CN109917796A - 移动载具、地面处理机具及其姿态调整方法 - Google Patents

移动载具、地面处理机具及其姿态调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种移动载具、地面处理机具及其姿态调整方法。地面处理机具包括一架体、一地面处理单元、一连杆组、一连杆驱动单元、一旋转驱动单元、两个压力感测器以及一控制器。地面处理单元安装于架体。连杆组的两端连接于架体与移动载具。连杆驱动单元安装于连杆组以调整连杆组的姿态。旋转驱动单元安装于架体与连杆组之间，以驱动架体相对连杆组转动。压力感测器安装于架体以感测架体与地面之间的两个压力，或者安装于旋转驱动单元以感测驱动架体正转与逆转时的两个压力。控制器用以控制连杆驱动单元与旋转驱动单元而改变两个压力。

Description

移动载具、地面处理机具及其姿态调整方法
技术领域
本发明涉及一种载具、机具及其调整方法，且特别是涉及一种移动载具、地面处理机具及其姿态调整方法。
背景技术
现有使用于道路清洁的吊臂前置式车辆，其吊臂搭配工具组件可以达到道路割草、扫地、洗地清沟等功能。然而，现有商品化的吊臂和功具组件需采用高强度的机械结构，其重量高达两顿以上，这样的设计难以挂载于中型以下的车辆。另外，现有的吊臂式车辆需搭配人工操作，在操作上只用人眼判断是否已将工具放置于工作路面，非常依赖操作人员的经验累积，且可能因操作不当而损毁。
发明内容
本发明的目的在于提供一种移动载具、地面处理机具及其姿态调整方法，以解决上述问题。
为达上述目的，本发明的地面处理机具用以连接至一移动载具。地面处理机具包括一架体、一地面处理单元、一连杆组、一连杆驱动单元、一旋转驱动单元、一第一压力感测器与一第二压力感测器、以及一控制器。地面处理单元安装于架体。连杆组的一端连接于架体，另一端用以连接至移动载具。连杆驱动单元安装于连杆组，用以调整连杆组的姿态。旋转驱动单元安装于架体与连杆组之间，用以驱动架体相对连杆组转动。第一压力感测器与第二压力感测器安装于架体以感测架体与地面之间的一第一压力与一第二压力，或者安装于旋转驱动单元以感测驱动架体正转与逆转时的一第一压力与一第二压力。控制器用以控制连杆驱动单元与旋转驱动单元而改变第一压力与第二压力。
本发明的移动载具具有一地面处理机具。地面处理机具包括一架体、一地面处理单元、一连杆组、一连杆驱动单元、一旋转驱动单元、一第一压力感测器与一第二压力感测器、以及一控制器。地面处理单元安装于架体。连杆组的一端连接于架体，另一端连接至移动载具。连杆驱动单元安装于连杆组，用以调整连杆组的姿态。旋转驱动单元安装于架体与连杆组之间，用以驱动架体相对连杆组转动。第一压力感测器与第二压力感测器安装于架体以感测架体与地面之间的一第一压力与一第二压力，或者安装于旋转驱动单元以感测驱动架体正转与逆转时的一第一压力与一第二压力。控制器用以控制连杆驱动单元与旋转驱动单元而改变第一压力与第二压力。
本发明的地面处理机具的姿态调整方法用于调整如前述的地面处理机具的姿态。此地面处理机具的姿态调整方法包括：展开连杆组以使架体接触地面，并获得第一压力与第二压力；以及当第一压力与第二压力的比值不等于一预设比值，控制器控制连杆驱动单元与旋转驱动单元至少其中之一，以使第一压力与第二压力的比值等于预设比值。
基于上述，在本发明的移动载具、地面处理机具及其姿态调整方法中，当两个压力感测器感测到的压力的比值不等于预设比值时，控制器便控制驱动单元调整地面处理机具的姿态，不需依赖人眼判断，进而降低机具损毁的机率。
为让本发明的上述特征能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一实施例的移动载具的示意图；
图2为本发明一实施例的地面处理机具的姿态调整方法的示意图；
图3为图1的地面处理机具的局部示意图；
图4为本发明另一实施例的地面处理机具的姿态调整方法的示意图。
符号说明
50：移动载具
100：地面处理机具
110：架体
112：轮
120：地面处理单元
130：连杆组
132、134、136：连杆
140：连杆驱动单元
142、144、146：液压杆
150：旋转驱动单元
