1.本发明属于除草机器人技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的智能除草机器人。
背景技术：
2.智能机器人因其相当发达的“大脑”，可在实际生产及生活中实现自主化的全自动操作。除草机器人作为智能机器人中的一种，能有效代替人工进行除草，由此极大程度的提高了除草效率及安全性，同时将除草机器人与视觉检测技术相结合，还能智能化实现除草路径的规划与变更。
3.但是，对于现有的除草机器人而言，其在具体工作时切割刀片与草料频繁接触摩擦，易造成刀片刀口的磨损，影响割草效率；特别是在割除杆径较粗或杆径较硬的杂草时，上述刀口磨损的问题更为明显。
技术实现要素：
4.鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的智能除草机器人。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种基于机器视觉的智能除草机器人，包括：
7.可自行走的机体，在所述机体底部设有环状结构的限位轨道，所述限位轨道包括两个对称分布的弧形轨道，且两个弧形轨道之间以径向相切的方式连接有两个对称分布的过渡轨道；
8.可转动的安装于所述机体底部的安装柱，所述安装柱的周向侧壁上至少设有一个切割刀片，且在所述切割刀片上滑动套设有打磨套，所述打磨套的顶部转动连接有限位杆，且所述限位杆的顶部与限位轨道滑动配合；
9.其中
10.两个弧形轨道沿所述机体的行走方向依次设置，并分别为位于前侧的第一轨道和位于后侧的第二轨道，限定两个弧形轨道之间的最远距离不超过所述切割刀片的长度，且位于前侧的第一轨道与所述安装柱共轴配合，第一轨道与安装柱之间的距离小于第二轨道与安装柱之间的距离。
11.优选的，所述限位轨道为开设于机体底部的凹槽结构，且所述限位杆为顶部可滑动伸入至凹槽结构内的圆柱结构。
12.优选的，在所述打磨套的内部设有与所述切割刀片的刀口相贴合的打磨块，所述打磨块可沿垂直于刀口的方向滑动，且打磨块背离刀口的一侧与打磨套内壁之间连接有挤压弹簧。
13.优选的，在所述机体顶部安装有摄像头，且所述摄像头与机体之间的纵向距离可调。
14.优选的，在所述摄像头的前端设有可活动的刮板，且可通过所述刮板刮除附着于所述摄像头前端的杂物。
15.优选的，在所述机体的前侧开设有安装槽，在所述安装槽内均匀设有多个与机体行走方向相平行的梳齿。
16.优选的，多个所述梳齿均位于所述切割刀片的上方，且每个梳齿均包括可转动的圆柱齿和固定的弧形齿，所述弧形齿配合于圆柱齿的一侧，且通过所述弧形齿的限定使切割后的草随所述圆柱齿的转动向上导出。
17.优选的，所述梳齿的一端延伸至所述机体内部，且在所述机体内部安装有联动组件，通过所述联动组件使所述梳齿随所述安装柱同步旋转。
18.优选的，所述联动组件包括：
19.可转动的驱动齿轮；
20.套设固定于所述梳齿上的从动齿轮；
21.啮合套设于多个所述从动齿轮外部的传动齿带，且所述传动齿带的一侧与驱动齿轮啮合。
22.优选的，在所述机体顶部安装有驱动电机，在所述驱动电机的输出端连接有驱动轴，且所述驱动齿轮和安装柱由上至下的依次套设于固定于所述驱动轴上。
23.本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
