CN107479546B - 自移动园艺设备 - Google Patents

Abstract

一种自移动园艺设备，包括：壳体、移动模块、任务执行模块和控制模块；所述移动模块和任务执行模块安装于所述壳体；所述控制模块与移动模块、任务执行模块电连接，控制移动模块带动园艺设备移动，并控制任务执行模块执行工作任务；所述园艺设备还包括悬崖识别装置，安装于所述壳体，与所述控制模块电连接，识别园艺设备移动方向的前方是否为悬崖，识别到园艺设备移动方向的前方为悬崖时，输出第一识别信号；所述园艺设备还包括草地识别装置，安装于所述壳体，与所述控制模块电连接，识别园艺设备下方或移动方向的前方是否为非草地，识别到园艺设备下方或移动方向的前方为非草地时，输出第二识别信号；所述控制模块响应于所述第一识别信号或者第二识别信号，控制园艺设备执行应急反应动作。

Description

自移动园艺设备

技术领域

本发明涉及一种自移动园艺设备。

背景技术

自动工作系统，例如自动割草机系统，能够在没有人工监管的情况下自动执行工作任务，将用户从枯燥的劳务中解放出来，因此日益受到用户的欢迎。

为了限定自动割草机的工作区域，传统的自动工作系统包括边界线，沿工作区域的边界铺设，自动割草机通过检测边界线中传输的边界信号来判断自身位于工作区域内或外。一般，边界线铺设于草坪与非草坪的边界，草坪内的花坛、凹坑等周围也可以铺设边界线，以防止自动割草机靠近这些区域。边界线的铺设耗时耗力，给用户带来了不便，也提高了自动工作系统的成本。

为了解决铺设边界线麻烦的技术问题，近年来自动割草机的厂家纷纷开始研发不需要铺设边界线的边界识别技术。例如，一些厂家的自动割草机上安装有电容传感器，利用电容传感器检测地表是否为草地，从而将自动割草机保持在草地内工作。

然而，电容传感器虽然能够解决识别草地与非草地的问题，但是却不能识别例如悬崖地形等工作场景。在有边界线的自动工作系统中，这些工作场景能够通过铺设边界线来解决，在无边界线的自动工作系统中，怎样准确识别这些工作场景成为了亟需解决的技术问题。

另外，在无边界的自动工作系统中，怎样实现电容传感器等草地识别装置与其他识别装置的配合，以实现对自动割草机的稳定有效的控制，也是本领域技术人员继续解决的技术问题。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供:

一种自移动园艺设备，包括：壳体、移动模块、任务执行模块和控制模块；所述移动模块和任务执行模块安装于所述壳体；所述控制模块与移动模块、任务执行模块电连接，控制移动模块带动园艺设备移动，并控制任务执行模块执行工作任务；所述园艺设备还包括悬崖识别装置，安装于所述壳体，与所述控制模块电连接，识别园艺设备移动方向的前方是否为悬崖，识别到园艺设备移动方向的前方为悬崖时，输出第一识别信号；所述园艺设备还包括草地识别装置，安装于所述壳体，与所述控制模块电连接，识别园艺设备下方或移动方向的前方是否为非草地，识别到园艺设备下方或移动方向的前方为非草地时，输出第二识别信号；所述控制模块响应于所述第一识别信号或者第二识别信号，控制园艺设备执行应急反应动作。

优选的，所述控制模块控制移动模块带动园艺设备在预设工作区域内移动和工作，所述预设工作区域由所述草地识别装置的识别来限定。

优选的，所述移动模块带动所述园艺设备在预设工作区域内移动和工作时，所述园艺设备与草地边缘的最小距离不大于30mm。

优选的，所述控制模块对第一识别信号的响应时间短于对第二识别信号的响应时间。

优选的，当所述悬崖识别装置输出第一识别信号时，所述控制模块控制园艺设备执行应急反应动作。

优选的，当所述草地识别装置输出第二识别信号，而所述悬崖识别装置未输出第一识别信号时，所述控制模块控制园艺设备继续向前移动至少第一预设时间。

优选的，所述悬崖识别装置包括活动支撑件，安装于所述壳体；所述活动支撑件在被地表支撑的第一位置，以及悬空的第二位置之间可活动，当所述活动支撑件由第一位置运动到第二位置时，所述悬崖识别装置输出第一识别信号。

优选的，所述活动支撑件为滚轮，或者，所述活动支撑件为球体。

优选的，所述活动支撑件在第一位置与第二位置间的活动，包括竖直移动。

优选的，所述悬崖识别装置包括霍尔元件，安装于壳体；以及磁性部件，随活动支撑件移动；所述霍尔元件检测磁性部件的磁场变化，从而检测所述活动支撑件由第一位置运动到第二位置。

