CN108617267A - 一种割草自动避障装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种割草自动避障装置及方法。所述装置包括：支撑横梁和动作臂，动作臂与支撑横梁铰接，动作臂与支撑横梁之间设有能够调节动作臂转动的第一推杆，动作臂的另一端安装有割草头组件，割草头组件与动作臂铰接，割草头组件与动作臂之间设有能够调节割草头组件转动的第二推杆，割草头组件上安装有避障感应装置，避障感应装置控制第一推杆和第二推杆动作，以使割草头组件避让障碍物和在避让障碍物后复位。本发明实施例提供的一种割草自动避障装置及方法，通过软杆与割草头组件成一定角度安装，只有当割草头接触障碍物时才会旋转避障，避免了产生漏割的情况，并且在动作过程中无需操作人员手动操作，减轻工作人员的劳动强度。

Description

一种割草自动避障装置及方法

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，更具体地，涉及一种割草自动避障装置及方法。

背景技术

割草机是用于收割草坪、牧草、路肩或果园中生产过长的杂草的机械，是有电动机或者发动机提供动力，通过机械传动装置或电动机为割草装置提供动力，从而完成割草作业。

对于普通的割草机，无论手扶式的还是自走式的，其割草头的旋转、避开线杆、线柱、标牌、树木等障碍物都需要靠手动操作，而且手动操作不当可能会使割草头碰撞障碍物，导致割草机损坏，存在着安全隐患。

使用手动操作来避开障碍物时，需要停止作业，这样会降低割草机的作业效率，无法实现高效率割草作业。尤其在路肩割草时，当路肩有电缆线柱等障碍物时，普通的割草机无法自动避开线柱割草，使大面积的区域内无法割草。在进行割草作业时，遇到障碍物时对割草机进行稳定的控制，并且能自动避开障碍物，有效割除所有区域的杂草，是现实中需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种割草自动避障装置及方法。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种割草自动避障装置，包括：支撑横梁和动作臂，所述动作臂的一端与所述支撑横梁的一端铰接，所述动作臂与所述支撑横梁之间设有能够调节所述动作臂转动的第一推杆，所述动作臂的另一端安装有割草头组件，所述割草头组件与所述动作臂铰接，所述割草头组件与所述动作臂之间设有能够调节所述割草头组件转动的第二推杆，所述割草头组件上安装有避障感应装置，所述避障感应装置控制所述第一推杆和第二推杆，以使所述割草头组件避让障碍物和在避让障碍物后复位。

优选地，所述避障感应装置包括：软杆、弹簧和行程开关，所述软杆的一端为自由端，所述软杆的另一端与所述割草头组件铰接，所述软杆与所述割草头组件呈锐角，所述弹簧设在所述软杆和所述割草头组件之间，所述软杆上设有软杆压杆，所述行程开关设于所述割草头组件上且与所述软杆压杆对应设置。

优选地，所述割草头组件包括：割草头固定板和割草头本体，所述割草头固定板与所述动作臂铰接，所述第二推杆设在所述割草头固定板和所述动作臂之间，所述割草头本体固定在所述割草头固定板上。

优选地，所述第一推杆和所述第二推杆为电动液压推杆。

优选地，所述第一推杆和所述第二推杆的安装方式为铰接。

优选地，所述软杆压杆和所述行程开关安装在由所述软杆、弹簧和割草头组件组成的区间内。

根据本发明实施例的另一方面，提供一种割草自动避障方法，包括：

当所述避障感应装置与障碍物接触时，控制所述第一推杆和第二推杆动作，以使所述割草头组件避让障碍物；

当所述避障感应装置与障碍物分离时，控制所述第一推杆和第二推杆动作，以使所述割草头组件在避让障碍物后复位。

优选地，所述避障感应装置由软杆、弹簧和行程开关组成，所述软杆的一端为自由端，所述软杆的另一端与所述割草头组件铰接，所述软杆与所述割草头组件呈锐角，所述弹簧设在所述软杆和所述割草头组件之间，所述软杆上设有软杆压杆，所述行程开关设于所述割草头组件上且与所述软杆压杆对应；

当所述软杆接触障碍物时，所述弹簧被压缩，所述软杆压杆和行程开关接触，所述第二推杆伸出，推动所述割草头组件旋转，所述第一推杆回拉，驱动所述动作臂旋转；

当所述软杆与障碍物分离后，所述弹簧推动所述软杆复位，所述软杆压杆和行程开关分离，所述第二推杆回拉，所述驱动割草头组件复位，所述第一推杆伸出，推动所述动作臂复位。

本发明实施例提供的割草自动避障装置及方法，通过避障感应装置来控制第一推杆和第二推杆动作，当割草头组件触碰到障碍物时才会转动避障，作业稳定，不会产生漏割，并且在动作过程中无需操作人员手动操作，减轻动作人员的劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例的一种割草自动避障装置复位时的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的一种割草自动避障装置避障时的结构示意图；

