本發(fā)明涉及園林工程設(shè)備領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種智能割草機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們的環(huán)境意識(shí)日益加強(qiáng)，綠色草坪越來(lái)越多的出現(xiàn)在我們生活的城市中，近幾年的城市建設(shè)已經(jīng)不滿(mǎn)足于單一的綠色草坪，在草坪上修剪出形形色色的圖案成為新的時(shí)尚。

現(xiàn)有技術(shù)中大范圍的草坪圖案只能通過(guò)有經(jīng)驗(yàn)的園藝工作者按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的圖案在草坪上修剪所需的圖形，這樣整個(gè)修剪過(guò)程對(duì)園藝工作者的技能要求高，耗時(shí)長(zhǎng)，消耗人力物力較大，而且修剪出來(lái)的圖案并不能完全符合設(shè)計(jì)的圖案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種智能割草機(jī)，設(shè)置數(shù)控系統(tǒng)控制割草機(jī)的行進(jìn)系統(tǒng)、刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及刀盤(pán)升降系統(tǒng)自動(dòng)在草坪上按照設(shè)計(jì)好的圖案割草，從而自動(dòng)生成所需圖案。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種智能割草機(jī)包括底盤(pán)、行進(jìn)系統(tǒng)、刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、刀盤(pán)升降系統(tǒng)以及數(shù)控系統(tǒng)；所述行進(jìn)系統(tǒng)包括設(shè)置于底盤(pán)底部的一個(gè)萬(wàn)向后輪及兩個(gè)前輪，其中兩個(gè)前輪分別通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)及第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)；所述刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)、刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸以及內(nèi)燃機(jī)和刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸之間的傳動(dòng)單元，所述刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置并貫穿底盤(pán)，其上端與傳動(dòng)單元相連，下端水平設(shè)置有用于割草的刀盤(pán)；所述刀盤(pán)升降系統(tǒng)包括多根垂直固定于底盤(pán)上端的滑柱、設(shè)置于滑柱頂端的固定板以及套設(shè)在滑柱上的移動(dòng)滑臺(tái)，所述固定板上設(shè)置有升降電機(jī)，升降電機(jī)的輸出軸連接有滾珠絲桿，滾珠絲桿與設(shè)在移動(dòng)滑臺(tái)上的螺紋孔配合安裝，所述刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸的頂端通過(guò)推力軸承設(shè)置于移動(dòng)滑臺(tái)上，升降電機(jī)通過(guò)滾珠絲桿帶動(dòng)移動(dòng)滑臺(tái)升降最終實(shí)現(xiàn)對(duì)刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸的升降；所述數(shù)控系統(tǒng)包括分別設(shè)置于第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及升降電機(jī)上的電機(jī)控制器和與所述電機(jī)控制器相連的PLC。

優(yōu)選的，所述刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)單元包括與內(nèi)燃機(jī)的輸出軸相連接的第一傳動(dòng)軸、與第一傳動(dòng)軸垂直設(shè)置的第二傳動(dòng)軸、垂直于底盤(pán)設(shè)置的第三傳動(dòng)軸以及與第三傳動(dòng)軸平行設(shè)置的花鍵軸；所述第一傳動(dòng)軸與第二傳動(dòng)軸以及第二傳動(dòng)軸與第三傳動(dòng)軸之間均通過(guò)錐齒輪組進(jìn)行傳動(dòng)連接；第三傳動(dòng)軸與花鍵軸以及花鍵軸與刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸之間均通過(guò)柱形齒輪傳動(dòng)連接，所述花鍵軸上與刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸連接的柱形齒輪套設(shè)在花鍵軸的花鍵上，且該柱形齒輪的頂端通過(guò)推力軸承設(shè)置在移動(dòng)滑臺(tái)上，花鍵軸的上端穿過(guò)移動(dòng)滑臺(tái)并通過(guò)推力軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在固定板上。

優(yōu)選的，所述智能割草機(jī)還包括一個(gè)向行進(jìn)系統(tǒng)、刀盤(pán)升降系統(tǒng)及數(shù)控系統(tǒng)供電的供電系統(tǒng)，所述供電系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸與內(nèi)燃機(jī)的輸出軸相連接。

