一种智能割草机

本发明涉及现代农业智能装备，尤其公开了一种智能割草机。

背景技术：

1、智能割草机是一种用于修剪草坪、植被等的机械工具，它是由刀盘、发动机、行走轮、行走机构、刀片、扶手、控制部分组成，刀盘装在行走轮上，刀盘上装有发动机，发动机的输出轴上装有刀片，刀片利用发动机的高速旋转实现横切割草，节省了除草工人的作业时间，减少了大量的人力资源。

2、现有智能割草机的地形适应性与转向灵活性较差，且大多采用刀盘腹部固定安装的方式，导致智能割草机割草时存在死角，待割草完毕后还需人工进行二次割草处理，并且容易破坏植被和土壤结构，影响割草效果。因此，需要设计一种智能割草机。

技术实现思路

1、本发明提供了一种智能割草机，旨在解决上述缺陷中的至少一个问题。

2、本发明涉及一种智能割草机，包括智能割草机车体及与智能割草机车体相连接的控制系统，智能割草机车体包括作业载具底盘及设于作业载具底盘上的作业机具，作业载具底盘包括转向舵机支撑架、沿转向舵机支撑架周向延伸的四个大灯支撑架、对应设于大灯支撑架下方的前叉带碗组、位于前叉带碗组下方的前叉带碗组、分别安装于前叉带碗组上的弹簧双减震器和驱动电机、所述驱动电机为驱动车轮转动的驱动电机、以及套设于驱动车轮转动的驱动电机上的车轮，前叉带碗组上套设有第一同步轮，前叉带碗组与完全中心对称式车架固定连接，转向舵机支撑架上安装有转向舵机和转向舵机下支撑板，转向舵机下支撑板上设有第二同步轮、第一涨紧轮和第二涨紧轮，第二同步轮套设于转向舵机的主轴上，第一同步轮通过同步带分别与第二同步轮、第一涨紧轮和第二涨紧轮相连接，控制系统包括转向舵机驱动器和驱动车轮转动的驱动电机驱动器，转向舵机驱动器与转向舵机相连接，驱动车轮转动的驱动电机驱动器与驱动车轮转动的驱动电机相连接，用于实现后轮单阿克曼转向模式、前轮单阿克曼转向模式、双阿克曼转向模式、直行模式、自旋模式、斜移模式、横移模式或驻车模式的切换。

3、进一步地，作业机具包括垂直升降机构、往复运动机构和割草刀机构，往复运动机构的一端与垂直升降机构相连接，往复运动机构的另一端与割草刀机构相连接。

4、进一步地，垂直升降机构包括上连接板、下连接板、伸缩驱动件、支撑杆、上u形槽、下u形槽、第一升降支撑组件和第二升降支撑组件，伸缩驱动件的一端通过第一升降支撑组件与下连接板相连接，伸缩驱动件的另一端通过第二升降支撑组件与上连接板相连接；支撑杆的一端通过上u形槽与上连接板相连接，支撑杆的另一端通过下u形槽与下连接板相连接。

5、进一步地，往复运动机构包括丝杆、导向杆、第一导向杆支撑件、第二导向杆支撑件和滑台机构，丝杆和导向杆分别穿过滑台机构且其两端分别支撑在第一导向杆支撑件和第二导向杆支撑件上。

6、进一步地，滑台机构包括步进电机、步进电机支撑件和法兰直线轴承，步进电机和法兰直线轴承分别支撑于步进电机支撑件上，控制系统还包括步进电机驱动器，步进电机驱动器与步进电机相连接。

7、进一步地，割草刀机构包括割草电机及与割草电机的主轴相连接的割草刀，控制系统还包括割草电机驱动器，割草电机驱动器与割草电机相连接。

8、进一步地，控制系统还包括传感器采集装置，传感器采集装置包括外部传感器采集装置和内部传感器采集装置，外部传感器采集装置包括遁迹传感器模块、双目视觉传感器模块、超声波传感器模块、激光雷达传感器模块。内部传感器采集装置包括九轴姿态传感器模块、功率检测模块、感应开关传感器。

9、进一步地，控制系统还包括主控制器装置，主控制器分别与遁迹传感器模块、九轴姿态传感器模块、双目视觉传感器模块、超声波传感器模块、激光雷达传感器模块、功率检测模块、感应开关传感器相连接。

