CN107846841A - 自走式割草机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可确实地检测出导线的引导信号、并进行精度良好的引导控制的自走式割草机。所述自走式割草机包括：驱动车轮的车轮马达、驱动割刀的割刀马达、对这些马达供给电力的二次电池、以及对由形成为环状的导线所产生的磁场进行探测的导线传感器。在判断其是在导线所包围区域的内侧还是外侧以在割草区域内自主行走的所述自走式割草机中，在利用导线传感器探测磁场时，仅使对割刀马达的供给电压下降。通过在磁场的探测完成后重新进行割刀马达的驱动，以去除割刀马达所引起的噪声的影响。

Description

自走式割草机

技术领域

本发明涉及一种将电动马达作为驱动源而在割草区域内自主行走来剪除草的自走式割草机。

背景技术

作为用以剪除地面上生长的草坪或杂草的割草机，在以电线等划定的割草区域内自动行走并剪除草的自主行走式(自走式、或机器人(Robot)式)割草机已经普及。自走式割草机中，设置有用以驱动车轮的车轮马达、以及用以驱动割草用割刀的割刀用马达，并搭载对这些马达供给电力的二次电池而利用控制装置控制自主行走。

当二次电池的充电容量在自走式进行割草作业过程中下降时，割草机朝设置有输电装置的充电站(充电基地)自动进行返回行走，并自动进行充电。在二次电池的充电结束后，自动重新进行所指定的割草区域的作业。所述割草机无须在每次需要充电时由作业者将割草机带到充电站，可在作业者不在的状态下长时间进行割草。此处，使用图8来对之前的自走式割草机的使用例进行说明。在与住宅200邻接的庭院210内种植有草坪(未图示)，那里为作为进行割草的对象的割草区域290。在割草区域290内在草坪上配置有自走式割草机301。在割草区域290内配置有用以对割草机301进行充电的充电站270。充电站270设置于草坪割除区域的边缘，通过电缆260而连接于交流电(Alternating Current，AC)适配器250。AC适配器250连接于商用交流电源等的插座(未图示)上，将自插座供给的交流电压(例如230V)转换为直流电压(例如21V)。充电站270具有直流输出端子(正极、负极)，在割草机301到达充电站270的充电位置后，以割草机301的受电端子(未图示)与充电站270的直流输出端子(未图示)接触的方式停止，自充电站270侧对割草机301侧进行电力供给，割草机301进行所搭载的二次电池的充电。

割草机301中设置有多个(例如4个)车轮，车轮中几个是受到车轮马达(未图示)驱动。而且，从割草机301的前后方向观察，在前轮与后轮之间设置有在与地面大致平行的面上转动的旋转式割刀(未图示)，割刀通过独立于行走用马达的割刀用马达(未图示)而转动。

为了有助于割草机301的自主行走，而在庭院210内的割草区域290与其他区域的边界部分预先配置使用边界电缆、或栅栏、或无线或光等的边界告知装置。图8中，作为边界告知装置，配设(例如埋设)有形成为环状的导线(引导电线)280。导线280的配设是在割草机301的使用者进行割草前预先进行，因此自走式割草机301在以导线280为边缘的内侧区域进行割草作业。导线280连接有充电站270内的引导信号产生器(未图示)，以规定间隔流通脉冲状的电流。割草机301通过对由导线280中流通的电流所产生的磁场进行探测而判断是在导线280的内侧还是外侧，并一面自动且自主行走一面进行割草作业。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本专利特开2015-15922号公报

发明内容

发明所要解决的课题

如专利文献1中记载那样的之前的自走式割草机由于读取导线中流通电流(引导信号)所引起的磁场变化，因此由马达中流通电流所产生的来自定子的漏磁场成为由导线所产生的磁场的噪声。因此，优选为减少马达所引起的噪声的影响。作为减少噪声的一个方法，认为(1)可尽可能减小导线280的电流的环路的大小(面积)。然而，配设导线280的区域是由割草区域290的范围决定，因此难以改变。作为减少噪声的第二个方法，有(2)利用磁通量大的铁等来抑制自作为噪声源的马达泄露的磁场的方法。然而，若为了防止磁场的泄露而使用磁通量大的铁作为屏蔽材，则需要屏蔽材的设置空间且主体的重量变重，从而对于在小型割草机中采用而言存在限度。作为减少噪声的第三个方法，有(3)使导线传感器中介隔仅使特定的电流脉冲范围通过的带通滤波器的方法。但是，虽然带通滤波器有效，但难以完全去除噪声。

本发明的目的是鉴于所述背景而成，在于提供一种可确实地检测出导线的引导信号、并进行精度良好的引导控制的自走式割草机。本发明的另一目的在于通过将具有的多个马达中的一部分的马达的通电瞬间停止而读取所述通电停止期间导线的引导信号的自走式割草机。

