本實用新型涉及農(nóng)林業(yè)機械全自主作業(yè)控制系統(tǒng)，具體的說一種智能林業(yè)除草系統(tǒng)。

背景技術：

隨著農(nóng)業(yè)機械化、自動化趨勢越來越強，農(nóng)業(yè)機械現(xiàn)在朝著智能化方向發(fā)展，目前的機械設備自動化程度雖然高，但是還是免不了人工干預和控制。如果能夠有一套全自動的農(nóng)業(yè)機械，無需人工參與即可完成規(guī)定的工作，人的作業(yè)就減少許多。國外農(nóng)業(yè)自動化技術發(fā)張迅猛，但是由于技術壁壘存在，國內(nèi)無法及時改進提高，因此如何實現(xiàn)機械智能化成了一個難題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供了一種自動化與人工操作結合的智能林業(yè)除草系統(tǒng)，讓除草由機器自己完成，用戶只需要設置除草路徑，無需擔心電量不足，因為程序設置電路不足自動警示，不會給除草帶來麻煩；同時此裝置還可以手動進行，便于對未完全除盡雜草進行精確除盡，解決了現(xiàn)有除草系統(tǒng)的上述不足。

本實用新型技術方案結合附圖說明如下：

一種智能林業(yè)除草系統(tǒng)，該除草系統(tǒng)包括手動控制部分，該除草系統(tǒng)還包括自動控制部分；其中所述的手動控制部分包括方向盤精確轉(zhuǎn)向裝置和可改變除草刀具仰角的機械裝置；所述的自動控制部分包括Ardiuno單片機、帶有語音識別功能和面孔識別功能的Kinect設備、主從式BMS裝置、CPU、探物傳感器、計算機操作界面、溫濕度傳感器和陀螺儀姿態(tài)傳感器；所述的方向盤精確轉(zhuǎn)向裝置中的傳動桿7和可改變除草刀具仰角的機械裝置中的轉(zhuǎn)向桿4通過差速齒輪連接；所述的CPU與帶有語音識別功能和面孔識別功能的Kinect設備、Ardiuno單片機、主從式BMS裝置電性連接；所述的計算機操作界面、探物傳感器、溫濕度傳感器、陀螺儀姿態(tài)傳感器均與Ardiuno單片機連接。

所述的方向盤精確轉(zhuǎn)向裝置還包括方向盤1、伸縮把手2、主把手3和萬向節(jié)8；所述的方向盤1的下端與伸縮把手2的一端固定連接；所述的伸縮把手2的另一端與主把手3的一端之間通過滾針軸承連接；所述的主把手3的另一端與傳動桿7的一端通過萬向節(jié)8鉸接。

所述的可改變除草刀具仰角的機械裝置還包括調(diào)節(jié)踏板5、支撐板6和自鎖連接桿；所述的支撐板6為一矩形板，其上安裝有調(diào)節(jié)踏板5和除草刀具；所述的傳動桿7的另一端穿過支撐板6與轉(zhuǎn)向桿4通過差速齒輪連接；所述的自鎖連接桿與調(diào)節(jié)踏板5連接；所述的轉(zhuǎn)向桿4與車輪連接。

所述的主把手3與傳動桿3夾角為135度角。

所述的帶有語音識別功能和面孔識別功能的Kinect設備內(nèi)設置有一紅外攝像頭。

所述的主從式BMS裝置包括電池電量估算芯片、顯示屏、傳感器和導線，所述的電池電量估算芯片與傳感器通過導線連接；所述的電池電量估算芯片與顯示屏通過導線連接，所述的電池電量估算芯片是主從式BMS裝置內(nèi)附的芯片，所述的顯示屏采用LCD1602型號液晶顯示屏，所述的傳感器采用LV25-P型號的電壓傳感器。

所述的陀螺儀姿態(tài)傳感器采用型號為MPU9250的傳感器；所述的溫濕度傳感器采用型號為RS485的傳感器；所述的探物傳感器采用Risym光電反射傳感器；所述的計算機操作界面型號是HB140WX1-401/601霧面屏。

本實用新型的有益效果為：本實用新型結構簡單，既可以采用手動控制，也可以采用自動控制，自動控制無須人工干預，具有自感應、自傳輸、自控制的智能化特點，自動控制后采用手動控制使除草更加精確，大幅度節(jié)約人力與成本完成大面積區(qū)域的除草任務。

附圖說明

圖1為本實用新型整體結構框架圖；

圖2為本實用新型中手動控制部分的結構示意圖。

圖中：1、方向盤；2、伸縮把手；3、主把手；4、轉(zhuǎn)向桿；5、調(diào)節(jié)踏板；6、支撐板；7、傳動桿；8、萬向節(jié)。

具體實施方式

參閱圖1，一種智能林業(yè)除草系統(tǒng)，該除草系統(tǒng)包括手動控制部分，該除草系統(tǒng)還包括自動控制部分；其中所述的手動控制部分包括方向盤精確轉(zhuǎn)向裝置和可改變除草刀具仰角的機械裝置；所述的自動控制部分包括Ardiuno單片機、帶有語音識別功能和面孔識別功能的Kinect設備、主從式BMS裝置、CPU、探物傳感器、計算機操作界面、溫濕度傳感器和陀螺儀姿態(tài)傳感器；所述的方向盤精確轉(zhuǎn)向裝置中的傳動桿7和可改變除草刀具仰角的機械裝置中的轉(zhuǎn)向桿4通過差速齒輪連接；所述的CPU與帶有語音識別功能和面孔識別功能的Kinect設備、Ardiuno單片機、主從式BMS裝置電性連接；所述的計算機操作界面、探物傳感器、溫濕度傳感器、陀螺儀姿態(tài)傳感器均與Ardiuno單片機連接。

