智能除草机器人的制作方法

本发明涉及除草技术领域，具体地涉及一种智能除草机器人。

背景技术：

随着现在人们居住生活水平的提高，对花园、绿化草地的修理变成了高频性工作；传统的除草机需要人工现场作业，受天气影响巨大，高温炎热、酷冬严寒，给作业人员带来极大影响，且工作量大，十分耗费人力。

社会的快速发展和人类生活水平的快速提高，对像在高尔夫球场、别墅私人球场等地方的草地修理维护成为了高频性工作，人们对于除草的要求越来越高，为了给人们解决人工化的一些噪音、环境和劳动时长和劳动程度等问题，提供更加便捷，更高效率的除草设备。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种智能除草机器人，该发明能够克服天气影响，从源头上减轻人们在该领域工作的劳动时长和劳动程度等问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种智能除草机器人，所述智能除草机器人包括：

车体；

车轮，设置在所述车体的底部；所述车轮为带胎纹的实心橡胶轮胎；

摄像头，设置在所述车体的顶部；

第二驱动电机，设置在所述车体的底部；

刀片，设置在所述车体的底部，与所述第二驱动电机连接，所述第二驱动电机能够带动所述刀片转动，执行割草动作；

拢草板，位于所述车体的前部，其以所述车体的前部为起点逐渐向外张开，用于将所述车体前部的目标物向内收拢；

控制系统，分别与刀片、摄像头、车轮连接，用于控制所述刀片和摄像头的工作状态和车体的行进路径。

第一驱动电机，用于驱动所述车轮并根据所述控制系统的反馈规划所述车体的行进路径。

该智能除草机器人可以自动进行除草工作，能够节省大量劳动力。

进一步地，所述拢草板包括两片，所述拢草板为弧形片状结构，两片所述拢草板左右相互对称地设置在所述车体的前部。

进一步地，所述第一驱动电机设置为四个，所述车轮设置为四个，每个所述车轮对应匹配一个所述第一驱动电机。

进一步地，所述控制系统包括主控板和与所述主控板连接的电机驱动芯片；所述第一驱动电机与所述电机驱动芯片连接。

进一步地，所述摄像头为可旋转的摄像头。

进一步地，所述主控板为arduinomage2560主控板；所述电机驱动芯片为aqmh2407nd芯片。

进一步地，所述控制系统还包括无线通信模块；所述无线通信模块与所述主控板连接，用于接收遥控信号并将该信号传输给所述主控板。

进一步地，所述智能除草机器人还包括与所述主控板连接的角度传感器，所述角度传感器用于检测车体行进时偏离规划路径的偏移量。

进一步地，所述角度传感器为陀螺仪，所述陀螺仪通过promini模块与所述主控板连接。

进一步地，所述智能除草机器人还包括动力源，所述动力源分别与所述摄像头、和控制系统、第一驱动电机、第二驱动电机连接，用于所需提供动力。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明智能除草机器人一种实施方式的仰视图；

图2是本发明智能除草机器人一种实施方式的主视图；

图3是本发明智能除草机器人一种实施方式的左视图；

附图标记说明

10车体20车轮

30摄像头40刀片

50拢草板60第一驱动电机

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指在装配使用状态下的方位。“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。

为了实现上述目的，本发明提供一种智能除草机器人，如图1-3所示，所述智能除草机器人包括：

车体10；

车轮20，设置在所述车体10的底部；

摄像头30，设置在所述车体10的顶部；

第二驱动电机，设置在所述车体10的底部；

刀片40，设置在所述车体10的底部，与所述第二驱动电机连接，所述第二驱动电机能够带动所述刀片40转动，执行割草动作；

拢草板50，位于所述车体10的前部，其以所述车体10的前部为起点逐渐向外张开，用于将所述车体10前部的目标物向内收拢。优选地，所述拢草板50包括两片，所述拢草板50为弧形片状结构，两片所述拢草板50左右相互对称地设置在所述车体10的前部。优选地，所述拢草板50选用具有弹性的金属钢片或塑料，但是弹性不能太大，否则难以聚集收拢附近的草被。实际上，拢草板50可以选用硬质的材料制成，但是硬性的材料制成的拢草板50存在一定的缺陷。具体而言，硬性的材料制成的拢草板50在遇到障碍较为顽固的障碍物时，拢草板50可能或发生断裂或者在障碍物的反作用下车体10会发生倾斜，严重偏离规划的行进路径。

