太陽能智能割草機器人的製作方法

2023-11-09 13:08:57

專利名稱：太陽能智能割草機器人的製作方法
技術領域：
本發明涉及機器人應用領域，尤其涉及了一種太陽能智能割草機器人。
背景技術：
21世紀，節能和環保已成為新世紀最突出的兩大主題。隨著世界各國經濟的發展， 工業化和城市化進程的加快，人們對能源的需求越來越大。同時，大量化學燃料的使用，導致能源的迅速短缺和環境汙染日益突出。近年來，由於人們對能源、環境問題的日益關注， 太陽能的應用與普及越來越受到人們的高度重視。太陽能的應用主要有兩種形式一是把太陽能轉換為熱能，二是把太陽能轉換為電能。前者包括人們所熟悉和廣泛應用的太陽能熱水器，後者稱為太陽能光伏發電技術，簡稱PV技術。太陽能光伏發電是一種清潔能源，其意義不僅是可以部分代替石化燃料發電，而且可以減少(X)2和有害氣體的排放，防止地球環惡 。太陽能光伏發電的核心器件是太陽能電池(光伏電池)。1839年法國學者貝克勒爾發現光伏效應，1%4年美國貝爾實驗室的三位科學家首次製成實用的單晶矽太陽電池。 進入21世紀前後，太陽能光伏產業迅速發展，對社會、經濟和人們的生活產生了深刻影響、 關於太陽能電池的應用，在航天方面，太陽能電池板供電的衛星、飛八在幾十年前己遨遊太空；在民用方面，出現了太陽能光伏發電站和光伏屋頂、太陽能草坪燈、太陽能車和遊艇等一系列的太陽能產品。由此可見，太陽能光伏發電作為舒能源利用的發展方向，在不久的將來一定會得到廣泛的應用，同時太陽能產品一定會備受人們的青睞。太陽能割草機作為太陽能光伏發電利用技術之一，具有廣泛的發展前景。傳統的草坪割草機以汽油發動機作為動力源，在庭園使用時存在噪聲、震動大，能源消耗多以及汙染環境嚴重等問題。所以將太陽能光伏發電技術應用到割草機上，利用太陽能直接驅動電機或給蓄電池充電，實現其技術的可行性，從而能克服傳統割草機遇到的一系列問題。由於太陽能割草機沒有廢氣排放，不汙染空氣，同時整車結構與傳統割草機有很大差別，較少的機械結構，沒有發動機，將噪聲降低到最小，從而實現真正意義上的環保型割草機。然而，現有的草坪割草機大多以汽油發動機作為動力，這種割草機體積大、笨重、噪音大、汙染環境， 己經越來越不滿足園林部門及每個家庭修整草坪的需要。通過現代電子技術和智能控制技術研發一種智能性和環保型的割草機器人將是未來的發展方向。

發明內容
本發明針對現有技術中割草機體積大、笨重、噪音大、汙染環境的缺點，提供了一種結構簡單、體積小，對資源的消耗少，產生廢棄物對環境的汙染小，使用維修方便，集太陽能光伏發電技術、電功技術、自動化技術、電子技術、信息技為一體的太陽能智能割草機器人。為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決
太陽能智能割草機器人，包括太陽能機構、機器人車體、設置在機器人車體內的割草機構、傳感裝置和控制系統，機器人車體上設置有車體上蓋，太陽能機構包括太陽能板、設置在太陽能板上的太陽能電池陣列板以及設置在太陽能電池陣列板下方的T型條，車體上蓋的頂部設置有金屬支架，金屬支架上設置有滑槽，T型條與滑槽之間配合連接。控制系統根據識別傳感單元採集車內外的動態信息，按照特定控制模式和路徑法則算法對割草機構和機器人車體進行無人幹預的自動控制。以太陽能為割草機器人提供動力，實現草坪護理的智能自動化，提高了工作效率，減少了對資源的消耗和產生廢棄物對環境的汙染。