CN110167334A - 工作设备 - Google Patents

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Abstract

提供了具有电池供电的容器装置的工作设备，该容器装置可以从工作设备主体分离并且可以自行行进，其中可以防止由于电池的充电状态不充分，分离的容器装置变得不能与电力设备主体重新组合。工作设备(10)可以临时存储在行进时收集的物品，包括：工作设备主体(20)，容器装置(70)，其构造成在连接到工作设备主体的同时存储由工作设备主体收集的物品，并且通过从工作设备主体分离而往返于收集的物品目的地(202)，行进驱动单元(80)，其构造成使容器装置行进，安装在容器装置上的电池(112)，为行进驱动单元提供动力；电池充电状态传感器(114)，构造为检测电池的剩余电池电量，以及控制单元(54,104)，构造为根据剩余电池电量执行是否可以从工作设备主体分离容器装置的决定。

Description

工作设备
技术领域
本发明涉及诸如割草机，剪草机，收割机和清扫机之类的工作设备，尤其涉及一种构造为临时存储在工作设备行进时收集的物品的工作设备。
背景技术
割草机设置有用于割草坪的割草刀片和用于容纳割下的草屑的草容器(草收集容器)。当草容器变满时，所述草容器中割下的草屑被丢弃。在某种割草机中，草容器可从割草机主体分离，以便分离的草容器可被运输到规定的处理区域以丢弃草屑。例如参见专利文件1。在另一种割草机中，草容器可以相对于割草机主体倾斜，以便通过倾斜草容器来从草容器中丢弃割下的草屑。例如参见专利文件2和3。
专利文件1：JP2010-148403A
专利文件2：JP2003-189718A
专利文件3：JP2015-92845A
发明内容
本发明待解决的问题
在将草容器运输到用于丢弃割下的草屑的区域的情况下，如果草容器并不庞大或沉重，则可以由操作者运输草容器，但是如果草容器庞大或沉重，可能需要诸如推车的运输设备。因此，从机器主体上分离下的草容器的运输需要大量的体力劳动，并且操作者的负担不合需要地大。
在将草容器倾斜以丢弃割下的草屑的情况下，操作者不需要运输草容器，但是割草机必须行进到供割下的草屑丢弃草屑的区域，或者，需要将卡车或任何其他形式的运输设备带到割草机旁边。在任何一种情况下，每次需要丢弃割下的草屑时，需要将相对大的设备从一个地方移动到另一个地方，并且能效和工作效率都很差。
与从草容器中丢弃割下的草屑的任务相关的这样的问题也存在于从容器移除或清空容器的情况下，该容器存放由任何其他形式的工作设备(例如剪草机，收割机和清扫机)收集的物品。
因此，本申请的发明人进行了研究工作，并开发了一种电池供电的容器装置，该容器装置能够在工作设备的当前位置和收集的物品将被运输到的目的地位置之间行进，并且在目的地位置排出收集的物品。然而，该解决方案存在的问题是，如果在到达目的地位置和从目的地位置返回期间容器装置的电池电量耗尽，则容器装置可能无法返回到工作设备的当前位置，并且容器装置变的无法与机器主体重新组合。
鉴于与具有电池供电的、可以从工作设备主体分离并且可以自行行进的容器装置的工作设备相关的这样的问题，本发明的主要目的是提供一种工作设备，其中可以防止由于电池的充电状态不充分而导致分离的容器装置变得不能与电力设备主体重新组合。
解决问题的手段
为了实现这样的目的，本发明提供了可以临时存储在行进时收集的物品的工作设备(10)，所述工作设备(10)包括：工作设备主体(20)；容器装置(70)，其构造成在连接到工作设备主体的同时存储由工作设备主体收集的物品，并且通过从工作设备主体分离而往返于收集的物品目的地(202)；行进驱动单元(80)，其构造成使容器装置行进；安装在容器装置上的电池(112)，为行进驱动单元提供动力；电池充电状态传感器(114)，构造为检测电池的剩余电池电量；以及控制单元(54,104)，构造为根据剩余电池电量执行是否可以从工作设备主体分离容器装置的决定。
因此，在设置有能够从工作设备主体分离并通过由电池供电而行进的容器装置的工作设备中，控制单元依据剩余电池电量确定容器装置是否可以从工作设备主体分离，以防止从工作设备主体分离后的容器装置不能返回工作设备主体。
