CN103676751B - 自动工作设备 - Google Patents

Abstract

一种自动工作设备，包括：机身；护罩，覆盖于所述机身上，通过连接组件与所述机身活动连接；检测装置，检测所述机身和所述护罩之间的相对运动并产生信号；控制单元，基于所述检测装置产生的信号，控制所述自动工作设备；所述连接组件包括阻尼装置，阻碍所述机身和所述护罩之间的相对运动。

Description

自动工作设备

技术领域

本发明涉及一种自动工作设备。

背景技术

随着科学技术的不断进步，各种自动工作设备已经开始慢慢的走进人们的生活，例如自动吸尘器和自动割草机等。这种自动工作设备具有行走装置，工作装置，以及自动控制装置，从而使得自动工作设备能够脱离人们的操作，在一定范围内自动行走并执行工作，在自动工作设备的储能装置能量不足时，其能够自动返回充电站装置进行充电，然后继续工作。这种自动工作设备将人们从房屋清洁、草坪修剪等枯燥且费时费力的家务工作中解放出来，节省了人们的时间，为人们生活带来了便利。

自动工作设备在自动行走工作的过程中，有可能因为各种原因离开地面，如果自动工作设备在被抬起的时候，工作装置仍然继续工作，容易造成危险。

其中的一种解决方法是将自动工作设备的护罩和机身可在竖直方向上相对运动的活动连接，例如护罩和机身中的一个上设置滑槽，另一个上设置导柱，当自动工作设备被抬起时，护罩先于自动工作设备的机身被抬起，自动工作设备护罩和机身之间设置的检测装置检测到护罩被抬起一定幅度时，自动工作设备停止工作。但是这种护罩过于轻易的被抬起，很容易导致自动工作设备错误的频繁的停止工作，例如自动割草机在割草时，如果草比较茂密，则有可能顶起护罩，产生割草机无法正常工作的情况。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有可靠且结构简单的护罩和机身活动连接装置的自动工作设备。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种自动工作设备，包括：机身；护罩，覆盖于所述机身上，通过连接组件与所述机身活动连接；检测装置，检测所述机身和所述护罩之间的相对运动并产生信号；控制单元，基于所述检测装置产生的信号，控制所述自动工作设备；所述连接组件包括阻尼装置，阻碍所述机身和所述护罩之间的相对运动。

优选的，所述阻尼装置包括弹性元件，所述机身和所述护罩相对运动时所述弹性元件发生弹性形变。

优选的，所述机身和所述护罩相对运动时所述弹性元件发生扭转形变。

优选的，所述阻尼装置包括环形元件，所述环形元件通过所述弹性元件连接至所述机身和所述护罩中的一个上，所述环形元件的侧面上形成有斜槽，一个连接在所述机身和所述护罩中的另一个上的销收容在所述斜槽中，并且可以沿着所述斜槽滑动。

优选的，所述销通过一个固定连接于所述护罩或者所述机身上的轴套连接于所述护罩或者所述机身上，所述轴套设置有穿孔，所述销穿过所述穿孔。

优选的，所述斜槽相对所述机身具有一个低位位置和一个高位位置，所述销可以在所述低位位置和所述高位位置之间滑动，当所述销位于所述高位位置时，所述护罩相对于所述机身处于抬起状态。

优选的，所述弹性元件发生纵向形变或弯曲形变。

优选的，所述弹性元件的一端连接至所述机身和所述护罩中的一个上，另一端连接至所述机身和所述护罩中的另一个上。

优选的，所述阻尼装置为液压阻尼装置、粘滞阻尼器中的一种或几种。

优选的，所述阻尼装置阻碍所述机身和所述护罩之间沿垂直于所述机身的方向上的相对运动。

优选的，所述控制单元控制所述自动工作设备停止工作或者发出警报。

优选的，所述检测装置包括设置于所述机身或所述护罩其中一个上的霍尔元件以及设置于另一个上的磁铁。

与现有技术相比，本发明提供的自动工作设备，通过包括阻尼装置的连接组件连接护罩和机身，避免了护罩过于轻易的被抬起，结构简单且使得自动工作设备的工作能够顺利进行，提高了自动工作设备的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明；