解决课题的技术手段

若对本申请中揭示的发明中代表性的发明的特征进行说明，则为如下所述。本发明应用于一种自走式割草机，其包括：驱动车轮的车轮马达、驱动割刀的割刀马达、对这些马达供给电力的二次电池、对由形成为环状的导线中流通的电流所产生的磁场进行探测的导线传感器、以及根据导线传感器的输出而判断是在导线所包围的区域的内侧还是外侧并控制在割草区域内自主行走的控制装置。本发明中，控制装置在利用导线传感器探测磁场时使对割刀马达的供给电压下降，在磁场的探测完成后重新进行割刀马达的驱动。即，在割草作业过程中反复进行对割刀马达的通电→供给电压下降(惯性转动)→通电→供给电压下降(惯性转动)，在供给电压下降过程中使用导线传感器进行磁场的探测。如此，仅使割刀马达执行以规定的时间间隔为单位进行供给电压下降的间歇运转。再者，车轮马达可不影响割刀马达的驱动状态而独立地驱动控制。

根据本发明的另一特征，割刀为在与地面大致平行的面上转动的旋转式割刀，割刀马达是以转动轴沿铅垂方向延伸的方式配置。导线传感器具有检测磁场的变化的线圈，且以线圈的轴向与割刀马达的转动轴平行的方式配置。将为了以规定的时间间隔来流通脉冲状的电流群的引导信号产生器连接于导线，控制装置通过在割刀马达的停止过程中多次检测电流群所引起的磁场变化而判断是在导线所包围区域的内侧还是外侧。在检测中，当控制装置在超时时间内无法检测到磁场变化时，认定为发生检测异常，而使车轮马达的转动及割刀马达的转动停止。再者，将驱动割刀马达的时间设为固定(例如500毫秒)，将进行割刀马达的通电停止的时间设为可变(直至可探测到导线信号为止)，而设定探测导线信号的时间的超时时间。

根据本发明的进而另一特征，自走式割草机包括保持车轮马达与割刀马达的主体底架、以及覆盖它们的主体罩体，在主体底架的前侧设置前轮，在后侧设置后轮，在后轮各自设置车轮马达，从主体底架的前后方向观察，割刀马达在前轮与后轮之间以转动轴沿垂直方向延伸的方式配置。割刀马达为无刷直流(direct current，DC)马达，为了驱动马达而设置具有多个开关元件的逆变器电路，控制装置通过将开关元件的导通完全遮断、即将脉宽调制(Pulse Width Moduation，PWM)的占空比设为0％而停止通电。

发明的效果

根据本发明，通过使对割刀马达的供给电压下降，在所述下降的瞬间对导线传感器造成影响的噪声消失，因此导线传感器可正确地读取导线的引导信号。而且，作为噪声对策，无须增大割刀马达与导线传感器的距离，因此可使它们比之前更接近，从而可实现割草机的主体尺寸的小型化。进而，割刀马达的驱动过程中无须进行利用导线传感器的检测，因此可在割刀马达中流通大的电流，可进行比之前更高输出的割草作业。

附图说明

图1为本发明的实施例的割草机1的立体图。

图2为将本发明的实施例的割草机1的主体罩体2卸下的状态的俯视图。

图3为自图2的A-A部的剖面观察右方向的图。

图4为表示本发明的实施例的割草机1的主体底架10中所配备的各种功能零件的区块图。

图5为表示利用导线传感器45读取导线280中流通的电流(引导信号)的电流值的波形图，(1)为理想的接收波形图，(2)为本实施例中的读取波形图。

图6为表示在本发明的实施例的割草机1中读取导线的引导信号的顺序的流程图。

图7为表示利用本发明的第二实施例的割草机中的导线传感器45来读取的电流值的波形图。

图8为用以对现有技术的自走式割草机301的动作概要进行说明的图。

图9为用以对使用了导线传感器的位置检测方法进行说明的图。

具体实施方式

实施例1

以下，基于附图对本发明的实施例进行说明。再者，以下的附图中，对同一部分标注同一符号并省略重复的说明。而且，本说明书中，以前后左右、上下的方向为附图中所示的方向进行说明。

图1为本发明的实施例的自走式割草机1的立体图。割草机1在左右分别设置有可沿行走方向转动或摇动地设置的小直径的前轮12a、前轮12b(图1中观察不到12a)、以及作为驱动轮的大直径的后轮13a、后轮13b(图1中观察不到13a)，割草机1是由本体罩体2覆盖上部全体。割草机1的电源为可拆装的电池组(图2中进行后述)，利用控制装置中所含的微型计算机(以下称为“微机”)来控制车轮马达(未图示)的驱动，一面自主行走一面剪除草。主体罩体2的前方下端2c是以与地面之间隔开规定的距离H的间隙的方式构成，自所述间隙进入主体罩体2的内部的草是由配置于主体底架10的下侧的割刀(后述)加以剪除。主体罩体2的上侧设置有可以前方侧的转动轴为中心开合的开合罩体3。开合罩体3例如包含具有透明性的树脂构件，通过打开开合罩体3，可利用图2中后述的刻度盘20、键盘24、显示器25。在主体罩体2的前方设置有在俯视时为大致长方形的开口部5，在充电时充电站270的输电端子可经由开口部5而与受电端子41接触。主体底架10的前端部分位于开口部5的内侧，在其左侧侧面与右侧侧面设置有受电端子41。在主体罩体2的开口部5的左右两侧形成有用以覆盖前轮12a(参照图2)、前轮12b的上部的挡泥板2a、挡泥板2b。在主体罩体2的后方侧上部设置有手动停止用停止开关4。