在上述布置中，优选地，工作设备还包括自身位置检测单元(106)，其配置成生成工作设备的位置信息，其中，控制单元构造为根据由位置信息提供的静止状态下的工作设备的当前位置和收集的物品目的地的位置确定容器装置所需的所需剩余电池电量，并且当检测到的剩余电池电量等于或大于所需的剩余电池电量时允许容器装置从工作设备主体分离。
由于所需的剩余电池电量是从工作设备的当前位置和收集的物品目的地的位置确定的，因此容器装置是否可以从工作设备主体分离的决定可以以适当的方式完成。
在上述布置中，优选地，在该布置中，所述控制单元被构造为根据处于静止状态的工作设备的当前位置和收集的物品目的地的位置，确定容器装置行进到收集的物品目的地并返回到工作设备主体的行进路线(300)，并根据行进路线的长度确定所需的剩余电池电量。
由于所需的剩余电池电量是根据容器装置用于行进到收集的物品目的地并返回到工作设备主体的行进路线的长度来确定的，因此容器装置是否可以从工作设备主体分离的决定可以以适当的方式完成。
在上述布置中，优选地，控制单元构造为获取关于位于在静止状态下的工作设备主体的当前位置与收集的物品目的地之间的障碍物(210)的位置信息，并确定行进路线以避开障碍物。
由于所需的剩余电池电量的设置是基于行进路线的长度同时考虑到存在于工作设备主体的当前位置与收集的物品目的地之间的障碍物，因此容器装置是否可以从工作设备主体分离的决定可以以更加适当的方式完成。
在上述布置中，优选地，所述容器装置构造为在收集的物品目的地卸载收集的物品，且控制单元构造为将所需的剩余电池电量确定为容器装置行进于行进路线所需的第一剩余电池电量，卸载收集的物品所需的第二剩余电池电量和规定的剩余电池电量储备的总和。
由于所述的剩余电池电量被确定为容器装置行进于行进路线所需的第一剩余电池电量，卸载收集的物品所需的第二剩余电池电量和规定的剩余电池电量储备的总和，因此，容器装置是否可以从工作设备主体分离的决定可以以更适当的方式完成。
在上述布置中，优选地，所述工作设备还包括用于检测容器装置的物品收集状态的物品收集状态传感器(120)，其中，当根据剩余电池电量允许将容器装置从工作设备主体分离时，控制单元被构造为使物品收集状态传感器无效。
根据这种布置，当所述容器装置分离时，可以避免由物品收集状态检测传感器的不必要的检测，因此，可以避免由于物品收集状态检测传感器的检测结果导致的工作设备的故障等。
在上述布置中，优选地，所述工作设备还包括用于检测容器装置的物品收集状态的物品收集状态传感器，其中，自身位置检测单元被构造为根据物品收集状态传感器的检测结果被激活。
由于根据物品收集状态传感器的检测结果根据需要激活自身位置检测单元，因此可以避免由于自身位置检测单元的恒定操作而由自身位置检测单元进行的不必要的电力消耗。
在上述布置中，优选地，当根据剩余电池电量不允许将容器装置从工作设备主体分离时，控制单元被构造为对电池充电，直到剩余电池电量达到所需的剩余电池电量。
通过为对电池充电，直到获得所需的剩余电池电量，所述容器装置可以准备好行进，同时避免不必要的充电时间。
在上述布置中，优选地，所述控制单元构造为执行用于以第一电流值对电池充电的正常充电模式，以及用于以大于第一电流值的第二电流值对电池充电的快速充电模式，并且当根据剩余电池电量不允许将容器装置从工作设备主体分离时执行快速充电模式。
通过以加速的速率对电池充电，直到达到所需的剩余电池电量，可以使容器装置准备好在最早的时间行进。
在上述布置中，优选地，所述工作设备还包括用于将所述容器装置可分离地连接到所述工作设备主体的联接装置(130)，其中所述控制单元构造为控制所述联接装置，以便当根据剩余电池电量允许所述容器装置从所述工作设备主体分离时，分离所述容器装置。
通过控制所述联接装置的操作，可以以可靠的方式执行容器装置的行进的允许和禁止。
在上述布置中，优选地，所述工作设备还包括设置在工作设备主体上的收集装置(40)，所述收集装置(40)用于执行收集待收集物品的收集操作，其中所述控制单元构造为控制收集装置，以便在剩余电池电量大于或等于所需的剩余电池电量时，停止收集操作。
通过在容器装置行进时停止收集操作，可以避免不必要的能量消耗，并且可以确保周围区域的安全性。
