CN107873226A - 一种自行走设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自行走设备，包括：机身，连接于机身的工作模块、行走模块以及用于协调工作模块和行走模块的控制模块，所述工作模块包括位于机身底部的切割机构、驱动所述切割机构旋转的切割马达以及安装座，所述切割马达固定连接于所述安装座，所述安装座外周设有外螺纹，所述机身上设置有用于调节所述切割机构高度的调节装置，所述调节装置包括驱动件以及连接在驱动件和安装座之间的传动机构，所述传动机构包括第一齿轮和环状齿轮，其中所述第一齿轮由所述驱动件带动旋转，所述环状齿轮的外周与所述第一齿轮啮合，所述环状齿轮的内周设有与所述外螺纹啮合的内螺纹，所述安装座螺纹连接于所述环状齿轮内周。

Description

一种自行走设备

技术领域

本发明涉及一种自行走设备，尤其涉及一种需要在户外自动行走并自动工作的自行走设备。

背景技术

智能设备越来越多的出现在人们生活中，尤其是一些智能的自行走设备，可以代替人进行各种各样的工作。

以机器人割草机为例，机器人割草机均具有自动行走、智能避障、在一定范围内工作等特点，同时，具备自动返回充电、安全检测和电池电量检测等，具备一定爬坡能力，尤其适合家庭庭院、公共绿地等场所的草坪修剪维护。割草机机器人一般由刀盘、马达、刀片、行走轮、控制系统等结构组成，刀片安装在刀盘上，马达驱动刀盘以带动刀片旋转以实现对草坪的修剪，节省了除草工人的作业时间，减少了大量的人力资源。一般割草机的割草高度，只能是一种高度，高度无法调节，不能满足客户的多样性需求。

为此，现有技术有必要进行进一步的改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有切割机构高度调节功能的自行走设备。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种自行走设备，包括：机身，连接于机身的工作模块、行走模块以及用于协调工作模块和行走模块的控制模块，所述工作模块包括位于机身底部的切割机构、驱动所述切割机构旋转的切割马达以及安装座，所述切割马达固定连接于所述安装座，所述安装座外周设有外螺纹，所述机身上设置有用于调节所述切割机构高度的调节装置，所述调节装置包括驱动件以及连接在驱动件和安装座之间的传动机构，所述传动机构包括第一齿轮和环状齿轮，其中所述第一齿轮由所述驱动件带动旋转，所述环状齿轮的外周与所述第一齿轮啮合，所述环状齿轮的内周设有与所述外螺纹啮合的内螺纹，所述安装座螺纹连接于所述环状齿轮内周。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述驱动件构造为旋钮，所述旋钮的旋转通过传动机构带动所述安装座运动。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述机身上设有凹槽，所述凹槽内设有第一凸台，所述旋钮安装在所述第一凸台上，所述旋钮和第一凸台之间形成迷宫结构。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述机身上还设有显示所述切割机构高度的显示盘；所述显示盘固定连接有第二齿轮，所述驱动件通过所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合带动所述显示盘转动。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一齿轮包括相对固定设置的大齿轮和小齿轮，所述大齿轮与所述环状齿轮啮合，所述小齿轮与所述第二齿轮啮合，所述小齿轮的齿数小于第二齿轮的齿数。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述机身上设有凹槽，所述凹槽内设有第二凸台，所述显示盘安装在所述第二凸台上，所述显示盘和第二凸台之间形成迷宫结构。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述驱动件构造为电机，所述电机带动所述传动机构以驱动所述安装座运动。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述电机包括连接传动机构的输出端以及相对的末端，所述末端到输出端自上而下设置。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制模块与所述电机连接，所述控制模块根据接收到的高度调节的指令对所述电机进行控制。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述高度调节指令为无线控制信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明自行走设备的调节装置可以方便的调节切割机构的高度，满足用户的多样性需求。自行走设备的驱动件通过传动机构驱动安装座带动电机和切割机构一起沿竖直方向运动，调节可靠，易于操控。

