淺談有關智能割草機的主要技術

楊宏芳天津職業技術師范大學機械工程學院

淺談有關智能割草機的主要技術

楊宏芳天津職業技術師范大學機械工程學院

隨著科學技術的不斷發展，智能技術已經滲入到人們生活的方方面面，像智能手機、智能開關、智能操作、智能支付、智能化割草機等等。其中，智能割草機作為智能化技術運用的較好的例子，它在最大程度上為人們節省了許多的人力、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，為加速城市的現代化進程起到了不可估量的作用。

智能化；割草機；主要技術

引言

隨著高新技術的不斷發展和普及，讓割草機實現智能化是目前割草機發展的一大趨勢，極大地方便了人們的實際操作。作為智能割草機，它區別于傳統割草機的一個最突出的優勢就是采用了信息感知與信息融合、路徑規劃技術等先進的高新技術。在此筆者將主要介紹智能割草機的目前概況，繼而剖析它的主要技術。

1.智能割草機的簡介

智能割草機研發的最初目的是協助割草工作人員實現高效率、高質量的割草工作，方便城市的綠化建設。它可以實現一定范圍內的自動行走，擁有工作過程中有效防止碰撞的能力，工作范圍之內自動防止出線，工作結束后還能自動返回充電等功能，同時，在它的設計中也滲入了安全檢測和電池電量檢測等智能技術。此外，智能割草機還具有一定的爬坡能力[1]。多樣的功能使得智能割草機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工作。再加上它在工作過程中無需進行人工直接控制或操作，兼具功率小、噪音低，構造小巧玲瓏等特點，在目前受到人們的廣泛青睞。

2.智能割草機的特點優勢

與傳統割草機相比，智能割草機具有傳統割草機無法比擬的優勢和特點。首先，智能割草機的操作使用簡單方便[2]。智能割草機將生態節能環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。它能夠實現自動化的作業操作，還能實現自動鎖定作業進行的邊界區域，再加上它小巧玲瓏的外形構造，這都使得智能割草機操作起來方便簡單。其次，與傳統的割草機相比，它的工作效率極高，并且在工作過程中對環境造成的污染，對居民造成的噪音污染也很小。最后，智能割草機的安全性能極高，因其智能化的操作的實現，使得它在工作過程中對工作人員的危害也就相應地降低了。

3.智能割草機的工作控制原理概述

筆者通過分析研究市場上現有的智能割草機，發現智能割草機是用4V的蓄電池為割草系統和行動系統提供電源，經過變壓器降壓后提供電源給傳感器系統和控制系統[3]。用紅外傳感器實現智能割草機的障礙物規避，利用雨滴傳感器幫助割草機進入無雨區避雨，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、行走等系統的信號，實現對他們的智能控制。

4.智能割草機的主要技術

4.1 操作工作過程中的智能傳感技術

與傳統的割草機相比較，智能割草機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系統內的中央處理器，中央處理器進行有效分析之后，最終將分析所得指令傳遞給各個控制系統，進而使割草機的各個驅動完成相應的指定任務。

4.2 智能路徑的識別規劃技術

作為伴隨現代科技出現的一種新型的實現區域覆蓋的路徑識別規劃技術，智能路徑在工作的過程中要盡量避免人為因素的干擾，從而讓割草機實現智能感知，自主識別。其工作過程中主要利用感應器將信息傳遞給處理器，然后處理器分析整合后自動規劃出一條現實中合理的無障礙的路徑[4]。路徑識別規劃過程中的難點就是選擇障礙物的躲避角度。因為，倘若角度過大在處理中就會出現“死角”，角度太小就會遇到障礙物。因此，在進行工作之前，智能割草機就要對需要作業的區域進行整體的規劃，借助中央處理器將所得路徑記錄下來，通過系統規劃，再展開對工作環境的細致分析。

4.3 作業邊界的自我識別與界定技術

智能割草機進行作業邊界的自我識別主要包括室內的邊界識別和室外的邊界識別兩部分。相對而言，進行室內的邊界識別一般比較容易一點，其識別原理主要是利用墻體循跡技術劃分出工作所要進行的區域，然而因為室外工作區域的廣闊性，并且區域內可能會包含各種各樣的障礙物，這一切都使得進行室外區域界定難上加難。就目前的智能割草機而言，它進行作業邊界的自我識別與界定過程中主要運用GPS定位技術和特殊邊界物識別技術來進行工作。

4.4 智能化的探測避障技術

智能化的探測避障技術是借助機器人割草機的超聲波感應器對探測到的障礙物距離信息實時傳遞給中央處理器，再由中央處理器對所得信息進行分析處理，規劃出最為恰當的作業路徑。

5.結束語

作為將來機械化發展的一個重要方向，智能化的發展具有廣闊的前景。在此，筆者在進行了智能割草機的簡介之后，明確指出了與傳統割草機相比，它所具有的方便易操作、結構小巧玲瓏、對工作人員的危害小，以及產生的空氣污染、環境污染小等新的特點優勢。接著，筆者還論述了智能割草機的工作原理，最后著重剖析了智能割草機包含技術中的智能傳感、智能路徑識別規劃、作業邊界的識別與界定以及智能化的探測避障等這四種技術，并指出了科技發展對割草機帶來的巨大變化和革新，以期為其他行業實現智能化的操作提供一些借鑒意義。

[1]洪偉榮，楊遠安，王建.淺析有關智能割草機的主要技術[J].科技創新與應用，2015(31)：41-41.

[2]陳萬金，趙春花.智能割草機的關鍵技術探討[J].湖南農機：學術版，2015(7)：156-157.

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

[4]宋敏.全自動智能割草機[J].電動工具，2015(2)：12.