在上述布置中，优选地，所述工作设备还包括通知单元(60)，其通过使用光发射，音频输出和图像显示中的至少一个来通知操作者由控制单元执行的决定的结果。
由此，操作者可以容易地识别出容器装置的行程的开始。发明效果
由此本发明提供了具有电池供电的容器装置的工作设备，该容器装置可以从工作设备主体分离并且可以自行行进，其中可以防止由于电池的充电状态不充分，分离的容器装置变得不能与电力设备主体重新组合。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例以驾驶式割草机形式的工作设备的侧剖面图(当用于存放草屑的容器装置放下时的侧剖面图)；
图2是根据本实施例以驾驶式割草机形式的工作设备的侧剖面图(当用于存放草屑的容器装置被提升时的侧剖面图)；
图3是根据本实施例的驾驶式割草机的容器装置的机室的平面图；
图4是根据本实施例的驾驶式割草机的闸门板的前视图；
图5是根据本实施例的驾驶式割草机的容器装置从驾驶式割草机上分离时的截面侧视图；
图6是根据本实施例的驾驶式割草机的容器装置倾倒草时的侧剖面图；以及
图7是根据本实施例的驾驶式割草机的控制系统的框图；
图8是示出根据本实施例的驾驶式割草机的割草操作的图；
图9是示出根据本实施例的驾驶式割草机的草倾倒操作的图；
图10是表示根据本发明的确定从驾驶式割草机主体上分离草容器装置的过程的流程图；
图11是示出根据本实施例的驾驶式割草机的各部分的操作模式的图；
图12是示出了根据本发明的一个变形的实施例的驾驶式割草机的草倾倒操作的图。
具体实施方式
以下参照附图描述根据本发明的实施例的工作设备。在该实施例中，本发明应用于驾驶式割草机。
如图1和图2所示，割草机主体20设置有主框架22，设置在所述主框架22上的一对前轮24和一对后轮26，设置在所述主框架22的前部的前车体28，设置在所述前车体28中的内燃机30，包括用于存储内燃机30的燃料的燃料箱和设置在主框架22中的燃料泵的燃料供应单元32，设置在所述前车体28中的方向盘34，以及设置在所述前车体28上的驾驶员座椅39。所述内燃机30不仅可以旋转地驱动前轮24，还可以驱动风扇46和切割刀片48。
由驾驶员(操作者)以与传统驾驶式割草机相同的方式，通过操作设置在主框架22上的加速器踏板62和制动踏板64来控制割草机主体20的行进和制动。
割草机主体20不需要是驾驶式割草机，也可以是其他形式的割草机，只要割草机主体20能够至少在规定的工作区域内行进即可。例如，所述割草机主体20可以被构造为根据本身已知的技术自主行进。可选的，所述割草机主体20可以被构造为根据本身已知的技术由操作者(工人)远程控制。
在本实施例中，在主框架22的下部设置有切割刀片装置(收集装置)40构成的工作单元。所述切割刀片装置40包括具有向下开口的壳体42，位于所述壳体42内并装配在竖直的旋转轴44上的鼓风扇46以及切割刀片48。所述旋转轴44经由带传动机构45和离合器31以动力传递方式连接到内燃机30，并且由内燃机30以选择性方式旋转地驱动。所述壳体42设置有用于排出割下的草屑的卸料管50。所述主框架22具有用于将卸料管50连接到容器装置70的草接收室90的连接管52，这将在下文中描述。
所述卸料管50设置有用于通过由切割刀片48和风扇46产生的气流而改变割下的草屑朝向连接管52抛出的方向的挡板66，以及用于改变挡板66的角度的电动挡板致动器68。
所述割草机主体20还包括由设置在前车体28中的电子控制装置构成的主体控制单元54；也设置在前车体28中、用于与容器装置70进行无线通信的无线通信单元56；设置在主框架22中的可再充电电池58；和设置在前车体28中的操作单元60(显示单元)。所述操作单元60可以包括LCD面板和触摸面板，或者可以包括开关等，并且包括如下文所述的用于倾倒或以其他方式卸载割下的草屑的倾倒执行按钮(图中未示出)。所述电池58由内燃机30驱动的发电机(在图中未示出)充电。
如图1至图3所示，所述容器装置70设置有底盘78和行进驱动单元80，所述底盘78包括装置框架72，以及由装置框架72支承的一对前轮74和一对后轮76，所述行进驱动单元80包括用于单独地旋转地驱动左右后轮76的多个电动机。所述行进驱动单元80经由电动线性致动器组成的后轮提升致动器84(提升致动器)连接到装置框架72，通过后轮提升致动器84的伸展和缩回而使得所述后轮76可以在提升位置和放下位置之间移动，在所述提升位置中后轮从地面升起，而在所述放下位置中后轮76与地面接触。
