【精品毕设】智能割草机器人设计
基于智能控制的割草机设计与实现
基于智能控制的割草机设计与实现随着科技的不断发展，智能控制技术被应用于各个领域，包括家居、农业等。
在农业领域，智能割草机的设计与实现成为了一项重要的任务。
智能割草机的出现能够提高工作效率，减少劳动力的投入，提供便利和舒适的割草体验。
本文将针对基于智能控制的割草机，从设计、实现和功能等方面进行详细阐述。
一、智能割草机的设计1. 模块化设计：智能割草机可以采用模块化设计，将不同功能的模块分开设计，便于模块的维护和升级。
2. 传感器选择：智能割草机需要搭载多个传感器，如触碰传感器、超声波传感器等，以便能够实时感知环境、检测障碍物等。
3. 智能导航系统：智能割草机需要具备导航系统，能够通过定位和路径规划算法，实现自主避障和路径规划能力。
4. 动力系统：智能割草机可以采用电动驱动或者内燃机驱动，根据实际需求选择合适的动力系统。
二、智能割草机的实现1. 传感器数据处理：智能割草机需要对接收到的传感器数据进行处理，如超声波传感器检测到障碍物后，割草机需要及时作出应对反应。
2. 路径规划算法：智能割草机需要通过路径规划算法确定割草的路径，避免重复割草和遗漏区域。
3. 自主避障算法：智能割草机需要通过自主避障算法，实现对障碍物的识别和规避，确保割草机在工作时不会碰撞到障碍物。
4. 智能控制系统：智能割草机需要具备智能控制系统，通过集成的微处理器控制各个模块的工作，实现自主工作和人机交互。
三、智能割草机的功能1. 自主割草：智能割草机能够自主进行割草任务，不需要人为干预。
2. 精准割草：智能割草机能够根据预设的路径和割草算法，精确进行割草操作，确保草坪整齐。
3. 智能导航：智能割草机具备智能导航系统，能够规划最优路径，避免重复割草和遗漏区域。
4. 自主充电：智能割草机具备自主充电功能，当电量低下时，能够自动返回充电座充电，不需要人工干预。
5. 防盗功能：智能割草机可以配备防盗功能，如密码锁或指纹识别等，提高设备安全性。
一种智能割草机器人系统设计
一种智能割草机器人系统设计作者：管程赵志科李松营常浩刘森黄昆来源：《科技风》2024年第04期摘要：该系统以微控制器为核心，采用OpenMV与超声波传感器相结合的方式实现导航与避障功能，通过陀螺仪实时检测地况平整度来调整刀具倾角，通过搭载的UWB模块与LORA模块实现路径规划与远程监控，并设计了整体机械结构及伸缩式刀具结构，为智能割草机器人提供了完整设计方案。
关键词：割草机器人；路径规划；远程监控中图分类号：TP242草坪在城市和景区绿化方面发挥着重要作用，然而随着草坪面积的不断增大，草坪的日常修剪成为一项繁重的工作。
为了减轻草坪修剪维护的成本，割草机器人应运而生［12］。
现有的割草机器人主要有轮式驱动和履带驱动两种方式。
履带式割草机人具有爬坡能力强，适应不同地况的优点，但自身重量偏重，对动力电池的要求较高。
轮式割草机器人具有驱动结构简单的优点，在现有的割草机器人中应用最为广泛。
割草路径规划是割草机器人智能化的重要特征。
现有的割草机器人主要借助超声波传感器、激光雷达、机器视觉、北斗导航等信息获取方式，并通过Dijkstra算法、A*算法、D*算法、人工势场法等路径规划算法实现最佳路径选择［34］。
近年来，随着人工智能和图像处理硬件性能的大幅提升，使得实时图像处理与控制决策成为可能，也使得YOLO等目标检测算法越来越多地应用于割草机器人的路径规划之中。
但是，这些割草机器人普遍存在智能化程度低，且仅能胜任平整草坪的修建工作，无法适应全天候、多种地况作业的修剪任务［5］。
特别是因缺乏智能路径选择算法，容易出现重复作业和遗漏未修剪的情况出现。
因此，迫切需要设计一种适应多种地况的新型智能割草机器人。
1系统总体设计本设计的智能割草机器人系统方案，如图1所示。
本设计的微控制选择STM32F407作为整个控制系统的核心，用于处理各个传感器获得的数据信息，并做出控制决策。
陀螺仪选用MPU6050，用于实时获取行进中机器人的位置姿态，根据运行姿态来调整割草刀具的倾斜角度。
自动割草机器人的设计
１ 系 统 结 构
自 动 割 草 机 器 人 主 控 系 统 的 结 构 框 图 如 图 １所 示 。
动 割 草 机 器人 的行 动 电机 以及 割 草 电机 进 行 控 制 。传 感 器 系 统 由电 子篱 笆 传 感 器 、光 电 开关 传 感 器 、碰 撞 开 关 传 感
等 通 用 串行 接 口 ，高 达 ４ ０ ＭＨｚ的 主 频 完 全 可 以 胜 任 本 系统 的计算 和处理 速度 。 运 动 系 统 主 要 通 过 单 片 机 给 出 的多 路 Ｐ ＷＭ 信 号 对 自
护 、 型 草 地 的 修 剪 。 自动 割 草 机 器 人 的 平 台 融 合 了 运 大
Ｅｍ ｂ ｄ ｄ Ｔｅｃ ｎ ｏｇ ｅ ｄｅ ｈ ｏｌ ｙ
自动 割 草机 器 人 的设 计
黄 杰， 苏谢 祖 ， 钢 锋 颜 （ 江 大 学 电 气工 程 学 院 ， 江 杭 州 ３０２） 浙 浙 １ ０ ７
摘 要 ：介 绍 自动 割 草 机 器 人 的 设 计 和 实 现 。 其 硬 件 系 统 主 要 包 括 单 片 机 系统 、 电机 控 制 器 以 及
ｌ ｗｎ ｎｄ ｓｒ Ｅｖ ｒ ｙｅ ｒ ｉ ａ ｉ ｕ ｔｙ． ｅｙ ａ ，ｔ ｌ ｃ ｎｓ ｗｉｌ ｏ ｕｍｅ ｏｓ ｆ ｅ ｏ ｃ ｓ ｏ ｌｔ ｏ ｒ ｓ ｕｒ ｅ ｔ ｍａｉｔ ｉ ｔ ｓ ｐｕ ｌｃ ｒ ａ ａ ｓ． ｂｏ ｌ ｗｎ ｎ ａｎ ｈｏ ｅ ｂ ｉ ａ ｅ ｌｗｎ Ｒｏ ｔ ａ ｍｏ ｒ ａ ｒ ｄｕ ｅ ｈ ｓ ｗｅ ｃ ｎ ｅ ｃ ｔ ｏ ｅ
