本發(fā)明涉及割草，具體為一種平地側(cè)坡仿形割草機(jī)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、在草坪維護(hù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及山地綠化等場(chǎng)景中，割草作業(yè)面臨著地形復(fù)雜多樣的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的割草機(jī)多適用于平坦地形，在側(cè)坡等特殊地形上作業(yè)時(shí)，容易出現(xiàn)割草不均勻、刀具損壞、機(jī)身穩(wěn)定性差甚至側(cè)翻等問(wèn)題。同時(shí)，目前缺乏有效的地形自適應(yīng)控制方法，使得傳統(tǒng)的割草機(jī)難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的割草操作，這就降低了割草效率并增加了設(shè)備損耗和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種平地側(cè)坡仿形割草機(jī)，所述平地側(cè)坡仿形割草機(jī)具備適用于平地和坡地等不同地形作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)割草操作，這有利于提高割草效率。

2、本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種用于平地側(cè)坡仿形割草機(jī)的控制方法。

3、本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：

4、一種平地側(cè)坡仿形割草機(jī)，包括移動(dòng)底盤(pán)以及設(shè)置在移動(dòng)底盤(pán)上的側(cè)坡除草裝置、平地除草裝置、避障除草裝置和控制系統(tǒng)，其中，所述側(cè)坡除草裝置設(shè)置在所述移動(dòng)底盤(pán)的頂部，包括設(shè)置在所述移動(dòng)底盤(pán)上的機(jī)械臂以及設(shè)置在所述機(jī)械臂的末端的側(cè)坡除草機(jī)構(gòu)；所述平地除草裝置設(shè)置在所述移動(dòng)底盤(pán)的正面，包括設(shè)置在所述移動(dòng)底盤(pán)上的平地割草箱以及設(shè)置在所述平地割草箱內(nèi)的平地割草機(jī)構(gòu)；所述避障除草裝置為兩組，兩組避障除草裝置設(shè)置在所述平地割草箱的兩側(cè)，包括設(shè)置在所述平地割草箱上的第一輪座、設(shè)置在所述第一輪座上的第二輪座以及設(shè)置在所述第二輪座內(nèi)的避障除草機(jī)構(gòu)；其中，所述第一輪座鉸接在所述平地割草箱內(nèi)。

5、優(yōu)選的，所述移動(dòng)底盤(pán)包括底架以及設(shè)置在所述底架的兩側(cè)的履帶行走機(jī)構(gòu)，其中，所述履帶行走機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述底架上的履帶安裝框架、設(shè)置在所述履帶安裝框架上的傳動(dòng)履帶以及用于驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)履帶運(yùn)動(dòng)的行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，所述行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在所述履帶安裝框架上的緩沖座、履帶驅(qū)動(dòng)輪以及用于驅(qū)動(dòng)所述履帶驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的行走動(dòng)力機(jī)構(gòu)；其中，所述緩沖座的中部鉸接在所述履帶安裝框架上；所述履帶驅(qū)動(dòng)輪安裝在緩沖座的底部，所述緩沖座的頂部則通過(guò)緩沖彈簧與所述履帶安裝框架連接，所述緩沖彈簧的彈力促使所述緩沖座向下擺動(dòng)以促使所述履帶驅(qū)動(dòng)輪壓緊所述傳動(dòng)履帶。