图3为根据本发明优选实施例的一种割草自动避障装置复位时的结构示意图；

图4为根据本发明优选实施例的一种割草自动避障装置避障时的结构示意图；

附图标记：

1-障碍物； 2-软杆； 3-弹簧；

4-前端固定板； 5-割草头本体； 6-动作臂；

7-支撑横梁； 8-第一推杆； 9-第二推杆；

10-割草头固定板； 11-行程开关； 12-避障感应装置；

13-软杆压杆； 14-割草头组件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为根据本发明实施例的一种割草自动避障装置复位时的结构示意图，如图1所示，一种割草自动避障装置，包括：支撑横梁7和动作臂6，动作臂6的一端与支撑横梁7的一端铰接，动作臂6与支撑横梁7之间设有能够调节动作臂6转动的第一推杆8，动作臂6的另一端安装有割草头组件14，割草头组件14与动作臂6铰接，割草头组件14与动作臂6之间设有能够调节割草头组件14转动的第二推杆9，割草头组件14的前侧安装有避障感应装置12，避障感应装置12控制第一推杆8和第二推杆9，以使割草头组件14避让障碍物1和在避让障碍物1后复位。

具体地，动作臂6的一端铰接于支撑横梁7上，在动作臂6和支撑横梁7之间安装有第一推杆8，第一推杆8一方面对动作臂6起定位支撑作用，另一方面能够伸出或拉回动作臂6，以使动作臂6能够绕铰链支点转动。动作臂6的另一端铰接安装有割草头组件14，割草头组件13包括割草的主要部件，在实际使用过程中，通过支撑横梁7将整个避障装置与割草机的机械运动部件连接。割草头组件14与动作臂6铰接，即割草头组件14能够绕动作臂6转动，通过第二推杆9对割草头组件14进行支撑，同时控制割草头组件14的转动角度。在割草头组件14的前侧，即面向割草装置行进方向的一侧装设有避障感应装置12，避障感应装置12用于控制第一推杆8的伸出或者回拉，并同时控制第二推杆9伸出或者回拉，以使割草头组件14避让障碍物1或在避让障碍物1后复位。避障感应装置12感知障碍物1的方式有多种，包括直接接触、声波感测以及红外探测等多种形式。

图2为根据本发明实施例的一种割草自动避障装置避障时的结构示意图，参考图2所示，当避障感应装置12检测遇到障碍物1时，触发其产生避让信号，通过该避让信号控制第一推杆8和第二推杆9，以使割草头组件14和动作臂6转动，从而避让障碍物1；当避障感应装置12检测到已经避开障碍物1时，产生复位信号，该复位信号控制第一推杆8和第二推杆9，以使割草头组件14和动作臂6复位。

上述实施例提供的一种割草自动避障装置，通过避障感应装置来控制第一推杆和第二推杆的动作，当割草头组件前进到障碍物时才会转动避障，作业稳定，不会产生漏割，并且在动作过程中无需操作人员手动操作，减轻动作人员的劳动强度。

在上述实施例的基础上，图3为根据本发明优选实施例的一种割草自动避障装置复位时的结构示意图，参考图3，避障感应装置12包括：软杆2、弹簧3和行程开关11，软杆2的一端为自由端，软杆2的另一端与割草头组件14铰接，软杆2与割草头组件14呈锐角，弹簧3设在软杆2和割草头组件14之间，软杆2上设有软杆压杆13，行程开关11设于割草头组件14上且与软杆压杆13对应设置。

具体地，避障感应装置12主要由软杆2、弹簧3和行程开关11组成，避障感应装置12包括两个状态：接触和分离，能实现第一推杆8和第二推杆9的电机的伸缩控制，增加避障装置的作业稳定性。软杆2和割草头组件14上的支座通过销实现铰链连接，二者之间通过弹簧3进行支撑，弹簧3的一端套在软杆2上的弹簧撑杆，另一端与割草头组件14的前端固定板4连接，以使软杆2和割草头组件14之间形成锐角，能够使得在割草时，只有当割草头组件14接触障碍物1时才会旋转避障，避免发生漏割情况。行程开关11也安装在割草头组件14的前端固定板4上，前端固定板上安装有支座，用于软杆2的铰接安装。软杆2上设有软杆压杆13，行程开关11与软杆压杆13对应设置，保证在软杆2碰到障碍物1下压时，软杆压杆13能够与行程开关11接触。

