一种GPS导航割草机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种GPS导航割草机器人。它包括车体、控制系统、驱动系统、上位刀系统、下位刀系统、转向系统和检测系统，控制系统控制整个系统运行，包括行进、转向、GPS定位、越障等动作，通过驱动系统提供动力以及GPS坐标定位，使机器人沿着事先制定好的GPS坐标工作路线行进而且进行实时通讯，通过前方摄像头检测进行转向越障，通过测速传感器控制行进速度，到达草坪边际GPS坐标点后进行自动转向，继续下一路线的作业，最后自动回到起始坐标点，而且本GPS割草机器人可以通过无线遥控控制割草机器人的启停。本实用新型专利技术实现了草坪维护中的无人化智能管理，操作简单，使用方便，无污染、无噪音、碎草充分，大大减轻了工人的劳动强度，提高了工作效率，保护了环境。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种GPS导航割草机器人，属于机器人应用
。
技术介绍
随着经济的发展，城市建设的逐步加快，各种大型草坪也相继涌现，如一些大型公园草坪、足球场草坪以及高尔夫球场草坪等。如果用人工修剪，将耗费大量的人力物力，工人的工作量大，耗费时间，而且修剪不均勻，常常是割下来的草比较长，需要收集后移出草坪。在一些西方国家，已经出现了利用现代手段进行无人看管草坪维护的作业方式，而在国内的草坪机，一般都是采用自走手推式，由于是人工操作，人的劳动强度没有降低，而且效率比较低；再就是绝大多数草坪机是汽油机作为动力源，噪音大，污染环境。基于现代GPS卫星导航技术的不断发展，卫星导航已不在仅仅应用于军事领域， 它正逐渐走进人们的日常生活。而且卫星导航技术日趋成熟，应用GPS定位的产品也得到了快速发展，其价格低廉，使用方便，应用广泛。随着机械、电子、传感器、通讯网络的不断发展，机器人的应用范围也越来越广，除应用于工业以外，它正朝着民用化、微小型化的方向发展，并将服务于人类活动的各个领域。
技术实现思路
为了克服现有草坪机技术的不足，本技术目的在于提供一种GPS导航割草机器人，利用清洁能源作为动力，配备GPS导航技术，采用高效的碎草方式，这样既可以降低人的劳动强度，又提高了工作效率，还降低了噪音，保护了环境。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是在一种GPS导航割草机器人机构，包括车体、控制系统、驱动系统、上位刀系统、下位刀系统、转向系统和检测系统，其特征是机器人车体是GPS割草机器人的骨架，充电电池、控制系统位于其上部，上位刀系统、下位刀系统位于其下部，驱动系统位于其左侧与后部，转向系统位于其前端，检测系统位于其前端与右后端；充电电池是整个GPS割草机器人的动力源泉，为其他各个系统提供能源动力；控制系统是整个GPS割草机器人的神经中枢， 控制着上位刀系统、下位刀系统、驱动系统、转向系统、检测系统的运行，同时利用先前测定的GPS坐标控制运行轨迹，还可以处理检测系统传输过来的信号，并予以回馈；驱动系统是整个车体前进的直接动力来源，驱动着前叉轮、后叉轮与后轮的转动，同时叉轮可以将草进行梳理，利于切割；上位刀系统，用于割除青草的半部分，以减小割下来的青草的长度；下位刀系统，为主力刀，用于切除上位刀割除后余下的下半部分青草；转向系统作用于前轮， 控制车体的前进方向；检测系统，用于检测障碍物、检测后轮转速，以避开障碍物和提高后轮驱动电机的输出功率，保持正常运行。GPS导航割草机器人的车体是由一个车盖和一个车盘接合构成，有一个充电电池连接在车盘的上部，位于车盘的后端。GPS导航割草机器人的控制系统是由一个控制系统箱内装有GPS定位器、控制器和扩展存储芯片，控制系统箱连接在车盘上，固定在车盘的后端。GPS导航割草机器人的驱动系统是由一个驱动直流电动机经小型驱动同步齿形带轮、驱动同步齿形带、驱动传动轴和大后车轴同步齿形带轮驱动，后轮、前叉轮和后叉轮，驱动直流电机连接小型同步齿形带轮，小型驱动同步齿形带轮带动驱动同步齿形带，驱动同步齿形带带动驱动传动轴，再经过驱动传动轴通过皮带轮与同步齿形带的链接，通过驱动同步齿形带带动大后车轴同步齿形带轮，大后车轴同步齿形带轮驱动后轮转动，后轮再通过同步齿形带带动前叉轮与后叉轮转动。GPS导航割草机器人的上位刀系统包括同步直流电动机、大型同步齿形带轮、上位刀同步齿形带、上位刀传动轴、45度锥齿轮、上位刀转动轴、链轮、上位刀固定刀盘、转动链刀，同步直流电动机连接大型同步齿形带轮，经过上位刀同步齿形带带动上位刀传动轴，上位刀传动轴的一端连接一个45度锥齿轮，带动位于链轮上端部的另一个45度锥齿轮，带动链轮转动，链轮下端部的上位刀固定刀盘再带动转动链刀。