一种基于物联网的太阳能智能割草机器人制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于物联网的太阳能智能割草机器人，包括车体，太阳能板，摄像头，割草刀头，底板，其中所述车体由底板以及上方斜放的太阳能电池板镶嵌组成，车体内采用双层设计，夹层中固定有开关电源控制系统和电机驱动装置，夹层下方为割草刀头，车体尾部固定有铅蓄电池，开关电源控制系统主要由开关电源充放电模块构成；太阳能电池板有钢化玻璃保护以及防水树胶封装，且在其输出端设计BUCK&BOOST双向开关电源模块，将太阳能电池板的输出电压给机器系统供电，或为蓄电池充电，本实用新型专利技术操作环保节能，简单容易，几乎无需人为控制，从而能克服传统割草机遇到的一系列问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机器人应用领域，尤其涉及了一种基于物联网的太阳能智能割草机器人。
技术介绍
随着我国经济的发展，城市的绿化进程在逐渐加快，在很多城市公园，小区出现了大面积的草坪，足球场，高尔夫球场等大面积的绿化用地。而目前维护这些大面积草坪的传统办法是用人工操作割草机，具有劳动强度大、时间消耗高、工作重复枯燥及噪音污染和空气污染等缺点，与美丽的草坪环境格格不入。基于物联网的太阳能智能割草机器人与传统的割草机相比更加智能、环保，控制更加简单。在国内市场上自动割草机器人的应用很少，主要原因在于自动机器人的智能化程度不高，需要另外专门的充电设备，使用成本较高。同时智能割草机器人属于户外移动型机器人，在割草时它将工作在开放的非结构化空间内，而如何实现机器人在非结构化空间的移动正是现今机器人研究的重要课题。物联网太阳能智能割草机器人是基于GPS导航和太阳能光伏发电的智能割草机器人，目前远程控制、自动导航、路线规划、天气预测、边界识别、智能壁障和安全检测等技术有待开发，而环保节能、低噪声、无废气污染和几乎无需人为控制的高度智能化的割草机亟需结合此类功能，从而能克服传统割草机遇到的一系列问题。所以在提倡绿色环保和绿化草坪面积大增的背景下，本技术市场广阔，具有美好应用前景。
技术实现思路
为了克服现有割草机体积大、笨重、噪音大、污染环境以及操作繁琐的缺点，本技术提供了一种基于物联网的太阳能智能割草机器人:包括车体，太阳能板，摄像头，割草刀头，底板，其中所述车体由底板以及上方斜放的太阳能电池板镶嵌组成，车体内采用双层设计，夹层中固定有开关电源控制系统和电机驱动装置，夹层下方为割草刀头，车体尾部固定有铅蓄电池，开关电源控制系统主要由开关电源充放电模块构成;太阳能电池板有钢化玻璃保护以及防水树胶封装，电池板的可靠性及耐用性高，且在其输出端设计BUCK&BOOST双向开关电源模块，将太阳能电池板的输出电压通过电压变换和稳压，最后得到12V的稳定电压给机器系统供电，或为蓄电池充电。进一步地，还设置有视觉识别装置，天气监测装置，物联网远程导航系统以及智能壁障装置系统;底板前端中央设置有一条垂直于底板的控制轴，控制轴的另一端设置有天气监测装置和视觉识别装置;底板前端两侧设置有智能壁障装置系统。进一步地，视觉识别装置由摄像头和机器视觉模块组成，通过机器视觉边界识别的颜色分割算法，有效识别草坪的边界;天气监测装置由雨水检测模块和温湿度检测模块组成，可在天气发生变化时开启返航功能；智能壁障装置由超声波壁障模块、用于姿态检验的三轴加速度传感器和三轴陀螺仪模块组成，三轴加速度加三轴陀螺仪模块可实时检测车体的姿态角；物联网远程导航系统包括4G蓝牙模块，2.4G大功率NRF模块进行无线通讯装置，并可以采用安卓客户端进行远程导航;电机驱动装置包括有姿态检测的六轴模块、整机主控MCU处理器，GPS定位系统及其周边外设电路。