淺談有關(guān)智能割草機(jī)的主要技術(shù)

楊宏芳天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

淺談有關(guān)智能割草機(jī)的主要技術(shù)

楊宏芳天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能技術(shù)已經(jīng)滲入到人們生活的方方面面，像智能手機(jī)、智能開關(guān)、智能操作、智能支付、智能化割草機(jī)等等。其中，智能割草機(jī)作為智能化技術(shù)運(yùn)用的較好的例子，它在最大程度上為人們節(jié)省了許多的人力、物力和財力的同時，也提高了工作的效率和質(zhì)量，在很大程度上給人們的勞動工作提供了極大的便利，它也有力地推動了市政綠化的步伐，為加速城市的現(xiàn)代化進(jìn)程起到了不可估量的作用。

智能化；割草機(jī)；主要技術(shù)

引言

隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，讓割草機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化是目前割草機(jī)發(fā)展的一大趨勢，極大地方便了人們的實(shí)際操作。作為智能割草機(jī)，它區(qū)別于傳統(tǒng)割草機(jī)的一個最突出的優(yōu)勢就是采用了信息感知與信息融合、路徑規(guī)劃技術(shù)等先進(jìn)的高新技術(shù)。在此筆者將主要介紹智能割草機(jī)的目前概況，繼而剖析它的主要技術(shù)。

1.智能割草機(jī)的簡介

智能割草機(jī)研發(fā)的最初目的是協(xié)助割草工作人員實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量的割草工作，方便城市的綠化建設(shè)。它可以實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的自動行走，擁有工作過程中有效防止碰撞的能力，工作范圍之內(nèi)自動防止出線，工作結(jié)束后還能自動返回充電等功能，同時，在它的設(shè)計中也滲入了安全檢測和電池電量檢測等智能技術(shù)。此外，智能割草機(jī)還具有一定的爬坡能力[1]。多樣的功能使得智能割草機(jī)可以很好地完成家庭庭院、公共綠地等場地上草坪的修建和維護(hù)工作。再加上它在工作過程中無需進(jìn)行人工直接控制或操作，兼具功率小、噪音低，構(gòu)造小巧玲瓏等特點(diǎn)，在目前受到人們的廣泛青睞。

2.智能割草機(jī)的特點(diǎn)優(yōu)勢

與傳統(tǒng)割草機(jī)相比，智能割草機(jī)具有傳統(tǒng)割草機(jī)無法比擬的優(yōu)勢和特點(diǎn)。首先，智能割草機(jī)的操作使用簡單方便[2]。智能割草機(jī)將生態(tài)節(jié)能環(huán)保的蓄電池作為自己的動力來源，一定程度上降低了熱損耗，提高了能源的利用率。它能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的作業(yè)操作，還能實(shí)現(xiàn)自動鎖定作業(yè)進(jìn)行的邊界區(qū)域，再加上它小巧玲瓏的外形構(gòu)造，這都使得智能割草機(jī)操作起來方便簡單。其次，與傳統(tǒng)的割草機(jī)相比，它的工作效率極高，并且在工作過程中對環(huán)境造成的污染，對居民造成的噪音污染也很小。最后，智能割草機(jī)的安全性能極高，因其智能化的操作的實(shí)現(xiàn)，使得它在工作過程中對工作人員的危害也就相應(yīng)地降低了。

3.智能割草機(jī)的工作控制原理概述

筆者通過分析研究市場上現(xiàn)有的智能割草機(jī)，發(fā)現(xiàn)智能割草機(jī)是用4V的蓄電池為割草系統(tǒng)和行動系統(tǒng)提供電源，經(jīng)過變壓器降壓后提供電源給傳感器系統(tǒng)和控制系統(tǒng)[3]。用紅外傳感器實(shí)現(xiàn)智能割草機(jī)的障礙物規(guī)避，利用雨滴傳感器幫助割草機(jī)進(jìn)入無雨區(qū)避雨，利用角度傳感器有效地保證了工作人員的安全。此外，利用CPU這個控制中心的核心接受傳感器、割草、行走等系統(tǒng)的信號，實(shí)現(xiàn)對他們的智能控制。

4.智能割草機(jī)的主要技術(shù)

4.1 操作工作過程中的智能傳感技術(shù)

