[0001] 本发明涉及农业除草技术领域，具体为一种基于物联网的智能化除草设备。

[0002] 在种植农作物过程中，农田中会有杂草生长抢夺农作物的营养，进而需要将其除去，进而使用到除草设备，且随着科技发展物联网的应用，作物除草工作更加智能化，基于物联网的智能化除草设备可以利用各种传感器感知农田环境中的信息，通过网络通信将这些数据传输到云平台或本地服务器进行分析处理，然后根据分析结果自动控制除草设备的运行，实现精准、高效、环保的除草作业，通过对农作物周围的土壤进行翻动，能够将杂草连根拔起或破坏其根系，有效阻止杂草的再生，从而实现更持久的除草效果，减少杂草对农作物生长的长期竞争。

[0003] 但是，现有的农业除草设备在使用的过程中还存在以下问题：在对杂草进行清除时，翻动部件的活动间隙与活动幅度相对固定，在针对不同种植需求的农作物进行除草时，不便根据农作物的大小和间距对设备进行适应性调节，这使得设备在除草过程中可能会偏离预设的除草区域，导致除草区域的遗漏或对非除草区域的误操作，降低了设备的智能化水平，同时不便对土壤翻动动作的幅度和方式进行调节，可能会过度翻动或压实土壤，例如在间距小的农作物区域，若不适当控制土壤翻动范围，会破坏整个种植区域的土壤结构。

[0004] 所以我们提出了一种基于物联网的智能化除草设备，以便于解决上述中提出的问题。

[0005] 本发明的目的在于提供一种基于物联网的智能化除草设备，以解决上述背景技术提出的目前市场上现有的基于物联网的智能化除草设备，在使用的过程中，不便根据农作物的大小和间距对设备进行适应性调节，对翻动部件的间距以及土壤翻动动作的幅度和方式进行调节，这使得设备在除草过程中可能会偏离预设的除草区域，导致除草区域的遗漏或对非除草区域的误操作，降低了设备的智能化水平的问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的智能化除草设备，包括机体，且机体的顶面中部的前后侧分布安装有视觉传感器和位置传感器，并且机体的底部设置有激光雷达传感器，所述机体的底面中部安装有第一电动推杆，且第一电动推杆的底部固定有桁架，并且桁架的底部前侧等间距设置有第一安装架，而且第一安装架的底部前侧安装有小滚轮，同时第一安装架的底部后侧安装有固定架，固定架的底部对称设置有倾斜的铲刀，所述桁架的底部后侧等间距设置有第二安装架，且第二安装架的底部对称转动连接有翻动杆，并且铲刀位于相邻第二安装架的中线位置上；还包括：间距调节组件，所述间距调节组件设置于桁架的内部，且间距调节组件根
据农作物的种植间隙大小调节铲刀和翻动杆的位置；
角度调节组件，所述角度调节组件设置于第一安装架和固定架的内部，且角度调
节组件根据农作物的种植间隙大小调节铲刀的展开范围；
幅度调节组件，所述幅度调节组件设置于第二安装架的内部以及底部，且幅度调
节组件根据农作物的种植间隙大小调节翻动杆的翻动范围与幅度。

[0007] 优选的，所述间距调节组件包括变距螺杆，且变距螺杆贯穿轴承连接于横槽的内部，并且横槽开设于桁架的底部后侧，而且变距螺杆通过桁架内安装的电机驱动，同时变距螺杆上螺纹连接有第二安装架。

[0008] 优选的，所述第二安装架的外侧固定有第一活塞杆，且第一活塞杆的端部密封滑动连接于第一油箱中，并且第一油箱设置于相邻的第二安装架之间。

[0009] 优选的，所述第一油箱通过连接管与第二油箱相连通，且第二油箱安装于滑槽的内部，并且滑槽等间距开设于桁架的底部前侧，而且第二油箱中通过第一弹簧密封滑动连接有第二活塞杆，同时第二活塞杆的外侧端部与第一安装架的顶部固定连接。

[0010] 优选的，所述角度调节组件包括等间距成组分布于第一安装架底部的轴杆，且轴杆的底部固定于铲刀的顶端，并且轴杆的顶部贯穿固定架连接于第一安装架的内部，而且轴杆的顶端均第一齿轮，同时一组轴杆上的第一齿轮相互啮合连接。

