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1、(10)授权公告号 CN 203691948 U (45)授权公告日 2014.07.09 CN 203691948 U (21)申请号 201420066025.7 (22)申请日 2014.02.14 A01D 34/412(2006.01) G01S 1/02(2010.01) A01D 101/00(2006.01) (73)专利权人 上海创绘机器人科技有限公司 地址 201800 上海市嘉定区城中路 20 号数 码 B 楼 204 室 (72)发明人 魏庆前 应亦凡 (54) 实用新型名称 智能割草机器人 (57) 摘要 本实用新型公开了一种智能割草机器人， 包 括物体判断系统和边界。
2、检测系统， 物体判断系统 通过传感器来检测当前通过割草工作区域内表面 的物体的高度信息， 边界检测系统包括边界定位 系统、 边界采集装置和信号接收器， 通过在割草机 器人割草工作区域内或周边每间隔一定距离设置 边界信号发射点形成， 通过边界采集装置沿割草 工作边界采集边界定位信号， 控制器根据来自物 体判断系统和边界检测系统的采集数据， 通过数 据分析， 向行走驱动机构是否移动的控制指令， 使 割草机器人在割草工作区域内实现自动导航。本 实用新型智能割草机器人实现自动导航、 防避障 碍、 定位跟随、 割草等功能， 能够自主地在绿地或 草坪等的一定区域内进行绿地维护， 可减轻工作 人员的负担。 。
3、(51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)授权公告号 CN 203691948 U CN 203691948 U 1/1 页 2 1. 一种智能割草机器人， 包括车架、 刀盘、 刀盘驱动机构、 行走轮、 行走驱动机构及控制 器组成， 所述刀盘驱动机构、 行走驱动机构及控制器安装在所述车架上， 一起构成主机本体 （12） ， 其特征在于 ： 还包括物体判断系统和边界检测系统， 所述物体判断系统通过一组传感 器来检测当前通过割草工作区域 （14） 内表面的物体的。
4、高度信息， 并将传感器的检测信息传 递到所述控制器， 所述控制器通过数据处理来判断草的高低是否落入割草高度范围， 向所 述刀盘驱动机构和所述行走驱动机构分别发出是否割草和是否移动的控制指令， 所述边界 检测系统包括边界定位系统、 边界采集装置 （13） 和信号接收器 （15） ， 所述信号接收器 （15） 安装在割草机器人的主机本体 （12） 上， 所述信号接收器 （15） 的信号输出端与所述控制器 的信号接收端连接， 所述边界定位系统通过在割草机器人割草工作区域 （14） 内或周边每间 隔 10cm20m 的距离设置边界信号发射点 （11） 形成， 在各所述边界信号发射点 （11） 上分别 。
5、安装有不同地址码的无线发射机， 每个所述边界信号发射点 （11） 至少含有 3 台所述无线发 射机， 通过所述边界采集装置 （13） 沿割草工作边界采集各所述边界信号发射点 （11） 发出 的边界定位信号， 采集所述边界定位系统的边界信号最终发送到所述信号接收器 （15） 上， 所述控制器通过数据处理来判断割草机器人当前是否处于割草工作区域 （14） 和割草机器 人当前距离割草工作边界的距离， 也向所述刀盘驱动机构和所述行走驱动机构分别发出是 否割草和是否移动的控制指令， 所述控制器根据来自所述物体判断系统和所述边界检测系 统的采集数据， 通过数据分析， 向所述行走驱动机构是否移动的控制指令，。
6、 使割草机器人在 割草工作区域 （14） 内实现自动导航。 2. 根据权利要求 1 所述智能割草机器人， 其特征在于 ： 还设有定位跟随系统， 所述信 号接收器 （15） 中的至少一个无线接收模块、 至少两个无线发射装置 （16） 和无线收发装置 （17） ， 一起构成所述定位跟随系统， 各所述无线发射装置 （16） 也安装在割草机器人的主机 本体 （12） 上， 所述无线收发装置 （17） 安装在目标物体上， 所述信号接收器 （15） 将检测到 的所述无线收发装置 （17） 发出的目标位置信号向所述控制器发送， 所述控制器通过数据处 理， 然后向所述行走驱动机构和所述刀盘驱动机构分别发出是否。