图1是本发明实施方式提供的自动工作设备的示意图；

图2是本发明实施方式提供的自动工作设备的仰视图；

图3是本发明实施方式提供的自动工作设备的连接组件的示意图；

图4是本发明实施方式提供的自动工作设备在护罩未抬起状态时连接组件的沿图1中的A-A线的剖视图；

图5是本发明实施方式提供的自动工作设备在护罩抬起状态时连接组件的沿图1中的A-A线的剖视图。

其中

1.机身55.弹性柱

11.驱动轮56.第二连接件

13.工作模块57.59.65.螺钉

15.霍尔传感器60.通孔

3.护罩61.62.斜槽

31.磁铁63.限位柱

5.连接组件64.限位孔

51.轴套66.低位位置

52.环形件67.高位位置

53.销68.限位凸起

54.第一连接件100.自动工作设备

具体实施方式

请参见图1和图2，自动工作设备100能够在工作区域内自动行走工作，包括机身1，覆盖于机身1外的护罩3，对称设置于机身1后部两侧的驱动轮11，以及设置于机身1上的驱动电机(图中未示出)、工作组件13、储能单元(图中未示出)、控制单元(图中未示出)等。

护罩3和机身1通过连接装置5活动连接，护罩3和机身1之间可以沿垂直于机身1的方向相对运动。护罩3和机身1之间设置有检测装置，检测装置设置于自动工作设备100靠近前端的位置，包括设置于所述机身1上的霍尔传感器15以及设置于所述护罩3上的磁铁31，当护罩3未被抬起时，磁铁31正对着霍尔传感器15，当护罩3相对于机身1运动时，霍尔传感器15检测到由于磁铁31随护罩3的运动引起的磁场变化，并且生成运动信号给控制单元。当然，磁铁31和霍尔传感器15的位置是可以变化的；并且，也可以通过其他形式的检测装置来检测护罩3和机身1之间的相对运动。

驱动轮11通过多个设置于机身1上的驱动电机分别驱动，并且通过分别调节各个驱动电机的转速或者转向实现自动工作设备100的方向控制；工作模块13为自动工作设备100执行的单元，不同的自动工作设备的工作模块是不同的，例如自动割草机的工作模块为割草组件，自动吸尘器的工作模块是吸尘组件。储能模块通常为可充电的电池，为自动工作设备100的运行提供电力。控制单元通常为微处理器、微控制器以及存储单元的一种或者组合，负责接收从操作界面或者检测装置传来的各类信息，然后控制自动工作设备100的行走和工作模式。例如使其变向、直线行走、停止行走和工作、以及执行特定的行走模式如返回充电等等。

请参见图3，连接组件5包括轴套51，环形件52，销53，第一连接件54，弹性柱55，第二连接件56。轴套51通过螺钉57与护罩3固定连接；环形件52与第一连接件54、弹性柱55以及第二连接件56固定连接，并通过螺钉59与机身1固定连接；轴套51和环形件52通过销53活动连接。在本实施方式中，两个连接组件5对称设置于自动工作设备100前部的两侧位置，当然，在其他的实施方式中，可以根据需要，变更连接组件5的数量或者安装位置。例如设置在自动工作设备100的靠近四个边角的位置等。

轴套51整体呈下端开口的圆柱形，轴套51的两侧设置有耳，螺钉57通过耳上的螺丝孔将轴套51固定于护罩3上；轴套51的侧壁上对称设置有贯通轴套51的通孔60，通孔60的孔径与销53的外径相适配，销53能够穿过通孔60并且与轴套51固定连接；轴套51的内径与环形件52的外径相适配，环形件52能够收容于轴套51内并且在轴套51内转动。

环形件52包括环形的侧壁以及开有螺钉孔的底面，环形件52的侧壁上设置有贯通侧壁的斜槽61、62，斜槽61、62相对于环形件52的中心线对称设置，分别从靠近环形件52的底面的位置延伸至靠近环形件52的顶面的位置，斜槽61、62的宽度与销53的外径相适配，销53能够通过斜槽61、62贯穿环形件52，并且能够沿斜槽61、62在环形件52的靠近底面的位置和靠近顶面的位置之间滑动。环形件52的底面上设置有两个限位柱63。

第一连接件54与第二连接件56结构相同，第一连接件54用于连接环形件52和弹性柱55，包括与环形件52连接的顶面部分和与弹性柱55连接的柱形部分，顶面部分上设置有螺钉孔以及与环形件52的底面上的限位柱63相对应的限位孔64，第一连接件54与环形件52通过螺钉65连接时，限位柱63插入限位孔64中，限制第一连接件54与环形件52之间的相对转动；柱形部分的侧面设置有限位凸起68，弹性柱55与第一连接件54连接的端部设置有收容第一连接件54的柱形部分的凹陷，且凹陷的形状与第一连接件54的限位凸起68相适配，用于限制第一连接件54与弹性柱55之间的相对位移。弹性柱55的另一端通过第二连接件56将与机身1固定连接。

