一种智能绘图割草机器人的制作方法

本发明涉及一种智能绘图割草机器人，属于机器人技术领域。

背景技术：

随着现代科技的飞速发展，割草机达到了高度自动化水平，但现有的智能割草机仅局限于将草坪上的草割短、草的高度割齐，不能使草坪实现很高的观赏效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种智能绘图割草机器人。该智能绘图割草机器人可以实现草坪多层次复杂图形的绘制工作，从而大大提高草坪的观赏效果。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种智能绘图割草机器人，包括若干组活动刀组机构、底板、电源、车体、中央控制机构、信息输入机构、驱动轮机构和从动轮机构；所述活动刀组机构、中央控制机构和电源安装在底板上，所述信息输入机构安装在车体上，所述活动刀组机构通过固定机构固定在车壳上，所述驱动轮机构安装在车体的尾部，所述从动轮机构安装在车体的前部；

所述活动刀组机构用于使刀片进行上下左右移动，结合机器人的前后及转向移动，实现在草坪绘图功能；

所述信息输入机构用于将所需绘图信息录入，将信息命令导入进中央控制机构；

所述中央控制机构用于指挥带动机器人在地面上沿程序设定的路径运动。

上述活动刀组机构包括两个丝杠螺母、两个滑杆、丝杠、同步齿轮、从动齿轮、驱动齿轮、驱动齿轮电机、链条、齿条、滑动电机以及刀片；

所述两个丝杠螺母上设置两个丝杠，所述两个丝杠螺母之间设置两个滑杆和齿条，所述滑动电机安装在滑杆上，两个滑杆分别穿过滑动电机，所述刀片安装在滑动电机上；所述驱动齿轮连接驱动齿轮电机，所述从动齿轮与驱动齿轮啮合，所述从动齿轮连接一个丝杠，所述两个丝杠上均设置一个同步齿轮，所述同步齿轮与链条啮合；

所述驱动齿轮电机带动驱动齿轮转动，从而带动从动齿轮、同步齿轮及丝杠的转动；两端的同步齿轮通过链条实现同步转动，两端的丝杠螺母与丝杠连接，在同步齿轮及链条的带动下，实现同步升降，从而使得刀片能够上下移动；前后两根滑杆穿过滑动电机，两根滑杆与齿条固定在两端的丝杠螺母上，滑动电机通过其齿轮与齿条相互啮合，实现在滑杆上的左右移动，同时带动其底下刀片的转动，从而实现刀片的左右移动。

上述驱动轮机构包括一对后车轮、一对后车轮驱动电机，并对称布置于车体两侧，中央控制机构指挥后车轮驱动电机带动后车轮转动，当两电机同步运行时，可实现智能绘图割草机器人的直线运动；当两电机不同步运行时，即可实现智能绘图割草机器人的转向。

上述车体前端在活动刀组机构的前部设置防护机构。

上述从动轮机构是万向轮。

上述信息输入机构上部设置防尘罩，用于避免内部接口溅入灰尘。

上述中央控制机构包括一个主处理器、陀螺仪、驱动器、传感器数据处理器；所述主处理器与传感器数据处理器、三个驱动器、信息输入机构以及电源连接；所述陀螺仪与传感器数据处理器连接；所述三个驱动器分别与驱动轮电机、驱动齿轮电机、滑动电机连接。

本发明所达到的有益效果：

1. 本发明为可智能绘图割草机器人，并可自动在平坦无障碍的草坪上绘图割草，在移动过程中可准确定位，在草坪上通过草的长短高低，形成各种美丽的图案，提高草坪的可观赏性。

2. 本发明实现了割草绘图的全自动化，无需人工干涉，节省了大量的人力。

3. 本发明应用范围广，可适用多种有草坪的场合，具有很好的发展前景。

4.本发明的活动刀组机构中采用齿轮，齿条，丝杠，丝母等结构，大大提高了刀片移动的精确程度以及刀片移动的速度，并且割草的稳定性也有所提高。

5. 本发明的驱动轮机构，采用一对后车轮驱动电机分别驱动两只后车轮的方式，两电机同步运行可实现机器人的直线行走，两电机差速运行可实现机器人的转向，这样省去了前轮的舵机转向结构，精简结构，便于中央控制机构的指挥与程序编写。

6.本发明的控制系统结构严密，能够实现各个控制器与传感器之间的密切配合。

7.本发明在活动刀组机构处采用了防护机构，并且有相应的传感器，在触碰到物体时，刀片会立即停止运动，提高了割草机工作时的安全性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是活动刀组机构的结构示意图；