图4为根据本发明优选实施例的一种割草自动避障装置避障时的结构示意图，如图4所示，当软杆2接触障碍物1时，弹簧3被压缩，软杆压杆13和行程开关11接触，行程开关11切换并发出避障信号，从而控制第二推杆9伸出，推动割草头组件14旋转，同时第一推杆8回拉，驱动动作臂6旋转，使得整个割草头组件14自动避开障碍物1；当软杆2与障碍物1分离后，弹簧3推动软杆2复位，软杆压杆13和行程开关11分离，行程开关11切换并发出复位信号，控制第二推杆9回拉，驱动割草头组件14复位，同时第一推杆8伸出，推动动作臂6复位。

上述实施例提供的一种割草自动避障装置，通过软杆与割草头组件成一定角度安装，只有当割草头接触障碍物时，通过行程开关控制第一推杆和第二推杆动作才会旋转避障，避免了产生漏割的情况，这样更适合由栅栏或者线缆柱的公路两侧的割草作业，便于对公路露肩割草机械的推广和应用。

在上述各实施例的基础上，割草头组件14包括：割草头固定板10和割草头本体5，割草头固定板10与动作臂6铰接，第二推杆9设在割草头固定板10和动作臂6之间，割草头本体5固定在割草头固定板10上。

具体地，为了方便割草头本体5的安装和转动控制，首先将割草头固定板10与动作臂6铰接，并将第二推杆9设在割草头固定板10和动作臂6之间，通过割草头固定板10作为割草头本体5的承接部件，在割草头固定板10上预留有割草头本体5的安装卡槽，方便割草头5本体的安装和更换。前端固定板4固定安装在割草头本体5的前侧，弹簧3的一端套在软杆2上的弹簧撑杆，另一端与割草头组件14的前端固定板4连接。

在上述各实施例的基础上，第一推杆8和第二推杆9为电动液压推杆。电动液压推杆以电动机为动力源，通过双向齿轮泵输出压力油，经油路集成块的控制至油缸，实现活塞杆的往复运动。电动液压推杆可以带负荷启动，动作灵敏、运行平稳，并且能耗较小，并且当电机停止动作时，活塞杆能自锁在一定位置，保证整个避障装置结构的稳定性。

在上述各实施例的基础上，第一推杆8和第二推杆9的安装方式为铰接。为了适应不同的角度需求，第一推杆8与支撑横梁7和动作臂6之间采用铰链连接，同时第二推杆9与动作臂6和割草头组件14之间也采用铰链连接。

在上述各实施例的基础上，软杆压杆13和所述行程开关11安装在由软杆2、弹簧3和割草头组件14组成的区间内。

具体地，为了使软杆2触碰障碍物1时更加灵敏地触发行程开关11动作，需要将软杆压杆13和行程开关11安装在由软杆2、弹簧3和割草头组件14组成的区间内，一方面软杆压杆13的长度可以减小，另一方面可以在软杆2偏转小角度时，软杆压杆13能够接触到行程开关11。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例提供一种割草自动避障方法，包括：当避障感应装置12与障碍物1接触时，控制第一推杆8和第二推杆9动作，以使割草头组件14避让障碍物1；当避障感应装置12与障碍物1分离时，控制第一推杆8和第二推杆9再次动作，以使割草头组件14在避让障碍物1后复位。

具体地，当避障感应装置12检测遇到障碍物1时，触发其产生避让信号，通过该避让信号控制第一推杆8和第二推杆9，以使割草头组件14和动作臂6转动，从而避让障碍物1；当避障感应装置12检测到已经避开障碍物1时，产生复位信号，该复位信号控制第一推杆8和第二推杆9，以使割草头组件14和动作臂6复位。

在上述各实施例的基础上，进一步地，避障感应装置12由软杆2、弹簧3和行程开关11组成，软杆2的一端为自由端，软杆2的另一端与割草头组件14铰接，软杆2与割草头组件14呈锐角，弹簧3设在软杆2和割草头组件14之间，软杆2上设有软杆压杆13，行程开关11设于割草头组件14上且与软杆压杆13对应；