160A：第一压力感测器
160B：第二压力感测器
160C：第三压力感测器
160D：第四压力感测器
160E：第五压力感测器
160F：第六压力感测器
170：控制器
180：平移机构
S110、S120、S210-S280：步骤
具体实施方式
图1是依照本发明一实施例的移动载具的示意图。请参照图1，本实施例的移动载具50具有一个地面处理机具100。本实施例的移动载具50可以是大型车辆，也可以是中小型车辆或其他移动载具，用以搭载地面处理机具100前往要进行地面处理的目的地。若有需要，移动载具50也可在进行地面处理的过程中，带着地面处理机具100边进行地面处理边前进。
本实施例的地面处理机具100包括一架体110、一地面处理单元120、一连杆组130、一连杆驱动单元140、一旋转驱动单元150、一第一压力感测器160A与一第二压力感测器160B、以及一控制器170。地面处理单元120安装于架体110，用以对地进行处理。连杆组130的一端连接于架体110，另一端连接至移动载具50。连杆驱动单元140安装于连杆组130，用以调整连杆组130的姿态。通过连杆驱动单元140与连杆组130的配合，可将架体110移动至所要的位置。例如，在非工作期间，连杆驱动单元140可驱动连杆组130而将架体110移动至移动载具50上的收纳位置。在工作期间，连杆驱动单元140则驱动连杆组130而将架体110移动至工作位置。旋转驱动单元150安装于架体110与连杆组130之间，用以驱动架体110相对连杆组130转动。第一压力感测器160A与第二压力感测器160B安装于架体110以感测架体110与地面之间的一第一压力与一第二压力。控制器170用以控制连杆驱动单元140与旋转驱动单元150而改变第一压力与第二压力。
图2是依照本发明一实施例的地面处理机具的姿态调整方法。请参照图1与图2，在本实施例的地面处理机具的姿态调整方法中，首先展开连杆组130以使架体110接触地面，并获得第一压力与第二压力，步骤S110。也就是，当移动载具50到达工作区域时，便展开连杆组130而使架体110接触地面，同时也由第一压力感测器160A与第二压力感测器160B传回所感测到的第一压力与第二压力。接着，计算第一压力与第二压力的比值。当比值不等于预设比值，控制器170便控制连杆驱动单元140与旋转驱动单元150至少其中之一，以使第一压力与第二压力的比值等于预设比值，步骤S120。当第一压力与第二压力的比值等于预设比值，就表示架体110已经以所要的姿态接触地面，例如是平行于地面，此时地面处理单元120便可以开始进行地面处理。
从上述说明可知，因为第一压力感测器160A与第二压力感测器160B可以传回所感测到的第一压力与第二压力，而通过计算第一压力与第二压力的比值是否等于预设比值，就可以了解架体110是否以所要的姿态接触地面。进而，控制器170便控制连杆驱动单元140与旋转驱动单元150至少其中之一调整架体110的姿态。因此，在本实施例的移动载具、地面处理机具及其姿态调整方法中，不需依赖人眼判断架体110的姿态，可提高判断的精确度，并降低机具损毁的机率。
在上述实施例中，第一压力感测器160A与第二压力感测器160B是安装于架体110以感测架体110与地面之间的第一压力与第二压力，但本发明不以此为限。例如，本实施例的地面处理机具100还包括第三压力感测器160C与第四压力感测器160D，安装于旋转驱动单元150以感测驱动架体110正转与逆转时的一第三压力与一第四压力。通过计算第三压力与第四压力的比值是否等于预设比值，同样可以了解架体110是否以所要的姿态接触地面。本实施例是以同时安装了第一压力感测器160A、第二压力感测器160B、第三压力感测器160C与第四压力感测器160D为例。在另一实施例中，也可以仅安装有第一压力感测器160A与第二压力感测器160B。在又一实施例中，也可以仅安装有第三压力感测器160C与第四压力感测器160D。此外，前述的第一压力与第二压力的比值的预设比值以及第三压力与第四压力的比值的预设比值可以相同也可以不同。通常，前述的预设比值可能是1，但也可能因为感测器的安装位置或其他的差异而采用其他的预设比值。当预设比值是1，就表示控制器170的目的是使第一压力等于第二压力。