7、移动和是否割草的控制指 令。 3. 根据权利要求 1 所述智能割草机器人， 其特征在于 ： 还设有碰撞检测系统， 所述碰 撞检测系统包括检测主机本体 （12） 与外盖的相对位移变化信号的另一组传感器， 主机本体 （12） 与外盖形成悬挂结构， 当外盖运动时与主机产生一个相对位移， 使传感器得到相对位 移变化信号， 所述控制器通过数据处理， 然后向所述行走驱动机构和所述刀盘驱动机构分 别发出是否移动和是否割草的控制指令。 4. 根据权利要求 1 所述智能割草机器人， 其特征在于 ： 还设有拉线牵引装置， 所述拉线 牵引装置包括牵引绳和检测所述牵引绳拉力的专用传感器， 所述牵引绳与割草机器人的主 。
8、机本体 （12） 固定连接， 张紧所述牵引绳时， 当专用传感器检测到拉力信号后， 向所述控制器 发送， 所述控制器通过数据处理， 然后向所述行走驱动机构和所述刀盘驱动机构分别发出 是否移动和是否割草的控制指令。 5. 根据权利要求 1 4 中任意一项所述智能割草机器人， 其特征在于 ： 所述物体判断 系统的一组传感器是非接触式的。 权 利 要 求 书 CN 203691948 U 2 1/4 页 3 智能割草机器人 技术领域 0001 本实用新型涉及一种割草装置， 特别是一种自动割草装置， 应用于割草设备和草 坪维护技术领域。 背景技术 0002 目前， 绿地以及草坪等的维护基本上是由人工来完。
9、成， 其工作效率较低， 工作强度 较大， 同时产生的烟尘也给工作人员的健康造成了危害， 不能很好地满足市场的需要。 实用新型内容 0003 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足， 提供一种智能割草机器人， 实现自 动导航、 防避障碍、 定位跟随、 割草等功能， 能够自主地在绿地或草坪等的一定区域内进行 绿地维护， 可减轻工作人员的负担。 0004 为达到上述发明创造目的， 本实用新型采用下述技术方案 ： 0005 一种智能割草机器人， 包括车架、 刀盘、 刀盘驱动机构、 行走轮、 行走驱动机构及控 制器组成， 刀盘驱动机构、 行走驱动机构及控制器安装在车架上， 一起构成主机本体， 还包 括物。
10、体判断系统和边界检测系统， 物体判断系统通过一组传感器来检测当前通过割草工作 区域内表面的物体的高度信息， 并将传感器的检测信息传递到控制器， 控制器通过数据处 理来判断草的高低是否落入割草高度范围， 向刀盘驱动机构和行走驱动机构分别发出是否 割草和是否移动的控制指令， 边界检测系统包括边界定位系统、 边界采集装置和信号接收 器， 信号接收器安装在割草机器人的主机本体上， 信号接收器的信号输出端与控制器的信 号接收端连接， 边界定位系统通过在割草机器人割草工作区域内或周边每间隔 10cm20m 的距离设置边界信号发射点形成， 在各边界信号发射点上分别安装有不同地址码的无线发 射机， 每个边界信。
11、号发射点至少含有 3 台无线发射机， 通过边界采集装置沿割草工作边界 采集各边界信号发射点发出的边界定位信号， 采集边界定位系统的边界信号最终发送到信 号接收器上， 控制器通过数据处理来判断割草机器人当前是否处于割草工作区域和割草机 器人当前距离割草工作边界的距离， 也向刀盘驱动机构和行走驱动机构分别发出是否割草 和是否移动的控制指令， 控制器根据来自物体判断系统和边界检测系统的采集数据， 通过 数据分析， 向行走驱动机构是否移动的控制指令， 使割草机器人在割草工作区域内实现自 动导航。 0006 作为本实用新型优选的技术方案， 还设有定位跟随系统， 信号接收器中的至少一 个无线接收模块、 至。