作為優選，所述的滑槽包括與太陽能電池陣列板相連的直板、與直板相連的縱板以及與縱板垂直的擋板，直板與縱板互相垂直，且直板與擋板互相平行，所述直板、縱板、擋板連為一體。作為優選，所述的T型條通過內六角螺釘固定在太陽能電池陣列板上。T型條以水平姿勢支撐於機器人車體上蓋上受光，為機器人車體、割草機構、控制系統提供動力來源。 通過內六角螺栓結構固定於太陽能電池陣列板上的T型條用來連接機器人車體上蓋的滑槽，達到固定太陽能電池陣列板的作用。作為優選，所述的傳感裝置包括紅外感應器、碰撞傳感器和傳感單元核心處理器， 紅外感應器和碰撞傳感器均設置在機器人車體的前端，紅外感應器、碰撞傳感器均與傳感單元核心處理器相連。紅外感應器、碰撞傳感器用來感應外界環境的幹擾因素將環境狀態信息傳達至與其相連的傳感單元核心處理器並將數據反饋給控制系統控制機器人車體與割草機構以控制系統給予的特定程序模式進行相應的操作，從而實現機器人車體能對外部環境進行採樣和智能執行優化控制。作為優選，所述的機器人車體內設置有蓄電池、與蓄電池相連的直流電機及與直流電機相連的驅動車輪，割草機構包括割草電機、與割草電機相連的刀盤、設置在刀盤的刀片以及碼盤，割草電機的一端與蓄電池相連接。割草電機結合控制系統給予特定模式來調整刀片高度和驅動割草刀片旋轉進行割草。割草機器人車體採用差速輪驅動方式，主要原理為蓄電池提供直流電機能源驅動驅動輪以不同轉速，實現機器人車體行進。機器人車體兩驅動輪一端與控制系統相連，通過控制系統核心處理晶片控制脈衝調節速度。作為優選，所述的驅動車輪的圓周面上設置有防滑凸塊。作為優選，所述的機器人車體內設置有蓄電池，滑槽的末端設置有不同極的兩個導電銅片I，導電銅片I與蓄電池相連，且作為蓄電池的接入極點，T型條的末端設置有不同
極的兩個導電銅片π,導電銅片H與太陽能電池陣列板相連，且導電銅片π作為太陽能電
池陣列板電極的輸出端與導電銅片I相接觸。作為優選，所述的蓄電池為鋁酸電池、鹼性鎳鎘電池、鹼性鎳氫電池、鋰電池中的任何一種。本發明由於採用了以上技術方案，具有顯著的技術效果
本裝置是一個綜合的機器人系統，它集成了太陽能光伏發電技術、電功技術、目動化技術、電子技術、信息技術等多方面的關鍵技術。以太陽能為割草機器人提供動力，同時在太陽能割草機整體結構設計上己大大地簡化，利用太陽能電池板、蓄電池、電機、控制器等取代了以往割草機中的發動機及其相關部件。具有高效率電機的功率、轉矩和轉速應滿足太陽能割草機的工作要求，能夠適應割草機的前進、後退、左轉、右轉和停止等動作的運動要求，並且保持高效率。更輕更小的電機尺寸，降低電機的重量，有利於在割草機上進行安裝和布置，並且可以降低其成本。本裝置有良好的可靠性、耐溫和耐潮溼，運行噪音低，可以在比較惡劣的環境下工作，並且結構簡單、使用維修方便。可實現草坪護理的智能自動化，減少了對資源的消耗和產生廢棄物對環境的汙染。


圖1是本發明的整體結構示意圖。圖2是本發明的機器人車體的結構示意圖。圖3是本發明的太陽能機構的結構示意圖。圖4是本發明的上蓋結構示意圖。圖5是圖4的部分結構I的放大示意圖。圖6是本發明的框架原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖1至附圖6與實施例對本發明作進一步詳細描述 實施例1
