光伏供能的温室除草机的制作方法

1.本发明涉及温室除草技术领域，具体地说是一种光伏供能的温室除草机。


背景技术：

2.智能温室的出现，大大的解放了人力劳动，实现了智能控制。现有技术中对智能温室进行除草，仍需人工实现。光伏作为一种清洁能源、可再生能源，若能应用到温室除草作业中，则能进一步提高智能温室智能化水平。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种光伏供能的温室除草机，以光伏作为能源，用于代替人力对温室进行除草。
4.本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：光伏供能的温室除草机，包括行走组件、牵引导线和除草组件，所述行走组件包括箱体、行走轮和行走驱动机构，所述箱体的底部具有两组行走轮，所述行走轮在温室内的导轨上滚动，所述行走驱动机构位于箱体内用于驱使其中一组行走轮转动；所述除草组件包括摆臂、刀架、连接机构、摆动驱动机构和刀片，所述摆臂的一端与箱体转动连接，所述摆动驱动机构设置在箱体内用于驱使摆臂在竖直面内摆动，所述连接机构设置在刀架与摆臂之间使得刀架与摆臂相互平行，所述刀片转动安装在刀架上并在刀架上均匀设置，所述刀架内具有驱使刀片旋转的除草驱动机构，所述摆臂上具有驱使刀架相对摆臂移动的进给机构；所述牵引导线的上端用于与光伏模块连接，所述牵引导线的下端与箱体连接，所述箱体内具有连接牵引导线与行走驱动机构、摆动驱动机构、除草驱动机构和进给机构的电路结构。
5.进一步地，同组的两个所述行走轮固定在同一轮轴上，所述行走驱动机构包括位于箱体内的行走电机、固定在所述行走电机输出端的行走蜗杆、固定在所述轮轴上且与行走蜗杆啮合的行走蜗轮。
6.进一步地，所述摆动驱动机构包括固定在摆臂一端的摆动蜗轮、与所述摆动蜗轮啮合的摆动蜗杆、驱使所述摆动蜗杆旋转的摆动电机。
7.进一步地，所述箱体上部的内侧滑动安装有滑套，所述箱体内具有驱使滑套移动的平移驱动机构，所述滑套的滑动方向与箱体的移动方向垂直，所述摆动驱动机构位于滑套内，所述摆臂的一端与滑套转动连接。
8.进一步地，所述平移驱动机构包括位于箱体内的平移电机、固定在所述平移电机输出端的平移齿轮，所述滑套侧壁具有与平移齿轮啮合的齿。
9.进一步地，所述连接机构包括一对连杆，所述连杆的一端与摆臂铰链连接，所述连杆的另一端与刀架铰链连接，所述摆臂、连杆和刀架组成平行四边形连杆机构，所述连杆与摆臂之间具有预紧件，所述预紧件作用使得摆臂与刀架之间距离最小。
10.进一步地，所述进给机构为电动推杆，所述电动推杆的推杆端部具有推块，所述推块朝向刀架的端面内具有滚珠。
11.进一步地，所述刀架的端部转动安装有导轮。
12.进一步地，所述刀片为涡线状，所述刀片的上端与刀盘固定，所述刀盘上部固定有刀片轴，所述刀片轴与刀架转动连接；所述除草驱动机构包括位于刀架内的除草电机、与所述刀片轴固定连接的驱动齿轮，其中一个所述驱动齿轮与除草电机输出端固定连接；每相邻的两个所述驱动齿轮啮合，或在每相邻的两个所述驱动齿轮之间设置过渡齿轮，所述过渡齿轮与驱动齿轮啮合。
13.进一步地，所述刀架顶部具有刀架安装板，所述刀架安装板用于与连杆铰链连接，所述刀架一端的顶部具有转轴，所述转轴与刀架安装板转动连接，所述刀架另一端的顶部具有滑块，所述滑块与刀架安装板滑动连接，且所述滑块的滑动轨迹为圆弧。
14.本发明的有益效果是：本发明以光伏作为能源，清洁无污染；通过行走组件的设置，驱使箱体在温室内移动并到达每一个除草点位；在每一个除草点位，通过除草组件对土壤中的杂草进行清理，清理完成后除草组件折叠随箱体移动至下一个除草点位。
附图说明
