智能除草机制造技术

本申请公开了一种智能除草机，该智能除草机包括多传感器信息采集模块、中央处理器、除草机车轮驱动装置、除草机割草刀驱动装置；中央处理器通过接收多传感器信息采集模块的信息控制除草机车轮驱动装置和除草机割草刀驱动装置运转；多传感器信息采集模块包括分别独立安装在除草机上的用于识别草坪边界的边界识别传感器、用于识别除草机是否碰撞到障碍物的障碍物识别传感器、用于计算除草机航程的航程计数器、用于实时感应除草机的水平度、速度和方向的方位识别传感器组和辅助传感器组。本申请的智能草机减少除草机的充电和工作的次数，节约电能、增加机载电池的使用寿命，减少电能的损耗。

【技术实现步骤摘要】

本公开一般涉及自动化农业园林设备领域，具体涉及智能除草设备，尤其涉及智能除草机。
技术介绍
除草机又称割草机、剪草机、草坪修剪机等。除草机是一种用于修剪草坪、植被等的机械工具，由于其给园林、农业或者家庭绿化的除草工作带来了极大的便利，因此使用广泛。按行进方式划分除草机可以分为智能化半自动式、拖行式、后推行式、坐骑式、拖拉机悬挂式。这些除草机都需要人工辅助推动操作才能完成割草，割草人员的工作量依然很大的，尤其是在炎热的夏天。目前市面上也有一些智能的除草机，已有的智能除草机器人产品随机路线工作，遇到边界及障碍物就避让或者返回，随机产生另一条工作路径，由此出现大量重复性工作路径，效率非常低下。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种自动化程度高、效率高的智能除草机。第一方面，本技术提供一种智能除草机，该智能除草机包括多传感器信息采集模块、中央处理器、除草机车轮驱动装置、除草机割草刀驱动装置；所述中央处理器通过接收多传感器信息采集模块的信息控制所述除草机车轮驱动装置和除草机割草刀驱动装置运转；所述多传感器信息采集模块包括分别独立安装在除草机上的用于识别草坪边界的边界识别传感器、用于识别除草机是否碰撞到障碍物的障碍物识别传感器、用于计算除草机航程的航程计数器、用于实时感应除草机的水平度、速度和方向的方位识别传感器组和辅助传感器组。本技术的上述技术方案采用多传感器融合技术，中央处理器将大量传感器采集回的信息进行分析，首先构建电子地图：除草机器人以充电站为原点出发，利用边界识别传感器沿工作场地边界行走一圈返回原点。依据这一过程中方位识别传感器记录小车的运行姿态，航程计数器记录的距离信息中央处理系统芯片组绘制整个工作区域的以坐标数值标记的电子地图。然后按照电子地图信息使用最优路径计算法进行运算，选择一条区域内最短路的径控制除草机器人进行工作。在一优选实施例中，所述辅助传感器组包括分别独立安装在除草机上的用于感应是否下雨的落雨检测传感器、用于感应除草机运行状态的驱动状态检测传感器、用于监测除草机电源状态的电源管理监控器和用于检测障碍物距离除草机距离的测距传感器。在一优选实施例中，所述方位识别传感器组包括集成的三维电子陀螺仪、三维加速传感器和三维地磁传感器。在一优选实施例中，智能除草机还包括安装在除草机上的人机界面LCD触摸板。本技术的上述技术方案通过多传感器组传回的相关信息进行判断该电机何时运行或者停止，驱动状态检测传感器检测到除草机车轮在原地转弯时停止。减少不必要情况下的电池电能消耗。除草机车轮驱动装置可以通过安装在行走轮上的航程计数器进行航程测量，并且对比方位识别传感器组所传回的三维角度信息、加速度信息，地磁场信息，实现除草机车轮驱动装置PID闭环控制，并且保证长距离航程中不会因为电机个体的细微差异而造成行走路径弯曲。综上所述，本技术的有益效果是：减少除草机的充电和工作的次数，达到节约电能的目的，可以在最少的时间内完成最大的工作效率，并且全区域覆盖可以实现无切割盲区。增加机载电池的使用寿命，减少电能的损耗。在同类型产品中，本技术应用的新技术可以节约30％-40％的电能。并且整个工作过程完全不用人工干预，完全实现了除草机的全自动化。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本技术智能除草机的原理框图；图2是本技术智能除草的除草方法的流程图；图中：10、中央处理器；20、除草机车轮驱动装置；30、除草机割草刀驱动装置；41、边界识别传感器；42、障碍物识别传感器；43、航程计数器；44、方位识别传感器组；45、辅助传感器组；45-1、落雨检测传感器；45-2、驱动状态检测传感器；45-3、电源管理监控器；45-4、测距传感器；44-1、三维电子陀螺仪；44-2、三维加速传感器；44-3、三维地磁传感器；50、人机界面LCD触摸板；具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。