一种智能割草机进站充电作业系统的制作方法

本实用新型涉及一种智能割草机进站充电作业系统。

背景技术：

由于智能智能割草机都带有障碍物检测功能，在智能割草机进入充电站时，会把充电站当做障碍物，或者发生其他误会，使得智能割草机不能顺利进入充电站，另外因现有的智能割草机与充电站基本都通过机械接口对接，若接口对接不准，通电效率会很低。为提高智能割草机充电的效率，US20150366137公开了一种利用强度梯度来控制智能割草机大致走向，寻找返回充电的路径，减少了障碍物的干扰，减少因到达充电站而导致电池耗尽的风险的割草机，但他只是改进了充电返程，降低电池耗尽的风险，并没有提高接头对接的有效性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种智能割草机进站充电作业系统，使得智能割草机的充电接口与充电站的充电接口对接准确，通电效率较高。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种智能割草机进站充电作业系统，包括充电站和智能割草机，智能割草机包括割草机本体和中央处理器，割草机本体上设有第一充电接口片，充电站内设有与第一充电接口片配合的第二充电接口片，智能割草机进站充电作业系统还包括用于检测第一充电接片口与第二充电接片口配合状态的第一检测机构，第一检测机构与中央处理器连接，中央处理器接收第一检测机构发送的信号后发出确认充电的信号使割草机本体停止移动并开始充电。

进一步的，所述第一检测机构包括第一磁铁和第一霍尔元件，第一霍尔元件安装在第一充电接口片处且与中央处理器电连接，第一磁铁安装在第二充电接口片处；或者，第一霍尔元件安装在第二充电接口片处且与中央处理器通讯连接，第一磁铁安装在第一充电接口片处。

进一步的，所述第一检测机构包括第一行程开关，第一行程开关安装在第二充电接口片处且与中央处理器通讯连接，割草机本体上且位于第一充电接口片处设有与第一行程开关配合的凸起；或者，第一行程开关安装在第一充电接口片处且与中央处理器电连接，第二充电接口片处设有与第一行程开关配合的凸起。

进一步的，所述智能割草机进站充电作业系统还包括用于检测割草机本体靠近充电站的第二检测机构。

进一步的，所述充电站的入口处设有便于割草机本体进入的引导护栏。

进一步的，所述第二检测机构包括第二磁铁和第二霍尔元件，第二霍尔元件安装在割草机本体上且与中央处理器电连接，第二磁铁安装在引导护栏上；或者，第二霍尔元件安装在引导护栏上且与中央处理器通讯连接，第二磁铁安装在割草机本体上。

进一步的，所述第二检测机构包括第二行程开关，第二行程开关安装在引导护栏上且与中央处理器通讯连接。

进一步的，所述第一充电接口片设有两个，两个第一充电接口片分别位于割草机本体的左右两侧。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：

1、通过设置第一检测机构，在第一充电接口片处于与第二充电接口片配合位置时，第一检测机构向中央处理器发送信号，判断第一充电接口片和第二充电接口片对接准确、配合良好，中央处理器发出确认充电信号使割草机本体停止移动并开始充电，此时智能割草机不会存在充电接口片接触不良的现象，通电效率较高。

2、第一检测机构包括第一霍尔元件和第一磁铁，在第一霍尔元件和第一磁铁靠近到一定位置时，即第一充电接口片和第二充电接口片处于配合位置时，第一霍尔元件状态变化，第一霍尔元件给中央处理器发送信号，因霍尔元件的感应为非接触式感应，在使用过程中不会遭到破坏，使用比较可靠。

3、第一检测机构包括第一行程开关和凸起，在凸起与第一行程开关抵触时，即第一充电接口片和第二充电接口片处于配合位置时，第一行程开关状态变化，第一行程开关给中央处理器发送信号，因行程开关为机械开关，感应不受到其他环境因素的影响，使用比较可靠。

4、通过设置第二检测机构，第二检测机构可以检测割草机本体是否靠近充电站，使得割草机本体可以在靠近充电站后从快速移动模式转换成进站确认模式，由于智能智能割草机都带有障碍物检测功能，在智能割草机进入充电站时，会把充电站当做障碍物，或者发生其他误会，使得智能割草机不能顺利进入充电站，通过割草机本体移动模式的转换可以避免这种情况的发生，使得智能割草机进站更加顺利、高效。

