CN107515603A - 自动行走设备及其在坡面的行走方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动行走设备及其在坡面的行走方法，该方法包括步骤：获取坡面的坡角β；判断坡角β与阈值角γ之间的大小关系；若坡角β大于阈值角γ，自动行走设备在所述坡面上沿着第一路径行走，自动行走设备沿第一路径行走的行走方向与行走方向在水平面上的投影的夹角为角α，且角α不大于阈值角γ。该设备和方法，当自动行走设备在坡角较大的坡面上行走时，控制其以第一路径行走，无论上坡或下坡，其具有较小的仰角或俯角，对自动行走设备的驱动电机和制动装置的要求较低，自动行走设备行走较为轻松，成本大幅降低。

Description

自动行走设备及其在坡面的行走方法

技术领域

本发明涉及自动行走领域，特别是涉及一种自动行走设备及其在坡面的行走方法。

背景技术

智能的自动行走设备为人们所熟知，由于自动行走设备可以自动预先设置的程序执行预先设置的相关任务，无须人为的操作与干预，因此在工业应用及家居产品上的应用非常广泛。工业上的应用如执行各种功能的机器人，家居产品上的应用如割草机、吸尘器、扫地机等，这些智能的自动行走设备极大地节省了人们的时间，给工业生产及家居生活都带来了极大的便利。

自动行走设备在行走过程中有可能会遇到坡面，自动行走设备需要在坡面上执行相关任务。自动行走设备位于坡角较小的坡面上时，自动行走设备还能够正常工作。但是，自动行走设备处于坡角较大的坡面上时，当自动行走设备处于上坡状态时，自动行走设备从坡底至坡顶的行走路径为最短路径时，驱动自动行走设备行走的驱动电机的驱动电流会大幅增加，对驱动电机的要求较高，驱动电机的成本和可靠性均有影响，也容易造成驱动电机的烧毁，自动行走设备停止工作；当自动行走设备处于下坡状态时，自动行走设备从坡顶至坡底的行走路径为最短路径时，要求自动行走设备需要良好的制动性能，每次下坡对于制动装置的损耗较大，导致经常要更换制动装置，成本大幅提升。

发明内容

基于此，有必要提供一种自动行走设备轻松在坡角较大的坡面上行走的方法以及自动行走设备。

一种自动行走设备在坡面的行走方法，用于控制自动行走设备在坡面上行走的路径，所述坡面与水平面之间的夹角为坡角，其包括以下步骤：获取坡面的坡角β；判断所述坡角β与阈值角γ之间的大小关系；若坡角β大于阈值角γ，自动行走设备在所述坡面上沿着第一路径行走，自动行走设备沿所述第一路径行走的行走方向与所述行走方向在所述水平面上的投影的夹角为角α，且角α不大于阈值角γ。

在其中一个实施例中，所述第一路径的形状为锯齿形。

在其中一个实施例中，当所述第一路径到达所述坡面的边界后，所述第一路径转动转动角，远离所述边界。

在其中一个实施例中，所述坡面为平面时，所述第一路径达到所述坡面的一侧边界后，所述第一路径随即转弯，并朝向所述坡面的另一侧边界。

在其中一个实施例中，自动行走设备沿第一路径行走前，自动行走设备在坡面上转动，直至自动行走设备的纵向轴线与坡面和水平面的交界线的夹角为角θ，且sinθ不大于sinγ/sinβ。

在其中一个实施例中，在自动行走设备沿着第一路径行走时，实时获取坡角β，若坡角β不大于阈值角γ时，生成延时信号，自动行走设备沿先前的行走方向行走，所述延时信号终止后，若获取的坡角β仍不大于阈值角γ，自动行走设备随即沿任意路径行走。

