一种自主可变幅割草无人车
阅读说明：本技术 一种自主可变幅割草无人车 (Autonomous variable-amplitude mowing unmanned vehicle ) 是由 韦能 郑永巍 覃仁壮 梁海浩 李香花 杨航 于 2021-02-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自主可变幅割草无人车,包括无人车主体,还包括圆盘割草装置、往复式割草装置以及环境探测装置,无人车主体两侧安装有移动轮,移动轮与无人车主体之间设有驱动模块,圆盘割草装置,置于无人车主体下端部,往复式割草装置包括定刀架,定刀架置于无人车主体的两侧,定刀架下端设有动刀架,定刀架同无人车主体的连接处设有角度调整组件和往复扩幅组件；本发明由一个圆盘割草装置和一个往复式割草装置,圆盘割草装置设置在车体底端,能通过推杆的伸缩,实现高度升降以及斜面角度的调节,往复式割草装置设置在车体两侧,通过液压推杆装置可实现左右两边扩幅以及通过电动推杆上下V型角度调节,割草范围得到大幅度的加强。(The invention discloses an autonomous variable-amplitude mowing unmanned vehicle which comprises an unmanned vehicle main body, and further comprises a disc mowing device, a reciprocating mowing device and an environment detection device, wherein moving wheels are arranged on two sides of the unmanned vehicle main body, a driving module is arranged between the moving wheels and the unmanned vehicle main body, the disc mowing device is arranged at the lower end part of the unmanned vehicle main body, the reciprocating mowing device comprises a fixed cutter frame, the fixed cutter frame is arranged on two sides of the unmanned vehicle main body, a movable cutter frame is arranged at the lower end of the fixed cutter frame, and an angle adjusting assembly and a reciprocating amplitude expanding assembly are arranged at the joint of the fixed cutter frame and the unmanned vehicle main body; the invention is composed of a disc mowing device and a reciprocating mowing device, wherein the disc mowing device is arranged at the bottom end of a vehicle body and can realize height lifting and adjustment of an inclined plane angle through the extension and retraction of a push rod, the reciprocating mowing device is arranged at two sides of the vehicle body, the widening of the left side and the right side can be realized through a hydraulic push rod device, the vertical V-shaped angle adjustment can be realized through an electric push rod, and the mowing range is greatly enhanced.)
技术领域
本发明涉及草地修整技术领域，具体是一种自主可变幅割草无人车。
背景技术
自主型草地修整机器人技术有了较大的发展，从技术上能较好地满足各种草场和公园的需要，但是在不平整的地块实用能力上还需要进一步完善和提高。主要表现在一些系统割草路径规划仍需要不断测试验证，不仅要提高割草的工作效率减少重复割草而且还要减少割草机割草漏割。
