CN108323326A - 割草机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种割草机器人。所述割草机器人工作在相互分离的至少两个工作区域,割草机器人包括控制模块和飞行装置,控制模块和飞行装置电连接,控制模块控制飞行装置带动割草机器人从一个工作区域飞行至另一个工作区域。上述割草机器人可以提高割草机器人移动的工作效率且避免了割草机器人在移动过程中发生损耗。
Description
技术领域
本发明涉及及割草机领域,特别是涉及一种割草机器人。
背景技术
智能割草机,是一种用于修剪草被、植被的全自动化机械工具,广泛应用于园林装饰修剪、家庭、公共草地绿化修剪等场合,智能化割草机能够自主完成修剪草坪的工作,无需人为直接控制和操作,充分节省人力与时间。
一般的,在进行草被、植被修剪时,单台智能割草机需要为多个分立草坪工作,有时单台智能割草机被多个用户共享,同时为多个用户提供服务,需要在不同地区的草坪进行工作。智能割草机完成一块草坪的修剪工作后要移动到另一区域时,需要在地面进行行走。通常情况下,智能割草机行走时间长、行走的路面情况复杂并且行走过程中会遇到障碍物。因此,智能割草机在移动过程中需要花费很长的时间,降低了工作效率,并且由于复杂的路况智能割草机也会受到一定程度的损耗。
发明内容
基于此,有必要针对智能割草机行走时工作效率低、可能会受到损耗的问题,提供一种割草机器人。
一种割草机器人,所述割草机器人工作在相互分离的至少两个工作区域,割草机器人包括控制模块和飞行装置,控制模块和飞行装置电连接,控制模块控制飞行装置带动割草机器人从一个工作区域飞行至另一个工作区域。
上述割草机器人,当割草机器人需要在相互分离的至少两个工作区域进行工作时,割草机器人可以通过控制模块控制飞行装置工作,带动割草机器人从一个工作区域飞行至另一个工作区域,不需要在地面上进行移动,从而割草机器人能够实现快速转移,提高了工作效率并且避免了割草机器人在地面移动过程中发生的损耗。
在其中一个实施例中,割草机器人还包括定位装置,定位装置与控制模块电连接,定位装置向控制模块发送割草机器人的当前位置信息,控制模块包括存储单元,存储单元用于存储目标位置信息,控制模块根据当前位置信息和目标位置信息控制飞行装置带动割草机器人飞行。
在其中一个实施例中,目标位置信息包括相互分离的至少两个工作区域的位置信息。
在其中一个实施例中,割草机器人包括通讯模块,通讯模块与控制模块电连接,通讯模块与智能终端进行通讯,接收智能终端发送的目标位置信息。
在其中一个实施例中,控制模块通过通讯模块控制割草机器人与智能终端进行配对。
在其中一个实施例中,割草机器人还包括运载平台,运载平台用于运载货物。
在其中一个实施例中,割草机器人还包括行走装置,控制模块控制行走装置带动割草机器人行走。
在其中一个实施例中,飞行装置包括驱动马达和旋翼组件,驱动马达与旋翼组件连接,旋翼组件由驱动马达驱动旋转。
在其中一个实施例中,飞行装置可拆卸连接于割草机器人的壳体。
在其中一个实施例中,割草机器人还包括电池包,电池包为割草机器人的工作提供能量。
附图说明
图1为一个实施例中割草机器人的系统结构示意图;
图2为一个实施例中割草机器人的结构侧视图;
图3为图2所示的割草机器人的结构俯视图;
图4为另一个实施例中割草机器人的结构俯视图;
图5为又一个实施例中割草机器人的结构俯视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,一实施方式的割草机器人,割草机器人工作在相互分离的至少两个工作区域,割草机器人包括控制模块100和飞行装置200,控制模块100和飞行装置200电连接,控制模块100控制飞行装置200带动割草机器人从一个工作区域飞行至另一个工作区域。