6、優(yōu)選的，所述側(cè)坡除草機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在機(jī)械臂末端的驅(qū)動(dòng)筒和多組側(cè)坡除草組件，其中，所述驅(qū)動(dòng)筒內(nèi)設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)每組側(cè)坡除草組件轉(zhuǎn)動(dòng)和升降的驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置為多組，多組驅(qū)動(dòng)裝置與多組側(cè)坡除草組件一一對(duì)應(yīng)；多組側(cè)坡除草組件呈圓周排列；每組側(cè)坡除草組件通過(guò)連接板與所述驅(qū)動(dòng)筒內(nèi)的每組驅(qū)動(dòng)裝置中的控制軸連接；所述側(cè)坡除草組件包括設(shè)置在所述連接板上的割草盤(pán)、設(shè)置在所述割草盤(pán)中的割草輪以及用于驅(qū)動(dòng)所述割草輪轉(zhuǎn)動(dòng)的割草驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；其中，所述割草盤(pán)的底部設(shè)置有兩組分禾器，該割草盤(pán)的內(nèi)部固定安裝有用于控制兩組分禾器的張開(kāi)角度的控制機(jī)構(gòu)，其中，所述控制機(jī)構(gòu)包括控制盒以及設(shè)置在所述控制盒內(nèi)的第一電動(dòng)推桿；兩組分禾器分別通過(guò)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述控制盒內(nèi)；所述第一電動(dòng)推桿的伸縮桿通過(guò)兩組拉桿分別與兩組分禾器連接；所述拉桿的一端安裝在所述第一電動(dòng)推桿的伸縮桿上，另一端則與所述分禾器連接。

7、優(yōu)選的，每組驅(qū)動(dòng)裝置包括安裝在所述驅(qū)動(dòng)筒內(nèi)的第二電動(dòng)推桿、所述第二電動(dòng)推桿的輸出端固定安裝有固定塊；所述固定塊的底端安裝有驅(qū)動(dòng)桿，所述驅(qū)動(dòng)桿的外側(cè)設(shè)置有外螺紋結(jié)構(gòu)，所述控制軸的上端設(shè)置有螺旋槽；所述螺旋槽內(nèi)設(shè)置有與所述驅(qū)動(dòng)桿的外螺紋結(jié)構(gòu)配合的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)；所述驅(qū)動(dòng)筒的底部設(shè)置有用于避讓所述控制軸的避讓槽；所述避讓槽內(nèi)設(shè)置有用于對(duì)所述控制軸的升降行程進(jìn)行限位的限位機(jī)構(gòu)，所述限位機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述限位槽內(nèi)的第三電動(dòng)推桿，所述第三電動(dòng)推桿的設(shè)置方向與所述第二電動(dòng)推桿的設(shè)置方向垂直；所述控制軸的外側(cè)面設(shè)置有環(huán)形限位槽，所述環(huán)形限位槽為多組，多組環(huán)形限位槽沿著所述控制軸的軸線方向等距排列；當(dāng)所述第三電動(dòng)推桿的輸出端進(jìn)入所述控制軸上的環(huán)形限位槽內(nèi)時(shí)，所述第二電動(dòng)推桿帶動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)桿進(jìn)入到所述控制軸的螺旋槽內(nèi)以驅(qū)動(dòng)所述控制軸轉(zhuǎn)動(dòng)；或者，當(dāng)所述第三電動(dòng)推桿的輸出端進(jìn)入所述控制軸上的環(huán)形限位槽內(nèi)時(shí)，所述第二電動(dòng)推桿帶動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)桿進(jìn)入到所述控制軸的螺旋槽內(nèi)，所述第三電動(dòng)推桿的輸出端退出所述控制軸上的環(huán)形限位槽，所述第二電動(dòng)推桿帶動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)以驅(qū)動(dòng)所述控制軸升降。

8、優(yōu)選的，所述平地割草機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述平地割草箱內(nèi)的驅(qū)動(dòng)軸、設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)軸上的弧形割草刀以及用于驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)，其中，所述伺服電機(jī)安裝在所述平地割草箱的左側(cè)壁上，該伺服電機(jī)的主軸與所述驅(qū)動(dòng)軸的其中一端連接；所述驅(qū)動(dòng)軸的另一端則轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述平地割草箱的右側(cè)壁上；所述弧形割草刀為多組，多組弧形割草刀沿著所述驅(qū)動(dòng)軸的軸線方向等距排列，且每組弧形割草刀均通過(guò)安裝座安裝在所述驅(qū)動(dòng)軸上。

9、優(yōu)選的，所述避障除草機(jī)構(gòu)包括割草片以及用于驅(qū)動(dòng)所述割草片轉(zhuǎn)動(dòng)的割草電機(jī)，其中，所述割草電機(jī)安裝在所述第二輪座上，該割草電機(jī)的主軸與所述割草片連接。

