CN204443166U - 割草机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种割草机器人，属于割草机领域。它解决了现有技术割草机器人不利于节能环保、噪音大、体积大、使用不方便的问题。本割草机器人包括机车体、车轮、驱动电机、割草系统传感系统和供电系统。供电系统采用太阳能光伏发电，通过设置两个不同朝向的曲面太阳能电池板来接收不同角度的太阳光，且在曲面太阳能电池板两端分别设置反光镜，提高了供电系统对太阳能的收集能力，设有平面太阳能电池板，用于直接吸收太阳能，大大提高了太阳能的转化率，一方面充分、高效的利用了太阳能来为割草机器人提供动力，替代了传统燃料，有利于节能环保，另一方面，不需电源线，使用方便，不存在安全隐患，体积小、运行时噪音小、能耗低。

Description

割草机器人

技术领域

本实用新型属于割草机领域，具体涉及一种割草机器人。

背景技术

随着环保观念的深入人心，城市建设中的绿化程度不断提高，大量的公园草坪、小区草坪、足球场草坪等公共绿地需要进行维护。在草坪维护作业中，以草皮修剪工作最为繁重，需消耗大量的人力物力。

为解决草皮修剪难的问题，诞生了割草机器人，它是集环境感知、路径动态规划和行为控制等多种功能于一体的综合机器人系统。相对于传统的割草机，割草机器人具有可自主工作、自动化程度高、灵敏性强、安全度高等优势，因而正在逐步取代传统的割草机。

但现有技术的割草机器人移动和割草等过程需耗费大量的能量，目前通常采用燃油或市电为割草机器人提供动力，这样一方面资源消耗大，会造成严重的环境污染，不利于节能环保，另一方面，当采用市电供电时，工作时由于在户外割草，需要拖拉电源线，割草机器人来回割草，容易造成电线被割断，存在安全隐患，当附近无市电网时，割草机器人将无法工作，使用不方便，当采用燃油供电时，虽不需电源线，但需在机器人上增设燃油箱，使得机器人自身笨重、体积庞大、运行时噪音大、能耗高。

随着人类对太阳能研究的不断深化，现有技术中有人将太阳能光伏发电应用于割草机器人来提供动力，但由于不能充分吸收太阳能，导致太阳能利用率普遍较低。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种有利于节能环保、太阳能利用效率高、自身重量轻、体积小、运行时噪音小、能耗低、使用方便、适用范围广且不存在安全隐患的割草机器人。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：割草机器人，包括车体，位于车体底部的车轮、驱动电机和割草系统，供电系统，传感系统和位于车体内部的控制系统，所述控制系统分别与割草系统、传感系统、供电系统和驱动电机相连，所述车体上部横截面为人字形，所述供电系统包括位于人字形车体外部的两个曲面太阳能电池板、位于车体内部且与曲面太阳能电池板相连的蓄电池、位于曲面太阳能电池板两侧的反光镜和固定于曲面太阳能电池板上方的平面太阳能电池板，所述反光镜与与平面太阳能电池板呈30°夹角，所述蓄电池通过导线与驱动电机相连为其提供电能，所述驱动电机与割草系统相连为其提供动力。

对上述技术方案的进一步改进为，所述蓄电池采用全密封阀控式免维护电池或锂电池。

对上述技术方案的进一步改进为，所述平面太阳能电池板和曲面太阳能电池板均为单晶硅太阳能电池板。

对上述技术方案的进一步改进为，所述车体上还设有与所述蓄电池相连的USB充电接口。

对上述技术方案的进一步改进为，所述反光镜的背面设有散热片，所述散热片包括基板和垂设于所述基板的若干个散热鳍片，所述散热鳍片上开设有若干个散热孔。

对上述技术方案的进一步改进为，所述传感系统包括位于车体前方边缘的若干个超声波传感器。

对上述技术方案的进一步改进为，所述割草系统包括若干个旋转刀片和置于刀片下方的碎草袋，所述刀片高度可调节。

对上述技术方案的进一步改进为，所述车轮为四个，分为前轮和后轮，所述前轮直径大于后轮直径，两个前轮之间的转轴上分别连接有减速器，所述前轮通过减速器与驱动电机相连，所述后轮为万向轮。

