CN205507545U - 一种智能除草机器人 - Google Patents

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Abstract

一种智能除草机器人，包括机架、机轮和控制系统，机架采用四轮小车模型，机架上安装有两侧辅助刀具、锂电池、云台舵机、太阳能控制器、喷雾装置和草屑收集装置，机架前端安装有超声波传感器和排渣板，机架下端安装有推杆步进电机，推杆步进电机上安装有主刀，云台舵机上安装于有摄像头，控制系统采用ArduinoMega2560单片机作为主控制器，该主控制器连接有供电系统、避障模块、视觉模块、语音模块和驱动模块，视觉模块连接摄像头和无线WIFI视频传输模块，机架采用四轮小车的模型，这种方式比差速转向更加快捷，而且还能减小转向所需的空间，采用锂电池和太阳能板双重供电方式，可有效提高电池的续航能力，不仅绿色节能，还降低了成本。

Description

一种智能除草机器人
技术领域
本实用新型涉及智能机器人技术领域，具体为一种智能除草机器人。
背景技术
草坪在我国城市建设中的分布越来越广泛，绿地面积和绿地覆盖率已经成为衡量城市环境、社区建设、生态城市建设和城市园林化程度的一个重要指标，近些年来逐步得到了人们的重视，并实现了快速的发展；随着绿化面积的不断增加，绿化带修剪工作量大、投资成本高、智能化程度低等矛盾日益尖锐，因此有必要研发一种能资成本高、智能化程度低等矛盾日益尖锐，因此有必要研发一种能够自主除草、高效率、绿色节能的除草机来代替工人完成高强度的工作。
发明内容
针对以上问题，本实用新型提供了一种智能除草机器人，机架采用四轮小车的模型，这种方式比差速转向更加快捷，而且还能减小转向所需的空间，使除草机器人可以适应更广泛的工作空间，具有自主除草、化学除草和手动除草三种工作模式，可满足复杂地形的草坪修剪需求，小车尾部搭载草屑收集装置，可实现边除草边收集草屑，提高作业质量和效率，该机器人采用锂电池和太阳能板双重供电方式，可有效提高电池的续航能力，不仅绿色节能，还降低了成本，符合未来农业机器人的发展方向，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种智能除草机器人，包括机架、机轮和控制系统，所述机架采用四轮小车模型，所述机架上安装有两侧辅助刀具、锂电池、云台舵机、太阳能控制器、喷雾装置和草屑收集装置，所述机架前端安装有超声波传感器和排渣板，所述机架下端安装有推杆步进电机，所述推杆步进电机上安装有主刀，所述云台舵机上安装于有摄像头，所述控制系统采用ArduinoMega2560单片机作为主控制器，该主控制器连接有供电系统、避障模块、视觉模块、语音模块和驱动模块，所述避障模块连接超声波传感器，所述视觉模块连接摄像头和无线WIFI视频传输模块。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述主刀由三个刀片组成，刀片组成等腰三角形。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述辅助刀具由同一竖直平面内的三把圆形刀组成。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述辅助刀具通过一个MG996舵机与机架底端相接。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述驱动模块分为机轮电机驱动模块、推杆步进电机驱动模块和舵机控制模块，分别控制机轮、推杆步进电机以及云台舵机。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述主控制器连接有无线遥控模块，所述无线遥控模块控制云台舵机。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述主控制器连接有上位机。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述主控制器连接有显示器。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述主控制器连接有存储模块。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述供电系统采用12V聚合物电芯组合而成的锂电池。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：机架采用四轮小车的模型，机架的转向方式为将控制同侧前后轮转动的电机串联在一起，转向时，同侧的前后两轮同步转动，而另一侧的两个轮子按相反方向转动，从而使得小车能够在原地转向，这种方式比差速转向更加快捷，而且还能减小转向所需的空间，使除草机器人可以适应更广泛的工作空间，具有自主除草、化学除草和手动除草三种工作模式，可满足复杂地形的草坪修剪需求，小车尾部搭载草屑收集装置，可实现边除草边收集草屑，提高作业质量和效率。为实现对机器人作业的实时监控和确保机器人的自主作业，机架还搭载了视觉系统和避障系统，此外，该机器人采用锂电池和太阳能板双重供电方式，可有效提高电池的续航能力，不仅绿色节能，还降低了成本，符合未来农业机器人的发展方向。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型剖面结构示意图。
