一种智能化精密自动割草机及其控制装置的制造方法
[0084]2)垂直±30度摆角补偿机构。
[0085]所述垂直±30度摆角补偿机构是一个磕头式摆动机构，它利用曲柄摇杆摆动原理。它包括转动支架(33)、卧式伺服电机(34)，曲柄(37)，连杆(39)、铰链(35、38、40)、激光扫描收发器(36)等。转动支架(33)携带卧式伺服电机(34)，卧式伺服电机(34)驱动曲柄(37)旋转，曲柄(37)通过铰链(40)驱动连杆(39)平动，连杆(39)通过铰链(38)驱动激光扫描收发器(36)围绕铰链(35)摆动。控制云台垂直±30度摆动以便矫正车体行走颠簸造成的激光扫描器的垂直角度偏移误差，确保激光水平方向扫描到指定信标，实现激光自动扫描和准确定位。
[0086](6)控制箱
[0087]所述控制箱(46)表面有操作按钮和IXD触摸屏。控制箱内嵌中央监控板、运动控制板、超声波控制板、激光导航控制板。其中，中央监控板和运动控制板之间通过并行总线连接，其他控制板之间通过RS485接口连接，其中，中央监控板另设红外接口，便于与手持遥控模块通信。激光导航控制板另设无线射频接口，便于与远程信标控制板通信。各个控制板配有接口电路和外围器件，完成各自功能。电子罗盘安装在激光导航控制板上，用以检测车体在垂直面的上下摆动角度。
[0088](7)电源箱
[0089]所述电源箱(47)内安装24V蓄电池，通过电压变换器，转换为压值不同的电压源，为割草机各个模块提供稳定的工作电源。
[0090]2、控制装置的实现
[0091](1)控制装置组成(图4)
[0092]所述控制装置分为三个部分7个模块。第一部分安装在割草机的车体上，包括中央监控、运动控制、激光定位导航和超声波测控4个模块，各模块之间通过RS485总线组成主从式通信接口，其中，中央监控模块为主机，其余为从机。第二部分包括手持遥控模块1个，通过红外接口和中央监控模块通信。第三部分包括远程信标控制模块2个，其中远程信标控制模块A安装在远程信标装置1内，远程信标控制模块B安装在远程信标装置2内。两个模块功能结构完全相同。每个远程信标控制模块通过各自的无线射频接口与激光定位导航模块实现分布式数据通信。
[0093](2)控制装置软件工作流程(图5)
[0094]所述控制装置软件工作流程包括草坪运动轨迹数值预处理和智能化精密自动割草工作循环。
[0095]1)草坪运动轨迹数字化预处理
[0096]所述草坪运动轨迹数值化预处理是通过计算机图像处理软件进行用户草坪图形预处理、草坪地块图形参数的提取、草坪图形数据参数匹配、轨迹规划、生成割草运动轨迹坐标。下载运动轨迹坐标到割草机智能监控系统的存储器中，实现用户草坪图案的订制。
[0097]2)执行智能化精密自动割草工作循环
[0098]所述智能化精密自动割草工作循环首先根据轨迹坐标执行参数，设置与智能化诊断例程，包括设置轨迹控制参数、进行系统的自诊断、检查系统硬件模块的状态和参数匹配情况、检查各模块总线接口和远程无线通信接口的状态是否正常。
[0099]系统自检诊断通过后，执行智能检测，所述智能检测包括启动自动精密割草机超声波距离测量控制、激光自动扫描智能位置和转角测量控制，割草机万向轮转角测量控制，通过监控界面实时监控智能化精密自动割草机状态信息。
[0100]智能检测完成后，正式进行自动割草流程，所述自动割草流程包括核对精密割草机运动轨迹的起始位置和转角姿态、返回轨迹运动起始坐标位置、调整割草机刀盘的高度、启动刀盘旋转的主运动、启动割草机轨迹补偿智能运动控制程序、实现割草的轨迹进给运动及其控制。
[0101]当割草机完成自动轨迹运动后，自动返回割草机起始位置和转角姿态，完成智能化精密割草循环工作任务。
[0102]使用效果分析
[0103]智能化精密自动割草机可根据订制图案规划出精密割草机的行走轨迹坐标，精密自动割草机在中央监控模块的统一协调下，具有轨迹参数预设、手动遥控、分布式信标定位、激光自动扫描、精密位置与转角位移测量、位置纠偏与轨迹行走智能控制、超声波距离测控与防撞控制、刀盘升降位移控制、刀盘转速自动控制、状态监控等功能，实现了中小块草坪的自动割草和精密修剪，完成美化草坪的功能。本发明采用分布总线结构和网络智能化循环控制，提升了精密自动割草机精密定位和精密草坪的效率，实现了对草坪美化割草的创新。
【主权项】
1.一种智能化精密自动割草机及其控制装置，其特征在于，包括智能化精密自动割草机机械本体和控制装置。2.如权利1要求智能化精密自动割草机本体，其特征在于，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。3.如权利2要求差动行走机构，其特征在于，包括导向与导轮转角测量机构和差动驱动机构，用于承担精密自动割草机的差动行走和导轮转角位移测量。4.如权利2所要求激光扫描云台，其特征在于，是一个2自由度的旋转控制机构，包括水平360度转动机构和垂直30度摆动机构，实现割草机自动扫描位移精确位置定位。5.如权利2所要求控制箱，其特征在于，包括中央监控板、运动控制板、超声波控制板、激光导航控制板，各控制板之间通过串行总线接口连接。6.如权利5所要求激光导航控制板，其特征在于，所述激光导航控制板另设无线射频接口，便于与远程信标控制板通信，激光导航控制板内设电子罗盘，用以检测车体在垂直面的上下摆动角度。7.如权利1所要求控制装置，其特征在于，包括控制硬件和控制软件。通过分布式信标定位、自动激光导航位置测量、车体姿态转角位移测量，实时计算出割草机在草坪上的实时坐标位置和转角位移，生成轨迹纠偏补偿控制算法，执行轨迹运动指令，控制割草机按预定轨迹坐标连续运动，在运动过程中实现精密割草，按预设的轨迹图形，实现对草坪的精整和美化，割草机具有超声波检测防撞避障以及遥控功能。8.如权利7所要求的控制硬件，其特征在于，所述控制硬件包括三个部分7个模块，第一部分安装在割草机的车体上，包括中央监控、运动控制、激光定位导航和超声波控制4个模块。第二部分包括手持遥控模块1个，通过红外接口和中央监控模块通信，第三部分包括远程信标控制模块2个，每个远程程信标控制模块通过各自的无线射频接口与激光定位导航模块实现分布式数据通信。9.如权利7所要求的控制软件，其特征在于，所述控制软件流程包括草坪运动轨迹数值预处理和智能化精密自动割草工作循环。
【专利摘要】本发明提供了一种智能化精密自动割草机及其控制装置。所发明以直流蓄电池为动力源，将计算机图像处理、分布式信标定位、激光扫描位移和角度测量、超声波距离测量、无线通信和智能化轨迹运动控制有机地结合在一起，具有精密定位、自动纠偏、轨迹控制、自动防撞等功能，达到美化草坪和节能环保的目的。本发明结构精巧，制作成本低廉，界面友好、操作方便，节能环保。适合于对中、小草坪地块的精整割草。
【IPC分类】A01D34/78, A01D34/00, A01D34/82, A01D34/64, A01D101/00
【公开号】CN105230225
【申请号】CN201510761882
【发明人】闫夙, 王云成, 董颖
【申请人】闫夙
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年11月10日
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
技术研发人员：闫夙,王云成,董颖
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