與傳統(tǒng)的割草機(jī)相比較，智能割草機(jī)充分利用了溫度傳感器、超聲波傳感器、距離傳感器等這些感應(yīng)器搜集信息的功能，它在工作過程中將收集的地面狀況、外界溫度、周遭障礙物的距離等信息輸送給割草機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的中央處理器，中央處理器進(jìn)行有效分析之后，最終將分析所得指令傳遞給各個控制系統(tǒng)，進(jìn)而使割草機(jī)的各個驅(qū)動完成相應(yīng)的指定任務(wù)。

4.2 智能路徑的識別規(guī)劃技術(shù)

作為伴隨現(xiàn)代科技出現(xiàn)的一種新型的實(shí)現(xiàn)區(qū)域覆蓋的路徑識別規(guī)劃技術(shù)，智能路徑在工作的過程中要盡量避免人為因素的干擾，從而讓割草機(jī)實(shí)現(xiàn)智能感知，自主識別。其工作過程中主要利用感應(yīng)器將信息傳遞給處理器，然后處理器分析整合后自動規(guī)劃出一條現(xiàn)實(shí)中合理的無障礙的路徑[4]。路徑識別規(guī)劃過程中的難點(diǎn)就是選擇障礙物的躲避角度。因?yàn)椋热艚嵌冗^大在處理中就會出現(xiàn)“死角”，角度太小就會遇到障礙物。因此，在進(jìn)行工作之前，智能割草機(jī)就要對需要作業(yè)的區(qū)域進(jìn)行整體的規(guī)劃，借助中央處理器將所得路徑記錄下來，通過系統(tǒng)規(guī)劃，再展開對工作環(huán)境的細(xì)致分析。

4.3 作業(yè)邊界的自我識別與界定技術(shù)

智能割草機(jī)進(jìn)行作業(yè)邊界的自我識別主要包括室內(nèi)的邊界識別和室外的邊界識別兩部分。相對而言，進(jìn)行室內(nèi)的邊界識別一般比較容易一點(diǎn)，其識別原理主要是利用墻體循跡技術(shù)劃分出工作所要進(jìn)行的區(qū)域，然而因?yàn)槭彝夤ぷ鲄^(qū)域的廣闊性，并且區(qū)域內(nèi)可能會包含各種各樣的障礙物，這一切都使得進(jìn)行室外區(qū)域界定難上加難。就目前的智能割草機(jī)而言，它進(jìn)行作業(yè)邊界的自我識別與界定過程中主要運(yùn)用GPS定位技術(shù)和特殊邊界物識別技術(shù)來進(jìn)行工作。

4.4 智能化的探測避障技術(shù)

智能化的探測避障技術(shù)是借助機(jī)器人割草機(jī)的超聲波感應(yīng)器對探測到的障礙物距離信息實(shí)時傳遞給中央處理器，再由中央處理器對所得信息進(jìn)行分析處理，規(guī)劃出最為恰當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)路徑。

5.結(jié)束語

作為將來機(jī)械化發(fā)展的一個重要方向，智能化的發(fā)展具有廣闊的前景。在此，筆者在進(jìn)行了智能割草機(jī)的簡介之后，明確指出了與傳統(tǒng)割草機(jī)相比，它所具有的方便易操作、結(jié)構(gòu)小巧玲瓏、對工作人員的危害小，以及產(chǎn)生的空氣污染、環(huán)境污染小等新的特點(diǎn)優(yōu)勢。接著，筆者還論述了智能割草機(jī)的工作原理，最后著重剖析了智能割草機(jī)包含技術(shù)中的智能傳感、智能路徑識別規(guī)劃、作業(yè)邊界的識別與界定以及智能化的探測避障等這四種技術(shù)，并指出了科技發(fā)展對割草機(jī)帶來的巨大變化和革新，以期為其他行業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化的操作提供一些借鑒意義。

[1]洪偉榮，楊遠(yuǎn)安，王建.淺析有關(guān)智能割草機(jī)的主要技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015(31)：41-41.

[2]陳萬金，趙春花.智能割草機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)探討[J].湖南農(nóng)機(jī)：學(xué)術(shù)版，2015(7)：156-157.

[3]顧正甲，胡英杰.軟件評估在智能割草機(jī)中的應(yīng)用[J].電動工具，2016(4)：11-13.

[4]宋敏.全自動智能割草機(jī)[J].電動工具，2015(2)：12.