阅读说明：本技术 一种智能割草机器人 (Intelligent mowing robot ) 是由 曾辉 秦泽元 杨恒秀 于 2020-08-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种智能割草机器人,涉及除草机械设备技术领域,解决了常规割草机器人避障能力不足以及使用安全性低的技术问题。该智能割草机器人包括车体、剪草机构、行走系统、动力系统、控制系统和安全保护系统。本发明通过设置的避障雷达和激光扫描仪配合自动避障效果好,设置的警示灯(5)和警示带提醒周围人员,安全性高,设置的减震装置(3)保障装置在工作过程中行走稳定,在发电机组与车体间设置的静音防护箱体降低发电机组的噪音,具有人工操作、自主行走和远程遥控多种控制模式,使用方便。(The invention discloses an intelligent mowing robot, relates to the technical field of weeding mechanical equipment, and solves the technical problems of insufficient obstacle avoidance capability and low use safety of a conventional mowing robot. The intelligent mowing robot comprises a vehicle body, a mowing mechanism, a traveling system, a power system, a control system and a safety protection system. The automatic obstacle avoidance system has the advantages that the automatic obstacle avoidance effect is good through the cooperation of the arranged obstacle avoidance radar and the laser scanner, the arranged warning lamp (5) and the warning belt remind surrounding personnel, the safety is high, the arranged damping device (3) ensures the walking stability of the device in the working process, the noise of the generator set is reduced by the mute protection box body arranged between the generator set and the vehicle body, and the automatic obstacle avoidance system has various control modes of manual operation, autonomous walking and remote control, and is convenient to use.)

一种智能割草机器人

技术领域

本发明涉及除草机械设备技术领域，具体涉及一种智能割草机器人。

背景技术

草坪是用多年生矮小草本植株密植，并经修剪的人工草地。18世纪中，英国自然风景园中出现大面积草坪。中国近代园林中也出现草坪。它一般设置在屋前、广场、空地和建筑物周围，供观赏、游憩或作运动场地之用。草坪按用途分为：游憩草坪、观赏草坪、运动场草坪、交通安全草坪和保土护坡草坪。

草坪并非一建成就一劳永逸了，为了维护草坪的美观或者为了特定的目的使草坪保持一定高度需要定期为草坪进行修剪作业，保持草坪的平整美观、增加草坪的密度、防止大量杂草侵入。

目前，工人在对草坪进行修剪作业时，劳动强度较大，工作效率较慢，在进行割草作业时，产生的噪音及空气污染将严重影响作业人员的健康。

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。

但是目前割草机器人的技术还尚未成熟，割草机器人在使用过程中避障能力较低，安全性较低，在遇到雷雨天等恶劣天气或一些紧急情况时，难以自动停止作业并回到安全位置或通知工作人员，易造成机器损坏，割草机器人往往体积较大，在面对一些边角处的草坪时，难以正常完成修剪工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能割草机器人，通过设置的舵轮机构，转向电机配合回转支撑，使车体能够在狭小的空间内精确地***，方便处理边角处杂草，通过设置的避障雷达、激光扫描仪和警示灯保障装置的安全性，避免装置在工作过程中损坏或对他人造成伤害，通过设置的减震装置有效提高装置的工作稳定性，解决了常规割草机器人避障能力不足以及使用安全性低的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种智能割草机器人，包括车体、剪草机构、行走系统、动力系统、控制系统和安全保护系统；其中：

所述动力系统和控制系统均安装在车体内部；

所述安全保护系统安装在车体上；

所述剪草机构与动力系统相连接；

所述车体包括车架和车体外壳；

所述行走系统安装在车架四周；

所述行走系统包括多个连接板和安装在连接板上的行走舵轮；

所述行走舵轮包括驱动轮、回转支撑和转向电机；

所述驱动轮安装在回转支撑上；

所述驱动轮包括驱动电机和橡胶轮胎；

所述橡胶轮胎安装在驱动电机上；

所述转向电机与回转支撑相互啮合；

所述连接板与车架之间还设有减震装置；

所述车架上还开设有牵引孔。

可选地或优选地，所述动力系统包括发电机组、伺服电机和旋转轴；

所述发电机组安装在车体外壳内；

所述旋转轴安装在伺服电机上；

所述旋转轴一端还设有万向联轴器。

可选地或优选地，所述剪草机构包括割草刀、偏心轮和连接臂；

所述割草刀安装在偏心轮上；

所述偏心轮一侧安装在万向联轴器上；

所述连接臂一端安装在偏心轮上，另一端与割草刀一端相连接。

可选地或优选地，所述控制系统包括PLC控制器、工控机、手操盒无线模块、伺服驱动器、GPS模块；

所述工控机、伺服驱动器与和手操盒无线模块均与PLC控制器电连接；

所述GPS模块与工控机电连接；

所述伺服驱动器与转向电机和驱动电机电连接。

可选地或优选地，所述安全保护系统包括多个避障雷达、警示灯和防撞条；

所述避障雷达安装在连接板一侧；

所述警示灯安装在车体外壳上；

所述避障雷达上还设有激光扫描仪；

所述警示灯、避障雷达和激光扫描仪均与PLC控制器电连接；

所述防撞条两端均安装在舵轮上。

可选地或优选地，所述车体上设有多个吊耳。

可选地或优选地，所述发电机组旁还设有低温预热装置。

可选地或优选地，所述发电机组与车体之间还设有静音防护箱体。

基于上述技术方案，可产生如下技术效果：

本发明实施例提供的一种智能割草机器人，适用于在机场、公园和草原等具有一定起伏和坡度的草坪进行割草作业。本发明通过设置的发电机组为整个装置提供稳定的电源，通过设置的舵轮机构，转向电机配合回转支撑，实现车体能够在狭小的空间内精确地***，方便处理边角处杂草，通过设置的避障雷达、激光扫描仪和警示灯保障装置的安全性，避免装置在工作过程中损坏或对他人造成伤害，通过设置的减震装置，能够使割草机器人适应各种环境。解决了常规割草机器人避障能力不足以及使用安全性低的技术问题。本发明适用范围广，除草效果好，自动避障能力强，使用安全性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图（俯视图）；