太陽能智能割草機器人，如圖1至圖6所示，包括太陽能機構1、機器人車體2、設置在機器人車體2內的割草機構、傳感裝置和控制系統，機器人車體2上設置有車體上蓋3，太陽能機構1包括太陽能板11、設置在太陽能板11上的太陽能電池陣列板12以及設置在太陽能電池陣列板12下方的T型條13，車體上蓋3的頂部設置有金屬支架4，金屬支架4上設置有滑槽5，T型條13與滑槽5之間配合連接。控制系統根據識別傳感單元採集車內外的動態信息，按照特定控制模式和路徑法則算法對割草機構和機器人車體進行無人幹預的自動控制，並以太陽能為割草機器人提供動力，實現草坪護理的智能自動化，提高了工作效率，減少了對資源的消耗和產生廢棄物對環境的汙染。滑槽5包括與太陽能電池陣列板12相連的直板51、與直板51相連的縱板52以及與縱板52垂直的擋板53，直板51與縱板52互相垂直，且直板51與擋板53互相平行，所述直板51、縱板52、擋板53連為一體。T型條13通過內六角螺釘固定在太陽能電池陣列板12上。T型條13以水平姿勢支撐於機器人車體上蓋3上受光，為機器人車體2、割草機構、控制系統提供動力來源。通過內六角螺栓結構固定於太陽能電池陣列板12上的T型條13用來連接機器人車體2上蓋的滑槽5，達到固定太陽能電池陣列板的作用。傳感裝置包括紅外感應器6、碰撞傳感器7和傳感單元核心處理器8，紅外感應器6 和碰撞傳感器7均設置在機器人車體2的前端，紅外感應器6、碰撞傳感器7均與傳感單元核心處理器8相連。紅外感應器6、碰撞傳感器7用來感應外界環境的幹擾因素將環境狀態信息傳達至與其相連的傳感單元核心處理器8並將數據反饋給控制系統控制機器人車體2 與割草機構以控制系統給予的特定程序模式進行相應的操作，從而實現機器人車體能對外部環境進行採樣和智能執行優化控制。
機器人車體2內設置有蓄電池21、與蓄電池21相連的直流電機22及與直流電機 22相連的驅動車輪23，割草機構包括割草電機31、與割草電機31相連的刀盤32、設置在刀盤32的刀片33以及碼盤，割草電機31的一端與蓄電池21相連接。割草電機31結合控制系統給予特定模式來調整刀片高度和驅動割草刀片旋轉進行割草。割草機器人車體2採用差速輪驅動方式，主要原理為蓄電池21提供直流電機22能源驅動驅動車輪23以不同轉速，實現機器人車體2行進。機器人車體兩驅動車輪23 —端與控制系統相連，通過控制系統核心處理晶片控制脈衝調節速度。驅動車輪23的圓周面上設置有防滑凸塊。機器人車體2內設置有蓄電池21，滑槽5的末端設置有不同極的兩個導電銅片I， 導電銅片I與蓄電池21相連，且作為蓄電池21的接入極點，T型條13的末端設置有不同極的兩個導電銅片II，導電銅片II與太陽能電池陣列板12相連，且導電銅片π作為太陽能電池陣列板12電極的輸出端與導電銅片1相接觸。蓄電池21為鋁酸電池、鹼性鎳鎘電池、鹼性鎳氫電池、鋰電池中的任何一種。本發明是一個綜合的機器人系統，它集成了太陽能光伏發電技術、電功技術、目動化技術、電子技術、信息技術等多方面的關鍵技術。以太陽能為割草機器人提供動力，同時在太陽能割草機整體結構設計上己大大地簡化，利用太陽能電池板、蓄電池、電機、控制器等取代了以往割草機中的發動機及其相關部件。具有高效率電機的功率、轉矩和轉速應滿足太陽能割草機的工作要求，能夠適應割草機的前進、後退、左轉、右轉和停止等動作的運動要求，並且保持高效率。更輕更小的電機尺寸，降低電機的重量，有利於在割草機上進行安裝和布置，並且可以降低其成本。本裝置有良好的可靠性、耐溫和耐潮溼，運行噪音低，可以在比較惡劣的環境下工作，並且結構簡單、使用維修方便。可實現草坪護理的智能自動化，減少了對資源的消耗和產生廢棄物對環境的汙染。總之，以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本發明專利的涵蓋範圍。
