智能割草機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能割草機器人，包括物體判斷系統(tǒng)和邊界檢測系統(tǒng)，物體判斷系統(tǒng)通過傳感器來檢測當前通過割草工作區(qū)域內(nèi)表面的物體的高度信息，邊界檢測系統(tǒng)包括邊界定位系統(tǒng)、邊界采集裝置和信號接收器，通過在割草機器人割草工作區(qū)域內(nèi)或周邊每間隔一定距離設置邊界信號發(fā)射點形成，通過邊界采集裝置沿割草工作邊界采集邊界定位信號，控制器根據(jù)來自物體判斷系統(tǒng)和邊界檢測系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析，向行走驅動機構是否移動的控制指令，使割草機器人在割草工作區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)自動導航。本實用新型智能割草機器人實現(xiàn)自動導航、防避障礙、定位跟隨、割草等功能，能夠自主地在綠地或草坪等的一定區(qū)域內(nèi)進行綠地維護，可減輕工作人員的負擔。
【專利說明】智能割草機器人
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種割草裝置，特別是一種自動割草裝置，應用于割草設備和草坪維護【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，綠地以及草坪等的維護基本上是由人工來完成，其工作效率較低，工作強度較大，同時產(chǎn)生的煙塵也給工作人員的健康造成了危害，不能很好地滿足市場的需要。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種智能割草機器人，實現(xiàn)自動導航、防避障礙、定位跟隨、割草等功能，能夠自主地在綠地或草坪等的一定區(qū)域內(nèi)進行綠地維護，可減輕工作人員的負擔。
[0004]為達到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本實用新型采用下述技術方案:
[0005]一種智能割草機器人，包括車架、刀盤、刀盤驅動機構、行走輪、行走驅動機構及控制器組成，刀盤驅動機構、行走驅動機構及控制器安裝在車架上，一起構成主機本體，還包括物體判斷系統(tǒng)和邊界檢測系統(tǒng)，物體判斷系統(tǒng)通過一組傳感器來檢測當前通過割草工作區(qū)域內(nèi)表面的物體的高度信息，并將傳感器的檢測信息傳遞到控制器，控制器通過數(shù)據(jù)處理來判斷草的高低是否落入割草高度范圍，向刀盤驅動機構和行走驅動機構分別發(fā)出是否割草和是否移動的控制指令，邊界檢測系統(tǒng)包括邊界定位系統(tǒng)、邊界采集裝置和信號接收器，信號接收器安裝在割草機器人的主機本體上，信號接收器的信號輸出端與控制器的信號接收端連接，邊界定位系統(tǒng)通過在割草機器人割草工作區(qū)域內(nèi)或周邊每間隔10cnT20m的距離設置邊界信號發(fā)射點形成，在各邊界信號發(fā)射點上分別安裝有不同地址碼的無線發(fā)射機，每個邊界信號發(fā)射點至少含有3臺無線發(fā)射機，通過邊界采集裝置沿割草工作邊界采集各邊界信號發(fā)射點發(fā)出的邊界定位信號，采集邊界定位系統(tǒng)的邊界信號最終發(fā)送到信號接收器上，控制器通過數(shù)據(jù)處理來判斷割草機器人當前是否處于割草工作區(qū)域和割草機器人當前距離割草工作邊界的距離，也向刀盤驅動機構和行走驅動機構分別發(fā)出是否割草和是否移動的控制指令，控制器根據(jù)來自物體判斷系統(tǒng)和邊界檢測系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析，向行走驅動機構是否移動的控制指令，使割草機器人在割草工作區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)自動導航。
