本發(fā)明涉及園林工程設備領域，具體地說是一種智能割草機。

背景技術：

隨著社會的不斷發(fā)展，人們的環(huán)境意識日益加強，綠色草坪越來越多的出現(xiàn)在我們生活的城市中，近幾年的城市建設已經(jīng)不滿足于單一的綠色草坪，在草坪上修剪出形形色色的圖案成為新的時尚。

現(xiàn)有技術中大范圍的草坪圖案只能通過有經(jīng)驗的園藝工作者按照預先設計好的圖案在草坪上修剪所需的圖形，這樣整個修剪過程對園藝工作者的技能要求高，耗時長，消耗人力物力較大，而且修剪出來的圖案并不能完全符合設計的圖案。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種智能割草機，設置數(shù)控系統(tǒng)控制割草機的行進系統(tǒng)、刀盤驅動系統(tǒng)及刀盤升降系統(tǒng)自動在草坪上按照設計好的圖案割草，從而自動生成所需圖案。

為解決以上技術問題，本發(fā)明的一種智能割草機包括底盤、行進系統(tǒng)、刀盤驅動系統(tǒng)、刀盤升降系統(tǒng)以及數(shù)控系統(tǒng)；所述行進系統(tǒng)包括設置于底盤底部的一個萬向后輪及兩個前輪，其中兩個前輪分別通過第一驅動電機及第二驅動電機單獨驅動；所述刀盤驅動系統(tǒng)包括內(nèi)燃機、刀盤轉軸以及內(nèi)燃機和刀盤轉軸之間的傳動單元，所述刀盤轉軸豎直設置并貫穿底盤，其上端與傳動單元相連，下端水平設置有用于割草的刀盤；所述刀盤升降系統(tǒng)包括多根垂直固定于底盤上端的滑柱、設置于滑柱頂端的固定板以及套設在滑柱上的移動滑臺，所述固定板上設置有升降電機，升降電機的輸出軸連接有滾珠絲桿，滾珠絲桿與設在移動滑臺上的螺紋孔配合安裝，所述刀盤轉軸的頂端通過推力軸承設置于移動滑臺上，升降電機通過滾珠絲桿帶動移動滑臺升降最終實現(xiàn)對刀盤轉軸的升降；所述數(shù)控系統(tǒng)包括分別設置于第一驅動電機、第二驅動電機以及升降電機上的電機控制器和與所述電機控制器相連的PLC。

優(yōu)選的，所述刀盤驅動系統(tǒng)的傳動單元包括與內(nèi)燃機的輸出軸相連接的第一傳動軸、與第一傳動軸垂直設置的第二傳動軸、垂直于底盤設置的第三傳動軸以及與第三傳動軸平行設置的花鍵軸；所述第一傳動軸與第二傳動軸以及第二傳動軸與第三傳動軸之間均通過錐齒輪組進行傳動連接；第三傳動軸與花鍵軸以及花鍵軸與刀盤驅動系統(tǒng)的刀盤轉軸之間均通過柱形齒輪傳動連接，所述花鍵軸上與刀盤轉軸連接的柱形齒輪套設在花鍵軸的花鍵上，且該柱形齒輪的頂端通過推力軸承設置在移動滑臺上，花鍵軸的上端穿過移動滑臺并通過推力軸承可轉動設置在固定板上。

優(yōu)選的，所述智能割草機還包括一個向行進系統(tǒng)、刀盤升降系統(tǒng)及數(shù)控系統(tǒng)供電的供電系統(tǒng)，所述供電系統(tǒng)包括發(fā)電機，所述發(fā)電機的轉子軸與內(nèi)燃機的輸出軸相連接。

優(yōu)選的，所述滑柱數(shù)量為四根，在底盤上呈矩形分布設置。

優(yōu)選的，所述智能割草機包括一個用于支撐刀盤轉軸的U型框，該U型框的頂部開口處與移動滑臺的底面固定，U型框底部開設有通孔，所述刀盤轉軸通過推力軸承固定在該通孔內(nèi)。

優(yōu)選的，所述移動滑臺上的內(nèi)螺紋孔處固定有與該內(nèi)螺紋孔相通的內(nèi)螺紋筒套。

優(yōu)選的，所述第一驅動電機及第二驅動電機均為直流無刷電機。

優(yōu)選的，所述數(shù)控系統(tǒng)中的PLC通過無線路由與所述電機控制器相連。

有益效果

本發(fā)明的一種智能割草機利用數(shù)控技術實現(xiàn)對設備的轉向、行進位移、刀盤升降的精確控制，刀盤升降控制可以控制割草高度，轉向和行進位移聯(lián)合控制可以通過數(shù)控編程實現(xiàn)割草機的行進位移的精確輪廓控制，實現(xiàn)草坪的復雜景觀設計（如太極、動物圖案等），實現(xiàn)自動化無人操作和精確控制；

本發(fā)明的驅動電機、升降電機以及刀盤驅動的動力均來自割草機自帶的內(nèi)燃機，動力強勁且不需外接任何動力源，集成程度高，適用于各類作業(yè)環(huán)境。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種智能割草機的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種智能割草機行進系統(tǒng)的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明的一種智能割草機刀盤驅動系統(tǒng)、刀盤升降系統(tǒng)及供電系統(tǒng)的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明的一種智能割草機刀盤轉軸處的局部放大圖；

圖5為本發(fā)明的一種智能割草機數(shù)控系統(tǒng)工作原理圖；

圖中標記：1、底盤，201、后輪，202、前輪，203、第一驅動電機，204、第二驅動電機，301、內(nèi)燃機，302、刀盤轉軸，303、第一傳動軸，304、第二傳動軸，305、第三傳動軸，306、花鍵軸，307、U型框，401、滑柱，402、固定板，403、移動滑臺，404、升降電機，405、滾珠絲桿，406、套筒，601、發(fā)電機，7、刀盤。

