專利名稱：太陽能智能割草機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及了一種太陽能智能割草機(jī)器人。
背景技術(shù)：
21世紀(jì)，節(jié)能和環(huán)保已成為新世紀(jì)最突出的兩大主題。隨著世界各國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，人們對能源的需求越來越大。同時，大量化學(xué)燃料的使用，導(dǎo)致能源的迅速短缺和環(huán)境污染日益突出。近年來，由于人們對能源、環(huán)境問題的日益關(guān)注， 太陽能的應(yīng)用與普及越來越受到人們的高度重視。太陽能的應(yīng)用主要有兩種形式一是把太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，二是把太陽能轉(zhuǎn)換為電能。前者包括人們所熟悉和廣泛應(yīng)用的太陽能熱水器，后者稱為太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，簡稱PV技術(shù)。太陽能光伏發(fā)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(fā)電，而且可以減少(X)2和有害氣體的排放，防止地球環(huán)
惡 ο太陽能光伏發(fā)電的核心器件是太陽能電池(光伏電池)。1839年法國學(xué)者貝克勒爾發(fā)現(xiàn)光伏效應(yīng)，1%4年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的三位科學(xué)家首次制成實(shí)用的單晶硅太陽電池。進(jìn)入21世紀(jì)前后，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，對社會、經(jīng)濟(jì)和人們的生活產(chǎn)生了深刻影響、關(guān)于太陽能電池的應(yīng)用，在航天方面，太陽能電池板供電的衛(wèi)星、飛八在幾十年前己遨游太空；在民用方面，出現(xiàn)了太陽能光伏發(fā)電站和光伏屋頂、太陽能草坪燈、太陽能車和游艇等一系列的太陽能產(chǎn)品。由此可見，太陽能光伏發(fā)電作為舒能源利用的發(fā)展方向，在不久的將來一定會得到廣泛的應(yīng)用，同時太陽能產(chǎn)品一定會備受人們的青睞。太陽能割草機(jī)作為太陽能光伏發(fā)電利用技術(shù)之一，具有廣泛的發(fā)展前景。傳統(tǒng)的草坪割草機(jī)以汽油發(fā)動機(jī)作為動力源，在庭園使用時存在噪聲、震動大，能源消耗多以及污染環(huán)境嚴(yán)重等問題。所以將太陽能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用到割草機(jī)上，利用太陽能直接驅(qū)動電機(jī)或給蓄電池充電，實(shí)現(xiàn)其技術(shù)的可行性，從而能克服傳統(tǒng)割草機(jī)遇到的一系列問題。由于太陽能割草機(jī)沒有廢氣排放，不污染空氣，同時整車結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)割草機(jī)有很大差別，較少的機(jī)械結(jié)構(gòu)，沒有發(fā)動機(jī)，將噪聲降低到最小，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的環(huán)保型割草機(jī)。然而，現(xiàn)有的草坪割草機(jī)大多以汽油發(fā)動機(jī)作為動力，這種割草機(jī)體積大、笨重、噪音大、污染環(huán)境， 己經(jīng)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(xiàn)代電子技術(shù)和智能控制技術(shù)研發(fā)一種智能性和環(huán)保型的割草機(jī)器人將是未來的發(fā)展方向。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中割草機(jī)體積大、笨重、噪音大、污染環(huán)境的缺點(diǎn)，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小，對資源的消耗少，產(chǎn)生廢棄物對環(huán)境的污染小，使用維修方便，集太陽能光伏發(fā)電技術(shù)、電功技術(shù)、自動化技術(shù)、電子技術(shù)、信息技為一體的太陽能智能割草機(jī)器人。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案得以解決太陽能智能割草機(jī)器人，包括太陽能機(jī)構(gòu)、機(jī)器人車體、設(shè)置在機(jī)器人車體內(nèi)的割草機(jī)構(gòu)、傳感裝置和控制系統(tǒng)，機(jī)器人車體上設(shè)置有車體上蓋，太陽能機(jī)構(gòu)包括太陽能板、 設(shè)置在太陽能板上的太陽能電池陣列板以及設(shè)置在太陽能電池陣列板下方的T型條，車體上蓋的頂部設(shè)置有金屬支架，金屬支架上設(shè)置有滑槽，T型條與滑槽之間配合連接?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)識別傳感單元采集車內(nèi)外的動態(tài)信息，按照特定控制模式和路徑法則算法對割草機(jī)構(gòu)和機(jī)器人車體進(jìn)行無人干預(yù)的自動控制。