15.图1为本发明的三维图；图2为本发明的主视图；图3为本发明的右视图；图4为本发明的俯视图；图5为本发明的行走组件与除草组件的装配示意图；图6为本发明的除草组件主视图；图7为本发明的行走组件的内部结构示意图；图8为本发明的除草组件由竖直状态翻转至水平状态示意图；图9为本发明的除草组件的电动推杆推动刀架下移示意图；图10为刀架的仰视图；图11为除草驱动机构的俯视图；图12为本发明除草组件的另外一种结构示意图；图13为图12中的刀架仰视图；图14为本发明在智能温室内的主视工作状态示意图；图15为本发明在智能温室内的右视工作状态示意图；图中：1箱体，11行走轮，12凹槽，13轮轴，14行走蜗轮，15行走蜗杆，16行走电机，17上安装槽，18支座，19下安装槽，2牵引导线，3摆臂，31摆臂耳板，32连杆，33摆动蜗轮，34摆动蜗杆，35摆动电机，4滑套，41平移齿轮，42平移电机，5刀架，51刀架耳板，52导轮，53刀架安装板，54转轴，55滑槽，56滑块，6刀片，61刀盘，62刀片轴，63驱动齿轮，64过渡齿轮，65除草电机，7电动推杆，71法兰盘，72推块，73滚珠，8土壤，9导轨。
具体实施方式
16.如图1至图15所示，本发明包括行走组件、光伏模块和除草组件，下面结合附图对本发明进行详细描述。
17.如图1至图4所示，光伏供能的温室除草机包括行走组件、牵引导线2和除草组件，
行走组件包括箱体1、行走轮11和行走驱动机构，箱体1的底部具有两组前后设置的行走轮11，如图14所示，行走轮11在温室内的导轨9上滚动，如图5、图7所示，行走驱动机构位于箱体1内用于驱使其中一组行走轮11转动。同组的两个行走轮11固定在同一轮轴13上，行走驱动机构包括位于箱体1内的行走电机16、固定在行走电机16输出端的行走蜗杆15、固定在轮轴13上且与行走蜗杆15啮合的行走蜗轮14。行走电机16启动后，带动行走蜗杆15的转动，进而带动行走蜗轮14的转动，进而带动轮轴13的旋转，进而带动行走轮11的转动，进而实现箱体1沿导轨9的移动。如图7所示，箱体1下部设有下安装槽19，行走驱动机构位于下安装槽19内。在下安装槽19内还设有支座18，支座18的设置用于对行走蜗杆15进行支撑。
18.如图5、图6所示，除草组件包括摆臂3、刀架5、连接机构、摆动驱动机构和刀片6，摆臂3的一端与箱体1转动连接，摆动驱动机构设置在箱体1内用于驱使摆臂3在竖直面内摆动。如图6、图7所示，摆动驱动机构包括固定在摆臂3一端的摆动蜗轮33、与摆动蜗轮33啮合的摆动蜗杆34、驱使摆动蜗杆34旋转的摆动电机35。摆动电机35启动后，可驱使摆动蜗杆34的转动，进而驱使摆动蜗轮33的转动，进而带动摆臂3的摆动。如图8所示，在摆动驱动机构的作用下，摆臂3旋转的最大角度为90度，通过摆动驱动机构驱使摆臂3在水平状态和竖直状态间进行转换。
19.如图6所示，连接机构设置在刀架5与摆臂3之间使得刀架5与摆臂3相互平行，连接机构包括一对连杆32，连杆32的一端与摆臂3底部的摆臂耳板31铰链连接，连杆32的另一端与刀架5顶部的刀架耳板51铰链连接，摆臂3、连杆32和刀架5组成平行四边形连杆机构，进而使得摆臂3与刀架5始终保持平行。连杆32与摆臂耳板31之间设有预紧件，如扭簧，在预紧件的作用下刀架5与摆臂3之间的距离最小。
20.如图6、图10所示，刀片6转动安装在刀架5上并在刀架5上均匀设置，刀架5内具有驱使刀片6旋转的除草驱动机构。具体地：如图10所示，刀片6为涡线状，刀片6的上端与刀盘61固定，刀盘61上部固定有刀片轴62，刀片轴62与刀架5转动连接。除草驱动机构包括位于刀架5内的除草电机65、与刀片轴62固定连接的驱动齿轮63，其中一个驱动齿轮63与除草电机65输出端固定连接；每相邻的两个驱动齿轮63啮合，这样每相邻的两个驱动齿轮63转向相反，每相邻的两个刀片6转向相反。如图11所示，或在每相邻的两个驱动齿轮63之间设置过渡齿轮64，过渡齿轮64与驱动齿轮63啮合。这样，每相邻的两个驱动齿轮63转向相同，每相邻的两个刀片6转向相同。刀架5上远离箱体的一端的端部转动安装有导轮52，导轮52的设置，当导轮52碰触到作物根茎时，能够驱使作物根茎避让。还可在刀架5端部设置检测导轮52转速的转速传感器，箱体1内设置控制器，控制器与转速传感器信号连接。当转速传感器检测到导轮52旋转时，表明导轮52碰触到作物根茎，此时转速传感器向控制器发送信号，此时控制器向行走驱动机构发送信号，驱使箱体1前后移动一段距离，直至导轮52与作物根茎错开，以使得除草组件避开作物根茎。