[0006]作為本實用新型優(yōu)選的技術方案，還設有定位跟隨系統(tǒng)，信號接收器中的至少一個無線接收模塊、至少兩個無線發(fā)射裝置和無線收發(fā)裝置，一起構成定位跟隨系統(tǒng)，各無線發(fā)射裝置也安裝在割草機器人的主機本體上，無線收發(fā)裝置安裝在目標物體上，信號接收器將檢測到的無線收發(fā)裝置發(fā)出的目標位置信號向控制器發(fā)送，控制器通過數(shù)據(jù)處理，然后向行走驅動機構和刀盤驅動機構分別發(fā)出是否移動和是否割草的控制指令。
[0007]作為上述本實用新型技術方案的改進，還設有碰撞檢測系統(tǒng)，碰撞檢測系統(tǒng)包括檢測主機本體與外蓋的相對位移變化信號的另一組傳感器，主機本體與外蓋形成懸掛結構，當外蓋運動時與主機產(chǎn)生一個相對位移，使傳感器得到相對位移變化信號，控制器通過數(shù)據(jù)處理，然后向行走驅動機構和刀盤驅動機構分別發(fā)出是否移動和是否割草的控制指令。
[0008]作為上述本實用新型技術方案的改進，還設有拉線牽引裝置，拉線牽引裝置包括牽引繩和檢測牽引繩拉力的專用傳感器，牽引繩與割草機器人的主機本體固定連接，張緊牽引繩時，當專用傳感器檢測到拉力信號后，向控制器發(fā)送，控制器通過數(shù)據(jù)處理，然后向行走驅動機構和刀盤驅動機構分別發(fā)出是否移動和是否割草的控制指令。
[0009]上述物體判斷系統(tǒng)的一組傳感器最好是非接觸式的。
[0010]本實用新型與現(xiàn)有技術相比較，具有如下實質性特點和優(yōu)點:
[0011]1.本實用新型智能割草機器人能準確的判斷該智能割草機器人在工作區(qū)域內(nèi)或附近的位置，實現(xiàn)自動導航割草任務，智能化程度高；
[0012]2.本實用新型智能割草機器人能避免智能割草機器人與其他物體撞擊損壞車體，還可以定位跟隨目標信號；
[0013]3.本實用新型智能割草機器人設有有牽引繩，實現(xiàn)了輕便搬運或人為牽引割草，使割草更省時省力，提高了割草的效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型實施例一智能割草機器人的邊界采集系統(tǒng)原理示意圖。
[0015]圖2是本實用新型實施例二智能割草機器人的邊界采集系統(tǒng)與定位跟隨系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本實用新型的優(yōu)選實施例結合【專利附圖】

【附圖說明】如下:
[0017]實施例一:
[0018]在本實施例中，參見圖1，一種智能割草機器人，包括車架、刀盤、刀盤驅動機構、行走輪、行走驅動機構及控制器組成，刀盤驅動機構、行走驅動機構及控制器安裝在車架上，一起構成主機本體12，還包括物體判斷系統(tǒng)和邊界檢測系統(tǒng)，物體判斷系統(tǒng)通過一組傳感器來檢測當前通過割草工作區(qū)域14內(nèi)表面的物體的高度信息，并將傳感器的檢測信息傳遞到控制器，控制器通過數(shù)據(jù)處理來判斷草的高低是否落入割草高度范圍，向刀盤驅動機構和行走驅動機構分別發(fā)出是否割草和是否移動的控制指令，邊界檢測系統(tǒng)包括邊界定位系統(tǒng)、邊界采集裝置13和信號接收器15，信號接收器15安裝在割草機器人的主機本體12上，信號接收器15的信號輸出端與控制器的信號接收端連接，邊界定位系統(tǒng)通過在割草機器人割草工作區(qū)域14內(nèi)或周邊每間隔10cnT20m的距離設置邊界信號發(fā)射點11形成，在各邊界信號發(fā)射點11上分別安裝有不同地址碼的無線發(fā)射機，每個邊界信號發(fā)射點11至少含有3臺無線發(fā)射機，通過邊界采集裝置13沿割草工作邊界采集各邊界信號發(fā)射點11發(fā)出的邊界定位信號，采集邊界定位系統(tǒng)的邊界信號最終發(fā)送到信號接收器15上，控制器通過數(shù)據(jù)處理來判斷割草機器人當前是否處于割草工作區(qū)域14和割草機器人當前距離割草工作邊界的距離，也向刀盤驅動機構和行走驅動機構分別發(fā)出是否割草和是否移動的控制指令，控制器根據(jù)來自物體判斷系統(tǒng)和邊界檢測系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析，向行走驅動機構是否移動的控制指令，使割草機器人在割草工作區(qū)域14內(nèi)實現(xiàn)自動導航。