一种仿生的除草机器人

本技术涉及农业机械智能装备领域，具体是指一种仿生的除草机器人。

背景技术：

1、在农作物种植和农业生产中，田地杂草会与农作物竞争营养与阳光，限制农作物的生长发育，使农作物质量下降，严重影响农业生产，同时，杂草的存在也不利于农作物的管理与收获。因此，及时去除杂草是农作物生长过程中极其重要的一项任务。

2、近些年来，在农业生产中，人们采用的除草方式主要有人工除草、化学药剂除草、生物除草以及机械除草。人工除草方式费时费力、成本高；化学药剂除草会污染土壤与作物；生物除草收到气候、环境等多方面的制约和影响；机械除草保证除草效率、减轻人工压力。

3、但机械除草仍存在杂草识别精度不高、除草设备无法根据杂草的位置与姿态及时调整工具角度、除草机耗能较高等问题，现有除草机器人仍然无法在保证节能降耗的基础上，实现对杂草的有效清除。

技术实现思路

1、本实用新型针对现有技术的不足，提供一种仿生的除草机器人。

2、本实用新型是通过如下技术方案实现的，提供一种仿生的除草机器人，包括行走小车和除草机械爪，所述行走小车包括主机架以及两侧的履带式行走装置，主机架上还装有识别相机以及驱动除草机械爪左右横移的滑动装置，所述除草机械爪包括锄头型执行器以及驱动锄头型执行器移动的控制台。

3、本方案的行走小车在前行过程中通过识别相机检测杂草进行定位识别，并通过滑动装置将除草机械爪横移至杂草上方，控制台通过关节式机械臂使得锄头式执行器调整至锄草姿态，在垂直于杂草根部时，对杂草进行锄去操作。

4、作为优化，所述主机架上还装有折叠式太阳能装置，所述折叠式太阳能装置包括多个与主机架铰接的太阳能板。本方案中的折叠式太阳能装置可以自发电从而提供机器人进行除草工作的动力。

5、作为优化，所述折叠式太阳能装置还包括多个矩形固定架，所述矩形固定架通过合页装置与主机架铰接，所述矩形固定架的正面固接有太阳能板，所述矩形固定架背面设置有圆柱形垫块。在停机状态下，可通过折叠四周的矩形固定框实现其依次翻转放置在主机架的顶面，节省了占用空间，工作时，可依次展开矩形固定框，将太阳能板的板面向上，使其能正常工作，太阳能板通过矩形固定架背面的圆柱形垫片相互隔绝。

6、作为优化，所述主机架顶部固接有太阳能板，主机架四周各设有一个矩形固定架。本方案中通过共五个太阳能板实现发电。

7、作为优化，所述主机架四周均装有水平向外伸缩的可伸缩拉杆。所述折叠式太阳能装置展开后，将可伸缩拉杆伸长，实现对太阳能板及矩形固定架的支撑，折叠式太阳能装置折叠后，将可伸缩拉杆收回，降低了占用的空间。

8、作为优化，所述控制台包括周向均布的三个连接支架，所述连接支架上装有驱动电机，所述驱动电机通过关节式机械臂与固定器连接，所述关节式机械臂包括动力大臂和两个动力小臂，动力大臂的一端与驱动电机传动连接，动力大臂的另一端与两个动力小臂的上端球铰连接，动力小臂的下端与固定器球铰连接，所述锄头型执行器固接在固定器下端。本方案中的驱动电机带动动力大臂摆动，通过动力小臂与固定器连接，通过三个驱动电机的配合运动可以实现锄头型执行器的三维移动。

9、作为优化，所述滑动装置包括控制台连接板和两个平行滑台，所述控制台连接板与平行滑台的滑块固接，平行滑台上装有滚珠丝杆，所述滚珠丝杆的丝母与平行滑台的滑块固接，所述滑动装置还包括驱动两个滚珠丝杆旋转的滑动电机。本方案中通过滚珠丝杆旋转带动平行滑台的滑块移动，从而带动除草机械爪左右横移。