10、进一步地，控制系统还包括驱动模块，主控制器分别与转向舵机驱动器、驱动车轮转动的驱动电机驱动器、步进电机驱动器相连接。

11、进一步地，控制系统还包括人机交互装置，人机交互装置包括无线收发模块、显示模块、物联网模块和语音模块，主控制器分别与显示模块、物联网模块和语音模块相连接。

12、进一步地，控制系统还包括报警装置，报警装置包括警示灯与转向灯，主控制器分别与警示灯和转向灯相连接。

13、本发明所取得的有益效果为：

14、本发明提供一种智能割草机，采用智能割草机车体及与智能割草机车体配合使用的控制系统，智能割草机车体包括作业载具底盘及设于作业载具底盘上的作业机具，作业载具底盘包括转向舵机支撑架、沿转向舵机支撑架周向延伸的四个大灯支撑架、对应设于大灯支撑架下方的前叉带碗组、位于前叉带碗组下方的前叉带碗组、分别安装于前叉带碗组上的弹簧双减震器和驱动电机、所述驱动电机为驱动车轮转动的驱动电机、以及套设于驱动车轮转动的驱动电机上的车轮，前叉带碗组上套设有第一同步轮，转向舵机支撑架上安装有大灯支撑架和转向舵机下支撑板，大灯支撑架与转向舵机支撑架固定连接。转向舵机下支撑板上设有第二同步轮、第一涨紧轮和第二涨紧轮，第二同步轮套设于转向舵机的主轴上，第一同步轮通过同步带分别与第二同步轮、第一涨紧轮和第二涨紧轮相连接，控制系统包括转向舵机驱动器和驱动车轮转动的驱动电机驱动器，转向舵机驱动器与转向舵机相连接，驱动车轮转动的驱动电机驱动器与驱动车轮转动的驱动电机相连接。本发明提供的智能割草机，采用作业载具底盘：采用完全中心对称式轻量化设计，通过独特的悬挂系统和直流无刷驱动车轮转动的驱动电机，实现了全向移动，提高了设备在复杂地形上的适应性与转向灵活性，实现了腹式和侧边两种割草模式，让割草高效无死角、整齐不伤根；采用智能控制装置：通过搭载传感器、物联网和人工智能技术，割草机实现了自主导航、路径规划、故障诊断等功能，提高了设备的智能化水平；采用割草刀机构：通过优化切割装置的设计和材料，提高了切割效率和效果，同时降低了能耗；采用环保动力装置和降噪装置，通过采用环保动力系统和降噪措施，减少了割草机作业过程中的废气和噪音污染，提高了设备的环保性能。

技术特征：

1.一种智能割草机，其特征在于，包括智能割草机车体及与所述智能割草机车体配合使用的控制系统，所述智能割草机车体包括作业载具底盘(10)及设于所述作业载具底盘(10)上的作业机具(20)，所述作业载具底盘(10)包括转向舵机支撑架(11)、沿所述转向舵机支撑架(11)周向延伸的四个大灯支撑架(12)、对应设于各个所述大灯支撑架(12)下方的前叉带碗组(13)、分别安装于所述前叉带碗组(13)上的一对弹簧双减震器(15)和驱动车轮转动的驱动电机(16)、以及套设于所述驱动电机(16)上的车轮(17)，所述前叉带碗组(13)上套设有第一同步轮(131)，所述前叉带碗组(13)与完全中心对称式车架(30)固定连接，所述转向舵机支撑架(11)上安装有转向舵机(1111)和转向舵机下支撑板(112)，所述转向舵机下支撑板(112)上设有第二同步轮(1121)、第一涨紧轮(1122)和第二涨紧轮(1123)，所述第二同步轮(1121)套设于所述转向舵机(1111)的主轴上，所述第一同步轮(131)通过同步带(1124)分别与所述第二同步轮(1121)、所述第一涨紧轮(1122)和所述第二涨紧轮(1123)相连接；所述控制系统包括转向舵机驱动器和驱动车轮转动的驱动电机驱动器，所述转向舵机驱动器与所述转向舵机(1111)相连接，所述驱动电机驱动器与所述驱动电机(16)相连接，用于实现后轮单阿克曼转向模式、前轮单阿克曼转向模式、双阿克曼转向模式、直行模式、自旋模式、斜移模式、横移模式或驻车模式的切换。