權利要求
1.太陽能智能割草機器人，包括太陽能機構(1)、機器人車體(2)、設置在機器人車體 (2)內的割草機構、傳感裝置和控制系統，其特徵在於所述的機器人車體(2)上設置有車體上蓋(3)，太陽能機構(1)包括太陽能板(11)、設置在太陽能板(11)上的太陽能電池陣列板(12)以及設置在太陽能電池陣列板(12)下方的T型條(13)，車體上蓋(3)的頂部設置有金屬支架(4)，金屬支架(4)上設置有滑槽(5)，T型條(13)與滑槽(5)之間配合連接。
2.根據權利要求1所述的太陽能智能割草機器人，其特徵在於所述的滑槽(5)包括與太陽能電池陣列板(12)相連的直板(51)、與直板(51)相連的縱板(52)以及與縱板(52) 垂直的擋板(53)，直板(51)與縱板(52)互相垂直，且直板(51)與擋板(53)互相平行，所述直板(51)、縱板(52 )、擋板(53 )連為一體。
3.根據權利要求1所述的太陽能智能割草機器人，其特徵在於所述的T型條(13)通過內六角螺釘固定在太陽能電池陣列板(12)上。
4.根據權利要求1所述的太陽能智能割草機器人，其特徵在於所述的傳感裝置包括紅外感應器(6 )、碰撞傳感器(7 )和傳感單元核心處理器(8 )，紅外感應器(6 )和碰撞傳感器 (7)均設置在機器人車體(2)的前端，紅外感應器(6)、碰撞傳感器(7)均與傳感單元核心處理器(8)相連。
5.根據權利要求1所述的太陽能智能割草機器人，其特徵在於所述的機器人車體(2) 內設置有蓄電池(21)、與蓄電池(21)相連的直流電機(22)及與直流電機(22)相連的驅動車輪(23)，割草機構包括割草電機(31)、與割草電機(31)相連的刀盤(32)、設置在刀盤 (32)的刀片(33)以及碼盤，割草電機(31)的一端與蓄電池(21)相連接。
6.根據權利要求5所述的太陽能智能割草機器人，其特徵在於所述的驅動車輪(23) 的圓周面上設置有防滑凸塊。
7.根據權利要求1所述的太陽能智能割草機器人，其特徵在於所述的機器人車體(2)內設置有蓄電池(21)，滑槽(5)的末端設置有不同極的兩個導電銅片 1導電銅片i與蓄電池(21)相連，且作為蓄電池(21)的接入極點，T型條(13)的末端設置有不同極的兩個導電銅片II ,導電銅片II與太陽能電池陣列板(12)相連，且導電銅片II作為太陽能電池陣列板(12)電極的輸出端與導電銅片1相接觸。
8.根據權利要求5或7所述的太陽能智能割草機器人，其特徵在於所述的蓄電池 (21)為鋁酸電池、鹼性鎳鎘電池、鹼性鎳氫電池、鋰電池中的任何一種。
全文摘要
本發明涉及機器人應用領域，公開了一種太陽能智能割草機器人，包括太陽能機構、機器人車體、設置在機器人車體內的割草機構、傳感裝置和控制系統，機器人車體上設置有車體上蓋，太陽能機構包括太陽能板、設置在太陽能板上的太陽能電池陣列板以及設置在太陽能電池陣列板下方的T型條，車體上蓋的頂部設置有金屬支架，金屬支架上設置有滑槽，T型條與滑槽之間配合連接。本發明以太陽能為割草機器人提供動力，實現草坪護理的智能自動化，提高了工作效率，減少了對資源的消耗和產生廢棄物對環境的汙染。
文檔編號A01D34/63GK102177785SQ20111005501
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月9日 優先權日2011年3月9日
發明者何偉, 傅士江, 周方龍, 查達新, 王浩迅, 路璐 申請人:浙江大學