5、通过在充电站的入口处设置引导护栏，便于割草机本体进入充电站内。

6、第二检测机构包括第二磁铁和第二霍尔元件，第二磁铁与第二霍尔元件靠近到一定位置时，即判定割草机本体靠近充电站，第二霍尔元件状态变化，第二霍尔元件给中央处理器发送信号，因霍尔元件的感应为非接触式感应，在使用过程中不会遭到破坏，使用比较可靠。

7、第二检测机构包括第二行程开关，第二行程开关安装在引导护栏上，当割草机本体与引导护栏接触时，判定为割草机本体靠近充电站，第二行程开关状态变化，第二行程开关给中央处理器发送信号，因行程开关为机械开关，感应不受到其他环境因素的影响，使用比较可靠。

8、通过设置两个第一充电接口片，两个第一充电接口片分别位于割草机本体的左右两侧，使得割草机本体既可以从充电站的左边进入也可以从充电站的右边进入，移动方向不受限制，均可以完成充电，使得智能割草机的充电更加方便。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型实施例一所述智能割草机进站充电作业系统中智能割草机靠近充电站时的示意图。

图2为本实用新型实施例一所述智能割草机进站充电作业系统中智能割草机正在充电时的示意图。

图3为本实用新型实施例一所述智能割草机进站确认方法的操作流程图。

图中所标各部件名称如下：

1、充电站；11、引导护栏；111、第二磁铁；12、第二充电接口片；2、割草机本体；21、第一充电接口片。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型提供一种智能割草机进站充电作业系统，智能割草机进站充电作业系统包括充电站1和智能割草机，智能割草机包括割草机本体2和中央处理器，割草机本体2上设有第一充电接口片21，充电站1内设有与第一充电接口片21配合的第二充电接口片12，智能割草机进站充电作业系统还包括用于检测第一充电接片口21与第二充电接片口12配合状态的第一检测机构，第一检测机构与中央处理器连接，中央处理器接收第一检测机构发送的信号后，判定第一充电接口片和第二充电接口片对接准确、配合良好，中央处理器发出确认充电的信号使割草机本体停止移动并开始充电，此时智能割草机不会存在充电接口片接触不良的现象，通电效率较高。

第一检测机构包括第一磁铁和第一霍尔元件，第一霍尔元件安装在第一充电接口片处且与中央处理器电连接，第一磁铁安装在第二充电接口片处，在第一霍尔元件和第一磁铁靠近到一定位置时，即第一充电接口片和第二充电接口片处于配合位置时，第一霍尔元件状态变化，第一霍尔元件给中央处理器发送信号，因霍尔元件的感应为非接触式感应，在使用过程中不会遭到破坏，使用比较可靠。

智能割草机进站充电作业系统还包括用于检测割草机本体靠近充电站的第二检测机构。通过设置第二检测机构，第二检测机构可以检测割草机本体是否靠近充电站，使得割草机本体可以在靠近充电站后从快速移动模式转换成进站确认模式，由于智能智能割草机都带有障碍物检测功能，在智能割草机进入充电站时，会把充电站当做障碍物，或者发生其他误会，使得智能割草机不能顺利进入充电站，通过割草机本体移动模式的转换可以避免这种情况的发生，使得智能割草机进站更加顺利、高效。

充电站1的入口处设有引导护栏11，方便于割草机本体2的进入。

第二检测机构包括第二磁铁111和第二霍尔元件，第二霍尔元件安装在割草机本体上且与中央处理器电连接，第二磁铁111安装在引导护栏11上，第二磁铁与第二霍尔元件靠近到5cm以内时，即判定割草机本体靠近充电站，第二霍尔元件状态变化，第二霍尔元件给中央处理器发送信号，因霍尔元件的感应为非接触式感应，在使用过程中不会遭到破坏，使用比较可靠。

第一充电接口片设有两个，两个第一充电接口片分别位于割草机本体的左右两侧，如图1和图2所示，割草机本体既可以从充电站的左边进入也可以从充电站的右边进入，图1和图2中箭头所示方向即为割草机本体的移动方向，使移动方向不受限制，均可以完成充电，使得智能割草机的充电更加方便。