參閱圖2，所述的方向盤精確轉(zhuǎn)向裝置包括方向盤1、伸縮把手2、主把手3、傳動桿7和萬向節(jié)8；所述的方向盤1的下端與伸縮把手2的一端固定連接；所述的伸縮把手2的另一端與主把手3的一端之間通過滾針軸承連接，可實現(xiàn)伸縮功能；所述的主把手3的另一端與傳動桿7的一端通過萬向節(jié)8鉸接。上述機械結構幫助實現(xiàn)由方向盤旋轉(zhuǎn)精確控制除草機的轉(zhuǎn)向目的，同時可以通過調(diào)節(jié)滾針軸承結果來伸縮方向盤高度。所述的主把手3與傳動桿3夾角為135度角。

所述的可改變除草刀具仰角的機械裝置包括轉(zhuǎn)向桿4、調(diào)節(jié)踏板5、支撐板6和自鎖連接桿；所述的支撐板6為一矩形板，其上安裝有調(diào)節(jié)踏板5和除草刀具；所述的傳動桿7的另一端穿過支撐板6與轉(zhuǎn)向桿4通過差速齒輪連接；所述的自鎖連接桿與調(diào)節(jié)踏板5連接；所述的轉(zhuǎn)向桿4與車輪連接。通過調(diào)節(jié)踏板5的角度可以控制支撐板6角度變化。支撐板6上安裝除草刀具，通過踩踏調(diào)節(jié)踏板5來提高支撐板6仰角，自鎖連接桿保證踩踏后自鎖，避免支撐板滑落。上述機械結構幫助實現(xiàn)改變刀具仰角以高效切削雜草目的。

所述的Kinect設備內(nèi)設置有一紅外攝像頭，Kinect設備具有面孔識別與語音識別模塊，面孔識別模塊可以采集用戶面部數(shù)據(jù)，并與數(shù)據(jù)庫面部數(shù)據(jù)進行對比，當相似度達到閾值時，則識別成功，用戶有權利操作該系統(tǒng)；反之，則無權使用該系統(tǒng)；所述語音傳感器功能是可以通過用戶發(fā)出方向指令來實時控制除草機運動方向和速度，是一種在自動設備中加入人工干預提高操作精度的方式。即所述面孔識別模塊決定用戶是否具備操作權；所述語音識別模塊可以實時控制除草機的運動方向。Kinect設備內(nèi)設置有一紅外攝像頭，紅外攝像頭可以在無光條件下實時監(jiān)控路況。

所述的主從式BMS裝置包括電池電量估算芯片、顯示屏、傳感器和導線，所述的電池電量估算芯片與傳感器通過導線連接；所述的電池電量估算芯片與顯示屏通過導線連接，此裝置實現(xiàn)當電量低于閾值時，將警報信息輸出在顯示屏上，以便提醒使用者及時充電。所述的電池電量估算芯片主從式BMS裝置內(nèi)附的芯片，所述的顯示屏采用LCD1602型號液晶顯示屏，所述的傳感器采用LV25-P型號的電壓傳感器。當電池荷電狀態(tài)估算模塊估計到電量不足一定閾值的時候，將信息反饋給電池管理系統(tǒng)，由顯示屏警告使用者電量過低，便于用戶及時充電。

所述的Ardiuno單片機能實現(xiàn)線路規(guī)劃、避障功能，線路規(guī)劃可由ardiuno單片機與操作界面組成，由計算機操作界面實現(xiàn)人機交互，由用戶在啟動除草機之前，將除草機除草路徑程序輸入給單片機，系統(tǒng)收到路徑后除草機即可按規(guī)定路徑行駛。

避障功能也是Ardiuno單片機能夠完成的一個功能，將避障程序輸入ardiuno單片機即可實現(xiàn)驅(qū)動傳動系統(tǒng)工作，當其中探物傳感器感應到前方有障礙物，將改變規(guī)定路徑，當避開障礙物后再回到規(guī)定路，由探物傳感器與Ardiuno單片機連接來實現(xiàn)。

所述的采集環(huán)境的溫濕度信息、采集林業(yè)地形姿態(tài)信息也是Ardiuno單片機能夠完成的一個功能，分別由溫濕度傳感器、陀螺儀姿態(tài)傳感器與Ardiuno單片機連接來實現(xiàn)。溫濕度傳感器能夠采集環(huán)境的溫度和濕度信息；陀螺儀姿態(tài)傳感器可以實時測控路況，路況的平緩和陡峭可以實時測試出來。

所述的陀螺儀姿態(tài)傳感器采用型號為MPU9250的傳感器；所述的溫濕度傳感器采用型號為RS485的傳感器；所述的探物傳感器采用Risym光電反射傳感器；所述的計算機操作界面型號是HB140WX1-401/601霧面屏。

所述自動控制部分的自鎖桿一端與刀具固定連接，通過改變調(diào)整踏板的角度帶動與之相連的自鎖桿移動，自鎖桿便能相應調(diào)整刀具的角度位置方向，擺脫了刀具固定角度切削造成的切削不干凈的困擾。