其中,工作区域的数量为多个并且至少为两个,割草机器人需要在多个工作区域进行割草工作。相互分离的工作区域可以是多个分立开来的工作区域,如不同的工作区域之间通过道路、围栏等进行隔离,也可以是将一块面积较大的工作区域人为地划分设定为分离的多个面积较小的工作区域。割草机器人上设置有飞行装置200,并且割草机器人的内容设置有控制模块100,当割草机器人在一个工作区域的割草工作结束时,控制模块100控制飞行装置200进行工作,并由飞行装置200带动割草机器人飞行至另一个工作区域。
在一个实施例中,割草机器人还包括行走装置400,控制模块100控制行走装置400带动割草机器人行走。其中,行走装置400与控制模块100电连接,在割草机器人在同一区域进行工作时,控制模块100控制行走装置400带动割草机器人在工作区域内进行行走移动。
在一个实施例中,在其中一个实施例中,割草机器人还包括定位装置300,定位装置300与控制模块100电连接,定位装置300向控制模块100发送割草机器人的当前位置信息;控制模块100包括存储单元105,存储单元105用于存储目标位置信息;控制模块100根据当前位置信息和目标位置信息控制飞行装置200带动割草机器人飞行。
具体的,定位装置300用于监测割草机器人的当前位置并将当前位置的坐标信息发送给控制模块100。在一个实施例中,定位装置300采用GPS(全球定位系统)装置,GPS装置与控制模块100电连接,GPS装置监测并获取割草机器人当前位置的坐标后将割草机器人的位置坐标发送给控制模块100。具体的,GPS装置可以为差分GPS(DGPS)装置。
在一个实施例中,目标位置信息包括相互分离的至少两个工作区域的位置信息。目标位置信息存储于控制模块100的存储单元105中,目标位置信息包括割草机器人所工作的所有工作区域的位置信息,包括每个工作区域的区域边界的边界坐标信息和割草机器人在每个工作区域的起飞降落点的坐标信息。
具体的,控制模块100根据定位装置300监测的割草机器人的位置坐标以及存储单元105中存储的目标位置信息控制飞行装置200或行走装置400的运动轨迹。控制模块100接收到定位装置300发送的当前位置坐标并获取存储割草机器人的当前工作区域的坐标位置信息,将当前位置坐标与存储的工作区域位置坐标进行比较,当控制模块100判断割草机器人行进到当前工作区域的边界时,控制模块100控制行走装置400进行转向,继续进行割草工作。
在本实施例中,控制模块100通过监测的割草机器人的当前位置坐标和预存的目标工作区域的坐标位置信息对割草机器人进行割草工作、行走移动和飞行转移的全自动化控制操作,无需人工介入操作,提高了割草机器人的工作效率并且节省人力成本。
在一个实施例中,存储单元105中还存储有割草机器人在每个工作区域的预设工作时间,控制模块100还包括计时器。控制模块100通过计时器获取割草机器人在当前工作区域的工作时间,当割草机器人在同一工作区域的工作到达预设工作时间后,需要移动到下一个工作区域进行工作。控制模块100获取下一个目标工作区域的降落点的位置坐标并控制飞行装置200带动割草机器人起飞和飞行,当定位装置300监测到割草机器人到达到目标工作区域的降落点后,控制模块100控制飞行装置200带动割草机器人降落,割草机器人降落到地面后,控制模块100控制行走装置400带动割草机器人行走,使割草机器人在下一个目标工作区域继续行进并进行割草工作。