24.(1)本发明的智能除草机器人，在切割刀片上套设有可滑动的打磨套，在机体上开设有限位轨道，其中打磨套与限位轨道通过限位杆形成滑动配合，且该限位轨道具体包括分别靠近刀片安装端和刀片活动端的两个弧形轨道、连接两个弧形轨道的过渡轨道，基于此使得切割刀片能在持续旋转的过程中能交替执行割草与刀口打磨，进而有效降低刀口磨损程度，提高除草效率。
25.(2)针对上述打磨套，在其内部设有可活动并能够弹性压紧于刀口处的打磨块，由此有效实现刀口的精准打磨。
26.(3)本发明的智能除草机器人对应还设有用于视觉检测的摄像头，且在摄像头前端设有可活动的刮板，以此使得整体智能除草机器人在持续行走除草的过程中能够保证摄像头视觉检测的准确。
27.(4)在本发明的智能除草机器人的机体前侧对应设有多个梳齿，以此方便在除草的同时对草进行梳理，从而提高除草效率。
28.(5)针对上述梳齿，包括可转动的圆柱齿和固定的弧形齿，其中弧形齿配合于圆柱齿的一侧，以使得相邻两个梳齿之间的草能够随圆柱齿的转动而向上导出，进而有效避免切割后的草堵塞于梳齿之间。
29.(6)针对上述圆柱齿，其对应通过驱动齿轮、从动齿轮和传动齿带等结构形成与安装柱之间的联动，由此保证圆柱齿能在切割刀片在旋转割草的同时随之转动，进而使得整体结构仅需一个驱动电机执行驱动，结构简单。
附图说明
30.图1为本发明的正视图；
31.图2为本发明的附视图；
32.图3为本发明的仰视图；
33.图4为图1中沿a方向的剖视图；
34.图5为本发明中限位轨道的结构示意图；
35.图6为本发明中安装柱、切割刀片与打磨套配合的结构示意图；
36.图7为图6中的b处放大图；
37.图8为本发明中打磨套的结构示意图；
38.图9为本发明中安装柱、切割刀片与打磨套配合的原理图；
39.图10为本发明中梳齿的结构示意图；
40.图11为本发明中梳齿与联动组件配合的结构示意图；
41.图中：机体-1；限位轨道-2；弧形轨道-21；过渡轨道-22；安装柱-3；切割刀片-4；打磨套-5；打磨块-51；挤压弹簧-52；限位杆-6；摄像头-7；刮板-71；梳齿-8；圆柱齿-81；弧形齿-82；联动组件-9；驱动齿轮-91；从动齿轮-92；传动齿带-93；驱动电机-10。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
43.实施例一
44.参阅图1-图6所示，在本发明中提供了一种基于机器视觉的智能除草机器人，具体该智能除草机器人包括：
45.可自行走的机体1，在机体1底部设有环状结构的限位轨道2，限位轨道2包括两个对称分布的弧形轨道21，且两个弧形轨道21之间以径向相切的方式连接有两个对称分布的过渡轨道22；
46.可转动的安装于机体1底部的安装柱3，安装柱3的周向侧壁上至少设有一个切割刀片4，且在切割刀片4上滑动套设有打磨套5，打磨套5的顶部转动连接有限位杆6，且限位杆6的顶部与限位轨道2滑动配合。
47.上述，优选的结合图5可知，关于限位轨道2：
48.限位轨道2为开设于机体1底部的凹槽结构，且限位杆6为顶部可滑动伸入至凹槽结构内的圆柱结构；
49.两个弧形轨道21沿机体1的行走方向依次设置，并分别为位于前侧的第一轨道和位于后侧的第二轨道，限定两个弧形轨道21之间的最远距离不超过切割刀片4的长度，且位于前侧的第一轨道与安装柱3共轴配合，另外第一轨道与安装柱3之间的距离小于第二轨道与安装柱3之间的距离。
50.为便于图示在图中仅示出了设有三个切割刀片4(i/ii/iii)的示例，每个切割刀片4上均套设有一个打磨套5，每个打磨套5上均固定有一个可在限位轨道2内滑动的限位杆6。综上并结合图9所示的原理图可知：