另外，本实施例的连杆驱动单元140例如包括多根液压杆142、144、146。也就是，连杆驱动单元140可采用液压的工作原理驱动连杆组130的展开、收合与其他动作。液压杆142、144、146相较于其他机械式的驱动元件而言，对于恶劣环境具有较佳的耐受性而可降低维修与替换的成本。相对的，本实施例的连杆组130包括多根连杆132、134、136。液压杆142的两端连接靠近架体110的两根连杆132与134，液压杆144的两端连接靠近两根连杆134与136，液压杆146的两端连接靠近移动载具50的车体的连杆136与移动载具50的车体。虽然本实施例是以三根液压杆142、144、146搭配三根连杆132、134、136，但本发明不以此为限。
选择性地，本实施例的地面处理机具100还可包括一第五压力感测器160E与一第六压力感测器160F，第五压力感测器160E与第六压力感测器160F安装于液压杆142以感测液压杆142伸长与缩短时的一第五压力与一第六压力。通过计算第五压力与第六压力的比值是否等于预设比值，可以帮助了解架体110是否以所要的姿态接触地面。前述的第一压力与第二压力的比值的预设比值以及第五压力与第六压力的比值的预设比值可以相同也可以不同。
换言之，本实施例是以同时安装了第一压力感测器160A、第二压力感测器160B、第三压力感测器160C、第四压力感测器160D、第五压力感测器160E与第六压力感测器160F为例。在另一实施例中，也可以仅安装有第一压力感测器160A、第二压力感测器160B、第五压力感测器160E与第六压力感测器160F。在又一实施例中，也可以仅安装有第三压力感测器160C、第四压力感测器160D、第五压力感测器160E与第六压力感测器160F。
图3是图1的地面处理机具的局部示意图。请参照图3，本实施例的架体110具有两个轮112。这两个轮112可以是惰轮，也就是两个轮112并没有连接到任何驱动装置，仅会随着架体110与轮112所接触的物体(例如是地面)之间的相对运动而转动。由于架体110是以轮112接触地面，因此第一压力感测器160A与第二压力感测器160B可分别安装于两个轮112上，以便判断架体110相对地面的姿态。例如，第一压力感测器160A与第二压力感测器160B可分别安装于两个轮112的避震器处。在其他实施例中，若架体110没有以轮接触地面的需求，则第一压力感测器160A与第二压力感测器160B也可安装于架体110上适于接触地面的部分，以便判断架体110相对地面的姿态。
请参照图1，本实施例的地面处理单元120用以割草，因此是以刀片的型态呈现。但是，本发明其他实施例中的地面处理单元120也可用于清扫地面或进行其他地面处理。另外，本实施例的连杆组130例如还可通过平移机构180而沿着Y轴相对移动载具50的车体平移。
本实施例的旋转驱动单元150可以是液压旋转驱动单元。液压式的旋转驱动单元150是利用调整不同的液体出入口所灌入的液体的量而驱动架体110正转或逆转。因此，第三压力感测器160C与第四压力感测器160D可以安装于液压式的旋转驱动单元150的不同的液体出入口，用以测量灌入或排出液体时的压力。类似的，液压杆142是利用调整不同的液体出入口所灌入的液体的量而伸长或缩短，故第五压力感测器160E与第六压力感测器160F可以安装于液压杆142的不同的液体出入口，用以测量灌入或排出液体时的压力。本实施例的第一压力感测器160A、第二压力感测器160B、第三压力感测器160C、第四压力感测器160D、第五压力感测器160E与第六压力感测器160F可以是微机电(MEMS)感测器或其他感测器，且具体安装位置可以依据状况调整，因此在图1与图2中都仅以虚线框体表现。
