一种电动自动驾驶草坪修剪机

1.本发明涉及草坪修剪机领域，具体涉及一种电动自动驾驶草坪修剪机。


背景技术：

2.随着科技的进步和生活水平的提高，人们对于绿化的要求也日益提高，草坪在公共场所及私人住宅中成为一种重要的绿化。作为修剪草坪的工具，电动自动驾驶草坪修剪机在生活中的应用也越来越广泛。电动自动驾驶草坪修剪机通常包括轮组、机壳和切割系统，能自主的完成修剪草坪的工作，无须人为直接控制和操作，大幅度降低人工操作，方便了人们的生活。
3.智能割草机的出现给人们带来了极大的便利，让用户可以最大程度的解放双手。但是，智能割草机并不是万能的，比如在割完草后，草坪上往往会堆积很多的碎草，需要人们花费大量的时间来进行清除。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种除自动割草外还具备一边割草一边收集碎草功能的电动自动驾驶草坪修剪机。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种电动自动驾驶草坪修剪机，该草坪修剪机包括：
7.行走机构，用于驱动修剪机移动；
8.切割机构，用于切割草坪上的草；
9.收集机构，用于收集被割下的碎草；
10.侦测机构，用于侦测修剪机和草坪的相对位置；以判断是否需要开始割草；
11.控制机构，包括主控制器，用于控制行走机构、切割机构、收集机构和侦测机构工作；
12.所述的收集机构设置在行走机构前进方向的相反方向，所述的切割机构设置在行走机构下方，所述的侦测机构设置在行走机构前进方向；
13.所述的侦测机构与主控制器信号连接，所述的主控制器与行走机构、切割机构和收集机构信号连接。
14.进一步地，所述的行走机构包括车辆以及用于驱动车辆的驱动电机。
15.进一步地，所述的车辆包括车架、车轮和用于将驱动电机的动力传动至车轮的传动组件；
16.所述的侦测机构位于车架前方，所述的切割机构位于车架下方，所述的收集机构位于车架后方；所述的驱动电机设置在车架上。
17.进一步地，所述的控制机构还包括用于控制驱动电机的电机控制器，该电机控制器与主控制器和驱动电机信号连接。
18.进一步地，所述的切割机构包括割草片和用于驱动割草片的切割电机。
19.进一步地，所述的割草片外围装有对工作区域和非工作区域进行隔离的壳体。
20.进一步地，所述的控制机构还包括用于控制切割电机的切割控制器，该切割控制器与主控制器和切割电机信号连接。
21.进一步地，所述的收集机构包括收集箱、容量传感器、真空泵和集草口，所述的收集箱位于行走机构末端，并与集草口通过管道连接，所述的集草口的开口方向面对草坪，所述的容量传感器和真空泵设置在收集箱内。
22.进一步地，所述的主控制器与容量传感器和真空泵信号连接。
23.容量传感器发出的检测信号控制修剪机启或停。收集机构工作过程具体为：开始割草时，主控制器控制真空泵开始工作，在收集箱产生足够的气压差以便于将割下的碎草通过收集管道吸进收集箱，同时容量传感器开始检测收集箱内碎草容量，并根据检测到的容量向主控制器发出反馈信号。当检测到的容量大于等于预设容量，则主控制器根据反馈信号控制修剪机暂停工作；若检测值小于预设容量，则修剪机持续工作至碎草容量达到预设容量，修剪机则停止工作。
24.进一步地，该草坪修剪机还包括用于提供动力的电池，以及用于控制电池的电池控制器
25.进一步地，所述的侦测机构包括用于定位修剪机位置的定位雷达以及用于检测草坪高度的图像采集模块，所述的主控制器与定位雷达和图像采集模块信号连接。