10、優(yōu)選的，所述第一輪座和所述第二輪座之間設(shè)置有緩沖機(jī)構(gòu)，所述緩沖機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述第一輪座和所述第二輪座之間的伸縮筒，其中，所述伸縮筒為多組，多組伸縮筒沿著所述第一輪座或所述第二輪座的圓周方向等距排列；所述第二輪座上在與所述伸縮筒對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置有安裝槽；所述伸縮筒包括能夠相對(duì)滑動(dòng)并限位的內(nèi)筒和外筒，其中，所述外筒通過(guò)卡塊安裝在所述安裝槽內(nèi)；所述內(nèi)筒則安裝在所述第一輪座上；所述伸縮筒內(nèi)設(shè)置有壓縮彈簧，所述壓縮彈簧的上端作用在所述第二輪座上，下端則作用在所述第一輪座上。

11、優(yōu)選的，所述側(cè)坡除草組件為三組，三組側(cè)坡除草組件呈圓周排列；對(duì)應(yīng)的，所述驅(qū)動(dòng)裝置也為三組，三組驅(qū)動(dòng)裝置集中安裝在所述驅(qū)動(dòng)筒內(nèi)。

12、優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)包括圖像采集系模塊、位姿檢測(cè)模塊、激光雷達(dá)模塊以及主控模塊，其中，所述圖像采集模塊用于對(duì)作業(yè)區(qū)域的深度信息和圖像信息進(jìn)行采集；所述位姿檢測(cè)模塊用于對(duì)側(cè)坡除草裝置的位姿進(jìn)行檢測(cè)；所述激光雷達(dá)模塊用于對(duì)作業(yè)區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)；所述主控模塊用于接收所述圖像采集模塊所采集到的度信息和圖像信息以及所述激光雷達(dá)模塊對(duì)作業(yè)區(qū)域的檢測(cè)信息，并對(duì)其進(jìn)行處理，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)側(cè)坡除草裝置、平地除草裝置、避障除草裝置進(jìn)行控制。

13、一種用于平地側(cè)坡仿形割草機(jī)的控制方法，包括以下步驟：

14、步驟s1：通過(guò)圖像采集裝置對(duì)作業(yè)區(qū)域的圖像信息和深度信息進(jìn)行采集，并將采集到圖像信息和深度信息傳輸給主控模塊；

15、步驟s2：主控模塊在接收到作業(yè)區(qū)域的圖像信息和深度信息后，對(duì)其進(jìn)行處理，得到作業(yè)區(qū)域的坡度信息，以此生成高度與角度調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，并傳輸給側(cè)坡除草裝置，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)側(cè)坡除草裝置的位姿進(jìn)行調(diào)節(jié)；

16、步驟s3：在實(shí)現(xiàn)對(duì)側(cè)坡除草裝置的位姿進(jìn)行調(diào)節(jié)后，所述主控模塊控制側(cè)坡除草裝置、平地除草裝置、避障除草裝置工作，進(jìn)行除草作業(yè)。

17、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

18、1、本發(fā)明的平地側(cè)坡仿形割草機(jī)能夠適應(yīng)山地、丘陵等復(fù)雜地形，根據(jù)山地的坡度和雜草的分布情況進(jìn)行仿形，以靈活應(yīng)對(duì)不同環(huán)境的變化，確保割草效果。

19、2、本發(fā)明的平地側(cè)坡仿形割草機(jī)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)周圍的作業(yè)環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)仿形割草作業(yè)，不僅減少了人工干預(yù)，提高了作業(yè)的自動(dòng)化程度，而且還為自動(dòng)割草機(jī)器人的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。

20、3、本發(fā)明的平地側(cè)坡仿形割草機(jī)具備良好的避障能力，能夠在復(fù)雜地形和障礙物較多的環(huán)境中高效工作，減少因障礙物造成的刀片損傷。