优选的，所述移动模块包括沿园艺设备移动方向的前支撑件和后支撑件，所述活动支撑件设置于前支撑件的前侧，或者后支撑件的后侧。

优选的，所述活动支撑件设置于所述前支撑件的前侧，所述活动支撑件位于第一位置时，所述前支撑件不与地表接触，所述活动支撑件位于第二位置时，所述前支撑件与地表接触。

优选的，所述任务执行模块包括切割刀盘，安装于壳体底部，还包括设置于刀盘外围的护罩，所述前支撑件设置于所述护罩。

优选的，所述移动模块包括沿园艺设备移动方向的前支撑件和后支撑件，所述壳体包括沿移动方向的纵轴线，所述活动支撑件较所述前支撑件或后支撑件远离所述纵轴线设置。

优选的，所述活动支撑件设置于草地识别装置的沿园艺设备移动方向的前侧。

优选的，所述移动模块包括沿园艺设备移动方向的前支撑件和后支撑件，所述草地识别装置部分设置于后支撑件的后侧。

优选的，所述移动模块包括沿园艺设备移动方向的前支撑件和后支撑件，所述壳体包括沿移动方向的纵轴线，所述草地识别装置较所述前支撑件或后支撑件远离所述纵轴线设置。

优选的，所述草地识别装置包括电容传感器。

优选的，所述应急反应动作包括刹车、或后退、或转向。

优选的，所述悬崖识别装置包括：信号发射器，用于向园艺设备的前方地面发射识别信号；信号接收器，用于接收经地面反射后的识别信号；处理模块，基于信号接收器的输出，判断园艺设备与前方地面的竖直距离是否大于或等于预设距离值；当处理模块判断园艺设备与前方地面的竖直距离大于或等于预设距离值时，所述悬崖识别装置输出第一识别信号。

优选的，所述信号发射器发射识别信号的方向与信号接收器接收识别信号的方向成预设夹角，使得前方地面与园艺设备的竖直距离小于预设距离值时，信号接收器能够接收到识别信号，当信号接收器接收不到识别信号时，处理模块判断园艺设备与前方地面的竖直距离大于或等于预设距离值。

优选的，所述预设夹角小于或等于90度。

优选的，所述信号发射器发射识别信号的方向与信号接收器接收识别信号的方向平行，使得信号接收器能够接收到经地面反射的识别信号，处理模块根据信号接收器接收到识别信号的时间与信号发射器发射识别信号的时间差，判断前方地面与园艺设备的竖直距离是否大于或等于预设距离值。

优选的，所述识别信号为红外信号、或超声波信号、或激光信号。

优选的，所述园艺设备为自动割草机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：不需要为自移动园艺设备的工作铺设边界线，自移动园艺设备通过识别草地来识别工作区域，且能够准确的识别工作场景中的悬崖，保证自动割草机工作的安全性。通过控制草地识别和悬崖识别的逻辑，同时保证了园艺设备的工作效率和安全性，使园艺设备对悬崖的反应更灵敏，对草地的识别更稳定，从而使园艺设备更加智能，给用户带来良好的体验。本发明还提供一种悬挂轮识别方式来检测悬崖，对悬崖的检测更加稳定、有效。

本发明还提供一种环境检测模块，包括：悬崖识别装置，包括可因地形变化而发生相对于自移动园艺设备的壳体的位置变化的探测部件、用以检测探测部件位置变化的检测单元及识别单元，所述识别单元通过所述检测单元的检测结果识别园艺设备周边位置的地形；控制模块，与所述悬崖识别装置电性连接，并根据所述悬崖识别装置的第一识别结果，控制园艺设备行走或停止。

上述环境检测模块的探测部件可因地形变化，其相对检测单元的位置也发生变化，检测单元可通过检测探测部件的位置变化，准确、迅速的识别园艺设备的前进的地形，进而由控制模块根据识别结果控制园艺设备行走。

在其中一个实施例中，当所述检测单元检测到所述探测部件处于悬空状态的第二位置时，所述识别单元识别园艺设备接近崖边，所述控制模块控制所述园艺设备停止向前行走。

在其中一个实施例中，所述悬崖识别装置还包括弹性部件，连接于所述探测部件与园艺设备的壳体之间。

在其中一个实施例中，所述探测部件设置于园艺设备的前端部或后端部。

在其中一个实施例中，所述探测部件为悬挂轮。

在其中一个实施例中，所述检测单元包括霍尔传感器及随探测部件位置移动的磁性部件，所述霍尔传感器通过检测所述磁性部件的磁场变化，判断所述探测部件的位置。

在其中一个实施例中，所述环境检测模块还包括用以识别所述园艺设备的作业区域边界的草地识别装置，与所述控制模块电性连接，所述控制模块通过所述草地识别装置的第二识别结果，控制所述园艺设备行走。