请参考图1为智能除草机一种实施例的原理框图，该除草机包括多传感器信息采集模块、中央处理器10、除草机车轮驱动装置20、除草机割草刀驱动装置30；多传感器信息采集模块包括分别独立安装在除草机上的用于识别草坪边界的边界识别传感器41、用于识别除草机是否碰撞到障碍物的障碍物识别传感器42、用于计算除草机航程的航程计数器43、用于实时感应除草机的水平度、速度和方向的方位识别传感器组44和辅助传感器组45；中央处理器10通过接收多传感器信息采集模块的信息控制所述除草机车轮驱动装置20和除草机割草刀驱动装置30运转。边界识别传感器41利用超低频信号识别技术，检测标记于工作场地边界处的信标，用于场地边界的识别，可以保证除草机不超出边界工作。航程计数器43为一个利用电磁霍尔感应原理的传感器，安装在除草机驱动轮轴的辅助装置上，采集除草机驱动轮的旋转速度，通过计算将其转化为直线距离，用于测绘除草机行进的航程数据。障碍物识别传感器42为安装于除草机壳体内的一种压力检测传感器，可以感应到除草机外壳受到的碰撞，用于识别工作场地中可能会影响除草机正常工作的障碍物。在一优选实施例中，上述辅助传感器组45包括分别独立安装在除草机上的用于感应是否下雨的落雨检测传感器45-1、用于感应除草机运行状态的驱动状态检测传感器45-2、用于监测除草机电源状态的电源管理监控器45-3和用于检测障碍物距离除草机距离的测距传感器45-4。落雨检测传感器45-1如果检测到雨水信号则关闭除草机割草刀驱动装置30避免因其高速运行导致除草机内部进水受损。测距传感器45-4用于配合障碍物识别传感器42检测障碍物的最小位置信息，看给中央处理器10提供障碍物在地图上的详细信息。驱动状态检测传感器45-2，为一组专用集成电路，在其内部通过程序预设电机的额定参数，在电机运行时可以采集电机的运行参数跟预设参数进行比对，超过预设值发出警告信息，并自动停机。电源管理监控器45-3用于检测除草机工作时电池的电压、电流、容量等信息，在电池充电时还检测充电电流，电池容量判断等信息，可以保证电池不会过放电不会过充电。在一优选实施例中，所述方位识别传感器组44包括集成的三维电子陀螺仪44-1、三维加速传感器44-2和三维地磁传感器44-3。这三种传感器被设计成一种集成状态，通过信息接口为中央处理系统芯片组传输数据，其中三维电子陀螺仪44-1可以提供除草机的水平状态信息，如果工作时机身超出设计倾斜度会发出警告信息，并自动停机。三维加速传感器44-2可以提供除草机前进的方向和速度信息，正常工作时可以配合航程计数器43确定除草机的运行状态，如果底盘被卡住，驱动轮出现原地打转或空转除草机失去速度或速度异常时会发出警告信息，并自动停机。三维地磁场传感器为除草机提供准确的运行方向，结合三维加速度传感器提供的信息可以使除草机具有很好的本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能除草机，其特征在于：包括多传感器信息采集模块、中央处理器、除草机车轮驱动装置、除草机割草刀驱动装置；所述中央处理器通过接收多传感器信息采集模块的信息控制所述除草机车轮驱动装置和除草机割草刀驱动装置运转；所述多传感器信息采集模块包括分别独立安装在除草机上的用于识别草坪边界的边界识别传感器、用于识别除草机是否碰撞到障碍物的障碍物识别传感器、用于计算除草机航程的航程计数器、用于实时感应除草机的水平度、速度和方向的方位识别传感器组和辅助传感器组。

【技术特征摘要】
1.智能除草机，其特征在于：包括多传感器信息采集模块、中央处理器、除草机车轮驱动装置、除草机割草刀驱动装置；所述中央处理器通过接收多传感器信息采集模块的信息控制所述除草机车轮驱动装置和除草机割草刀驱动装置运转；所述多传感器信息采集模块包括分别独立安装在除草机上的用于识别草坪边界的边界识别传感器、用于识别除草机是否碰撞到障碍物的障碍物识别传感器、用于计算除草机航程的航程计数器、用于实时感应除草机的水平度、速度和方向的方位识别传感器组和辅助传感器组。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：程道修，李杰，
申请(专利权)人：天津鲁赫环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12