CN215302577U - 多功能清障除草喷药履带机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出多功能清障除草喷药履带机器人，所述机器人包括控制模块和用于获得定位信息的GPS模块，还包括用于分析环境信息的摄像头模块；所述控制模块与GPS模块、摄像头模块（12）相连；所述机器人工作时按已规划的路线移动，并以摄像头模块采集移动路径经过区域的图片，对图片特征进行识别，控制模块按识别结果来控制机器人的除草模块或喷药模块的启动及关闭；本实用新型具备环境信息的收集与处理能力，能识别特定边界与环境，具备自主充电功能和农药喷洒能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人技术领域，尤其是多功能清障除草喷药履带机器人。
背景技术
目前变电站每年都要请专人进行人工除草，消除安全隐患，在变电站内进行人工除草，不仅自动化程度低，割草效率不高，除草产生疲劳，易发生安全事故，存在一定的触电安全隐患。市面上的除草机械均采用旋转刀片，功能单一，除草机器人随机运动，工作效率低，使用范围有限，只能在平坦开阔的草坪上使用，不能有效地完成带电部位的除草任务，而且需要工作人员现场使用或看护，防止触碰带电设备，现有的除草机器人携带蓄电池容量有限，工作持续时间短，不能一次完成全站的除草作业，需要工作人员多次换电池或充放电，市面上的除草方案与除草器械不能有效地解放劳动力和减少触电安全隐患。
发明内容
本实用新型提出多功能清障除草喷药履带机器人，具备环境信息的收集与处理能力，能识别特定边界与环境，具备自主充电功能和农药喷洒能力。
本实用新型采用以下技术方案。
多功能清障除草喷药履带机器人，所述机器人包括控制模块和用于获得定位信息的GPS模块，还包括用于分析环境信息的摄像头模块；所述控制模块与GPS模块、摄像头模块12相连；所述机器人工作时按已规划的路线移动，并以摄像头模块采集移动路径经过区域的图片，对图片特征进行识别，控制模块按识别结果来控制机器人的除草模块或喷药模块的启动及关闭。
所述GPS模块和摄像头模块设于机器人尾部；所述机器人的前部设有与控制模块相连的避障模块，所述避障模块包括超声波传感器13、红外传感器。
所述控制模块经机器人两侧部处的碰撞传感器7、两轴加速度传感器14监测机器人本体1的侧翻风险或碰撞事件，当机器人监测到机器人本体出现侧翻风险或机器人本体受到碰撞时，控制模块使除草模块关闭，
所述机器人本体两侧处的设有一对以差动方式驱动机器人移动的履带15；该对履带由两个与控制模块相连的对称的履带电机驱动；控制模块通过调整履带电机的转速差，使机器人执行前进、后退或转弯动作。
所述除草模块包括由割草电机驱动旋转的割草转盘2；所述割草转盘经伸缩轴承3与机器人本体相连；割草电机通过调节伸缩轴承的长度来调割草转盘的高度；所述喷药模块包括农药喷洒器8。
所述控制模块存储有电源坐标，当机器人电量不足时，控制模块控制机器人执行自动充电任务，即移动至电源处充电，若机器人在执行自动充电任务时电量不足以移动至电源处，则机器人停止移动并启动待机模式，向管理者发送当前GPS定位信息、错误报告并启动声光报警器。
所述机器人安装有多功能机械臂10。
所述机器人的人机交互界面包括机器人本体处的控制按键，还包括可安装于手机处的APP交互界面；所述控制按键包括割草转盘启停开关4、伸缩轴承调节旋钮5、机器人启停按钮6、农药喷洒启停按钮9、机械臂启停按钮11。
所述机器人为用于变电站环境清理的机器人。
本实用新型的有益效果是，本实用新型采用GPS与摄像机视觉定位，完成对机器人行进路线的精确控制，还能在场地围栏前使用农药喷洒器喷洒农药除草，对场地围栏内带电部位带电清除杂草。本实用新型还具有一经启动，无需工作人员看护，即可完成变电站或发电站全站的除草工作，工作效率高，有效解放劳动力的优点，具有除草效率高，适用范围广，成本低等优势，能避免常规人工除草的触电安全隐患。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：
附图1是本实用新型的立体示意图；
附图2是本实用新型的另一方向上的立体示意图；
图中：1-机器人本体；2-割草转盘；3-伸缩轴承；4-割草转盘启停开关；5-伸缩轴承调节旋钮；6-机器人启停按钮；7-碰撞传感器；8-农药喷洒器；9-农药喷洒启停按钮；10-多功能机械臂；11-机械臂启停按钮；12-摄像头模块；13-超声波传感器；14-两轴加速度传感器；15-履带。