在其中一个实施例中，所述草地识别装置包括：电容传感器，用于通过检测电容变化，判定所述园艺设备的作业边界。

在其中一个实施例中，所述草地识别装置包括：湿度传感器，用于通过检测湿度变化，判定所述园艺设备的作业边界。

一种自移动园艺设备，包括上述的环境检测模块。

附图说明

以上所述的本发明的目的、技术方案以及有益效果可以通过下面附图实现：

图1是本发明的第一实施例的自动割草机结构图。

图2是本发明的第一实施例的电容传感器检测原理图。

图3是图1所示自动割草机的俯视图。

图4是图1所示自动割草机的行驶至悬崖的示意图。

图5是图1所示自动割草机的环境检测模块示意图。

图6是本发明第二实施例的自动割草机悬崖识别示意图。

图7是本发明第三实施例的自动割草机悬崖识别示意图。

具体实施方式

图1为本发明的第一实施例的自移动园艺设备。本实施例中，自移动园艺设备为自动割草机1，在其他实施例中，自移动园艺设备也可以是自动扫落叶机、自动洒水机等。本实施例中，自动割草机1包括壳体3、移动模块5、任务执行模块7、控制模块、能源模块等。移动模块5由驱动马达驱动以带动自动割草机1移动。任务执行模块7执行工作任务，本实施例中，任务执行模块包括切割刀盘，安装于壳体3底部，还包括设置于刀盘外围的护罩，以及安装于刀盘上的切割刀片，切割刀盘和切割刀片由切割马达驱动以旋转执行割草任务。控制模块与移动模块5和任务执行模块7电连接，控制移动模块5带动自动割草机1移动，并控制任务执行模块7执行工作任务。本实施例中，控制模块不仅包括设置于自动割草机1壳体3内部的主控制板，还包括与自动割草机1上的传感器直接连接的芯片等。能源模块为自动割草机1的移动和工作提供能量，具体的，能源模块包括电池包。

本实施例的自动割草机1包括草地识别装置9，安装于壳体3，与控制模块电连接，识别自动割草机1下方或移动方向前方是否为非草地。本实施例中，使用草地识别装置9来代替传统自动割草机系统中的边界线，自动割草机1的工作区域由草地识别装置的识别来限定，使自动割草机1保持在草地内工作。相较于传统的用边界线限定自动割草机1工作区域的场景，本实施例中，自动割草机1对草地边缘的可接近性更好，自动割草机1能够行驶至更接近草地边缘的位置，实现对边缘的切割。本实施例中，自动割草机1在工作区域内移动和工作时，壳体3与草地边缘的最小距离不大于30mm，进一步的，切割刀片末端，即切割范围的外围与草地边缘的最小距离不大于30mm，优选的，壳体3或切割范围的外围能够部分的与草地边缘重合。

具体的，本实施例中，草地识别装置9包括若干电容传感器15，安装于壳体3底部。

图2为电容传感器15的检测原理图。电容传感器15包括面向自动割草机1下方表面的探头。自动割草机1工作时，探头与自动割草机1下方的表面之间形成电容。电容传感器15输出的电信号与电容两极间的介质相关。当探头下方的表面为非草地时，与探头下方的表面为草地时，两极间的介质不同，电容传感器15输出的电信号不同。这样，控制模块能够根据电容传感器15输出的电信号的不同，判断探头下方的表面是否为草地。具体的，本实施例中，在电容传感器15的输出端连接反向器，反向器两端始终具有不同的电位，当反向器靠近电容传感器15的一端的电位高于另一端的电位时，电容传感器15放电，当反向器靠近电容传感器15的一端的电位低于另一端的电位时，电容传感器15充电，从而在电路中形成充放电循环，电容传感器15输出如图2所示的方波信号。探头下方的表面为草地时，与探头下方的表面为非草地时，电容传感器15充放电的速度不同，因此输出的方波的频率不同，这样，控制模块通过检测电容传感器15输出的方波频率，能够判断探头下方的表面是否为草地。可以理解的是，电容传感器15输出的电信号可以直接输出给自动割草机1的主控制板，也可以经处理后再输出给主控制板，例如，经处理传感器信号的芯片处理后再输出。

