本發明涉及一種農用機械，具體涉及一種組合式玉米去頂施肥機器人。

背景技術：

如今，國內外的農用機械大多趨于大型化，但在我國農村，農業生產普遍以小農戶生產為主，對于我國數以億計的農民家庭來說，需要更小型便捷式的農用機械減輕、取代勞動力，因此，自動化、小型化的農用機械還有很大缺口。同時，目前農業機械生產設計與農作物培育機理的結合依然很少。

玉米去頂技術具有以下優勢：(1)玉米去頂(去雄)可使植株吸收和制造的養分能夠源源不斷地向籽粒輸送，減少雄穗因生長需要消耗的養分，實驗證明去雄后可實現單產增產10％左右。(2)去雄后植株變矮，有利于增加密度，去雄后植株高度降低25～30公分，能夠改善田間的通風條件，達到增加植株密度，實現密度增產的目的。(3)花期相遇好，結實率高，去雄后明顯改善了植株的生長條件和養分輸送方向，能提早抽絲2～3天。花期相遇好，授粉充足，有效克服花而不實，同時降低空桿率，提早成熟3～5天。(4)減少病蟲害，玉米螟常聚集在雄穗處，去雄后可以極大地減少玉米螟蟲的數量。

技術實現要素：

本發明提供一種組合式玉米去頂施肥機器人，具有小型便捷、自動化的特點，實施玉米去頂技術，同時施肥，對于農業增產增收、防蟲害和抗倒伏可以起到重要的作用。

本發明的技術方案如下：

一種組合式玉米去頂施肥機器人，包括行走裝置、去頂裝置、施肥裝置、蓄電池、信號收發器和遙控器；所述行走裝置包括后輪驅動部分、底盤、平衡輪和前輪導向部分，后輪驅動部分和前輪導向部分分別設置在所述底盤的前后兩端，所述平衡輪設置在所述底盤的左右兩側；所述去頂裝置和施肥裝置安裝在所述底盤中部，所述蓄電池和信號收發器安裝在所述底盤后部；所述蓄電池通過電路提供動力，所述電路設有控制器，所述遙控器由人工操作向所述信號收發器發射控制信號，所述信號收發器向所述控制器發出指令調節輸出電流。

所述的組合式玉米去頂施肥機器人，其中所述后輪驅動部分包括驅動輪、無刷輪轂電機和剎車片，所述驅動輪和剎車片安裝在所述底盤下面，無刷輪轂電機的轉子與驅動輪的輪轂連接，所述蓄電池通過電路為無刷輪轂電機提供動力。

所述的組合式玉米去頂施肥機器人，其中所述前輪導向部分包括方向輪、手輪、方向導輪、連接桿、t型桿和限位板，所述連接桿與所述底盤轉動連接，所述方向輪和手輪分別設置在所述連接桿的兩端，t型桿設置在所述連接桿上，兩個方向導輪分別安裝在t型桿的兩端，所述底盤上對稱設有兩個卡槽，兩個限位板分別插入兩個卡槽中用于對t型桿進行限位。

所述的組合式玉米去頂施肥機器人，其中所述平衡輪包括外套、彈簧一、內套、輪架和輪子，所述外套安裝在所述底盤上，所述內套安裝在所述輪架上，所述內套與所述外套套裝在一起，所述彈簧一安裝在所述內套與所述外套外部位于所述底盤與所述輪架之間，所述輪子設置在所述輪架上；其優選方案為，所述平衡輪數量為四個，兩兩對稱設置在所述底盤的左右兩側。

所述的組合式玉米去頂施肥機器人，其中所述去頂裝置包括支架、套管、筒體、絲杠、絲母、伺服電機一、轉軸、刀盤和伺服電機二，所述支架安裝在所述底盤上，所述套管安裝在所述支架上，所述絲杠設置在所述套管內，所述支架上設有固定平臺，所述絲杠與固定平臺轉動連接，伺服電機一安裝在所述絲杠的端頭，所述筒體設置在所述套管內，所述絲母固定設置在所述筒體的一端，所述絲母與所述絲杠嚙合，所述筒體的另一端設有移動平臺，移動平臺的上端設有臺板，所述轉軸與所述臺板轉動連接，伺服電機二安裝在所述轉軸的下端并位于移動平臺內，所述刀盤設置在所述轉軸的上端；所述蓄電池通過電路為伺服電機一和伺服電機二提供動力。

