CN107300719A - 一种电动自走探针式竹笋探测标识一体机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动自走探针式竹笋探测标识一体机，包括机架、曲轴、行进驱动机构、蓄电池、行走探测轮、探针、检测控制器、标记施肥机构；所述曲轴支承在机架上，所述曲轴的两端各安装一个行走探测轮；行进驱动机构与曲轴的一端相连，驱动曲轴转动；所述曲轴具有曲拐，曲拐的连杆轴颈上铰接有连杆，连杆与探针铰接，探针滑动设置在机架上，探针与检测控制器相连；所述标记施肥机构和蓄电池安装在机架上，所述标记施肥机构与检测控制器相连，检测控制器控制标记施肥机构的开合；蓄电池为行进驱动机构提供电源。本发明解决了冬笋探测依靠人工经验和耗费劳力大的问题，对竹林规模化经营和实现竹林生产机械化具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种适合未露出地面的竹笋探测定位及标识、可连续作业的电动自走式竹笋探测定位设备，具体涉及一种电动自走探针式竹笋探测标识一体机，属于农林业机械技术领域。
背景技术
竹笋，又名笋、毛笋、竹芽、竹萌，为禾本科植物毛竹等多种竹的幼苗，主要生长于湖南、湖北、江西、浙江等省。中医认为竹笋味甘、微寒，无毒。在药用上具有清热化痰、益气和胃、治消渴、利水道、利膈爽胃等功效。竹笋还具有低脂肪、低糖、多纤维的特点，食用竹笋不仅能促进肠道蠕动，帮助消化，去积食，防便秘，并有预防大肠癌的功效。竹笋分冬笋和春笋两种，冬笋一般是在冬季长成，并深藏在泥土中3～20厘米深处，深浅程度不一，当冬笋露出地面后，其食用性变差，但冬笋埋在地下难以寻找，其采挖一般靠人的经验在竹林中寻找，耗时费力、效益低，且对竹林破坏大，影响来年竹笋的生长。目前文献中有采用超声波、远红外、电子鼻等无接触探测方式探测竹笋的研究，但这些方式一方面成本高、效率低，另一方面仪器复杂不易携带，文献中还有采用检测土壤电阻率等方式探测竹笋的研究，但这些方式检测的可靠性容易受到环境、气候和地表覆盖杂物的影响。随着竹林规模化经营的发展，目前市场上急需探测精度高、成本低、携带方便、操作简单的竹笋探测设备。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明提供一种电动自走探针式竹笋探测标识一体机，该一体机结构紧凑、设计合理、操作方便、可靠性高，能在竹林间连续行走作业，具有较高的竹笋探测识别能力，并能简单方便地标识探测出的竹笋，能很好地适应丘陵山地等起伏地形、地表覆盖秸秆杂草等情形，能探测不同埋深竹笋并实现标识。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电动自走探针式竹笋探测标识一体机，它包括机架、曲轴、行进驱动机构、蓄电池、行走探测轮、探针、检测控制器、标记施肥机构；所述曲轴支承在机架上，所述曲轴的两端各安装一个行走探测轮；行进驱动机构与曲轴的一端相连，行进驱动机构驱动曲轴转动；所述曲轴具有曲拐，每个曲拐的连杆轴颈上铰接有连杆，连杆与探针铰接，探针滑动设置在机架上，探针与检测控制器相连；所述标记施肥机构和蓄电池安装在机架上，所述标记施肥机构与检测控制器相连，检测控制器控制标记施肥机构的开合；蓄电池为行进驱动机构提供电源。
进一步的，所述行进驱动机构包括直流电机、小皮带轮、传动带、大皮带轮；所述大皮带轮安装在曲轴上，所述直流电机安装在机架上，所述小皮带轮安装在直流电机的输出轴上，所述小皮带轮和大皮带轮通过传动带连接；直流电机与蓄电池相连。