图3是驱动轮机构的结构示意图；

图4是中央控制机构的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种智能绘图割草机器人，包括若干组活动刀组机构1、底板10、电源6、车体3、中央控制机构5、信息输入机构8、驱动轮机构9和从动轮机构11；活动刀组机构1、中央控制机构5和电源6安装在底板10上，信息输入机构8安装在车体3上，活动刀组机构1通过固定机构4固定在车壳上，驱动轮机构9安装在车体3的尾部，从动轮机构11安装在车体3的前部；

活动刀组机构1用于使刀片进行上下左右移动，结合机器人的前后及转向移动，实现在草坪绘图功能；

信息输入机构8用于将所需绘图信息录入，将信息命令导入进中央控制机构5；

中央控制机构5用于指挥带动机器人在地面上沿程序设定的路径运动。

如图2所示，上述活动刀组机构1包括两个丝杠螺母102、两个滑杆101、丝杠103、同步齿轮104、从动齿轮105、驱动齿轮106、驱动齿轮电机107、链条108、齿条109、滑动电机110以及刀片111；

两个丝杠螺母102上设置两个丝杠103，两个丝杠螺母102之间设置两个滑杆101和齿条109，滑动电机110安装在滑杆101上，两个滑杆101分别穿过滑动电机110，刀片111安装在滑动电机110上；驱动齿轮106连接驱动齿轮电机107，从动齿轮105与驱动齿轮106啮合，从动齿轮105连接一个丝杠103，两个丝杠103上均设置一个同步齿轮104，同步齿轮104与链条108啮合；

驱动齿轮电机107带动驱动齿轮106转动，从而带动从动齿轮105、同步齿轮104及丝杠103的转动；两端的同步齿轮104通过链条108实现同步转动，两端的丝杠螺母102与丝杠103连接，在同步齿轮104及链条108的带动下，实现同步升降，从而使得刀片111能够上下移动；前后两根滑杆101穿过滑动电机110，两根滑杆101与齿条109固定在两端的丝杠螺母102上，滑动电机110通过其齿轮与齿条相互啮合，实现在滑杆101上的左右移动，同时带动其底下刀片111的转动，从而实现刀片111的左右移动。

如图3所示，上述驱动轮机构包括一对后车轮901、一对后车轮驱动电机902，并对称布置于车体3两侧，中央控制机构5指挥后车轮驱动电机902带动后车轮转动，当两电机同步运行时，可实现智能绘图割草机器人的直线运动；当两电机不同步运行时，即可实现智能绘图割草机器人的转向。

上述车体3前端在活动刀组机构的前部设置防护机构2。

上述从动轮机构11是万向轮。

上述信息输入机构8上部设置防尘罩7，用于避免内部接口溅入灰尘。

上述中央控制机构5包括一个主处理器、陀螺仪、驱动器、传感器数据处理器；主处理器与传感器数据处理器、三个驱动器、信息输入机构以及电源连接；陀螺仪与传感器数据处理器连接；三个驱动器分别与驱动轮电机902、驱动齿轮电机107、滑动电机110连接。

本发明的工作原理为：

图形信息通过信息输入机构8上的USB插口输入到中央控制机构5，中央控制机构5中的主处理器开始驱动活动刀组机构1和驱动轮机构9的运动。驱动齿轮电机107带动驱动齿轮106转动，从而带动从动齿轮105、同步齿轮104及丝杠103的转动；两端的同步齿轮104通过链条108 实现同步转动，两端的丝杠螺母102与丝杠103连接，在同步齿轮104 及链条108的带动下，实现同步升降，从而使得刀片能够上下移动；前后两根滑杆101穿过滑动电机110，两根滑杆101与齿条109固定在两端的丝杠螺母102 上，滑动电机110通过其齿轮与齿条109相互啮合，实现在滑杆101上的左右移动，同时带动其底下刀片111的转动，从而实现刀片的左右移动。两个后车轮驱动电机902 分别驱动后车轮901前进或转动，从而带动刀片进行前后移动。

本发明通过活动刀组机构1和驱动轮机构9之间的相互配合，实现了刀片的上下，左右，前后的空间三维移动，通过齿轮，齿条，丝杠，丝母等机构精准控制刀片移动位置，从而在草坪上割出多层次的复杂图案，实现提高草坪观赏性的效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。