CN109588102B - 一种新型高效可调节的割草机、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及割草机技术领域，具体涉及一种新型高效可调节的割草机、系统及方法，割草机包括升降板，升降板底部的左右两侧设置有凹槽，凹槽的内部设置有电动伸缩杆，电动伸缩杆的底部固定连接有固定板，固定板的中部设置有开口，固定板底部的左右两侧设置有滚轮，固定板的顶部左侧设置有手推杆，手推杆上设置有电机控制开关，凹槽之间设置有固定框，固定框的顶部设置有电机，电机的输出轴贯穿固定框的顶部，电机的输出轴上连接有主动皮带轮，主动皮带轮的左侧设置有连接杆，本发明设计新颖、使用方便，该割草机不仅能够使用于不同高度草坪的修剪，还能有效提高割草机的修剪效率，具有较强的适用性。

Description

一种新型高效可调节的割草机、系统及方法
技术领域
本发明涉及割草机技术领域，具体涉及一种新型高效可调节的割草机、系统及方法。
背景技术
割草机(Lawn mower)又称除草机、剪草机、草坪修剪机等。割草机是一种用于修剪草坪、植被等的机械工具，它是由刀盘、发动机、行走轮、行走机构、刀片、扶手、控制部分组成。刀盘装在行走轮上，刀盘上装有发动机，发动机的输出轴上装有刀片，刀片利用发动机的高速旋转在速度方面提高很多，节省了除草工人的作业时间，减少了大量的人力资源。
由于不同园林的草生长的差异性，我们需要调节切割刀刀片的上下高度以实现不同高度的草的切割。且传统的割草机普遍存在切割效率较低的问题，在推动割草机进行割草时，推过的草坪上总会留有一些草未被切断，此时使用者只能进行来回的反复推动切割，既费时又费力。
发明内容
本发明公开了一种新型高效可调节的割草机、系统及方法，以解决上述问题。
具体技术方案如下：
一种新型高效可调节的割草机，包括升降板，所述升降板底部的左右两侧设置有凹槽，所述凹槽的内部设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的底部固定连接有固定板，所述固定板的中部设置有开口，所述固定板底部的左右两侧设置有滚轮，所述固定板的顶部左侧设置有手推杆，所述手推杆上设置有电机控制开关，所述凹槽之间设置有固定框，所述固定框的顶部设置有电机，所述电机的输出轴贯穿所述固定框的顶部，所述电机的输出轴上连接有主动皮带轮，所述主动皮带轮的左侧设置有连接杆，所述连接杆的上下两端分别与所述固定框和升降板转动连接，所述连接杆上端设置有从动皮带轮，所述从动皮带轮与所述主动皮带轮之间设置有皮带，所述从动皮带轮的下方设置有横向锥齿轮，所述横向锥齿轮固定于所述连接杆上，所述横向锥齿轮的左侧啮合有纵向锥齿轮，所述纵向锥齿轮的左侧设置有固定板，所述固定板固定于所述升降板的顶部，所述固定板与所述纵向锥齿轮之间设置有连接轴，所述连接轴的左端贯穿所述固定板，所述连接轴的左端连接有凸轮，所述凸轮的后侧设置有滑动块，所述滑动块的上方与下方分别设置有第一滑轨与第二滑轨，所述滑动块的上下两端分别与所述第一滑轨与第二滑轨滑动配合，所述滑动块的后侧壁上连接有限位套杆，所述限位套杆的后侧套接有套管，所述套管固定于所述固定框内部的后侧壁上，所述套管与所述滑动块之间设置有弹簧，所述弹簧套于所述限位套杆的外侧，所述升降板的底部设置有第三滑轨，所述第三滑轨与所述第二滑轨的位置相对应，所述第三滑轨内部滑动连接有滑动板，所述滑动板的下端穿过所述开口，所述第二滑轨与第三滑轨之间开设有条形开口，所述条形开口的内部设置有连接块，所述连接块的两端分别与所述滑动块与滑动板固定连接，所述第三滑轨的左侧设置有L型固定板，所述滑动板与所述L型固定板的右端均设置有剪齿，所述L型固定板的左侧设置有挡板，所述主动皮带轮的下方设置有套管，所述套管的下端贯穿所述升降板，所述主动皮带轮的内部套设有转动轴，所述转动轴的上端与所述主动皮带轮的底部固定连接，所述转动轴的底部连接有切割刀片，所述固定框的顶部设置有蓄电池，所述电机通过所述电机控制开关与所述蓄电池电性连接，所述固定框的左侧壁上设置有电动伸缩杆控制开关，所述电动伸缩杆通过所述电动伸缩杆控制开关与所述蓄电池电性连接。