21.当摆臂3水平时，为满足摆臂3沿水平方向的移动，进而满足对除草的范围需要，如图5、图7所示，箱体1上部的内侧滑动安装有滑套4，箱体1内具有驱使滑套4移动的平移驱动机构，如图7所示，平移驱动机构包括位于箱体1内的平移电机42、固定在平移电机42输出端的平移齿轮41，滑套4侧壁具有与平移齿轮41啮合的齿。在箱体1上部设置有上安装槽17，平移电机42、平移齿轮41设置在上安装槽17内。滑套4的滑动方向与箱体1的移动方向垂直，摆动驱动机构位于滑套4内，摆臂3的一端与滑套4转动连接。如图1所示，在箱体1的上部设有
避让摆臂3的凹槽12。
22.如图12、图13所示，为刀架5的另外一种结构形式，与上述结构的刀架结构相比，区别在于刀架5的顶部设置一个刀架安装板53，刀架耳板51设置在刀架安装板53上，刀架安装板53用于与连杆32铰链连接，刀架5一端的顶部具有转轴54，转轴54与刀架安装板53转动连接，刀架5另一端的顶部具有滑块56，滑块56与刀架安装板53底部的滑槽55滑动连接，且滑块56的滑动轨迹为圆弧。当导轮52碰触到作物根茎时，作物根茎挤压导轮52，进而使得刀架5绕转轴54旋转，此时整个刀架5相对刀架安装板53摆动，也实现了对作物根茎的避让。
23.如图6所示，摆臂3上具有驱使刀架5相对摆臂3移动的进给机构。进给机构为电动推杆7，电动推杆7上具有法兰盘71，电动推杆7通过法兰盘71与摆臂3固定连接。电动推杆7的推杆端部具有推块72，推块72朝向刀架5的端面内具有滚珠73。如图9所示，摆臂3摆动至水平状态后，电动推杆7动作驱使推块72下移，直至滚珠73与刀架5接触，此后随着电动推杆7的推杆继续伸出驱使刀架5向下移动，刀架5与摆臂3之间的距离增大。滚珠73的设置，既不影响推块72对刀架5的向下推挤，又能实现推块72相对刀架5的转动。
24.如图1所示，牵引导线2的上端用于与光伏模块连接，牵引导线2的下端与箱体1连接，箱体1内具有连接牵引导线2与行走驱动机构的行走电机16、摆动驱动机构的摆动电机35、除草驱动机构的除草电机65和电动推杆7的电路结构。该电路结构为常规电路，不再赘述。
25.如图14、图15所示，工作时，箱体1沿导轨9间歇移动，箱体1每动作一次到达一个除草点位，随后摆臂3由竖直状态变为水平状态，随后电动推杆推动刀架5下移使得刀片6与土壤8接触，最后除草电机65动作驱使刀片6旋转。由于刀片6为涡线状，刀片6旋转时可以对整个圆面内的杂草进行清除。除草点位可以对应一行作物，当在一个除草点位完成除草作业后，如图15所示，除草组件缩回（摆臂3处于竖直状态、刀架5移动至与摆臂3距离最小），在行走驱动机构的作用下驱使箱体1继续移动直至到达下一个除草点位。
26.本发明以光伏作为能源，清洁无污染；通过行走组件的设置，驱使箱体在温室内移动并到达每一个除草点位；在每一个除草点位，通过除草组件对土壤中的杂草进行清理，清理完成后除草组件折叠随箱体移动至下一个除草点位。

技术特征：