在其中一个实施例中，所述阈值角γ为30度。

在其中一个实施例中，若获取所述坡面的坡角β不大于阈值角γ，自动行走设备在所述坡面上沿着第二路径行走，所述第二路径随机生成。

在其中一个实施例中，所述第二路径为直线。

一种自动行走设备，可在坡面上行走，所述坡面与水平面之间的夹角为坡角，包括：壳体；行走模块，安装于所述壳体，所述行走模块带动自动行走设备行走和转向；控制模块，与所述行走模块连接，用以控制所述行走模块；所述控制模块包括：角度检测单元，用以获取自动行走设备所处角度；判断单元，与所述角度检测单元连接，所述判断单元存储有阈值角γ，并判断所述角度检测单元获取的角度与阈值角γ之间的大小关系；路径控制单元，控制所述行走模块的行走路径，若所述角度检测单元获取的坡角β大于阈值角γ，所述路径控制单元控制所述行走模块在所述坡面上沿着第一路径行走，所述角度检测模块获取自动行走设备沿所述第一路径行走的行走方向与所述行走方向在所述水平面上的投影的夹角角α，并且通过所述判断单元和所述控制模块控制角α不大于阈值角γ。

在其中一个实施例中，所述路径控制单元控制所述行走模块行走的第一路径的形状为锯齿形。

在其中一个实施例中，所述控制模块还包括转动控制单元，用以控制所述行走模块的转动量。

在其中一个实施例中，所述行走模块沿第一路径行走前，所述转动控制单元控制所述行走模块在所述坡面上转动，直至自动行走设备的纵向轴线与坡面和水平面的交界线的夹角为角θ，且sinθ不大于sinγ/sinβ。

在其中一个实施例中，所述控制模块还包括：边界监测单元，设置在所述壳体上，用以监测自动行走设备和边界之间的位置关系，所述边界监测单元监测到自动行走设备至少部分超出边界后，所述转动控制单元控制所述行走模块转动转动角。

在其中一个实施例中，所述坡面为平面时，所述行走模块沿着所述第一路径行走的过程中，所述边界监测单元检监测到自动行走设备至少部分超出所述坡面的一侧边界后，所述转动控制单元控制所述行走模块随即转弯，并且所述路径控制单元控制所述行走模块朝向所述坡面的另一侧边界行走。

在其中一个实施例中，所述控制模块还包括延时控制单元，当所述行走模块沿着第一路径行走时，所述角度检测单元获取的所述坡面的坡角β不大于阈值角γ时，所述延时控制单元生成延时信号；所述延时信号终止前，所述行走模块沿先前的行走方向行走，所述延时信号终止后，若所述角度检测单元获取的坡角β仍不大于阈值角γ，所述路径控制单元随即控制所述行走模块沿任意路径行走。

在其中一个实施例中，若所述角度检测单元获取所述坡面的坡角β不大于阈值角γ，所述路径控制单元控制所述行走模块在所述坡面上沿着第二路径行走，所述第二路径随机生成。

在其中一个实施例中，所述第二路径为直线。

在其中一个实施例中，所述行走模块包括：驱动电机；驱动轮，与所述驱动电机连接，并由所述驱动电机驱动旋转；履带，与所述驱动轮连接，并由所述驱动轮驱动转动。

在其中一个实施例中，所述行走模块包括：驱动电机；多个行走轮，可在地面行走，并均有所述驱动电机驱动。

上述自动行走设备和方法，当自动行走设备在坡角较大的坡面上行走时，控制其以第一路径行走，无论上坡或下坡，其具有较小的仰角或俯角，对自动行走设备的驱动电机和制动装置的要求较低，自动行走设备行走较为轻松，成本大幅降低。

附图说明

图1为第一实施例中的自动割草机在坡面的行走方法的流程框架图；

图2为自动割草机在为平面的坡面上行走的示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为自动割草机在圆台形斜坡的坡面上行走的示意图；