GPS导航割草机器人的下位刀系统包括同步直流电动机、大型同步齿形带轮、同步齿形带、下位刀传动轴、45度锥齿轮、下位刀转动轴、下位刀固定刀盘、下位刀刀片，同步直流电动机连接上大型同步齿形带轮，经过同步齿形带带动下位刀传动轴，下位刀传动轴的一端连接一个45度锥齿轮，带动连接于下位刀转动轴上端的另一 45度锥齿轮，再带动下位刀固定刀盘，带动连接在下位刀固定刀盘上的下位刀刀片。GPS导航割草机器人的转向系统包括转向直流电动机、转向齿轮、转向齿条导轨、 横向导轨、纵向导轨、转向摇杆、转向架、转向节臂，转向直流电动机连接转向齿轮，转向齿轮带动转向齿条导轨，转向齿条导轨连接横向导轨横向移动，横向导轨连接下部的纵向导轨纵向移动，横向导轨与转向摇杆固定连接，转向摇杆通过转向架驱动转向节臂，转向节臂连接前轮使其转动。GPS导航割草机器人的检测系统包括摄像头、测速传感器，摄像头固定在车盘的前端，透过透明玻璃板检测外部环境，控制方向与越障，测速传感器安装在车盘后端右侧，通过右侧后轮上的反光条反射回来的信号检测后轮的转速，控制车体的行进速度。在GPS导航割草机器人工作前，还需要人工通过测定整个草场的坐标，并把这些坐标输入到控制系统中的GPS定位器。本技术的有益效果是转向系统采用横向导轨与纵向导轨相结合，可以使转向更加灵活；采用叉轮机构，前叉轮可以对青草进行梳理，使青草的切割更加均勻，后叉轮可以使割完的草楔及时排出、压下，避免青草在车体内部的阻塞；采用上、下位刀分开处理， 可以对青草进行分段式切割，避免了一刀切的方式，使草楔长度更短，这样既可以直接将碎草楔散在草坪上，间接地可以加快微生物的分解速度；采用摄像头可以实时监测前方的障碍物，机器人可以进行自主避障，智能化比较高；采用测速传感器，可以监测车的行进速度， 通过控制系统调节驱动电机的输出功率，保持车体更加平稳的运行；利用GPS导航，，可以使机器人自动的按照事先确定好的路线行进，省去大量的人力，提高了工作效率。附图说明图1为本GPS导航割草机器人的系统总体结构图(带盖)。图2为本GPS导航割草机器人的系统总体结构图(不带盖)。图3为本GPS导航割草机器人的系统详细结构图。图4为本GPS导航割草机器人的车体外部结构图。图5为本GPS导航割草机器人的车体上部结构图。图6为本GPS导航割草机器人的车体下部结构图。图7为本GPS导航割草机器人的下位刀系统剖视结构图。图8为图7的A— A剖视图。图9为本GPS导航割草机器人的上位刀系统剖视结构图。图10为图9的B— B剖视图。图11为本GPS导航割草机器人的转向系统剖视结构图。图12为图11的C一C剖视图。图13为本GPS导航割草机器人的驱动系统剖视结构图。图14为图13的D— D剖视图。图15为本GPS导航割草机器人的后车轮剖视图。图16为本GPS导航割草机器人的GPS坐标工作线路示意图。具体实施方式本技术的优选实施例结合附图详述如下实施例一参见图1和图2，本GPS导航割草机器人包括车体I、控制系统II、无线遥控器III、驱动系统IV、上刀位系统V、下刀位系统VI、转向系统VII、检测系统VIII，其特征在于所述控制系统II、驱动系统IV连接与车体I上部，位于车体I后方；转向系统VII连接于车体I的上部，位于车体I的前端；上刀位系统V连接于车体I的下部，位于车体I的前端；下刀位系统VI连接于车体I的下部，位于车体I的后端；检测系统VIII连接于车体 (I)本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种ＧＰＳ导航割草机器人包括车体（Ｉ）、控制系统（ＩＩ）、无线遥控器（ＩＩＩ）、驱动系统（ＩＶ）、上刀位系统（Ｖ）、下刀位系统（ＶＩ）、转向系统（ＶＩＩ）、检测系统（ＶＩＩＩ），其特征在于所述控制系统（ＩＩ）、驱动系统（ＩＶ）连接于车体（Ｉ）上部，位于车体（Ｉ）后方；转向系统（ＶＩＩ）连接于车体（Ｉ）的上部，位于车体（Ｉ）的前端；上刀位系统（Ｖ）连接于车体（Ｉ）的下部，位于车体（Ｉ）的前端；下刀位系统（ＶＩ）连接于车体（Ｉ）的下部，位于车体（Ｉ）的后端；检测系统（ＶＩＩＩ）连接于车体（Ｉ）的前端与右后侧；无线遥控器（ＩＩＩ）与控制系统（ＩＩ）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祥斌，谈士力，季后红，汪文兵，王吉香，李阳，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：实用新型
国别省市：31