优选的，所述电机输出轴与所述固定框的连接处设置有轴承，所述连接轴与所述固定板的连接处设置有轴承。
优选的，所述凹槽的内部至少设置有两组所述电动伸缩杆。
优选的，两组所述挡板中线的水平位置与所述切割刀片的水平位置相对应。
优选的，所述L型固定板与所述挡板均焊接于所述升降板的底部，所述第一滑轨焊接于所述固定框的内侧顶部。
本发明还提供一种割草系统，包括上述的新型高效可调节的割草机，还包括：
确定收割区域的界限及收割区域中地表障碍物或者地表凹陷的水沟或水坑，并规划出合理运动路线的处理装置；
在割草作业过程中实时显示收割区域地形图像，割草机的实时定位信息、收割区域的界限及收割区域中地表障碍物或者地表凹陷的水沟或水坑及割草机的运动路线的显示装置；
安装在割草机上，将割草机的实时定位信息反馈给显示装置在收割区域地形图像进行显示的实时定位装置；
所述处理装置中设置有：
界限确定单元，根据收割区域地形图像确定收割区域的界限；
图像分割单元，对收割区域地形图像进行分割，获得所述收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑；所述图像分割单元对收割区域地形图像进行分割，具体是：
将收割区域地形图像的二值化后，提取出图像中的中心至边缘灰度值递增的像素区域，以及中心至边缘灰度值递减的像素区域，再从中选择以像素区域中心为中心、以
Figure GDA0001935674340000031
为半径的区域作为候选区域，其中m为每个像素区域中包含的像素个数，(xe,ye)为每个像素区域中最边缘的像素坐标，(xc,yc)为每个像素区域中心的像素坐标；
计算提取出各候选区域后图像中其余像素的灰度平均值；
计算提取出的各候选区域的灰度平均值，若与计算出的图像中其余像素的灰度平均值的差值小于设定阈值，则将对应的像素区域从候选区域中剔除；否则，将对应的像素区域保留在候选区域中；
保留在候选区域中的像素区域，即所述收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑；
路线规划模块：根据收割区域的界限和收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑，规划割草机的运动路线，输出给显示装置。
本发明还提供一种割草方法，利用所述的系统，该方法包括：
确定收割区域的界限及收割区域中地表障碍物或者地表凹陷的水沟或水坑，并规划出合理运动路线；
在割草作业过程中实时显示收割区域地形图像，割草机的实时定位信息、收割区域的界限及收割区域中地表障碍物或者地表凹陷的水沟或水坑及割草机的运动路线；
所述确定收割区域的界限及收割区域中地表障碍物或者地表凹陷的水沟或水坑，并规划出合理运动路线，具体包括：
根据收割区域地形图像确定收割区域的界限；
对收割区域地形图像进行分割，获得所述收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑；
对收割区域地形图像进行分割，具体包括：
将收割区域地形图像的二值化后，提取出图像中的中心至边缘灰度值递增的像素区域，以及中心至边缘灰度值递减的像素区域，再从中选择以像素区域中心为中心、以
Figure GDA0001935674340000041
为半径的区域作为候选区域，其中m为每个像素区域中包含的像素个数，(xe,ye)为每个像素区域中最边缘的像素坐标，(xc,yc)为每个像素区域中心的像素坐标；
计算提取出各候选区域后图像中其余像素的灰度平均值；
计算提取出的各候选区域的灰度平均值，若与计算出的图像中其余像素的灰度平均值的差值小于设定阈值，则将对应的像素区域从候选区域中剔除；否则，将对应的像素区域保留在候选区域中；
保留在候选区域中的像素区域，即所述收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑；