1.光伏供能的温室除草机，其特征在于，包括行走组件、牵引导线和除草组件，所述行走组件包括箱体、行走轮和行走驱动机构，所述箱体的底部具有两组行走轮，所述行走轮在温室内的导轨上滚动，所述行走驱动机构位于箱体内用于驱使其中一组行走轮转动；所述除草组件包括摆臂、刀架、连接机构、摆动驱动机构和刀片，所述摆臂的一端与箱体转动连接，所述摆动驱动机构设置在箱体内用于驱使摆臂在竖直面内摆动，所述连接机构设置在刀架与摆臂之间使得刀架与摆臂相互平行，所述刀片转动安装在刀架上并在刀架上均匀设置，所述刀架内具有驱使刀片旋转的除草驱动机构，所述摆臂上具有驱使刀架相对摆臂移动的进给机构；所述牵引导线的上端用于与光伏模块连接，所述牵引导线的下端与箱体连接，所述箱体内具有连接牵引导线与行走驱动机构、摆动驱动机构、除草驱动机构和进给机构的电路结构。2.根据权利要求1所述的光伏供能的温室除草机，其特征在于，同组的两个所述行走轮固定在同一轮轴上，所述行走驱动机构包括位于箱体内的行走电机、固定在所述行走电机输出端的行走蜗杆、固定在所述轮轴上且与行走蜗杆啮合的行走蜗轮。3.根据权利要求1所述的光伏供能的温室除草机，其特征在于，所述摆动驱动机构包括固定在摆臂一端的摆动蜗轮、与所述摆动蜗轮啮合的摆动蜗杆、驱使所述摆动蜗杆旋转的摆动电机。4.根据权利要求1所述的光伏供能的温室除草机，其特征在于，所述箱体上部的内侧滑动安装有滑套，所述箱体内具有驱使滑套移动的平移驱动机构，所述滑套的滑动方向与箱体的移动方向垂直，所述摆动驱动机构位于滑套内，所述摆臂的一端与滑套转动连接。5.根据权利要求4所述的光伏供能的温室除草机，其特征在于，所述平移驱动机构包括位于箱体内的平移电机、固定在所述平移电机输出端的平移齿轮，所述滑套侧壁具有与平移齿轮啮合的齿。6.根据权利要求1所述的光伏供能的温室除草机，其特征在于，所述连接机构包括一对连杆，所述连杆的一端与摆臂铰链连接，所述连杆的另一端与刀架铰链连接，所述摆臂、连杆和刀架组成平行四边形连杆机构，所述连杆与摆臂之间具有预紧件，所述预紧件作用使得摆臂与刀架之间距离最小。7.根据权利要求1所述的光伏供能的温室除草机，其特征在于，所述进给机构为电动推杆，所述电动推杆的推杆端部具有推块，所述推块朝向刀架的端面内具有滚珠。8.根据权利要求1所述的光伏供能的温室除草机，其特征在于，所述刀架的端部转动安装有导轮。9.根据权利要求1所述的光伏供能的温室除草机，其特征在于，所述刀片为涡线状，所述刀片的上端与刀盘固定，所述刀盘上部固定有刀片轴，所述刀片轴与刀架转动连接；所述除草驱动机构包括位于刀架内的除草电机、与所述刀片轴固定连接的驱动齿轮，其中一个所述驱动齿轮与除草电机输出端固定连接；每相邻的两个所述驱动齿轮啮合，或在每相邻的两个所述驱动齿轮之间设置过渡齿轮，所述过渡齿轮与驱动齿轮啮合。10.根据权利要求9所述的光伏供能的温室除草机，其特征在于，所述刀架顶部具有刀架安装板，所述刀架安装板用于与连杆铰链连接，所述刀架一端的顶部具有转轴，所述转轴与刀架安装板转动连接，所述刀架另一端的顶部具有滑块，所述滑块与刀架安装板滑动连接，且所述滑块的滑动轨迹为圆弧。

技术总结
光伏供能的温室除草机，涉及温室除草技术领域，以光伏作为能源，用于代替人力对温室进行除草。包括行走组件、牵引导线和除草组件，行走组件包括箱体、行走轮和行走驱动机构，箱体底部设置行走轮，行走轮在温室内的导轨上滚动，行走驱动机构位于箱体内用于驱使行走轮转动；除草组件包括摆臂、刀架、连接机构、摆动驱动机构和刀片，摆臂的一端与箱体转动连接，摆动驱动机构设置在箱体内用于驱使摆臂在竖直面内摆动，刀片转动安装在刀架上，刀架内具有驱使刀片旋转的除草驱动机构，摆臂上具有驱使刀架相对摆臂移动的进给机构；牵引导线的上端用于与光伏模块连接，牵引导线的下端与箱体连接。本发明能够代替人力对温室进行除草。本发明能够代替人力对温室进行除草。本发明能够代替人力对温室进行除草。


技术研发人员：褚幼晖 郭洪恩 唐培全 王琦 何青海 张文奎 王宝文 徐磊 李永春
受保护的技术使用者：华能沾化光伏发电有限公司 山东省农业机械科学研究院
技术研发日：2023.01.16
技术公布日：2023/8/9