本实施例中，电容传感器15的布局可参考图3。图3为自动割草机1的俯视图。图3中箭头所示方向为自动割草机1的移动方向。自动割草机1的壳体3包括沿移动方向的纵轴线X。如图3所示，自动割草机1的移动模块5包括沿自动割草机1移动方向的前支撑件17和后支撑件19。具体的，前支撑件17包括两个前轮，分布在纵轴线X两侧。后支撑件19包括两个后轮，分布在纵轴线X两侧，后轮为驱动轮。本实施例中，电容传感器15包括设置于壳体3前部的部分，以及设置于壳体3后部的部分，以使得自动割草机1在前进和后退时，电容传感器15都能够及时识别非草地，尤其的，电容传感器15部分设置于后轮后侧，使得自动割草机1后退时对非草地的反应更及时。本实施例中，电容传感器15较前轮和后轮远离纵轴线X设置，也就是说，电容传感器15在壳体3的两侧相对于前轮和后轮更靠近壳体3的外侧设置，这样设置的好处是能够及时检测到壳体3两侧的非草地，避免自动割草机1进入非草地，发生跌落等事故。

本实施例中，自动割草机1还包括悬崖识别装置11，安装于壳体3，与控制模块电连接，识别自动割草机1移动方向的前方是否为悬崖。自动割草机1工作场景中的悬崖包括，草地边缘的台阶，草地内的凹坑等。本实施例中，悬崖识别装置11包括活动支撑件13，安装于壳体3。活动支撑件13在被地表支撑的第一位置，以及悬空的第二位置之间可活动。活动支撑件13在第一位置与第二位置间的活动，包括竖直移动。本实施例中，活动支撑件13为悬挂轮。

参考图1和图4，当自动割草机1正常移动和工作时，悬挂轮被地表支撑，位于第一位置。当自动割草机1行驶至悬崖时，悬挂轮失去支撑，在自身重力作用下向下运动，位于第二位置。因此，当检测到悬挂轮由第一位置运动到第二位置时，可判断自动割草机1行驶至悬崖。

本实施例中，悬崖识别装置11包括霍尔元件，安装于壳体3，以及磁性部件，随悬挂轮移动。磁性部件面向霍尔元件。悬挂轮向下运动时，霍尔元件检测磁性部件的磁场变化，从而检测悬挂轮由第一位置运动到第二位置。

可以理解的是，检测悬挂轮由第一位置运动到第二位置，也可以采用其他传感器实现。例如，在壳体3上设置红外信号对射传感器，即一端为发射管，一端为接收管，悬挂轮位于第一位置时，由于悬挂轮上端盖的阻挡，接收管无法接收到发射管的发射信号。悬挂轮位于第二位置时，悬挂轮上端盖向下运动，使得发射管发出的红外信号被接收管接收，由此可判断悬挂轮由第一位置运动到第二位置。

本实施例中，悬挂轮的安装位置可参考图3。如图3，本实施例中，悬挂轮设置在前轮的前侧。当自动割草机1行驶至悬崖时，悬挂轮能够及时检测到悬崖，防止自动割草机1继续向前移动跌落悬崖，且使得自动割草机1壳体3的大部分仍然保持在平地上，自动割草机1的重心仍然保持在平地上，使得自动割草机1能够通过改变移动方式及时离开悬崖。

具体的，本实施例中，悬挂轮设置在电容传感器15的前侧，起到保护电容传感器15的作用。若电容传感器15设置在悬挂轮的前侧，在自动割草机1上坡等工作场景中，前部的电容传感器15容易与地面发生接触受到损伤。另外，自动割草机1在崎岖的地面行驶时，地面的突起会造成自动割草机1壳体3前端翘起，若前部的电容传感器15太靠近壳体前端，则基于杠杆原理，前部的电容传感器15将离地面很远，即使下方为草地，也容易误检测为非草地，引起误判断。因此，优选的，将电容传感器15设置在悬挂轮的后侧。

本实施例中，前轮为支撑轮。当自动割草机1正常移动和工作时，即悬挂轮被地表支撑、相对地表滚动时，支撑轮不与地表接触，不起支撑作用。当自动割草机1行驶至悬崖，悬挂轮跌落时，支撑轮与地表接触，起支撑作用，帮助自动割草机1离开悬崖。在其他实施例中，支撑轮可以设置于刀盘护罩，使得自动割草机1更加美观。

可以理解的是，在其他实施例中，悬挂轮也可以设置在后轮后侧，或者前后轮的两侧，即使得悬挂轮较前轮或后轮远离纵轴线X设置，使得自动割草机1能够及时识别后方或两侧的悬崖，保证自动割草机1工作的安全性。

如上所述，本实施例中，自动割草机1包括悬崖识别装置11和草地识别装置9。当悬崖识别装置11识别到自动割草机1移动方向的前方为悬崖时，输出第一识别信号；当草地识别装置9识别到自动割草机下方或移动方向的前方为非草地时，输出第二识别信号；控制模块响应于第一识别信号或者第二识别信号，控制自动割草机1执行应急反应动作。

