CN105723916A - 一种智能草坪艺术修整机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于园艺机械设备技术领域，具体涉及一种智能草坪艺术修整机，包括修整机、定位通讯主控板、超声波发射器、超声波接收柱、电动机驱动板、姿态采集传感器、光电编码器、多级刀具、触摸屏、SD卡插口、路径规划处理器和充电装置；修整机的前、后端各装有一个超声波发射器和四个超声波接收柱，其余装在修整机上。利用超声波测距和捷联惯导的组合定位技术实现修整机在草坪上的精准定位，使修整机可以在草坪上根据预设的文字或图案进行修整，解决了草坪艺术修整中难于精确修整的问题；同时机身内置充电装置，使得修整机能够及时获得电能。本发明自动化程度高，具有实时快速的特点，能在规定的区域内实现高效自主的智能化草坪修整作业。

Description

一种智能草坪艺术修整机
技术领域
本发明属于园艺机械设备技术领域，具体涉及一种智能草坪艺术修整机。
背景技术
随着草坪在城市绿化中的作用日益凸显，草坪修整机在草坪管理中成为了最重要的设备之一；而人们审美要求的不断提高，使得草坪的艺术修整应用越来越广泛。常规的艺术修整方式都是纯人工或者使用人工控制的机械，对于草坪管理人员来说比较辛苦，同时也达不到十分精确的效果，而且需要相关人员拥有丰富的经验，条件也比较苛刻。针对上面这些情况，我们研究一种智能草坪艺术修整机，通过智能算法和组合定位系统来实现修整机的路径规划和精确修整。
发明内容
本发明的目的是降低草坪艺术修整的难度，提高艺术修整的自动化程度。
为此，本发明提供了一种智能草坪艺术修整机，包括修整机，还包括定位通讯主控板、超声波发射器、超声波接收柱、电机驱动板、姿态采集传感器、光电编码器、多级刀具、触摸屏、SD卡插口、路径规划处理器和充电装置；其特征在于：修整机的前端装有一个超声波发射器，修整机的尾端带有四个超声波接收柱，修整机上装有定位通讯主控板、电机驱动板、姿态采集传感器、光电编码器、多级刀具、触摸屏、SD卡插口、路径规划处理器和充电装置；所述的超声波接收柱设置在草坪打印区域周围，与定位通讯主控板通过无线通讯线路连接，超声波发射器、电机驱动板、姿态采集传感器、光电编码器、多级刀具与定位通讯主控板连接，SD卡插口、路径规划处理器与触摸屏连接；所述触摸屏和SD卡插口都装在修整机机身上，将装有图案或文字的SD卡插入到SD卡插口中，在触摸屏上将图案或文字输入到路径规划处理器。
所述的触摸屏可以依据用户输入的图形进行轮廓的选取和路径的规划，并通过算法转换成坐标值，从路径规划处理器发送给定位通讯主控板。
所述的定位通讯主控板根据接收到的坐标值，控制修整机的行进路线，由姿态采集传感器和光电编码器组成的组合导航系统，辅助超声波测距系统完成修整机的精确定位。
所述的多级刀具可以根据预设图案或文字的不同，调节刀具的高度。
所述的修整机的驱动方式为电力驱动，通过充电装置进行充电。
一种智能草坪艺术修整机，包括如下操作步骤：
a、所述触摸屏和SD卡插口都装在修整机上，将装有图片的SD卡插入到SD卡插口中，在触摸屏上将图片输入到路径规划处理器，根据转换算法将图案和文字的图形转换成相应的坐标值，发送给定位通讯主控板。
b、当修整机行进到相应坐标后，定位通讯主控板返回结束标志，路径规划处理器继续向定位通讯主控板发送下一个坐标值。
c、多级刀具的上下高度调整是单独分离的，齿条上安装刀具，小电机带动齿轮齿条上下移动，从而实现了多级刀具的高度调整，草坪图案的凹凸也就得到了体现。
d、多级刀具的转动与修整机所在状态有关，当修整机处于定位调整状态时，多级刀具不转动，当修整机开始按照规定的割草路径行走时，多级刀具开始转动，完成割草动作。
e、驱动多级刀具转动的电机和电源之间安装继电器，继电器由高低脉冲进行控制，与步骤d中修整机状态相互配合，当修整机处于定位状态，继电器脉冲为低电位，则电源与驱动多级刀具的电机不连通，多级刀具不转动；当修整机按照规定路径行走时，继电器获得高电位脉冲，多级刀具开始转动割草。
f、当修整机电力不足时，就会自动回到原点通过充电装置进行充电，为下一次修整积蓄能量。
