專利名稱：一種用于圈定自動割草機工作范圍的電子籬笆系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及在家庭和公共綠地等場所進行自動割草作業(yè)的智能割草機的工作范圍圈定，具體地說是一種用于圈定自動割草機工作范圍的電子籬笆系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市綠化進程逐漸加快，草坪業(yè)也得到了迅猛發(fā)展，每年對城市草坪、足球場、高爾夫球場等公共綠地進行修剪和維護作業(yè)需要消耗掉大量的人力、物力和時間。使用傳統(tǒng)割草機對草坪進行修剪時，產(chǎn)生巨大的噪聲和廢氣不僅污染環(huán)境，而且會對從業(yè)人員的身心健康產(chǎn)生嚴重影響，因此，用于實現(xiàn)草坪修剪作業(yè)的自動化，將人們從高重復、枯燥、勞累的割草作業(yè)中解放出來的自動割草機器人應運而生。然而，要確保割草機不走出工作區(qū)域，保證自動割草機器人工作在有效區(qū)域成為了當前亟待解決的問題。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種用于圈定自動割草機工作范圍的電子籬笆系統(tǒng)，保證自動割草機工作在有效區(qū)域。為此，本實用新型采用的技術(shù)方案為一種用于圈定自動割草機工作范圍的電子籬笆系統(tǒng)，包括位于基站的脈沖信號發(fā)射部分和位于割草機主機內(nèi)的信號接收部分，其特征在于，由基站上延伸出一圈由電線圍成的區(qū)域(即電子籬笆)，基站的脈沖信號發(fā)射部分產(chǎn)生脈沖信號輸出到電線上；所述的信號接收部分由用于感應脈沖信號的感應線圈、輸入放大電路、二階帶通濾波電路、整流電路及單片機依次串聯(lián)而成。上述用于圈定自動割草機工作范圍的電子籬笆系統(tǒng)，所述的脈沖信號發(fā)射部分包括恒流輸出電路、頻率控制電路、電流檢測電路及單片機，該單片機輸出方波信號給頻率控制電路，輸出PWM信號給恒流輸出電路，電流檢測電路輸出直流電壓信號給單片機。當割草機在所圍定的區(qū)域內(nèi)工作并靠近通有交變電流的電線邊界時，感應線圈會產(chǎn)生特定頻率的感應電流，根據(jù)檢測特定頻率下信號幅度的大小可以得到割草機是否接近邊界的信息。越是接近電子籬笆邊界，感應到的信號幅度越大，選擇一個合適的閾值進行判斷就可以得到割草機的狀態(tài)。在實際中設定接近邊界還有3 cm時感應出的電壓大小作為閾值，割草機在接收這個信號后就會給出相應的處理，如后轉(zhuǎn)彎180°然后繼續(xù)前進。本實用新型通過感應線圈產(chǎn)生特定頻率的感應電流，根據(jù)檢測特定頻率下信號幅度的大小得到割草機是否接近邊界的信息，從而保證了自動割草機工作在有效區(qū)域。以下結(jié)合說明書附圖和具體實施方式
來進一步描述本實用新型。

圖I為本實用新型的電路原理圖。圖2為本實用新型脈沖信號發(fā)射部分的電路圖。圖3為本實用新型信號接收部分的電路圖。
具體實施方式
如圖I所示的電子籬笆系統(tǒng)，其由位于基站的脈沖信號發(fā)射部分和位于割草機主機內(nèi)的信號接收部分組成，由基站上延伸出一圈由電線圍成的區(qū)域，基站的脈沖信號發(fā)射部分產(chǎn)生脈沖信號輸出到電線上；所述的信號接收部分由用于感應脈沖信號的感應線圈、輸入放大電路、二階帶通濾波電路、整流電路及單片機依次串聯(lián)而成。所述的脈沖信號發(fā)射部分包括恒流輸出電路、頻率控制電路、電流檢測電路及單片機，該單片機輸出方波信號給頻率控制電路，輸出PWM信號給恒流輸出電路，電流檢測電路輸出直流電壓信號給單片機。如圖2所示的脈沖信號(方波)發(fā)射部分，方形線框內(nèi)部分為恒流輸出電路和頻率控制電路。由單片機(MCU)提供PWMTJ與PWM 7. 