CN104252174A - 自动工作设备 - Google Patents

Abstract

一种自动工作设备，在设定的工作区域内自动行走工作，包括：机壳；电机，设置于所述机壳内，为所述自动工作设备提供动力；主控模块，包括：检测单元和处理单元，所述检测单元检测与自动工作设备相关的电磁信号，所述处理单元控制所述自动工作设备按照预设的程序进行工作；所述检测单元和所述电机之间设置有屏蔽装置以抑制所述电机对所述检测单元造成的电磁干扰。

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，其能够自动返回停靠站装置进行充电，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。

为保证自动工作设备在预设的工作范围内工作，通常采用边界系统对自动工作设备的行走范围进行控制。所述边界系统包括：信号发生单元，产生预设的边界信号；边界线，与信号发生单元电性连接，预设的边界信号沿边界线传导，并生成预设的磁场信号；信号检测单元，设置在所述自动工作设备内，用于检测环境中的磁场信号，并生成检测信号；信号处理单元，接收所述检测信号，对所述检测信号进行处理，确认自动工作设备相对边界线的位置，控制自动工作设备在跨越边界线时及时转换自动工作设备行走方向，从而使自动工作设备始终在边界线内工作。

然而信号检测单元在检测边界线时，容易受到自动工作设备内部的其他发射源发出的信号的干扰，例如自动工作设备的电机内的换向器在工作时会产生电磁干扰，信号检测单元检测到电机产生的干扰信号，自动工作设备容易把干扰信号当成是边界线发出的边界信号，引起误判，使得自动工作设备频繁的转向，影响自动工作设备的工作效率。

现有的一种解决方法是改变边界系统的信号发生单元产生的信号的频段，使边界信号与电机产生的干扰信号不在同一频段内，避免自动工作设备因检测到干扰信号而产生误判。然而这种解决方法较为复杂，实现的成本也较高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种不易受到电机干扰信号的干扰且成本较低的自动工作设备。

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,在设定的工作区域内自动行走工作，包括:机壳；电机，设置于所述机壳内，为所述自动工作设备提供动力；主控模块，包括：检测单元和处理单元，所述检测单元检测与自动工作设备相关的电磁信号，所述处理单元控制所述自动工作设备按照预设的程序进行工作；所述检测单元和所述电机之间设置有屏蔽装置以抑制所述电机对所述检测单元造成的电磁干扰。

优选的，所述屏蔽装置围绕所述电机设置。

优选的，所述屏蔽装置的材料为铁磁性材料。

优选的，所述屏蔽装置呈桶形，包括侧壁和盖体，所述侧壁的横截面呈环形，所述盖体用于封闭所述侧壁的一端。

优选的，所述电机具有输出轴，所述输出轴从所述电机的一端伸出，所述侧壁套设于所述电机的机壳外，所述盖体通过连接件固定在所述电机的远离所述输出轴的一端。

优选的，所述盖体与所述侧壁在所述输出轴延伸的方向上至少部分交叠。

优选的，所述侧壁的高度为所述电机的高度的80%～90%。

优选的，所述电机包括与外部电性连接的电线，所述侧壁和所述盖体中的至少一个上设置有供所述电线穿过的开孔。

优选的，所述屏蔽装置的材料的厚度在0.5mm～2mm之间。

优选的，所述检测单元检测所述自动工作设备的边界线产生的边界信号。

与现有技术相比，本发明提供的自动工作设备，通过在电机和主控模块之间设置的屏蔽装置，避免了电机产生的干扰信号对主控模块的干扰，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局部分解示意图；

图3是本发明实施方式提供的自动工作设备的主控模块的电路框图；

图4是本发明实施方式提供的自动工作设备在工作区域内的示意图；

图5是本发明实施方式提供的自动工作设备的屏蔽装置的示意图；

图6是本发明实施方式提供的自动工作设备的电机及屏蔽装置沿图2中A-A线的剖视图。

其中

11.行走模块       37.盖体

13.工作模块       39.第一缺口

15.主控模块       41.端面

17.外壳           43.侧裙

19、21.驱动轮     45.第二缺口

23.检测单元       47.机壳

25.处理单元       49.输出轴

27.控制单元       51.换向器

29.边界线         53.第一端

31.停靠站         55.第二端

33.屏蔽装置       199.割草电机

35.侧壁           200.自动工作设备

具体实施方式

自动工作设备能够在工作区域内自动行走工作,例如自动割草机，或者自动吸尘器，它们自动行走于草坪或者地面上，进行割草或者吸尘工作。当然，自动工作设备并不限于自动割草机和自动吸尘器，也可以为其他类型的设备，例如自动喷洒设备或者自动监视设备等。通过自动工作设备，实现各项工作的无人值守运行。