以太陽能為割草機(jī)器人提供動力，實(shí)現(xiàn)草坪護(hù)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(chǎn)生廢棄物對環(huán)境的污染。作為優(yōu)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(yōu)選，所述的T型條通過內(nèi)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于機(jī)器人車體上蓋上受光，為機(jī)器人車體、割草機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)提供動力來源。 通過內(nèi)六角螺栓結(jié)構(gòu)固定于太陽能電池陣列板上的T型條用來連接機(jī)器人車體上蓋的滑槽，達(dá)到固定太陽能電池陣列板的作用。作為優(yōu)選，所述的傳感裝置包括紅外感應(yīng)器、碰撞傳感器和傳感單元核心處理器， 紅外感應(yīng)器和碰撞傳感器均設(shè)置在機(jī)器人車體的前端，紅外感應(yīng)器、碰撞傳感器均與傳感單元核心處理器相連。紅外感應(yīng)器、碰撞傳感器用來感應(yīng)外界環(huán)境的干擾因素將環(huán)境狀態(tài)信息傳達(dá)至與其相連的傳感單元核心處理器并將數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)控制機(jī)器人車體與割草機(jī)構(gòu)以控制系統(tǒng)給予的特定程序模式進(jìn)行相應(yīng)的操作，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人車體能對外部環(huán)境進(jìn)行采樣和智能執(zhí)行優(yōu)化控制。作為優(yōu)選，所述的機(jī)器人車體內(nèi)設(shè)置有蓄電池、與蓄電池相連的直流電機(jī)及與直流電機(jī)相連的驅(qū)動車輪，割草機(jī)構(gòu)包括割草電機(jī)、與割草電機(jī)相連的刀盤、設(shè)置在刀盤的刀片以及碼盤，割草電機(jī)的一端與蓄電池相連接。割草電機(jī)結(jié)合控制系統(tǒng)給予特定模式來調(diào)整刀片高度和驅(qū)動割草刀片旋轉(zhuǎn)進(jìn)行割草。割草機(jī)器人車體采用差速輪驅(qū)動方式，主要原理為蓄電池提供直流電機(jī)能源驅(qū)動驅(qū)動輪以不同轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人車體行進(jìn)。機(jī)器人車體兩驅(qū)動輪一端與控制系統(tǒng)相連，通過控制系統(tǒng)核心處理芯片控制脈沖調(diào)節(jié)速度。作為優(yōu)選，所述的驅(qū)動車輪的圓周面上設(shè)置有防滑凸塊。作為優(yōu)選，所述的機(jī)器人車體內(nèi)設(shè)置有蓄電池，滑槽的末端設(shè)置有不同極的兩個導(dǎo)電銅片I，導(dǎo)電銅片I與蓄電池相連，且作為蓄電池的接入極點(diǎn)，T型條的末端設(shè)置有不同極的兩個導(dǎo)電銅片II，導(dǎo)電銅片II與太陽能電池陣列板相連，且導(dǎo)電銅片II作為太陽能電池陣列板電極的輸出端與導(dǎo)電銅片I相接觸。作為優(yōu)選，所述的蓄電池為鋁酸電池、堿性鎳鎘電池、堿性鎳氫電池、鋰電池中的任何一種。本實(shí)用新型由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果本裝置是一個綜合的機(jī)器人系統(tǒng)，它集成了太陽能光伏發(fā)電技術(shù)、電功技術(shù)、目動化技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)等多方面的關(guān)鍵技術(shù)。以太陽能為割草機(jī)器人提供動力，同時在太陽能割草機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計上己大大地簡化，利用太陽能電池板、蓄電池、電機(jī)、控制器等取代了以往割草機(jī)中的發(fā)動機(jī)及其相關(guān)部件。具有高效率電機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足太陽能割草機(jī)的工作要求，能夠適應(yīng)割草機(jī)的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和停止等動作的運(yùn)動要求，并且保持高效率。更輕更小的電機(jī)尺寸，降低電機(jī)的重量，有利于在割草機(jī)上進(jìn)行安裝和布置，并且可以降低其成本。本裝置有良好的可靠性、耐溫和耐潮濕，運(yùn)行噪音低， 可以在比較惡劣的環(huán)境下工作，并且結(jié)構(gòu)簡單、使用維修方便?？蓪?shí)現(xiàn)草坪護(hù)理的智能自動化，減少了對資源的消耗和產(chǎn)生廢棄物對環(huán)境的污染。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的機(jī)器人車體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的太陽能機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型的上蓋結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4的部分結(jié)構(gòu)I的放大示意圖。