在本實施例中，參見圖1，物體判斷系統(tǒng)是用于判斷草的高低，通過感應系統(tǒng)來感應判斷通過區(qū)域表面物體的高度，割草工作區(qū)域14采用人工設定，應用邊界采集系統(tǒng)完成割草區(qū)域的標定，應用邊界檢測系統(tǒng)設定智能割草機器人的割草區(qū)域，通過信號采集構建工作邊界數(shù)據(jù)系統(tǒng)，實現(xiàn)自主巡航和自動割草。本實施例智能割草機器人能準確的判斷該智能割草機器人在工作區(qū)域內(nèi)或附近的位置，實現(xiàn)自動導航割草任務。本實施例智能割草機器人，能夠自主地在綠地或草坪等的一定區(qū)域內(nèi)進行綠地維護，提高了工作效率，減少工作人員的工作強度。
[0019]在本實施例中，物體判斷系統(tǒng)的一組傳感器是非接觸式的。本實施例中傳感器采用非接觸式的磁場霍爾傳感器，支持遠距離起始檢測，檢測量程寬，成本低，通過感應系統(tǒng)來感應判斷通過區(qū)域表面物體的高度，用于判斷草的高低。
[0020]實施例二:
[0021]本實施例與實施例一基本相同，特別之處在于:
[0022]在本實施例中，參見圖2，還設有定位跟隨系統(tǒng)，信號接收器15中的至少一個無線接收模塊、至少兩個無線發(fā)射裝置16和無線收發(fā)裝置17，一起構成定位跟隨系統(tǒng)，各無線發(fā)射裝置16也安裝在割草機器人的主機本體12上，無線收發(fā)裝置17安裝在目標物體上，信號接收器15將檢測到的無線收發(fā)裝置17發(fā)出的目標位置信號向控制器發(fā)送，控制器通過數(shù)據(jù)處理，然后向行走驅動機構和刀盤驅動機構分別發(fā)出是否移動和是否割草的控制指令。在本實施例中，定位跟隨系統(tǒng)用于跟隨目標信號運行，實時判斷判斷安裝在智能割草機器人上的兩個無限發(fā)射裝置數(shù)據(jù)的差值實現(xiàn)跟隨，可以通過檢測至少兩個邊界信號發(fā)射點11的無限發(fā)射機的信號可以知道割草機在割草工作區(qū)域14的位置。
[0023]實施例三:
[0024]本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
[0025]在本實施例中，還設有碰撞檢測系統(tǒng)，碰撞檢測系統(tǒng)包括檢測主機本體12與外蓋的相對位移變化信號的另一組傳感器，主機本體12與外蓋形成懸掛結構，當外蓋運動時與主機產(chǎn)生一個相對位移，使傳感器得到相對位移變化信號，控制器通過數(shù)據(jù)處理，然后向行走驅動機構和刀盤驅動機構分別發(fā)出是否移動和是否割草的控制指令。在本實施例中，碰撞檢測機構用于防止智能割草機器人與其他物體撞擊損壞車體，通過主機與外蓋的懸掛結構，當外蓋運動時與主機產(chǎn)生一個相對位移，使傳感器得到相對信號。
[0026]實施例四:
[0027]本實施例與實施例三基本相同，特別之處在于:
[0028]在本實施例中，還設有拉線牽引裝置，拉線牽引裝置包括牽引繩和檢測牽引繩拉力的專用傳感器，牽引繩與割草機器人的主機本體12固定連接，張緊牽引繩時，當專用傳感器檢測到拉力信號后，向控制器發(fā)送，控制器通過數(shù)據(jù)處理，然后向行走驅動機構和刀盤驅動機構分別發(fā)出是否移動和是否割草的控制指令。在本實施例中，智能割草機器人的拉線牽引裝置為安裝在割草機上的一個牽引繩，帶動一個傳感器，受牽引力作用，傳感器會產(chǎn)生信號變化，所產(chǎn)生的信號傳達給割草機，割草機作出相應的動作，這樣，機器人可以在人為的牽引下到達指定位置，而不需要搬運，并且可以在牽引過程中割草。