本实施例中，当悬崖识别装置11识别到自动割草机1移动方向的前方为悬崖时，即控制模块接收到第一识别信号后，将立即控制自动割草机1执行应急反应动作。这是因为当自动割草机1行驶至悬崖时，若继续向前移动可能造成自动割草机1整机的跌落，或使得自动割草机1难以离开悬崖。当草地识别装置9识别到自动割草机1下方或移动方向的前方为非草地时，即控制模块接收到第二识别信号时，不会立即控制自动割草机1执行应急反应动作，而是延时第一预设时间，使自动割草机1继续向前移动，监测自动割草机1下方或移动方向的前方是否仍为非草地，若持续识别到非草地，则在第一预设时间后控制自动割草机1执行应急反应动作，若第一预设时间内重新识别到草地，则控制自动割草机1继续移动和工作。这样设置的原因为，草坪上可能存在局部的无草或矮草区域，被草地识别装置9识别为非草地，若频繁的响应于这些局部区域，会降低自动割草机1的工作效率，且导致被这些局部区域分隔开的区域无法被切割到，给用户带来槽糕的体验。而事实上，只要跨过这些局部区域，草地识别装置9就会再次识别到草地，自动割草机1就能够正常工作。因此，为了区分真正的非工作区域和草坪中的局部无草或矮草区域，使控制模块对草地识别装置9输出的非草地的识别结果的响应延时预设时间，在预设时间后再判断自动割草机1是否行驶至非工作区域，如此提高了草地识别装置9识别的稳定性。可以理解的是，延时处理既可以在主控制板中完成，即草地识别装置直接将识别结果输出给主控制板，主控制板延时预设时间判断是否响应；也可以在与传感器直接连接的芯片中完成，即预设时间内草地识别装置9输出的识别结果一致时芯片向主控制板发送信号，主控制板响应。

综上，本实施例中，控制模块对第一识别信号的响应时间短于对第二识别信号的响应时间。当自动割草机1同时识别到非草地和悬崖时，自动割草机1对悬崖响应的优先级应该高于对非草地响应的优先级，也就是说，自动割草机1会立即做出应急反应动作，而不是延时预设时间后再判断。当悬崖识别装置11与草地识别装置9输出的信号冲突时，同样的，悬崖识别的优先级应该高于草地识别的优先级。具体的，本实施例中，当悬崖识别装置11输出第一识别信号，而草地识别装置9未输出第二识别信号时，控制模块控制自动割草机1执行应急反应动作，优选的，控制模块控制自动割草机1立即执行应急反应动作。也就是说，当自动割草机1识别到悬崖时，无论是否识别到非草地，均应立即做出响应。当草地识别装置9输出第二识别信号，而悬崖识别装置11未输出第一识别信号时，控制模块控制自动割草机1继续向前移动至少第一预设时间，根据第一预设时间内的识别结果判断是否控制自动割草机1执行应急反应动作。也就是说，当自动割草机1识别到非草地，但未识别到悬崖时，自动割草机1延时预设时间再响应。自动割草机1对悬崖和对非草地的响应逻辑由自动割草机1的工作特性，场景特性等因素决定，两者的配合应能在保证安全性的前提下提高自动割草机1的工作效率，使自动割草机1的整体效能达到最佳。

本实施例中，自动割草机1的应急反应动作包括刹车、或后退、或转向，具体的，可以是上述几种动作的组合，例如，先刹车，再后退和转向。具体的，当自动割草机1识别到悬崖时，立即刹车并后退。当自动割草机1识别到非草地时，可以根据非草地的方向执行转向，例如，若非草地在自动割草机1的左侧，则自动割草机1向右转向，若非草地在自动割草机1的右侧，则自动割草机1向左转向。应急反应动作还可以包括停止切割。当草地识别装置9识别到非草地时，自动割草机1虽然不会立即执行应急反应动作，但可以提前减速。

本实施例中，自动割草机1识别到悬崖时，立即刹车并后退，自动割草机1后退时，跌落的悬挂轮可能被悬崖卡住，对自动割草机1后退造成困难。为了避免上述现象的发生，可以将活动支撑件13设计成球体，使得自动割草机1能够方便、快速的离开悬崖。

本发明的第二实施例中，自动割草机的结构和控制方法与第一实施例中基本相同，差异在于，悬崖检测装置11包括信号发射器21和信号接收器23。具体的，信号发射器21用于向自动割草机1的前方地面发射识别信号；信号接收器23用于接收经地面反射后的识别信号；还包括处理模块，基于信号接收器的输出，判断自动割草机1与前方地面的竖直距离是否大于或等于预设距离值；当处理模块判断自动割草机1与前方地面的竖直距离大于或等于预设距离值时，悬崖识别装置11输出第一识别信号。