在一个实施例中,割草机器人包括通讯模块500,通讯模块与控制模块100电连接,通讯模块500与智能终端进行通讯,接收智能终端发送的目标位置信息。通讯模块500用于实现用户与割草机器人的通信,使用户能够对割草机器人进行远程控制。割草机器人可通过通讯模块500向用户发送自身位置坐标,电量,工作状态等信息,用户可通过通讯模块500向割草机控制器发出控制指令。在一个实施例中,控制模块100通过通讯模块500控制割草机器人与智能终端进行配对。通讯模块500开启,控制器通过通讯模块500搜索智能终端设备并使割草机器人能被搜索到,与智能终端进行配对动作,配对成功后与智能轴端进行连接。具体的,通讯模块500可以采用2G/3G/4G/5G模块、蓝牙、wifi或无线电等。
控制模块100通过通讯模块500向智能终端发送割草机器人的状态信息,智能终端根据状态信息通过通讯模块500向控制模块100发出控制指令。在一个实施例中,控制指令包括目标位置坐标,控制模块100根据目标位置坐标控制割草机器人到达目标位置。用户通过通讯模块500可以查看割草机器人的位置,同时用户可以向通讯模块500输入目标位置坐标,通讯模块500将目标位置坐标发送给控制模块100,控制模块100根据目标位置坐标控制飞行装置200或行走装置400的运动轨迹使割草机器人到达目标位置。在一个实施例中,用户也可以向通讯模块500输入割草指令来控制割草机器人进行切割工作。由此,用户可以通过通讯模块500实现对割草机器人的远程查看和远程控制。
在本实施例中,通过通讯模块500实现智能终端对割草机器人的远程控制,用户可以对割草机器人的工作状态和各项性能指标进行查看,并根据具体的工作需求对割草机器人发送工作控制指令,方便用户实时掌握割草机器人的工作情况,也便于用户对割草机器人进行全方位的远程控制操作。
上述实施方式中的割草机器人,当割草机器人需要在相互分离的至少两个工作区域进行工作时,割草机器人可以通过控制模块控制飞行装置工作,带动割草机器人从一个工作区域飞行至另一个工作区域,从而割草机器人能够实现快速转移,提高了工作效率,割草机器人在进行工作区域转移的过程中,不需要在将两个区域隔离的道路、地面上进行移动或者通过人工进行搬运,避免了割草机器人在地面移动过程中发生损耗、节省了劳动力。
在一实施例中,如图2所示,行走装置包括转向轮32和驱动轮34,转向轮32和驱动轮34安装在割草机器人的割草机主体10的下方。本实施例中,在割草机主体10的前部安装有两个转向轮32,在割草机主体10的后部安装有两个驱动轮34,驱动轮34的圆周面上设置有防滑凸块。行走装置还包括驱动电机,驱动电机设置在所述割草机主体10的内部,每个驱动轮34和转向轮32都配置有一个驱动电机,每个驱动电机均与控制器连接,驱动电机受到控制器控制并驱动行走轮和转向轮32转动,实现割草机器人在前进方向上的行进。
在一实施例中,割草机器人还包括切割刀盘,切割刀盘安装于割草机主体10的下方,切割刀盘用于切割植被。进一步的,割草机器人还包括切割电机,切割电机具有能够旋转的输出轴,切割刀盘连接于切割电机的输出轴上,切割刀盘随输出轴的旋转而旋转。切割电机与控制器连接,控制器控制切割电机启动,切割电机启动时,可以通过输出轴带动切割刀盘工作,使切割刀盘执行切割动作。
在一个实施例中,飞行装置包括驱动马达和旋翼组件,驱动马达与旋翼组件连接,旋翼组件由驱动马达驱动旋转。如图2和图3所示,飞行装置包括多个旋翼组件20,多个旋翼组件20设置在割草机器人的割草机主体10的上方,各旋翼组件20均包括支撑臂22、螺旋桨24,每个旋翼组件20均由驱动马达驱动旋转,支撑臂22的一端与割草机主体10连接,驱动马达连接至支撑臂22的另一端,螺旋桨24与驱动马达连接受驱动马达驱动旋转。具体的,在本实施例中,旋翼组件20的数量为四个,四个旋翼组件20的结构完全相同,以割草机主体10前进方向的水平轴线为中心在割草机主体10的左右两侧各设置有两个旋翼组件20,并且四个旋翼组件20以割草机主体10的重心为中心呈中心对称设置。