[0011] 优选的，一组所述轴杆上的其中一个轴杆上固定有第二齿轮，且第二齿轮的后侧与齿条啮合连接，并且齿条贯穿第一安装架的左右两侧安装于桁架的底部，而且齿条设置为“U”字形结构，同时铲刀通过轴杆、第一齿轮、第二齿轮和齿条构成角度调节结构。

[0012] 优选的，所述幅度调节组件包括安装于第二安装架内部的第二电动推杆，且第二电动推杆的端部固定有油筒，并且油筒的端部密封滑动连接有滑杆，而且油筒通过连接管与第一油箱相连通，同时滑杆的端部固定有齿板。

[0013] 优选的，所述齿板设置为“U”字形结构，且第二安装架的内侧对称设置有第三齿轮，并且齿板移动后与第三齿轮啮合连接，而且第三齿轮的底部固定有驱动杆，同时驱动杆贯穿轴承连接于第二安装架的底部。

[0014] 优选的，所述驱动杆上半部分设置为圆柱形结构、驱动杆的下半部分设置为矩形结构，且驱动杆的下部外侧滑动连接有翻动杆，并且翻动杆的顶面底部与驱动杆的底部之间安装有第二弹簧，而且第二安装架的底部等角度对称设置有半球体的凸块，同时翻动杆通过第二弹簧和凸块构成竖直滑动结构。

[0015] 优选的，所述机体内部搭载处理器和控制单元，且视觉传感器对田间环境进行图像采集识别出农作物和杂草，并且位置传感器用于确定除草设备在田间的具体位置和运动轨迹，而且激光雷达传感器利用激光束对周围环境进行扫描，能够获取高精度的三维空间信息，提高除草效率。

[0016] 与现有技术相比，本发明基于物联网的智能化除草设备的有益效果是：在使用时，可以根据农作物的分布大小和分布间隙，对除草设备上翻动部件的间距以及土壤翻动动作的幅度和方式进行适应性调节，从而达到更好的除草效果，具体内容如下：1、通过设置的间距调节组件，使得针对不同种植间距的农作物进行除草时，对翻
动杆和铲刀的位置进行适应性调节，保持翻动杆处于农作物的外部两侧对土壤进行翻动，铲刀处于相邻农作物的间隙处，变距螺杆带动第二安装架在横槽中滑动，进而调节相邻翻动杆组之间的距离，同时第一活塞杆在第一油箱中滑动，第一油箱中的油液挤出后通过连接管注入至第二油箱中，进而推动第二活塞杆伸出，第一弹簧拉伸，第二活塞杆伸出后推动第一安装架在滑槽中移动，进而使得第一安装架和铲刀始终保持在相邻第二安装架之间的中线上，进而保持对杂草的翻动去除效果；
2、通过设置的角度调节组件，使得在间距调节的同时对铲刀的使用角度进行同步
调节，第一安装架移动过程中，第二齿轮与齿条啮合进而带动轴杆转动，轴杆通过第一齿轮带动同组的轴杆进行相对转动，轴杆转动后带动底部的铲刀同步进行转动，从而调节铲刀的展开角度，根据农作物的间距变化同步调节铲刀的刮铲范围，避免损伤农作物；
3、通过设置的幅度调节组件，使得间距改变的同时需要对翻动的幅度同步进行调
节，避免翻动幅度范围大而伤到农作物，第二电动推杆每次推动的距离恒定，油筒中的滑杆滑动会改变齿板的移动距离，齿板的移动距离会影响第三齿轮的转动角度，第三齿轮通过驱动杆同步带动翻动杆开合活动，从而对翻动杆的翻动范围进行调节，适应不同间隙的农作物；
进一步的，翻动杆开合活动时，会间歇性与凸块挤压抵触，进而使得翻动杆在驱动
杆上发生竖直滑动，从而对第二弹簧挤压，翻动杆一边开合转动一边竖直滑动，进而增强对土壤的翻动以及对土块的破碎。
附图说明

[0017] 图1为本发明整体正视结构示意图；图2为本发明整体仰视结构示意图；
图3为本发明桁架、小滚轮、铲刀和翻动杆分布结构示意图；
图4为本发明桁架前后部分结构示意图；
图5为本发明桁架与第二安装架连接处正剖结构示意图；
图6为本发明第二安装架内部剖视结构示意图；
图7为本发明第二安装架底部仰视结构示意图；
图8为本发明第二安装架内部爆炸结构示意图；
图9为本发明桁架与第一安装架连接处剖视结构示意图；
图10为本发明第一安装架和固定架正剖结构示意图；
图11为本发明轴杆、第一齿轮、第二齿轮和齿条连接处结构示意图。

