一種適用于矩形割草范圍的智能割草機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動化機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于矩形割草范圍的智能割草機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市綠化進(jìn)程的加快，人們環(huán)保意識的逐漸提高，草坪業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展。每年對園林、運(yùn)動場地、校園、機(jī)場等大型公共綠地進(jìn)行修剪和維護(hù)都需要消耗大量的人力、物力和財(cái)力。傳統(tǒng)的割草方式都是通過人工加割草機(jī)的形式實(shí)現(xiàn)，而且由于傳統(tǒng)割草機(jī)自動化程度低、污染大，會對從業(yè)人員身心、健康產(chǎn)生影響。因此，傳統(tǒng)的割草機(jī)正被智能割草機(jī)取代，智能割草機(jī)日益成為時代發(fā)展的標(biāo)志。
[0003]現(xiàn)有的智能割草機(jī)使用前需要用電纜將草坪邊界、靜止障礙物以及割草機(jī)不能進(jìn)入的區(qū)域圍起來構(gòu)造邊界電子圍欄，形成工作區(qū)域，智能割草機(jī)器人通過感應(yīng)電纜中的電信號進(jìn)行導(dǎo)航。
[0004]現(xiàn)有的使用最多的割草方式必然會需要人工的參與，這樣就使得割草的效率降低，并浪費(fèi)了大量的人力資源。傳統(tǒng)的割草機(jī)使用的汽油或柴油機(jī)，即造成了環(huán)境污染也浪費(fèi)了不可再生資源。即使是智能割草機(jī)也是需要很多外設(shè)來確保割草機(jī)的工作準(zhǔn)確率，這樣就增加了資源的浪費(fèi)也增加了工作量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出一種適用于矩形割草范圍的智能割草機(jī)，它可以不用電子導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)自主定位，完全無需人工參與。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0007]—種適用于矩形割草范圍的智能割草機(jī)，包括微處理器，所述微處理器連接電源模塊、方向測量模塊、傾角測量模塊、距離速度測量模塊、按鍵設(shè)置與報(bào)警模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、超聲波避障模塊以及液晶顯示模塊，所述微處理器為MC9S12XS128微處理器，所述傾角測量模塊包括三軸加速度傳感器電路與陀螺儀工作電路，所述電源模塊包括5V穩(wěn)壓電路與3.3V穩(wěn)壓電路。
[0008]所述三軸加速度傳感器電路包括ADXL345芯片，所述ADXL345芯片13引腳通過電阻R4接3.3V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述ADXL345芯片13引腳通過電阻R47接3.3V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述ADXL345芯片13引腳接MOS管Q5的漏極，所述MOS管Q5的柵極接3.3V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述MOS管Q5的源極接MC9S12XS128微處理器的PEl引腳，所述MOS管Q5的源極通過電阻R48接5V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述ADXL345芯片14引腳通過電阻R5接3.3V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述ADXL345芯片14引腳通過電阻R45接3.3V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述ADXL345芯片14引腳接MOS管Q4的漏極所述，MOS管Q4的柵極接3.3V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，MOS管Q4的源極接MC9S12XS128微處理器的PEO引腳，所述MOS管Q4的源極通過電阻R46接5V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述ADXL345芯片6引腳通過電阻RlO接3.3V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述ADXL345芯片7引腳通過電阻Rll接3.3V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述ADXL345芯片12引腳通過電阻R9接地，所述ADXL345芯片的2引腳、4引腳與5引腳接地。
[0009]所述陀螺儀工作電路包括ENC-03MB，所述ENC-03MB的VCC引腳接3.3V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述ENC-03MB的GND引腳接地，所述ENC-03MB的VREF引腳通過電阻R19接TLV2211的IN+引腳，所述ENC-03MB的OUT引腳通過電阻R27接TLV2211的IN-引腳，所述TLV2211的IN-引腳通過電阻R28連接TLV2211的OUT引腳，所述電阻R28并聯(lián)連接電容C12，所述TLV2211的OUT引腳通過電阻R24連接MC9S12XS128微處理器的ADO引腳，所述3.3V穩(wěn)壓電路輸出電壓依次通過電阻R18，電阻R17接地；所述電阻R17與電阻R18之間的節(jié)點(diǎn)通過電阻R21連接TLV2211的IN+引腳，所述TLV2211的VCC引腳接3.3V穩(wěn)壓電路輸出電壓，TLV2211的GND引腳接地。