旋翼组件20的支撑臂22与割草机主体10前进方向的水平轴线垂直设置,支撑臂22也可以与水平轴线呈一定角度倾斜设置,支撑臂22的重心位于割草机主体10的上方。在一个实施例中,支撑臂22的一端与割草机主体10固定连接。在另一实施例中,飞行装置可拆卸连接于割草机器人的壳体,具体的,支撑臂22的一端与割草机主体10可拆卸连接,当割草机器人只需要在单个区域工作时或者割草机器人处于待工状态时,可以将支撑臂22从割草机主体10上拆卸下来,减小割草机器人的体积和重量,使割草机器人工作更加灵活,同时方便携带和存放。当割草机器人需要在多个区域之间进行转移时,将旋翼组件20的支撑臂22安装在割草机主体10上,使割草机器人可以通过飞行装置的飞行实现从一个工作区域到另一个工作区域的转移。
在其它实施例中,飞行装置还可以包括用于使支撑臂22相对于割草机主体10进行折叠的连接件,连接件接于割草机主体10和支撑臂22之间,连接件的数量与旋翼组件20的数量相等。当割草机器人只在单个区域工作时或者割草机器人处于待工状态时,可以通过调节连接件将支撑臂22向割草机主体10内侧折叠,减小割草机器人的体积,方便割草机器人存放。当割草机器人需要在多个区域之间进行转移时,可以通过调节连接件将支撑臂22从割草机主体10内侧向外展开,使割草机器人可以通过飞行装置的飞行实现从一个区域到另一个区域的转移。
具体的,在一实施例中,连接件包括主动齿轮、从动齿轮和螺钉,主动齿轮与割草机主体10连接,从动齿轮与支撑臂22连接,从动齿轮和主动齿轮啮合连接,从动齿轮上设置有连接槽,割草机主体10上设置有螺纹孔,螺钉穿过连接槽与螺纹孔螺纹连接。当需要将支撑臂22从割草机主体10上方向下折叠收起时,将螺钉拧松后旋转主动齿轮,主动齿轮带动从动齿轮转动,进而带动支撑臂22向下方转动,当转动到需要的角度时,停止旋转主动齿轮,将螺钉拧紧,锁紧从动齿轮完成支撑臂22的折叠。其中,转动的角度根据支撑臂22与水平轴线的夹角进行具体设置,优选的,将支撑臂22向割草机主体10内侧折叠至水平位置。当割草机器人需要执行飞行任务展开支撑臂22时,将螺钉拧松后旋转主动齿轮,主动齿轮带动从动齿轮转动,进而带动支撑臂22向上方转动,当转动到工作需要的角度时,停止旋转主动齿轮,将螺钉拧紧,锁紧从动齿轮完成支撑臂22的展开。
在另一实施例中,连接件包括蜗轮、蜗杆、蜗杆安装座和螺钉,蜗杆安装座与割草机主体10连接,蜗杆与蜗杆安装座连接,蜗轮与支撑臂22连接,蜗轮与蜗杆啮合连接,蜗轮上设置有连接槽,支撑臂22上设置有螺纹孔,螺钉通过连接槽与螺纹孔螺纹连接。当需要将支撑臂22从割草机主体10上方向下折叠收起时,将螺钉拧松,之后转动蜗杆,蜗杆带动蜗轮转动,进而带动支撑臂22向下方转动,当转动到需要的角度时,停止转动蜗杆,将螺钉拧紧,锁紧蜗轮完成支撑臂22的折叠。其中,转动的角度根据支撑臂22与水平轴线的夹角进行具体设置,优选的,将支撑臂22向割草机主体10内侧折叠至水平位置。当割草机器人需要执行飞行任务展开支撑臂22时,将螺钉拧松,之后转动蜗杆,蜗杆带动蜗轮转动,进而带动支撑臂22向上方转动,当转动到工作需要的角度时,停止转动蜗杆,将螺钉拧紧,锁紧蜗轮完成支撑臂22的展开。
以上的连接件分别采用齿轮结构和蜗杆结构,需要说明的是,连接件的实现方式并不限于上述实施例中描述的方式,只要能够实现支撑臂22相对于割草机主体10进行折叠即可。设置使支撑臂22相对于割草机主体10可以进行折叠的连接件,当割草机器人结束工作后,可以将旋翼组件20向割草机主体10内侧折叠收起,便于对割草机器人进行存放携带。当割草机器人需要在多个区域之间进行转移时,将旋翼组件20从割草机主体10内侧向外展开并固定,使割草机器人可以通过飞行装置的飞行实现从一个区域到另一个区域的转移。