具體實施方式

如圖1至圖4，本發(fā)明的一種智能割草機包括底盤1、行進系統(tǒng)、刀盤驅動系統(tǒng)、刀盤升降系統(tǒng)以及數(shù)控系統(tǒng)；行進系統(tǒng)包括設置于底盤1底部的一個萬向后輪201及兩個前輪202，其中兩個前輪202分別通過第一驅動電機203及第二驅動電機204單獨驅動，數(shù)控系統(tǒng)控制兩個驅動電機輸出相同的轉速時，該智能割草機直線運動，兩個驅動電機輸出轉速不同時，實現(xiàn)該智能割草機轉彎，第一驅動電機203及第二驅動電機204均為直流無刷電機，其馬力大，精度高，便于控制，十分適合各種不同草坪環(huán)境。本發(fā)明不另設轉彎系統(tǒng)，通過兩個驅動電機的設置即可完成割草機的全部行進模式，結構簡單，易于實現(xiàn)。

刀盤驅動系統(tǒng)包括內(nèi)燃機301、刀盤轉軸302以及內(nèi)燃機301的和刀盤轉軸302之間的傳動單元，底盤1上開設有孔，刀盤轉軸302豎直設置并貫穿底盤1上的孔，其位于底盤1以上的上端與傳動單元相連，位于底盤1以下的下端水平設置有用于割草的刀盤7。本實施例中，上述傳動單元包括與內(nèi)燃機的輸出軸相連接的第一傳動軸303、與第一傳動軸303垂直設置的第二傳動軸304、垂直于底盤設置的第三傳動軸305以及與第三傳動軸305平行設置的花鍵軸306；所述第一傳動軸303與第二傳動軸304以及第二傳動軸304與第三傳動軸305之間均通過錐齒輪組進行傳動連接；第三傳動軸305與花鍵軸306以及花鍵軸306與刀盤驅動系統(tǒng)的刀盤轉軸302之間均通過柱形齒輪傳動連接，所述花鍵軸306上與刀盤轉軸302連接的柱形齒輪套設在花鍵軸306的花鍵上，且該柱形齒輪的頂端通過推力軸承設置在移動滑臺403上，花鍵軸306的上端穿過移動滑臺403并通過推力軸承可轉動設置在固定板402上。本實施例中還包括一個用于支撐刀盤轉軸302的U型框307，該U型框307的頂部開口處與移動滑臺403的底面固定，U型框307底部開設有通孔，刀盤轉軸302通過軸承固定在該通孔內(nèi)，使刀盤轉軸302的頂端及下段都具有穩(wěn)定的支撐，割草過程中減小因阻力帶來的擺動，從而提高割草精度，延長了各齒輪組以及升降電機404的使用壽命。

刀盤升降系統(tǒng)包括四根呈矩形排列且垂直固定于底盤1的滑柱401、設置于四根滑柱401頂端的固定板402、套設在滑柱401上的移動滑臺403以及滾珠絲桿405，固定板402上設置有升降電機404，移動滑臺403開設有內(nèi)螺紋通孔，且在內(nèi)螺紋通孔處加設有與該孔貫通的內(nèi)螺紋套筒406，滾珠絲桿405的一端穿過內(nèi)螺紋通孔及套筒406并與升降電機404的輸出軸相連，套筒406的設置，使得在有限的空間內(nèi)增加了內(nèi)螺紋的長度，繼而使?jié)L珠絲桿405與移動滑臺403的配合更加穩(wěn)定。所述刀盤轉軸302的頂端通過推力軸承設置于移動滑臺403上，數(shù)控系統(tǒng)通過控制升降電機404的正向或反向轉動來驅動滾珠絲桿405轉動繼而帶動移動滑臺403及刀盤轉軸302同步升降，最終實現(xiàn)刀盤7的升降，在草坪上修剪出設計圖案。

數(shù)控系統(tǒng)包括分別設置于第一驅動電機203、第二驅動電機204以及升降電機404上的電機控制器和與電機控制器相連的PLC，本實施例中的PLC通過無線路由與電機控制器相連，通過無線路由的遠傳功能將PLC中的信號輸入指令發(fā)射至電機控制器上，將數(shù)控系統(tǒng)與本發(fā)明的割草機主體分離，實現(xiàn)室內(nèi)遙控指揮室外惡劣環(huán)境下的割草工作。

本實施例中還包括一個供電系統(tǒng)，供電系統(tǒng)包括發(fā)電機601，發(fā)電機601的轉子軸與內(nèi)燃機301的輸出軸相連，滿足行進系統(tǒng)、刀盤升降系統(tǒng)及數(shù)控系統(tǒng)的能源需要，不需要外接任務動力源實現(xiàn)自給自足，更加適應室外草坪的作業(yè)環(huán)境。本實施例中的發(fā)電機601的轉子軸直接與第一傳動軸303固定連接，啟動內(nèi)燃機301即開始發(fā)電，結構簡單，能源轉化率高。

本發(fā)明的數(shù)控系統(tǒng)的工作原理如圖5所示，將設計圖紙轉化為數(shù)字信號經(jīng)PLC運算得出電機啟停及轉速信號分別輸入相應電機控制器中，進而驅動第一驅動電機203、第二驅動電機204以及升降電機404工作，進而帶動割草機的前輪202及刀盤7在作業(yè)草坪上行進，并按照設計圖紙精確修剪出所需要的圖案。