一种智能避障割草机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于移动机器人领域，特别是涉及一种能主动执行草坪修剪任务的智能避障割草机器人，可用于各种场合的草坪护理服务。
【背景技术】
[0002]在城市中，草坪具有吸尘、降噪、保湿和保持水土的诸多优点，随着经济的增长，城市建设的加快，各种绿化工程中大量使用草坪。目前，草坪业已成为一种新兴的产业。
[0003]在草坪维护作业当中，草坪修剪的工作量很大，该工作不仅劳动强度大，而且有很高的重复性。目前，大多数草坪修剪都是采用内燃机割草机作业的，内燃机带来的噪音及空气污染，这将严重影响作业人员的健康及周边的环境。
[0004]随着半导体技术、信息技术及机械电子技术的发展，这将使机器人技术逐渐走入人们的日常生活。目前，工程人员也将这些技术应用到草坪修剪的设备上，开发出了自动化的割草机器人，在一定程度上降低了工人的劳动强度，提高了割草效率。但由于这项技术还处在初级阶段，尚未成熟。目前，割草机器人的自主控制难点是运动路径控制，其运动路径一般根据现场草坪的规格和形状而定，通常采用螺旋运动路径、无规则的运动路径来控制。但是这些控制方法在实际操作当中，由于没有避障能力，经常会使机器人处于危险之中。
[0005]另一方面，现有的割草机大多没有集草的功能，这将导致草坪在割完草后出现凌乱的现象，集草的工作势必加强工人的劳动强度。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是针对目前市面上智能割草机存在的上述问题，提出一种自动避障智能割草机器人，能够实现自动导航、自动避障、检测、割草和集草等功能。
[0007]为了达到上述目的，本实用新型采用如下具体技术方案:
[0008]—种自动避障智能割草机器人，包括割草机器人本体和控制系统;所述割草机器人本体包括储草箱体、割草斗箱体、触摸屏、左前轮、右前轮、左后轮、右后轮、左步进电机、右步进电机、送草滚筒、支架、顺草滚筒、传动装置、割草刀、超声波传感器、割草电机、第一皮带、第二皮带、两个陀螺仪、左前CCD摄像头、右前CCD摄像头、左后CCD摄像头、右后CCD摄像头;所述触摸屏安装在储草箱体的顶部，两个陀螺仪安装在触摸屏底部;所述左前轮、右前轮、左后轮、右后轮以及左步进电机、右步进电机固定在储草箱体上，两个步进电机驱动左前轮、右前轮运动;若干超声波传感器装在储草箱体四周且均匀分布;所述割草斗箱体安装在储草箱体的前端，所述割草刀装在割草斗箱体前端，割草电机装在割草斗箱体右前侧，通过传动装置带动割草刀往复运动;顺草滚筒通过两个支架固定在割草斗箱体上，通过第一皮带传动实现草的定向传输，所述送草滚筒装在割草斗箱体上，其上有螺旋曲面，通过第二皮带带动旋转，实现把草从割草斗箱体传输到储草箱体，避免割完的草凌乱的散落在草坪上；四个CCD摄像头装在储草箱体上。
[0009]所述控制系统包括一个主控制器、传感器数据处理器、电机驱动模块、人机交互模块和电源模块；主处理器与传感器数据处理器、电机驱动模块、人机交互模块、电源模块连接;传感器数据处理器与陀螺仪、超声波传感器、CCD摄像头连接;驱动器分别与行走电机、割草电机连接;所述传感器数据处理器处理陀螺仪和四个CCD摄像头的信息，通过陀螺仪控制割草机器人本体的位姿，通过四个CCD摄像头获得的信息来调整割草机器人本体的运动状态，实现割草操作;通过超声波传感器获得的信息实现割草机器人本体的避障操作;所述电机驱动模块驱动两个步进电机和割草电机;所述电源模块为控制器提供5V电源，为电机驱动器提供24V电源。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0011]智能避障割草机器人运动时，对其周边环境及方向信息进行采集、转换、处理、融合，将获得周边环境信息及位姿信息反馈到行走电机驱动模块使其调整机器人的运行状态，实现机器人的运动控制，从而实现良好的割草效果;通过超声波传感器实时检测行动方向是否有障碍物，实现自动避障功能;通过卷草滚轮可以把割草斗中的草运输到集草箱中；通过分草滚轮可以实现草的梳理，是割草更省力，提高割草的效率，降低功耗。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的俯视图。
[0013]图2为本实用新型的主视图。
[0014]图3为本实用新型的右视图。
[0015]图4为本实用新型的控制系统结构图。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合附图对本实用新型的优选实例作详细说明。
[0017]如图1至图3所示，一种自动避障智能割草机器人，包括割草机器人本体和控制系统;所述割草机器人本体包括储草箱体1、割草斗箱体22、触摸屏2、左前轮4、右前轮16、左后轮3、右后轮17、左步进电机14、右步进电机15、送草滚筒5、支架6、顺草滚筒7、传动装置8、割草刀9、超声波传感器10、割草电机11、第一皮带12、第二皮带13、两个陀螺仪18、19、左前CXD摄像头20、右前CCD摄像头21、左后CCD摄像头24、右后CCD摄像头23;所述触摸屏2安装在储草箱体I的顶部，两个陀螺仪18、19安装在触摸屏2底部;所述左前轮4、右前轮16、左后轮3、右后轮17以及左步进电机14、右步进电机15固定在储草箱体I上，两个步进电机驱动左前轮