如图6所示，本实施例中，信号发射器21发射识别信号的方向与信号接收器23接收识别信号的方向成预设夹角，使得前方地面与自动割草机的竖直距离小于预设距离值时，信号接收器23能够接收到识别信号，当信号接收器23接收不到识别信号时，处理模块判断自动割草机1与前方地面的竖直距离大于或等于预设距离值。具体的，预设夹角小于或等于90度。

本发明的第三实施例中，自动割草机的结构和控制方法与第二实施例中基本相同，差异在于，信号发射器发射识别信号的方向与信号接收器接收识别信号的方向平行，通常，信号接收器与信号发射器紧邻，使得信号接收器能够接收到经地面反射的识别信号，处理模块根据信号接收器接收到识别信号的时间与信号发射器发射识别信号的时间差，判断前方地面与自动割草机1的竖直距离是否大于或等于预设距离值(参考图7(a)、(b))。

本发明的第二和第三实施例中的识别信号可以是红外信号、或超声波信号、或激光信号等。

本发明还提供一种自动割草机1的环境检测模块，用于识别自动割草机1将要前进的区域是否存在崖边等低区域的地形。本实施例中，后轮为驱动轮，前轮为导向轮。

结合图1、图4及图5，环境检测模块包括悬崖识别装置及控制模块，悬崖识别装置用于识别自动割草机1前进位置的地形，控制模块与悬崖识别装置进行电性连接，用于根据悬崖识别装置所识别的第一识别结果控制自动割草机进行继续前进或是停止、后退、转弯等。其中，悬崖识别装置包括探测部件、检测单元及识别单元，本实施例中的探测部件为一悬挂轮，悬挂轮一般设置在自动割草机的前进方向的前端部或后端部等，以自动割草机1向前行走为例，悬挂轮设置在前进方向的自动割草机1的前端部，一般在悬挂轮在未探测到崖边的情况下，该悬挂轮与地面进行接触，并且该悬挂轮可随自动割草机1的行走而滚动，当自动割草机1行走至崖边，即悬挂轮可因无法接触地面处于悬空位置，悬挂轮由于自重且没有地面给予它的支撑力，而处于相较于原来位置向下发生一定的位移的第二位置，当检测单元检测到悬挂轮处于第二位置时，上述识别单元便识别自动割草机1所前进的方向已接近崖边，这样，控制模块便根据上述识别单元所识别的上述结果，控制自动割草机1停止向前继续前行。更详细地说，上述悬崖识别装置还包括弹性部件设置在探测部件及自动割草机的壳体之间，探测部件可通过弹性部件相对于自动割草机1的壳体在一定范围内移动，检测单元可包括霍尔传感器及设置在悬挂轮上的磁性部件，该磁性部件的位置可随悬挂轮的位置变化而变化，霍尔传感器一般设置在壳体上，霍尔传感器可通过感测该磁性部件所产生的磁场的变化而判断该悬挂轮的位置，设定当悬挂轮处于悬空的上述第二位置时，霍尔传感器所感测到磁性部件所产生的磁场值为α，当霍尔传感器检测到磁场值为α时，认定该悬挂轮处于第二位置，上述识别单元判定自动割草机1所前进的方向已接近崖边。当然，上述检测单元还可包括红外传感器，该红外传感器包括发射单元及接收单元，当悬挂轮处于悬空的上述第二位置，接收单元可接收到发射单元所发射的红外信号，此时，悬崖识别装置便判定自动割草机1所前进的方向已接近崖边。具体红外传感器的实现原理，由于是本领域的现有技术，本发明在此不再赘述。

当自动割草机1后退时，悬挂轮可设置在自动割草机1的后端部，其原理与上述内容类似，本发明在此不作赘述。

除了上述霍尔传感器及红外传感器，上述检测单元还可包括其他传感器，只要能达到本发明的发明目的即可，其实现方式本发明在此不作限定。

当然，处理上述探测部件除了利用悬挂轮进行位置探测，还可以利用其它探测装置，只要能达到本发明的发明目的即可，其实现方式本发明在此不作限定。

上述环境检测模块还包括草地识别装置9草地识别装置，该草地识别装置也与控制模块电性连接，用以检测自动割草机1的作业区域的边界，控制模块可根据草地识别装置的第二识别结果，控制自动割草机1进行行走，具体地，上述草地识别装置可以包括电容传感器，上述电容传感器可因自动割草机1附近的区域的地表材质的不同而检测到不同的电容值，进而确定是否自动割草机作业区域的边界。控制模块可通过电容传感器所判定作业区域的边界，控制自动割草机1在工作区域内进行工作。除了电容传感器，上述草地识别装置还可包括湿度传感器，通过检测地表湿度判定是否为作业区域。

