一种智能化精密自动割草机及其控制装置的制造方法
[0050]依据用户草坪美化指标订制割草图案，通过计算机图形处理，草坪参数匹配，生成草坪轨迹坐标，经串行接口，下载草坪轨迹坐标到精密割草机的中央监控模块。
[0051](2)实现智能化精密自动割草
[0052]1)割草机置位。将精密割草机移动到草坪地块内，定义激光扫描收发器位置为精密割草机的位置。将两个激光信标反射柱分别直立于草坪地块的两角。激光收发器发射激光到远程信标反射柱上，信标反射柱反馈激光到激光收发器，激光收发器接收反馈激光，并据此测量割草机上激光收发器和两个信标反射柱和之间的水平距离。
[0053]2)开机。开启智能化精密自动割草机的总电源，开启两个远程激光信标反射柱电源，开启手持远程遥控单元。
[0054]3)系统自诊断。启动中央监控、信标控制、激光自动导航位置测控、超声波测控的自诊断例程。
[0055]4)工作启动。启动遥控单元的“智能割草”按钮，进行割草机姿态和位置初始化，割草机自动行走并到达预设运动轨迹的起点，割草机自动调整刀盘高度，接着，启动刀盘转动，完成割草前的准备就绪。
[0056]5)自动割草。开启遥控单元“智能割草”按钮、在割草机自动行走过程中，割草机自动测量实时位置坐标和转角位移，判断其运动趋势，依据预设轨迹坐标进行自动纠偏和轨迹控制，实现割草机轨迹控制，修剪出预设的轨迹图形，达到对草坪的修剪和美化。
[0057]6)任务完成。割草机完成“智能割草”轨迹运动后，自动回到割草的轨迹坐标起点和原始方位，等待下一个任务的执行。
【附图说明】
[0058]图1是本发明所述精密割自动草机机体位置坐标和转角位移测量原理图
[0059]图2是本发明所述精密自动割草机层次结构模型图
[0060]图3是本发明所述精密自动割草机机械机构示意图
[0061]图4是本发明所述精密自动割草机控制硬件结构图
[0062]图5是本发明所述精密自动割草机基本工作流程图
【具体实施方式】
[0063]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0064]实施示例1
[0065]1、智能化精密自动割草机机械结构(图3)
[0066]所述智能化精密自动割草机机械结构包括差动行走机构、主运动机构、刀盘自动升降机构、超声波传感器、激光扫描云台、控制箱和电源组成。
[0067](1)差动行走机构
[0068]所述差动行走机构承担自动割草机的自动行走，它包括导向与导轮转角测量机构和差动驱动机构。
[0069]1)导向与导轮转角测量机构
[0070]所述导向与导论转角测量机构承担前轮支撑和导向，测量当前导轮转角位置。所述机构包括机体(1)、万向轮(19)、中轴(20)、转向轴(21)、下轴承(22)、上轴承(24)、法兰
(23)、套筒(25)和绝对编码器(26)等。套筒(25)通过法兰(23)安装在割草机机体(1)上，万向轮(19)支撑草坪地面并绕中轴(20)转动，实现行走中的导向，中轴(20)上连接转向轴(21)，转向轴(21)通过下轴承(22)和上轴承(24)支撑并安装在套筒(25)内孔中，套筒(25)上端面安装绝对编码器(26)。万向轮(19)可相对于套筒中心线360度旋转，便与割草机机体的转向，万向轮(19)相对套筒内孔中心线的回转角度值可由绝对编码器(26)实时测量，绝对编码器(26)的A、B脉冲频率和顺序表示其转角位移和方向。本发明通过测量万向轮(19)相对于割草机机体(1)的角位移，判断万向轮的实际转角姿态和运动趋势，为轨迹纠偏和运动控制算法提供辅助数据支持。
[0071]2)差动驱动机构