如图3所示，智能割草机进站充电作业系统具体使用时，包括以下步骤：

A、中央处理器收到割草机本体的电量低于设定阈值的信号后，中央处理器发出返回充电的信号使割草机本体沿着最接近的埋线朝向充电站移动；

B、割草机本体靠近充电站时，第二霍尔元件向中央处理器发送信号；

C、中央处理器收到第二霍尔元件发出的信号后，中央处理器发出进站确认信号使割草机本体从快速移动模式转换成进站确认模式。

D、第一充电接口片处于与第二充电接口片配合位置时，第一霍尔元件向中央处理器发送信号，判定第一充电接口片和第二充电接口片对接准确、配合良好；

E、中央处理器收到第一霍尔元件发出的信号后，中央处理器发出确认充电的信号使割草机本体停止移动并开始充电，此时智能割草机不会存在充电接口片接触不良的现象，通电效率较高。

具体的，快速移动模式时割草机本体快速移动，移动速度达到0.3m/s-1m/s。

进站确认模式包括以下步骤：

b1、降低割草机本体移动速度，移动速度降到0-0.3m/s，避免割草机本体移动过快来不及调整路线与充电站发生碰撞；

b2、基于北斗的GNSS/INS/车辆组合导航技术，确认割草机本体的位置和航向；

b3、由路径规划方法确认目标路径，若目标路径为直线段，则直接取线段两端构成的直线作为目标路径，若目标路径为曲线段，则根据需求将曲线段进行细分，形成由多条直线段构成的折线段，依序分别对各条直线段进行路径跟踪；

b4、根据目标路径调整割草机本体的位置使割草机本体沿着目标路径移动。

具体的，通过将割草机本体简化为二轮差速模型，根据MMSE算法将割草机本体左右轮速度差作为控制量，根据需求从可选控制量范围内选择一个n维的控制量序列，根据割草机本体与目标路径之间的方向偏差，分别推算出该控制量对应的下一时刻割草机本体的位置和航向，并计算对应的横向偏差、航向偏差，找到所有序列中加权均方误差最小值对应的控制量，即为最优差速控制量；再根据最优差速控制量得到割草机本体的左右轮差速；然后根据割草机本体的左右轮差速和移动速度计算得到左右轮的电机转速；最终根据左右轮的电机转速控制割草机本体的移动。

进站确认模式通过不断调整割草机本体实际位置与目标路径之间的差异，使割草机本体沿着目标路径移动，让智能割草机可以顺利进入充电站中。

可以理解的，智能割草机进站充电作业系统也可以为施肥机进站充电作业系统等等，并不局限于割草机。

可以理解的，步骤A中也可以基于北斗的GNSS/INS/车辆组合导航技术，使割草机本体沿着理论设定的返回路径朝向充电站移动。

可以理解的，进站确认模式的步骤2中，也可以基于埋线技术，检测并调整割草机本体始终与埋线保持特定的位置。

可以理解的，也可以将第一霍尔元件安装在第二充电接口片处且与中央处理器通过蓝牙、WiFi等无线通讯方式连接，将第一磁铁安装在第一充电接口片处。

可以理解的，也可以将第二磁铁安装在割草机本体上，将第二霍尔元件安装在引导护栏上且与中央处理器通过蓝牙、WiFi等无线通讯方式连接。

可以理解的，第一充电接口片也可以只设置有一个，设置在割草机本体的左侧或右侧。

实施例二：

本实施例与实施例一的主要区别在于，第一检测机构包括第一行程开关和凸起。

第一检测机构包括第一行程开关和凸起，第一行程开关安装在第二充电接口片处，凸起安装在第一充电接口片处，在凸起与第一行程开关抵触时，即第一充电接口片和第二充电接口片处于配合位置时，第一行程开关状态变化并向中央处理器发送信号。这样设置的好处在于，行程开关为机械开关，感应不受到其他环境因素的影响，使用比较可靠。

可以理解的，也可以将第一行程开关安装在第一充电接口片处，将凸起安装在第二充电接口片处。

实施例三：

本实施例与实施例一、二的主要区别在于，第二检测机构包括第二行程开关。

第二行程开关安装在引导护栏上，割草机本体接触第二行程开关，判定为割草机本体靠近充电站，第二行程开关状态变化，第二行程开关向中央处理器发送信号。这样设置的好处在于，行程开关为机械开关，感应不受到其他环境因素的影响，使用比较可靠。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。