[0018] 图中：1、机体；2、视觉传感器；3、位置传感器；4、激光雷达传感器；5、第一电动推杆；6、桁架；7、第一安装架；8、小滚轮；9、固定架；10、铲刀；11、第二安装架；12、翻动杆；13、间距调节组件；131、变距螺杆；132、横槽；133、第一活塞杆；134、第一油箱；135、滑槽；136、第二油箱；137、第二活塞杆；138、第一弹簧；14、角度调节组件；141、轴杆；142、第一齿轮；143、第二齿轮；144、齿条；15、幅度调节组件；151、第二电动推杆；152、油筒；153、滑杆；154、齿板；155、第三齿轮；156、驱动杆；157、第二弹簧；158、凸块。

[0019] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0020] 请参阅图1－图11所示，本发明提供一种技术方案：一种基于物联网的智能化除草设备，包括机体1，且机体1的顶面中部的前后侧分布安装有视觉传感器2和位置传感器3，并且机体1的底部设置有激光雷达传感器4，机体1内部搭载处理器和控制单元，且视觉传感器2对田间环境进行图像采集识别出农作物和杂草，并且位置传感器3用于确定除草设备在田间的具体位置和运动轨迹，而且激光雷达传感器4利用激光束对周围环境进行扫描，能够获取高精度的三维空间信息，提高除草效率，机体1的底面中部安装有第一电动推杆5，且第一电动推杆5的底部固定有桁架6，并且桁架6的底部前侧等间距设置有第一安装架7，而且第一安装架7的底部前侧安装有小滚轮8，同时第一安装架7的底部后侧安装有固定架9，固定架9的底部对称设置有倾斜的铲刀10，桁架6的底部后侧等间距设置有第二安装架11，且第二安装架11的底部对称转动连接有翻动杆12，并且铲刀10位于相邻第二安装架11的中线位置上；
首先，对设备的基本除草操作进行介绍，机体1置于农田中逐拢行走，视觉传感器2
用于对田间环境进行图像采集识别出农作物和杂草，进而准确找出杂草所在位置，位置传感器3用于确定除草设备在田间的具体位置和运动轨迹，激光雷达传感器4利用激光束对周围环境进行扫描，能够获取高精度的三维空间信息，提高除草效率，第一电动推杆5带动桁架6下移，进而使得小滚轮8与田地接触，第一安装架7底部固定架9的铲刀10行走于相邻的农作物间隙处，第二安装架11下方的翻动杆12通过开合转动，靠近农作物的根系外围对土壤进行翻动，翻动土壤能够将杂草连根拔起或破坏其根系，有效阻止杂草的再生，从而实现更持久的除草效果；
实施例一：针对不同种植间距的农作物进行除草时，对相应的部件进行适应性的
间距调节，因此提出如下方案，具体请参考图3－图5和图9所示；
对翻动杆12的位置进行调节时，如图5所示；
间距调节组件13，间距调节组件13设置于桁架6的内部，且间距调节组件13根据农
作物的种植间隙大小调节铲刀10和翻动杆12的位置，间距调节组件13包括变距螺杆131，且变距螺杆131贯穿轴承连接于横槽132的内部，并且横槽132开设于桁架6的底部后侧，而且变距螺杆131通过桁架6内安装的电机驱动，同时变距螺杆131上螺纹连接有第二安装架11，第二安装架11的外侧固定有第一活塞杆133，且第一活塞杆133的端部密封滑动连接于第一油箱134中，并且第一油箱134设置于相邻的第二安装架11之间；
在使用时，桁架6内部的电机带动变距螺杆131进行转动，进而使得两侧的第二安
装架11在保持相同间隔距离的条件下向横槽132的中部靠近，从而调节相邻翻动杆12组之间的距离，适应不同间距种植的农作物，第二安装架11移动后带动第一活塞杆133在第一油箱134中进行滑动，进而将油液挤出；
对铲刀10的位置同步调节时，如图9所示；
第一油箱134通过连接管与第二油箱136相连通，且第二油箱136安装于滑槽135的
内部，并且滑槽135等间距开设于桁架6的底部前侧，而且第二油箱136中通过第一弹簧138密封滑动连接有第二活塞杆137，同时第二活塞杆137的外侧端部与第一安装架7的顶部固定连接；
同时，第一油箱134中的油液挤出后会通过连接管注入至第二油箱136中，进而推
动第二活塞杆137伸出，第一弹簧138拉伸，第二活塞杆137伸出后推动第一安装架7在滑槽
135中移动，进而使得第一安装架7和铲刀10始终保持在相邻第二安装架11之间的中线上，进而保持对杂草的翻动去除效果；