所述的組合式玉米去頂施肥機器人，其中所述施肥裝置包括箱體、施肥管、施肥導輪、l型桿、擋肥板、彈簧二和限位塊，所述箱體內設有隔板，所述箱體底部設有兩個出肥口，所述施肥管安裝在所述出肥口處，所述箱體兩側設有凸出部，所述凸出部及所述箱體底部設有滑槽，所述l型桿與所述擋肥板固定連接，所述彈簧二套裝在所述l型桿上，所述施肥導輪安裝在所述l型桿的端部，所述擋肥板上設有漏肥口，所述擋肥板放置在所述滑槽內，所述凸出部上設置所述限位塊。

本發明的有益效果為：

1、本發明是一種小型自動化農用機械，將給玉米桿去頂和給苗株施肥的功能相結合，具有便捷、高效、自動行走等特點。由行走裝置、施肥部分和去頂部分三大機械裝置組成，通過信號收發器和遙控器可同時實現協調工作，也可分別實現施肥或去頂功能。

2、后輪驅動部分的驅動輪由無刷輪轂電機驅動，電機與驅動輪安裝一體，極大地縮小機器的體積，更方便轉速的控制。

3、前輪導向部分的方向輪與方向導輪，可以根據苗株的行距自動控制前方的行走方向，不僅適應玉米地復雜環境，而且配合手輪可以實現人機協同控制方向。手輪的作用是在每一次工作完成后實現人工轉向功能。

4、平衡輪通過彈簧一的作用使機器人保持平衡。未工作時彈簧一保持原長，與驅動輪在同一水平面上；工作時平衡輪行走在壟面上，驅動輪行走在壟溝，由于壟溝與壟面存在高度差，所以通過平衡輪彈簧壓縮實現機器的減震和平衡作用。

5、由伺服電機一帶動絲杠轉動實現移動平臺的升降，用于削頂的刀盤可以在垂直方向上下移動，進而調控切削刀盤的高度，以適應苗株的高度；同時移動平臺上的伺服電機二控制刀盤旋轉切削，一次性可切削兩行玉米頂。

6、施肥裝置依靠機器人的行進由施肥導輪控制實現點動施肥，施肥量的大小由限位塊調節；一次性實現兩行玉米的施肥工作。

附圖說明

圖1為組合式玉米去頂施肥機器人主視圖；

圖2為組合式玉米去頂施肥機器人俯視圖；

圖3為圖1中a-a向截面圖；

圖4為圖1中b-b向截面圖；

圖5為圖2中c-c向截面圖；

圖6為圖2中d-d向截面圖；

圖7為圖2中e-e向截面圖；

圖8為前輪導向部分實現導向功能示意圖。

具體實施方式

如圖1-8所示，一種組合式玉米去頂施肥機器人，包括行走裝置、去頂裝置3、施肥裝置4、蓄電池40、信號收發器41和遙控器；所述去頂裝置3和施肥裝置4安裝在所述底盤中部，所述蓄電池40和信號收發器41安裝在所述底盤后部；所述蓄電池40通過電路提供動力，所述電路設有控制器，所述遙控器由人工操作向所述信號收發器41發射控制信號，所述信號收發器41向所述控制器發出指令調節輸出電流。

所述行走裝置包括后輪驅動部分5、底盤2、平衡輪和前輪導向部分1，后輪驅動部分5設置在所述底盤2的后端，所述后輪驅動部分5包括驅動輪37、無刷輪轂電機38和剎車片39，所述驅動輪37和剎車片39安裝在所述底盤2下面，無刷輪轂電機38的轉子與驅動輪37的輪轂連接，所述蓄電池40通過電路為無刷輪轂電機38提供動力；

前輪導向部分1設置在所述底盤2的前端，所述前輪導向部分1包括方向輪26、手輪27、方向導輪29、連接桿28、t型桿30和限位板31，所述連接桿28與所述底盤2轉動連接，所述方向輪26和手輪27分別設置在所述連接桿28的兩端，t型桿30設置在所述連接桿28上，兩個方向導輪29分別安裝在t型桿30的兩端，所述底盤2上對稱設有兩個卡槽，兩個限位板31分別插入兩個卡槽中用于對t型桿30進行限位，兩個限位板31之間的圓周角為17°(以連接桿28與所述底盤2的交點為圓心)；

