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随着经济的发展,城市绿化面积和家庭小庭院草地大幅度增加。传统割草机费时、费力,还会产生噪声污染,已不能满足当代社会发展的要求。因此,有必要研制一种自动割草机器人,它能自主进行割草作业,替代人工劳动。 本文首先根据用户对自动割草机器人的实际需求,制定了整体设计方案。关键技术主要包含驱动方式、导航与自主定位、传感器融合、界面设计及安全性设计。最终,本文给出了工程样机的主要技术指标。研究工作主要包含如下几个方面: 本文设计了基于C8051F020的自动割草机器人硬件控制系统。主要包括电源模块、电机控制模块、多传感器控制、接口设计及辅助功能设计五个部分。 在边界识别和自主充电功能的实现方案上,本文采用了基于电磁波理论的识别、判定方法。采用在边界电缆上加载脉冲电压的方法,在电缆周边环境产生交变磁场,利用电感线圈在电缆两侧感应电动势反向的基本原则实现边界识别。类似的,当两个充电站线圈成特殊位置布置时,根据磁场叠加原理,可产生一条磁场强度最弱的虚拟导航线路,自动割草机器人依此线路行进便可顺利找到充电站,实现自主充电。 本文所设计的自动割草机器人采用LCD液晶屏和薄膜按钮作为系统的人机交互界面,可有效的对系统各项参数进行设置。 最后,本文提出了基于状态机的编程方法,实现自动割草机器人控制系统的软件编程。