图5为第二实施例中的自动割草机在坡面的行走方法的部分流程框架图；

图6为第三实施例中的自动割草机在坡面的行走方法的部分流程框架图；

图7为第四实施例中的自动割草机的结构框架图；

图8为第五实施例中的自动割草机的结构框架图；

图9为第六实施例中的自动割草机的结构框架图。

其中：

11.坡面 12.水平面 21.第一路径

200.自动割草机 210.壳体 220.行走模块

221.驱动电机 222.驱动轮 223.履带

230.控制模块 231.角度检测单元 232.判断单元

234.延时控制单元 235.转动控制单元 236.边界监测单元

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。

本发明的自动行走设备可以是自动割草机、自动吸尘器等，它们自动行走于工作区域的地面或表面上，进行割草和吸尘工作。当然，自动行走设备不限于自动割草机和自动吸尘器，也可以为其它设备，如喷洒设备、监视设备等等适合无人值守的设备，在此以自动割草机为自动行走设备为具体实施例来对本发明披露的自动行走设备及其在坡面的行走方法进行说明。

在第一实施例中，请参考图1，图1为自动割草机在坡面的行走方法流程框架图，该方法可以控制自动割草机在坡面上行走的路径，自动割草机在行走的过程中可以同时执行割草任务。当然，自动行走设备为其他自动行走设备时，其在坡面上行走时，也可以执行其相应的任务。在本实施例中，该方法包括步骤：

S110：获取坡面的坡角β。具体的，该坡面为自动割草机需要在其上行走的坡面，该坡面与水平面之间的夹角为坡角，该坡面可以通过角度测量装置来测量该坡面的坡角β。在本实施例中，该角度测量装置设置在自动割草机上，首先自动割草机行走至坡面上，然后角度测量装置通过自动割草机自身的角度变化来获取该坡面的坡角β。优选的，该角度测量装置为陀螺仪，陀螺仪设置在自动割草机上，通过陀螺仪测量得到自动割草机的角运动的变化，通过相应的软件计算得到相应的坡角β。当然，坡面的坡角也可以通过其他方式得到，如通过激光、声波、红外等方式进行测量。

S130：判断坡角β是否大于阈值角γ。

具体的，当坡面的坡角大于一定的数，自动割草机在该坡面上行走时，对自动割草机的性能要求较高。若自动割草机以该坡角为仰角按照最短路径上坡时，该自动割草机的驱动电机的电流会大幅的增加，对驱动电机的要求较高；当自动割草机以该坡角为俯角按照最短路径下坡时，自动割草机需要良好的制动性能，不然会导致速度失控，造成危险。在此，需要界定坡面坡角β的临界角度，当坡角β小于该临界角度时，自动割草机无论是上坡还是下坡，对其驱动电机和制动性能要求不高；而当坡角β大于该临界角度时，自动割草机以较大的仰角或俯角上坡或下坡，对其性能要求较高。在本实施例中，预先设定该临界角度为阈值角γ，该阈值角γ可以根据驱动电机性能等进行设置，更进一步的，该阈值角γ为20度至45度之间，其可以选择为20度、25度、30度、35度、40度、45度等。

S150：若坡角β大于阈值角γ，自动行走设备在坡面上沿着第一路径行走，自动行走设备沿第一路径行走的行走方向与行走方向在水平面上的投影的夹角为角α，且角α不大于阈值角γ。

具体的，当坡面的坡角β大于阈值角γ时，如果自动割草机在该坡面上以最短路径上坡或下坡行走，自动割草机的仰角或俯角为β，即自动割草机行走过程中的仰角或俯角会大于阈值角γ，自动割草机以较大的仰角或辅角进行相应的行走时，对其驱动电机或者制动机的消耗较大。当坡角β大于阈值角γ时，自动割草机并不适合在该坡面上以最短路径上坡或下坡。请参考图2，在该坡面上，自动割草机沿着第一路径行走，自动割草机沿该第一路径行走的行走方向与该行走方向在水平面上的投影的夹角为角α，并且该角α不大于阈值角γ。为了简单起见，图2中示意的第一路径为直线，自动割草机在第一路径的某一瞬时的行走方向是与第一路径一致的，在此该角α可以视为第一路径与该第一路径在水平面上的投影的夹角。本领域技术人员可以理解的是，当第一路径不为直线时，该角α为自动割草机沿第一路径行走时的瞬时，其当前瞬时的行走方向与该方向在水平面上的投影的夹角。