实施例二：针对间距调节后，对相关部件的角度进行同步调整，因此提出了如下方
案，具体请参考图2－图4和图10－图11所示；
角度调节组件14，角度调节组件14设置于第一安装架7和固定架9的内部，且角度
调节组件14根据农作物的种植间隙大小调节铲刀10的展开范围，角度调节组件14包括等间距成组分布于第一安装架7底部的轴杆141，且轴杆141的底部固定于铲刀10的顶端，并且轴杆141的顶部贯穿固定架9连接于第一安装架7的内部，而且轴杆141的顶端均第一齿轮142，同时一组轴杆141上的第一齿轮142相互啮合连接，一组轴杆141上的其中一个轴杆141上固定有第二齿轮143，且第二齿轮143的后侧与齿条144啮合连接，并且齿条144贯穿第一安装架7的左右两侧安装于桁架6的底部，而且齿条144设置为“U”字形结构，同时铲刀10通过轴杆141、第一齿轮142、第二齿轮143和齿条144构成角度调节结构；
使用时，在第一安装架7进行移动的过程中，第二齿轮143会与齿条144啮合，进而
带动轴杆141进行转动，轴杆141转动后通过第一齿轮142的啮合带动同组的轴杆141进行相对转动，轴杆141转动后带动底部的铲刀10同步进行转动，从而调节铲刀10的展开角度，根据农作物的间距变化同步调节铲刀10的刮铲范围，避免损伤农作物；
实施例三：针对不同种植间距的农作物进行除草时，对相应的土壤翻动动作的幅
度进行调节，在不伤害农作物的基础上，保持良好的除草效果，因此提出了如下方案，具体请参考图4和图6－图8所示；
幅度调节组件15，幅度调节组件15设置于第二安装架11的内部以及底部，且幅度
调节组件15根据农作物的种植间隙大小调节翻动杆12的翻动范围与幅度，幅度调节组件15包括安装于第二安装架11内部的第二电动推杆151，且第二电动推杆151的端部固定有油筒
152，并且油筒152的端部密封滑动连接有滑杆153，而且油筒152通过连接管与第一油箱134相连通，同时滑杆153的端部固定有齿板154，齿板154设置为“U”字形结构，且第二安装架11的内侧对称设置有第三齿轮155，并且齿板154移动后与第三齿轮155啮合连接，而且第三齿轮155的底部固定有驱动杆156，同时驱动杆156贯穿轴承连接于第二安装架11的底部；
改变翻动幅度时，第二安装架11调节间隙过程中，第一油箱134中的油液挤出后会
通过连接管同步注入至油筒152中，油筒152中的滑杆153滑动，第二电动推杆151每次推动的距离恒定，通过改变滑杆153的伸出长度改变齿板154的移动距离，齿板154的移动距离会影响第三齿轮155的转动角度，齿板154移动后与第三齿轮155啮合，第三齿轮155转动后会带动底部的驱动杆156同步转动，驱动杆156带动翻动杆12同步开合，从而对翻动杆12的翻动范围进行调节，适应不同间隙的农作物；
驱动杆156上半部分设置为圆柱形结构、驱动杆156的下半部分设置为矩形结构，
且驱动杆156的下部外侧滑动连接有翻动杆12，并且翻动杆12的顶面底部与驱动杆156的底部之间安装有第二弹簧157，而且第二安装架11的底部等角度对称设置有半球体的凸块
158，同时翻动杆12通过第二弹簧157和凸块158构成竖直滑动结构；
使用时，翻动杆12进行开合活动时，其顶部会间歇性的与第二安装架11底部的凸
块158进行挤压抵触，进而使得翻动杆12在驱动杆156上发生竖直滑动，从而对第二弹簧157进行挤压，翻动杆12一边开合转动一边竖直滑动，进而增强对土壤的翻动以及对土块的破碎，避免翻动时的大土块滚压到农作物。

[0021] 本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

[0022] 在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”“下”“左”“右”“内”“外”“前端”“后端”“头部”“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0023] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0024] 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。