控制系统，分别与刀片40、摄像头30、车轮20连接，用于控制所述刀片40和摄像头30的工作状态和车体10的行进路径。

第一驱动电机60，用于驱动所述车轮20并根据所述控制系统的反馈规划所述车体10的行进路径。

在所述主控板嵌入编写好的控制程序后，所述智能除草机器人可自动执行除草工作。在整个除草过程中，所述摄像头30对周边环境进行监视，并可将图像或视频信息实时反馈给主控板或智能除草机器人之外的显示器，主控板根据该信息，控制智能除草机器人的工作状态。本智能除草机器人极大地提高了工作效率，节省了大量的劳动力。

在一种优选的具体实施方式中，所述第一驱动电机60设置为四个，所述车轮20也设置为四个，每个所述车轮20对应匹配一个所述第一驱动电机60。每个所述第一驱动电机60都是独立的，即每个所述第一驱动电机60能够独立驱动相应的所述车轮20。这样可以使得车轮20之间产生差速的效果，实现车体10的转弯。

所述控制系统包括主控板和与所述主控板连接的电机驱动芯片；所述第一驱动电机60与所述电机驱动芯片连接。其中，所述主控板为arduinomage2560主控板；所述电机驱动芯片为aqmh2407nd芯片。

所述摄像头30采用可旋转的摄像头或者全景摄像头。这种摄像头可以观测到周边的环境，采集各方位的图像或视频信息，并可将图像或视频信传输给所述控制系统，更为具体的是传输给所述主控板。控制系统根据所述摄像头30的反馈信息调整所述智能除草机器人除草路径。当然，所述摄像头30也可以将图像或视频信息传输给智能除草机器人之外的显示器，工作人员可以通过观察图像或视频信息，了解智能除草机器人的工作状态，实现除草过程的可视化，便于对除草过程以及智能除草机器人进行监控。

基于上述设置，在主控板中嵌入已经编写好的控制程序(该控制程序包括车体的除草路径、刀片40的旋转速度、车体10的行进速度等)，智能除草机器人就可以实现自动除草，无需人工干涉。克服了在不适宜除草的天气条件下，例如雨天，人工除草的不便捷的问题。其中，所述车体10的行进速度主要体现在第一驱动电机60的转速。

在实际使用中，可能存在由于前进助力引起反向偏差而走弯曲轨迹。为了矫正运动轨迹，可以通过设置角度传感器来实现。所述角度传感器设置在所述车体10上。所述角度传感器与所述主控板连接，用于检测所述车体10行进时偏离规划路径的偏移量。在一种优选的具体实施方式中，所述角度传感器选用陀螺仪，所述陀螺仪通过promini模块与所述主控板连接。优选地，所述promini模块选用atmega328pa。

陀螺仪的工作原理在于：其本身就是偏移角度测量，首先在初始位置进行校准，这时它的角度为0°，当智能除草机器人的行进路径发生偏移时，陀螺仪的角度会发生变化，往右边转角度增加，为正；往左边偏移角度减少，为负。

本发明还提供了另一种具体实施方式：增设了可以远程控制的功能。具体的实现方式为增设无线通信模块，该无线通信模块与所述主控板连接，用于接收遥控信号并将该信号传输给所述主控板。主控板根据该遥控信号执行相应的工作内容。所述无线通信模块可以选用蓝牙、wifi、af790五模4g无线通讯模块中的任意一种。当然，也可以同时设置蓝牙、wifi、af790五模4g无线通讯模块，实现多种方式的无线通信。

此外，所述智能除草机器人还包括动力源，所述动力源分别与所述摄像头30、和控制系统、第一驱动电机60、第二驱动电机连接，用于为他们提供所需的动力。所述动力源可选用蓄电池。

为了提高智能除草机器人的抓地力和稳定性，所述车轮20选用带胎纹的实心橡胶轮胎。基于无刷电机具有扭矩大、可长时间运行、空转电流小堵转电流却很大的优点。在一种优选的具体实施方式中，所述第二驱动电机选用无刷电机，该无刷电机与所述控制系统连接。这样可以提高智能除草机器人的除草效率。

下面简要说明，本发明智能除草机器人的工作原理：

预先在所述主控板中嵌入已经编写好的控制程序，所述主控板按程序轨迹自动工作，实现全自动无人干涉割草。当然，基于无线通讯模块的设置，也可以通过人工遥控控制智能除草机器人的除草工作。具体而言，所述无线电模块接收到遥控信号后，将信号传输给所述主控板，所述主控板在程序的控制下进行判断，识别并处理该遥控信号后，输出需要执行的操作。然后给所述第一驱动电机60和所述第二驱动电机发送脉冲信号来执行行走、转向、刀片割草等工作。在整个过程中应用所述摄像头30对周边环境进行监控，并将监控的画面(图像或视频信号)传输给智能除草机器人之外的显示器，实现除草过程可视化。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。