进一步的，所述直流电机通过电源控制手柄与蓄电池相连。
进一步的，所述曲轴包括左驱动轴、一对左曲柄拐、中间传动轴、一对右曲柄拐、右驱动轴；所述左驱动轴的一端支承在机架上，左驱动轴的另一端与一左曲柄拐固定连接，另一左曲柄拐与中间传动轴的一端固定连接，中间传动轴的另一端与一右曲柄拐固定连接，另一右曲柄拐与右驱动轴的一端固定连接，右驱动轴的另一端支承在机架上；一对左曲柄拐和一对右曲柄拐均通过曲柄销轴相连；连杆与曲柄销轴铰接。
进一步的，左曲柄拐及右曲柄拐上均分布多个曲柄调节孔，曲柄销轴安装在曲柄调节孔中。
进一步的，所述行走探测轮包括外轮圈、轮毂以及连接外轮圈和轮毂的轮辐板，轮辐板沿周向均匀分布，外轮圈的外圆柱面上均匀分布若干扒齿，轮毂安装在曲轴上。
进一步的，所述机架上安装有尾轮。
进一步的，所述机架上安装有尼龙套管，探针穿在尼龙套管内。
进一步的，所述标记施肥机构包括石灰箱，所述石灰箱安装在机架上，所述石灰箱的底板上开有漏灰孔，漏灰孔下装有挡板，挡板安装在推拉电磁铁的推拉杆上，推拉电磁铁固定安装在底板的下表面；推拉电磁铁与检测控制器相连。
本发明所具有的有益效果是：
1、本发明所述的电动自走探针式竹笋探测标识一体机，在检测控制器中建立了土壤条件、冬笋埋深、尺寸等生物参数与介电信号筛选关系模型，并通过检测插入地下的探针和扒齿间的介电参数，实现了对埋在地下的竹笋的探测；当探针运动到下至点扎入地面达到最大探深时，检测控制器开始采集探针与接地扒齿间的介电常数信号并进行判断，若信号判断探针与扒齿间有竹笋，则发出信号使推拉电磁铁通电开启挡板，石灰从漏灰孔落在探针一侧，实现了探出竹笋的标识，若信号判断无竹笋，则推拉电磁铁不动作，一体机继续前行进行探测，本一体机可连续作业，非常适合竹林规模化经营过程中竹笋高效采挖的需要，具有检测可靠性高、成本低、可连续作业和适应性好等优点。
2、本发明所述的电动自走探针式竹笋探测标识一体机通过将曲柄销轴安装在曲柄拐上不同位置的曲柄调节孔内的方式，可改变曲柄回转半径从而改变探针的行程，可实现探测不同深度埋深竹笋的目的。若竹笋采挖季节已过，需要给竹笋及竹林施肥时，可以将石灰箱作为肥箱使用，设置检测控制器工作模式为检测探针是否入地，以此产生推拉电磁铁的开启信号，则可完成竹林的施肥作业，从而达到一机多用的目的。
3、本发明所述的电动自走探针式竹笋探测标识一体机采用了蓄电池驱动直流电机通过皮带传动驱动探测轮旋转带动一体机行走作业的方式，实现了自走式探测作业，整机结构紧凑，节能环保，操作方便，非常适合丘陵山地及地表杂草有覆盖等复杂竹林地块的竹笋探测。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图中，1、机架左横梁；2、机架后梁；3、蓄电池箱；4、蓄电池；5、后支板；6、机架前梁；7、尾轮支架；8、尾轮；9、直流电机；10、小皮带轮；11、传动带；12、左驱动探测轮；13、右驱动探测轮；14、扒齿；15、轮辐板；16、探针支架板；17、左曲柄拐；18右曲柄拐；19、中间传动轴；20、灰箱支板；21、曲柄销轴；22、连杆；23、探针；24、尼龙套管；25、轮毂；26、左驱动轴；27、右驱动轴；28、轴承座；29、石灰箱；30、大皮带轮；31、底板；32、挡板；33、漏灰孔；34、推拉电磁铁；35、扶手架；36、电源控制手柄；37、扶手杆；38、检测控制器；39、控制面板；40、曲柄调节孔，41、机架右横梁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：
