一種智能割草的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種智能割草機(jī)，具體包括機(jī)架、后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及太陽能電池，后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)有機(jī)架的后部，前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有機(jī)架的前部，在后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間設(shè)有刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在機(jī)架的上方設(shè)有太陽能板，太陽能板與太陽能電池連接，太陽能電池為后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供電力。本實(shí)用新型利用數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)對割草機(jī)的轉(zhuǎn)向、行進(jìn)位移、刀盤升降的精確控制，刀盤升降控制可以控制割草高度，轉(zhuǎn)向和行進(jìn)位移聯(lián)合控制可以通過數(shù)控編程實(shí)現(xiàn)割草機(jī)的行進(jìn)位移的精確輪廓控制，從而走出多種復(fù)雜圖案。
【專利說明】一種智能割草機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于割草機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種智能化的割草機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]割草機(jī)是草坪美化的主要的工具，提到割草機(jī)我們通常會(huì)想到好多、好大的草坪，我們在電視上、電腦上見過許多諸如此類的畫面，給我的感覺就是空闊的草地，在那里我們會(huì)有前所未有的放松。甚至定期進(jìn)行的修整工作也成為一種休閑。
[0003]傳統(tǒng)的割草機(jī)動(dòng)力采用柴油、汽油作為輸出動(dòng)力源，通過人工手動(dòng)控制進(jìn)行草坪美好，這種割草設(shè)備只能實(shí)現(xiàn)單一高度、單一形狀的切割，很難根據(jù)需求切割出美妙圖案。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種智能割草機(jī)，該割草機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、操控方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低，可以實(shí)現(xiàn)智能化控制與編制割草圖案程序相集合，低碳、無噪、操作穩(wěn)定。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:一種智能割草機(jī)，其特征在于包括機(jī)架、后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、IU輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及太陽能電池，所述的后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)于機(jī)架的后部，所述的前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)于機(jī)架的前部，在后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間設(shè)有刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在機(jī)架的上方設(shè)有太陽能板，所述的太陽能板與太陽能電池連接，所述的太陽能電池為后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供電力。
[0006]對上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述的后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向電機(jī)、轉(zhuǎn)向桿和轉(zhuǎn)向曲柄，所述轉(zhuǎn)向桿表面設(shè)有齒條，轉(zhuǎn)向電機(jī)的輸出軸通過齒輪驅(qū)動(dòng)齒條，在轉(zhuǎn)向桿的兩端分別鉸接有轉(zhuǎn)向曲柄，轉(zhuǎn)向曲柄的自由端與前輪連接。
[0007]對上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述的刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括刀片驅(qū)動(dòng)電機(jī)、升降電機(jī)和刀片，所述的刀片驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸豎直向下，其端部設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的刀片，在刀片驅(qū)動(dòng)電機(jī)的外表面設(shè)有齒條，升降電機(jī)的輸出軸通過齒輪驅(qū)動(dòng)齒條上下運(yùn)動(dòng)。
[0008]對上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述的前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括前輪和前行驅(qū)動(dòng)電機(jī)，兩個(gè)前輪通過中心軸連為一體，在中心軸的中部通過錐齒輪組與前行驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接。
[0009]對上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)、刀片驅(qū)動(dòng)電機(jī)、升降電機(jī)和前行驅(qū)動(dòng)電機(jī)均為步進(jìn)電機(jī)。
[0010]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:
[0011](I)本實(shí)用新型利用數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的轉(zhuǎn)向、行進(jìn)位移、刀盤升降的精確控制，刀盤升降控制可以控制割草高度，轉(zhuǎn)向和行進(jìn)位移聯(lián)合控制可以通過數(shù)控編程實(shí)現(xiàn)割草機(jī)的行進(jìn)位移的精確輪廓控制，實(shí)現(xiàn)草坪的復(fù)雜景觀設(shè)計(jì)(如太極、動(dòng)物圖案等)，也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化無人操作和精確控制；
[0012](2)本實(shí)用新型中的動(dòng)力系統(tǒng)拋棄了傳統(tǒng)的柴油、汽油動(dòng)力，采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，配置步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行電機(jī)方向位移控制，實(shí)現(xiàn)了低碳環(huán)保，避免了環(huán)境污染，也是后續(xù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的基礎(chǔ)；
[0013](3)本實(shí)用新型的動(dòng)力能源采用太陽能供電，符合我國節(jié)能減排的政策；
[0014](4)本實(shí)用新型的刀盤升降采用步進(jìn)電機(jī)，配置步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行方向位置控制，可以根據(jù)草坪高度要求精確自動(dòng)調(diào)整。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5是步進(jìn)電機(jī)控制原理簡圖；