图中：1-机架；2-机轮；3-辅助刀具；4-锂电池；5-云台舵机；6-太阳能控制器；7-喷雾装置；8-草屑收集装置；9-超声波传感器；10-排渣板；11-推杆步进电机；12-主刀；13-摄像头；14-主控制器；15-供电系统；16-避障模块；17-视觉模块；18-语音模块；19-驱动模块；20-无线WIFI视频传输模块；21-刀片；22-圆形刀；23-MG996舵机；24-机轮电机驱动模块；25-推杆步进电机驱动模块；26-舵机控制模块；27-无线遥控模块；28-上位机；29-显示器；30-存储模块。
具体实施方式
下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例：
请参阅图1和图2，本实用新型提供一种技术方案：一种智能除草机器人，其特征在于，包括机架1、机轮2和控制系统，所述机架1采用四轮小车模型，所述机架1上安装有两侧辅助刀具3、锂电池4、云台舵机5、太阳能控制器6、喷雾装置7和草屑收集装置8，所述机架1前端安装有超声波传感器9和排渣板10，所述机架1下端安装有推杆步进电机11，所述推杆步进电机11上安装有主刀12，所述云台舵机5上安装于有摄像头13，所述控制系统采用ArduinoMega2560单片机作为主控制器14，该主控制器14连接有供电系统15、避障模块16、视觉模块17、语音模块18和驱动模块19，所述避障模块16连接超声波传感器9，所述视觉模块17连接摄像头13和无线WIFI视频传输模块20。
在上述实施例上优选，所述主刀12由三个刀片21组成，刀片21组成等腰三角形。
在上述实施例上优选，所述辅助刀具3由同一竖直平面内的三把圆形刀22组成。
在上述实施例上优选，所述辅助刀具3通过一个MG996舵机23与机架1底端相接。
在上述实施例上优选，所述驱动模块19分为机轮电机驱动模块24、推杆步进电机驱动模块25和舵机控制模块26，分别控制机轮2、推杆步进电机11以及云台舵机5。
在上述实施例上优选，所述主控制器14连接有无线遥控模块27，所述无线遥控模块27控制云台舵机5。
在上述实施例上优选，所述主控制器14连接有上位机28。
在上述实施例上优选，所述主控制器14连接有显示器29。
在上述实施例上优选，所述主控制器14连接有存储模块30。
在上述实施例上优选，所述供电系统15采用12V聚合物电芯组合而成的锂电池。
基于上述，本实用新型的机架采用四轮小车的模型，机架的转向方式为将控制同侧前后轮转动的电机串联在一起，转向时，同侧的前后两轮同步转动，而另一侧的两个轮子按相反方向转动，从而使得小车能够在原地转向，这种方式比差速转向更加快捷，而且还能减小转向所需的空间，使除草机器人可以适应更广泛的工作空间，具有自主除草、化学除草和手动除草三种工作模式，可满足复杂地形的草坪修剪需求，小车尾部搭载草屑收集装置，可实现边除草边收集草屑，提高作业质量和效率。为实现对机器人作业的实时监控和确保机器人的自主作业，机架还搭载了视觉系统和避障系统，此外，该机器人采用锂电池和太阳能板双重供电方式，可有效提高电池的续航能力，不仅绿色节能，还降低了成本，符合未来农业机器人的发展方向。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能除草机器人，其特征在于，包括机架（1）、机轮（2）和控制系统，所述机架（1）采用四轮小车模型，所述机架（1）上安装有两侧辅助刀具（3）、锂电池（4）、云台舵机（5）、太阳能控制器（6）、喷雾装置（7）和草屑收集装置（8），所述机架（1）前端安装有超声波传感器（9）和排渣板（10），所述机架（1）下端安装有推杆步进电机（11），所述推杆步进电机（11）上安装有主刀（12），所述云台舵机（5）上安装于有摄像头（13），所述控制系统采用ArduinoMega2560单片机作为主控制器（14），该主控制器（14）连接有供电系统（15）、避障模块（16）、视觉模块（17）、语音模块（18）和驱动模块（19），所述避障模块（16）连接超声波传感器（9），所述视觉模块（17）连接摄像头（13）和无线WIFI视频传输模块（20）。
2.根据权利要求1所述的一种智能除草机器人，其特征在于：所述主刀（12）由三个刀片（21）组成，刀片（21）组成等腰三角形。
3.根据权利要求1所述的一种智能除草机器人，其特征在于：所述辅助刀具（3）由同一竖直平面内的三把圆形刀（22）组成。
4.根据权利要求1所述的一种智能除草机器人，其特征在于：所述辅助刀具（3）通过一个MG996舵机（23）与机架（1）底端相接。
5.根据权利要求1所述的一种智能除草机器人，其特征在于：所述驱动模块（19）分为机轮电机驱动模块（24）、推杆步进电机驱动模块（25）和舵机控制模块（26），分别控制机轮（2）、推杆步进电机（11）以及云台舵机（5）。
6.根据权利要求1所述的一种智能除草机器人，其特征在于：所述主控制器（14）连接有无线遥控模块（27），所述无线遥控模块（27）控制云台舵机（5）。
7.根据权利要求1所述的一种智能除草机器人，其特征在于：所述主控制器（14）连接有上位机（28）。
8.根据权利要求1所述的一种智能除草机器人，其特征在于：所述主控制器（14）连接有显示器（29）。
9.根据权利要求1所述的一种智能除草机器人，其特征在于：所述主控制器（14）连接有存储模块（30）。
10.根据权利要求1所述的一种智能除草机器人，其特征在于：所述供电系统（15）采用12V聚合物电芯组合而成的锂电池。
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