[发明专利]一种割草机器人智能控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人智能控制系统，尤其是一种适用于在家庭、公共绿地等场所进行草坪护理修剪服务的割草机器人智能控制系统。

背景技术

目前，用于家庭、公共绿地等场所进行草坪护理修剪服务的割草机器，一般采用汽油发动机或民用电作为动力，在人工的参与下完成草地的护理修剪等工作。但是汽油发动机燃烧产生的废气对空气有污染，且劳动强度大、功耗高，发出的噪音又对操作者和环境造成污染。同时以民用电作为动力的割草机为连线工作，电机功率大，操作时受电线长度影响，较为不便，噪音也在80分贝以上，且人工的劳动强度大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用单片机和电磁场技术实现自动导航、避障、检测和操作的割草机器人智能控制系统，其劳动强度小、功耗低、污染少。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该系统包括主板电路处理器单元、电源和充电管理电路、行走驱动电路、割草驱动电路、遥控接收电路、红外检测电路、虚拟线检测电路、滤波电路、碰撞处理电路、遥控器电路，其中主板电路处理器单元包括带有A/D转换端脚的微处理器A，微处理器A通过各功能端脚与其他电路互连；行走驱动电路由驱动芯片U2和U9来驱动，微处理器A的脚13、脚14、脚19、脚30分别接两驱动芯片的脚5、脚7、脚10、脚12，由微处理器A控制驱动输出信号，用于控制割草电机的方向和转速；割草驱动电路接微处理器A的脚18，由微处理器A控制，用于实现割草电机的开关；遥控接收电路包括无线接收模块和微处理器B，无线接收模块将编码后的遥控信号送到微处理器B的脚6，由微处理器B进行解码后通过脚11送到微处理器A的脚11；红外检测电路由红外发射管和红外接收管采集信号，其输出信号放大后接入微处理器A的脚31，供微处理器A判断碰撞情况；虚拟线检测电路由电感采集信号，将虚拟线产生的电磁场信号转换为电信号，再将电信号隔直放大；滤波电路对经过隔直放大的虚拟线信号进行滤波，再经过分压后接入微处理器A的脚28；碰撞处理电路接微处理器A的脚9，将微动开关信号经调理后送入微处理器A；遥控器电路将接收到的遥控信号调制后通过天线发送出去，供无线接收模块解码。

本发明所述的主板电路处理器单元中，微处理器A的脚7、脚8接有由晶振Y1、电容C16、电容C70组成的晶振时钟电路；微处理器A的脚3接有由电容C9和电阻R16组成的复位电路；微处理器A的脚2接有由蜂鸣器E1、三极管Q6和电阻R13组成的报警指示电路。

本发明所述行走驱动电路中，驱动芯片U2、U9的脚6、脚11是使能控制端；驱动芯片U2、U9的脚1、脚15通过采样电阻接微处理器A的脚25、脚27，供微处理器A采集驱动芯片U2、U9的驱动电流。

本发明所述割草驱动电路中，微处理器A通过控制三极管Q5通断以间接控制MOS管Q4，从而实现割草电机的开关。

本发明所述的滤波电路中，包括由肖特基二极管D19、电阻R50、电阻R49、电容C31组成的整流分压电路，并由该整流分压电路对滤波后的虚拟线信号进行分压。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：通过单片机控制和电磁场收发技术，采用直接自适应器对机器人进行轨迹控制，进行脉宽调制(PWM)分段。单片机控制和电磁场收发技术是通过安装在线路板侧前方的一对霍尔传感器和一个外围设备——机器人电子篱笆来实现的，当割草人机器行走至预先设置好的机器人电子篱笆边上时，割草机器人上的霍尔传感器就会接收到电磁信号，电磁信号处理后传送到微处理器，微处理器就会控制割草机器人转弯躲避机器人电子篱笆；进行轨迹控制时，在割草机器人启动后先运行渐开线模式割草，当感应到机器人电子篱笆发射的磁场时，割草机器人就会行走到线上，沿着机器人电子篱笆的导线割草，当割草机器人上的红外线传感器感应到前方有障碍物或触点开关受到碰撞动作，割草机器人就会躲开障碍物，沿直线行走结束沿线割草，当行进至草密度高的地方，割草电机电流升高，就会开始渐开线模式割草，当有障碍物时，割草机器人会躲开继续渐开线模式割草，当行进到机器人电子篱笆附近时，就会后退转弯再直线行走，当草密度高时，再开始渐开线模式割草；脉宽调制(PWM)分段可分别控制行走电机和割草电机，通过脉宽调制控制电机的转速，以达到行走的速度和割草电机旋转的速度，实现服务型机器人的自动导航、避障、检测和操作，无须人为操作，整体结构设计简单、成本低、可靠性好、抗干扰能力强。

附图说明

图1是本发明的系统结构图。

图2是本发明的原理总图。