图2为将本发明的实施例的割草机1的主体罩体2卸下的状态的俯视图。主体底架10的前端拉拔为凸状、俯视时为三角形，以自其斜面向左右两侧延伸的方式设置有安装臂11a、安装臂11b。前轮12a、前轮12b轴支撑于安装臂11a、安装臂11b上，以车轮的方向可根据割草机1的移动方向而自由地追随的方式分别被加以保持。在主体底架10的后方侧设置有后轮13a、后轮13b。此处后轮13a、后轮13b使用大直径的车轮，并通过分别独立的行走用车轮马达(右车轮马达16a、左车轮马达16b)而受到驱动。两个车轮马达通过同步或不同步进行驱动而可进行利用搭载于主基板26上的微机(未图示)的操舵控制。在车轮马达的转动轴通过未图示的减速机构而以规定的减速比减速后使后轮13a、后轮13b转动。例如通过同步驱动后轮13a、后轮13b，割草机1前进或后退，且通过以产生后轮13a、后轮13b的转动差的方式进行驱动，可使割草机1沿规定方向转动。车轮马达例如使用无刷DC马达并经由未图示的逆变器电路而受到驱动。

在主体底架10的前端附近的左右两侧的斜面设置有两个受电端子41(正极端子41a、负极端子41b)。为了支持主体罩体2，在安装臂11a、安装臂11b的水平部的上侧设置有将设置于主体罩体2的内壁部的板簧部(未图示)的端部在规定范围内可移动地加以收容的凹部17a、凹部17b。在主体底架10的后方侧端部附近设置有将设置于本体罩体2的内壁部的板簧部(未图示)的端部在规定范围内可移动地加以收容的凹部18a(左侧端部附近的凹部未图示)。

在主体底架10的中央附近设置有用以通过使未图示的割刀用马达沿上下方向移动而变更割刀的位置并改变剪除高度的升降机构，升降机构的刻度盘20以可自上部进行转动操作的方式设置。刻度盘20由将后述的割刀与地面的距离(修剪高度)刻印为“20”、“30”、“40”、“50”、“60”的基台部14以使刻度盘20可转动的方式加以保持。通过使刻度盘20对准任一数值，与此相对应地后述的割刀与割刀马达朝上方向或下方向移动。在刻度盘20的前方设置有根据主体底架10与主体罩体2的相对移动等来检测割草机1对障碍物的冲撞、或主体罩体2的抬起状态、倾斜状态等的升力传感器47与接触传感器48。在与升力传感器47和接触传感器48相对应的位置且主体罩体2的内臂侧设置有磁铁19a、磁铁19b。升力传感器47与接触传感器48例如是具备具有霍尔式传感器(Hall sensor)的基板而构成。

在主体底架10的后方侧设置有收容电池组(图3中进行后述)、并收容搭载有微机的主基板的容器部22，容器部22的开口部由可开合的盖部23覆盖。在盖部23的上表面设置有液晶显示面板等的显示器25、键盘24及主开关42。作业者可操作键盘24来进行割草进度的设定等。

图2中虽未图示，但与地面平行地隔开规定距离而进行转动的旋转式割刀35(参照图3)是在与刻度盘20的转动中心为相同的轴上进行转动，自主体底架10的前后方向观察，割刀马达30(图3中进行后述)设置于前轮12a、前轮12b与后轮13a、后轮13b之间。割刀35的外缘位置以收容于连接前轮12a、前轮12b与后轮13a、后轮13b的各自的中心位置的假想四边形的范围内的方式配置。而且，以虚线表示的主体罩体2的外缘位置是以相较于割刀35的外缘位置而位于足够外侧的方式设定，从而充分确保割刀35与主体罩体2的空间。

图3为自图2的A-A部的剖面观察右方向的图(通过割草机1的左右中心位置的铅垂剖面图)。主体罩体2为覆盖除了地面侧以外主体底架10的几乎全体的形状，以相对于主体底架10而悬浮的状态由弹簧等加以保持，由此可在前后左右及上下方向稍微移动。有时主体罩体2会撞到岩石或突起、墙壁等障碍物，利用后述的接触传感器等检测此时的主体罩体2的相对位置变动，由此后述的控制装置检测割草机1的冲撞等。

在主体底架10的中央附近下侧设置有具有多个刀片35b且在与地面大致平行的面上转动的割刀35。用以使割刀35转动的驱动装置(割刀马达30)收容于马达壳体21的内部。马达壳体21通过使刻度盘20转动而以相对于主体底架10沿上下方向可移动的方式构成，在调整割刀35的高度的情况下，与驱动装置一体地沿上下方向升降。图3中示出了割刀马达30及割刀35位于最上方位置(割刀高度H2＝60mm)的状态。