優(yōu)選的，所述滑柱數(shù)量為四根，在底盤(pán)上呈矩形分布設(shè)置。

優(yōu)選的，所述智能割草機(jī)包括一個(gè)用于支撐刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸的U型框，該U型框的頂部開(kāi)口處與移動(dòng)滑臺(tái)的底面固定，U型框底部開(kāi)設(shè)有通孔，所述刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸通過(guò)推力軸承固定在該通孔內(nèi)。

優(yōu)選的，所述移動(dòng)滑臺(tái)上的內(nèi)螺紋孔處固定有與該內(nèi)螺紋孔相通的內(nèi)螺紋筒套。

優(yōu)選的，所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)及第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)均為直流無(wú)刷電機(jī)。

優(yōu)選的，所述數(shù)控系統(tǒng)中的PLC通過(guò)無(wú)線路由與所述電機(jī)控制器相連。

有益效果

本發(fā)明的一種智能割草機(jī)利用數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的轉(zhuǎn)向、行進(jìn)位移、刀盤(pán)升降的精確控制，刀盤(pán)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(guò)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），實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化無(wú)人操作和精確控制；

本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、升降電機(jī)以及刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力均來(lái)自割草機(jī)自帶的內(nèi)燃機(jī)，動(dòng)力強(qiáng)勁且不需外接任何動(dòng)力源，集成程度高，適用于各類(lèi)作業(yè)環(huán)境。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種智能割草機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種智能割草機(jī)行進(jìn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的一種智能割草機(jī)刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、刀盤(pán)升降系統(tǒng)及供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的一種智能割草機(jī)刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸處的局部放大圖；

圖5為本發(fā)明的一種智能割草機(jī)數(shù)控系統(tǒng)工作原理圖；

圖中標(biāo)記：1、底盤(pán)，201、后輪，202、前輪，203、第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，204、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)，301、內(nèi)燃機(jī)，302、刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸，303、第一傳動(dòng)軸，304、第二傳動(dòng)軸，305、第三傳動(dòng)軸，306、花鍵軸，307、U型框，401、滑柱，402、固定板，403、移動(dòng)滑臺(tái)，404、升降電機(jī)，405、滾珠絲桿，406、套筒，601、發(fā)電機(jī)，7、刀盤(pán)。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖4，本發(fā)明的一種智能割草機(jī)包括底盤(pán)1、行進(jìn)系統(tǒng)、刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、刀盤(pán)升降系統(tǒng)以及數(shù)控系統(tǒng)；行進(jìn)系統(tǒng)包括設(shè)置于底盤(pán)1底部的一個(gè)萬(wàn)向后輪201及兩個(gè)前輪202，其中兩個(gè)前輪202分別通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)203及第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)204單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，數(shù)控系統(tǒng)控制兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出相同的轉(zhuǎn)速時(shí)，該智能割草機(jī)直線運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速不同時(shí)，實(shí)現(xiàn)該智能割草機(jī)轉(zhuǎn)彎，第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)203及第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)204均為直流無(wú)刷電機(jī)，其馬力大，精度高，便于控制，十分適合各種不同草坪環(huán)境。本發(fā)明不另設(shè)轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)，通過(guò)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的設(shè)置即可完成割草機(jī)的全部行進(jìn)模式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)301、刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸302以及內(nèi)燃機(jī)301的和刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸302之間的傳動(dòng)單元，底盤(pán)1上開(kāi)設(shè)有孔，刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸302豎直設(shè)置并貫穿底盤(pán)1上的孔，其位于底盤(pán)1以上的上端與傳動(dòng)單元相連，位于底盤(pán)1以下的下端水平設(shè)置有用于割草的刀盤(pán)7。本實(shí)施例中，上述傳動(dòng)單元包括與內(nèi)燃機(jī)的輸出軸相連接的第一傳動(dòng)軸303、與第一傳動(dòng)軸303垂直設(shè)置的第二傳動(dòng)軸304、垂直于底盤(pán)設(shè)置的第三傳動(dòng)軸305以及與第三傳動(dòng)軸305平行設(shè)置的花鍵軸306；所述第一傳動(dòng)軸303與第二傳動(dòng)軸304以及第二傳動(dòng)軸304與第三傳動(dòng)軸305之間均通過(guò)錐齒輪組進(jìn)行傳動(dòng)連接；第三傳動(dòng)軸305與花鍵軸306以及花鍵軸306與刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸302之間均通過(guò)柱形齒輪傳動(dòng)連接，所述花鍵軸306上與刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸302連接的柱形齒輪套設(shè)在花鍵軸306的花鍵上，且該柱形齒輪的頂端通過(guò)推力軸承設(shè)置在移動(dòng)滑臺(tái)403上，花鍵軸306的上端穿過(guò)移動(dòng)滑臺(tái)403并通過(guò)推力軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在固定板402上。本實(shí)施例中還包括一個(gè)用于支撐刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸302的U型框307，該U型框307的頂部開(kāi)口處與移動(dòng)滑臺(tái)403的底面固定，U型框307底部開(kāi)設(shè)有通孔，刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸302通過(guò)軸承固定在該通孔內(nèi)，使刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸302的頂端及下段都具有穩(wěn)定的支撐，割草過(guò)程中減小因阻力帶來(lái)的擺動(dòng)，從而提高割草精度，延長(zhǎng)了各齒輪組以及升降電機(jī)404的使用壽命。