请参见图4，自动工作设备100的护罩3和机身1通过连接组件5连接时，环形件52收容于轴套51内，并且通过弹性柱55固定连接于机身1上，销53穿过轴套51上的通孔60收容于环形件52的斜槽61、62内，销53通过轴套51固定连接于护罩3上。环形件52上的斜槽61、62相对于机身3具有一个低位位置66和一个高位位置67，当护罩3未被抬起时，销53收容于斜槽61、62的低位位置66。

请一并参见图5，当护罩3受到向上的作用力时，销53受到向上的作用力，当作用力不够大时，销53无法带动环形件52克服弹性柱55的弹力，弹性柱55不会发生扭转形变，销53无法沿斜槽61、62自低位位置66移动至高位位置67，阻碍了护罩3和机身1之间沿垂直于机身1的方向上的相对运动，护罩3无法被抬起；当作用力足够大时，销53带动环形件52克服弹性柱55的弹力，环形件52在销53的驱动下转动，弹性柱55在环形件52的带动下发生扭转形变，销53沿斜槽61、62自低位位置66向高位位置67滑动。不同材料制作的弹性柱55，使其发生扭转形变的作用力的大小是不同的，阻碍销53沿斜槽61、62运动的阻力也是不同的。

为了避免护罩3在不希望被检测到得情况下抬起，自动工作设备100具有预设作用力，当作用于护罩3上的向上的作用力小于预设作用力时，机身1和护罩3之间不会发生沿垂直于所述机身的方向上的相对运动，当作用于护罩3上的向上的作用力大于预设作用力时，机身1和护罩3之间会发生沿垂直于所述机身的方向上的相对运动。阻尼装置提供的阻碍护罩相对于机身在竖直方向上相互运动的阻力，其大小应该等于预设作用力与护罩3施加在连接组件5上向下的压力的差，从而避免了护罩3在作用于护罩3上的向上的作用力小于预设作用力时被抬起并检测到的情况。进一步的，当自动工作设备为自动割草机时，所述预设作用力的大小的范围为10牛至20牛。

自动工作设备100在行走工作的过程中，如果遇到意外情况，护罩3被抬起时，位于护罩3上的磁铁31相对于位于机身1中的霍尔传感器16发生位移，霍尔传感器15检测到磁场的变化时，产生相应的电信号，并通过信号线传递给控制单元，控制单元根据接收到的信号，控制自动工作设备100的行走和工作，例如控制自动工作设备100停止行走和工作或者控制自动工作设备100发出声音或者灯光警报。

本发明提供的自动工作设备100，在行走工作的过程中，如果发现护罩3被抬起，会自动停止行走工作，保证了使用者的安全；通过设置阻尼装置，阻碍所述机身和所述护罩之间沿垂直于所述机身的方向上的相对运动，只有作用在护罩3上的抬力足够大，能够造成弹性柱55发生扭转形变时，护罩3才能够相对于机身1运动，能够阻碍一些不会引起安全问题的情况导致的机身1和护罩3之间的相对运动，避免了自动工作设备100频繁的检测到护罩3抬起从而影响工作的正常进行，使得自动工作设备100的可靠性更高。

在本实施方式中，自动工作设备100的护罩3相对于机身1被抬起时，需要足够大的作用力使得弹性柱55发生扭转形变，销53才能够从斜槽61、62的低位位置66滑动至高位位置67。在另一种实施方式中，使用较难发生弹性形变的连接柱连接环形件和机身，例如塑料柱或者金属柱；环形件收容于固定在护罩上的轴套内，环形件的侧面上设置有竖直方向的滑槽，销穿过轴套上的通孔收容于环形件的滑槽内，在销和环形件之间设置有能够被压缩的弹性元件，例如弹簧或者压簧。当护罩未被抬起时，销收容于滑槽的低位位置；当护罩被抬起时，销受到向上的作用力挤压弹性元件，当作用力足够大时，弹性元件被压缩，产生纵向形变或者弯曲形变，销钉得以沿滑槽向环形件的高位位置滑动。此时，弹性元件阻碍所述机身和所述护罩之间沿垂直于所述机身的方向上的相对运动，弹性元件提供的阻力的大小应该等于预设作用力与护罩3施加在连接组件5上向下的压力的差，从而避免了护罩3在作用于护罩3上的向上的作用力小于预设作用力时被抬起并检测到的情况。