12、少两个无线发射装置和无线收发装置， 一起构成定位跟随系统， 各无线 发射装置也安装在割草机器人的主机本体上， 无线收发装置安装在目标物体上， 信号接收 器将检测到的无线收发装置发出的目标位置信号向控制器发送， 控制器通过数据处理， 然 后向行走驱动机构和刀盘驱动机构分别发出是否移动和是否割草的控制指令。 0007 作为上述本实用新型技术方案的改进， 还设有碰撞检测系统， 碰撞检测系统包括 检测主机本体与外盖的相对位移变化信号的另一组传感器， 主机本体与外盖形成悬挂结 说 明 书 CN 203691948 U 3 2/4 页 4 构， 当外盖运动时与主机产生一个相对位移， 使传感器得到相对位移变。
13、化信号， 控制器通过 数据处理， 然后向行走驱动机构和刀盘驱动机构分别发出是否移动和是否割草的控制指 令。 0008 作为上述本实用新型技术方案的改进， 还设有拉线牵引装置， 拉线牵引装置包括 牵引绳和检测牵引绳拉力的专用传感器， 牵引绳与割草机器人的主机本体固定连接， 张紧 牵引绳时， 当专用传感器检测到拉力信号后， 向控制器发送， 控制器通过数据处理， 然后向 行走驱动机构和刀盘驱动机构分别发出是否移动和是否割草的控制指令。 0009 上述物体判断系统的一组传感器最好是非接触式的。 0010 本实用新型与现有技术相比较， 具有如下实质性特点和优点 ： 0011 1. 本实用新型智能割草机器。
14、人能准确的判断该智能割草机器人在工作区域内或 附近的位置， 实现自动导航割草任务， 智能化程度高 ； 0012 2 本实用新型智能割草机器人能避免智能割草机器人与其他物体撞击损坏车体， 还可以定位跟随目标信号 ； 0013 3本实用新型智能割草机器人设有有牵引绳， 实现了轻便搬运或人为牵引割草， 使割草更省时省力， 提高了割草的效率。 附图说明 0014 图 1 是本实用新型实施例一智能割草机器人的边界采集系统原理示意图。 0015 图 2 是本实用新型实施例二智能割草机器人的边界采集系统与定位跟随系统的 示意图。 具体实施方式 0016 本实用新型的优选实施例结合附图说明如下 ： 0017 。
15、实施例一 ： 0018 在本实施例中， 参见图 1， 一种智能割草机器人， 包括车架、 刀盘、 刀盘驱动机构、 行 走轮、 行走驱动机构及控制器组成， 刀盘驱动机构、 行走驱动机构及控制器安装在车架上， 一起构成主机本体 12， 还包括物体判断系统和边界检测系统， 物体判断系统通过一组传感 器来检测当前通过割草工作区域 14 内表面的物体的高度信息， 并将传感器的检测信息传 递到控制器， 控制器通过数据处理来判断草的高低是否落入割草高度范围， 向刀盘驱动机 构和行走驱动机构分别发出是否割草和是否移动的控制指令， 边界检测系统包括边界定位 系统、 边界采集装置 13 和信号接收器 15， 信号接。
16、收器 15 安装在割草机器人的主机本体 12 上， 信号接收器 15 的信号输出端与控制器的信号接收端连接， 边界定位系统通过在割草机 器人割草工作区域 14 内或周边每间隔 10cm20m 的距离设置边界信号发射点 11 形成， 在 各边界信号发射点 11 上分别安装有不同地址码的无线发射机， 每个边界信号发射点 11 至 少含有 3 台无线发射机， 通过边界采集装置 13 沿割草工作边界采集各边界信号发射点 11 发出的边界定位信号， 采集边界定位系统的边界信号最终发送到信号接收器 15 上， 控制器 通过数据处理来判断割草机器人当前是否处于割草工作区域 14 和割草机器人当前距离割 草工。
17、作边界的距离， 也向刀盘驱动机构和行走驱动机构分别发出是否割草和是否移动的控 制指令， 控制器根据来自物体判断系统和边界检测系统的采集数据， 通过数据分析， 向行走 说 明 书 CN 203691948 U 4 3/4 页 5 驱动机构是否移动的控制指令， 使割草机器人在割草工作区域 14 内实现自动导航。在本 实施例中， 参见图 1， 物体判断系统是用于判断草的高低， 通过感应系统来感应判断通过区 域表面物体的高度， 割草工作区域 14 采用人工设定， 应用边界采集系统完成割草区域的标 定， 应用边界检测系统设定智能割草机器人的割草区域， 通过信号采集构建工作边界数据 系统， 实现自主巡航和。