[0021]其中:1、后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，1.1、后輪，1.2、轉(zhuǎn)向桿，1.3、轉(zhuǎn)向曲柄，1.4、轉(zhuǎn)向電機(jī)，2、太陽能板，3、太陽能電池，4、刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，4.1、刀片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，4.2、升降電機(jī)，4.3、刀片，
5、機(jī)架，6、前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，6.1、前輪，6.2、前行驅(qū)動(dòng)電機(jī)，6.3、錐齒輪組。

【具體實(shí)施方式】
[0022]本實(shí)用新型具體涉及一種智能割草機(jī)，有附圖1可知，結(jié)構(gòu)具體包括機(jī)架5、后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1、如輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)6、刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4以及太陽能電池3,后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)I設(shè)于機(jī)架5的后部，前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)6設(shè)于機(jī)架5的前部，在后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)I和前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)6之間設(shè)有刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4，在機(jī)架5的上方設(shè)有太陽能板2，太陽能板2與太陽能電池3連接，太陽能電池3為后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1、如輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)6和刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4提供電力。
[0023]太陽能電池板品種分類為單晶硅、多晶硅、非晶硅和非硅類半導(dǎo)體光電池。商品應(yīng)用以單晶硅、多晶硅和非晶硅為主，本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)屬于較長期、無更換、中小功率系統(tǒng)，為降低成本，因此太陽能板2選用多晶硅。太陽能電池3為蓄電池，蓄電池一般有12V和24V這兩種，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時(shí)將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來，到需要的時(shí)候再釋放出來，根據(jù)本實(shí)用新型的系統(tǒng)動(dòng)力輸出情況，太陽能電池3選用12V太陽能專用儲(chǔ)能蓄電池。
[0024]在附圖2中可以看出，本實(shí)用新型為前輪轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)，其中后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)I包括轉(zhuǎn)向電機(jī)1.4、轉(zhuǎn)向桿1.2和轉(zhuǎn)向曲柄1.3，轉(zhuǎn)向桿1.2表面設(shè)有齒條，轉(zhuǎn)向電機(jī)1.4的輸出軸通過齒輪驅(qū)動(dòng)齒條，在轉(zhuǎn)向桿1.2的兩端分別鉸接有轉(zhuǎn)向曲柄1.3，轉(zhuǎn)向曲柄1.3的自由端與前輪1.1連接。
[0025]就普通的割草機(jī)而言，它是通過手扶來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的，當(dāng)遇到的區(qū)域坑坑洼洼的時(shí)候，單單通過手臂轉(zhuǎn)向時(shí)很難控制的。我們這款新型智能環(huán)保割草機(jī)將轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)放在后輪，并利用齒輪齒條嚙合、鉸鏈四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)各種轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向電機(jī)1.4帶動(dòng)的齒輪在轉(zhuǎn)向桿1.2的中端，與設(shè)于轉(zhuǎn)向桿1.2上的轉(zhuǎn)向齒條嚙合。當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)向電機(jī)1.4中的齒輪便轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)向桿1.2的齒條連接的鉸鏈機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向移動(dòng)。轉(zhuǎn)向桿1.2齒條的動(dòng)作，通過轉(zhuǎn)向桿1.2齒條端頭和轉(zhuǎn)向曲柄1.3端頭，傳遞到轉(zhuǎn)向曲柄1.3上，從而使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器具有下列優(yōu)點(diǎn):1、構(gòu)造筒單，結(jié)構(gòu)輕巧；2、轉(zhuǎn)向靈敏度高；3、轉(zhuǎn)向阻力小；4、總成密封免于維護(hù)。
[0026]普通的割草機(jī)沒有刀盤的升降系統(tǒng)，只能切割固定高度的雜草，或者采用機(jī)械升降系統(tǒng)、操作不便，具有很大的局限性。一旦雜草生長到一定高度的時(shí)候，就不容易實(shí)現(xiàn)切害I]，為使用者帶來不便。本實(shí)用新型采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)刀盤的旋轉(zhuǎn)，由附圖3可知，刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4包括刀片驅(qū)動(dòng)電機(jī)4.1、升降電機(jī)4.2和刀片4.3，刀片驅(qū)動(dòng)電機(jī)4.1的輸出軸豎直向下，其端部設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的刀片4.3，在刀片驅(qū)動(dòng)電機(jī)4.1的外表面設(shè)有齒條，升降電機(jī)4.2的輸出軸通過齒輪驅(qū)動(dòng)齒條上下運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型通過升降電機(jī)4.2驅(qū)動(dòng)齒輪，齒輪再驅(qū)動(dòng)連接在刀片驅(qū)動(dòng)電機(jī)4.1上的齒條，通過齒條移動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀片的升降，可以切割不同高度的雜草。此系統(tǒng)可完美的控制了刀盤的升降，適用于不同的地貌。