所述平衡輪包括外套32、彈簧一33、內套34、輪架35和輪子36，所述外套32安裝在所述底盤2上，所述內套34安裝在所述輪架35上，所述內套34與所述外套32套裝在一起，所述彈簧一33安裝在所述內套34與所述外套32外部位于所述底盤2與所述輪架35之間，所述輪子36設置在所述輪架35上，所述平衡輪數量為四個，兩兩對稱設置在所述底,2的左右兩側。

所述去頂裝置3包括支架、套管10、筒體11、絲杠17、絲母9、伺服電機一7、轉軸15、刀盤14和伺服電機二16，所述支架安裝在所述底盤2上，所述套管10安裝在所述支架上，所述絲杠17設置在所述套管10內，所述支架上設有固定平臺8，所述絲杠17與固定平臺8轉動連接，伺服電機一7安裝在所述絲杠17的端頭，所述筒體11設置在所述套管10內，所述絲母9固定設置在所述筒體11的一端，所述絲母9與所述絲杠17嚙合，所述筒體11的另一端設有移動平臺12，移動平臺12的上端設有臺板13，所述轉軸15與所述臺板13轉動連接，伺服電機二16安裝在所述轉軸15的下端并位于移動平臺12內，所述刀盤14設置在所述轉軸15的上端；所述蓄電池40通過電路為伺服電機一7和伺服電機二16提供動力。

所述施肥裝置4包括箱體21、施肥管18、施肥導輪23、l型桿20、擋肥板24、彈簧二25和限位塊19，所述箱體21內設有隔板22，所述箱體21底部設有兩個出肥口，所述施肥管18安裝在所述出肥口處，所述箱體21兩側設有凸出部，所述凸出部及所述箱體21底部設有滑槽，所述l型桿20與所述擋肥板24固定連接，所述彈簧二25套裝在所述l型桿20上，所述施肥導輪23安裝在所述l型桿20的端部，所述擋肥板24上設有漏肥口，所述擋肥板24放置在所述滑槽內，所述凸出部上設置所述限位塊19。

工作時，遙控器由人工操作向所述信號收發器41發射控制信號，所述信號收發器41向所述控制器發出指令，使得蓄電池40通過電路為無刷輪轂電機38提供動力，無刷輪轂電機38帶動驅動輪37轉動，機器人前進；方向輪26進入壟溝，兩側的平衡輪壓在壟面上；進行去頂操作時，遙控器由人工操作向所述信號收發器41發射控制信號，所述信號收發器41向所述控制器發出指令，使得蓄電池40通過電路為伺服電機一7提供動力，伺服電機一7帶動絲杠17轉動，絲母9在絲杠17上移動，帶動筒體11上下移動調整刀盤14的高度，以便與玉米高度配合，遙控器控制伺服電機二16旋轉，帶動刀盤14旋轉對兩邊的玉米進行去頂；由于相鄰兩株玉米間隔約為300mm，方向導輪29向前方伸出300mm，t型桿30的轉動角度范圍為17°，機器人前進過程中，前輪導向部分1負責控制方向，由于壟溝會有一些微小斜度，方向偏轉時，方向導輪29會不停地觸碰左右兩邊的玉米秸稈，方向導輪29帶動方向輪26回轉，持續調控機器人的行走方向；機器人前進過程中，施肥裝置4的施肥導輪23會觸碰左右兩邊的玉米秸稈，施肥導輪23受力向內部移動，彈簧二25被壓縮，施肥導輪23帶動擋肥板24移動使得其上的漏肥口與箱體21底部的出肥口疊合，箱體21中的肥料會通過施肥管18施加到被觸碰的玉米處，施肥導輪23越過玉米秸稈后，彈簧二25回彈將l型桿20推出，帶動擋肥板24移動遮擋住出肥口，只有接觸玉米時才實施施肥功能從而實現無動力點動施肥，即節省能源又節省肥料，實現肥料的極大利用；每一次工作完成后，拔出限位板31，人工通過手輪27帶動方向輪26實現轉向功能。