通过电机控制开关控制电机运转，电机运转通过主动皮带轮带动转动轴转动，转动轴转动带动切割刀片进行转动，切割刀片转动对草坪进行修剪，同时主动皮带轮转动会通过皮带带动从动皮带轮进行转动，从动皮带轮带动连接杆与横向锥齿轮进行转动，横向锥齿轮通过纵向锥齿轮带动连接轴进行转动，连接轴转动带动凸轮进行转动，当凸轮上的凸起部位与滑动块相接触并挤压时，滑动块沿第一滑轨与第二滑轨方向向后运动，滑动块向后运动会推动限位套杆被压入到套管中，同时弹簧被压缩，当固定框上的凸起部位与滑动块分离时，弹簧上的弹力释放带动滑动块向前复位，如此往复进而实现滑动块的前后往复运动，滑动块通过条形开口内的连接块带动滑动板沿第三滑轨方向进行前后往复运动，滑动板带动其侧壁上的剪齿进行运动，上端的剪齿前后往复运动，下方的剪齿固定不动，进而实现如电推刀般的剪切运动，该种设置能够将切割刀片未修剪掉的草进行进一步修剪，提高了割草机的修剪效率，当草坪过短切割刀片与剪齿无法修剪到草坪时，可通过电动伸缩杆控制开关调节电动伸缩杆的长度，电动伸缩杆伸缩带动升降板进行升降，进而实现切割刀片与剪齿的高度调节，使割草机能够适用于不同高度草坪的修剪。
有益效果：
本发明设计新颖、使用方便，该割草机不仅能够使用于不同高度草坪的修剪，还能有效提高割草机的修剪效率，具有较强的适用性。本发明使用时，通过电机控制开关控制电机运转，电机运转通过主动皮带轮带动转动轴转动，转动轴转动带动切割刀片进行转动，切割刀片转动对草坪进行修剪，同时主动皮带轮转动会通过皮带带动从动皮带轮进行转动，从动皮带轮带动连接杆与横向锥齿轮进行转动，横向锥齿轮通过纵向锥齿轮带动连接轴进行转动，连接轴转动带动凸轮进行转动，当凸轮上的凸起部位与滑动块相接触并挤压时，滑动块沿第一滑轨与第二滑轨方向向后运动，滑动块向后运动会推动限位套杆被压入到套管中，同时弹簧被压缩，当固定框上的凸起部位与滑动块分离时，弹簧上的弹力释放带动滑动块向前复位，如此往复进而实现滑动块的前后往复运动，滑动块通过条形开口内的连接块带动滑动板沿第三滑轨方向进行前后往复运动，滑动板带动其侧壁上的剪齿进行运动，上端的剪齿前后往复运动，下方的剪齿固定不动，进而实现如电推刀般的剪切运动，该种设置能够将切割刀片未修剪掉的草进行进一步修剪，提高了割草机的修剪效率，当草坪过短切割刀片与剪齿无法修剪到草坪时，可通过电动伸缩杆控制开关调节电动伸缩杆的长度，电动伸缩杆伸缩带动升降板进行升降，进而实现切割刀片与剪齿的高度调节，使割草机能够适用于不同高度草坪的修剪。同时，本发明提供的割草系统及方法中通过对收割区域地形图像进行特定方式的分割，得到收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑，依据此分割结果规划的割草机运动路线合理准确，且能够在割草过程中避开收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑和根据实时定位信息调整运动。
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：本发明的结构示意图；
图2：本发明俯视图；
图3：本发明中凸轮的结构示意图；
图4：本发明中剪齿的结构示意图；
图5：本发明中a部位的放大图；
图6：本发明的系统框图；
附图标记如下：1、升降板，2、电动伸缩杆，3、固定板，4、滚轮，5、手推杆，6、电机控制开关，7、固定框，8、电机，9、主动皮带轮，10、连接杆，11、从动皮带轮，12、横向锥齿轮，13、皮带，14、纵向锥齿轮，15、固定板，16、连接轴，17、凸轮，18、滑动块，19、第一滑轨，20、第二滑轨，21、限位套杆，22、套管，23、弹簧，24、第三滑轨，25、滑动板，26、L型固定板，27、剪齿，28、挡板，29、套管，30、转动轴，31、切割刀片，32、蓄电池，33、电动伸缩杆控制开关，34、连接块，101、凹槽，102、条形开口，301、开口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