在上方具有开口的杯状的马达壳体21的内侧收容有割刀马达30，割刀马达30的转动轴30c以沿铅垂方向延伸的方式配置，转动轴30c的下端贯穿形成于马达壳体21的贯穿孔并延伸至下侧，那里安装有割刀35。割刀35在形成为圆盘状的合成树脂制的框架35a的外周侧的多个部位设置有金属制的刀片35b，在相对于地面而设定的高度H2的水平面内转动。

割刀马达30为无刷DC马达，且具有永久磁铁的转子铁芯(rotor core)30a在卷绕有励磁线圈的定子铁芯(stator core)30b的内侧转动。在定子铁芯30b的一侧(此处为上侧)设置有圆形的逆变器电路基板31，那里搭载有用以检测转子铁芯30a的位置的多个霍尔集成电路(integrated circuit，IC)(未图示)、以及场效晶体管(field effecttransistor，FET)(电场效应晶体管)或绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolartransistor，IGBT)(绝缘栅双极晶体管)等多个开关元件。

在割刀马达30的后方侧设置有用以收容电池组28、主基板26等的大致长方体状的容器部22。容器部22是利用塑料等合成树脂的一体成形而制造。容器部22在上侧具有开口，设置有用以开合盖部23的铰链23a，开口是由盖部23关闭。收容于容器部22中的电池组28为拆装式，在其内部收容有多个二次电池单元(未图示)。在容器部22的上侧后端附近设置有包含在铰链23a的相反侧将盖部23的开合固定的螺丝等的盖的操作部37。

在主体底架10的前端附近设置有第1导线传感器45，在后端附近设置有第2导线传感器46。导线传感器45、导线传感器46利用线圈而将周围的磁场的变化转换为电流的变化。以此处未图示的线圈的轴向(磁场的检测方向)成为上下方向(铅垂方向)的方式设定导线传感器45、导线传感器46的安装方向。后侧的导线传感器46是以其上下中央位置与后轮驱动用马达16a、马达16b的转动轴的高度为大致一致的方式配置。通过以所述方式设定导线传感器46的位置，可抑制导线传感器46因马达16a、马达16b而受到的噪声的影响。

图4为表示割草机1的主体底架10中所配备的各种功能零件的区块图。在主基板26上搭载有控制割草机1的动作的控制装置或未图示的电源电路等。控制装置包含未图示的微型计算机(以下称为“微机”)或存储装置、其他电子元件。在主基板26上连接有可与充电站270的两个输电端子(正极、负极)连接的受电端子41a、受电端子41b，以及可与安装于电池安装部的电池组28的端子(未图示的输出电压端子及识别用端子)拆装自由地连接的电池终端29。主开关42插入至电池终端29与主基板26的连接线路，且为对割草机1的主基板26或马达等供给电源的开关。

通过将割刀马达30、右车轮马达16a、左车轮马达16b连接于主基板26并经由马达驱动电路27a～马达驱动电路27b自主基板26供给驱动电力，由此割刀35转动，后轮13a、后轮13b独立地驱动。马达驱动电路27a～马达驱动电路27b包含逆变器电路，根据利用微机控制的PWM控制信号自直流电源生成三相交流的励磁电流而使割刀马达30、右车轮马达16a、左车轮马达16b转动。微机通过使割刀马达30转动，而使无减速机构地直接连结于割刀马达30的转动轴30c的割刀35转动。而且，微机通过使右车轮马达16a与左车轮马达16b连动或非连动地转动而使后轮13a、后轮13b转动。

主基板26上连接有键盘24、显示器25、停止开关4，并且连接有第1(前方侧)导线传感器45、第2(后方侧)导线传感器46、升力传感器47、接触传感器48、倾斜传感器49等各种传感器。利用第1导线传感器45及第2导线传感器46的线圈而检测到的信号被输出至主基板26，并利用搭载于主基板26上的微机识别割草区域的边界。根据所述识别结果，对于割草机1的方向控制等，微机通过独立地驱动左车轮的马达16b与右车轮的马达16a来进行割草机1的前进、后退及转动。升力传感器47是在割草机1的本体底架10被抬起时、或者割草机1相对于地面倾斜规定角度以上时对其进行感测者，此时微机使右车轮马达16a、左车轮马达16b及割刀马达30停止。接触传感器48为检测割草机1接触到某种东西时的冲击者。倾斜传感器49在割草机1相对于地面倾斜规定角度以上时对其进行检测以避免割草机1侵入倾斜面。

在主体罩体2的后端侧上部的容易操作的位置设置有作为停止用的手动停止装置的停止开关4(参照图1)，用户可通过手动操作来使自动行走过程中或割草过程中的割草机1停止。键盘24与搭载于其上的显示器25是与割草有关的信息的输入输出装置，且是以操作者可通过打开设置于主体罩体2上的开合罩体3而利用的方式配置，进行动作开始的指示、计时器设定、作业区域等的设定。此处，虽设置了键盘24，但也可使用触摸式液晶显示器作为显示器25并将它们一体地形成。