具体实施方式
如图所示，多功能清障除草喷药履带机器人，所述机器人包括控制模块和用于获得定位信息的GPS模块，还包括用于分析环境信息的摄像头模块；所述控制模块与GPS模块、摄像头模块12相连；所述机器人工作时按已规划的路线移动，并以摄像头模块采集移动路径经过区域的图片，对图片特征进行识别，控制模块按识别结果来控制机器人的除草模块或喷药模块的启动及关闭。
所述GPS模块和摄像头模块设于机器人尾部；所述机器人的前部设有与控制模块相连的避障模块，所述避障模块包括超声波传感器13、红外传感器。
所述控制模块经机器人两侧部处的碰撞传感器7、两轴加速度传感器14监测机器人本体1的侧翻风险或碰撞事件，当机器人监测到机器人本体出现侧翻风险或机器人本体受到碰撞时，控制模块使除草模块关闭，
所述机器人本体两侧处的设有一对以差动方式驱动机器人移动的履带15；该对履带由两个与控制模块相连的对称的履带电机驱动；控制模块通过调整履带电机的转速差，使机器人执行前进、后退或转弯动作。
所述除草模块包括由割草电机驱动旋转的割草转盘2；所述割草转盘经伸缩轴承3与机器人本体相连；割草电机通过调节伸缩轴承的长度来调割草转盘的高度；所述喷药模块包括农药喷洒器8。
所述控制模块存储有电源坐标，当机器人电量不足时，控制模块控制机器人执行自动充电任务，即移动至电源处充电，若机器人在执行自动充电任务时电量不足以移动至电源处，则机器人停止移动并启动待机模式，向管理者发送当前GPS定位信息、错误报告并启动声光报警器。
所述机器人安装有多功能机械臂10。
所述机器人的人机交互界面包括机器人本体处的控制按键，还包括可安装于手机处的APP交互界面；所述控制按键包括割草转盘启停开关4、伸缩轴承调节旋钮5、机器人启停按钮6、农药喷洒启停按钮9、机械臂启停按钮11。
所述机器人为用于变电站环境清理的机器人。
实施例：
本例中的机器人采用GPS精确定位，为解决GPS的定位误差问题，加装摄像机获取环境信息，进行图片分析，识别障碍物，机器人本体1上安装割草转盘2，可通过伸缩轴承调节旋钮5，调节伸缩轴承3长度，从而改变割草转盘2的高度。
机器人通过GPS和摄像头12，采用GPS方式获得定位信息，与摄像头视觉图像分析相结合，确定机器人所处环境信息，程序规划行进路线和设定固定区域内采取不同功能，如机器人机器人在草坪上，启动割草转盘2和农药喷洒器8。机器人在场地围栏前，关闭割草转盘2，启动农药喷洒器8，并绕围栏行进一周，完成场地围栏内带电除草作业。
使用红外传感器和超声波传感器13，实现避障功能。使用碰撞传感器7，防止机器人上的高速旋转的割草转盘伤到人或设备。本例中，设计使用两轴加速度传感器14检测机器人倾斜度，防止机器人因爬坡角度过大发生侧翻。
本例中，通过传感器、GPS和摄像头的联合使用，使机器人具备了在无人看护的情况下，自动除草的能力，有效减少触电安全隐患。
本例中，机器人还采用了差动驱动，依靠两个对称电机的转速差实现机器人的前进、后退与转弯的控制，并且通过实验，完成数据收集工作，通过对电机转速的精确控制，实现对机器人移动距离与方向的精密控制，还依靠履带15实现变电站复杂地形的移动。机器人设计采用两套人机交互界面，除了可以通过机器人上的按钮实现对机器人的控制，工作人员可以通过手机远程控制机器人的运行模式、基本参数、摄像机视频查看和故障清单查询。
本例中，机械臂可用于排障。
本例中，机器人采用差动驱动，依靠两个对称电机的转速差实现机器人的前进、后退与转弯的控制，通过实验，完成数据收集工作，通过对电机转速的精确控制，实现对机器人移动距离与方向的精密控制，依靠履带实现变电站复杂地形的移动。控制模块的系统功能还包括割草电机的驱动与割草机高度控制。
在割草电机方面，为保障人身与设备安全，本例中的电机采用两套刹车停机方案，一套采用电机三相短路，另一套为能耗制动。同时为满足急刹需要，当机器人发生倾斜超过设定值，发生碰撞，避障报警等情况，控制系统发出制动信号，割草转盘紧急硬件制动，在0.3s内停止高速转动。同时，本例为了实现更强的割草能力，其设计的电机可控制割草转盘的高度。
各位技术人员须知：虽然本实用新型已按照上述具体实施方式做了描述，但是本实用新型的实用新型思想并不仅限于此实用新型，任何运用本实用新型思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。
Claims (9)