结合图2、3、4、5，参看图1：一种新型高效可调节的割草机，包括升降板1，升降板1底部的左右两侧设置有凹槽101，凹槽101的内部设置有电动伸缩杆2，电动伸缩杆2的底部固定连接有固定板3，固定板3的中部设置有开口301，固定板3底部的左右两侧设置有滚轮4，固定板3的顶部左侧设置有手推杆5，手推杆5上设置有电机控制开关6，凹槽101之间设置有固定框7，固定框7的顶部设置有电机8，电机8的输出轴贯穿固定框7的顶部，电机8的输出轴上连接有主动皮带轮9，主动皮带轮9的左侧设置有连接杆10，连接杆10的上下两端分别与固定框7和升降板1转动连接，连接杆10上端设置有从动皮带轮11，从动皮带轮11与主动皮带轮9之间设置有皮带13，从动皮带轮11的下方设置有横向锥齿轮12，横向锥齿轮12固定于连接杆10上，横向锥齿轮12的左侧啮合有纵向锥齿轮14，纵向锥齿轮14的左侧设置有固定板15，固定板15固定于升降板1的顶部，固定板15与纵向锥齿轮14之间设置有连接轴16，连接轴16的左端贯穿固定板15，连接轴16的左端连接有凸轮17，凸轮17的后侧设置有滑动块18，滑动块18的上方与下方分别设置有第一滑轨19与第二滑轨20，滑动块18的上下两端分别与第一滑轨19与第二滑轨20滑动配合，滑动块18的后侧壁上连接有限位套杆21，限位套杆21的后侧套接有套管22，套管22固定于固定框7内部的后侧壁上，套管22与滑动块18之间设置有弹簧23，弹簧23套于限位套杆21的外侧，升降板1的底部设置有第三滑轨24，第三滑轨24与第二滑轨20的位置相对应，第三滑轨24内部滑动连接有滑动板25，滑动板25的下端穿过开口301，第二滑轨20与第三滑轨24之间开设有条形开口102，条形开口102的内部设置有连接块34，连接块34的两端分别与滑动块18与滑动板25固定连接，第三滑轨24的左侧设置有L型固定板26，滑动板25与L型固定板26的右端均设置有剪齿27，L型固定板26的左侧设置有挡板28，主动皮带轮9的下方设置有套管29，套管29的下端贯穿升降板1，主动皮带轮9的内部套设有转动轴30，转动轴30的上端与主动皮带轮9的底部固定连接，转动轴30的底部连接有切割刀片31，固定框7的顶部设置有蓄电池32，电机8通过电机控制开关6与蓄电池32电性连接，固定框7的左侧壁上设置有电动伸缩杆控制开关33，电动伸缩杆2通过电动伸缩杆控制开关33与蓄电池32电性连接。
具体的，电机8输出轴与固定框7的连接处设置有轴承，连接轴16与固定板15的连接处设置有轴承，凹槽101的内部至少设置有两组电动伸缩杆2，两组挡板28中线的水平位置与切割刀片31的水平位置相对应，L型固定板26与挡板28均焊接于升降板1的底部，第一滑轨19焊接于固定框7的内侧顶部。
本发明使用时，通过电机控制开关6控制电机8运转，电机8运转通过主动皮带轮9带动转动轴30转动，转动轴30转动带动切割刀片31进行转动，切割刀片31转动对草坪进行修剪，同时主动皮带轮9转动会通过皮带13带动从动皮带轮11进行转动，从动皮带轮11带动连接杆10与横向锥齿轮12进行转动，横向锥齿轮12通过纵向锥齿轮14带动连接轴16进行转动，连接轴16转动带动凸轮17进行转动，当凸轮17上的凸起部位与滑动块18相接触并挤压时，滑动块18沿第一滑轨19与第二滑轨20方向向后运动，滑动块18向后运动会推动限位套杆21被压入到套管22中，同时弹簧23被压缩，当固定框7上的凸起部位与滑动块18分离时，弹簧23上的弹力释放带动滑动块18向前复位，如此往复进而实现滑动块18的前后往复运动，滑动块18通过条形开口102内的连接块34带动滑动板25沿第三滑轨24方向进行前后往复运动，滑动板25带动其侧壁上的剪齿27进行运动，上端的剪齿27前后往复运动，下方的剪齿27固定不动，进而实现如电推刀般的剪切运动，该种设置能够将切割刀片31未修剪掉的草进行进一步修剪，提高了割草机的修剪效率，当草坪过短切割刀片31与剪齿27无法修剪到草坪时，可通过电动伸缩杆控制开关33调节电动伸缩杆2的长度，电动伸缩杆2伸缩带动升降板1进行升降，进而实现切割刀片31与剪齿27的高度调节，使割草机能够适用于不同高度草坪的修剪。
本发明实施方式还提供一种割草系统，如图6所示，包括上述的割草机；还包括：
确定收割区域的界限及收割区域中地表障碍物或者地表凹陷的水沟或水坑，并规划出合理运动路线的处理装置；
