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引言

机器人割草机能够依靠自动控制系统的设计完成割草工作，该机器在一定程度上也有效节省了人力。机器人割草机在工作期间，其工作路径的设计主要的就是为了能够躲避运行期间的障碍物，从而自动寻求一条最优路径。其应用在除草区域相比于人工传统割草机而言，有着高效率、低噪音等诸多优势，在机器人割草机的自动控制系统中，割草机自动控制系统主要采取与运动控制器的相关设计，该方面能够满足割草机在速度方面和可靠性方面的需求。除此之外，机器人割草机在工作过程中，还会在作业区自动规避障碍物，完成割草工作，从而为现如今的绿化提供更加优越的维护方案。

1 割草机器人的发展现状

伴随着科技和社会经济的高速健康发展，城市绿化的区域也有所提高，公园、运动场所等需要草坪等类似的场所也越来越多，因此对于草坪维护和修剪的效率也在逐年递增，其中以草坪为主的割草工作也是最为烦琐并且任务量较为艰巨的重点工作内容。通常来说，草坪割草这项工作不仅有着较大的工作量，同时也因为割草工作的枯燥无味并且重复性作业较强等特点，所以会导致该工作会浪费大量的人力物力。因此为了能够有效减少这种现象，机器人割草机应运而生，并且有着诸多的优势。首先和传统的人工作业相比，机器人割草在工作的期间不需要人工干预，同时结合自身的感应装置能够实现对周围环境的精准判断，从而实现工作路径的规划，完成作业。除此之外，因为在其自动控制系统中有着多种类型的传感器装置，通过对传感器采集到的信息以及其他模块的有效配合，机器人割草机能够根据作业现场实现更加高精准、低污染的环保作业[1]。

2 机器人割草机硬件设计分析

机器人割草机也被称作为智能割草机，其结构为小车形态并且也拥有四个轮子，导向装置也是采取了万向轮结构的前轮，后轮驱动则是使用了伺服电机。在割草机工作期间，后轮经过系统发出的指令从而做出相应的动作，而前轮则是为了更好的配合后轮的指令改变运动的轨迹，整个过程依靠自身的系统即可完成操作，无须人为干涉。

3 机器人割草机控制系统的设计分析

机器人割草机控制系统的相关设计主要所选取了模块化方式，因为该方式具有高效率的优点。控制系统每一个部分之间既能够做到独立存在，同时又能够在运行的期间互相关联，因为如果其中任何一个模块出现了故障，其余部位也会受到一定的影响。通常情况下，机器人割草及控制系统被分为执行模块、管理模块、控制模块、交互模块和反馈与检测五大模块[2]。

运动控制器和能够发挥操控指令的计算机以及伺服驱动器之间能够形成通讯功能。运动控制器最为明显的优势特征就是可以快速处理接收到的数据，因为其在数据反馈速度和准确度方面来说都比较可靠。运动控制器能够将接受检测装置中的信息进行同步反馈，然后再根据相关的程序传送至伺服驱动器，最后伺服电机根据指令完成割草工作。机器人割草机中的检测装置多数都是选用传感器装置，其中包含但不限于多种形式，例如超声波形式、红外接触形式、温度形式。其中超声波传感器主要应用于在机器人割草机除草期间与周围障碍物之间的距离检测，但是同时对于前方一定区域内的障碍物无法做到精准检测，所以该方面的反馈效果较差。为了提升该方面的设计，在其中添加红外传感器就能够有效的做到近距离检测障碍物的功能，以此来提升机器人割草机的整体性能。

其中伺服电机属于机器人割草机中的执行装置，脉冲信号发出指令传输到小车驱动后轮中，从而保障控制系统的精确度。伺服电机在控制模块中则是应用了位置自动控制形式，能够更加高效的提升路径规划的准确度。伺服驱动器在接收到自动控制器的指令之后将其转换为脉冲信号，从而传送至伺服电机中。伺服电机则是通过差速方式控制机器的两个后轮，由此令其产生不同的速度，从而有效的控制机器人割草机在工作期间的路径，实现全程无碰撞工作。

4 机器人割草机软件程序的设计分析

割草机在进行工作的期间主要的流程如下：首先将设备打开，并将其系统化，等待人工将调至其各项参数以及工作路径的选择。在设置完毕之后方可正常使用，但是如果割草机在工作的过程中遇到了任何障碍，系统就会自行做出是否终止工作的判断。若是特殊情况下导致机器中断，系统也会重启并再次初始化，继续工作。

在工作的期间，执行装置需要通过运动控制器反馈的信息进行控制，运动控制器的信息则是通过检测装置所获取的，主要的方式是通过自身输入、输出的接口而达到的。检测装置按照顺序，然后将运动控制器的输入接口连在一起，运动控制器的输出口而是与执行装置相连接，通过以上的流程实现运动控制器对机器人割草机的路径控制，从而完成自身的工作[3]。

机器人割草机软件程序的设计主要是为了能够更好地实现在工作期间的路径规划。使用的运动控制器也是自身程序。程序应用在机器人割草机的自动控制中，主要是为了能够实现工作的全程自动化，并且能够做到全面积覆盖，避免出现漏割等不良现象。

5 结束语

综上所述，机器人割草机在整个工作的期间不需要依靠人工的参与，实现了全自动化的高效率工作，在节省人力的同时也降低了成本上的投入。机器人割草机自动控制系统在每一个模块的有效工作下，从而实现全程自动化的割草工作，也进一步推动了科技的高速发展。