请参见图1和图2，自动工作设备200包括行走模块11，工作模块13，主控模块15，储能模块（图中未示出）以及收容上述模块的外壳17等。

行走模块11用于实现自动工作设备200在工作区域内的移动，行走模块11包括对称设置于自动工作设备200两侧的驱动轮19、21，驱动轮19、21通常分别由行走电机驱动，且每个行走电机的转速或者转向都是可控的，从而在自动工作设备200行走的过程中，通过调节驱动轮19、21的转速进行灵活的转向。

工作模块13为自动工作设备200执行工作的模块，不同的自动工作设备200的工作模块13是不同的，例如自动割草机的工作模块包括割草刀片、割草电机等，用于执行自动割草机的割草工作；自动吸尘器的工作模块则包括吸尘电机，吸尘口、吸尘管、真空室、集尘装置等用于执行吸尘任务的工作部件。在本实施方式中，使用自动割草机为例进行说明。

储能模块通常为可充电的电池，为自动工作设备200运行提供电力，也可在储备电力低于预定值时连接外部电源进行充电；优选的，储能模块带有充电或者放电保护单元，能够对储能模块的充电或放电进行保护。当然，储能模块也可以是其他类型的能源供应装置，例如太阳能供电装置、汽油机或者燃料电池等等。

请参见图3，主控模块15包括至少一块印刷电路板，主控模块15包括检测单元23，处理单元25以及控制单元27。检测单元23用于检测与自动工作设备200相关的信息，并提供检测信息给处理单元25，为自动工作设备200的行走和工作提供参数。处理单元25接收检测单元23传递的信息，经过处理后，通过控制单元27控制行走模块11和工作模块13按照预先设定的程序进行行走和工作，例如控制自动工作设备200改变行走方向、直线行走、停止行走、工作、以及执行特定的行走模式如返回充电等等。

请参见图4，自动工作设备200在由人工设置的边界线29围绕而成的工作区域内，停靠站31设置于于边界线29上，停靠站31通过边界线29发出自动工作设备200的边界信号；检测单元23包括边界传感器，例如霍尔传感器等，其被用来检测边界线29发出的边界信号。当自动工作设备200到达边界线29时，边界传感器检测到边界线29发出的边界信号，传递给处理单元25，处理单元25经过处理识别，判断出自动工作设备200已经到达边界线，通过控制单元27控制自动工作设备200按照预先设定的方式转向或者沿边界线29行走，从而使得自动工作设备200始终在工作区域内。

请参见图5，屏蔽装置33包括侧壁35和盖体37，侧壁35呈圆环形，两端开口，其中一个开口的边缘上设置有供电机的电线穿过的第一缺口39；盖体37用于覆盖侧壁35的开口，包括圆形的端面41以及自端面41的周边向垂直于所述端面41的方向延伸的侧裙43，侧裙43的内径与侧壁35的外径相适配，侧裙43的边缘部分设置有供电机199的电线穿过的第二缺口45。屏蔽装置33使用密度较大的金属材料制成，特别是铁磁性材料制成。屏蔽装置33的厚度约为0.5mm至2mm之间，优选的，屏蔽装置33的厚度在1.5mm至1.6mm之间，此时屏蔽装置33的成本较低，并且减小电机199在工作时对外产生的电磁干扰的效果与使用更厚的材料时效果相似。

请一并参见图6，割草电机199包括机壳47，设置于机壳47内的定子和转子，输出轴49，换向器51以及连接换向器和外部电源的电线（图中未示出）。机壳47呈圆柱形，包括垂直于输出轴49的第一端53以及和第一端53相对设置的第二端55，输出轴49从机壳47的第一端53伸出，换向器51设置于机壳47内部靠近于第二端55的位置。

屏蔽装置33的侧壁35的内径与割草电机199的机壳47的外径相适配，当侧壁35套设于割草电机199的外壳上时，侧壁35与割草电机199的机壳47紧密适配，并且通过摩擦力固定于割草电机199上；盖体37则通过连接件固定在割草电机199上，在本实施方式中，盖体37的端面41上设置有至少一个螺丝孔，割草电机199的机壳47位于第二端55的相对位置上设置有与端面41的螺丝孔相对应的螺丝孔，盖体37通过螺丝固定于割草电机199上。当然，盖体37也可以通过其他的连接件固定在割草电机199上，例如在盖体37和割草电机199其中一个上设置有卡钩以及在另一个上设置卡槽，通过卡钩和卡槽进行定位固定等，在此不一一列举。