如图2所示,驱动马达26与支撑臂22的另一端连接,螺旋桨24安装在驱动马达26输出端的轴线上。其中,螺旋桨24可以是轮式螺旋桨,也可以是自由式螺旋桨,还可以是涵道式螺旋桨。本实施例中旋翼组件20为四个,但需要说明的是,旋翼组件20的数量并不限于此,也可以是三个、六个、八个或更多,旋翼组件20的数量越多,旋翼组件20中螺旋桨24旋转提供的升力越大,载重也越大,具体的数量可以根据割草机器人整机的重量和螺旋桨24的类型进行设置。
进一步的,飞行装置还包括电子调速器,电子调速器设置在支撑臂22上并且与驱动马达26输出端相对的一端连接,电子调速器用于调节驱动马达26的输出功率从而调节螺旋桨24的旋转速度。通过控制螺旋桨24的旋转速度实现控制割草机器人飞行姿态的工作原理如下:当四个螺旋桨24的旋转速度同时增加或同时减小时,产生的合力大于或小于割草机器人的重力时,割草机器人即可上升或下降,实现垂直起降;当四个螺旋桨24的旋转速度相同,产生的合力等于割草机器人的重力时,割草机器人即可实现悬停;当割草机主体10飞行方向前方的两个螺旋桨24的旋转速度大于或小于后方的两个螺旋桨24时,可以实现前后移动;当割草机主体10左侧的两个螺旋桨24的旋转速度大于或小于右侧的两个螺旋桨24时,可以实现左右移动。
以控制模块对割草机器人进行智能自动化控制为例来说明本实施例的割草机器人的具体工作过程:
在控制模块的存储单元中预先设定割草机器人在同一工作区域内的工作时间,并在存储单元中预先存储各工作区域的边界坐标范围。在预设工作时间内,控制模块控制启动行走装置的驱动电机,驱动电机驱动转向轮32和驱动轮34转动使割草机器人行进,同时,控制模块启动切割电机,切割电机带动切割刀盘旋转,切割刀盘对工作区域的植被进行切割。定位装置监测割草机器人的位置并将位置坐标发送给控制模块,当监测到割草机器人行进到工作区域边界时,控制模块控制行走装置进行转向,继续进行切割工作。当割草机器人在同一工作区域的工作到达预设工作时间后,需要移动到另一工作区域进行工作时,控制模块启动飞行装置的驱动马达26运行控制飞行装置起飞,在控制模块中已经预先设定好另一目标工作区域的位置坐标,控制模块根据定位装置监测到的割草机器人的飞行位置调节各旋翼组件20的驱动马达26的旋转方向和旋转速度控制飞行装置的飞行状态,当定位装置监测到割草机器人到达到目标工作区域后,控制模块通过控制各驱动马达26的运行状态控制飞行装置降落,割草机器人降落到地面后,控制模块启动行走装置的驱动电机和切割电机,使割草机器人在目标工作区域继续行进并进行切割工作。
在一个实施例中,飞行装置的具体结构且参见图4,飞行装置包括安装盘23和多个旋翼组件20,安装盘23设置于割草机主体10的顶部,旋翼组件20包括连接臂25、螺旋桨24,旋翼组件20由驱动马达26驱动旋转,连接臂25的一端与安装盘23连接,另一端向安装盘23外侧延伸,各连接臂25以安装盘23为对称中心呈中心对称设置且在割草机主体10的左右两侧各设置两个连接臂25,各连接臂25均位于同一水平面内,驱动马达26连接至连接臂25的另一端,螺旋桨24与驱动马达26连接。
在本实施例中,安装盘23与割草机主体10固定连接。在另一实施例中,安装盘23与割草机主体10为可拆卸连接,当割草机器人只需要在单个区域工作时或者割草机器人处于待工状态时,可以将安装盘23连同连接臂25从割草机主体10上拆卸下来,减小割草机器人的体积和重量,使割草机器人工作更加灵活,同时方便携带和存放。当割草机器人需要在多个区域之间进行转移时,将安装盘23安装在割草机主体10上。
在本实例中,旋翼组件20的数量为四个,四个旋翼组件20的结构完全相同,四个旋翼组件20的连接臂25以安装盘23为中心对称设置在安装盘23的四周,在割草机主体10的左右两侧各设置两个旋翼组件20。连接臂25向安装盘23的外侧水平延伸,使得四个连接臂25位于同一水平面内,连接臂25也可以与水平面呈小角度的倾斜向安装盘23外侧延伸。连接臂25与安装盘23可以固定连接,也可以可拆卸连接。