10、作为优化，所述滑动电机的转轴上连接有与两个平行滑台垂直的传动轴，所述传动轴通过换向器与滚珠丝杆实现换向传动。滑动电机带动转轴旋转，通过换向器实现两个滚珠丝杆的旋转。

11、本实用新型的有益效果为：本实用新型的一种仿生的除草机器人，用于实现对田间杂草的自动化清除，降低杂草在农作物种植中的影响，结构巧妙，降低除草成本，缓解人工强度，提高除草的自动化水平，本实用新型通过动力装置和折叠式太阳能装置实现联合供电，降低使用成本，通过控制装置控制摄像头进行视觉识别，并与仿生除草机械爪进行协同工作，能够实现在宽行田地中对杂草予以清除，提高了清除杂草特别是杂草幼苗的效率和准确性。

技术特征：

1.一种仿生的除草机器人，其特征在于：包括行走小车（2）和除草机械爪（1），所述行走小车（2）包括主机架（21）以及两侧的履带式行走装置（22），主机架（21）上还装有识别相机（23）以及驱动除草机械爪（1）左右横移的滑动装置（24），所述除草机械爪（1）包括锄头型执行器（13）以及驱动锄头型执行器（13）移动的控制台（11）；

2.根据权利要求1所述的一种仿生的除草机器人，其特征在于：所述主机架（21）上还装有折叠式太阳能装置（27），所述折叠式太阳能装置（27）包括多个与主机架（21）铰接的太阳能板（271）。

3.根据权利要求2所述的一种仿生的除草机器人，其特征在于：所述折叠式太阳能装置（27）还包括多个矩形固定架（272），所述矩形固定架（272）通过合页装置（273）与主机架（21）铰接，所述矩形固定架（272）的正面固接有太阳能板（271），所述矩形固定架（272）背面设置有圆柱形垫块（274）。

4.根据权利要求3所述的一种仿生的除草机器人，其特征在于： 所述主机架（21）顶部固接有太阳能板（271），主机架（21）四周各设有一个矩形固定架（272）。

5.根据权利要求4所述的一种仿生的除草机器人，其特征在于：所述主机架（21）四周均装有水平向外伸缩的可伸缩拉杆（29）。

6.根据权利要求1所述的一种仿生的除草机器人，其特征在于：所述滑动装置（24）包括控制台连接板（248）和两个平行滑台（241），所述控制台连接板（248）与平行滑台（241）的滑块固接，平行滑台（241）上装有滚珠丝杆（242），所述滚珠丝杆（242）的丝母与平行滑台（241）的滑块固接，所述滑动装置（24）还包括驱动两个滚珠丝杆（242）旋转的滑动电机（243）。

7.根据权利要求6所述的一种仿生的除草机器人，其特征在于：所述滑动电机（243）的转轴上连接有与两个平行滑台（241）垂直的传动轴（244），所述传动轴（244）通过换向器（246）与滚珠丝杆（242）实现换向传动。

技术总结本技术涉及一种仿生的除草机器人，包括行走小车和除草机械爪，所述行走小车包括主机架以及两侧的履带式行走装置，主机架上还装有识别相机以及驱动除草机械爪左右横移的滑动装置，所述除草机械爪包括锄头型执行器以及驱动锄头型执行器移动的控制台，本技术用于实现对田间杂草的自动化清除，降低杂草在农作物种植中的影响，结构巧妙，降低除草成本，缓解人工强度，提高除草的自动化水平，本技术通过动力装置和折叠式太阳能装置实现联合供电，降低使用成本，通过控制装置控制摄像头进行视觉识别，并与仿生除草机械爪进行协同工作，能够实现在宽行田地中对杂草予以清除，提高了清除杂草特别是杂草幼苗的效率和准确性。技术研发人员：施国英,陶楚然,卜立坤,李天华,吴华瑞,苑严伟,赵博,朱华吉受保护的技术使用者：山东农业大学技术研发日：20240409技术公布日：2024/12/23