4、右前轮16运动;若干超声波传感器10装在储草箱体I四周且均匀分布;所述割草斗箱体22安装在储草箱体I的前端，所述割草刀9装在割草斗箱体22前端，割草电机11装在割草斗箱体22右前侧，通过传动装置8带动割草刀9往复运动;顺草滚筒7通过两个支架6固定在割草斗箱体22上，通过第一皮带12传动实现草的定向传输，所述送草滚筒5装在割草斗箱体22上，其上有螺旋曲面，通过第二皮带13带动旋转，实现把草从割草斗箱体22传输到储草箱体1，避免割完的草凌乱的散落在草坪上；四个0:0摄像头20、21、23、24装在储草箱体1上。
[0018]如图4所示，所述控制系统包括一个主控制器、传感器数据处理器、电机驱动模块、人机交互模块和电源模块;主处理器与传感器数据处理器、电机驱动模块、人机交互模块、电源模块连接;传感器数据处理器与陀螺仪、超声波传感器、CCD摄像头连接;驱动器分别与行走电机、割草电机连接;所述传感器数据处理器处理陀螺仪18、19和四个CCD摄像头20、21、23、24的信息，通过陀螺仪18、19控制割草机器人本体的位姿，通过四个CCD摄像头20、21、23、24获得的信息来调整割草机器人本体的运动状态，实现割草操作;通过超声波传感器10获得的信息实现割草机器人本体的避障操作;所述电机驱动模块驱动两个步进电机
14、15和割草电机11;所述电源模块为控制器提供5V电源，为电机驱动器提供24V电源。
【主权项】
1.一种自动避障智能割草机器人，其特征在于，包括割草机器人本体和控制系统;所述割草机器人本体包括储草箱体(1)、割草斗箱体(22)、触摸屏(2)、左前轮(4)、右前轮(16)、左后轮(3)、右后轮(17)、左步进电机(14)、右步进电机(15)、送草滚筒(5)、支架(6)、顺草滚筒(7)、传动装置(8)、割草刀(9)、超声波传感器(10)、割草电机(11)、第一皮带(12)、第二皮带(13 )、两个陀螺仪(18、19)、左前CCD摄像头(20 )、右前CCD摄像头(21)、左后CCD摄像头(24)、右后CXD摄像头(23);所述触摸屏(2)安装在储草箱体(I)的顶部，两个陀螺仪(18、19)安装在触摸屏(2)底部;所述左前轮(4)、右前轮(16)、左后轮(3)、右后轮(17)以及左步进电机(14)、右步进电机(15)固定在储草箱体(I)上，两个步进电机驱动左前轮(4)、右前轮(16)运动;若干超声波传感器(10)装在储草箱体(I)四周且均匀分布;所述割草斗箱体(22)安装在储草箱体(I)的前端，所述割草刀(9)装在割草斗箱体(22)前端，割草电机(11)装在割草斗箱体(22)右前侧，通过传动装置(8)带动割草刀(9)往复运动;顺草滚筒(7)通过两个支架(6)固定在割草斗箱体(22)上，通过第一皮带(12)传动实现草的定向传输，所述送草滚筒(5)装在割草斗箱体(22)上，其上有螺旋曲面，通过第二皮带(13)带动旋转，实现把草从割草斗箱体(22)传输到储草箱体(I)，避免割完的草凌乱的散落在草坪上；四个CCD摄像头(20、21、23、24)装在储草箱体(I)上。2.根据权利要求1所述的自动避障智能割草机器人，其特征在于，所述控制系统包括一个主控制器、传感器数据处理器、电机驱动模块、人机交互模块和电源模块;主处理器与传感器数据处理器、电机驱动模块、人机交互模块、电源模块连接;传感器数据处理器与陀螺仪、超声波传感器、CCD摄像头连接;驱动器分别与行走电机、割草电机连接;所述传感器数据处理器处理陀螺仪(18、19)和四个CCD摄像头(20、21、23、24)的信息，通过陀螺仪(18、19)控制割草机器人本体的位姿，通过四个CCD摄像头(20、21、23、24)获得的信息来调整割草机器人本体的运动状态，实现割草操作;通过超声波传感器(10)获得的信息实现割草机器人本体的避障操作;所述电机驱动模块驱动两个步进电机(14、15)和割草电机(11);所述电源模块为控制器提供5V电源，为电机驱动器提供24V电源。
【专利摘要】本实用新型涉及一种自动避障智能割草机器人，包括割草机器人本体和控制系统；所述割草机器人本体包括储草箱体、割草斗箱体、触摸屏、左前轮、右前轮、左后轮、右后轮、左步进电机、右步进电机、送草滚筒、支架、顺草滚筒、传动装置、割草刀、超声波传感器、割草电机、第一皮带、第二皮带、两个陀螺仪、左前CCD摄像头、右前CCD摄像头、左后CCD摄像头、右后CCD摄像头。智能避障割草机器人运动时，对其周边环境及方向信息进行采集、转换、处理、融合，将获得周边环境信息及位姿信息反馈到行走电机驱动模块使其调整机器人的运行状态，实现机器人的运动控制，从而实现良好的割草效果。
【IPC分类】G05D1/02, A01D34/00, A01D43/06
【公开号】CN205336853
【申请号】CN201620004088
【发明人】宗殿栋, 郭晶, 李卫成, 汪地
【申请人】上海大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月6日