18、自动割草。本实施例智能割草机器人能准确的判断该智能割草机器 人在工作区域内或附近的位置， 实现自动导航割草任务。 本实施例智能割草机器人， 能够自 主地在绿地或草坪等的一定区域内进行绿地维护， 提高了工作效率， 减少工作人员的工作 强度。 0019 在本实施例中， 物体判断系统的一组传感器是非接触式的。本实施例中传感器采 用非接触式的磁场霍尔传感器， 支持远距离起始检测， 检测量程宽， 成本低， 通过感应系统 来感应判断通过区域表面物体的高度， 用于判断草的高低。 0020 实施例二 ： 0021 本实施例与实施例一基本相同， 特别之处在于 ： 0022 在本实施例中， 参见图 2， 还设有定。
19、位跟随系统， 信号接收器 15 中的至少一个无线 接收模块、 至少两个无线发射装置 16 和无线收发装置 17， 一起构成定位跟随系统， 各无线 发射装置 16 也安装在割草机器人的主机本体 12 上， 无线收发装置 17 安装在目标物体上， 信号接收器 15 将检测到的无线收发装置 17 发出的目标位置信号向控制器发送， 控制器通 过数据处理， 然后向行走驱动机构和刀盘驱动机构分别发出是否移动和是否割草的控制指 令。 在本实施例中， 定位跟随系统用于跟随目标信号运行， 实时判断判断安装在智能割草机 器人上的两个无限发射装置数据的差值实现跟随， 可以通过检测至少两个边界信号发射点 11 的无限。
20、发射机的信号可以知道割草机在割草工作区域 14 的位置。 0023 实施例三 ： 0024 本实施例与前述实施例基本相同， 特别之处在于 ： 0025 在本实施例中， 还设有碰撞检测系统， 碰撞检测系统包括检测主机本体 12 与外盖 的相对位移变化信号的另一组传感器， 主机本体 12 与外盖形成悬挂结构， 当外盖运动时与 主机产生一个相对位移， 使传感器得到相对位移变化信号， 控制器通过数据处理， 然后向行 走驱动机构和刀盘驱动机构分别发出是否移动和是否割草的控制指令。在本实施例中， 碰 撞检测机构用于防止智能割草机器人与其他物体撞击损坏车体， 通过主机与外盖的悬挂结 构， 当外盖运动时与主机。
21、产生一个相对位移， 使传感器得到相对信号。 0026 实施例四 ： 0027 本实施例与实施例三基本相同， 特别之处在于 ： 0028 在本实施例中， 还设有拉线牵引装置， 拉线牵引装置包括牵引绳和检测牵引绳拉 力的专用传感器， 牵引绳与割草机器人的主机本体 12 固定连接， 张紧牵引绳时， 当专用传 感器检测到拉力信号后， 向控制器发送， 控制器通过数据处理， 然后向行走驱动机构和刀盘 驱动机构分别发出是否移动和是否割草的控制指令。在本实施例中， 智能割草机器人的拉 线牵引装置为安装在割草机上的一个牵引绳， 带动一个传感器， 受牵引力作用， 传感器会产 生信号变化， 所产生的信号传达给割草机。
22、， 割草机作出相应的动作， 这样， 机器人可以在人 为的牵引下到达指定位置， 而不需要搬运， 并且可以在牵引过程中割草。 0029 上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明， 但本实用新型不限于上述实施 说 明 书 CN 203691948 U 5 4/4 页 6 例， 还可以根据本实用新型的实用新型创造的目的做出多种变化， 凡依据本实用新型技术 方案的精神实质和原理下做的改变、 修饰、 替代、 组合、 简化， 均应为等效的置换方式， 只要 符合用于本实用新型智能割草机器人的结构和构造原理， 都属于本实用新型的保护范围。 说 明 书 CN 203691948 U 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 203691948 U 7 。