8kHz信號，所述PWMTJ信號經(jīng)由電阻R32耦合到運放U3C反向輸入端；電容C13、C14組成濾波電路，將前路Q4輸出的方波信號轉(zhuǎn)換成直流信號；R33、R34組成電阻分壓電路，將分壓所得的Vref電壓信號加到運放U3C的同向輸入端；U3C作為比較器使用，U3C將反向輸入端的PWMTJ信號與同向輸入端的Vref信號進行比較，并輸出比較結(jié)果用以控制后路三極管Q5的通斷，繼而控制功率場效應管Q4的通斷，使電路恒流輸出；所述PWM 7. 8kHz信號由電阻R24耦合到功率場效應管Q9上，用來控制Q9的通斷，以使R2上產(chǎn)生7. 8kHz的方波信號(R2為外接電線的等效形式)。如圖2所示的脈沖信號發(fā)射部分，方形線框以下部分為電流檢測電路。電阻R36為采樣電阻，R36將回路中的脈沖電流信號轉(zhuǎn)化為脈沖電壓信后輸送到后級電路電容C15 ；電容C15將前述脈沖電壓信號轉(zhuǎn)化為直流電壓信號輸送到運放U3B ;所述運放U3B將接受到的直流信號適當?shù)姆糯蟛⒔?jīng)電容C16濾波之后的Icheck信號輸送到單片機(MCU);所述單片機(MCU)在接收到Icheck信號之后，通過調(diào)整輸出的PWMTJ信號的頻率，使回路中的電流穩(wěn)定到一個預先設定的閥值。如圖3所示的信號接收部分，方形框內(nèi)部分為無線脈沖信號感應部分電路。所述電路電阻R101、R102組成分壓電路，將分壓所得的1/2VCC直流電壓信號輸出到運放UlOlA兩輸入端；所述電路中線圈電感L102用來感應無線脈沖信號，當靠近信號發(fā)射源時，線圈電感上會產(chǎn)生一個感應電動勢，此感應電動勢通過電容C103耦合到運放UlOlA反向輸入 端；所述運放UlOlA將得到的信號以特定的放大倍數(shù)進行放大，并通過電容耦合輸出到后級電路中的運放U104A，其中電容C135用來消除運放的高頻自激；所述運放U104A、U104B與相關(guān)的電阻電容組成了二階帶通濾波電路；所述帶通濾波電路在接收到的信號中選出特定頻率的信號經(jīng)電容C122濾波為直流電壓信號之后輸送到單片機(MCU)。所述單片機(MCU)通過得到的電壓信號的強弱判定自動割草機器人與邊界的距離。
權(quán)利要求1.一種用于圈定自動割草機工作范圍的電子籬笆系統(tǒng)，包括位于基站的脈沖信號發(fā)射部分和位于割草機主機內(nèi)的信號接收部分，其特征在于，由基站上延伸出一圈由電線圍成的區(qū)域，基站的脈沖信號發(fā)射部分產(chǎn)生脈沖信號輸出到電線上；所述的信號接收部分由用于感應脈沖信號的感應線圈、輸入放大電路、二階帶通濾波電路、整流電路及單片機依次串聯(lián)而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于圈定自動割草機工作范圍的電子籬笆系統(tǒng)，其特征在于，所述的脈沖信號發(fā)射部分包括恒流輸出電路、頻率控制電路、電流檢測電路及單片機，該單片機輸出方波信號給頻率控制電路，輸出PWM信號給恒流輸出電路，電流檢測電路輸出直流電壓信號給單片機。
專利摘要本實用新型公開了一種用于圈定自動割草機工作范圍的電子籬笆系統(tǒng)。目前，要保證自動割草機器人工作在有效區(qū)域成為了當前亟待解決的問題。本實用新型用于圈定自動割草機工作范圍的電子籬笆系統(tǒng)，包括位于基站的脈沖信號發(fā)射部分和位于割草機主機內(nèi)的信號接收部分，其特征在于，由基站上延伸出一圈由電線圍成的區(qū)域，基站的脈沖信號發(fā)射部分產(chǎn)生脈沖信號輸出到電線上；所述的信號接收部分由用于感應脈沖信號的感應線圈、輸入放大電路、二階帶通濾波電路、整流電路及單片機依次串聯(lián)而成。本實用新型通過感應線圈產(chǎn)生特定頻率的感應電流，根據(jù)檢測特定頻率下信號幅度的大小得到割草機是否接近邊界的信息，從而保證了自動割草機工作在有效區(qū)域。
文檔編號G05B19/042GK202383462SQ20112056235
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者姚國祥, 王國民 申請人:寧波舜韻電子有限公司