本发明的优点：一种智能草坪艺术修整机在超声波接收柱圈定的草坪打印区域内，依靠路径规划处理器中的智能算法规划最优路径并判断是否为打印区域，通过坐标值进行有序修整，实现对区域内草坪的智能修整；修整机通过组合定位系统判断实时坐标，计算机通过坐标实时监控修整路径，并且当电量不足时自动返回充电，该方法提高了艺术修整的智能程度，只需要将装有图案或文字的SD卡插入到SD卡插口中，通过触摸屏将图案或文字输入到路径规划处理器中，就可以在草坪上将其打印出来，自动化程度高，具有实时快速的特点，能在规定的区域内实现高效自主的智能化草坪修整作业。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明底视结构示意图。
图2是本发明俯视结构示意图。
图3是本发明定位系统示意图。
图4是本发明多级刀具示意图。
图5是本发明多层修整示意图。
附图标记说明：1、修整机；2、定位通讯主控板；3、超声波发射器；4、超声波接收柱；5、电机驱动板；6、姿态采集传感器；7、光电编码器；8、多级刀具；9、触摸屏；10、SD卡插口；11、路径规划处理器；12、充电装置；A、第一层修整；B、第二层修整；C、第三层修整。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
如图1和图2所示，一种智能草坪艺术修整机，包括修整机1，还包括定位通讯主控板2、超声波发射器3、超声波接收柱4、电机驱动板5、姿态采集传感器6、光电编码器7、多级刀具8、触摸屏9、SD卡插口10、路径规划处理器11和充电装置12。修整机1前端装有一个超声波发射器3，修整机1的尾端带有四个超声波接收柱4，修整机1上装有定位通讯主控板2、电机驱动板5、姿态采集传感器6、光电编码器7、多级刀具8、触摸屏9、SD卡插口10、路径规划处理器11和充电装置12，超声波接收柱4设置在草坪打印区域周围，与定位通讯主控板2通过无线通讯线路连接，超声波发射器3、电机驱动板5、姿态采集传感器6、光电编码器7、多级刀具8与定位通讯主控板2连接，触摸屏9和SD卡插口10都装在修整机1机身上，将装有图案或文字的SD卡插入到SD卡插口10中，在触摸屏9上将图案或文字输入到路径规划处理器11。
所述的触摸屏9可以依据用户输入的图形进行轮廓的选取和路径的规划，并通过算法转换成坐标值，从路径规划处理器11发送给定位通讯主控板2。
如图3所示，所述的定位通讯主控板2根据收到的坐标值，控制修整机1的行进路线，由姿态采集传感器6和光电编码器7组成的组合导航系统，辅助超声波测距系统完成修整机1的精确定位。
所述的多级刀具8可以根据预设图案或文字的不同，调节刀具的高度。
所述的修整机1的驱动方式为电力驱动，通过充电装置12进行充电。
定位通讯主控板2根据路径规划处理器11发送的坐标值计算出行进路线，通过电机驱动板5控制修整机1的运动，当运动指令执行完毕时，超声波发射器3发送超声波，利用超声波测距技术，测定和超声波接收柱4之间的距离，计算出修整机1的坐标值并进行修正。当超声波测距技术无法完成定位时，使用由姿态采集传感器6和光电编码器7组成的组合导航，推算出修整机1的坐标值，其中姿态采集传感器6提供行进距离，光电编码器7提供姿态角。通过修整机1坐标值的实时更新来完成草坪的精确修整。
实施例2：
所述的定位通讯主控板2和路径规划处理器11连接，进行数据交换，控制修整机1的行进路线。
一种智能草坪艺术修整机，包括如下操作步骤：
a、所述触摸屏和SD卡插口都装在修整机上，将装有图片的SD卡插入到SD卡插口中，在触摸屏上将图片输入到路径规划处理器，根据转换算法将图案和文字的图形转换成相应的坐标值，发送给定位通讯主控板。
b、当修整机行进到相应坐标后，定位通讯主控板返回结束标志，路径规划处理器继续向定位通讯主控板发送下一个坐标值。
c、多级刀具的上下高度调整是单独分离的，齿条上安装刀具，小电机带动齿轮齿条上下移动，从而实现了多级刀具的高度调整，草坪图案的凹凸也就得到了体现。
d、多级刀具的转动与修整机所在状态有关，当修整机处于定位调整状态时，多级刀具不转动，当修整机开始按照规定的割草路径行走时，多级刀具开始转动，完成割草动作。
e、驱动多级刀具转动的电机和电源之间安装继电器，继电器由高低脉冲进行控制，与步骤d中修整机状态相互配合，当修整机处于定位状态，继电器脉冲为低电位，则电源与驱动多级刀具的电机不连通，多级刀具不转动；当修整机按照规定路径行走时，继电器获得高电位脉冲，多级刀具开始转动割草。