附图说明

图1是本发明优选的第一实施方式中机器人割草机的立体示意图（未示出左前轮）；

图2是图1中的机器人割草机的俯视图；

图3是图2中沿A-A线的剖视图；

图4是图3中a部分的放大示意图；

图5是图1中的机器人割草机的安装座的立体示意图；

图6是图1中的机器人割草机的第三齿轮的立体示意图；

图7是图1中的机器人割草机的下限位件的立体示意图；

图8是图1中的机器人割草机拿掉上盖后的俯视图；

图9是图1中的机器人割草机的下盖和安装座连接一起的俯视图;

图10是本发明优选的第二实施方式中机器人割草机的剖视示意图；

图11是图10中的机器人割草机的仰视示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

参照图1到图3所示，本发明自行走设备优选的实施例中，以割草机器人为例进行说明。割草机器人用于在地面上自动行走和工作，通过使用无绳电源提供行走以及工作能量，如电池包、太阳能电池板等，当然也可使用有线电源连接市电供电。割草机器人包括机身10、安装于机身10的用于修剪草坪的工作模块以及行走模块，行走模块用于行走和转向。另外，割草机器人还包括控制模块，用于协调工作模块和行走模块，控制模块能够使割草机器人在无人看守的情况下自动在草坪上行走并割草。在本发明的描述中，除非另外指出，涉及的方向术语，如前、后、左、右、上和下等，都是以如图1 所示的割草机器人正常前进行驶时的方向为参照。

工作模块包括切割马达21、与切割马达21连接的传动轴以及与传动轴配接的切割机构22，切割马达21优选为电机，电机带动切割机构22旋转以实现对草坪的切割。其中，为了实现将草坪修剪成需要的高度，需要对切割机构22的高度进行调节，本发明优选的实施方式中，割草机器人还包括高度调节装置，用于对切割机构的高度进行调节，以实现切割成需要的草高。高度调节装置包括设置在机体上的调节钮31，通过操作调节钮31来调节切割机构22的高度。因调节钮31连接到机体10的内部结构，为防止从调节钮31处进水，机身10上设置有凸台，调节钮31安装于该凸台上，调节钮31和凸台之间形成迷宫结构。在可替代的方案中，如切割机构通过其它方式进行高度调节，机身10上只设置显示切割机构高度的显示盘32，显示盘32安装在机身上的凸台上，显示盘32和凸台之间形成迷宫结构。

具体的，机身10包括上盖11以及连接于上盖11下部的下盖12，上盖11上设有凹槽15，沿着割草机器人的行走方向，凹槽15大致位于上盖11的前部，并且凹槽15的前部敞开，使得凹槽15能够用于排水，凹槽15的底面可以设置为向下倾斜以利于排水，凹槽15内间隔设置有第一凸台151和第二凸台152，调节钮31安装于第一凸台151上，第一凸台151由两级台阶形成，调节钮31的外缘卡在第一凸台151的上台阶上。显示盘32安装于第二凸台152上，其中显示盘32与调节钮31关联，即显示盘32能够根据调节钮31的调节对表征切割机构22的高度的值进行对应的显示。为了方便调节并显示切割机构22的高度，显示盘32设置于调节钮31的前侧，即沿着割草机器人的行走方向，第一凸台151在后，第二凸台152在前，并且第一凸台151高于第二凸台152，方便用户根据显示盘32的指示对调节钮31进行操作。本实施例中，调节钮31构造为能够围绕一轴线旋转的旋钮，调节钮31的旋转能够带动显示盘32对应转动，显示盘32构造为数字盘，机身10上设置有指示箭头，用户可以根据指示箭头对应的数字盘32上的数字以确定切割机构22的高度是否调节到位。

