1 智能割草机器人概述

草坪修剪工作的劳动强度之大，所耗成本之高，拉动各国企业积极进行技术提升和设备改造，并于1997年首次提出智能割草机器人的概念。[1]

智能割草机器人，属于民用户外移动机器人领域，凭借一定的人工智能技术，自动在设定区域内完成割草工作，是用以替代人工修剪或半自动割草设备的智能花园管理设备，***大限度节省人力、物力、財力，具有高效、安全、便捷、使用简单、环保污染小等特点。各方面都有点类似智能扫地机器人，以及智能擦窗机、浇水智能机器人、排水沟智能清洁机器人、智能烤架清洗机器人等，外观方面由20世纪初美国高校研制样品的四四方方，慢慢演变为曲线型设计，有的远看像缩小版的小汽车。

全自动智能割草机器人一般拥有以下功能：自动割草、清理草屑、自动避雨、自动行走功能，自动躲避障碍物，电子虚拟篱笆、自动返回充电，网络控制等。具备安全检测和电池电量检测功能，具备一定爬坡能力，可调节修剪高度，可用APP操控，是一种适合家庭庭院、公共绿地等场所进行草坪修剪维护的中小型设备。APP里会显示工作状态、剩余电量、除草日期或者切换至手动远程操控，也可将后台数据上传至云端，方便制造商远程诊断设备故障。它不仅能自主完成修剪草坪的工作，无须人为直接控制和操作，且功率低、噪音60分贝左右、外形精巧美观。在国外，许多家庭都备有智能割草机，用来为门前的花园除草。

机器人科技如今日趋成熟，故每种***都有不同的研发方向，拥有特殊的设计。基本构造如下：

本体：不同厂商的***设计外型不同，机身为自动化技术的可移动装置。

充电电池：大部分采用锂电池，小部分用铅酸电池，各厂商的电池充电时间与使用时长也有所差别，工作时长是对电池的考验，是整机的核心之一。也有加装太阳能板补充电能的方案。

充电座装置：供智能割草机器人回充。

传动轮子：用于滚动行走。

控制面板：可设置参数，一般会设置强制停止按钮。

相比早期的半自动智能割草机，全自动的智能割草机器人主要应用技术如下：

传感技术：通过温度传感器、距离传感器、超声波传感器、红外传感器、雨滴感应器、角度传感器、人体热释传感器、摄像头视觉传感等，为智能割草机器人提供外部环境信息，中央处理器通过分析这些数据信息，对各驱动装置发布相应的动作指令。

智能路劲识别与规划技术：要求处理器自动规划出合理的无障碍行驶路径，逐步细致深入分析工作环境。

特殊边界物识别技术：为智能割草机器人设置电子虚拟篱笆，可利用GPS定位系统进行定位操作。

智能躲避技术：主要是利用超声波感应器实时传输障碍物距离信息，也可利用视觉传感技术，通过摄像头识别与传输分析模拟信号，选择***佳躲避路径。[2]

智能割草机器人目前面临六大技术难题：a.工作环境复杂，传感系统采集信息的准确度还不够；b.工作范围难以全部覆盖，反复工作造成能源浪费与降低效率；c.机器人与外界的通讯功能不强，人机交互能力需提升；d.定位系统不够***，容易导致工作范围偏差；e.能源体系不够优良，持续工作能力弱；f.学习能力不够强大，难以避免重复犯错。

传感技术、GPS定位技术、物联网技术、智能规划与躲避技术等都已被广泛应用于各行各业的智能产品上，相比20年前智能割草机器人刚刚萌芽时成熟很多，却仍然没有达到***佳状态，难以实现技术突破。目前企业进行研究制造，***多能在细节优化方面做出差异化设计。相关核心元器件产品较多，容易获得，成本可控；从其他智能设备的制造情况来看，智能割草机器人的整机可具备量产条件。

2 行业现状研究

通过对网络上正在销售的智能割草机进行调查，目前智能割草机价格从3000元至50000元不等，所有国内电商平台销量几乎为零。引起价格差异的主要原因有：外观设计、电池耐用度、割草面积、割草高度，以及一些差异化的人性化功能设计等。主体结构一般在70cm×50cm×40cm以内，重量一般在22kg以内，割草刀片2pcs-4pcs左右，修剪高度2-6cm可调不等，续航工作时长2-7H不等。而美国专业除草工人的工资，约1000美金每家每年，一些欧美的智能割草机器人售价约1200-1800美金。Lawnbott或者 Husqvarna***的自动割草机会卖3000美金。 

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