圖6是本實(shí)用新型的框架原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1至附圖6與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述實(shí)施例1太陽能智能割草機(jī)器人，如圖1至圖6所示，包括太陽能機(jī)構(gòu)1、機(jī)器人車體2、設(shè)置在機(jī)器人車體2內(nèi)的割草機(jī)構(gòu)、傳感裝置和控制系統(tǒng)，機(jī)器人車體2上設(shè)置有車體上蓋3， 太陽能機(jī)構(gòu)1包括太陽能板11、設(shè)置在太陽能板11上的太陽能電池陣列板12以及設(shè)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(shè)置有金屬支架4，金屬支架4 上設(shè)置有滑槽5，T型條13與滑槽5之間配合連接。控制系統(tǒng)根據(jù)識別傳感單元采集車內(nèi)外的動態(tài)信息，按照特定控制模式和路徑法則算法對割草機(jī)構(gòu)和機(jī)器人車體進(jìn)行無人干預(yù)的自動控制，并以太陽能為割草機(jī)器人提供動力，實(shí)現(xiàn)草坪護(hù)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(chǎn)生廢棄物對環(huán)境的污染?；?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(nèi)六角螺釘固定在太陽能電池陣列板12上。T型條13以水平姿勢支撐于機(jī)器人車體上蓋3上受光，為機(jī)器人車體2、割草機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)提供動力來源。通過內(nèi)六角螺栓結(jié)構(gòu)固定于太陽能電池陣列板12上的T型條13用來連接機(jī)器人車體2上蓋的滑槽5，達(dá)到固定太陽能電池陣列板的作用。傳感裝置包括紅外感應(yīng)器6、碰撞傳感器7和傳感單元核心處理器8，紅外感應(yīng)器6 和碰撞傳感器7均設(shè)置在機(jī)器人車體2的前端，紅外感應(yīng)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(yīng)器6、碰撞傳感器7用來感應(yīng)外界環(huán)境的干擾因素將環(huán)境狀態(tài)信息傳達(dá)至與其相連的傳感單元核心處理器8并將數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)控制機(jī)器人車體2 與割草機(jī)構(gòu)以控制系統(tǒng)給予的特定程序模式進(jìn)行相應(yīng)的操作，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人車體能對外部環(huán)境進(jìn)行采樣和智能執(zhí)行優(yōu)化控制。機(jī)器人車體2內(nèi)設(shè)置有蓄電池21、與蓄電池21相連的直流電機(jī)22及與直流電機(jī) 22相連的驅(qū)動車輪23，割草機(jī)構(gòu)包括割草電機(jī)31、與割草電機(jī)31相連的刀盤32、設(shè)置在刀盤32的刀片33以及碼盤，割草電機(jī)31的一端與蓄電池21相連接。割草電機(jī)31結(jié)合控制系統(tǒng)給予特定模式來調(diào)整刀片高度和驅(qū)動割草刀片旋轉(zhuǎn)進(jìn)行割草。割草機(jī)器人車體2采用差速輪驅(qū)動方式，主要原理為蓄電池21提供直流電機(jī)22能源驅(qū)動驅(qū)動車輪23以不同轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人車體2行進(jìn)。機(jī)器人車體兩驅(qū)動車輪23 —端與控制系統(tǒng)相連，通過控制系統(tǒng)核心處理芯片控制脈沖調(diào)節(jié)速度。驅(qū)動車輪23的圓周面上設(shè)置有防滑凸塊。機(jī)器人車體2內(nèi)設(shè)置有蓄電池21，滑槽5的末端設(shè)置有不同極的兩個導(dǎo)電銅片I， 導(dǎo)電銅片I與蓄電池21相連，且作為蓄電池21的接入極點(diǎn)，T型條13的末端設(shè)置有不同極的兩個導(dǎo)電銅片II，導(dǎo)電銅片II與太陽能電池陣列板12相連，且導(dǎo)電銅片II作為太陽能電池陣列板12電極的輸出端與導(dǎo)電銅片I相接觸。蓄電池21為鋁酸電池、堿性鎳鎘電池、堿性鎳氫電池、鋰電池中的任何一種。本實(shí)用新型是一個綜合的機(jī)器人系統(tǒng)，它集成了太陽能光伏發(fā)電技術(shù)、電功技術(shù)、 目動化技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)等多方面的關(guān)鍵技術(shù)。以太陽能為割草機(jī)器人提供動力， 同時在太陽能割草機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計上己大大地簡化，利用太陽能電池板、蓄電池、電機(jī)、控制器等取代了以往割草機(jī)中的發(fā)動機(jī)及其相關(guān)部件。