在其它实施例中,飞行装置还可以包括用于使连接臂25相对于割草机主体10进行折叠的连接件,连接件分别与安装盘23和连接臂25连接,连接件的数量与旋翼组件20的数量相等。当割草机器人只在单个区域工作时或者割草机器人处于待工状态时,可以通过调节连接件将连接臂25向割草机主体10内侧折叠,减小割草机器人的体积,方便割草机器人存放。当割草机器人需要在多个工作区域之间进行转移时,可以通过调节连接件将连接臂25从割草机主体10内侧向外展开,使割草机器人可以通过飞行装置的飞行实现从一个区域到另一个区域的转移。
具体的,在一实施例中,连接件包括主动齿轮、从动齿轮和螺钉,主动齿轮与安装盘23连接,从动齿轮与连接臂25连接,从动齿轮和主动齿轮啮合连接,从动齿轮上设置有连接槽,安装盘23上设置有螺纹孔,螺钉穿过连接槽与螺纹孔螺纹连接。当需要将连接臂25从割草机主体10外侧向内折叠收起时,将螺钉拧松后旋转主动齿轮,主动齿轮带动从动齿轮转动,进而带动连接臂25向割草机主体10内侧转动,当转动到需要的角度时,停止旋转主动齿轮,将螺钉拧紧,锁紧从动齿轮完成连接臂25的折叠。当需要将折叠收起的连接臂25向割草机主体10外侧展开时,将螺钉拧松后旋转主动齿轮,主动齿轮带动从动齿轮转动,进而带动连接臂25向割草机主体10外侧转动,当转动到工作需要的角度时,停止旋转主动齿轮,将螺钉拧紧,锁紧从动齿轮完成连接臂25的展开。
在另一实施例中,连接件包括蜗轮、蜗杆、蜗杆安装座和螺钉,蜗杆安装座与安装盘23连接,蜗杆与蜗杆安装座连接,蜗轮与连接臂25连接,蜗轮与蜗杆啮合连接,蜗轮上设置有连接槽,连接臂25上设置有螺纹孔,螺钉通过连接槽与螺纹孔螺纹连接。当需要将连接臂25从割草机主体10外侧向内折叠收起时,将螺钉拧松,之后转动蜗杆,蜗杆带动蜗轮转动,进而带动连接臂25向割草机主体10内侧转动,当转动到需要的角度时,停止转动蜗杆,将螺钉拧紧,锁紧蜗轮完成连接臂25的折叠。当需要将折叠收起的连接臂25向割草机主体10外侧展开时,将螺钉拧松,之后转动蜗杆,蜗杆带动蜗轮转动,进而带动连接臂25向割草机主体10外侧转动,当转动到工作需要的角度时,停止转动蜗杆,将螺钉拧紧,锁紧蜗轮完成连接臂25的展开。
以上的连接件分别采用齿轮结构和蜗杆结构,需要说明的是,连接件的实现方式并不限于上述实施例中描述的方式,只要能够实现连接臂25相对于割草机主体10进行折叠即可。设置使连接臂25相对于割草机主体10可以进行折叠的连接件,当割草机器人结束工作后,可以将旋翼组件20向割草机主体10内侧折叠收起,便于对割草机器人进行存放携带。当割草机器人需要在多个区域之间进行转移时,将旋翼组件20从割草机主体10内侧向外展开并固定,使割草机器人可以通过飞行装置的飞行实现从一个区域到另一个区域的转移。
如图4所示,驱动马达26连接在连接臂25外侧的一端,螺旋桨24安装在驱动马达26输出端的轴线上。其中,螺旋桨24可以是轮式螺旋桨,也可以是自由式螺旋桨,还可以是涵道式螺旋桨。更进一步的,飞行装置还包括电子调速器,电子调速器设置在支撑臂上并且与驱动马达26输出端相对的一端连接,电子调速器用于调节驱动马达26的输出功率从而调节螺旋桨24的旋转速度。本实施例中旋翼组件20为四个,但需要说明的是,旋翼组件20的数量并不限于此,也可以是三个、六个、八个或更多,旋翼组件20的数量越多,旋翼组件20中螺旋桨24旋转提供的升力越大,载重也越大,具体的数量可以根据割草机器人整机的重量和螺旋桨24的类型进行设置。