中 图 分 类 号 ：Ｔ ２ ２６ Ｐ ４ ． 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：０ ５ — ９ ８ ２ １ ） ８ ０ ３ — ４ ２ ８ ７ ９ （０ ０ ０ — ０ ３ ０
割草机器人毕业设计
割草机器人毕业设计【篇一：割草机器人自动避障系统设计】摘要自动避障系统是割草机器人关键模块之一，是割草机器人自主、安全行走前提。
本文首先对国内外市场上现存的智能割草机器人进行了介绍和比较，指出了现在智能割草机器人研制过程中需要注意的关键技术，并结合以往的成功经验和现在的实际需求，选择易于实验的小车结构。
stc89c52单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。
本课题以设计割草机器人自动避障为目的，采用stc89c52单片机作为控制核心，采用超声波传感器来检查路面上的障碍，来控制执行机构的自动避障，从而使执行机构完成左转、右转和后退的动作。
其中采用的技术主要有：（1）超声波传感器的有效应用，（2）显示器的使用，（3）通过编程来控制执行机构的运动。
关键词：stc89c52单片机，超声波传感器，执行机构，显示器abstractautomatic obstacle avoidance system is one of the key module robot mowers mowing robot, is independent, safe walking premise. this paper firstly introduced and compared to the domestic and foreign existing in the market of intelligent robot mowers, points out the key technologies in the development process of the intelligent robot mower now, combined with the successful experiences and actual demand now, select the vehicle structure is easy toexperiment.stc89c52scm is the macro crystal technology, the introduction of a new generation of high / low power / super anti-jamming mcu, the instruction code is fully compatible with traditional 8051 scm, 12 clock / machine cycle and 6 clock / machine cycle can be arbitrarily chosen. the design of automatic obstacle avoidance for robot mower, using stc89c52 micro-controller as control core, using ultrasonic sensors to check the road barriers, automatic obstacle avoidance control actuator, the actuator to complete the left, right and back action. the main technology:(1)the effective application ofultrasonic sensor.(2) the use of the monitor. (3)programmed to control the car.key words: stc89c52microcontroller, ultrasonic sensor, actuator , display目录中文摘要 ...................................................................................................... (i)abstract ............................................................................................ (ii)第一章绪论 ...................................................................................................... . (1)1.1选题背景及意义 (1)1.1.1自动割草机器人概述 (1)1.1.2自动割草机器人优点 (1)1.2割草机器人的发展简史及其研究现状 (2)1.2.1发展简史 ...................................................................................................... .. (2)1.2.2国外的研究现状 (2)1.2.3国内的研究现状 (3)1.3割草机器人自动避障系统 (3)第二章总体方案设计 (5)2.1主要研究内容 ...................................................................................................... .. (5)2.2具体方案介绍 ...................................................................................................... .. (5)第三章超声波测距 (7)3.1超声波测距设计思路 (7)3.1.1超声波测距原理 (7)3.1.2超声波测距方法 (7)3.1.3超声波模块的选择 (7)3.1.4显示器的选择 (8)第四章超声波模块的硬件结构设计 (9)4.1超声波模块电路设计 (9)4.1.1 超声波模块的特点 (9)4.1.2 超声波模块的工作原理 (9)4.1.3模块参数 ...................................................................................................... (10)4.1.4超声波时序图 (10)4.1.5超声波发送与接收 (11)4.2 stc89c52单片机功能及特点 (12)4.2.1 stc89c52单片机参数 (12)4.2.2 stc89c52单片机特性 (13)4.3.1 1602液晶屏的优点 (15)4.3.2 1602管脚定义 (15)4.3.3 1602操作时序 (16)第五章超声波测距模块软件设计 (18)5.1超声波测距算法设计 (18)5.2主程序流程 ...................................................................................................... . (18)5.2.1系统初始化程序 (18)5.2.2超声波启动程序 (19)5.2.3超声波计时程序 (19)5.2.4测距程序 ...................................................................................................... (20)5.3实验结果 ...................................................................................................... (20)第六章实验用执行机构硬件设计 (22)6.1执行机构底盘 ...................................................................................................... (22)6.2执行机构驱动模块 (22)6.2.1 l298n驱动模块说明 (22)6.2.2 l298n参数 (23)6.3 sg90舵机 ...................................................................................................... (24)6.3.1什么是舵机 (24)6.3.2舵机工作原理 (24)6.3.3利用单片机实现舵机转角控制 (25)第七章执行机构软件设计 (26)7.1执行机构行走程序 (26)7.2舵机转动控制执行机构行走程序 ...................................................................... 27 结论 ...................................................................................................... ................... 30 致谢 ...................................................................................................... ................... 31 参考文献 ...................................................................................................... ......... 32 附录1超声波避障舵机转动编程 ................................................................. 33 附录2 电路原理图 (40)【篇二：机器人毕业设计】课程设计任务书（级）厦门工程技术学院（学校）应用电子技术专业设计题目跳舞机器人学生姓名连胜伟学号 1299151024指导教师李天恩教研室主任谢玉妹系主任谢玉妹起迄日期 2014年9月3号到20115年1月13号目录摘要------------------------------------------------------4引言------------------------------------------------------5任务书-----------------------------------------------------6第一章我国机器人技术的发展概况------------------------------------7第二章机器人的总体设计解剖1.1资料的收集与阐述-----------------------------------------71.2机器人工作原理简介1.总体设计剖------------------------------------------------82.