安装屏蔽装置33时，将侧壁35具有第一缺口39的一侧开口套设于割草电机199的第一端53上，第一缺口39与割草电机199的电线的位置对齐，通过敲击或者挤压将侧壁35向割草电机199的第二端55的方向移动，直至侧壁35的开口边缘与割草电机199的第二端55平齐，此时割草电机199的电线从侧壁35上的第一缺口39处穿过，侧壁35套设于割草电机199的机壳47外；然后将盖体37覆盖于割草电机199的第二端55上，侧裙43上的第二缺口45与割草电机199的电线的位置对齐，由于侧裙43的内径与侧壁35的外径相适配，所以侧裙43可以套设于侧壁35外，通过螺钉将盖体37固定于割草电机199的第二端55。

屏蔽装置33安装完成时，侧壁35的开口抵靠在盖体37的端面41上，盖体37的侧裙43与侧壁35相交叠。盖体37和侧壁35交叠的部分与割草电机199的换向器51所在的位置相对应，并且能够覆盖割草电机199的换向器51所在区域，使得减小割草电机199的换向器51在工作时对外产生的电磁干扰的效果更佳。

优选的，侧壁35的高度约为割草电机199的高度的80%至90%之间，此时，屏蔽装置33的成本较小，并且减小割草电机199在工作时对外产生的电磁干扰的效果与侧壁35的高度等于割草电机199的高度时效果相似。

在本实施方式中，屏蔽装置33使用分体式设计，套设于割草电机199外；本领域技术人员能够想到的是，屏蔽装置也可以被设计成其他的形式，例如一体化设计，或者将割草电机置于具有屏蔽装置的独立空间内，或者将屏蔽装置套设于主控模块外等等。

在本实施方式中，屏蔽装置设置于自动工作设备的工作模块所使用的割草电机外，当然，为了减小自动工作设备内其他电机在工作时对产生的对主控模块的干扰，屏蔽装置也可以设置于自动工作设备内的其他电机和主控模块之间，例如将屏蔽装置设置于自动工作设备的行走模块所包含的驱动电机外。

在本实施方式中，自动工作设备使用的割草电机是有刷电机，本领域技术人员能够想到的是，自动工作设备所使用的电机也可以是其他类型的电机，例如无刷电机等。总之，屏蔽装置总是设置于自动工作设备的电机与主控模块之间的，从而屏蔽电机在工作时对主控模块的干扰。

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 (10)

1.一种自动工作设备,在设定的工作区域内自动行走工作，包括:机壳；

电机，设置于所述机壳内，具有输出轴，为所述自动工作设备提供动力；

主控模块，包括：检测单元和处理单元，所述检测单元检测与自动工作设备相关的电磁信号，所述处理单元控制所述自动工作设备按照预设的程序进行工作；

其特征在于：所述检测单元和所述电机之间设置有屏蔽装置以抑制所述电机对所述检测单元造成的电磁干扰。

2.根据权利要求1所述的自动工作设备，其特征在于：所述屏蔽装置围绕所述电机设置。

3.根据权利要求1所述的自动工作设备，其特征在于：所述屏蔽装置的材料为铁磁性材料。

4.根据权利要求1所述的自动工作设备，其特征在于：所述屏蔽装置呈桶形，包括侧壁和盖体，所述侧壁的横截面呈环形，所述盖体用于封闭所述侧壁的一端。

5.根据权利要求4所述的自动工作设备，其特征在于：所述输出轴从所述电机的一端伸出，所述侧壁套设于所述电机的机壳外，所述盖体通过连接件固定在所述电机的远离所述输出轴的一端。

6.根据权利要求4所述的自动工作设备，其特征在于：所述盖体与所述侧壁在所述输出轴延伸的方向上至少部分交叠。

7.根据权利要求4所述的自动工作设备，其特征在于：所述侧壁的高度为所述电机的高度的80%～90%。

8.根据权利要求4所述的自动工作设备，其特征在于：所述电机包括与外部电性连接的电线，所述侧壁和所述盖体中的至少一个上设置有供所述电线穿过的开孔。

9.根据权利要求1所述的自动工作设备，其特征在于：所述屏蔽装置的材料的厚度在0.5mm～2mm之间。

10.根据权利要求1所述的自动工作设备，其特征在于：所述检测单元检测所述自动工作设备的边界线产生的边界电磁信号。