以上的割草机1的构成中，在主体底架10的电池安装部安装电池组28，若将主体底架10定位于充电站270，则充电站270侧的控制装置判断割草机1的连接，自未图示的输电电路将充电用直流电压供给至主体底架10。充电电路利用额定输出电压对电池组28进行充电。在充电完成后，微机通过控制未图示的继电器而将电池组28自负荷侧(对马达等的电力供给侧)更换为与马达16a、马达16b、马达30连接的一侧。其后，割草机1自充电站270脱离并根据由主基板26上的微机预先规定的自动行走程序来进行割草动作。割草机1在所要求的割草动作结束时、或者电池组28的剩余量下降时返回至充电站270。

其次，使用图9对使用了导线传感器45的位置检测方法进行说明。本实施例中在接线为环状的导线280中以15微秒为周期且以成为多个规定图案的方式流通5微秒宽度的脉冲电流。如图9那样，若沿着箭头281的方向对配置于地表上或地表附近的导线280流通电流，则以在其周围描绘同心圆的方式形成磁场282(右手螺旋法则)。关于所述磁场282的方向，在由导线280所形成的密闭空间的内侧为如箭头283那样相对于地面为自上向下，在密闭空间的外侧为如箭头284那样相对于地面为自上向下。即，在割草机1的导线传感器45如图中的位置A那样位于导线280的内侧时，导线传感器45读取的磁场的方向(箭头283)为自上向下。另一方面，在导线传感器45如图中的位置B那样位于导线280的外侧时，导线传感器45读取的磁场的方向(箭头284)为自下向上。利用所述原理割草机1可根据导线传感器45、导线传感器46两者读取的磁场的方向来识别割草机1是在由导线280所包围的区域的内侧(位置A)、还是已行走至外侧(位置B)。

为了根据磁场的方向为哪一种而检测导线280的位置，重要的是以使导线传感器的线圈的轴向朝向垂直方向的方式配置。本实施例中，将导线传感器设置在行走方向的前侧端部附近(第1导线传感器45)、及后侧端部附近(第2导线传感器46)，利用两者同样地进行检测，因此甚至可检测出割草机1跨越导线280那样的状态。进而，在如割草机1的左右中心点位于导线280上那样沿着导线280移动的情况下，虽然导线传感器45、导线传感器46的输出特征性地变弱，但也可检测出所述状态。再者，若电流281的流动方向变为相反，则导线传感器读取的磁场的方向(箭头283、箭头284)也会变为相反。因此，通过设为周期性地改变导线280中流通的电流的方向的脉冲群(详情将后述)，可根据利用导线传感器45、导线传感器46而检测出的电流值来正确地识别在导线280的内侧还是外侧。

图5为表示割草机301的利用导线传感器所得的检测信号的波形的图。此处，表示第1导线传感器45在位于导线280的内侧位置(位置A)时所检测到的电流值。导线传感器45利用线圈来将所述位置的磁场的变化转换为电压(导线传感器46也相同)。微机读取所述电压，并比较是否与微机所存储的导线280的电流图案一致，判定导线280的信号。(1)为马达等的噪声的影响不存在时的理想的读取波形(电流值为70)。在本实施例的导线280中流通规定的图案的电流(导线信号)，且为导线传感器45位于导线280的内侧的情况，当如图9那样为电流的方向281时导线传感器45检测到+电流，当电流的方向与281为相反方向时导线传感器45检测到-电流。引导信号是沿图9的箭头281的方向流通短电流(+侧第1脉冲)，其次沿与箭头281的相反方向流通短电流(-侧第1脉冲)，其次沿箭头281的方向流通短电流(+侧第2脉冲)，其次沿箭头281的相反方向流通短电流(-侧第2脉冲)，最后沿箭头281的方向流通短电流(+侧第3脉冲)。如此，将+侧脉冲71a设为3个、-侧脉冲71b设为2个而形成脉冲群71。脉冲群71～脉冲群79由于以15毫秒为周期出现，因此微机可根据导线传感器45所检测到的信号而检测+侧脉冲与-侧脉冲的数量并正确地识别割草机1是在导线280的内侧还是外侧。再者，在导线传感器45位于导线280的外侧时，磁场的方向变为相反，因此检测到将(1)的波形上下反转的形状的波形，但通过识别3脉冲出现的一侧的极性(位于外侧时为-侧)，可正确地识别位于导线280的外侧(位置B)。

图5(2)为表示利用割草机301在实际割草过程中通过导线传感器45而检测到的波形的一例的图。电流值80中，至包含脉冲群81、脉冲群82的箭头61的时间点为止为对驱动割刀35的割刀马达30进行通电的过程中。所述区间中，受到来自割刀马达30的漏磁场的影响，所检测到的电流值80中检测到如箭头81a、箭头81b、箭头82a、箭头82b那样大的波形紊乱(噪声)。此处虽表示噪声的一例，但通常噪声的大小、方向并非固定，因此无法预测。也考虑基于割刀马达30的电流而采取消除噪声等的积极的对策。然而，若割刀马达30的负荷固定则可预测，但实际上根据草的生长情况或草的密度而施加至割刀马达30的负荷每次都会发生变化，因此难以预测割刀马达30的电流与其磁场的变化。