在割草作业过程中实时显示收割区域地形图像，割草机的实时定位信息、收割区域的界限及收割区域中地表障碍物或者地表凹陷的水沟或水坑及割草机的运动路线的显示装置；
安装在割草机上，将割草机的实时定位信息反馈给显示装置在收割区域地形图像进行显示的实时定位装置；
处理装置中设置有：
界限确定单元，根据收割区域地形图像确定收割区域的界限；
图像分割单元，对收割区域地形图像进行分割，获得所述收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑；所述图像分割单元对收割区域地形图像进行分割，具体是：
将收割区域地形图像的二值化后，提取出图像中的中心至边缘灰度值递增的像素区域，以及中心至边缘灰度值递减的像素区域，再从中选择以像素区域中心为中心、以
Figure GDA0001935674340000101
为半径的区域作为候选区域，其中m为每个像素区域中包含的像素个数，(xe,ye)为每个像素区域中最边缘的像素坐标，(xc,yc)为每个像素区域中心的像素坐标；
计算提取出各候选区域后图像中其余像素的灰度平均值；
计算提取出的各候选区域的灰度平均值，若与计算出的图像中其余像素的灰度平均值的差值小于设定阈值，则将对应的像素区域从候选区域中剔除；否则，将对应的像素区域保留在候选区域中；
保留在候选区域中的像素区域，即所述收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑；
路线规划模块：根据收割区域的界限和收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑，规划割草机的运动路线，输出给显示装置。
通过界限确定单元和图像分割单元实现收割区域界限和收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑的确定，其中界限确定单元的确定，可以通过无人机获取的收割区域地形图像进行图像处理后确定即可。收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑的确定为技术难点，因从无人机获取的收割区域地形图像中无法直接获得障碍物或者水沟、水坑的准确位置信息，因此需要对收割区域地形图像进行图像分割，将障碍物或者水沟、水坑从图像中分割出来，经过分析可知，水沟、水坑的灰度往往比收割物(例如草、麦子等)的灰度低，而障碍物(例如土坡、石头)又往往比收割物的灰度高，总之，灰度值明显低于或者明显高于收割物灰度的部分，则很有可能是障碍物或者水沟、水坑，因此，先将收割区域地形图像的二值化，提取出图像中的中心至边缘灰度值递增的像素区域，以及中心至边缘灰度值递减的像素区域，再从中选择以像素区域中心为中心、以
Figure GDA0001935674340000111
为半径的区域作为候选区域，以此确定的候选区域充分考虑了每个像素区域中包含的像素个数、每个像素区域中最边缘的像素坐标、每个像素区域中心的像素坐标，综合计算出区域范围，结果准确，避免需要收割区域被误删除，计算提取出的各候选区域的灰度平均值，若与计算出的图像中其余像素的灰度平均值的差值小于设定阈值，则将对应的像素区域从候选区域中剔除；否则，将对应的像素区域保留在候选区域中；保留在候选区域中的像素区域，即所述收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑；其中设定的阈值(比如50)，将灰度平均值与其余像素的灰度平均值的差值小于设定阈值的像素区域判定为仍属于收割物区域，将其从候选区域中删除，进一步精确分割结果，避免仅由中心至边缘灰度值递增或递减这一判断标准所得结果中将收割物区域误判到候选区域中；至此保留在候选区域中的像素区域，即所述收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑。
本实施方式还提供一种割草方法，利用上述割草系统，该方法包括：
确定收割区域的界限及收割区域中地表障碍物或者地表凹陷的水沟或水坑，并规划出合理运动路线；