本技术解决了市场上的割草机器人智能化程度不高，生产成本较高，不能远程控制以及在使用的过程中的意外情况处理问题，且本技术操作环保节能，简单容易，几乎无需人为控制，从而能克服传统割草机遇到的一系列问题。【附图说明】图1为本技术设计的车体整体结构示意图1(省略太阳能电池板)；图2为本技术设计的车体整体结构示意图2;图3为本技术的车体底部结构图；图4为本技术设计的高效率开关电源电路原理图主要部分；图5为本技术设计的系统框图；图6为本技术设计的主要程序流程图。附图中的标记说明:1-开关电源控制系统，2-铅蓄电池，3-割草刀头，4-天气监测装置，5-摄像头，6-机器视觉模块，7-控制轴，8-电机驱动装置，9-智能壁障装置系统，10-太阳能板。【具体实施方式】下面结合附图对本技术作进一步描述。—种基于物联网的太阳能智能割草机器人:包括车体，太阳能板，摄像头，割草刀头，底板，其中所述车体由底板以及上方斜放的太阳能电池板镶嵌组成，车体内采用双层设计，夹层中固定有开关电源控制系统和电机驱动装置，夹层下方为割草刀头，车体尾部固定有铅蓄电池，开关电源控制系统主要由开关电源充放电模块构成;太阳能电池板有钢化玻璃保护以及防水树胶封装，电池板的可靠性及耐用性高，且在其输出端设计BUCK&B00ST双向开关电源模块，将太阳能电池板的输出电压通过电压变换和稳压，最后得到12v的稳定电压给机器系统供电，或为蓄电池充电。进一步地，还设置有视觉识别装置，天气监测装置，物联网远程导航系统以及智能壁障装置系统;底板前端中央设置有一条垂直于底板的控制轴，控制轴的另一端设置有天气监测装置和视觉识别装置;底板前端两侧设置有智能壁障装置系统。进一步地，视觉识别装置由摄像头和机器视觉模块组成，通过机器视觉边界识别的颜色分割算法，有效识别草坪的边界;天气监测装置由雨水检测模块和温湿度检测模块组成，可在天气发生变化时开启返航功能；智能壁障装置由超声波壁障模块、用于姿态检验的三轴加速度传感器和三轴陀螺仪模块组成，三轴加速度加三轴陀螺仪模块可实时检测车体的姿态角；物联网远程导航系统包括4G蓝牙模块，2.4G大功率NRF模块进行无线通讯装置，并可以采用安卓客户端进行远程导航;电机驱动装置包括有姿态检测的六轴模块、整机主控MCU处理器，GPS定位系统及其周边外设电路。割草机在户外全程采用基于高效率开关电源技术的太阳能供电系统为割草机供电。在上位机发送给割草机目标航线和作业区域大小的信号后，利用GPS定位系统实现导航和在特定区域内作业。在草坪边缘外，系统通过机器视觉边界识别的颜色分割算法，有效识别草坪的边界，防止割草机越界误操作，克服了 GPS由于在当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网的太阳能智能割草机器人，包括车体，太阳能板，摄像头，割草刀头，底板，其中所述车体由底板以及上方斜放的太阳能电池板镶嵌组成，车体内采用双层设计，夹层中固定有开关电源控制系统和电机驱动装置，夹层下方为割草刀头，车体尾部固定有铅蓄电池，其特征在于：所述开关电源控制系统主要由开关电源充放电模块构成；所述的太阳能电池板有钢化玻璃保护以及防水树胶封装，电池板的可靠性及耐用性高，且在其输出端设计BUCK&BOOST双向开关电源模块，将太阳能电池板的输出电压通过电压变换和稳压，最后得到12v的稳定电压给机器系统供电，或为蓄电池充电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢楚康，陈元电，苏成悦，魏法明，蔡森矗，陈湘娜，李静娴，洪俊生，张苏涛，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44