[实用新型]智能割草机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种移动机器人，特别是一种割草机器人，能主动执行草坪修剪任务，适用于于家庭、公共服务空间等场所进行绿地护理的服务。

背景技术

随着经济的增长，城市建设的加快，随之也带动了绿色产业的繁荣。在城市中，草坪具有吸尘、降噪、保湿和保持水土的诸多优点，在各种绿化工程中得到了广泛应用。目前，草坪业已成为一种新兴的产业。

在草坪维护作业当中，草坪修剪的工作最为繁重，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。

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，经常得不到理想的修剪结果，例如出现漏检等现象。

公开号为CN100515695C的发明专利公开了一种智能割草机器人，其包括车体、行走轮，车体下方设置割草电机、 割草刀片，行走轮的转轴上分别连接减速器，行走驱动电机输出轴通过编码器与减速 器连接，两个减速器之间输出轴上设置组合导航系统，车体上设置控制系统，包括主 控模块、驱动控制模块、传感器信息处理模块，主控模块与驱动控制模块连接，驱动控制模块与行走驱动电机驱动输入端连接，编码器信号输出端与驱动控制模块相连，车体前方边缘设置超声波传感器，车体前端设置万向轮，车体上还设置蓄电池。其与现有的割草机类似，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

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，并提供一种智能割草机器人，引入机器视觉和惯性导航技术的结构稳定、可靠性强的智能割草机器人。能够实现自动导航、臂障、检测、割草和集草等功能的集成，从而避免割完的草凌乱的散落在草坪上，减轻工人的劳动强度，提高割草作业的工作效率。

为达到上述发明创造目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种智能割草机器人，包括车体、行走轮子、行走电机、割草刀片、割草电机、控制系统和电源模块，行走轮子分别安装在车体的底盘两侧，包括两个前轮和两个后轮，行走电机包括左右侧两个前轮驱动电机，前轮分别驱动电机驱动两个前轮行走，控制系统安装在车体上，电源模块为电子元件和电气系统供电，车体从前到后由割草斗箱体和储草箱体固定连接构成，割草刀片安装在割草斗箱体的最前端，割草电机通过传动部分驱动割草刀片进行割草作业，输送系统包括输送电机和输送执行装置，输送执行装置设置于割草斗箱体内部，输送电机驱动输送执行装置，将被割草刀片割断的草从割草斗箱体中定向输送至储草箱体中实现集草作业，控制系统包括主控制器和与之信号连接的传感器数据处理器、电机驱动控制模块和人机交互模块，电机驱动控制模块包括3个电机驱动器，电机驱动器分别控制前轮驱动电机、割草电机和输送电机，传感器数据处理器分别处理来自陀螺仪、加速度传感器及环境图像采集系统的信息，陀螺仪和加速度传感器安装在车体上，通过陀螺仪和加速度传感器的信息融合来控制割草机器人的位姿和实现惯性导航，环境图像采集系统包括固定安装在车体上的四个CCD摄像头，CCD摄像头分别固定安装在车体的左前、左后、右前和右后的位置处，传感器数据处理器通过处理CCD摄像头获取的信息，得出调整机器人的运动状态数据，控制割草刀片的割草操作、指挥割草机器人避障和实现对外界环境的监测，与人机交互模块信号连接的触摸屏终端也安装在车体上。

作为本实用新型优选的技术方案，上述输送执行装置包括分草装置和定向送草装置，分草装置包括分草滚轮，分草滚轮的轮轴两端分别通过两个支架固定在割草斗箱体左右两侧，分草滚轮设有梳状构件，梳状构件沿着分草滚轮的径向梳理被割草刀片割断的草，使被割草刀片割断的草沿着垂直分草滚轮轴向理顺，的分草滚轮通过传动皮带传动实现草的定向摆放传输，定向送草装置包括送草卷筒，送草卷筒的中轴两端也分别通过支架固定在割草斗箱体左右两侧，送草卷筒外表面上设有螺旋曲面，通过输送皮带带动送草卷筒旋转，对分草滚轮定向摆放传输的草进行定向输送，从而实现将草从割草斗箱体中输送至储草箱体中，输送电机装在割草斗箱体的外侧，传动皮带和输送皮带皆由输送电机传动。