请继续参考图2，当自动割草机沿着第一路径上坡时，自动割草机行走的仰角为角α，即该自动割草机是以小于阈值角γ的仰角上坡的，以该角度上坡时，驱动电机只需输出较小的电流就可以驱动自动割草机上坡，对驱动电机的要求不是很高；当自动割草机沿着第一路径下坡时，自动割草机行走的俯角为角α，即该自动割草机是以小于阈值角γ的俯角下坡的，以该角度下坡时，对于自动割草机的制动性能要求不高，不易造成速度失控的危险，并且制动装置不会造成过多的损耗，制动装置无需经常更换，大幅降低成本。

进一步的，当自动割草机沿着第一路径在坡面上行走时，当其到达坡面的边界后，自动割草机转动转动角，避免出现自动割草机掉下坡面或者超出由边界界定的工作区域工作等现象出现。然后，自动割草机继续沿着第一路径行走，其继续保持着仰角或者俯角为α上坡或下坡。

更进一步的，为了提升自动割草机的行走效率，自动割草机在坡面上行走时，第一路径的形状为锯齿形。自动割草机在第一路径行走过程中，走完一段路程之后，其可以转弯然后继续行走，这两段路程之间形成一定的夹角。自动割草机行走时转弯的位置可以为坡面的边界或认为设定的边界，也可以为自动行走设备行走预设的距离或预设的时间后所处的位置，也可以该位置为随机产生的位置。

具体的，请参考图2和图3，此时，坡面11为一平面，坡面11与水平面12之间的夹角为坡角，自动割草机沿着第一路径21在坡面11上坡。自动割草机沿着第一路径到达坡面的一侧边界，自动割草机200随即转弯，当其转弯后，自动割草机200继续保持着上坡的趋势，然后继续沿着第一路径21朝向坡面10的另一侧边界行走，此时自动割草机200仍然保持较合理的仰角，自动割草机200的驱动电机也不会输出较大的电流。自动割草机200每当上坡行走至坡面11一侧边界时，其随即转弯然后朝向与该侧相反的另一侧边界行走，并且与之前行走时保持相同的上坡趋势。请参考图3，该第一路径21可以人为的分割成多个路径段，每次自动割草机200转弯与其前一次转弯时行走的路径定义为路径段。优选的，每一路径段均为一直线，从而该第一路径类似于锯齿形。当然，该路径段也可以为半径较大的弧形或其他形状，总之，使得第一路径21与第一路径21在所述水平面上的投影的夹角为角α，且角α不大于阈值角γ即可。当然本领域技术人员可以理解的是，控制自动割草机200转弯的角度以及角α的大小，使得自动割草机200能够在一次的上坡过程中，尽量多的路经坡面11上的区域。当然，自动割草机沿着第一路径下坡时，也具有以上相似的行走过程。

坡面可以有多种形状，请参考图4，该斜坡为一圆台形的斜坡，坡面11为圆台的侧面，其并不是一个平面，坡面11与水平面12之间的夹角为坡角，并且该坡面11上并没有人为的设置有边界线，即该坡面11所有的区域均为自动割草机200的工作区域。自动割草机200在坡底上坡，沿着第一路径21行走直至行走至坡顶，自动割草机沿着该第一路径21行走时，其瞬时的行走方向始终保持着与其行走方向在水平面上的投影的夹角为角α，且角α不大于阈值角γ。这样，第一路径21的形状为螺旋上升并且渐变的曲线。同样的，自动割草机200在该坡面上下坡时，该第一路径具有相类似的曲线。

S170：若获取坡面的坡角β不大于阈值角γ，自动割草机在坡面上沿着第二路径行走，第二路径随机生成。

具体的，当坡面的坡角β不大于阈值角γ时，自动割草机可以在坡面上按照第二路径上坡或者下坡，该第二路径可以随机生成。自动割草机在该坡面上行走，其上坡或下坡时，相应的最大仰角或俯角均为β，由于β的值不大于阈值角γ。自动割草机无论以何种路径行走，对驱动电机或制动性能均无较高的要求。优选的，该第二路径为直线，自动割草机以一直线路径在坡面上行走。自动割草机可以以最短路径上坡或下坡，也可以以与最短路径呈一定角度的直线上坡或下坡。