26.定位雷达用于定位修剪机实时位置并将信号传送给主控制器。主控制器根据定位雷达发出的定位信号控制修剪机进行分区作业。主控制器根据图像采集模块采集到的图像判断是否开始割草，并控制收集箱开或关。比如，图像采集模块为摄像头，摄像头与主控制器通过串口或并口连接。
27.与现有技术相比，本发明的电动自动驾驶草坪修剪机除具备自动行走割草基础功能外，还有一个收集器，能够在割草的同时将割下来的碎草自动收集起来，在这过程中，电动自动驾驶草坪修剪机能够自主的完成碎草的清理工作，无须人为直接控制和操作，大幅度降低人工操作，省时省力，从而真正让人们从草坪维护的劳务中解脱出来。另外本发明可通过识别草坪高度是否达到预设高度来控制切割系统的启或停，在这过程中，大大降低了对电池的损耗，节能环保。
附图说明
28.图1为实施例中修剪机整体示意图；
29.图2为实施例中修剪机行走机构的示意图；
30.图3为本发明修剪机结构框图；
31.图4为本发明修剪机工作流程图；
32.图中标号所示：定位雷达1、图像采集模块2、电机控制器3、电池控制器4、切割控制器5、驱动电机6、切割电机7、主控制器8、电池9、割草片10、车架11、传动组件12、收集箱13、容量传感器14、真空泵15、集草口16。
具体实施方式
33.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例在以本发明技术方
案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
34.实施例
35.一种电动自动驾驶草坪修剪机，如图1-3，该草坪修剪机包括：行走机构，用于驱动修剪机移动；切割机构，用于切割草坪上的草；收集机构，用于收集被割下的碎草；侦测机构，用于侦测修剪机和草坪的相对位置；控制机构，包括主控制器8，用于控制行走机构、切割机构、收集机构和侦测机构工作；收集机构设置在行走机构前进方向的相反方向，切割机构设置在行走机构下方，侦测机构设置在行走机构前进方向；侦测机构与主控制器8信号连接，主控制器8与行走机构、切割机构和收集机构信号连接。还包括用于提供动力的电池9，以及用于控制电池9的电池控制器4。
36.行走机构包括车辆以及用于驱动车辆的驱动电机6。车辆包括车架11、车轮和用于将驱动电机6的动力传动至车轮的传动组件12；侦测机构位于车架11前方，切割机构位于车架11下方，收集机构位于车架11后方；驱动电机6设置在车架11上。
37.切割机构包括割草片10和用于驱动割草片10的切割电机7。割草片10外围装有对工作区域和非工作区域进行隔离的壳体。
38.收集机构包括收集箱13、容量传感器14、真空泵15和集草口16，收集箱13位于行走机构末端，并与集草口16通过管道连接，集草口16的开口方向面对草坪，容量传感器14和真空泵15设置在收集箱13内；主控制器8与容量传感器14和真空泵15信号连接。
39.侦测机构包括用于定位修剪机位置的定位雷达1以及用于检测草坪高度的图像采集模块2，主控制器8与定位雷达1和图像采集模块2信号连接。图像采集模块2可以是摄像头。
40.控制机构还包括用于控制切割电机7的切割控制器5，该切割控制器5与主控制器8和切割电机7信号连接。控制机构还包括用于控制驱动电机6的电机控制器3，该电机控制器3与主控制器8和驱动电机6信号连接。
41.如图1所示，电池9为整车提供动力源，并与现有的以汽油机为动力源的自动驾驶草坪修剪机相比，该电动自动驾驶草坪修剪机具有噪声小污染小的优点，更加符合当下的要求。侦测机构中定位雷达1由主控制器8规划出草坪的行驶路径即对草坪进行分区，定位雷达1通过定位电动自动驾驶草坪修剪机实时位置。通过对周围环境进行感知，并将收集到的环境信号以及自身的位姿数据实时传输给主控制器8，主控制器8对车辆实时位置进行读取进而发出调整指令，不断调整修正偏航角度以完成对电动自动驾驶草坪修剪机整车行驶路径的准确追踪。主控制器8发出指令后，信号传递给行走机构中的电机控制器3，即给出驱动电机6转速指令并不断调整。