[0027]本實(shí)用新型采用前輪驅(qū)動(dòng)，前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)6包括前輪6.1和前行驅(qū)動(dòng)電機(jī)6.2，兩個(gè)前輪6.1通過中心軸連為一體,在中心軸的中部通過錐齒輪組6.3與前行驅(qū)動(dòng)電機(jī)6.2連接。倘若采用后輪驅(qū)動(dòng)，當(dāng)我們切割的區(qū)域比較陡峭的時(shí)候，容易造成轉(zhuǎn)向過度。后輪驅(qū)動(dòng)由于有根傳動(dòng)軸和后輪差速器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，車更重；前輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，后排空間大。本割草機(jī)的前行驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是利用兩個(gè)錐齒輪緊密嚙合。錐齒輪壽命長，高負(fù)荷承載力，耐化學(xué)和腐蝕性強(qiáng)，降噪和減震，潤滑性好。因此采用了錐齒輪前行驅(qū)動(dòng)。
[0028]本實(shí)用新型能夠通過現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)畫圖軟件進(jìn)行草坪的景觀設(shè)計(jì)，通過軟件轉(zhuǎn)化成G代碼(類似于數(shù)控機(jī)床編程)，再通過存儲(chǔ)介質(zhì)傳輸?shù)礁畈輽C(jī)控制系統(tǒng)，對于高級(jí)操作人員也可以采用手工編程直接輸入程序代碼，進(jìn)而生成各種復(fù)雜圖形，同時(shí)我們系統(tǒng)里已經(jīng)存入了上千種圖形供用戶選擇。此割草機(jī)采用了兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制，第一個(gè)步進(jìn)電機(jī)通過錐齒輪控制前輪驅(qū)動(dòng)，第二個(gè)步進(jìn)電機(jī)是用齒輪齒條精確地控制后輪轉(zhuǎn)向，通過位置控制模式使我們割草機(jī)能夠準(zhǔn)確地移動(dòng)到某個(gè)位置，位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大小，通過脈沖的個(gè)數(shù)來確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，也有些可以通過通訊方式直接對速度和位移進(jìn)行賦值。由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴(yán)格的控制，所以一般應(yīng)用于定位裝置，步進(jìn)電機(jī)控制原理簡圖見圖5所示。
[0029]我們這款新型智能割草機(jī)就很好的解決了當(dāng)今現(xiàn)代城市化的割草需求，例如大學(xué)、大型公園、游樂場所等地，它必將成為割出各種圖案草坪必不可少的工具。
[0030]使用割草機(jī)控制系統(tǒng)也可以手動(dòng)控制割草機(jī)，完成一些簡單圖案的手動(dòng)割草，避免了編程的繁瑣。
[0031]綜上所述，我們這款割草機(jī)與普通割草機(jī)相比，動(dòng)力、升降和轉(zhuǎn)向均采用步進(jìn)驅(qū)動(dòng)，通過可編程邏輯控制器使機(jī)器割出復(fù)雜的完美圖案，極大的降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作質(zhì)量；同時(shí)我們本著節(jié)能的理念，利用太陽能轉(zhuǎn)化為電能為割草機(jī)的各個(gè)動(dòng)力機(jī)構(gòu)提供能量；外觀設(shè)計(jì)上采用符合大眾審美的汽車外形，極大的吸引眼球。針對目前割草機(jī)領(lǐng)域所面臨的國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢，我們的這款新型環(huán)保智能割草機(jī)必將有著廣闊的市場前景。
【權(quán)利要求】
1.一種智能割草機(jī)，其特征在于包括機(jī)架(5)、后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(I)、前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(6)、刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(4)以及太陽能電池(3)，所述的后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(I)設(shè)于機(jī)架(5)的后部，所述的前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(6)設(shè)于機(jī)架(5)的前部，在后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(I)和前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(6)之間設(shè)有刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(4)，在機(jī)架(5)的上方設(shè)有太陽能板(2)，所述的太陽能板(2)與太陽能電池(3)連接，所述的太陽能電池(3)為后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(I)、如輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(6)和刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(4)提供電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能割草機(jī)，其特征在于所述的后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(I)包括轉(zhuǎn)向電機(jī)(1.4)、轉(zhuǎn)向桿(1.2)和轉(zhuǎn)向曲柄(1.3)，所述轉(zhuǎn)向桿(1.2)表面設(shè)有齒條，轉(zhuǎn)向電機(jī)(1.4)的輸出軸通過齒輪驅(qū)動(dòng)齒條，在轉(zhuǎn)向桿(1.2)的兩端分別鉸接有轉(zhuǎn)向曲柄(1.3)，轉(zhuǎn)向曲柄(1.3)的自由端與前輪(1.1)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能割草機(jī)，其特征在于所述的刀片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(4)包括刀片驅(qū)動(dòng)電機(jī)(4.1)、升降電機(jī)(4.2)和刀片(4.3)，所述的刀片驅(qū)動(dòng)電機(jī)(4.1)的輸出軸豎直向下，其端部設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的刀片(4.3)，在刀片驅(qū)動(dòng)電機(jī)(4.1)的外表面設(shè)有齒條，升降電機(jī)(4.2)的輸出軸通過齒輪驅(qū)動(dòng)齒條上下運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能割草機(jī)，其特征在于所述的前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(6)包括前輪(6.1)和前行驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6.2)，兩個(gè)前輪(6.1)通過中心軸連為一體，在中心軸的中部通過錐齒輪組(6.3)與前行驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6.2)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的一種智能割草機(jī)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)(1.4)、刀片驅(qū)動(dòng)電機(jī)(4.1)、升降電機(jī)(4.2)和前行驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6.2)均為步進(jìn)電機(jī)。
【文檔編號(hào)】G05D3/10GK203934335SQ201420355411
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】張勇, 孫建莉, 張敬芳, 王濤 申請人:河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院