上述草地识别装置也可通过与悬崖识别装置相配合，通过控制模块控制自动割草机行走路线或行走速度，例如，当草地识别装置检测到作业边界，且悬崖识别装置未检测到悬崖时，控制模块可控制适当降低自动割草机1的行走速度，继续前行，当自动割草机的草地识别装置未检测到作业边界，但悬崖识别装置检测到悬崖，控制模块可控制自动割草机停止前行。

本发明还提供一种悬崖识别装置，包括信号发射器、信号接收器、处理模块。其中：

信号发射器21，用于在自动割草机移动时向前方地面发射识别信号；

信号接收器23，用于接收经地面反射后的识别信号；

处理模块，基于信号接收器的输出，判断自动割草机与前方地面的竖直距离是否大于或等于预设距离值；

当处理模块判断自动割草机与前方地面的竖直距离大于或等于预设距离值时，悬崖识别装置输出第一识别信号。以上所述自动割草机，可有效识别地面是否平坦，并及时躲避，防止意外事故。

参考图7(a)，自动割草机在正常移动的情况下，地面是平坦的，自动割草机可以正常的移动执行割草任务，此时，自动割草机到地面的距离是正常的距离。当自动割草机遇到台阶、坑或者其它低地面时，参见图7(b)，自动割草机到地面的距离明显的会大于正常距离，表明地面是不平坦的，即可控制自动割草机后退避免摔落等不良安全事故。

一实施例中，如图6所示，信号发射器发射识别信号的方向与信号接收器接收识别信号的方向成小于或等于90度的第一预设夹角，使得前方地面位于阴影内时，信号发射器发射的识别信号经地面反射后能够被信号接收器接收到，具体的，当前方地面与自动割草机的竖直距离小于第一预设距离值时，信号接收器能够接收到识别信号，从而表明地面是正常的，移动模块带动自动割草机正常向前移动。当前方地面位于阴影外时，具体的，当前方地面与自动割草机的竖直距离大于或等于第一预设距离值时，信号接收器接收不到识别信号，处理模块向控制模块输出第一识别信号，控制模块控制自动割草机调整移动方式。前方地面与自动割草机的竖直距离小于第一预设距离值时，信号接收器能够接收到识别信号，自动割草机可以向前方正常移动，当信号接收器接收不到识别信号时，则地面可能为台阶、坑或者其它低地面，使自动割草机与地面的距离大于或等于第一预设距离值。

另一实施例中，参见图7(a)和图7(b)，信号发射器发射识别信号的方向与信号接收器接收识别信号的方向平行，具体的，信号接收器的接收装置(图未示)靠近信号发射器的发射装置(图未示)设置，使得信号接收器能够接收到经地面反射的识别信号。信号接收器接收到识别信号后，处理模块根据信号接收器接收到识别信号的时间与信号发射器发射识别信号的时间差，判断前方地面与自动割草机的竖直距离。当前方地面与自动割草机的竖直距离小于第二预设距离值时，表明地面是正常的，移动模块可以带动自动割草机正常向前移动。当前方地面与自动割草机的竖直距离大于或等于第二预设距离值时，则地面可能为台阶、坑或者其它低地面，控制自动割草机调整移动方式，如控制自动割草机停止移动，或后退，或转向等。

在具体实现时，信号发射器可以为红外、超声波或激光发射器。

本发明不局限于所举的具体实施例结构，基于本发明构思的结构和方法均属于本发明保护范围。

Claims (23)

1.一种自移动园艺设备，包括：壳体、移动模块、任务执行模块和控制模块；

所述移动模块和任务执行模块安装于所述壳体；

所述控制模块与移动模块、任务执行模块电连接，控制移动模块带动园艺设备移动，并控制任务执行模块执行工作任务；其特征在于，

所述园艺设备还包括悬崖识别装置，安装于所述壳体，与所述控制模块电连接，识别园艺设备移动方向的前方是否为悬崖，识别到园艺设备移动方向的前方为悬崖时，输出第一识别信号；

所述园艺设备还包括草地识别装置，安装于所述壳体，与所述控制模块电连接，识别园艺设备下方或移动方向的前方是否为非草地，识别到园艺设备下方或移动方向的前方为非草地时，输出第二识别信号；

所述控制模块响应于所述第一识别信号或者第二识别信号，控制园艺设备执行应急反应动作，且当所述控制模块接收到所述悬崖识别装置输出的第一识别信号时，所述控制模块控制园艺设备执行应急反应动作；当所述草地识别装置输出第二识别信号，而所述悬崖识别装置未输出第一识别信号时，所述控制模块控制园艺设备继续向前移动至少第一预设时间，若在所述第一预设时间内持续识别到非草地，则在第一预设时间后控制自动割草机执行应急反应动作。