本发明人等人进行了验证，结果可知对导线传感器45带来噪声的是割刀马达30，原因在于：在对割刀马达30的定子流通电流时产生漏磁通，所述磁通的方向与导线传感器45的线圈的方向接近。尤其关于割刀马达30，转动轴30c朝向铅垂方向，漏磁通的方向为铅垂方向。另一方面，可知在转动轴为水平方向的马达(右车轮马达16a、左车轮马达16b)中漏磁通大多为横方向，因此若使导线传感器45、导线传感器46的高度方向中心位置相同，则影响少。关于去除纵置的割刀马达30的噪声的影响，只要使自割刀马达30泄露的磁场消失即可。此时，割刀马达30是转动还是停止几乎不为问题，问题为有无漏磁场。其原因在于：对电流值80造成影响的噪声并非为拾取电磁波的噪声，而是伴随磁通的变动的噪声、即来自割刀马达30的定子铁芯与线圈的漏磁通成为问题。因此，本实施例中构成为：在利用导线传感器45、导线传感器46检测导线280的引导信号时，暂时停止对割刀马达30的电源供给(通电)而成为不存在噪声的影响的状态，在割刀马达30的停止过程中检测引导信号。表示对所述割刀马达30的通电停止过程中的利用导线传感器45所得的检测波形的是(2)的脉冲群83至脉冲群87的区间。

对割刀马达30的通电停止是以割草机1的割草作业过程中的规定的时间间隔为单位来进行，若是在割刀马达30中流通500毫秒的电流，则使对割刀马达30的通电完全停止。所述停止只要将马达驱动电路27a(参照图4)中所含的开关元件的导通设为遮断状态即可。在所述割刀马达30的通电停止过程中进行利用导线传感器45、导线传感器46进行的引导信号的检测。所述检测为连续正确地检测出作为引导信号的脉冲群83～脉冲群87的多个。连续检测多个的原因在于防止误动作而提高可靠性。若是完成了利用导线传感器45、导线传感器46进行的引导信号的检测，则在箭头62所表示的时间点(timing)重新进行对割刀马达30的驱动电流的供给。因此，使割刀马达30停止的时间并非固定，有时在每次检测时会发生变化。

若暂时停止对割刀马达30的通电，则割刀35因惯性力而继续惯性转动，虽微小但割刀35的转动速度发生脉动，但连续地继续转动的情况不变。因此几乎不必担心草的剪除作业的效率下降。而且，对于车轮马达16a、车轮马达16b可不停止而继续处于驱动的状态下，因此不会对割草机1的行走控制造成任何影响。在图5(2)的箭头62中，若在脉冲群87后重新进行对割刀马达30的通电，则反复进行同样的处理、即对割刀马达30的通电、惯性转动、通电、惯性转动。

图6为表示在本实施例的割草机1中读取导线的引导信号的顺序的流程图。图6中所示的一连串的顺序根据预先储存于具有微机的控制装置中的程序而可通过软件而执行。在割草动作开始后，首先微机进行控制所需要的计数器的初始设定、或者临时存储存储器的初始化(步骤101)。此处，将用以对割刀马达30的运转时间进行计数的计时器、或者储存导线传感器45、导线传感器46的判定结果的存储器、储存割草停止命令的有无的停止命令存储器等初始化。其次，微机开始对割刀马达30的通电，使割刀35转动(步骤102)。割刀马达30为无刷DC马达，因此通过对逆变器电路中所含的多个FET(电场效应晶体管)供给栅极信号，而对割刀马达30的线圈供给规定的驱动电流。而且，微机通过开始对车轮马达(右车轮马达16a、左车轮马达16b)的通电，而开始割草机1的行走(步骤102)。

其次，微机根据停止命令存储器的内容判定是否有割草动作的停止命令(步骤103)。停止命令存在例如规定的割草动作结束的情况、检测到发生了某种异常的情况、或者停止用停止开关4受到操作的情况等各种重要因素，但所述停止命令的状态可从停止命令存储器的内容中确认。步骤103中，若有割草停止命令，则通过停止对割刀马达30与车轮马达(右车轮马达16a、左车轮马达16b)的通电而使割草机1的动作停止(步骤114)，从而停止割草动作。

步骤103中，在不存在割草停止命令的情况下，判定割刀马达30的启动是否完成，在未完成的情况下或停止过程中的情况下返回至步骤103(步骤104)。步骤104中，在确定割刀马达启动的情况下，在步骤105中判定是否继续对割刀马达30的通电，在通电中的情况下移行至步骤112。步骤112中，判定自对割刀马达的通电开始是否经过规定时间、此处为500毫秒，在经过的情况下停止对割刀马达30的通电(步骤113)，返回至步骤103。再者，仅停止对割刀马达30的通电而不进行线圈间的短路等所引起的刹车控制，因此割刀马达30通过惯性而继续转动。步骤112中，在未经过500毫秒的情况下，返回至步骤103。