本实用新型的有益效果是：

1、供电系统采用太阳能光伏发电，通过设置两个不同朝向的曲面太阳能电池板来接收不同角度的太阳光，且在曲面太阳能电池板两端分别设置反光镜，提高了供电系统对太阳能的收集能力，同时曲面太阳能电池板的上方设有平面太阳能电池板，用于直接吸收太阳能，充分利用了太阳能，大大提高了太阳能的利用率，一方面充分、高效的利用了太阳能来为割草机器人提供动力，替代了传统燃料，有利于节能环保，另一方面，由于供电系统为太阳能光伏发电，不需电源线，使用方便，不存在安全隐患，不需增设燃油箱，机器人自身重量轻、体积小、运行时噪音小、能耗低。

2、蓄电池采用全密封阀控式免维护电池或锂电池，使用方便。

3、平面太阳能电池板和曲面太阳能电池板均为单晶硅太阳能电池板，一方面光电转换效率高，有利于提高供电系统的太阳能转化率，另一方面，使用寿命长，有利于延长割草机器人的使用寿命。

4、车体上还设有与蓄电池相连的USB充电接口，晴天时能通过太阳能光伏发电提供动力，阴雨天时能通过市电给蓄电池充电来提供动力，扩大了割草机器人使用范围。

5、反光镜的背面设有高效散热片，通过散热片来散热，降低曲面太阳能电池板和平面太阳能电池板的温度，延长了曲面太阳能电池板和平面太阳能电池板的使用寿命。

6、传感系统采用超声波传感器，当割草机器人靠近障碍物时，割草机器人发出的超声波通过障碍物返回，割草机器人收到传回的反馈信号，控制系统控制减速，并且倒退，转向与障碍物相反的方向继续工作，避免割草机器人被障碍物撞坏，智能化程度高。

7、割草系统包括若干个高度可调节的旋转刀片和置于刀片下方的碎草袋，割草效率高，能适用于高度不同的草坪，适用范围广，且刀片下方有碎草袋，刀片在驱动电机的带动下高速旋转，产生的离心力可将碎草卷入碎草袋中，使得割草机器人易于清理碎草。

8、车轮采用四轮方式，两个前轮和两个后轮，前轮为驱动轮，通过驱动电机和减速器控制速度，利用前轮和后轮的速度差实现割草机器人整体转向，后轮为万向轮，转向灵活、不易被卡死，且有利于增强割草机器人的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型割草机器人的主视简图；

图2为本实用新型割草机器人的俯视简图；

图3为本实用新型散热片的结构示意图；

图4为本实用新型割草机器人的控制系统原理图。

具体实施方式

如图1和图2所示，为本实用新型割草机器人的主视简图和俯视简图。割草机器人100，包括车体101，位于车体101底部的车轮102、驱动电机103和割草系统104，供电系统105，传感系统106和位于车体101内部的控制系统107，控制系统107分别与割草系统104、传感系统106、供电系统105和驱动电机103相连，并对其进行控制。

车体101上部横截面为人字形，供电系统105包括位于人字形车体101外部的两个曲面太阳能电池板151、位于车体101内部且与曲面太阳能电池板151相连的蓄电池152、位于曲面太阳能电池板151两侧的反光镜153和固定于曲面太阳能电池板151上方的平面太阳能电池板154，反光镜153与与平面太阳能电池板154呈30°夹角，反光镜153的背面设有散热片155。

如图3所示，为本实用新型散热片的结构示意图。散热片155包括基板155a和垂设于基板155a的若干个散热鳍片155b，散热鳍片155b上开设有若干个散热孔155c。

蓄电池152为全密封阀控式免维护电池或锂电池，通过导线与驱动电机103相连为其提供电能，驱动电机103与割草系统104相连为其提供动力。

蓄电池152采用全密封阀控式免维护电池或锂电池，使用方便。平面太阳能电池板154和曲面太阳能电池板151均为单晶硅太阳能电池板，一方面光电转换效率高，有利于提高供电系统105的太阳能转化率，另一方面，使用寿命长，有利于延长割草机器人100的使用寿命。

车体101上还设有与蓄电池152相连的USB充电接口156，晴天时能通过太阳能光伏发电提供动力，阴雨天时能通过市电给蓄电池152充电来提供动力，扩大了割草机器人100使用范围。

反光镜153的背面设有散热片155，通过散热片155来散热，散热效率高，能大大降低曲面太阳能电池板151和平面太阳能电池板154的温度，延长曲面太阳能电池板151和平面太阳能电池板154的使用寿命。