2.根据权利要求1所述的园艺设备，其特征在于，所述控制模块控制移动模块带动园艺设备在预设工作区域内移动和工作，所述预设工作区域由所述草地识别装置的识别来限定。

3.根据权利要求2所述的园艺设备，其特征在于，所述移动模块带动所述园艺设备在预设工作区域内移动和工作时，所述园艺设备与草地边缘的最小距离不大于30mm。

4.根据权利要求1所述的园艺设备，其特征在于，所述控制模块对第一识别信号的响应时间短于对第二识别信号的响应时间。

5.根据权利要求1所述的园艺设备，其特征在于，所述悬崖识别装置包括活动支撑件，安装于所述壳体；所述活动支撑件在被地表支撑的第一位置，以及悬空的第二位置之间可活动，当所述活动支撑件由第一位置运动到第二位置时，所述悬崖识别装置输出第一识别信号。

6.根据权利要求5所述的园艺设备，其特征在于，所述活动支撑件为滚轮，或者，所述活动支撑件为球体。

7.根据权利要求5所述的园艺设备，其特征在于，所述活动支撑件在第一位置与第二位置间的活动，包括竖直移动。

8.根据权利要求5所述的园艺设备，其特征在于，所述悬崖识别装置包括霍尔元件，安装于壳体；以及磁性部件，随活动支撑件移动；所述霍尔元件检测磁性部件的磁场变化，从而检测所述活动支撑件由第一位置运动到第二位置。

9.根据权利要求5所述的园艺设备，其特征在于，所述移动模块包括沿园艺设备移动方向的前支撑件和后支撑件，所述活动支撑件设置于前支撑件的前侧，或者后支撑件的后侧。

10.根据权利要求9所述的园艺设备，其特征在于，所述活动支撑件设置于所述前支撑件的前侧，所述活动支撑件位于第一位置时，所述前支撑件不与地表接触，所述活动支撑件位于第二位置时，所述前支撑件与地表接触。

11.根据权利要求10所述的园艺设备，其特征在于，所述任务执行模块包括切割刀盘，安装于壳体底部，还包括设置于刀盘外围的护罩，所述前支撑件设置于所述护罩。

12.根据权利要求5所述的园艺设备，其特征在于，所述移动模块包括沿园艺设备移动方向的前支撑件和后支撑件，所述壳体包括沿移动方向的纵轴线，所述活动支撑件较所述前支撑件或后支撑件远离所述纵轴线设置。

13.根据权利要求5所述的园艺设备，其特征在于，所述活动支撑件设置于草地识别装置的沿园艺设备移动方向的前侧。

14.根据权利要求1所述的园艺设备，其特征在于，所述移动模块包括沿园艺设备移动方向的前支撑件和后支撑件，所述草地识别装置部分设置于后支撑件的后侧。

15.根据权利要求1所述的园艺设备，其特征在于，所述移动模块包括沿园艺设备移动方向的前支撑件和后支撑件，所述壳体包括沿移动方向的纵轴线，所述草地识别装置较所述前支撑件或后支撑件远离所述纵轴线设置。

16.根据权利要求1所述的园艺设备，其特征在于，所述草地识别装置包括电容传感器。

17.根据权利要求1所述的园艺设备，其特征在于，所述应急反应动作包括刹车、或后退、或转向。

18.根据权利要求1所述的园艺设备，其特征在于，所述悬崖识别装置包括：

信号发射器，用于向园艺设备的前方地面发射识别信号；

信号接收器，用于接收经地面反射后的识别信号；

处理模块，基于信号接收器的输出，判断园艺设备与前方地面的竖直距离是否大于或等于预设距离值；

当处理模块判断园艺设备与前方地面的竖直距离大于或等于预设距离值时，所述悬崖识别装置输出第一识别信号。

19.根据权利要求18所述的园艺设备，其特征在于，所述信号发射器发射识别信号的方向与信号接收器接收识别信号的方向成预设夹角，使得前方地面与园艺设备的竖直距离小于预设距离值时，信号接收器能够接收到识别信号，当信号接收器接收不到识别信号时，处理模块判断园艺设备与前方地面的竖直距离大于或等于预设距离值。

20.根据权利要求19所述的园艺设备，其特征在于，所述预设夹角小于或等于90度。

21.根据权利要求18所述的园艺设备，其特征在于，所述信号发射器发射识别信号的方向与信号接收器接收识别信号的方向平行，使得信号接收器能够接收到经地面反射的识别信号，处理模块根据信号接收器接收到识别信号的时间与信号发射器发射识别信号的时间差，判断前方地面与园艺设备的竖直距离是否大于或等于预设距离值。

22.根据权利要求18-21任一项所述的园艺设备，其特征在于，所述识别信号为红外信号、或超声波信号、或激光信号。

23.根据权利要求1所述的园艺设备，其特征在于，所述园艺设备为自动割草机。

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