连接杆与调节踏板5连接；所述的转向杆4与车轮连接。通过调节踏板5的角度可以控制支撑板6角度变化。支撑板6上安装除草刀具，通过踩踏调节踏板5来提高支撑板6仰角，自锁连接杆保证踩踏后自锁，避免支撑板滑落。上述机械结构帮助实现改变刀具仰角以高效切削杂草目的。

所述的Kinect设备内设置有一红外摄像头，Kinect设备具有面孔识别与语音识别模块，面孔识别模块可以采集用户面部数据，并与数据库面部数据进行对比，当相似度达到阈值时，则识别成功，用户有权利操作该系统；反之，则无权使用该系统；所述语音传感器功能是可以通过用户发出方向指令来实时控制除草机运动方向和速度，是一种在自动设备中加入人工干预提高操作精度的方式。即所述面孔识别模块决定用户是否具备操作权；所述语音识别模块可以实时控制除草机的运动方向。Kinect设备内设置有一红外摄像头，红外摄像头可以在无光条件下实时监控路况。

所述的主从式BMS装置包括电池电量估算芯片、显示屏、传感器和导线，所述的电池电量估算芯片与传感器通过导线连接；所述的电池电量估算芯片与显示屏通过导线连接，此装置实现当电量低于阈值时，将警报信息输出在显示屏上，以便提醒使用者及时充电。所述的电池电量估算芯片主从式BMS装置内附的芯片，所述的显示屏采用LCD1602型号液晶显示屏，所述的传感器采用LV25-P型号的电压传感器。当电池荷电状态估算模块估计到电量不足一定阈值的时候，将信息反馈给电池管理系统，由显示屏警告使用者电量过低，便于用户及时充电。

所述的Ardiuno单片机能实现线路规划、避障功能，线路规划可由ardiuno单片机与操作界面组成，由计算机操作界面实现人机交互，由用户在启动除草机之前，将除草机除草路径程序输入给单片机，系统收到路径后除草机即可按规定路径行驶。

避障功能也是Ardiuno单片机能够完成的一个功能，将避障程序输入ardiuno单片机即可实现驱动传动系统工作，当其中探物传感器感应到前方有障碍物，将改变规定路径，当避开障碍物后再回到规定路，由探物传感器与Ardiuno单片机连接来实现。

所述的采集环境的温湿度信息、采集林业地形姿态信息也是Ardiuno单片机能够完成的一个功能，分别由温湿度传感器、陀螺仪姿态传感器与Ardiuno单片机连接来实现。温湿度传感器能够采集环境的温度和湿度信息；陀螺仪姿态传感器可以实时测控路况，路况的平缓和陡峭可以实时测试出来。

所述的陀螺仪姿态传感器采用型号为MPU9250的传感器；所述的温湿度传感器采用型号为RS485的传感器；所述的探物传感器采用Risym光电反射传感器；所述的计算机操作界面型号是HB140WX1-401/601雾面屏。

所述自动控制部分的自锁杆一端与刀具固定连接，通过改变调整踏板的角度带动与之相连的自锁杆移动，自锁杆便能相应调整刀具的角度位置方向，摆脱了刀具固定角度切削造成的切削不干净的困扰。