伺服电机的剖析--------------------------------------------9第三章机器人总体设计综述 ---------------------------------121、1设计课题的阐述-----------------------------------------121、2单片机的选择-------------------------------------------121、3主控板部分简介-----------------------------------------12第四章机器人的总体设计方案与部分简介1、1设计方案-----------------------------------------------131、2各部分功能及原理简介-----------------------------------13第五章机器人的原理图设计、仿真及电路板制作1、1机器人的原理图设计-------------------------------------151、2电源部分-----------------------------------------------161、3稳压电源部分-------------------------------------------161、5接口电路部分-------------------------------------------171、6单片机最小系统和isp在线编程---------------------------181、9电路板制作---------------------------------------------18第六章机器人电路板的调试与结论1、1数据的采集电路和处理方法-------------------------------211、2机器人测脉宽程序---------------------------------------231.2送数据程序----------------------------------------------271、3调试结论-----------------------------------------------31第七章心得体会--------------------------------------------31附录：1元器件清单------------------------------------------------322 参考文献--------------------------------------------------32[摘要]设计题目跳舞机器人关键词：stc15w4k60s4；伺服电机，单片机；机器人。
基于5G网络下的全智能草坪修剪机器人设计
基于5G网络下的全智能草坪修剪机器人设计设计一款基于5G网络下的全智能草坪修剪机器人，既要考虑其机械性能，也要考虑其智能性能。
机械性能包括草坪修剪机器人的机械结构、电机驱动控制系统、运动轨迹规划等方面。
智能性能则包括对运动目标的感知、自主导航、人机交互等方面。
机械结构：草坪修剪机器人的机械结构主要由底盘、车轮、剪刀、电机等组成。
底盘具有良好的稳定性和承重能力，能够在不平整的地面上稳定行驶。
车轮可以通过电机控制前进、后退和转弯等运动。
剪刀通过电机械轮轮转实现草坪的修剪。
电机作为机器人的动力源，需要具有高效、稳定的输出功率。
电机驱动控制系统：草坪修剪机器人需要采用高效的电机驱动控制系统，以保证机器人的稳定性和精度。
行进电机采用双轮独立驱动，可以实现机器人的精准定位和运动控制。
同时，草坪修剪机器人还需要安装防撞保护系统，以避免机器人在行进过程中与障碍物相撞。
运动轨迹规划：草坪修剪机器人需要具备良好的运动轨迹规划能力，以避免机器人在行进过程中发生困顿或卡顿。
针对不同的场景，需要制定不同的运动计划，以保证机器人的运动轨迹顺畅而不紊。
感知系统：草坪修剪机器人需要配备强大的感知系统，以感知周围环境的变化。
采用激光雷达、摄像头等传感器，可以获得现场的实时信息，从而对机器人的运动方向和速度进行调整。
自主导航：草坪修剪机器人需要具有自主导航的能力。
基于5G网络的宽带通信技术，可以实现草坪修剪机器人具有更快的响应速度和更高的精度。
采用SLAM技术，可以实现草坪修剪机器人在复杂的环境下快速定位和导航。
人机交互：草坪修剪机器人需要通过人机交互实现和人们的交流和互动。
设计有良好的语音交互系统和人机界面，可以方便用户进行操作和设置。
综上所述，基于5G网络下的全智能草坪修剪机器人是一款功能强大的智能化产品。
通过机械结构、电机驱动控制系统、运动轨迹规划、感知系统、自主导航和人机交互等方面的优化设计，可以实现机器人的高速、高精度、高智能化草坪修剪。
智能割草机器人设计
第二章为智能割草机器人系统的总体方案设计。首先对国内外割草机器人的研究情况进行调研，收集相关资料，然后结合智能化割草作业的特点提出智能割草机器人的总体设计，其中包括机械本体驱动方案的选择、传感器件的选择、控制系统方案设计和技术指标等方面。
第三章是智能割草机器人机械本体设计。对多种本体方案进行了讨论和比较，选择三轮结构作为自动割草机器入的驱动方式，设计了机器人的本体。智能割草机器人的机械本体包括减速机构、车体和割草机构等主要部件。
图1.1智能割草机器人系统构成框图
智能割草机器人属于民用户外移动机器人领域，从系统科学的角度来讲，它是集环境感知、路径动态规划与决策、行为控制与执行等多种功能于一体的综合机器人系统。图1.1为智能割草机器人系统构成框图，该图概述了一个标准的全智能割草机器人系统，它通常由感知系统、控制系统、移动机构和割草机构等四个部分组成。感知系统实时监测外界环境变量、移动机构及割草机构运行参数，并将结果输送到控制系统；控制系统将获得的数据与自身的数据库做比较，并参照路径规划对移动机构和割草机构发出修正指令，以获得稳定的运行情况。与传统的草坪修剪机械相比，智能割草机器人具有环保、人力消耗低和高安全性等特点。