[0072]所述差动驱动机构承担后轮支撑和差动式轨迹运动功能。它由左右两个独立的车轮驱动组件所组成，两个组件驱动原理、结构和功能完全相同，为此，本发明只说明其中一个车轮驱动组件。
[0073]所述左车轮驱动组件包括左伺服电机(9)，传动轴(10)，小带轮(8)、同步带(7)、大带轮(6)、半轴(4)、轴承(3)、套筒(5)和左车轮(2)等。左伺服电机(9)安装在割草机机体(1)的筋板上，并通过传动轴(10)驱动小带轮(8)，小带轮(8)通过同步带(7)驱动大带轮￠)，大带轮(6)安装在半轴(4)的一端，半轴(4)通过轴承(3)支撑并围绕套筒(5)的中心线旋转，左车轮(2)固定在半轴(4)的另一端，半轴(4)驱动左车轮(2)旋转，左车轮(2)轮胎表面和草坪地面的产生静摩擦力，带动机体(1)的左侧移动。右车轮(11)的驱动原理和左车轮(2)的驱动原理相同，两个车轮由各自的伺服电机控制单元控制，在中央监控模块的统一调度下实现运动轨迹差速控制。
[0074](2)主运动机构
[0075]所述主运动机构承担草坪的切割主运动。它由直流电机(42)、法兰(41)、联轴器
(43)、主轴(16)、轴承(17、)轴承(44)、套筒(45)、齿轮(12)、齿条(13)、支撑弹簧(14)、移动副(18)和刀盘(15)组成。直流电机(42)安装在法兰(41)上，法兰(41)安装在割草机的机体(1)上，套筒(45)安装在法兰(41)上，直流电机(42)通过联轴器(43)驱动主轴
(17)和刀盘(15)旋转，主轴(17)由轴承(17,44)和套筒(30)支撑，刀盘的旋转实现割草切割的主运动。
[0076](3)刀盘自动升降机构
[0077]所述刀盘自动升降机构承担刀盘的高度调整，实现草坪割草深浅的调节。刀盘自动升降机构包括套筒(45)，齿条(13)、齿轮(12)，移动副(18)、刀盘(15)和支撑弹簧(14)等。套筒(45)和机体(1)之间有移动副(18)，用于套筒(45)相对机体上下移动的导向，套筒(45)上镶有齿条(12)。伺服电机(图中未画出)驱动齿轮(13)的转动，齿轮(12)和齿条(13)啮合带动套筒(45)相对割草机机体做上下移动。步进电机控制套筒的移动可实现对刀盘(15)的自动升降的控制，满足对草坪割草深浅的调节。支撑弹簧(14)对刀盘(15)有阻尼、缓冲和稳定作用。
[0078](4)超声波传感器
[0079]所述超声波传感器(37)和(43)分别装在车体的首尾，用于对障碍物的距离测量，实现对障碍物的检测，使得割草机具有防撞和避障保护功能。
[0080](5)激光扫描云台
[0081]激光扫描收发器通过2个铰链机构安装在激光扫描云台上，所述激光扫描云台是一个2自由度的旋转控制机构，其中:水平360度转动机构控制割草机在水平面激光扫描，实现车体转角测量和直角坐标位移测量，垂直±30度摆角机构补偿和控制激光扫描收发器的垂直摆动，便于激光保持水平发射，准确扫描到当前信标。这两者的结合可以实现割草机自动扫描位移精确位置定位。
[0082]1)水平360度激光扫描机构
[0083]所述水平360度激光扫描机构为立式回转机构，包括套筒(31)、轴承(30、32)、转动支架(33)、铰链(35、38)、立式伺服电机(27)、激光扫描收发器(36)等。套筒(31)安装在割草机机体(1)上，套筒内装有轴承(30、32)，以支撑转动支架(33)，立式伺服电机(2
文档序号 :
【 9476744 】
技术研发人员：闫夙,王云成,董颖
技术所有人：闫夙
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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