目前的人工操作的割草机需要人力一直控制操作，长时间割草将降低操作者的割草效率和割草质量，所以需要采用的能够进行自主无人割草机代替，而现有的无人割草机，对简单地形适应度较好，但是面对不平整起伏不一的地形时，它的通过性和割草质量不佳，地形的适应性相对于有限，无法保证割草面积，工作效率过低，需要进行改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自主可变幅割草无人车，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种自主可变幅割草无人车，包括无人车主体，还包括圆盘割草装置、往复式割草装置以及环境探测装置，无人车主体两侧安装有移动轮，移动轮与无人车主体之间设有驱动模块；
圆盘割草装置，置于无人车主体下端部，用于对无人车主体经过后的下方区域草地进行修整；
往复式割草装置包括定刀架，定刀架置于无人车主体的两侧，定刀架下端设有动刀架，定刀架上端安装有用于驱动动刀架转动的无刷直流电机二，无刷直流电机二输出端通过设置在动刀架下端面的传动齿轮和传动链条与动刀架连接传动，定刀架同无人车主体的连接处设有角度调整组件和用于提高割草范围的往复扩幅组件；
无人车主体上端一侧设有带有伸缩挡板的无人车主体，无人车主体内安装有电源仓和用于对无人车工作进行自主控制的驱动器及控制系统仓；
环境探测装置，置于无人车主体上并与驱动器及控制系统仓相连接，用于获取环境信息。
优选的，所述圆盘割草装置包括设置在无人车主体下端的刀盘罩，刀盘罩内设置有无刷直流电机一，无刷直流电机一通过电机安装座与刀盘罩端部固定连接，无刷直流电机一输出端连接有电机传动轴，电机传动轴外安装有刀片，刀盘罩上端同无人车主体的连接处设有高度调节件。
优选的，所述高度调节件包括电动推杆一和电动推杆二，电动推杆一和电动推杆二分别置于刀盘罩上端的两侧，其安装端与无人车主体下端面固定连接，其输出端通过活动件与刀盘罩上端面相衔接。
优选的，所述往复扩幅组件包括变幅活动装置、固定架、推杆和液压装置，固定架置于无人车主体的两侧，其下端部通过铰接件与定刀架一端活动连接，变幅活动装置固定在固定架的顶端，其一侧连接有推杆，推杆远离变幅活动装置一端与固定在无人车主体两侧的液压装置相连接，变幅活动装置与无人车主体侧壁活动配合。
优选的，所述角度调整组件包括电动推杆三，电动推杆三的安装端置于变幅活动装置的中心处并与其活动连接，电动推杆三的输出端与定刀架上端面活动连接；。
优选的，所述驱动模块包括伺服减速轮毂电机和连接轴，伺服减速轮毂电机置于移动轮贴近无人车主体一侧的中心处并与移动轮固定连接，连接轴置于无人车主体的两侧，其一端与伺服减速轮毂电机输出端固定连接，其另一端与无人车主体转动连接。
优选的，所述环境探测装置包括与与驱动器及控制系统仓电性连接的第一探测部、第二探测部和第三探测部，第一探测部固定在无人车主体的两侧，其下端面安装有红外传感器一和高清摄像头一，第二探测部设置在变幅活动装置的下端面，其下端面安装有红外传感器二和高清摄像头二，第三探测部包括固定盒，固定盒置于无人车主体的头部，其远离无人车主体一侧端面设有红外传感器三、高清摄像头三和超声波传感器。
优选的，所述环境探测装置还包括角度传感器，角度传感器置于定刀架上端面并与其固定连接。
优选的，所述环境探测装置还包括RTK测量仪，RTK测量仪置于无人车主体尾端的上端面并与其固定连接。
优选的，所述无人车主体的头部焊接有防撞杆，防撞杆与无人车主体之间的区域内设有固定座，固定座下端面设有光电码盘。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明可代替人工割草方式，提高割草效率和质量，同时适用不同地形的割草环境。
2.本发明由一个圆盘割草装置和一个往复式割草装置，圆盘割草装置设置在车体底端，能通过推杆的伸缩，实现高度升降以及斜面角度的调节，往复式割草装置设置在车体两侧，通过液压推杆装置可实现左右两边扩幅以及通过电动推杆上下V型角度调节，割草范围得到大幅度的加强；
3.本发明可以自主割草作业，根据指令在规定区域自主作业，避障，自主返回。
附图说明
图1为一种自主可变幅割草无人车的结构示意图。
图2为一种自主可变幅割草无人车中刀盘罩的结构示意图。
图3为一种自主可变幅割草无人车中变幅活动装置的结构示意图。
图4为一种自主可变幅割草无人车中无人车主体的结构示意图。
图5为一种自主可变幅割草无人车中控制系统框图。
图6为一种自主可变幅割草无人车中驱动模块闭环控制示意图。
图中：1、红外传感器一；2、高清摄像头一；3、固定架；4、推杆；5、液压装置；6、电源仓；7、驱动器及控制系统仓；8、传动齿轮；9、传动链条；10、红外传感器二；11、高清摄像头二；12、光电码盘；13、防撞杆；14、伺服减速轮毂电机；15、连接轴；16、无刷直流电机一；17、刀盘罩；18、电机传动轴；19、刀片；20、电机安装座；21、电动推杆三；22、定刀架；23、动刀架；24、角度传感器；25、无刷直流电机二；26、铰接件；27、固定座；28、伸缩挡板；29、RTK测量仪；30、变幅活动装置；31、固定盒；32、电动推杆一；33、红外传感器三；34、高清摄像头三；35、超声波传感器；36、无人车主体；37、电动推杆二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明实施例中，一种自主可变幅割草无人车，包括无人车主体36，还包括圆盘割草装置、往复式割草装置以及环境探测装置，无人车主体36两侧安装有移动轮，移动轮与无人车主体36之间设有驱动模块；驱动模块包括伺服减速轮毂电机14和连接轴15，伺服减速轮毂电机14置于移动轮贴近无人车主体36一侧的中心处并与移动轮固定连接，连接轴15置于无人车主体36的两侧，其一端与伺服减速轮毂电机14输出端固定连接，其另一端与无人车主体36转动连接；