本实施例中，传感系统106包括位于车体101前方边缘的若干个超声波传感器161。传感系统106采用超声波传感器161，当割草机器人100靠近障碍物时，割草机器人100发出的超声波通过障碍物返回，割草机器人100收到传回的反馈信号，控制系统107控制减速器109减速，并且倒退，转向与障碍物相反的方向继续工作，避免割草机器人100被障碍物撞坏，智能化程度高。

割草系统104包括若干个高度可调节的旋转刀片141和置于刀片下方的碎草袋142，割草效率高，能适用于高度不同的草坪，适用范围广，且刀片下方有碎草袋142，刀片在驱动电机103的带动下高速旋转，产生的离心力可将碎草卷入碎草袋142中，使得割草机器人100易于清理碎草。

车轮102为四个，分为前轮121和后轮122，前轮121直径大于后轮122直径，两个前轮121之间的转轴108上连接有减速器109，前轮121通过减速器109与驱动电机103相连，后轮122为万向轮。车轮102采用四轮方式，两个前轮121和两个后轮122，前轮121为驱动轮，通过驱动电机103和减速器109控制速度，利用前轮121和后轮122的速度差实现割草机器人100整体转向，后轮122为万向轮，转向灵活、不易被卡死，且有利于增强割草机器人100的稳定性。

如图4所示，为本实用新型控制系统原理图。控制系统107分别与驱动电机103、割草系统104、供电系统105和传感系统106相连，同时传感系统106向控制系统107反馈信息，当传感系统106检测到前方有障碍物时，将此信息反馈给控制系统107，控制系统107指示驱动电机103通过减速器109减速，从而前轮121减速，由于前轮121和后轮122的速度差，使得割草机器人100成功转向以避开障碍物，当无障碍物时，控制系统107指示割草系统104割草，割草和移动过程中，控制系统107指示供电系统105获取电能，并为驱动电机103提供动力，以保证割草机器人100正常工作。

本实用新型工作原理为：供电系统105采用太阳能光伏发电，通过设置两个不同朝向的曲面太阳能电池板151来接收不同角度的太阳光，且在曲面太阳能电池板151两端分别设置反光镜153，提高了供电系统105对太阳能的收集能力，同时曲面太阳能电池板151的上方设有平面太阳能电池板154，用于直接吸收太阳能，充分利用了太阳能，大大提高了太阳能的转化率，一方面充分、高效的利用了太阳能来为割草机器人100提供动力，替代了传统燃料，有利于节能环保，另一方面，由于供电系统105为太阳能光伏发电，不需电源线，使用方便，不存在安全隐患，不需增设燃油箱，机器人自身重量轻、体积小、运行时噪音小、能耗低。

    以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.割草机器人，其特征在于：包括车体，位于车体底部的车轮、驱动电机和割草系统，供电系统，传感系统和位于车体内部的控制系统，所述控制系统分别与割草系统、传感系统、供电系统和驱动电机相连，所述车体上部横截面为人字形，所述供电系统包括位于人字形车体外部的两个曲面太阳能电池板、位于车体内部且与曲面太阳能电池板相连的蓄电池、位于曲面太阳能电池板两侧的反光镜和固定于曲面太阳能电池板上方的平面太阳能电池板，所述反光镜与与平面太阳能电池板呈30°夹角，所述蓄电池通过导线与驱动电机相连为其提供电能，所述驱动电机与割草系统相连为其提供动力。

2.根据权利要求1所述的割草机器人，其特征在于：所述蓄电池采用全密封阀控式免维护电池或锂电池。

3.根据权利要求2所述的割草机器人，其特征在于：所述平面太阳能电池板和曲面太阳能电池板均为单晶硅太阳能电池板。

4.根据权利要求3所述的割草机器人，其特征在于：所述车体上还设有与所述蓄电池相连的USB充电接口。

5.根据权利要求4所述的割草机器人，其特征在于：所述反光镜的背面设有散热片，所述散热片包括基板和垂设于所述基板的若干个散热鳍片，所述散热鳍片上开设有若干个散热孔。

6.根据权利要求1所述的割草机器人，其特征在于：所述传感系统包括位于车体前方边缘的若干个超声波传感器。

7.根据权利要求1所述的割草机器人，其特征在于：所述割草系统包括若干个旋转刀片和置于刀片下方的碎草袋，所述刀片高度可调节。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的割草机器人，其特征在于：所述车轮为四个，分为前轮和后轮，所述前轮直径大于后轮直径，两个前轮之间的转轴上分别连接有减速器，所述前轮通过减速器与驱动电机相连，所述后轮为万向轮。