在一实施例中,每个旋翼组件20均包括两个螺旋桨24,连接臂25的上方和下方各连接一个驱动马达26,两个驱动马达26镜面对称设置并位于同一轴线上,每个驱动马达26的输出端都连接一个螺旋桨24,上下两个螺旋桨24的结构和性能完全相同,但是旋转方向相反,它们的气流都是向下喷气,两个螺旋桨24之间的间距越大越好,间距越大,上下螺旋桨24间的气流相互干扰就越小,能够提高飞行效率,并且在很大程度上能够提高载重能力。
在一个实施例中,飞行装置的具体结构且参见图5,飞行装置包括机身螺旋桨27、机尾连接臂28和机尾螺旋桨29,机身螺旋桨27安装在割草机主体10的顶部,机尾连接臂28安装在割草机主体10的后方,机尾螺旋桨29与机尾连接臂28连接,机尾螺旋桨29的旋转方向与机身螺旋桨27的旋转方向相反。
具体的,机身螺旋桨27安装在割草机主体10顶部的中心位置,机身螺旋桨27,机身螺旋桨27的桨叶安装在割草机主体10上,机身螺旋桨27的桨叶旋转面与水平面平行。进一步的,机身螺旋桨27包含周期变距和总距控制器及桨叶挥舞装置,周期变距和总距控制器控制机身螺旋桨27的桨距,安装桨叶挥舞装置可以克服机身螺旋桨27水平方向的升力不对称现象对飞行的影响,实现高速飞行。
机尾连接臂28与割草机主体10的尾部连接,机尾螺旋桨29与机尾连接臂28连接,机尾螺旋桨29的桨叶安装在机尾连接臂28上,机尾螺旋桨29的桨叶旋转面与水平面平行。进一步的,机尾螺旋桨29包含总距控制器,总距控制器控制机尾螺旋桨29的桨矩。因为机尾螺旋桨29的旋转方向与机身螺旋桨27的旋转方向相反,所以机尾螺旋桨29的扭矩与机身螺旋桨27的扭矩相反,通过控制机身螺旋桨27和机尾螺旋桨29之间的扭矩差控制割草机器人飞行的方向。机尾螺旋桨29也可以设置桨叶挥舞装置,可以克服机尾螺旋桨29水平方向的升力不对称现象。机身螺旋桨27桨叶的直径大于机尾螺旋桨29桨叶的直径,但为了使机身螺旋桨27的扭矩与机尾螺旋桨29的扭矩相匹配,二者的直径不能相差太大,割草机飞行的横向稳定性由大直径的机身螺旋桨27控制。
更进一步的,飞行装置还包括发动机和变速器,发动机和变速器都设置在机身螺旋桨27下方的割草机主体10的内部,变速器与机身螺旋桨27的转轴以及机尾连接臂28内部的转轴连接,发动机产生的驱动力经变速器传递到机身螺旋桨27的转轴及机尾连接臂28内部的转轴并带动转轴进行旋转,实现机身螺旋桨27和机尾螺旋桨29的旋转。发动机与控制器连接,控制器控制发动机的输出功率从而控制机身螺旋桨27和机尾螺旋桨29的转速以控制割草机器人的飞行状态。
在一个实施例中,机身螺旋桨27及机尾连接臂28与割草机主体10可拆卸连接。机身螺旋桨27或者机尾连接臂28与割草机主体10可拆卸连接可以使得割草机器人在待工状态时减轻割草机器人的体积和重量,以便携带和存放。
在另一个实施例中,机尾连接臂28与割草机主体10之间安装有连接件,连接件可以使得机尾连接臂28相对于割草机主体10进行折叠和展开。机尾连接臂28相对于割草机主体10可进行折叠和展开使得割草机器人在待工状态时减轻割草机器人的体积,以便携带和存放。
以控制模块对割草机器人进行智能自动化控制为例来说明本实施例的割草机器人的具体工作过程:
在控制模块的存储单元中预先设定割草机器人在同一工作区域内的工作时间,并在存储单元中预先存储各工作区域的边界坐标范围。在预设工作时间内,控制模块控制启动行走装置的驱动电机,驱动电机驱动转向轮和驱动轮34转动使割草机器人行进,同时,控制模块启动切割电机,切割电机带动切割刀盘旋转,切割刀盘对工作区域的植被进行切割。定位装置监测割草机器人的位置并将位置坐标发送给控制模块,当监测到割草机器人行进到工作区域边界时,控制模块控制行走装置进行转向,继续进行切割工作。当割草机器人在同一工作区域的工作到达预设工作时间后,需要移动到另一工作区域进行工作时,控制模块启动飞行装置的发动机运行,发动机通过变速器将驱动力传递给机身螺旋桨27和机尾螺旋桨29并带动其转动,从而使飞行装置带动割草机器人飞行。在控制模块中已经预先设定好另一目标工作区域的位置坐标,控制模块根据定位装置监测到的割草机器人的飞行位置调节发动机的输出功率和机身螺旋桨27和机尾螺旋桨29中的总距控制模块控制飞行装置的飞行状态,当定位装置监测到割草机器人到达到目标工作区域后,控制模块通过控制发动机的输出功率控制飞行装置降落,割草机器人降落到地面后,控制模块启动行走装置的驱动电机和切割电机,使割草机器人在目标工作区域继续行进并进行切割工作。