刀盤(pán)升降系統(tǒng)包括四根呈矩形排列且垂直固定于底盤(pán)1的滑柱401、設(shè)置于四根滑柱401頂端的固定板402、套設(shè)在滑柱401上的移動(dòng)滑臺(tái)403以及滾珠絲桿405，固定板402上設(shè)置有升降電機(jī)404，移動(dòng)滑臺(tái)403開(kāi)設(shè)有內(nèi)螺紋通孔，且在內(nèi)螺紋通孔處加設(shè)有與該孔貫通的內(nèi)螺紋套筒406，滾珠絲桿405的一端穿過(guò)內(nèi)螺紋通孔及套筒406并與升降電機(jī)404的輸出軸相連，套筒406的設(shè)置，使得在有限的空間內(nèi)增加了內(nèi)螺紋的長(zhǎng)度，繼而使?jié)L珠絲桿405與移動(dòng)滑臺(tái)403的配合更加穩(wěn)定。所述刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸302的頂端通過(guò)推力軸承設(shè)置于移動(dòng)滑臺(tái)403上，數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)控制升降電機(jī)404的正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿405轉(zhuǎn)動(dòng)繼而帶動(dòng)移動(dòng)滑臺(tái)403及刀盤(pán)轉(zhuǎn)軸302同步升降，最終實(shí)現(xiàn)刀盤(pán)7的升降，在草坪上修剪出設(shè)計(jì)圖案。

數(shù)控系統(tǒng)包括分別設(shè)置于第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)203、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)204以及升降電機(jī)404上的電機(jī)控制器和與電機(jī)控制器相連的PLC，本實(shí)施例中的PLC通過(guò)無(wú)線路由與電機(jī)控制器相連，通過(guò)無(wú)線路由的遠(yuǎn)傳功能將PLC中的信號(hào)輸入指令發(fā)射至電機(jī)控制器上，將數(shù)控系統(tǒng)與本發(fā)明的割草機(jī)主體分離，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)遙控指揮室外惡劣環(huán)境下的割草工作。

本實(shí)施例中還包括一個(gè)供電系統(tǒng)，供電系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)601，發(fā)電機(jī)601的轉(zhuǎn)子軸與內(nèi)燃機(jī)301的輸出軸相連，滿(mǎn)足行進(jìn)系統(tǒng)、刀盤(pán)升降系統(tǒng)及數(shù)控系統(tǒng)的能源需要，不需要外接任務(wù)動(dòng)力源實(shí)現(xiàn)自給自足，更加適應(yīng)室外草坪的作業(yè)環(huán)境。本實(shí)施例中的發(fā)電機(jī)601的轉(zhuǎn)子軸直接與第一傳動(dòng)軸303固定連接，啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)301即開(kāi)始發(fā)電，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能源轉(zhuǎn)化率高。

本發(fā)明的數(shù)控系統(tǒng)的工作原理如圖5所示，將設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)經(jīng)PLC運(yùn)算得出電機(jī)啟停及轉(zhuǎn)速信號(hào)分別輸入相應(yīng)電機(jī)控制器中，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)203、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)204以及升降電機(jī)404工作，進(jìn)而帶動(dòng)割草機(jī)的前輪202及刀盤(pán)7在作業(yè)草坪上行進(jìn)，并按照設(shè)計(jì)圖紙精確修剪出所需要的圖案。