图3为舵轮的结构示意图；

图中：1、连接板；2、车架；3、减振装置；4、牵引孔；5、警示灯；6、割草刀；7、避障雷达；8、激光扫描仪；9、吊耳；10、转向电机；11、驱动电机12、驱动轮；13、回转支撑；14、旋转轴；15、万向联轴器；16、偏心轮；17、防撞条。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1-3所示：

本发明提供了一种智能割草机器人，包括车体、剪草机构、行走系统、动力系统、控制系统和安全保护系统，其中：

所述动力系统和控制系统均安装在车体内部；

所述安全保护系统安装在车体上；

所述剪草机构与动力系统相连接；

所述车体包括车架2和车体外壳；

所述行走系统安装在车架2四周；

所述行走系统包括多个连接板1和安装在连接板1上的行走舵轮；

所述行走舵轮包括驱动轮12、回转支撑13和转向电机10；

所述驱动轮12安装在回转支撑13上；

所述驱动轮12包括驱动电机11和橡胶轮胎；

所述橡胶轮胎安装在驱动电机11上；

所述转向电机10与回转支撑13相连接；

所述连接板1与车架2之间还设有减震装置3；

所述车架2上还开设有牵引孔4。

作为可选地实施方式，所述动力系统包括发电机组、伺服电机和旋转轴14；

所述发电机组安装在车体外壳内；

所述旋转轴14安装在伺服电机上；

所述旋转轴一端还设有万向联轴器15。

作为可选地实施方式，所述剪草机构包括割草刀6、偏心轮16和连接臂；

所述割草刀6安装在偏心轮16上；

所述偏心轮16一侧安装在万向联轴器15上；

所述连接臂一端安装在偏心轮16上，另一端与割草刀6一端相连接。

作为可选地实施方式，所述控制系统包括PLC控制器、工控机、手操盒无线模块、伺服驱动器、GPS模块；

所述工控机、伺服驱动器与和手操盒无线模块均与PLC控制器电连接；

所述GPS模块与工控机电连接；

所述伺服驱动器与转向电机和驱动电机电连接。

作为可选地实施方式，所述安全保护系统包括多个避障雷达7和警示灯5；

所述避障雷达7安装在连接板1一侧；

所述警示灯5安装在车体外壳上；

所述避障雷达7上还设有激光扫描仪8；

所述警示灯5、避障雷达7和激光扫描仪8均与PLC控制器电连接。

作为可选地实施方式，所述车体上设有多个吊耳，方便移动和吊装。

作为可选地实施方式，所述发电机组旁还设有低温预热装置，使发电机组适应低温工作环境，保证在低温环境下也能正常工作。

作为可选地实施方式，所述发电机组与车体之间还设有静音防护箱体，避免发电机组噪音过大影响周围人员。

作为可选地实施方式，所述车体外壳上还设有防雨罩布，避免车体内的控制系统与动力系统受雨水侵湿，损坏装置。

作为可选地实施方式，所述车架2四周还设置有安全边缘，当安全边缘接触到障碍物时，发出信号给PLC控制器，控制装置自动停机，避免损坏装置。

作为可选地实施方式，所述警示灯5与控制系统相连接，在装置正常工作时，警示灯5显示绿灯并闪烁，当装置出现轻微报警或缺油时，警示灯5显示黄灯并闪烁，当装置出现故障等情况时，控制系统发出信号使警示灯5显示红灯并闪烁，提醒工作人员或周围人员，及时处理问题，避免造成较大的损失。

作为可选地实施方式，所述手操盒无线模块能够接收手操盒的信号，传递给PLC控制器，控制伺服驱动器，进而控制装置行走、转向和剪草作业，达到人工操作的目的。

作为可选地实施方式，所述连接板1与车架2之间设置的多个减震装置3，装置在地形起伏变化的场地进行割草作业时，减震装置3能够抑制路面的震荡和冲击，使智能割草机器人行走平顺，避免发生侧翻等事故。

作为可选地实施方式，所述割草刀上设有刀具防护装置，防止坚硬物体损伤刀具，同时也能防止刀具脱落或碎裂飞出伤及周围人员。

作为可选地实施方式，所述车架2上开设的牵引孔4用于当割草机器人掉电或出现故障时，方便使用牵引车牵引。

作为可选地实施方式，所述避障雷达7激光扫描仪8能够在接近障碍物时，将周围环境信息传递给控制系统，做出相应的避障动作。

作为可选地实施方式，所述工控机与GPS模块配合能够实时判断割草机器人的当前速度、当前位置和当前行驶方向，PLC控制器实时控制转向电机及驱动电机，使其按照设定的轨迹行走，实现对割草机器人的行走控制。

作为可选地实施方式，所述万向联轴器15能够可靠地传递转矩，减少割草作业时机器人的振动，提高智能机器人的稳定性。

作为可选地实施方式，所述伺服电机带动旋转轴14，通过万向联轴器15传递扭矩，带动偏心轮16旋转，使割草刀6左右摆动，从而对草坪进行修剪作业。