步骤105中，在割刀马达30并非为通电中的情况、即通电停止中的情况下，微机根据导线传感器45、导线传感器46的输出信号来检测导线280所产生的引导信号，并进行割草机1是否在割草区域290中的判定处理(步骤106)。所述判定是在出现在正极侧或负极侧的多个脉冲波形中检测在哪一侧出现3个。例如，在图5(2)的脉冲群83中，在+侧出现3个脉冲、-侧出现2个脉冲，因此微机可判定割草机1位于割草区域290的内侧。另外，在割草机1位于割草区域290的外侧的情况下，脉冲群在-侧出现3个脉冲、+侧出现2个脉冲。如此，若在以周期15毫秒为单位出现的脉冲群中获得连续多个群的“内侧”判定，则微机进行“割草区域290的内侧”这一确定判定。反之，若在脉冲群中获得连续的多个群的“外侧”判定，则微机进行“割草区域290的外侧”这一确定判定。

如此，在区域的检测完成并正确地获得其结果的时间点，步骤107为是(YES)，微机重新进行对割刀马达30的通电(步骤108)。其次，将判定的结果储存于存储器中。储存于存储器中的判定结果用于利用进行车轮马达的控制的行走控制程序(是与图4的流程图并行进行处理者，此处未图示)的控制。在未图示的行走控制程序中，根据所得的位置判定结果与路线控制程序控制车轮马达(右车轮马达16a、左车轮马达16b)，视需要进行操舵控制。例如，在导线传感器45判定为外侧、导线传感器46判定为内侧的情况下，可使车轮马达的仅一者停止而使割草机1反转180度(U形转弯(turn))。另外，在导线传感器45、导线传感器46两者判定为外侧的情况下，可使割草机1后退，也可使割草机1停止。

步骤107中，在判定未完成的情况下(否(NO)的情况下)，对使用了导线传感器45、导线传感器46的确定判定是否未在超时时间内结束的情况、即是否超时进行判定(步骤110)。当无法在规定时间(超时时间)内完成判定的情况下，将判定结果储存于存储器中，并且继续对割刀马达的通电停止(步骤111)。此时，以将错误代码(error code)显示于显示器25为宜。在对割刀马达30进行通电停止时，同时进行刹车控制。而且，由于车轮马达经由减速机而受到驱动，因此成为因阻力而惯性行走受到控制的构成，但也可同时进行刹车控制。步骤110中，若可在规定的时间内完成判定，则返回至步骤103。再者，图6的流程图仅表示读取导线的引导信号的顺序，说明了与图6的顺序并列执行行走控制程序，但除此以外微机并列进行电池组28的剩余量管理、进度管理或显示器控制等的控制。

根据本实施例，使割刀马达30以固定的间隔为单位停止通电来进行间歇驱动，并瞬间停止利用割刀马达的驱动，由此可在通电停止过程中使对导线传感器45、导线传感器46的噪声消失。本实施例中，由于主要在使所述噪声消失的状态下利用导线传感器45、导线传感器46进行引导信号的检测，因此可正确地读取引导信号。而且，通过割刀马达30的间歇驱动可使割刀马达30与导线45接近，因此可实现主体底架10的小型化。进而，由于可不用介意割刀马达30所引起的对导线传感器45、导线传感器46的噪声的影响，所以可在割刀马达30中流通大电流，因此可进行更强大的剪除作业。

实施例2

其次使用图7对本发明的第二实施例进行说明。第二实施例中，仅进行马达的接通(ON)的继续时间的设定与第一实施例不同，基本的控制方法与第一实施例相同。此处，以停止割刀马达30的时间点(停止开始时间点、箭头63、箭头64)的间隔为固定的方式调整对割刀马达30的通电期间的长度。例如，将割刀马达30断开(off)而使对电流值90的如箭头91a、箭头91b、箭头92a、箭头92b那样的噪声的影响消失。而且，在箭头63的时间点开始引导信号的检测，在利用多个脉冲群93～脉冲群97检测引导信号时，若所述检测时间花费α毫秒，则将紧跟其后的割刀马达30的ON时间设为500-α毫秒。而且，在自箭头62经过500毫秒后的箭头64的时间点，再次使对割刀马达30的通电停止而利用导线传感器45、导线传感器46进行引导信号的检测。以后反复进行同样的控制。如此，割刀马达30的停止开始时期的间隔变为固定，因此割刀马达30的停止开始时期的时间间隔变为固定，作业声音变为固定。