在第二实施例中，请参考图5，与第一实施例揭示的方法相比较，步骤S150中，自动割草机沿着第一路径行走之前，还包括步骤S160：自动割草机在坡面上转动，直至自动割草机的纵向轴线与坡面和水平面的交界线的夹角为角θ，且sinθ不大于sinγ/sinβ。具体的，定义沿着自动割草机的前后方为纵向，而自动割草机基本上是沿着纵向轴线左右对称的设备。自动割草机行走至坡角为β的坡面上后，自动割草机在坡面上转动，使得自动割草机的纵向轴线与坡面和水平面的交界线的夹角为角θ，且sinθ不大于sinγ/sinβ，其中γ为阈值角，β为坡角。优选的，自动割草机在原地进行旋转。优选的，该角θ满足sinθ＝sinα/sinβ，这样，自动割草机在沿着第一路径行走时，无需再调整其角度，该状态即为自动割草机沿第一路径行走的初始状态。

在第三实施例中，请参考图6，与第一实施例和第二实施例揭示的方法相比，本实施例揭示的方法还包括步骤：

S191：在自动割草机沿着第一路径行走时，实时获取坡角β。

具体的，当自动割草机在坡面上行走时，坡面不一定是平坦的，其坡面的坡角会发生变化，需要时刻的关注坡角变化情况，以根据其情况来实现自动割草机行走路径的变化。

S193：判断坡角β是否大于阈值角γ。

S195：若坡角β不大于阈值角γ，生成延时信号，沿先前的行走方向行走。

具体的，坡面上难免会有坑洼或者树根等障碍物等不平坦区域，当自动割草机行走至上述不平坦区域时，获取的坡角β发生变化，而当自动割草机远离这些不平坦区域后，还是在坡角β大于阈值角γ的坡面上行走。所以在本步骤中，获取得到的坡角β不大于阈值角γ时，生成延时信号，自动割草机继续按照原来的行走方向行走，该行走方向可以为获取的坡角β不大于阈值角γ前的瞬时行走方向，这样就可以忽略局部不平坦区域对自动割草机的影响。在本实施方式中该延时信号的长度可以为具体的时间、也可以为自动割草机行走的距离等。

S197：延时信号终止后，若获取的坡角β仍不大于阈值角γ，自动割草机随即沿任意路径行走。

具体的，在延时信号终止以后，自动割草机一般均远离了不平坦区域，若获取的坡角β仍不大于阈值角γ，坡面的坡角可能发生了实质性的变化，并且其不再大于阈值角γ，自动割草机可以沿着任意路径行走。优选的，当自动割草机处于上坡状态时，可以沿着最短路径朝向坡顶行走；当自动割草机处于下坡状态时，可以沿着最短路径朝着坡底行走。当然，自动割草机沿着任意路径行走时，仍然可以实时获取坡角β的值，并且与阈值角γ进行比较，当发现坡面的坡角发生实质性的变化后，立即重新沿着第一路径行走，使得角α不大于阈值角γ从而降低自动割草机的负担。