往复式割草装置包括定刀架22，定刀架22置于无人车主体36的两侧，定刀架22下端设有动刀架23，定刀架22上端安装有用于驱动动刀架23转动的无刷直流电机二25，无刷直流电机二25输出端通过设置在动刀架23下端面的传动齿轮8和传动链条9与动刀架23连接传动，定刀架22同无人车主体36的连接处设有角度调整组件和用于提高割草范围的往复扩幅组件；
无人车主体36上端一侧设有带有伸缩挡板28的无人车主体36，无人车主体36内安装有电源仓6和用于对无人车工作进行自主控制的驱动器及控制系统仓7；环境探测装置，置于无人车主体36上并与驱动器及控制系统仓7相连接，用于获取环境信息；
圆盘割草装置，置于无人车主体36下端部，用于对无人车主体36经过后的下方区域草地进行修整；圆盘割草装置包括设置在无人车主体36下端的刀盘罩17，刀盘罩17内设置有无刷直流电机一16，无刷直流电机一16通过电机安装座20与刀盘罩17端部固定连接，无刷直流电机一16输出端连接有电机传动轴18，电机传动轴18外安装有刀片19，刀盘罩17上端同无人车主体36的连接处设有高度调节件；
高度调节件包括电动推杆一32和电动推杆二37，电动推杆一32和电动推杆二37分别置于刀盘罩17上端的两侧，其安装端与无人车主体36下端面固定连接，其输出端通过活动件与刀盘罩17上端面相衔接；高度调节件主要是圆盘割草装置通过电动推杆一32和电动推杆二37实现可自动升降，电动推杆一32和电动推杆二37输出端与刀盘罩17活动连接，当两组推杆的伸缩长度不一样时，刀盘罩17可以形成斜面角度以适应不同的割草地形；
往复扩幅组件包括变幅活动装置30、固定架3、推杆4和液压装置5，固定架3置于无人车主体36的两侧，其下端部通过铰接件26与定刀架22一端活动连接，变幅活动装置30固定在固定架3的顶端，其一侧连接有推杆4，推杆4远离变幅活动装置30一端与固定在无人车主体36两侧的液压装置5相连接，变幅活动装置30与无人车主体36侧壁活动配合；固定架3设置在车体中心位置的两侧与变幅活动装置30固定连接，变幅活动装置30与液压装置5输出端上的推杆4相衔接，通过液压装置5带动推杆4来回工作以实现往复式割草刀左右扩幅，增加割草范围；
角度调整组件包括电动推杆三21，电动推杆三21的安装端置于变幅活动装置30的中心处并与其活动连接，电动推杆三21的输出端与定刀架22上端面活动连接；固定架3上装有电动推杆三21，电动推杆三21与定刀架22上的固定滑块活动连接，固定架3与固定架3一端用铰接件26固定，当电动推杆三21伸缩时，往复式割草装置可以上下调节角度，形成V面的割草方式，以适用田埂割草；
环境探测装置包括与与驱动器及控制系统仓7电性连接的第一探测部、第二探测部和第三探测部，第一探测部固定在无人车主体36的两侧，其下端面安装有红外传感器一1和高清摄像头一2，第二探测部设置在变幅活动装置30的下端面，其下端面安装有红外传感器二10和高清摄像头二11，第三探测部包括固定盒31，固定盒31置于无人车主体36的头部，其远离无人车主体36一侧端面设有红外传感器三33、高清摄像头三34和超声波传感器35；第一探测部用于获取无人车主体36两侧的路况信息，第二探测部用于获取往复式割草装置工作时的状态信息，第三探测部用于获取无人车主体36前方的路况信息；
环境探测装置还包括角度传感器24，角度传感器24置于定刀架22上端面并与其固定连接；环境探测装置还包括RTK测量仪29，RTK测量仪29置于无人车主体36尾端的上端面并与其固定连接；无人车主体36的头部焊接有防撞杆13，防撞杆13与无人车主体36之间的区域内设有固定座27，固定座27下端面设有光电码盘12；
无人车的控制系统主要是利用微处理器进行多信息处理以及电机的驱动控制等，割草无人车转弯主要是通过控制两边电机的转速形成的差速来实现车子的转弯。
工作原理：该自主可变幅割草无人车使用采用PWM方式调速的伺服减速轮毂电机14作为驱动电机，主控制系统输出的PWM控制信号需经过驱动模块将控制信号放大、变换后去驱动负载电机，通过驱动器控制电机正反转控制、制动快速停车、差速转弯。控制电路单片机直接补偿、安装在车体上的光电码盘12反馈的数据进行速度闭环调节，通过载波相位差分技术进行割草路径规划以及校准，通过输出的PWM控制信号控制控制电动推杆来调节割草装置的高度与角度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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