51.在图9中，安装柱3与三个切割刀片4沿a/b/c/d四图所示的状态执行顺时针旋转割草，其中
52.在图9a中，切割刀片4(i)定位于后侧的一个弧形轨道21(第二轨道)的中间位置处，此时通过对应限位杆6与限位轨道2之间的配合，使得打磨套5(i)对应滑动至切割刀片4(i)的活动端；切割刀片4(ii/iii)均定位于前侧的一个弧形轨道21(第一轨道)上、并分别靠近该弧形轨道21的两端，此时通过对应限位杆6与限位轨道2之间的配合，使得打磨套5(ii/iii)对应滑动至切割刀片4(ii/iii)的安装端；
53.在图9b中，随着安装柱3及切割刀片4的顺时针旋转，使得切割刀片4(i)向一侧的过渡轨道22滑动，且通过该过渡轨道22与限位杆6的配合限定，使得打磨套5(i)向切割刀片4(i)的安装端靠近；切割刀片4(ii)仍保持在与前侧的一个弧形轨道21(第一轨道)相对应的区域内，以此执行割草并保证割草时打磨套5(ii)始终定位于切割刀片4(ii)的安装端处，从而避免割草与打磨相互干扰；切割刀片4(iii)向另一侧的过渡轨道22滑动，且通过该过渡轨道22与限位杆6的配合限定，使得打磨套5(iii)向切割刀片4(iii)的活动端靠近；
54.在图9c中，表示为安装柱3顺时针旋转120
°
后所定位的结构状态，此时打磨套5(i)继续向切割刀片4(i)的安装端靠近；切割刀片4(ii)旋转至前侧的一个弧形轨道21(第一轨道)的中间位置处；打磨套5(iii)继续沿另一侧的过渡轨道22向切割刀片4(iii)的活动端靠近；
55.在图9d中，随着安装柱3及切割刀片4的顺时针旋转，使得切割刀片4(i)由一侧的过渡轨道22移动至前侧的一个弧形轨道21(第一轨道)上，此时打磨套5(i)滑动定位至切割刀片4(i)的安装端；切割刀片4(ii)向另一侧的过渡轨道22滑动，且通过该过渡轨道22与限位杆6的配合限定，使得打磨套5(ii)向切割刀片4(ii)的活动端靠近；切割刀片4(iii)沿另一侧的过渡轨道22向后侧的一个弧形轨道21(第二轨道)靠近，并使得打磨套5(iii)继续向切割刀片4(iii)的活动端靠近。
56.综上，随着安装柱3的持续转动，则重复不断的执行图9中a/b/c/d/a的驱动循环，具体的，将切割刀片4的刀口设置于其活动端与安装端之间，因此随着安装柱3的持续转动以及限位杆6与限位轨道2的配合，可在切割后侧使打磨套5沿对应切割刀片4往复滑动，基于此即能有效实现对刀口的打磨，进而避免持续割草而造成刀口磨损的问题，保证割草效率。另外，对于每个切割刀片4而言，其刀口打磨与割草的两种操作均是交替进行的，互不干扰，且利用打磨套5的滑动还能有效清除附着于切割刀片4表面的杂物。
57.对于上述所提供的打磨套5，结合图6-图8可知，在本实施例中，优选在打磨套5的内部设有与切割刀片4的刀口相贴合的打磨块51，打磨块51可沿垂直于刀口的方向滑动，且打磨块51背离刀口的一侧与打磨套5内壁之间连接有挤压弹簧52。基于此，利用打磨块51与刀口之间摩擦形成对刀口的打磨，而打磨块51利用挤压弹簧52压紧于刀口表面，由此能有效避免打磨块51与刀口之间产生磨损间隙，进而精准实现刀口的持续打磨。
58.另外，在本实施例中，在机体1顶部还安装有摄像头7，该摄像头7用于整体智能除草机器人在行走除草的过程中自动检测周围环境，以便于实现除草路径的规划与变更(该视觉检测采用现有的公开技术，例如现有扫地机器人的视觉检测系统，因此在本发明中不做详细赘述)。