现在请参考图7，图7为第四实施例中披露的自动割草机200的原理框架图，该自动行走设备可以在地面上行走并工作，其包括：壳体210、行走模块220、控制模块230。

行走模块220安装于壳体210上，行走模块220带动自动行走设备200行走和转向。在本实施例中，行走模块220包括驱动电机221、驱动轮222和履带223。驱动电机221可以由能量单元提供能量来输出旋转动力，驱动轮222同时连接驱动电机221和履带223，驱动轮222将驱动电机221输出的旋转动力传递至履带223上，从而来带动自动割草机200的行走。更进一步的，自动割草机200在左右两侧均设置有履带223，并且两侧的履带223分别由不同的驱动电机221来驱动，通过驱动电机221输出的旋转速度的不同来控制两侧履带223的速度差，达到自动割草机200转向的目的。当然，行走模块220还可以包括行走轮组和驱动电机，行走轮组可以包括多个行走轮，驱动电机驱动行走轮转动从而带动自动割草机200行走，并且通过改变行走轮的角度来实现自动割草机200转向。在这些行走轮中，可以设置其中一部分为驱动轮，而其余的为从动轮。在本实施方式中，为了提升自动割草机200的爬坡性能，行走轮组中的所有行走轮可以均由驱动电机驱动，即这些行走轮均为驱动轮。优选的，行走轮组包括四个行走轮，这四个行走轮分别设置在自动割草机200的左右两侧，并且这四个行走轮均有驱动电机驱动，形成一四轮驱动的结构，提升自动割草机200的爬坡性能，并且还可以防止打滑现象的出现。本领域技术人员可以理解的是，行走轮的数量以及驱动方式均可以根据实际情况来进行设置。

控制模块230与行走模块220连接，并且控制行走模块220。控制模块230包括角度检测单元231、判断单元232和路径控制单元233。

角度检测单元231可以用来获取自动割草机200所处角度，该角度检测单元231可以根据自动割草机200状态，自动割草机200的状态为自动割草机200的倾角、前进或后退方向的角度以及所处平面的角度等，角度检测单元231可以根据自动割草机200的状态得到自动割草机200所处坡面的坡角、自动割草机200在坡面上行走的角度等。在本实施例中，该角度测量单元231设置在自动割草机200上，首先自动割草机200行走至坡面上，然后角度测量单元231通过自动割草机200自身的角度变化来获取该坡面的坡角β。优选的，该角度测量单元231为陀螺仪，陀螺仪设置在自动割草机200上，通过陀螺仪测量得到自动割草机200的角运动的变化，通过相应的软件计算得到相应的坡角β。当然，角度及测量单元231可以为其他设备，其可通过激光、声波、红外等方式对坡角进行测量。

判断单元232与角度检测单元231连接，该判断单元232预先存储有阈值角γ，角度检测单元231将获取得到的坡角β传输至判断单元232，判断单元232判断坡角β与阈值角γ之间的大小关系。在本实施例中，该阈值角γ为30度。一般情况下，自动割草机200在坡角大于30度的坡面上按照最短路径上坡时，该自动割草机200的驱动电机221的电流会大幅的增加，对驱动电机221的要求较高；当自动割草机200在坡角大于30度的坡面上按照最短路径下坡时，自动割草机200需要良好的制动性能，不然会导致速度失控，造成危险。当然，该阈值角γ可以根据自动割草机200的质量、驱动电机性能、制动装置性能等不同情况来设置。

路径控制单元233控制行走模块220的行走路径。判断单元232判断得到角度检测单元231获取的坡角β大于阈值角γ，路径控制单元233控制行走模块220在坡面上沿着第一路径行走。在行走模块220在沿着第一路径行走时，角度检测单元231获取自动割草机200的状态，获取得到自动割草机200沿着第一路径行走的行走方向与该行走放心啊个在水平面上的投影的夹角为角α，判断单元232判断角α是否大于阈值角γ，通过路径控制单元233控制行走模块220的行走方向使得角α不大于阈值角γ。当判断单元232得到坡面的坡角β不大于阈值角γ时，路径控制单元233控制行走模块220在坡面上沿着第二路径行走，该第二路径随机生成。优选的，该第二路径为直线。

更进一步的，为了提升自动割草机200的行走效率，路径控制单元233控制行走模块220行走的第一路径的形状为锯齿形。从而，自动割草机200在第一路径行走过程中，走完一段路程之后，其可以转弯然后继续行走，这两段路程之间形成一定的夹角。路径控制单元233控制行走模块220转弯的位置可以为坡面的边界或认为设定的边界，也可以为自动割草机200行走预设的距离或预设的时间后所处的位置，也可以该位置为随机产生的位置。