随着经济的发展，草坪业已经成为了我国一种新兴的产业。草坪基本上已经在全国城市园林绿化、运动场建设中普及应用。草坪业开始了一个缓慢、平稳也是积蓄力量的发展时期。这促使草坪业开始经历一个由劳动密集型到知识密集型的转变过程，特别是草坪修剪维护工作，迫切需求一种效率更高，而人员消耗和能源消耗更低的草坪机械设备，但国外自动割草机器设备昂贵的价格和垄断的技术制约了我国在自动化和智能化草坪机械方面的推广进度，因此必须依靠自己的力量研究具有自主知识产权的智能割草机器人。在科技迅猛发展的今天，人们生活水平逐渐提高，一些应用于工业的科技正逐渐走出工厂，对智能割草机器人进行研究为服务机器人的发展提供了新的课题方向，也是服务机器人走向实际应用的一种尝试和探索，更重要的是，智能割草机器人的研制能为服务型机器人产业化的进程提供有利的参考。此外，对智能割草机器人进行研究还有一定的学术价值，智能割草机器人属于户外移动型机器人，在割草时它将工作在开放的非结构化空间内，而如何实现机器人在非结构化空间的移动正是现今机器人研究的重要课题。基于割草工作的特点，还需要智能割草机器人能以一种比较理想的方法完全覆盖整个工作区间，所反映的区域充满路径规划问题也是路径规划的研究热点。
《基于UWB定位的智能割草机器人设计》
《基于UWB定位的智能割草机器人设计》一、引言随着科技的不断进步，智能割草机器人逐渐成为现代家庭和园林维护的重要工具。
本文将探讨一种基于超宽带（UWB）定位技术的智能割草机器人设计，以提高其工作效率、精确度和安全性。
本文将首先介绍UWB定位技术及其在智能割草机器人中的应用，然后详细描述该机器人的系统设计、关键技术和优化措施。
二、UWB定位技术在智能割草机器人中的应用UWB（Ultra-Wideband）技术是一种无线定位技术，具有高精度、抗干扰能力强、功耗低等优点。
在智能割草机器人中，UWB定位技术主要用于实现机器人的精确导航和自主避障。
通过UWB定位系统，割草机器人能够实时获取自身位置信息，从而规划最优割草路径，并避免与障碍物发生碰撞。
三、系统设计1. 硬件设计智能割草机器人硬件设计主要包括机器人主体、UWB定位模块、电池及充电系统等部分。
机器人主体负责执行割草任务，UWB定位模块用于实现精确导航和避障，电池及充电系统则为机器人提供持续的能源供应。
2. 软件设计软件设计是智能割草机器人的核心部分，主要包括控制系统、路径规划算法、避障算法等。
控制系统负责协调机器人的各项功能，路径规划算法根据UWB定位信息规划最优割草路径，避障算法则使机器人在遇到障碍物时能够自主避障。
四、关键技术1. 精确导航UWB定位技术为智能割草机器人提供了高精度的位置信息，使机器人能够实时获取自身位置，并规划最优割草路径。
通过与地图数据相结合，机器人还能实现室内外环境的无缝切换。
2. 自主避障避障算法是智能割草机器人的重要技术之一。
通过UWB定位信息和环境感知传感器，机器人能够在遇到障碍物时自主避障，避免与障碍物发生碰撞。
此外，机器人还具有自动返回充电站的功能，以确保持续工作。
3. 智能控制智能控制技术使智能割草机器人具备高度自主性。
通过控制系统和路径规划算法的协同作用，机器人能够根据实际情况自动调整割草策略，提高工作效率。
智能割草机器人设计
智能割草机器人设计
摘要：本文介绍了一种智能割草机器人的设计。
该设计包括机器人结构、电源驱动系统、通信系统、导航系统和控制系统。
详细讨论了设计要求、机械结构、电力驱动系统、通信系统、导航系统和控制系统。
最后完成了机器人的基本设计，可为相关研究提供参考。
1 Introduction
1引言
近年来，随着智能技术的不断发展，智能机器人也被广泛应用于人们的日常生活中，比如智能吸尘器和机器人割草机。
智能割草机器人是最新型的机器人，可以自动割草园林，不仅节省了人们繁琐的割草工作，而且能够保证草坪割草的均匀性，使草坪看起来更加美观整洁。
为了满足人们的实际需求，机器人设计需要满足低成本、低能耗、结构组件少、易于控制和高可靠性的要求。
2 Design requirements
2.1 Mechanical structure
2设计要求
2.1机械结构。
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摘要
本文首先对国内外市场上现存的智能割草机器人进行了介绍和比较，指出了现在智能割草机器人研制过程中需要注意的关键技术，并结合以往的成功经验和现在的实际需求，选择了结构易于实现的三轮车体结构。
根据智能割草机器人控制系统要求，确定了以AT89C51单片机为核心的智能割草机器人控制方案，将智能割草机器人的控制系统划分成了电机驱动单元、电机控制单元和传感单元等几个部分，最终确定了智能割草机器人的技术指标。
针对上述要求，进行了智能割草机器人机械本体的设计。
首先，根据相关的计算确定了所需驱动电机的参数，并以此为基础进行了电机选型。
然后根据选择的电机情况为智能割草机器人设计了驱动系统的减速机构。
最后，结合智能割草机器人的任务特点，为其设计了特制的割草机构。
控制系统是实现自动割草机器入自主执行割草任务的关键部分，根据具体的任务要求结合低成本的思想，确定了为电机控制和传感系统分别设置独立处理芯片的策略，控制系统首先对各个传感器件发送的环境信号进行预处理，再为智能割草机器人的运动控制反馈合适的环境信息。
然后电机控制单元结合发送的信号对智能割草机器人进行相应的运动调节。
关键词:智能割草机器人；移动机器人机械本体设计；电机控制；传感系统；割草机构。