在割草作业过程中实时显示收割区域地形图像，割草机的实时定位信息、收割区域的界限及收割区域中地表障碍物或者地表凹陷的水沟或水坑及割草机的运动路线；
所述确定收割区域的界限及收割区域中地表障碍物或者地表凹陷的水沟或水坑，并规划出合理运动路线，具体包括：
根据收割区域地形图像确定收割区域的界限；
对收割区域地形图像进行分割，获得所述收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑；
对收割区域地形图像进行分割，具体包括：
将收割区域地形图像的二值化后，提取出图像中的中心至边缘灰度值递增的像素区域，以及中心至边缘灰度值递减的像素区域，再从中选择以像素区域中心为中心、以
Figure GDA0001935674340000121
为半径的区域作为候选区域，其中m为每个像素区域中包含的像素个数，(xe,ye)为每个像素区域中最边缘的像素坐标，(xc,yc)为每个像素区域中心的像素坐标；
计算提取出各候选区域后图像中其余像素的灰度平均值；
计算提取出的各候选区域的灰度平均值，若与计算出的图像中其余像素的灰度平均值的差值小于设定阈值，则将对应的像素区域从候选区域中剔除；否则，将对应的像素区域保留在候选区域中；
保留在候选区域中的像素区域，即所述收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑；
割草作业中，通过电机控制开关6控制电机8运转，电机8运转通过主动皮带轮9带动转动轴30转动，转动轴30转动带动切割刀片31进行转动，切割刀片31转动对草坪进行修剪，同时主动皮带轮9转动会通过皮带13带动从动皮带轮11进行转动，从动皮带轮11带动连接杆10与横向锥齿轮12进行转动，横向锥齿轮12通过纵向锥齿轮14带动连接轴16进行转动，连接轴16转动带动凸轮17进行转动，当凸轮17上的凸起部位与滑动块18相接触并挤压时，滑动块18沿第一滑轨19与第二滑轨20方向向后运动，滑动块18向后运动会推动限位套杆21被压入到套管22中，同时弹簧23被压缩，当固定框7上的凸起部位与滑动块18分离时，弹簧23上的弹力释放带动滑动块18向前复位，如此往复进而实现滑动块18的前后往复运动，滑动块18通过条形开口102内的连接块34带动滑动板25沿第三滑轨24方向进行前后往复运动，滑动板25带动其侧壁上的剪齿27进行运动，上端的剪齿27前后往复运动，下方的剪齿27固定不动，进而实现如电推刀般的剪切运动，该种设置能够将切割刀片31未修剪掉的草进行进一步修剪，提高了割草机的修剪效率，当草坪过短切割刀片31与剪齿27无法修剪到草坪时，可通过电动伸缩杆控制开关33调节电动伸缩杆2的长度，电动伸缩杆2伸缩带动升降板1进行升降，进而实现切割刀片31与剪齿27的高度调节，使割草机能够适用于不同高度草坪的修剪。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种新型高效可调节的割草机，包括升降板(1)，其特征在于，所述升降板(1)底部的左右两侧设置有凹槽(101)，所述凹槽(101)的内部设置有电动伸缩杆(2)，所述电动伸缩杆(2)的底部固定连接有第一固定板(3)，所述第一固定板(3)的中部设置有开口(301)，所述第一固定板(3)底部的左右两侧设置有滚轮(4)，所述第一固定板(3)的顶部左侧设置有手推杆(5)，所述手推杆(5)上设置有电机控制开关(6)，所述凹槽(101)之间设置有固定框(7)，所述固定框(7)的顶部设置有电机(8)，所述电机(8)的输出轴贯穿所述固定框(7)的顶部，所述电机(8)的输出轴上连接有主动皮带轮(9)，所述主动皮带轮(9)的左侧设置有连接杆(10)，所述连接杆(10)的上下两端分别与所述固定框(7)和升降板(1)转动连接，所述连接杆(10)上端设置有从动皮带轮(11)，所述从动皮带轮(11)与所述主动皮带轮(9)之间设置有皮带(13)，所述从动皮带轮(11)的下方设置有横向锥齿轮(12)，所述横向锥齿轮(12)固定于所述连接杆(10)上，所述横向锥齿轮(12)的左侧啮合有纵向锥齿轮(14)，所述纵向锥齿