图4是依照本发明另一实施例的地面处理机具的姿态调整方法。本实施例的地面处理机具的姿态调整方法基本上的架构与图2的实施例的地面处理机具的姿态调整方法相同，但本实施例提供更具体的细部范例步骤，而本发明不以此为限。请参照图1与图4，首先展开连杆组130，步骤S210。此时，架体110可能尚未接触地面。接着，旋转驱动单元150驱动架体110相对连杆组130绕第一轴以第一方向旋转一第一预设角度，例如是正转15°，步骤S220。在此所述的正转是指架体110绕第一轴(例如是X轴)以第一方向(例如是顺时针方向)旋转。接着，连杆驱动单元140驱动连杆组130，使架体110朝向地面移动，例如是沿着Z轴下降，步骤S230。在架体110下降的过程中，可判断第一压力感测器160A所感测的第一压力是否逐渐增加至等于预设临界值，步骤S240。在第一压力尚未等于预设临界值时，判断架体110尚未接触地面，因此继续执行步骤S230。当第一压力等于预设临界值，则判断架体110已接触地面，并且由旋转驱动单元150驱动架体110相对连杆组130绕第一轴以第二方向旋转一第二预设角度，例如是逆转15°，步骤S250。上述第二方向与上述第一方向相反，例如第一方向是顺时针方向，第二方向是逆时针方向。
此时，计算第一压力与第二压力的比值。当第一压力与第二压力的比值等于预设比值，就表示架体110的姿态已经调整完毕而以所要的姿态接触地面，例如是平行于地面，此时地面处理单元120便可以开始进行地面处理，步骤S260。若第一压力与第二压力的比值不等于预设比值，控制器170便控制旋转驱动单元150驱动架体110旋转，以使第一压力与第二压力的比值等于预设比值，步骤S270。当第一压力与第二压力的比值变成等于预设比值，就表示架体110的姿态已经调整完毕，此时地面处理单元120便可以开始进行地面处理，步骤S260。若第一压力与第二压力的比值仍不等于预设比值，控制器170便控制连杆驱动单元140调整连杆组130，步骤S280，并回到步骤S240，再次判断第一压力感测器160A所感测的第一压力是否等于预设临界值。以上述流程，本实施例的地面处理机具的姿态调整方法可达成调整架体110的姿态为理想姿态的目的。
虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (24)

1.一种地面处理机具，用以连接至一移动载具，其特征在于，该地面处理机具包括：
架体；
地面处理单元，安装于该架体；
连杆组，其一端连接于该架体，另一端用以连接至该移动载具；
连杆驱动单元，安装于该连杆组，用以调整该连杆组的姿态；
旋转驱动单元，安装于该架体与该连杆组之间，用以驱动该架体相对该连杆组转动；
第一压力感测器与第二压力感测器，安装于该架体以感测该架体与地面之间的第一压力与第二压力，或者安装于该旋转驱动单元以感测驱动该架体正转与逆转时的第一压力与第二压力；以及
控制器，用以控制该连杆驱动单元与该旋转驱动单元而改变该第一压力与该第二压力。
2.如权利要求1所述的地面处理机具，还包括第三压力感测器与第四压力感测器，其中该第一压力感测器与该第二压力感测器安装于该架体，该第三压力感测器与该第四压力感测器安装于该旋转驱动单元以感测驱动该架体正转与逆转时的第三压力与第四压力。
3.如权利要求1所述的地面处理机具，其中该架体具有两个轮，该第一压力感测器与该第二压力感测器分别安装于该些轮。
4.如权利要求1所述的地面处理机具，其中该旋转驱动单元为液压旋转驱动单元。
5.如权利要求1所述的地面处理机具，其中该连杆驱动单元包括多根液压杆。
6.如权利要求5所述的地面处理机具，还包括第三压力感测器与第四压力感测器，其中该连杆组包括多根连杆，该些液压杆中的第一液压杆的两端连接该些连杆中靠近该架体的两根，该第三压力感测器与该第四压力感测器安装于该第一液压杆以感测该第一液压杆伸长与缩短时的第三压力与第四压力，其中，该第一压力感测器与该第二压力感测器安装于该架体。
7.如权利要求5所述的地面处理机具，还包括第三压力感测器与第四压力感测器，其中该连杆组包括多根连杆，该些液压杆中的第一液压杆的两端连接该些连杆中靠近该架体的两根，该第三压力感测器与该第四压力感测器安装于该第一液压杆以感测该第一液压杆伸长与缩短时的第三压力与第四压力，其中，该第一压力感测器与该第二压力感测器安装于该旋转驱动单元。
8.如权利要求1所述的地面处理机具，其中该地面处理单元用以割草。
9.一种移动载具，具有地面处理机具，其特征在于，该地面处理机具包括：
架体；
地面处理单元，安装于该架体；
连杆组，其一端连接于该架体，另一端连接至该移动载具；
连杆驱动单元，安装于该连杆组，用以调整该连杆组的姿态；
旋转驱动单元，安装于该架体与该连杆组之间，用以驱动该架体相对该连杆组转动；