1.多功能清障除草喷药履带机器人，其特征在于：所述机器人包括控制模块和用于获得定位信息的GPS模块，还包括用于分析环境信息的摄像头模块；所述控制模块与GPS模块、摄像头模块（12）相连；所述机器人工作时按已规划的路线移动，并以摄像头模块采集移动路径经过区域的图片，对图片特征进行识别，控制模块按识别结果来控制机器人的除草模块或喷药模块的启动及关闭。
2.根据权利要求1所述的多功能清障除草喷药履带机器人，其特征在于：所述GPS模块和摄像头模块设于机器人尾部；所述机器人的前部设有与控制模块相连的避障模块，所述避障模块包括超声波传感器（13）、红外传感器。
3.根据权利要求1所述的多功能清障除草喷药履带机器人，其特征在于：所述控制模块经机器人两侧部处的碰撞传感器（7）、两轴加速度传感器（14）监测机器人本体（1）的侧翻风险或碰撞事件，当机器人监测到机器人本体出现侧翻风险或机器人本体受到碰撞时，控制模块使除草模块关闭。
4.根据权利要求1所述的多功能清障除草喷药履带机器人，其特征在于：所述机器人两侧处设有一对以差动方式驱动机器人移动的履带（15）；该对履带由两个与控制模块相连的对称的履带电机驱动；控制模块通过调整履带电机的转速差，使机器人执行前进、后退或转弯动作。
5.根据权利要求1所述的多功能清障除草喷药履带机器人，其特征在于：所述除草模块包括由割草电机驱动旋转的割草转盘（2）；所述割草转盘经伸缩轴承（3）与机器人本体相连；割草电机通过调节伸缩轴承的长度来调割草转盘的高度；所述喷药模块包括农药喷洒器（8）。
6.根据权利要求1所述的多功能清障除草喷药履带机器人，其特征在于：所述控制模块存储有电源坐标，当机器人电量不足时，控制模块控制机器人执行自动充电任务，即移动至电源处充电，若机器人在执行自动充电任务时电量不足以移动至电源处，则机器人停止移动并启动待机模式，向管理者发送当前GPS定位信息、错误报告并启动声光报警器。
7.根据权利要求1所述的多功能清障除草喷药履带机器人，其特征在于：所述机器人安装有多功能机械臂（10）。
8.根据权利要求7所述的多功能清障除草喷药履带机器人，其特征在于：所述机器人的人机交互界面包括机器人本体处的控制按键，还包括可安装于手机处的APP交互界面；所述控制按键包括割草转盘启停开关（4）、伸缩轴承调节旋钮（5）、机器人启停按钮（6）、农药喷洒启停按钮（9）、机械臂启停按钮（11）。
9.根据权利要求1所述的多功能清障除草喷药履带机器人，其特征在于：所述机器人为用于变电站环境清理的机器人。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202121448298.4U CN215302577U (zh) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 多功能清障除草喷药履带机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202121448298.4U CN215302577U (zh) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 多功能清障除草喷药履带机器人 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN215302577U true CN215302577U (zh) | 2021-12-28 |
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Family Applications (1)
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| CN202121448298.4U Active CN215302577U (zh) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 多功能清障除草喷药履带机器人 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN215302577U (zh) |
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2021
- 2021-06-29 CN CN202121448298.4U patent/CN215302577U/zh active Active
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