轮(14)的左侧设置有第二固定板(15)，所述第二固定板(15)固定于所述升降板(1)的顶部，所述第二固定板(15)与所述纵向锥齿轮(14)之间设置有连接轴(16)，所述连接轴(16)的左端贯穿所述第二固定板(15)，所述连接轴(16)的左端连接有凸轮(17)，所述凸轮(17)的后侧设置有滑动块(18)，所述滑动块(18)的上方与下方分别设置有第一滑轨(19)与第二滑轨(20)，所述滑动块(18)的上下两端分别与所述第一滑轨(19)与第二滑轨(20)滑动配合，所述滑动块(18)的后侧壁上连接有限位套杆(21)，所述限位套杆(21)的后侧套接有第一套管(22)，所述第一套管(22)固定于所述固定框(7)内部的后侧壁上，所述第一套管(22)与所述滑动块(18)之间设置有弹簧(23)，所述弹簧(23)套于所述限位套杆(21)的外侧，所述升降板(1)的底部设置有第三滑轨(24)，所述第三滑轨(24)与所述第二滑轨(20)的位置相对应，所述第三滑轨(24)内部滑动连接有滑动板(25)，所述滑动板(25)的下端穿过所述开口(301)，所述第二滑轨(20)与第三滑轨(24)之间开设有条形开口(102)，所述条形开口(102)的内部设置有连接块(34)，所述连接块(34)的两端分别与所述滑动块(18)与滑动板(25)固定连接，所述第三滑轨(24)的左侧设置有L型固定板(26)，所述滑动板(25)与所述L型固定板(26)的右端均设置有剪齿(27)，所述L型固定板(26)的左侧设置有挡板(28)，所述主动皮带轮(9)的下方设置有第二套管(29)，所述第二套管(29)的下端贯穿所述升降板(1)，所述主动皮带轮(9)的内部套设有转动轴(30)，所述转动轴(30)的上端与所述主动皮带轮(9)的底部固定连接，所述转动轴(30)的底部连接有切割刀片(31)，所述固定框(7)的顶部设置有蓄电池(32)，所述电机(8)通过所述电机控制开关(6)与所述蓄电池(32)电性连接，所述固定框(7)的左侧壁上设置有电动伸缩杆控制开关(33)，所述电动伸缩杆(2)通过所述电动伸缩杆控制开关(33)与所述蓄电池(32)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型高效可调节的割草机，其特征在于：所述电机(8)输出轴与所述固定框(7)的连接处设置有轴承，所述连接轴(16)与所述第二固定板(15)的连接处设置有轴承。
3.根据权利要求1所述的一种新型高效可调节的割草机，其特征在于：所述凹槽(101)的内部至少设置有两组所述电动伸缩杆(2)。
4.根据权利要求1所述的一种新型高效可调节的割草机，其特征在于：两组所述挡板(28)中线的水平位置与所述切割刀片(31)的水平位置相对应。
5.根据权利要求1所述的一种新型高效可调节的割草机，其特征在于：所述L型固定板(26)与所述挡板(28)均焊接于所述升降板(1)的底部，所述第一滑轨(19)焊接于所述固定框(7)的内侧顶部。
6.一种割草系统，包括权利要求1-5中任一项所述的新型高效可调节的割草机，其特征在于，还包括：
确定收割区域的界限及收割区域中地表障碍物或者地表凹陷的水沟或水坑，并规划出合理运动路线的处理装置；
在割草作业过程中实时显示收割区域地形图像，割草机的实时定位信息、收割区域的界限及收割区域中地表障碍物或者地表凹陷的水沟或水坑及割草机的运动路线的显示装置；
安装在割草机上，将割草机的实时定位信息反馈给显示装置在收割区域地形图像进行显示的实时定位装置；
所述处理装置中设置有：
界限确定单元，根据收割区域地形图像确定收割区域的界限；
图像分割单元，对收割区域地形图像进行分割，获得所述收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑；所述图像分割单元对收割区域地形图像进行分割，具体是：
将收割区域地形图像的二值化后，提取出图像中的中心至边缘灰度值递增的像素区域，以及中心至边缘灰度值递减的像素区域，再从中选择以像素区域中心为中心、以
Figure FDA0002616209590000031