f、当修整机电力不足时，就会自动回到原点通过充电装置进行充电，为下一次修整积蓄能量。
实施例3：
如图4和图5所示，所述的路径规划处理器11根据图案或文字对修整高度进行设置，并通过无线通讯线路发送给定位通讯主控板2，控制多级刀具8的高度来修整出有层次的图案或文字。
所述区域A是修整机1对草坪的第一层修整，此时多级刀具8高度较高，以突出图案或文字的大体轮廓。
所述区域B是修整机1对草坪的第二层修整，此时多级刀具8高度降低，用来修整图案或文字的主要部分。
所述区域C是修整机1对草坪的第三层修整，此时多级刀具8高度最低，用来修整图案或文字的立体部分。
通过上述三个区域调整道具的高度以及小车路径的准确度，便可以完整地修整出所需要的有层次的图案或文字。
以上仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能草坪艺术修整机，包括修整机(1)、定位通讯主控板(2)、超声波发射器(3)、超声波接收柱(4)、电机驱动板(5)、姿态采集传感器(6)、光电编码器(7)、多级刀具(8)、触摸屏(9)、SD卡插口(10)、路径规划处理器(11)和充电装置(12)；其特征在于：修整机(1)的前端装有一个超声波发射器(3)，修整机(1)的尾端带有四个超声波接收柱(4)，修整机(1)上装有定位通讯主控板(2)、电机驱动板(5)、姿态采集传感器(6)、光电编码器(7)、多级刀具(8)、触摸屏(9)、SD卡插口(10)、路径规划处理器(11)和充电装置(12)；所述的超声波接收柱(4)设置在草坪打印区域周围，与定位通讯主控板(2)通过无线通讯线路连接，超声波发射器(3)、电机驱动板(5)、姿态采集传感器(6)、光电编码器(7)、多级刀具(8)与定位通讯主控板(2)连接；所述触摸屏(9)和SD卡插口(10)都装在修整机(1)机身上，将装有图案或文字的SD卡插入到SD卡插口(10)中，在触摸屏(9)上将图案或文字输入到路径规划处理器(11)。
2.如权利要求1所述的智能草坪艺术修整机，其特征在于：所述的触摸屏(9)可以依据用户输入的图形进行轮廓的选取和路径的规划，并通过算法转换成坐标值，从路径规划处理器(11)发送给定位通讯主控板(2)。
3.如权利要求1所述的智能草坪艺术修整机，其特征在于：所述的定位通讯主控板(2)根据收到的坐标值，控制修整机(1)的行进路线，由姿态采集传感器(6)和光电编码器(7)组成的组合导航系统，辅助超声波测距系统完成修整机(1)的精确定位。
4.如权利要求1所述的智能草坪艺术修整机，其特征在于：所述的多级刀具(8)可以根据预设图案或文字的不同，调节刀具的高度。
5.如权利要求1所述的智能草坪艺术修整机，其特征在于：所述的修整机(1)的驱动为电力驱动，通过充电装置(12)进行充电。
6.一种智能草坪艺术修整机，其特征在于，包括如下操作步骤：
(a)所述触摸屏(9)和SD卡插口(10)都装在修整机(1)上，将装有图片的SD卡插入到SD卡插口中，在触摸屏(9)上将图片输入到路径规划处理器(11)，根据转换算法将图案和文字的图形转换成相应的坐标值，发送给定位通讯主控板(2)。
(b)当修整机(1)行进到相应坐标后，定位通讯主控板(2)返回结束标志，路径规划处理器(11)继续向定位通讯主控板(2)发送下一个坐标值。
(c)多级刀具(8)的上下高度调整是单独分离的，齿条上安装刀具，小电机带动齿轮齿条上下移动，从而实现了多级刀具(8)的高度调整，草坪图案的凹凸也就得到了体现。
(d)多级刀具(8)的转动与修整机(1)所在状态有关，当修整机(1)处于定位调整状态时，多级刀具(8)不转动，当修整机(1)开始按照规定的割草路径行走时，多级刀具(8)开始转动，完成割草动作。
(e)驱动多级刀具(8)转动的电机和电源之间安装继电器，继电器由高低脉冲进行控制，与步骤(d)中修整机(1)状态相互配合，当修整机(1)处于定位状态，继电器脉冲为低电位，则电源与驱动多级刀具(8)的电机不连通，多级刀具(8)不转动；当修整机(1)按照规定路径行走时，继电器获得高电位脉冲，多级刀具(8)开始转动割草。
(f)当修整机(1)电力不足时，就会自动回到原点通过充电装置(12)进行充电，为下一次修整积蓄能量。
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