在另一种实施方式中，在自动工作设备的护罩3和机身1间设置能够被拉伸的弹性元件，例如拉簧。能够被拉伸的弹性元件的两端分别固定于自动工作设备的护罩和机身上。当护罩未被抬起时，能够被拉伸的弹性元件处于原始状态；当护罩被抬起时，弹性元件受到向上的作用力，当作用力足够大时，弹性元件被拉伸，产生纵向形变或者弯曲形变，此时，弹性元件阻碍所述机身和所述护罩之间沿垂直于所述机身的方向上的相对运动，弹性元件提供的阻力的大小应该等于预设作用力与护罩3施加在连接组件5上向下的压力的差，从而避免了护罩3在作用于护罩3上的向上的作用力小于预设作用力时被抬起并检测到的情况。

在另一种实施方式中，在自动工作设备的护罩3和机身1间设置其他类型的阻尼元件，例如液压阻尼装置，粘滞阻尼装置等，这些阻尼装置的两端分别连接至自动工作设备的护罩和机身上，只有作用在护罩3上的抬力足够大，这些阻尼装置才允许护罩3相对于机身1运动，能够阻碍一些不会引起安全问题的情况导致的机身1和护罩3之间的相对运动，避免了自动工作设备100频繁的检测到护罩3抬起从而影响工作的正常进行，使得自动工作设备100的可靠性更高。

本领域技术人员可以想到的是，本发明还可以有其他的实现方式，但只要其采用的技术精髓与本发明相同或相近似，或者任何基于本发明作出的易于思及的变化和替换都在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种自动工作设备，包括：

机身；

护罩，覆盖于所述机身上，通过连接组件与所述机身活动连接；

检测装置，检测所述机身和所述护罩之间的相对运动并产生信号；

控制单元，基于所述检测装置产生的信号，控制所述自动工作设备；

其特征在于：所述连接组件包括阻尼装置，阻碍所述机身和所述护罩之间的相对运动。

2.根据权利要求1所述的自动工作设备，其特征在于：所述阻尼装置包括弹性元件，所述机身和所述护罩相对运动时所述弹性元件发生弹性形变。

3.根据权利要求2所述的自动工作设备，其特征在于：所述机身和所述护罩相对运动时所述弹性元件发生扭转形变。

4.根据权利要求3所述的自动工作设备，其特征在于：所述阻尼装置包括环形元件，所述环形元件通过所述弹性元件连接至所述机身和所述护罩中的一个上，所述环形元件的侧面上形成有斜槽，一个连接在所述机身和所述护罩中的另一个上的销收容在所述斜槽中，并且可以沿着所述斜槽滑动。

5.根据权利要求4所述的自动工作设备，其特征在于：所述销通过一个固定连接于所述护罩或者所述机身上的轴套连接于所述护罩或者所述机身上，所述轴套设置有穿孔，所述销穿过所述穿孔。

6.根据权利要求4所述的自动工作设备，其特征在于：所述斜槽相对所述机身具有一个低位位置和一个高位位置，所述销可以在所述低位位置和所述高位位置之间滑动，当所述销位于所述高位位置时，所述护罩相对于所述机身处于抬起状态。

7.根据权利要求2所述的自动工作设备，其特征在于：所述弹性元件发生纵向形变或弯曲形变。

8.根据权利要求7所述的自动工作设备，其特征在于：所述弹性元件的一端连接至所述机身和所述护罩中的一个上，另一端连接至所述机身和所述护罩中的另一个上。

9.根据权利要求1所述的自动工作设备，其特征在于：所述阻尼装置为液压阻尼装置、粘滞阻尼器中的一种或几种。

10.根据权利要求1所述的自动工作设备，其特征在于：所述阻尼装置阻碍所述机身和所述护罩之间沿垂直于所述机身的方向上的相对运动。

11.根据权利要求10所述的自动工作设备，其特征在于：所述阻尼装置提供的阻力的大小等于预设作用力与护罩施加在连接组件上的压力的差。

12.根据权利要求11所述的自动工作设备，其特征在于：所述预设作用力的大小的范围为10牛至20牛。

13.根据权利要求1所述的自动工作设备，其特征在于：所述控制单元控制所述自动工作设备停止工作或者发出警报。

14.根据权利要求1所述的自动工作设备，其特征在于：所述检测装置包括设置于所述机身或所述护罩其中一个上的霍尔元件以及设置于另一个上的磁铁。