如图1和图2所示，本发明所述的一种电动自走探针式竹笋探测标识一体机，包括机架、曲轴、行进驱动机构、蓄电池、行走探测轮、探针23、检测控制器38、标记施肥机构；所述机架主要由机架左横梁1、机架右横梁41、机架前梁6、机架后梁2、扶手架35、后支板5、探针支架板16等搭建而成；机架左横梁1和机架右横梁41平行布置，它们通过机架前梁6和机架后梁2固定相连，后支板5固定连接在机架前梁6和机架后梁2之间；在机架前梁6上安装有一对探针支架板16；尾轮8通过轴承支撑在尾轮支架7上，尾轮支架7固定在后支板5上，扶手架35固定在机架后梁2上，扶手架35上端固定着控制面板39和扶手杆37，电源控制手柄36安装在扶手杆37右端，检测控制器38安装在控制面板39上。
机架左横梁1和机架右横梁41的前端之间通过轴承座28支承曲轴，所述曲轴包括左驱动轴26、一对左曲柄拐17、中间传动轴19、一对右曲柄拐18、右驱动轴27；所述左驱动轴26的一端通过轴承座支承在机架左横梁1的前端，左驱动轴26的另一端与一左曲柄拐17固定连接，另一左曲柄拐17与中间传动轴19的一端固定连接，中间传动轴19的另一端与一右曲柄拐18固定连接，另一右曲柄拐18与右驱动轴27的一端固定连接，右驱动轴28的另一端通过轴承座支承在机架右横梁41的前端；一对左曲柄拐17和一对右曲柄拐18均通过曲柄销轴21相连；一个探针支架板16布置在左曲柄拐17旁，另一个探针支架板16布置在右曲柄拐18，曲柄销轴21上铰接有连杆22，连杆22下端铰接着探针23，探针23穿在尼龙套管24内，尼龙套管24固定在前探针支架板16上；探针23与检测控制器38相连；左曲柄拐17及右曲柄拐18上分布着多个曲柄调节孔40，当需要改变探测深度时，可将曲柄销轴21安装在不同位置的曲柄调节孔40内，通过改变曲柄回转半径来改变探针的行程，从而实现探测不同深度埋深竹笋的目的。
行走探测轮分为左行走探测轮12和右行走探测轮13，两者的结构相同，均包括外轮圈、轮毂25以及连接外轮圈和轮毂25的轮辐板15，轮辐板15沿周向均匀分布，外轮圈的外圆柱面上均匀分布若干扒齿14，左行走探测轮12的轮毂25通过平键与左驱动轴26连接，右行走探测轮13的轮毂25通过平键与右驱动轴27连接；
行进驱动机构包括直流电机9、小皮带轮10、传动带11、大皮带轮30；直流电机9固定在机架前梁6上，直流电机9的输出轴上安装有小皮带轮10，小皮带轮10通过传动带11与通过平键连接固定在左驱动轴26上的大皮带轮30连接。蓄电池4装在蓄电池箱3内，蓄电池箱3固定在后支板5上，所述直流电机9通过电源控制手柄36与蓄电池4相连。
标记施肥机构包括石灰箱29，石灰箱29安装在灰箱支板20上，灰箱支板20固定在机架前梁6上，石灰箱29的底板31左右两侧开有漏灰孔33，漏灰孔33下装有挡板32，挡板32安装在推拉电磁铁34的推拉杆上，推拉电磁铁34固定安装在底板31的下面；推拉电磁铁34与检测控制器38相连。所述检测控制器38可以采用北京东方中科集成科技股份有限公司的E5071C ENA网络分析仪，但不限于此；所述探针23可以采用深圳市东测科技有限公司的Agilent 85070E介电探头套件产品，但不限于此。
本发明的工作原理和使用过程：
所述的电动自走探针式竹笋探测标识一体机作业时，转动电源控制手柄36，直流电机9通电转动，并通过皮带传动使曲轴旋转并驱动左、右探测轮旋转带动一体机行走作业，曲轴转动时其上的左、右曲柄拐带动连杆22驱动探针23沿尼龙套管24作往复运动，当探针23运动到下至点扎入地面达到最大探深时，检测控制器38开始采集探针23与行走检测轮扒齿14间的介电常数信号并进行判断，若信号判断探针23与扒齿14间有竹笋，则发出信号使推拉电磁铁34通电开启挡板32，石灰从漏灰孔33落在探针23一侧，完成探出竹笋的标识，若信号判断无竹笋，则推拉电磁铁34不动作，一体机继续前行进行探测。