42.对于动力传递路线来说，图2对此进行了更为详细的描述说明。在电动自动驾驶草坪修剪机收到移动指令后，电机控制器3启动驱动电机6，驱动电机6输出转矩将动力传递给电动自动驾驶草坪修剪机后轮进行驱动。此时电动自动驾驶草坪修剪机开始移动，同时摄像头2对电动自动驾驶草坪修剪机前方道路进行检测，若检测到草坪的高度超出预设高度则主控制器8发出指令，信号传递给切割机构中的切割控制器5，切割控制器5启动切割电机7，切割电机7将动力传送给割草片10并不断旋转，割草片10得到足够的切割速度，完成对草坪的修剪工作；若摄像头2检测到草坪高度未超出预设高度，则不启动切割电机7，电动自动
驾驶草坪修剪机则继续进行下一区块的草坪修剪工作。并与现有的自动驾驶草坪修剪机相比，该电动自动驾驶草坪修剪机具有节能环保的优点，更加符合当下的要求。如图1所示，在割草片10外围装有相应壳体，以对工作区域和非工作区域进行隔离，尽可能保障电动自动驾驶草坪修剪机的工作安全性。
43.另外，电池控制器4、电机控制器3、切割控制器5以及驱动电机6放置在电动自动驾驶草坪修剪机底盘上较靠近前端的位置，将碎草收集箱及电池包等相关部件放在靠近后轮的位置对电动自动驾驶草坪修剪机前后重量进行合理的分配布置，增强车身稳定性。对于电池控制器4、电机控制器3、驱动电机6、切割电机控制器5、切割电机7以及电动自动驾驶草坪修剪机上安装的相应壳体，这些部件均为本领域技术人员所熟知电动自动驾驶草坪修剪机上的常用零部件，且这些部件不为本发明想要说明的发明要点，因此此处不再详细描述。
44.与现有技术相比本电动自动驾驶草坪修剪机具备自动收集碎草系统，并具备自动识别收集箱13容量的功能。在本实施方式中碎草收集箱13单独安装在电动自动驾驶草坪修剪机后部以便于拆卸。容量传感器14用于实时监测收集箱13内的碎草容量，真空泵15为收集箱13提供较大的气压差便于实时收集切割下来的碎草。集草口16的设计根据该电动自动驾驶草坪修剪机的大小进行设计，具体尺寸不在此做介绍。
45.该收集机构的工作流程为，由电池9为其提供动力源，将动力源作用于真空泵15，真空泵15开始工作，在收集箱13内产生足够的气压差以便于将割下的碎草通过收集管道吸进收集箱13。在此期间容量传感器14始终监测收集箱13储存的碎草容量，当检测到的容量大于等于预设容量，则主控制器8根据反馈信号控制电动自动驾驶草坪修剪机暂停工作；若检测值小于预设容量，则电动自动驾驶草坪修剪机持续工作至碎草容量达到预设容量，电动自动驾驶草坪修剪机则停止工作。在这过程中电动自动驾驶草坪修剪机真正做到了自主收集的功能，就不再需要后续由人工二次打扫的问题，大大减少了人力物力。
46.图3是本实施例的结构框图，具体结构系统包括以电池9及马达为代表的行走机构，以主控制器8为代表的智能控制机构，以定位雷达1为代表的侦测机构，以割草片10为代表的切割机构和以收集箱13为代表的收集机构。通过各个系统的协同工作，电动自动驾驶草坪修剪机能够在草坪上自动移动并完成对草场的修剪与碎草的及时收集工作，工作原理还可以从图4中进一步感知。
47.由此可见，本发明是一种可自动行走、切割和收集碎草的电动自动驾驶草坪修剪机，解决了现有市面上常用的草坪修剪机的功用只有割草的作用，驾驶以及清除碎草仍需人工完成，耗费大量的人力资源以及时间的问题。
48.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。