2.如权利要求1所述的智能割草机，其特征在于，所述作业机具(20)包括垂直升降机构(21)、往复运动机构(22)和割草刀机构(23)，所述往复运动机构(22)的一端与所述垂直升降机构(21)相连接，所述往复运动机构(22)的另一端与所述割草刀机构(23)相连接。

3.如权利要求2所述的智能割草机，其特征在于，所述垂直升降机构(21)包括上连接板(211)、下连接板(212)、伸缩驱动件(213)、支撑杆(214)、上u形槽(215)、下u形槽(216)、第一升降支撑组件(217)和第二升降支撑组件(218)，所述伸缩驱动件(213)的一端通过所述第一升降支撑组件(217)与所述下连接板(212)相连接，所述伸缩驱动件(213)的另一端通过所述第二升降支撑组件(218)与所述上连接板(211)相连接；所述支撑杆(214)的一端通过所述上u形槽(215)与所述上连接板(211)相连接，所述支撑杆(214)的另一端通过所述下u形槽(216)与所述下连接板(212)相连接。

4.如权利要求3所述的智能割草机，其特征在于，所述往复运动机构(22)包括丝杆(221)、导向杆(222)、第一导向杆支撑件(223)、第二导向杆支撑件(224)和滑台机构(225)，所述丝杆(221)和所述导向杆(222)分别穿过所述滑台机构(225)且其两端分别支撑在所述第一导向杆支撑件(223)和所述第二导向杆支撑件(224)上。

5.如权利要求4所述的智能割草机，其特征在于，所述滑台机构(225)包括贯穿式步进电机(2251)、步进电机支撑件(2252)和法兰直线轴承(2253)，所述步进电机(2251)和所述法兰直线轴承(2253)分别支撑于所述步进电机支撑件(2252)上，所述控制系统还包括步进电机驱动器，所述步进电机驱动器与所述步进电机(2251)相连接。

6.如权利要求5所述的智能割草机，其特征在于，所述割草刀机构(23)包括割草电机(231)及与所述割草电机(231)的主轴相连接的割草刀(232)，所述控制系统还包括割草电机驱动器，所述割草电机驱动器与所述割草电机(231)相连接。

7.如权利要求6所述的智能割草机，其特征在于，所述控制系统还包括传感器采集装置，所述传感器采集装置包括外部传感器采集装置和内部传感器采集装置，外部传感器采集装置包括遁迹传感器模块、双目视觉传感器模块、超声波传感器模块、激光雷达传感器模块。内部传感器采集装置包括九轴姿态传感器模块、功率检测模块和感应开关传感器。

8.如权利要求7所述的智能割草机，其特征在于，所述控制系统还包括主控制器装置，所述主控制器分别与所述遁迹传感器模块、所述九轴姿态传感器模块、所述双目视觉传感器模块、所述超声波传感器模块、所述激光雷达传感器模块、所述功率检测模块、所述感应开关传感器、所述无线通信模块、所述转向舵机驱动器、所述驱动车轮转动的驱动电机驱动器和所述步进电机驱动器相连接。

9.如权利要求8所述的智能割草机，其特征在于，所述人机交互装置包括无线收发模块、显示模块、物联网模块和语音模块，所述主控制器分别与所述无线收发模块、所述显示模块、所述物联网模块和所述语音模块相连接。

10.如权利要求8或9所述的智能割草机，其特征在于，所述控制系统还包括报警装置，所述报警装置包括警示灯与转向灯，所述主控制器分别与所述警示灯和所述转向灯相连接。

技术总结本发明公开了一种智能割草机，采用智能割草机车体及控制系统，智能割草机车体包括作业载具底盘和作业机具，作业载具底盘包括转向舵机支撑架、完全中心对称式车架、大灯支撑架、前叉带碗组、弹簧双减震器、霍尔型直流无刷轮毂减速电机以及车轮，前叉带碗组上套设有一对弹簧双减震器，前叉带碗组的另一端与完全中心对称式车架固定连接，转向舵机支撑架上安装有大灯支撑架和转向舵机下支撑板，大灯支撑架与转向舵机支撑架固定连接。本发明割草机采用轻量化设计，实现了全向移动，提高了设备在复杂地形上的适应性及运动灵活性，作业机具实现了腹式和侧边两种割草模式，让割草高效无死角、整齐不伤根。技术研发人员：陈业东,陈旭阳,曾华,陈明光受保护的技术使用者：湖南生物机电职业技术学院技术研发日：技术公布日：2024/6/5