若竹笋采挖季节已过，需要给竹笋及竹林施肥时，可以将石灰箱29作为肥箱使用，设置检测控制器38的工作模式为检测探针23是否入地，以此产生推拉电磁铁34的开启信号，则可完成竹林的施肥作业，从而达到一机多用的目的。
本发明所述的电动自走探针式竹笋探测标识一体机采用了蓄电池4驱动直流电机9通过皮带传动驱动探测轮旋转带动一体机行走作业的方式，实现了自走式探测作业，整机结构紧凑，节能环保，操作方便，非常适合丘陵山地及地表杂草有覆盖等复杂竹林地块的竹笋探测。本发明并不仅限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种电动自走探针式竹笋探测标识一体机，其特征在于：包括机架、曲轴、行进驱动机构、蓄电池、行走探测轮、探针、检测控制器、标记施肥机构等；所述曲轴支承在机架上，所述曲轴的两端各安装一个行走探测轮；行进驱动机构与曲轴的一端相连，行进驱动机构驱动曲轴转动；所述曲轴具有曲拐，曲拐的连杆轴颈上铰接有连杆，连杆与探针铰接，探针滑动设置在机架上，探针与检测控制器相连；所述标记施肥机构和蓄电池安装在机架上，所述标记施肥机构与检测控制器相连，检测控制器控制标记施肥机构的开合；蓄电池为行进驱动机构提供电源。
2.根据权利要求1所述的电动自走探针式竹笋探测标识一体机，其特征在于：所述行进驱动机构包括直流电机、小皮带轮、传动带、大皮带轮；所述大皮带轮安装在曲轴上，所述直流电机安装在机架上，所述小皮带轮安装在直流电机的输出轴上，所述小皮带轮和大皮带轮通过传动带连接；直流电机与蓄电池相连。
3.根据权利要求2所述的电动自走探针式竹笋探测标识一体机，其特征在于：所述直流电机通过电源控制手柄与蓄电池相连。
4.根据权利要求1所述的电动自走探针式竹笋探测标识一体机，其特征在于：所述曲轴包括左驱动轴、一对左曲柄拐、中间传动轴、一对右曲柄拐、右驱动轴；所述左驱动轴的一端支承在机架上，左驱动轴的另一端与一左曲柄拐固定连接，另一左曲柄拐与中间传动轴的一端固定连接，中间传动轴的另一端与一右曲柄拐固定连接，另一右曲柄拐与右驱动轴的一端固定连接，右驱动轴的另一端支承在机架上；一对左曲柄拐和一对右曲柄拐均通过曲柄销轴相连；连杆与曲柄销轴铰接。
5.根据权利要求4所述的电动自走探针式竹笋探测标识一体机，其特征在于：左曲柄拐及右曲柄拐上均分布多个曲柄调节孔，曲柄销轴安装在曲柄调节孔中。
6.根据权利要求1所述的电动自走探针式竹笋探测标识一体机，其特征在于：所述行走探测轮包括外轮圈、轮毂以及连接外轮圈和轮毂的轮辐板，轮辐板沿周向均匀分布，外轮圈的外圆柱面上均匀分布若干扒齿，轮毂安装在曲轴上。
7.根据权利要求1所述的电动自走探针式竹笋探测标识一体机，其特征在于：所述机架上安装有尾轮。
8.根据权利要求1所述的电动自走探针式竹笋探测标识一体机，其特征在于：所述机架上安装有尼龙套管，探针穿在尼龙套管内。
9.根据权利要求1所述的电动自走探针式竹笋探测标识一体机，其特征在于：所述标记施肥机构包括石灰箱，所述石灰箱安装在机架上，所述石灰箱的底板上开有漏灰孔，漏灰孔下装有挡板，挡板安装在推拉电磁铁的推拉杆上，推拉电磁铁固定安装在底板的下表面；推拉电磁铁与检测控制器相连。
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