配合参照图4到图9所示，本实施例中，调节钮31和切割机构22之间通过传动机构将调节钮31的旋转转化为切割机构22沿竖直方向的运动，传动机构优选为齿轮传动机构。驱动切割机构的电机固定在机身10的安装座13上，齿轮传动机构通过安装座13带动电机和切割机构22一起沿竖直方向运动，也就是说，调节钮31的旋转通过传动机构带动安装座13运动，以实现切割机构22高度的调整。另外，调节钮31也通过齿轮传动的方式带动数字盘32旋转，具体的，第一凸台151设有贯通的第一中心孔，第二凸台152设有贯通的第二中心孔，调节钮31穿过第一中心孔与第一齿轮51固定连接，显示盘32穿过第二中心孔与第二齿轮52固定连接，调节钮31通过第一齿轮51与第二齿轮52啮合带动显示盘32转动。

为了使得割草机器人整机结构更加紧凑，第一齿轮51也作为传动机构的一部分用于驱动安装座13的运动。第一齿轮51包括相对固定的大齿轮511和小齿轮512，小齿轮512的齿数小于第二齿轮52的齿数，小齿轮512与第二齿轮52啮合，即从第一齿轮的小齿轮512到第二齿轮52的传动为减速传动，以利于切割机构高度的微调。大齿轮与第二齿轮在竖直方向上的投影部分重叠从而传动机构的构造更加紧凑。传动机构还包括第三齿轮53，第三齿轮53构造为环状齿轮，第三齿轮53同时啮合第一齿轮的大齿轮511和安装座13，即第三齿轮53的外周与第一齿轮的大齿轮511啮合，第三齿轮53的内周与安装座13啮合，安装座13外周设有外螺纹131，第三齿轮53的内周设有与外螺纹啮合的内螺纹531，安装座13螺纹连接于第三齿轮53内周从而第三齿轮53的旋转能够通过螺纹带动安装座13在下盖12的导槽121内上下运动，以实现切割机构22高度的调节。

另外，因安装座13螺纹连接在第三齿轮53上，为了防止第三齿轮53带动安装座13移动时受到反作用力而发生移位，本实施例中，第三齿轮53通过下限位件15与机身11连接，下限位15可以通过螺钉与机身11固定连接。下限位件15与第三齿轮53配合的表面设有若干凸部151，使第三齿轮53的下表面仅与凸部151接触，减小第三齿轮53与下限位件15之间的摩擦。而且，限位件15的周边设有一缺口152，缺口的位置与第一齿轮的大齿轮511和第三齿轮53的啮合部对应，即第三齿轮53与大齿轮511啮合的部位能够从所述缺口外露。

上述实施例中，调节钮31作为一种驱动件，用于手动操作带动安装座运动，当然，驱动传动机构的驱动件也可以是其它形式。参照图10和图11所示，为本发明优选的第二实施例，驱动件构造为电机35，具体地，电机35为伺服电机。电机35通过传动机构带动切割机构22沿竖直方向运动，传动机构的构造与上述实施方式相同，这里不再赘述。本实施例中，电机35也通过齿轮传动的方式带动数字盘32旋转，具体的，机体10的凹槽15内仅设有第二凸台152，第二凸台152设有贯通的第二中心孔，显示盘32穿过第二中心孔与第二齿轮52固定连接，电机35通过第一齿轮51与第二齿轮52啮合带动显示盘32转动。第一齿轮51包括相对固定的大齿轮511和小齿轮512，小齿轮512的齿数小于第二齿轮52的齿数，小齿轮512与第二齿轮52啮合，即从第一齿轮的小齿轮512到第二齿轮52的传动为减速传动，以利于切割机构高度的微调。大齿轮与第二齿轮在竖直方向上的投影部分重叠从而传动机构的构造更加紧凑。

