專利名稱：一種間歇轉動式苗間鋤刀智能控制方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及農業機械技術領域，特別涉及一種間歇轉動式苗間鋤刀智能控制方法及系統。
背景技術：
農田草害頻發，長期以來以化學除草為主的除草方式已造成雜草種群變遷、抗藥性增強、藥害嚴重及環境污染等問題；同時，人工鋤草成本高而效率低。自動化機械鋤草摒棄化學除草的同時可大幅提高工作效率，將成為取代除草剤、發展可持續農業的重要技術手段。鋤草技術智能化是21世紀精準農業技術重要內容之一，從20世紀80年代至今，除草的智能化研究經歷了從室內到室外，非實時到實時的發展歷程。它與雜草識別構成了田間雜草識別和自動除草系統。該系統一般由四個模塊組成，包括系統導航模塊、圖像采集與處理模塊、雜草識別模塊和除草控制模塊。除草效率及除草精度的提高成為智能化除草
一大重要課題。
發明內容
(一 )要解決的技術問題本發明要解決的技術問題是如何提供一種間歇轉動式苗間鋤刀智能控制方法及系統，以提高鋤草效率和鋤草覆蓋率，并使鋤草機械同時具備間苗功能。( ニ )技術方案為解決上述技術問題，本發明提供一種間歇轉動式苗間鋤刀智能控制方法，所述方法采用具有缺ロ的鋤刀，所述鋤刀安裝在鋤草機械上并隨所述鋤草機械行迸；所述方法具體包括步驟A :所述鋤刀從初始轉角相位按照第一轉速方式轉動至預定角度，此時判斷所述鋤刀與當前第一棵作物的距離是否大于預定距離，如果是，執行步驟B;否則，執行步驟C ;B :所述鋤刀隨所述鋤草機械向前運動，同時判斷所述鋤刀與當前第一棵作物的距離是否大于所述預定距離，如果是，重復執行本步驟；否則，所述鋤刀按照第二轉速方式轉動至所述初始轉角相位，執行所述步驟A ；C :所述鋤刀隨所述鋤草機械向前運動，同時判斷所述鋤刀與當前第一棵作物的距離的本次測量值是否大于上一次的測量值，如果是，執行所述步驟B ;否則，重復執行本步驟。優選地，當所述鋤刀位于所述初始轉角相位時，作物位于所述鋤刀的缺ロ區域內； 當所述鋤刀轉動至所述預定角度時，所述鋤刀的刀刃朝向作物。優選地，所述預定距離S的計算公式如下
權利要求
1.一種間歇轉動式苗間鋤刀智能控制方法，其特征在于，所述方法采用具有缺ロ的鋤刀，所述鋤刀安裝在鋤草機械上并隨所述鋤草機械行進； 所述方法具體包括步驟 A :所述鋤刀從初始轉角相位按照第一轉速方式轉動至預定角度，此時判斷所述鋤刀與當前第一棵作物的距離是否大于預定距離，如果是，執行步驟B ;否則，執行步驟C ; B :所述鋤刀隨所述鋤草機械向前運動，同時判斷所述鋤刀與當前第一棵作物的距離是否大于所述預定距離，如果是，重復執行本步驟；否則，所述鋤刀按照第二轉速方式轉動至所述初始轉角相位，執行所述步驟A ； C :所述鋤刀隨所述鋤草機械向前運動，同時判斷所述鋤刀與當前第一棵作物的距離的本次測量值是否大于上一次的測量值，如果是，執行所述步驟B ;否則，重復執行本步驟。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在干，當所述鋤刀位于所述初始轉角相位時，作物位于所述鋤刀的缺ロ區域內；當所述鋤刀轉動至所述預定角度時，所述鋤刀的刀刃朝向作物。
3.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述預定距離S的計算公式如下S=(l-^)xD ；2π 其中，％表示所述預定角度，D表示標準間苗株距。
4.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述預定角度為η/2。
5.如權利要求I所述的方法，其特征在干，當所述鋤刀按照所述第一轉速方式轉動吋，對應的第一轉速《I的計算公式如下ω I = 2 v/D ； 其中，V表示所述鋤草機械的實時行進速度，D表示標準間苗株距。
6.如權利要求I所述的方法，其特征在干，當所述鋤刀按照所述第二轉速方式轉動吋，對應的第二轉速ω2的計算公式如下0)2 =(2 Τ -φ) X ν//； 其中ぶ表示所述鋤刀的實時轉角相位，ν表示所述鋤草機械的實時行進速度，I表示所述鋤刀與當前第一棵作物的實時距離。
7.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述鋤刀為具有缺ロ的盤狀鋤刀，并且所述鋤刀的缺ロ部分的角度介于2 31 /3至31。
8.一種間歇轉動式苗間鋤刀智能控制系統，其特征在于，所述系統包括互相連接的上位機通訊單元和運動控制単元； 所述上位機通訊單元用干與上位機通訊，以獲得鋤刀與作物的實時距離，并發送給所述運動控制單元； 所述運動控制單元還連接所述鋤刀，用于采集鋤草機械的實時行進速度、所述鋤刀的實時轉角相位，并根據所述鋤刀與作物的實時距離、所述鋤草機械的實時行進速度和所述鋤刀的實時轉角相位控制所述鋤刀運動。
9.如權利要求8所述的系統，其特征在干，所述運動控制單元進ー步包括測速模塊、相位檢測模塊和運動規劃模塊； 所述測速模塊連接所述運動規劃模塊，用于通過所述鋤草機械輪部的編碼器采集所述鋤草機械的實時行進速度，并發送給所述運動規劃模塊； 所述相位檢測模塊連接所述運動規劃模塊，用于通過所述鋤刀的轉軸上的編碼器采集所述鋤刀的實時轉角相位，并通過與所述鋤刀相對固定連接的接近開關對所采集的實時轉角相位進行校正，以及將所述實時轉角相位發送給所述運動規劃模塊，并在所述鋤刀轉動至預定角度時向所述運動規劃模塊發送停止信號； 所述運動規劃模塊，還連接所述上位機通訊單元和所述鋤刀，用于根據所述鋤刀與作物的實時距離、所述鋤草機械的實時行進速度、所述鋤刀的實時轉角相位和所述停止信號控制所述鋤刀運動。
10.如權利要求9所述的系統，其特征在于，所述系統還包括多機通訊單元；所述運動規劃模塊通過所述多機通訊單元連接多個所述鋤刀；所述多機通訊單元采用CAN總線實現所述運動規劃模塊與多個所述鋤刀之間的控制通訊。
全文摘要
本發明公開了一種間歇轉動式苗間鋤刀智能控制方法及系統，涉及鋤草機械領域。所述方法包括A鋤刀從初始轉角相位轉動至預定角度，此時判斷鋤刀與當前第一棵作物的距離是否大于預定距離，如果是，執行步驟B；否則，執行步驟C；B鋤刀隨鋤草機械向前運動，同時判斷鋤刀與當前第一棵作物的距離是否大于預定距離，如果是，重復本步驟；否則，鋤刀轉動至初始轉角相位，執行步驟A；C鋤刀隨鋤草機械向前運動，同時判斷鋤刀與當前第一棵作物的距離的本次測量值是否大于上一次的測量值，如果是，執行步驟B；否則，重復本步驟。所述方法及系統，同時具備鋤草與間苗功能，保證良好的除草覆蓋率的同時提高了鋤草效率和鋤草精度。
文檔編號G05B19/414GK102645911SQ20121011514
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月18日 優先權日2012年4月18日
發明者劉衛東, 張俊雄, 張妍, 張春龍, 李偉, 黃小龍 申請人:中國農業大學