在上述各实施例中,割草机器人还包括运载平台,运载平台用于运载货物。运载平台可以设置于割草机器人的割草机主体的下方,也可以设置于割草机主体的后侧。在一个实施例中,运载平台可折叠地连接于割草机主体,当需要运载货物时,运载平台于割草机主体的下方或后侧向割草机主体外侧伸出,当货物卸载后,运载平台从割草机主体外侧收回割草机主体的下方或后侧。运载平台与割草机主体可折叠连接能够减小割草机器人工作时的体积,便于割草机器人进行割草工作。
割草机器人在进行不同工作区域间的飞行转移的同时,可以方便用户通过割草机器人的运载平台装载货物,实现货物在不同工作区域之间的转运,提高货物的运输效率。
在一个实施例中,割草机器人还包括电池包,电池包为割草机器人的工作提供能量。具体的,电池包与飞行装置、行走装置、定位装置和控制器电连接并对其进行供电。电池包采用便携且可再充电的蓄电池,蓄电池可以为镍锰电池、镍氢电池、锂金属电池或锂聚合物电池等,优选的,采用重量轻、电量高的锂聚合物电池包。优选的,割草机器人的割草机主体的机壳和飞行装置采用高强度的碳纤维复合材料,能够减轻整机的重量并具有抗疲劳、耐腐蚀等性能。
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 (10)
1.一种割草机器人,其特征在于,所述割草机器人工作在相互分离的至少两个工作区域,所述割草机器人包括控制模块和飞行装置,所述控制模块和所述飞行装置电连接,所述控制模块控制所述飞行装置带动所述割草机器人从一个所述工作区域飞行至另一个所述工作区域。
2.根据权利要求1所述的割草机器人,其特征在于,所述割草机器人还包括定位装置,所述定位装置与所述控制模块电连接,所述定位装置向所述控制模块发送所述割草机器人的当前位置信息,所述控制模块包括存储单元,所述存储单元用于存储目标位置信息,所述控制模块根据所述当前位置信息和目标位置信息控制所述飞行装置带动所述割草机器人飞行。
3.根据权利要求2所述的割草机器人,其特征在于,所述目标位置信息包括相互分离的至少两个所述工作区域的位置信息。
4.根据权利要求2所述的割草机器人,其特征在于,所述割草机器人包括通讯模块,所述通讯模块与所述控制模块电连接,所述通讯模块与智能终端进行通讯,接收所述智能终端发送的目标位置信息。
5.根据权利要求4所述的割草机器人,其特征在于,所述控制模块通过所述通讯模块控制所述割草机器人与所述智能终端进行配对。
6.根据权利要求1所述的割草机器人,其特征在于,所述割草机器人还包括运载平台,所述运载平台用于运载货物。
7.根据权利要求1所述的割草机器人,其特征在于,所述割草机器人还包括行走装置,所述控制模块控制所述行走装置带动所述割草机器人行走。
8.根据权利要求1所述的割草机器人,其特征在于,所述飞行装置包括驱动马达和旋翼组件,所述驱动马达与所述旋翼组件连接,所述旋翼组件由所述驱动马达驱动旋转。
9.根据权利要求1所述的割草机器人,其特征在于,所述飞行装置可拆卸连接于所述割草机器人的壳体。
10.根据权利要求1所述的割草机器人,其特征在于,所述割草机器人还包括电池包,所述电池包为所述割草机器人的工作提供能量。
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