[發明專利]智能自動除草機

在審

• 申請號: 201910246613.6
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109819758A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 姜媛媛;陶德俊;時美樂
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: A01D43/06
• 分類號: A01D43/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種智能自動除草機，包括控制模塊、電源模塊、視覺識別模塊、避障模塊、平衡模塊、報警模塊、刀具模塊、電機驅動模塊、人機交互模塊、草屑收集模塊和履帶小車，除履帶小車外的其余各模塊安裝設置在履帶小車上；履帶小車的底盤采用雙坦克履帶車底盤，分為前后四個履帶，具有自主除草和遙控除草兩種模式，自主除草模式為除草機通過自主智能識別草地的類型，選用相對應的工作方式進行工作，而遙控除草就是通過無線通信技術人工遠程遙控除草機進行工作，主要針對草地中的“死角”問題。智能自動除草機可以通過自身的傳感器和處理器對不同的工作環境進行識別和處理，進而選用不同的工作模式，從而實現智能工作，極大減少了人力資源的使用。

技術領域

本發明屬于智能機器人技術領域，具體來說涉及為一種以履帶車體為載體的智能自動除草機。

背景技術

目前，各大高校與體育場主要采用滾刀式草坪修剪車來進行運動場的除草。除草不僅浪費人力，而且也受到天氣狀況的限制,傳統割草機產生的環境污染也較大。隨著社會經濟的不斷發展，人力成本也不斷攀升，所以每年各大學校和體育場投入在除草方面的資金也不斷增長。因此有必要研發出一種自動化、智能化、綠色環保的智能自動除草機來代替傳統的人力勞作以節約成本。智能自動除草機可以通過自身的傳感器和處理器對不同的工作環境進行識別和處理，從而實現智能工作，極大地減少了人力資源的使用，實現了智能化控制。

發明內容

針對以上的問題，本發明提供了一種新型的自動除草機器人。該機器人機架采用履帶小車的模型，履帶小車相比于輪式小車，不易受地形限制，可以在復雜的地形仍然正常工作，具有自主除草和遙控除草兩種模式，自主除草模式分為3種工作方式，除草機通過自主智能識別草地的類型，選用相對應的工作方式進行工作。遙控除草模式就是通過無線技術遠程遙控除草機進行工作，主要針對草地中的“死角”問題。履帶小車尾部搭載草屑收集裝置，可以在除草的同時把草屑收集起來，提高了工作效率。履帶小車采用鋰電池和太陽能電池雙重供電，天氣晴朗時利用太陽能發電進行供電，陰雨天則利用鋰電池進行供電，這樣不僅在很大程度上地節約了人力資源，而且還積極響應了國家“節能環保”和大力發展人工智能的號召，符合未來機器人的發展趨勢。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：智能自動除草機，包括控制模塊、電源模塊、視覺識別模塊、避障模塊、平衡模塊、報警模塊、刀具模塊、電機驅動模塊、人機交互模塊、草屑收集模塊和履帶小車。所述控制模塊是除草機的核心部分，由樹莓派3B+微型電腦和Arduino mega2560微控制器構成，用以控制除草機的各種工作狀態；所述視覺識別模塊是除草機實現智能化工作的關鍵，機器學習和圖像處理知識的應用，使得除草機可以根據不同草地自主變換不同的工作方式，極大地解放了人力；當除草機遇到某種較為復雜的情況時，工作人員隨時可以通過所述人機交互模塊遠程控制自動除草機的一系列動作。

智能自動除草機中除履帶小車外的各模塊都安裝設置在履帶小車上，履帶小車的底盤采用雙坦克履帶車底盤，分為前后四個履帶，能更好地平穩運行。攝像頭安裝在在履帶小車頂部右上側的旋轉平臺上；除草刀具、刀具驅動、舵機和刀具升降模塊一同鉸接在車體底部中央，并在車體正前方加有刀具保護裝置；草屑收集裝置設置于履帶小車的尾部；熱釋電紅外傳感器設置在車體的正前方；MPU6050陀螺儀傳感器設置在車體的中央；鋰電池和太陽能模塊設置在車體的頂端；車體上還設置有聲光報警器。

所述控制模塊由樹莓派3B+微型電腦和Arduino mega2560微控制器構成，設置于履帶小車的中心位置，并加以鐵殼保護，樹莓派是基于Linux操作系統的，易于開發，內安裝有ROS機器人操作系統，對除草機整個工作系統進行統籌規劃，Arduino mega2560微控制器主要負責收集各傳感器的數據并傳回樹莓派，由樹莓派對數據經過處理，發布各種命令，再由Arduino mega2560微控制器去執行各種動作。