[0029]上面結合附圖對本實用新型實施例進行了說明，但本實用新型不限于上述實施例，還可以根據(jù)本實用新型的實用新型創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本實用新型技術方案的精神實質和原理下做的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，只要符合用于本實用新型智能割草機器人的結構和構造原理，都屬于本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種智能割草機器人，包括車架、刀盤、刀盤驅動機構、行走輪、行走驅動機構及控制器組成，所述刀盤驅動機構、行走驅動機構及控制器安裝在所述車架上，一起構成主機本體(12)，其特征在于:還包括物體判斷系統(tǒng)和邊界檢測系統(tǒng)，所述物體判斷系統(tǒng)通過一組傳感器來檢測當前通過割草工作區(qū)域(14)內(nèi)表面的物體的高度信息，并將傳感器的檢測信息傳遞到所述控制器，所述控制器通過數(shù)據(jù)處理來判斷草的高低是否落入割草高度范圍，向所述刀盤驅動機構和所述行走驅動機構分別發(fā)出是否割草和是否移動的控制指令，所述邊界檢測系統(tǒng)包括邊界定位系統(tǒng)、邊界采集裝置(13)和信號接收器(15)，所述信號接收器(15)安裝在割草機器人的主機本體(12)上，所述信號接收器(15)的信號輸出端與所述控制器的信號接收端連接，所述邊界定位系統(tǒng)通過在割草機器人割草工作區(qū)域(14)內(nèi)或周邊每間隔10cnT20m的距離設置邊界信號發(fā)射點(11)形成，在各所述邊界信號發(fā)射點(11)上分別安裝有不同地址碼的無線發(fā)射機，每個所述邊界信號發(fā)射點(11)至少含有3臺所述無線發(fā)射機，通過所述邊界采集裝置(13)沿割草工作邊界采集各所述邊界信號發(fā)射點(11)發(fā)出的邊界定位信號，采集所述邊界定位系統(tǒng)的邊界信號最終發(fā)送到所述信號接收器(15)上，所述控制器通過數(shù)據(jù)處理來判斷割草機器人當前是否處于割草工作區(qū)域(14)和割草機器人當前距離割草工作邊界的距離，也向所述刀盤驅動機構和所述行走驅動機構分別發(fā)出是否割草和是否移動的控制指令，所述控制器根據(jù)來自所述物體判斷系統(tǒng)和所述邊界檢測系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析，向所述行走驅動機構是否移動的控制指令，使割草機器人在割草工作區(qū)域(14)內(nèi)實現(xiàn)自動導航。
2.根據(jù)權利要求1所述智能割草機器人，其特征在于:還設有定位跟隨系統(tǒng)，所述信號接收器(15)中的至少一個無線接收模塊、至少兩個無線發(fā)射裝置(16)和無線收發(fā)裝置(17)，一起構成所述定位跟隨系統(tǒng)，各所述無線發(fā)射裝置(16)也安裝在割草機器人的主機本體(12)上，所述無線收發(fā)裝置(17)安裝在目標物體上，所述信號接收器(15)將檢測到的所述無線收發(fā)裝置(17)發(fā)出的目標位置信號向所述控制器發(fā)送，所述控制器通過數(shù)據(jù)處理，然后向所述行走驅動機構和所述刀盤驅動機構分別發(fā)出是否移動和是否割草的控制指令。
3.根據(jù)權利要求1所述智能割草機器人，其特征在于:還設有碰撞檢測系統(tǒng)，所述碰撞檢測系統(tǒng)包括檢測主機本體(12)與外蓋的相對位移變化信號的另一組傳感器，主機本體(12)與外蓋形成懸掛結構，當外蓋運動時與主機產(chǎn)生一個相對位移，使傳感器得到相對位移變化信號，所述控制器通過數(shù)據(jù)處理，然后向所述行走驅動機構和所述刀盤驅動機構分別發(fā)出是否移動和是否割草的控制指令。
4.根據(jù)權利要求1所述智能割草機器人，其特征在于:還設有拉線牽引裝置，所述拉線牽引裝置包括牽引繩和檢測所述牽引繩拉力的專用傳感器，所述牽引繩與割草機器人的主機本體(12)固定連接，張緊所述牽引繩時，當專用傳感器檢測到拉力信號后，向所述控制器發(fā)送，所述控制器通過數(shù)據(jù)處理，然后向所述行走驅動機構和所述刀盤驅動機構分別發(fā)出是否移動和是否割草的控制指令。
5.根據(jù)權利要求1?4中任意一項所述智能割草機器人，其特征在于:所述物體判斷系統(tǒng)的一組傳感器是非接觸式的。
【文檔編號】A01D101/00GK203691948SQ201420066025
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年2月14日 優(yōu)先權日:2014年2月14日
【發(fā)明者】魏慶前, 應亦凡 申請人:上海創(chuàng)繪機器人科技有限公司