目录

第一章 概述.......................................... 3

1.1 主要功能......................................... 3

1.2 主要技术参数..................................... 3

1.3 工作原理......................................... 3

第二章 机械设计...................................... 3

2.1修剪装置......................................... 4

2.1.1 修剪装置的设计及作业环境分析.................... 4

2.1.2修剪装置的工作原理及组成功能.................... 5

2.1.3修剪装置的刀具的方案选型........................ 6

2.2 驱动装置......................................... 7

2.2.1驱动装置的总体设计.............................. 7

2.2.2驱动装置的电机选型.............................. 8

2.3 无线遥控装置..................................... 7

2.3.1无限遥控系统的方案选择.......................... 9

2.3.2无限遥控系统的元器件选型....................... 11

第三章 电路设计..................................... 13

3.1最小系统的设计................................... 13

3.1.1 最小系统的元器件选型.......................... 13

3.1.2 最小系统的电路设计............................ 13

3.2 驱动系统的电路设计.............................. 17

3.3 无线遥控系统的电路设计.......................... 19

第四章 软件设计..................................... 21

4.1 软件程序编写.................................... 22

4.1.1驱动装置程序................................... 23

4.1.2无线遥控部分程序............................... 23

4.2 绿篱机各部分运行流程............................ 24

第五章 调试......................................... 26

5.1 硬件部分的调试.................................. 26

5.1.1 轮式底盘的组装与检查.......................... 26

5.1.2 升降平台的组装与检查.......................... 26

5.1.3 修剪装置的组装与检查.......................... 27

5.2 软件部分的调试.................................. 28

5.3 整体系统的调试.................................. 30

第六章 总结......................................... 33

6.1 不足以及改进.................................... 33

6.2 参赛心得........................................ 33

第一章 绪论

1.1 主要功能

无线遥控电动绿篱机采用电能源驱动，工作时向绿篱机各部位分别进行供电，通过远程控制终端向无线遥控模块发送控制指令，控制器控制各个装置进行作业高度的调整以及行驶速度的调整，同时控制绿篱机完成行走、爬坡、转弯、转场等作业。

1.2 主要技术参数

无线遥控电动绿篱机控制系统使用了：

（1）STM32F102C8T6TR控制芯片作为整车控制装置的控制芯片，设计整车操作功能，实现绿篱机行驶、作业；

（2）电动推杆：12v平底电动推杆电机，不支持PWM调速

（3）Wi-Fi模块：安信可科技公司ESP-12F的Wi-Fi模块

（4）驱动模块：驱动系统采用AT8870芯片，驱动器由四个NMOS组成，能够以高达3.6A的峰值电流双向控制电机，支持PWM调速

1.3 工作原理

本设计名为无线遥控电动绿篱机，因此其控制方式为无线遥控。当控制终端发出指令，绿篱机控制装置接受到指令，控制包括修剪装置在内的各个组成部分别行动。当通过无线遥控将绿篱机移动到绿篱带旁边后，先控制升降平台将刀具升降到适当的位置，然后启动往复伸缩电机，使其带动错齿状往复式修剪锯条做往复切割的动作，进行对绿篱带的修剪。之后经过微调，确定刀具的最终高度，启动绿篱机的驱动装置，绿篱机向前行进，依次修剪整排的绿篱带，直到全部修剪结束后，停止前进，关闭往复伸缩电机，升降平台回落到初始位置。

第二章 机械设计

整个设计以无线遥控电动绿篱机控制系统的工作性能为出发点，针对无线遥控电动绿篱机控制系统的修剪装置，驱动装置，无线遥控装置等关键部件，对其进行了分析，确保其正常工作。

本设计制作过程有：

使用solidworks软件画出采绿篱机构外形以及各个零件的三维图；

STM32F102C8T6TR控制芯片作为整车控制装置的控制芯片，设计整车操作功能，实现绿篱机行驶、作业；

利用升降系统达到修剪的高度；

利用修剪装置来实现对绿篱的修剪；

在各电路模块设计的基础上完成智能绿篱机整个系统的设计对其整个体系中的重要环节进行实际调试；

选用通用原件降低智能绿篱机成本，要顺利完成对绿篱的修剪，主要考虑三个方面：首先绿篱机必须自由行驶；其次升降装置必须将采摘装置调至需修剪位置；

2.1 修剪装置

2.1.1 修剪装置的设计要求及作业环境分析

本设计的工作环境为城市，特别指定为道路两旁的绿篱带。经过调查研究分析，我们得出一个结论，不同城市的绿篱带的种植、修剪的高度并不相同，即便是同一城市的不同地区，绿篱带的高度也有着细微的差别。因此，在设计修剪装置时，就要考虑设计一种可以升降的装置，使刀具可以在不同的高度随意切换，以适应不同作业环境的需要。同时，修剪装置的安装位置也要考虑，尽量安装在一个可以修剪更多的绿篱的位置，同时还要注意与其他装置的配装配合。

根据作业环境的要求，本设计共设计有两组修剪装置，包括一个平放在顶部修剪装置与一个竖放在侧面的修剪装置，在这两个修剪装置中，各有一对锯齿刀具完成修剪工作。

如果平放在顶部修剪装置的修剪高度大于竖放在侧面的修剪装置的修剪高度，会使得绿篱带的上面和侧面相交的边线处的绿篱枝叶出现修剪不彻底的情况，所以平放在顶部修剪装置应该低于竖放在侧面的修剪装置的修剪高度，这样的刀具放置方法可以保证边线处的绿篱枝叶得到更好的修剪，以达到更完美的修剪作业。

2.1.2 修剪装置的工作原理及组成功能

本设计名为无线遥控电动绿篱机，因此其控制方式为无线遥控。当控制终端发出指令，绿篱机控制装置接受到指令，控制包括修剪装置在内的各个组成部分别行动。当通过无线遥控将绿篱机移动到绿篱带旁边后，先控制升降平台将刀具升降到适当的位置，然后启动往复伸缩电机，使其带动错齿状往复式修剪锯条做往复切割的动作，进行对绿篱带的修剪。之后经过微调，确定刀具的最终高度，启动绿篱机的驱动装置，绿篱机向前行进，依次修剪整排的绿篱带，直到全部修剪结束后，停止前进，关闭往复伸缩电机，升降平台回落到初始位置。

无线遥控电动绿篱机的修剪装置由升降平台、往复式伸缩电机和修剪刀具组成。其中升降平台放置于绿篱机底盘上，使用螺丝固定；往复伸缩电机和错齿状往复式修剪锯条放置在升降平台之上，使用型材和螺丝固定。升降平台组件一端安装于绿篱机底盘之上，另一端支撑往复式伸缩臂和错齿状往复式修剪锯条，通过升降平台的升降来达到对修剪高度的调节，从而完成对道路绿篱的修剪工作。