59.具体的，上述摄像头7与机体1之间的纵向距离可调，以方便根据不同的草的高度进行摄像头7定位高度的调整，且具体调节结构可选用电动伸缩执行升降调节；
60.优选的，在摄像头7的前端设有可活动的刮板71，以此可通过刮板71刮除附着于摄
像头7前端的杂物，进而避免切割后的草附着于摄像头7上以影响视觉检测的准确性。
61.实施例二
62.参阅图1-图11所示，在本发明中提供了一种基于机器视觉的智能除草机器人，具体该智能除草机器人包括：
63.可自行走的机体1，在机体1底部设有环状结构的限位轨道2，限位轨道2包括两个对称分布的弧形轨道21，且两个弧形轨道21之间以径向相切的方式连接有两个对称分布的过渡轨道22；
64.可转动的安装于机体1底部的安装柱3，安装柱3的周向侧壁上至少设有一个切割刀片4，且在切割刀片4上滑动套设有打磨套5，打磨套5的顶部转动连接有限位杆6，且限位杆6的顶部与限位轨道2滑动配合。
65.上述，关于限位轨道2、安装柱3、切割刀片4、打磨套5及限位杆6的具体结构及配合原理均与实施例一相同，而在本实施例中，进一步的：
66.在机体1的前侧开设有安装槽，在安装槽内均匀设有多个与机体1行走方向相平行的梳齿8，以此在行走除草的过程中对草进行梳理，从而方便割除。
67.更进一步的，梳齿8的一端延伸至机体1内部，且在机体1内部安装有联动组件9，通过联动组件9使梳齿8随安装柱3同步旋转，具体联动组件9包括：
68.可转动的驱动齿轮91；
69.套设固定于梳齿8上的从动齿轮92；
70.啮合套设于多个从动齿轮92外部的传动齿带93，且传动齿带93的一侧与驱动齿轮91啮合。
71.上述，在机体1顶部安装有驱动电机10，在驱动电机10的输出端连接有驱动轴，且驱动齿轮91和安装柱3由上至下的依次套设于固定于驱动轴上。
72.综上可知，在本实施例中，智能除草机器人执行除草的原理为：
73.基于实施例一所述的原理执行安装柱3与切割刀片4的旋转割草，与此同时整体机体1沿自行走方向持续前进，在前进过程中，其梳齿8对机体1前方的草进行梳理，以使得草限定于相邻两个梳齿8之间；
74.安装柱3由驱动电机10驱动转动，与此同时驱动电机10还通过驱动轴带动驱动齿轮91进行同步转动，结合图11所示结构可知，驱动齿轮91啮合于传动齿带93的一侧，由此驱动齿轮91的转动能带动传动齿带93进行传动，而传动齿带93又与多个从动齿轮92相啮合，进而带动多个从动齿轮92与对应的梳齿8产生转动；
75.具体结合图1及图10可知，多个梳齿8均位于切割刀片4的上方，且每个梳齿8均包括可转动的圆柱齿81和固定的弧形齿82，弧形齿82配合于圆柱齿81的一侧，且通过弧形齿82的限定使切割后的草随圆柱齿81的转动向上导出。在图10中，示出圆柱齿81顺时针旋转的示例，此时弧形齿82限定于圆柱齿81的右侧，由此在圆柱齿81持续转动时能有效将其左侧的草向上导出，从而使得切割后的草能从机体1的上方向外排出，进而避免切割后的草堆积堵塞于多个梳齿8之间。
76.另外，在本实施例中，还可将多个梳齿8分为两组，且两组梳齿8中的圆柱齿81分别实现反向旋转，以向将切割后的草从上方导出至机体1的两侧；对于这种方式，联动组件9中应相对应的将多个从动齿轮92分别两组，且两组从动齿轮92上分别套设一个传动齿带93，
两个传动齿带93分别啮合一个驱动齿轮91，两个驱动齿轮91相互啮合，且其中一个驱动齿轮91通过驱动电机10驱动转动。(此方式中，具体结构图中未示出)
77.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。