请参考图8，图8为第五实施例中的自动割草机的结构框架图，本实施例与第四实施例相比较，控制模块230还包括延时控制单元234。在行走模块220沿着第一路径行走时，角度检测单元231实时获取坡角β，并由判断单元232来判断获取的坡角β是否大于阈值角γ。当坡角β不大于阈值角γ时，可能是自动割草机200行走至坡面的不平坦区域，延时控制单元234生成一延时信号，自动割草机200按照原来的行走方向行走，忽略局部不平坦区域对自动割草机200的影响。在本实施例中该延时信号的长度可以为具体的时间、也可以为自动割草机200行走的距离等。在延时信号终止以后，自动割草机200一般均远离了不平坦区域，若角度检测单元231获取的坡角β仍不大于阈值角γ，坡面的坡角可能发生了实质性的变化，其坡角的改变并不是由于不平坦区域引起的，并且坡角β不再大于阈值角γ，路径控制单元233可以控制行走模块220沿着任意路径行走。

请参考图9，图9为第六实施例中的自动割草机的结构框架图，本实施例与第四实施例性比较，控制模块还包括转动控制单元235和边界监测单元236。

转动控制单元235用以控制行走模块220的转动量。行走模块220在沿第一路径行走之前，转动控制单元235控制行走模块220转动一定的转动量，行走模块220转动该转动量后，自动割草机200的纵向轴线与坡面和水平面的交界线的夹角为角θ，且sinθ不大于sinγ/sinβ。优选的，自动割草机200在原地进行旋转。优选的，该角θ满足sinθ＝sinα/sinβ，这样，自动割草机200在沿着第一路径行走时，无需再调整其角度，该状态即为自动割草机200沿第一路径行走的初始状态。

边界监测单元236设置在壳体210内，边界监测单元236用以监测自动割草机200和边界之间的位置关系，该边界可以为坡面的侧边或者人为设定的工作区域。边界监测单元236监测到自动割草机200至少部分超出边界后，转动控制单元235控制行走模块220转动转动角，使得自动割草机200远离边界。具体的，当坡面为一平面，该坡面并没有人为设置边界，该坡面的边界为坡面的两个侧边，自动割草机200沿着第一路径在坡面上行走。自动割草机沿着第一路径到达坡面的一侧边界，边界监测单元236监测到自动割草机200至少部分超出坡面的一侧边界后，转动控制单元235随即控制行走模块200转动一合适的转动量。当自动割草机200转弯后，自动割草机200继续保持着原本上坡或下坡的趋势，然后继续沿着第一路径朝向坡面的另一侧边界行走。自动割草机200每当行走至坡面11一侧边界时，其随即转弯然后朝向与该侧相反的另一侧边界行走，并且与之前行走时保持相同的上坡或下坡趋势。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (20)

1.一种自动行走设备在坡面的行走方法，用于控制自动行走设备在坡面上行走的路径，所述坡面与水平面之间的夹角为坡角，其特征在于，包括以下步骤：

获取坡面的坡角β；

判断所述坡角β与阈值角γ之间的大小关系；

若坡角β大于阈值角γ，自动行走设备在所述坡面上沿着第一路径行走，自动行走设备沿所述第一路径行走的行走方向与所述行走方向在所述水平面上的投影的夹角为角α，且角α不大于阈值角γ。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一路径的形状为锯齿形。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述第一路径到达所述坡面的边界后，所述第一路径转动转动角，远离所述边界。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述坡面为平面时，所述第一路径达到所述坡面的一侧边界后，所述第一路径随即转弯，并朝向所述坡面的另一侧边界。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，自动行走设备沿第一路径行走前，自动行走设备在坡面上转动，直至自动行走设备的纵向轴线与坡面和水平面的交界线的夹角为角θ，且sinθ不大于sinγ/sinβ。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在自动行走设备沿着第一路径行走时，实时获取坡角β，若坡角β不大于阈值角γ时，生成延时信号，自动行走设备沿先前的行走方向行走，所述延时信号终止后，若获取的坡角β仍不大于阈值角γ，自动行走设备随即沿任意路径行走。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若获取所述坡面的坡角β不大于阈值角γ，自动行走设备在所述坡面上沿着第二路径行走，所述第二路径随机生成。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二路径为直线。