为半径的区域作为候选区域，其中m为每个像素区域中包含的像素个数，(xe,ye)为每个像素区域中最边缘的像素坐标，(xc,yc)为每个像素区域中心的像素坐标；
计算提取出各候选区域后图像中其余像素的灰度平均值；
计算提取出的各候选区域的灰度平均值，若与计算出的图像中其余像素的灰度平均值的差值小于设定阈值，则将对应的像素区域从候选区域中剔除；否则，将对应的像素区域保留在候选区域中；
保留在候选区域中的像素区域，即所述收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑；
路线规划模块：根据收割区域的界限和收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑，规划割草机的运动路线，输出给显示装置。
7.一种割草方法，利用权利要求6所述的系统，其特征在于，该方法包括：
确定收割区域的界限及收割区域中地表障碍物或者地表凹陷的水沟或水坑，并规划出合理运动路线；
在割草作业过程中实时显示收割区域地形图像，割草机的实时定位信息、收割区域的界限及收割区域中地表障碍物或者地表凹陷的水沟或水坑及割草机的运动路线；
所述确定收割区域的界限及收割区域中地表障碍物或者地表凹陷的水沟或水坑，并规划出合理运动路线，具体包括：
根据收割区域地形图像确定收割区域的界限；
对收割区域地形图像进行分割，获得所述收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑；
对收割区域地形图像进行分割，具体包括：
将收割区域地形图像的二值化后，提取出图像中的中心至边缘灰度值递增的像素区域，以及中心至边缘灰度值递减的像素区域，再从中选择以像素区域中心为中心、以
Figure FDA0002616209590000041
为半径的区域作为候选区域，其中m为每个像素区域中包含的像素个数，(xe,ye)为每个像素区域中最边缘的像素坐标，(xc,yc)为每个像素区域中心的像素坐标；
计算提取出各候选区域后图像中其余像素的灰度平均值；
计算提取出的各候选区域的灰度平均值，若与计算出的图像中其余像素的灰度平均值的差值小于设定阈值，则将对应的像素区域从候选区域中剔除；否则，将对应的像素区域保留在候选区域中；
保留在候选区域中的像素区域，即所述收割区域中地表障碍物或者所述地表凹陷的水沟或水坑；
通过电机控制开关(6)控制电机(8)运转，电机(8)运转通过主动皮带轮(9)带动转动轴(30)转动，转动轴(30)转动带动切割刀片(31)进行转动，切割刀片(31)转动对草坪进行修剪，同时主动皮带轮(9)转动会通过皮带(13)带动从动皮带轮(11)进行转动，从动皮带轮(11)带动连接杆(10)与横向锥齿轮(12)进行转动，横向锥齿轮(12)通过纵向锥齿轮(14)带动连接轴(16)进行转动，连接轴(16)转动带动凸轮(17)进行转动，当凸轮(17)上的凸起部位与滑动块(18)相接触并挤压时，滑动块(18)沿第一滑轨(19)与第二滑轨(20)方向向后运动，滑动块(18)向后运动会推动限位套杆(21)被压入到第一套管(22)中，同时弹簧(23)被压缩，当固定框(7)上的凸起部位与滑动块(18)分离时，弹簧(23)上的弹力释放带动滑动块(18)向前复位，如此往复进而实现滑动块(18)的前后往复运动，滑动块(18)通过条形开口(102)内的连接块(34)带动滑动板(25)沿第三滑轨(24)方向进行前后往复运动，滑动板(25)带动其侧壁上的剪齿(27)进行运动，上端的剪齿(27)前后往复运动，下方的剪齿(27)固定不动，进而实现如电推刀般的剪切运动，该种设置能够将切割刀片(31)未修剪掉的草进行进一步修剪，提高了割草机的修剪效率，当草坪过短切割刀片(31)与剪齿(27)无法修剪到草坪时，可通过电动伸缩杆控制开关(33)调节电动伸缩杆(2)的长度，电动伸缩杆(2)伸缩带动升降板(1)进行升降，进而实现切割刀片(31)与剪齿(27)的高度调节，使割草机能够适用于不同高度草坪的修剪。
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