自动避障除草松土一体机
摘 要
针对现有除草松土机果园作业时株距间的区域无法耕作而需要进行二次补耕的问题，同时为满足目前国内果园生产标准化、机械化生产需求，综合国内外研究现状，研究了一种避障割草装备，即自动避障除草松土一体机。自动避障除草松土一体机是集避障装置及除草松土装置及其与整机的连接装置为一体的除草松土的机器。此机器既能除草松土，又能避障且不损伤果树，可以节约生产成本，降低劳动强度，提高工作效率，具有很好的市场前景。
关键词：自动避障 除草松土 一体机 果园作业
1、课题研究目的和意义
果园杂草控制方法主要可分为化学除草、机械割草、生物除草等，化学除草容易造成作物损伤、土壤板结和环境污染，且不适合有机果园；生物除草法，如铺设防草布、种植鼠茅草、甚至是饲养家禽等，前期的投资大，效果参差不齐；另外，资料显示，为增加西北地区果园土壤有机质含量不足的问题，需要机械化割草装备在留茬约5～10cm范围内对非恶性草割草， 在果树生长过程中，杂草一般难以一次根除，需要分时段对果园进行多次除草，一年需割多次，用工量多，劳动强度大。所以，机械割草的控制杂草的方式市场需求量很大。同时，果园面积大，单靠人工除草费时费力，依靠传统的机械除草不能满足果园不同行间距作业的要求，而且果园除草的难度在于果树周边杂草的消除既不能损伤树干，又要将其周边的杂草清除。随着劳动力成本的升高，用背负式割草机等传统除草方式越来越难以满足实际需求。因此，为满足目前国内果园生产标准化、机械化生产需求，研究避障割草装备势在必行。为了克服现有技术中存在的缺陷，研究一种可避障果园自动避障除草松土一体机，通过添加液压伸缩机构，除草松土，避障机构，连接机构来达到果园除草智能、精准的目的。
果园机械化可以节约生产成本，降低劳动强度，提高工作效率，是林果业发展的必然趋势。针对现有除草松土机果园作业时株距间的区域无法耕作现象，需要进行二次补耕的问题，将液压避障系统应用于果园作业，设计的一种果园自动避障除草松土一体机。普通除草松土机在果园内工作时，需要人工进行二次补耕；而果园避障除草松土机可以实现一次性作业，工作效率大大提高。其节省下来的劳动力又可用于农忙季节其它农作物的生产管理。由此可以看出: 果园除草松土机不仅能够最大限度降低劳动力成本，减少工作人员的劳动强度，而且还可以缩短果园除草松土的周期，具有良好的经济使用价值与推广前景。
2、国内外研究现状
通常的果园地面管理主要有四种类型：清耕法、覆盖法、生草法和免耕法，这四种类型经常组合使用。目前现行土壤耕作管理措施主要是清耕法或者清耕结合作物覆盖法。清耕法就是经常对果园土壤进行中耕锄草，主要是依靠除草松土机。
2.1国外研究现状：
国外对于除草松土机及其关键部分研究较多，总体特点是作业幅宽较大，动力要求较高，成本较高。国外从20世纪50年代就开始了对机械除草技术的研究。美国的除草机械技术比较完善，机具品种齐全，性能可靠，且经过多年的研究改进已经形成了一整套成熟的保护性耕作除草机具，能很好地满足生产，作业要求。
美国的JD970滚刀式除草耙，其滚切刀外缘的刀刃跟随刀轴转动切断草根，实现除草目的，除草效率高，消耗动力小；美国的 JD886 型行间管理除草机具有可调整的护板，在除草时可以有效地保护作物。
加拿大的除草机除了适合不同的土壤之外，还能够实现一机多用。
20世纪初，日本引进欧洲除草技术并逐步研发出适合当地耕作要求的各式除草机械。其除草机械种类较多，按切割器类型划分有圆盘式、甩刀式和往复式；按与拖拉机挂接方式划分有前置式、侧置式和后置式；按与拖拉机配套方式划分有手扶式和乘坐式。其工作部分使用尼龙除草丝、除草刀盘和圆锯盘可以满足不同高度枝条的除草需求。
美国最近开发了一种新型高效除草机器人，可以同时进行行间和行内杂草清除。构造基于机器视觉的系统以引导机器人沿着作物线移动。机器人由两个齿轮电机驱动。通过利用红外传感技术和植物间隔信息，将行内杂草与作物区分开。基于微控制器的控制系统被设计和制造以通过直接除草剂应用去除机械和行间杂草的行内杂草。
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