9.一种自动行走设备，可在坡面上行走，所述坡面与水平面之间的夹角为坡角，包括：

壳体；

行走模块，安装于所述壳体，所述行走模块带动自动行走设备行走和转向；

控制模块，与所述行走模块连接，用以控制所述行走模块；其特征在于，所述控制模块包括：

角度检测单元，用以获取自动行走设备所处角度；

判断单元，与所述角度检测单元连接，所述判断单元存储有阈值角γ，并判断所述角度检测单元获取的角度与阈值角γ之间的大小关系；

路径控制单元，控制所述行走模块的行走路径，若所述角度检测单元获取的坡角β大于阈值角γ，所述路径控制单元控制所述行走模块在所述坡面上沿着第一路径行走，所述角度检测模块获取自动行走设备沿所述第一路径行走的行走方向与所述行走方向在所述水平面上的投影的夹角角α，并且通过所述判断单元和所述控制模块控制角α不大于阈值角γ。

10.根据权利要求9所述的自动行走设备，其特征在于，所述路径控制单元控制所述行走模块行走的第一路径的形状为锯齿形。

11.根据权利要求9所述的自动行走设备，其特征在于，所述控制模块还包括转动控制单元，用以控制所述行走模块的转动量。

12.根据权利要求11所述的自动行走设备，其特征在于，所述行走模块沿第一路径行走前，所述转动控制单元控制所述行走模块在所述坡面上转动，直至自动行走设备的纵向轴线与坡面和水平面的交界线的夹角为角θ，且sinθ不大于sinγ/sinβ。

13.根据权利要求12所述的自动行走设备，其特征在于，所述控制模块还包括：

边界监测单元，设置在所述壳体上，用以监测自动行走设备和边界之间的位置关系，所述边界监测单元监测到自动行走设备至少部分超出边界后，所述转动控制单元控制所述行走模块转动转动角。

14.根据权利要求13所述的自动行走设备，其特征在于，所述坡面为平面时，所述行走模块沿着所述第一路径行走的过程中，所述边界监测单元检监测到自动行走设备至少部分超出所述坡面的一侧边界后，所述转动控制单元控制所述行走模块随即转弯，并且所述路径控制单元控制所述行走模块朝向所述坡面的另一侧边界行走。

15.根据权利要求9所述的自动行走设备，其特征在于，所述控制模块还包括延时控制单元，当所述行走模块沿着第一路径行走时，所述角度检测单元获取的所述坡面的坡角β不大于阈值角γ时，所述延时控制单元生成延时信号；

所述延时信号终止前，所述行走模块沿先前的行走方向行走，所述延时信号终止后，若所述角度检测单元获取的坡角β仍不大于阈值角γ，所述路径控制单元随即控制所述行走模块沿任意路径行走。

16.根据权利要求9所述的自动行走设备，其特征在于，所述阈值角γ为20至45度。

17.根据权利要求9所述的自动行走设备，其特征在于，若所述角度检测单元获取所述坡面的坡角β不大于阈值角γ，所述路径控制单元控制所述行走模块在所述坡面上沿着第二路径行走，所述第二路径随机生成。

18.根据权利要求17所述的自动行走设备，其特征在于，所述第二路径为直线。

19.根据权利要求9所述的自动行走设备，其特征在于，所述行走模块包括：

驱动电机；

驱动轮，与所述驱动电机连接，并由所述驱动电机驱动旋转；

履带，与所述驱动轮连接，并由所述驱动轮驱动转动。

20.根据权利要求9所述的自动行走设备，其特征在于，所述行走模块包括：

驱动电机；

多个行走轮，可在地面行走，并均由所述驱动电机驱动。