电机35包括连接传动机构的输出端以及相对的末端，末端到输出端自上而下设置，也就是说电机35设置于传动机构的上部，从而节省机体10的内部空间。用电机35替换调节钮31，不用手动旋动调节钮，只需要使用预设指令或通过远程遥控使电机转动，从而实现割草高度调节自动控制，也就是说，割草机器人的控制模块与电机35连接，控制模块可以根据接收到的高度调节的指令对电机35进行控制，高度调节的指令可以通过移动设备、遥控器、割草机器人上的触摸屏或按键灯方式发出，从而实现割草高度的电子控制，省力，又方便快捷。当然，在其他驱动件构造为电机35的实施例中，不再设置显示盘32，为了能够方便地读取割草高度，可以在割草机器人上设置显示屏，或直接在控制端（如移动设备、遥控器等）显示割草高度。

通过在割草机器人上设置高度调节装置，可以方便的调节割草高度，满足客户的不同需求；割草高度清楚的显示在数字盘上，方便客户调整。另外，本发明通过将调节钮31或显示盘32安装于凸台上，调节钮31或显示盘32和凸台之间形成迷宫结构，结构简单，成本低，而且安装方便，防水效果好。

在其它实施方式中，自行走设备可以是其它的智能机器人，如室外扫地机器人、扫雪机器人等。调节钮也可以是按压操作，显示盘也可以是直线运动，调节钮与显示盘的关联也可以通过其它方式实现，调节钮或电机和切割机构之间的传动机构也可以包括丝杠、凸轮、连杆等其它实现旋转到直线运动的转换或者直线到直线运动的转换，以上种种，均可以应用本发明。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自行走设备，包括：机身（10），连接于机身的工作模块、行走模块以及用于协调工作模块和行走模块的控制模块，所述工作模块包括位于机身底部的切割机构（22）、驱动所述切割机构旋转的切割马达（21）以及安装座（13），所述切割马达（21）固定连接于所述安装座，其特征在于： 所述安装座（13）外周设有外螺纹（131），所述机身（10）上设置有用于调节所述切割机构（22）高度的调节装置，所述调节装置包括驱动件以及连接在驱动件和安装座之间的传动机构，所述传动机构包括第一齿轮（51）和环状齿轮（53），其中所述第一齿轮（51）由所述驱动件带动旋转，所述环状齿轮（53）的外周与所述第一齿轮（51）啮合，所述环状齿轮（53）的内周设有与所述外螺纹啮合的内螺纹（531），所述安装座螺纹连接于所述环状齿轮（53）内周。

2.根据权利要求1所述的自行走设备，其特征在于，所述驱动件构造为旋钮（31），所述旋钮的旋转通过传动机构带动所述安装座（13）运动。

3.根据权利要求2所述的自行走设备，其特征在于，所述机身上设有凹槽（15），所述凹槽内设有第一凸台（151），所述旋钮安装在所述第一凸台上，所述旋钮和第一凸台之间形成迷宫结构。

4.根据权利要求1所述的自行走设备，其特征在于，所述机身上还设有显示所述切割机构高度的显示盘（32）；所述显示盘固定连接有第二齿轮（52），所述驱动件通过所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合带动所述显示盘转动。

5.根据权利要求4所述的自行走设备，其特征在于，所述第一齿轮包括相对固定设置的大齿轮（511）和小齿轮（512），所述大齿轮与所述环状齿轮啮合，所述小齿轮与所述第二齿轮啮合，所述小齿轮的齿数小于第二齿轮的齿数。

6.根据权利要求4所述的自行走设备，其特征在于，所述机身上设有凹槽（15），所述凹槽内设有第二凸台（152），所述显示盘安装在所述第二凸台上，所述显示盘和第二凸台之间形成迷宫结构。

7.根据权利要求1所述的自行走设备，其特征在于，所述驱动件构造为电机（35），所述电机带动所述传动机构以驱动所述安装座运动。

8.根据权利要求6所述的自行走设备，其特征在于，所述电机包括连接传动机构的输出端以及相对的末端，所述末端到输出端自上而下设置。

9.根据权利要求6所述的自行走设备，其特征在于，所述控制模块与所述电机连接，所述控制模块根据接收到的高度调节指令对所述电机进行控制。

10.根据权利要求8所述的自行走设备，其特征在于，所述高度调节指令为无线控制信号。