当软杆2接触障碍物1时，弹簧3被压缩，软杆压杆13和行程开关11接触，第二推杆9伸出，推动割草头组件14旋转，第一推杆8回拉，驱动动作臂6旋转；

当软杆2与障碍物1分离后，弹簧3推动软杆2复位，软杆压杆13和行程开关11分离，第二推杆9回拉，驱动割草头组件复位，所述第一推杆伸出，推动所述动作臂复位。

具体地，避障感应装置12主要由软杆2、弹簧3和行程开关11组成，避障感应装置12包括两个状态：接触和分离，能实现第一推杆8和第二推杆9的电机的伸缩控制，增加避障装置的作业稳定性。软杆2和割草头组件14上的支座通过销实现铰链连接，二者之间通过弹簧3进行支撑，弹簧3的一端套在软杆2上的弹簧撑杆，另一端与割草头组件14的前端固定板4连接，以使软杆2和割草头组件14之间形成锐角，能够使得在割草时，只有当割草头组件14接触障碍物1时才会旋转避障，避免发生漏割情况。行程开关11也安装在割草头组件14的前端固定板4上，前端固定板上安装有支座，用于软杆2的铰接安装。软杆2上设有软杆压杆13，行程开关11与软杆压杆13对应设置，保证在软杆2碰到障碍物1下压时，软杆压杆13能够与行程开关11接触。当软杆2接触障碍物1时，弹簧3被压缩，软杆压杆13和行程开关11接触，行程开关11切换并发出避障信号，从而控制第二推杆9伸出，推动割草头组件14旋转，同时第一推杆8回拉，驱动动作臂6旋转，使得整个割草头组件14自动避开障碍物1；当软杆2与障碍物1分离后，弹簧3推动软杆2复位，软杆压杆13和行程开关11分离，行程开关11切换并发出复位信号，控制第二推杆9回拉，驱动割草头组件14复位，同时第一推杆8伸出，推动动作臂6复位。

本发明实施例提供的一种割草自动避障装置及方法，通过软杆与割草头组件成一定角度安装，只有当割草头接触障碍物时，通过行程开关控制第一推杆和第二推杆动作才会旋转避障，避免了产生漏割的情况，并且在动作过程中无需操作人员手动操作，减轻动作人员的劳动强度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种割草自动避障装置，其特征在于，包括：支撑横梁和动作臂，所述动作臂的一端与所述支撑横梁的一端铰接，所述动作臂与所述支撑横梁之间设有能够调节所述动作臂转动的第一推杆，所述动作臂的另一端安装有割草头组件，所述割草头组件与所述动作臂铰接，所述割草头组件与所述动作臂之间设有能够调节所述割草头组件转动的第二推杆，所述割草头组件上安装有避障感应装置，所述避障感应装置控制所述第一推杆和第二推杆，以使所述割草头组件避让障碍物和在避让障碍物后复位。

2.根据权利要求1所述的割草自动避障装置，其特征在于，所述避障感应装置包括：软杆、弹簧和行程开关，所述软杆的一端为自由端，所述软杆的另一端与所述割草头组件铰接，所述软杆与所述割草头组件呈锐角，所述弹簧设在所述软杆和所述割草头组件之间，所述软杆上设有软杆压杆，所述行程开关设于所述割草头组件上且与所述软杆压杆对应设置。

3.根据权利要求2所述的割草自动避障装置，其特征在于，所述割草头组件包括：割草头固定板和割草头本体，所述割草头固定板与所述动作臂铰接，所述第二推杆设在所述割草头固定板和所述动作臂之间，所述割草头本体固定在所述割草头固定板上。

4.根据权利要求1或2所述的割草自动避障装置，其特征在于，所述第一推杆和所述第二推杆为电动液压推杆。

5.根据权利要求1或2所述的割草自动避障装置，其特征在于，所述第一推杆和所述第二推杆的安装方式为铰接。

6.根据权利要求2所述的割草自动避障装置，其特征在于，所述软杆压杆和所述行程开关安装在由所述软杆、弹簧和割草头组件组成的区间内。

7.一种基于权利要求1至6任一所述装置的割草自动避障方法，其特征在于，包括：

当所述避障感应装置与所述障碍物接触时，控制所述第一推杆和第二推杆动作，以使所述割草头组件避让障碍物；

当所述避障感应装置与所述障碍物分离时，控制所述第一推杆和第二推杆动作，以使所述割草头组件在避让障碍物后复位。

8.根据权利要求7所述的割草自动避障方法，其特征在于，所述避障感应装置由软杆、弹簧和行程开关组成，所述软杆的一端为自由端，所述软杆的另一端与所述割草头组件铰接，所述软杆与所述割草头组件呈锐角，所述弹簧设在所述软杆和所述割草头组件之间，所述软杆上设有软杆压杆，所述行程开关设于所述割草头组件上且与所述软杆压杆对应；

当所述软杆接触障碍物时，所述弹簧被压缩，所述软杆压杆和行程开关接触，所述第二推杆伸出，推动所述割草头组件旋转，所述第一推杆回拉，驱动所述动作臂旋转；

当所述软杆与障碍物分离后，所述弹簧推动所述软杆复位，所述软杆压杆和行程开关分离，所述第二推杆回拉，所述驱动割草头组件复位，所述第一推杆伸出，推动所述动作臂复位。