[发明专利]一种除草机器人防侧翻的车身稳定系统

说明书

本发明涉及除草机器人技术领域，具体涉及一种除草机器人防侧翻的车身稳定系统，包括惯性测量单元(IMU)、自适应倾斜控制算法、电子防倾斜系统、底盘、重心传感器、控制系统、活塞和油管；所述重心传感器安装于底盘，且重心传感器可检测机器人的重心位置，为控制系统提供数据支持；所述活塞以及油管属于除草机器人的配重系统，活塞的伸缩和油管内油液的走向对除草机器人进行实时调节；所述控制系统，可根据重心位置、倾斜角度、姿态速度等信息，配合活塞、油管调整除草机器人的稳定性。本发明，自动控制机器人的结构和运动方式，以保持其稳定性，可自动调整重心位置和轮速实现有效的防侧翻控制，提高其在复杂地形中的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及除草机器人技术领域，尤其涉及一种除草机器人防侧翻的车身稳定系统。

背景技术

割草设备一般包括割草机器人和打草机，割草机器人为一种智能化庭院护理设备，可自动按照规划的路径进行大面积割草操作，而打草机具有打草头，能够发挥一般的打草和修边功能。

现有的除草机器人，在工作中往往会出现侧翻的情况，特别是在起伏较大或者草坪地形不平整的情况下，这不仅影响了机器人的工作效率，还给操作人员带来一定的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种除草机器人防侧翻的车身稳定系统，以解决现有除草机器人在除草时车身不稳定容易侧翻的问题。

基于上述目的，本发明提供了一种除草机器人防侧翻的车身稳定系统。

一种除草机器人防侧翻的车身稳定系统，包括惯性测量单元(IMU)、自适应倾斜控制算法、电子防倾斜系统、底盘、重心传感器、控制系统、活塞和油管；

所述重心传感器安装于底盘，且重心传感器可检测机器人的重心位置，为控制系统提供数据支持；

所述活塞以及油管属于除草机器人的配重系统，活塞的伸缩和油管内油液的走向对除草机器人进行实时调节；

所述控制系统，可根据重心位置、倾斜角度、姿态速度等信息，配合活塞、油管调整除草机器人的稳定性；

所述电子防倾斜系统通过控制机器人的倾斜角度和转向角度，对机器人的稳定控制，该系统基于先进的电子控制技术，能够精确控制机器人的运动。

进一步的，所述控制系统由嵌入式微处理器、多机不锁存器和控制算法构成，所述控制算法分为姿态控制、偏航控制和避障控制。

进一步的，所述姿态控制算法使用加速度计和陀螺仪等内置传感器监测机器人的倾斜姿态，计算出机器人的倾斜角度，当机器人倾斜角度超过预设范围时，控制系统将会启动防侧翻稳定系统，机器人将会自动减速制动并/或发出警报信号，具体公式如下：

控制指令＝Kp*姿态误差+Ki*积分项+Kd*微分项

其中：

Kp、Ki、Kd是控制算法的参数，用于调节控制指令的比例、积分和微分部分的权重。

姿态误差是期望姿态与实际姿态之间的差异，可以使用欧拉角或四元数等方式表示；

积分项是姿态误差的累积，用于消除持续性的姿态误差；

微分项是姿态误差的变化率，用于预测姿态误差的趋势，以提前调整控制指令。

进一步的，所述偏航控制算法使用陀螺仪等传感器监测机器人的航向角度，调整机器人的方向并避免机器人偏离规划路径，在遇到障碍物时，机器人会发出避障信号并调整路径，具体公式如下：

控制指令＝Kp_yaw*偏航角误差+Ki_yaw*积分项_yaw

其中：

Kp_yaw、Ki_yaw是控制算法的参数，用于调节控制指令的比例和积分部分的权重；