以上，基于实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于所述实施例，可在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。例如，导线中流通的引导信号并不限于所述实施例的图案，也可为其他图案。而且，若可变更对割刀马达30的供给电压(其中，通过利用斩波器(chopper)控制来反复进行电流的接通断开而使有效值电压下降的方法除外)，则可在利用导线传感器45、导线传感器46进行的引导信号的检测时通过使电压大幅下降而并非通电停止，来大幅减少使用了导线传感器的信号检测时的噪声。

[符号说明]

1：割草机

2：主体罩体

2a、2b：挡泥板

2c：主体罩体的前方下端

3：开合罩体

4：停止开关

5：开口部

10：主体底架

11a、11b：安装臂

12a、12b：前轮

13a、13b：后轮

14：基台部

16a：右车轮马达

16b：左车轮马达

17a、17b、18a：凹部

19a、19b：磁铁

20：刻度盘

21：马达壳体

22：容器部

23：盖部

23a：铰链

24：键盘

25：显示器

26：主基板

27a～27c：马达驱动电路

28：电池组

29：电池终端

30：马达(割刀马达)

30a：转子铁芯

30b：定子铁芯

30c：转动轴

31：逆变器电路基板

35：割刀

35a：框架

35b：刀片

37：操作部

41、41a、41b：受电端子

42：主开关

45、46：导线传感器

47：升力传感器

48：接触传感器

49：倾斜传感器

70：电流值

71～79：脉冲群

71a：+侧脉冲

71b：-侧脉冲

80：电流值

81～89：脉冲群

90：电流值

91～99：脉冲群

200：住宅

210：庭院

250：AC适配器

260：电缆

270：充电站

280：导线

282～284：磁场的方向

290：割草区域

301：割草机

Claims (11)

1.一种自走式割草机，其特征在于，包括：

车轮马达，驱动车轮；

割刀马达，驱动割刀；

二次电池，对所述马达供给电力；

导线传感器，对由形成为环状的导线中流通的电流所产生的磁场进行探测；以及

控制装置，根据所述导线传感器的输出而判断是在所述导线所包围的区域的内侧还是外侧并控制在割草区域内自主行走，其中

所述控制装置在利用所述导线传感器探测磁场时，使对所述割刀马达的供给电压下降，在磁场的探测完成后，重新进行所述割刀马达的驱动。

2.根据权利要求1所述的自走式割草机，其特征在于：

对所述割刀马达的供给电压的下降是通过停止通电来进行。

3.根据权利要求2所述的自走式割草机，其特征在于：

对所述割刀马达的通电停止是以所述自走式割草机的割草作业中的规定的时间间隔为单位来进行。

4.根据权利要求2或3所述的自走式割草机，其特征在于：

所述割刀为在与地面大致平行的面上转动的旋转式割刀，所述割刀马达是以转动轴沿铅垂方向延伸的方式配置，所述导线传感器具有检测磁场的变化的线圈，且以所述线圈的轴向与所述割刀马达的转动轴平行的方式配置。

5.根据权利要求3或4所述的自走式割草机，其特征在于：将为了以规定的时间间隔来流通脉冲状的电流群的引导信号产生器连接于所述导线上，所述控制装置通过在所述割刀马达的停止过程中多次检测所述电流群所引起的磁场的变化而判断是在所述导线所包围的区域的内侧还是外侧，当在超时时间内无法检测到所述磁场的变化时，使所述车轮马达的转动及所述割刀马达的转动停止。

6.根据权利要求5所述的自走式割草机，其特征在于：所述控制装置将驱动所述割刀马达的时间设为固定，将进行所述割刀马达的通电停止的时间设为可变。

7.根据权利要求6所述的自走式割草机，其特征在于：所述割刀马达为无刷直流马达，为了驱动所述无刷直流马达而设置具有多个开关元件的逆变器电路，所述控制装置通过将所述开关元件的导通设为脉宽调制的占空比为0％而停止所述通电。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的自走式割草机，其特征在于：所述自走式割草机包括保持所述车轮马达与所述割刀马达的主体底架、以及覆盖所述主体底架的主体罩体，在所述主体底架的前侧设置前轮，在后侧设置后轮，在所述后轮各自设置车轮马达，从主体底架的前后方向观察，所述割刀马达设置于所述前轮与所述后轮之间。

9.一种自走式割草机，其特征在于，包括：

车轮马达，驱动车轮；

割刀马达，驱动割刀；

二次电池，对所述马达供给电力；

导线传感器，对由形成为环状的导线中流通的电流所产生的磁场进行探测；以及

控制装置，根据所述导线传感器的输出而判断是在所述导线所包围的区域的内侧还是外侧并控制自主行走与割草作业，其中

所述控制装置在车轮马达转动而进行割草作业时反复对所述割刀马达进行通电、惯性转动、通电、惯性转动。

10.根据权利要求9所述的自走式割草机，其特征在于：

所述控制装置在所述割刀马达进行惯性转动时利用所述导线传感器来进行所述磁场的检测。

11.根据权利要求10所述的自走式割草机，其特征在于：

所述控制装置在利用所述导线传感器进行的所述磁场的检测无法进行规定时间的情况下，使所述车轮马达停止并且继续进行对所述割刀马达的通电停止。