具有高效率電機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足太陽能割草機(jī)的工作要求，能夠適應(yīng)割草機(jī)的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和停止等動作的運(yùn)動要求，并且保持高效率。更輕更小的電機(jī)尺寸，降低電機(jī)的重量，有利于在割草機(jī)上進(jìn)行安裝和布置，并且可以降低其成本。本裝置有良好的可靠性、耐溫和耐潮濕，運(yùn)行噪音低，可以在比較惡劣的環(huán)境下工作，并且結(jié)構(gòu)簡單、使用維修方便。可實(shí)現(xiàn)草坪護(hù)理的智能自動化，減少了對資源的消耗和產(chǎn)生廢棄物對環(huán)境的污染?？傊?，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.太陽能智能割草機(jī)器人，包括太陽能機(jī)構(gòu)(1)、機(jī)器人車體(2)、設(shè)置在機(jī)器人車體 (2)內(nèi)的割草機(jī)構(gòu)、傳感裝置和控制系統(tǒng)，其特征在于所述的機(jī)器人車體(2)上設(shè)置有車體上蓋(3)，太陽能機(jī)構(gòu)(1)包括太陽能板(11)、設(shè)置在太陽能板(11)上的太陽能電池陣列板(12)以及設(shè)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(shè)置有金屬支架(4)，金屬支架(4)上設(shè)置有滑槽(5)，T型條(13)與滑槽(5)之間配合連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能智能割草機(jī)器人，其特征在于所述的滑槽(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(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能智能割草機(jī)器人，其特征在于所述的T型條(13)通過內(nèi)六角螺釘固定在太陽能電池陣列板(12)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能智能割草機(jī)器人，其特征在于所述的傳感裝置包括紅外感應(yīng)器(6 )、碰撞傳感器(7 )和傳感單元核心處理器(8 )，紅外感應(yīng)器(6 )和碰撞傳感器 (7)均設(shè)置在機(jī)器人車體(2)的前端，紅外感應(yīng)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(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能智能割草機(jī)器人，其特征在于所述的機(jī)器人車體(2) 內(nèi)設(shè)置有蓄電池(21)、與蓄電池(21)相連的直流電機(jī)(22)及與直流電機(jī)(22)相連的驅(qū)動車輪(23)，割草機(jī)構(gòu)包括割草電機(jī)(31)、與割草電機(jī)(31)相連的刀盤(32)、設(shè)置在刀盤 (32)的刀片(33)以及碼盤，割草電機(jī)(31)的一端與蓄電池(21)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能智能割草機(jī)器人，其特征在于所述的驅(qū)動車輪(23) 的圓周面上設(shè)置有防滑凸塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能智能割草機(jī)器人，其特征在于所述的機(jī)器人車體(2) 內(nèi)設(shè)置有蓄電池(21)，滑槽(5)的末端設(shè)置有不同極的兩個導(dǎo)電銅片I，導(dǎo)電銅片I與蓄電池(21)相連，且作為蓄電池(21)的接入極點(diǎn)，T型條(13)的末端設(shè)置有不同極的兩個導(dǎo)電銅片II，導(dǎo)電銅片II與太陽能電池陣列板(12)相連，且導(dǎo)電銅片II作為太陽能電池陣列板(12)電極的輸出端與導(dǎo)電銅片I相接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的太陽能智能割草機(jī)器人，其特征在于所述的蓄電池 (21)為鋁酸電池、堿性鎳鎘電池、堿性鎳氫電池、鋰電池中的任何一種。
專利摘要本實(shí)用新型涉及機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，公開了一種太陽能智能割草機(jī)器人，包括太陽能機(jī)構(gòu)、機(jī)器人車體、設(shè)置在機(jī)器人車體內(nèi)的割草機(jī)構(gòu)、傳感裝置和控制系統(tǒng)，機(jī)器人車體上設(shè)置有車體上蓋，太陽能機(jī)構(gòu)包括太陽能板、設(shè)置在太陽能板上的太陽能電池陣列板以及設(shè)置在太陽能電池陣列板下方的T型條，車體上蓋的頂部設(shè)置有金屬支架，金屬支架上設(shè)置有滑槽，T型條與滑槽之間配合連接。本實(shí)用新型以太陽能為割草機(jī)器人提供動力，實(shí)現(xiàn)草坪護(hù)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(chǎn)生廢棄物對環(huán)境的污染。
文檔編號A01D34/63GK202050691SQ20112005900
公開日2011年11月30日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者何偉, 傅士江, 周方龍, 查達(dá)新, 王浩迅, 路璐 申請人:浙江大學(xué)