[0010]所述方向測量模塊包括電子羅盤電路，所述電子羅盤電路包括HMC5883L芯片，所述HMC5883L芯片的13引腳、SI引腳與VDD引腳連接3.3V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述HMC5883L芯片的SCL引腳通過電阻R18接3.3V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述HMC5883L芯片的SCL引腳通過MOS管Ql的漏極，所述MOS管Ql的柵極接3.3V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述MOS管Ql的源極接MC9S12XS128微處理器的PE3引腳，所述5V穩(wěn)壓電路的輸出電壓通過電阻R19接MOS管Ql的源極，所述HMC5883L芯片的SDA引腳通過電阻R25接3.3V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述HMC5883L芯片的SDA引腳通過MOS管Q2的漏極，MOS管Q2的柵極接3.3V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述MOS管Q2的源極接MC9S12XS128微處理器的PE4引腳，所述5V穩(wěn)壓電路的輸出電壓通過電阻R26接MOS管Q2的源極，所述HMC5883L芯片的DRDY引腳通過電阻R51接3.3V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述HMC5883L芯片的DRDY引腳通過MOS管Q3的漏極，所述MOS管Q3的柵極接3.3V穩(wěn)壓電路的輸出電壓，所述MOS管Q3的源極接MC9S12XS128微處理器的PA2引腳，所述5V穩(wěn)壓電路的輸出電壓通過電阻R52接MOS管Q3的源極。
[0011]所述按鍵設(shè)置與報(bào)警模塊包括按鍵電路與警鈴電路，所述按鍵電路結(jié)構(gòu)為，所述5V穩(wěn)壓電路輸出電壓依次通過電阻R31，開關(guān)SI接地；所述電阻R31與開關(guān)SI之間的節(jié)點(diǎn)接MC9S12XS128微處理器的PB4引腳；所述5V穩(wěn)壓電路輸出電壓依次通過電阻R32，開關(guān)S2接地；所述電阻R32與開關(guān)S2之間的節(jié)點(diǎn)接MC9S12XS128微處理器的PB5引腳；所述5V穩(wěn)壓電路輸出電壓依次通過電阻R33，開關(guān)S3接地；所述電阻R33與開關(guān)S3之間的節(jié)點(diǎn)接MC9S12XS128微處理器的PB6引腳；所述5V穩(wěn)壓電路輸出電壓依次通過電阻R34，開關(guān)S4接地；所述電阻R34與開關(guān)S4之間的節(jié)點(diǎn)接MC9S12XS128微處理器的PB7引腳。15564113593
[0012]本實(shí)用新型的有益效果為:真正不需要人工參與且割草準(zhǔn)確度高的自動定位智能割草機(jī)。自動定位割草機(jī)通過事先人工設(shè)定來確定割草的范圍，割草的精確度由電子羅盤，三軸加速度傳感器，光電編碼器和兩軸陀螺儀來保證。
【附圖說明】
[0013]圖1本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2單片機(jī)最小系統(tǒng)圖；
[0015]圖3 5V穩(wěn)壓電路；
[0016]圖4液晶顯不電路；
[0017]圖5 3.3V穩(wěn)壓電路；
[0018]圖6按鍵電路；
[0019]圖7超聲波電路；
[0020]圖8電子羅盤電路；
[0021 ]圖9光電編碼器電路；
[0022]圖10光隔及驅(qū)動電路；
[0023]圖11警鈴電路；
[0024]圖12三軸加速度傳感器電路；
[0025]圖13陀螺儀工作電路；
[0026]圖14避障示意圖；
[0027]圖15重復(fù)割草區(qū)示意圖；
[0028]圖16單邊低洼割草示意圖；
[0029]圖17割草總體流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了更好的了解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0031]如圖1所示，一種適用于矩形割草范圍的智能割草機(jī)，包括微處理器，微處理器連接電源模塊、方向測量模塊、傾角測量模塊、距離速度測量模塊、按鍵設(shè)置與報(bào)警模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、超聲波避障模塊以及液晶顯示模塊。
[0032]微處理器控制整個裝置，電源模塊負(fù)責(zé)給整個裝置供電，方向測量模塊與傾角測量模塊監(jiān)測割草機(jī)的運(yùn)動方向并測量割草途徑中由于路面不平導(dǎo)致的傾斜角，并作出補(bǔ)償保證割草機(jī)沿直線運(yùn)行，距離速度測量模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測割草機(jī)的車速與行駛距離，按鍵設(shè)置與報(bào)警模塊用于初始化設(shè)置與割草機(jī)完成任務(wù)時的報(bào)警提示，電機(jī)驅(qū)動模塊用于驅(qū)動電機(jī)給整個裝置提供動力，超聲波避障模塊通過超生波對行駛路途中的障礙物進(jìn)行檢測并有效避免。
[0033]如圖2所示，微處理器為MC9S12XS128微處理器，MC9S12XS系列是一個專注于低功耗、高性能的高效汽車級16位微控制器產(chǎn)品。工作電壓為5V，存儲器具有128KB FLASH，2KB EEPROM, 8KB RAM ; 16通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可選8位、10位和12位的精度；8位8通道或16位4通道的PWM ;2個異步串行通訊SCI和2個同步串行設(shè)備接口 SPI ;CRG時鐘和復(fù)位發(fā)生器:鎖相環(huán)、看門狗、實(shí)時中斷，增強(qiáng)型捕捉定時器。XS128單片機(jī)是具有低功耗，超快的運(yùn)算速度、強(qiáng)大的功能、低廉的價(jià)格等優(yōu)勢。
[0034]電源模塊采用兩塊12V的鉛蓄電池串聯(lián)供電，電源模塊包括5V穩(wěn)壓電路與3.3V穩(wěn)壓電路。
[0035]MC9S12XS128是飛思卡爾公司生產(chǎn)的16位單片機(jī)，功能強(qiáng)大。MC9S12XS128的工作電壓僅為5V，存儲器具有128KB FLASH，2KB EEPROM, 8KB RAM ; 16通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可選8位、1