第一压力感测器与第二压力感测器，安装于该架体以感测该架体与地面之间的第一压力与第二压力，或者安装于该旋转驱动单元以感测驱动该架体正转与逆转时的第一压力与第二压力；以及
控制器，用以控制该连杆驱动单元与该旋转驱动单元而改变该第一压力与该第二压力。
10.如权利要求9所述的移动载具，其中该地面处理机具还包括第三压力感测器与第四压力感测器，其中该第一压力感测器与该第二压力感测器安装于该架体，该第三压力感测器与该第四压力感测器安装于该旋转驱动单元以感测驱动该架体正转与逆转时的第三压力与第四压力。
11.如权利要求9所述的移动载具，其中该架体具有两个轮，该第一压力感测器与该第二压力感测器分别安装于该些轮。
12.如权利要求9所述的移动载具，其中该旋转驱动单元为液压旋转驱动单元。
13.如权利要求9所述的移动载具，其中该连杆驱动单元包括多根液压杆。
14.如权利要求13所述的移动载具，其中该地面处理机具还包括第三压力感测器与第四压力感测器，其中该连杆组包括多根连杆，该些液压杆中的第一液压杆的两端连接该些连杆中靠近该架体的两根，该第三压力感测器与该第四压力感测器安装于该第一液压杆以感测该第一液压杆伸长与缩短时的第三压力与第四压力，其中，该第一压力感测器与该第二压力感测器安装于该架体。
15.如权利要求13所述的移动载具，其中该地面处理机具还包括第三压力感测器与第四压力感测器，其中该连杆组包括多根连杆，该些液压杆中的第一液压杆的两端连接该些连杆中靠近该架体的两根，该第三压力感测器与该第四压力感测器安装于该第一液压杆以感测该第一液压杆伸长与缩短时的第三压力与第四压力，其中，该第一压力感测器与该第二压力感测器安装于该旋转驱动单元。
16.如权利要求9所述的移动载具，其中该地面处理单元用以割草。
17.一种地面处理机具的姿态调整方法，其特征在于，用于调整如权利要求1所述的地面处理机具的姿态，该地面处理机具的姿态调整方法包括：
展开该连杆组以使该架体接触地面，并获得该第一压力与该第二压力；以及
当该第一压力与该第二压力的比值不等于预设值，该控制器控制该连杆驱动单元与该旋转驱动单元至少其中之一，以使该第一压力与该第二压力的比值等于该预设值。
18.如权利要求17所述的地面处理机具的姿态调整方法，还包括：在展开该连杆组之后以及该架体接触地面之前，由该旋转驱动单元驱动该架体相对该连杆组绕第一轴以第一方向旋转第一预设角度。
19.如权利要求18所述的地面处理机具的姿态调整方法，其中该第一预设角度是15°。
20.如权利要求18所述的地面处理机具的姿态调整方法，还包括：
在驱动该架体相对该连杆组绕该第一轴以该第一方向旋转该第一预设角度之后，该连杆驱动单元驱动该连杆组，使该架体朝向地面移动；以及
判断该第一压力感测器所感测的该第一压力是否增加至等于预设临界值，在该第一压力尚未等于该预设临界值时，继续使该架体朝向地面移动，当该第一压力等于该预设临界值，由该旋转驱动单元驱动该架体相对该连杆组绕该第一轴以第二方向旋转第二预设角度，其中该第二方向与该第一方向相反。
21.如权利要求20所述的地面处理机具的姿态调整方法，其中该第二预设角度是15°。
22.如权利要求20所述的地面处理机具的姿态调整方法，还包括：
在驱动该架体相对该连杆组绕该第一轴以该第二方向旋转该第二预设角度之后，计算该第一压力与该第二压力的比值；
当该第一压力与该第二压力的比值等于该预设比值，该地面处理单元开始进行地面处理；以及
当该第一压力与该第二压力的比值不等于该预设比值，该控制器控制该旋转驱动单元驱动该架体旋转，当该第一压力与该第二压力的比值变成等于该预设比值，该地面处理单元开始进行地面处理，当该第一压力与该第二压力的比值仍不等于该预设比值，该控制器控制该连杆驱动单元调整该连杆组，并再次判断该第一压力感测器所感测的该第一压力是否等于该预设临界值。
23.如权利要求17所述的地面处理机具的姿态调整方法，其中该移动载具带着该地面处理机具前往要进行地面处理的目的地。
24.如权利要求17所述的地面处理机具的姿态调整方法，其中该移动载带着该地面处理机具边进行地面处理边前进。
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