所述装置框架72支承草容器88，以便所述草容器88(在倾倒操作)可绕在装置框架72的前部横向延伸的支承轴86倾斜。
所述草容器88具有大致矩形的盒形状，其限定了用于接收由切割刀片装置40割下的草屑(收集物品)的草接收室90，所述草容器88还设置有在其整个前部区域上延伸的内容物排出开口90A。所述支承轴86装配有闸门板92，使得当支承轴86旋转时，闸门板92打开和关闭内容物排出开口90A。所述草容器88和所述闸门板92具有由支承轴86提供的旋转(倾斜运动)的共同的中心线。
如图4所示，所述闸门板92形成有草入口92A。如图2所示，当连接到割草机主体20的容器装置70处于提升位置时，所述草入口92A与连接管52的出口对齐。此外，所述草容器88设置有允许空气通过但不允许草通过的排气区域(图中未示出)。
压力传感器(收集物品的检测传感器)120设置在草容器88中，用于检测草接收室90的内部压力，以便检测存储在草接收室90中的割下的草屑的量。所述草容器88的上部设置有用于检测容器装置70周围环境的作为环境传感器的摄像机122和包括红灯等的警告单元124。
所述装置框架72限定了一个在另一个之上的机室94和电气室96。机室94中容纳有用于倾斜草容器88的倾倒致动器98和用于打开和关闭闸门板92、设置在草容器88的底部中的闸门致动器100。所述倾倒致动器98设置有倾倒角度传感器102，用于从倾倒致动器98的操作状态检测草容器88相对于装置框架72的倾斜角度(倾倒角)。
所述倾倒致动器98由电直线致动器组成，且在水平位置和倾斜位置之间倾斜草容器88，在所述水平位置中，如图1所示，草容器88的底表面基本水平地平放在装置框架72的上表面而在所述倾斜位置中草容器88则从支承轴86的中心轴线的水平位置沿顺时针方向倾斜至后端向上姿势。所述倾倒致动器98设置有止动器99，当草容器88处于水平姿势时，止动器99抵靠草容器88。
所述闸门致动器100由电动机形成，并且经由齿轮系101以动力传递关系连接到支承轴86。所述闸门致动器100在用于关闭内容物排出开口90A的关闭位置(见图1和5)以及从关闭位置绕支承轴86向前旋转的打开位置(见图6)之间旋转闸门板92。在打开位置，所述闸门板92从草容器88的下前侧向下倾斜，以作为用于引导草屑从草容器88卸载的斜坡道。
由于倾倒致动器98和闸门致动器100都设置在机室94中，所以可以共同或同时对这些部件进行维修。
所述电气室96是防水且防尘的气密室，并且在其中容纳有装置控制单元104，用于检测驾驶式割草机10(当从所述割草机主体20分离时的容器装置70)的自身位置的GPS 106(全球定位系统，自身位置检测单元)，使用加速度传感器或陀螺仪传感器检测底盘78相对于水平面的倾斜角(底盘角度)的底盘角度传感器108，用于与割草机主体20通信的无线通信单元110，可再充电电池112和用于检测电池112的剩余电池电量的电池充电状态传感器114。因此，可以在电气室96的单个位置集中管理所述电气装置，并且可以使这些电气装置的接线最小化。
所述容器装置70可以使用的全球定位系统不限于卫星GPS装置，也可以是使用相机的测量系统(例如安装在驾驶式割草机10上的摄像机122和可以捕获驾驶式割草机10所经过的区域的图像的外部摄像机)，使用无线通信的测量装置(诸如无线LAN，以及来自用于移动电话的基站的无线电波)和雷达。
所述割草机主体20设置有用于将容器装置70可释放地连接到割草机主体20的后部的闩锁装置(联接单元)130。所述闩锁装置130包括可绕在主框架22的后端部分横向延伸的轴线旋转的钩构件132，以及包括用于旋转钩构件132的电动机的闩锁致动器134。所述闸门板92形成有卡合开口136，所述钩构件132可以与所述卡合开口136卡合。所述闩锁致动器134由所述主体控制单元54控制。
所述钩构件132可以在图1中所示的释放位置和图2中所示的连接位置之间由闩锁致动器134旋转地驱动，并且构造成当容器装置70向前行进到割草机主体20后部的联接位置时与卡合开口136(参见图4)卡合。然后将所述钩构件132枢转到连接位置，使得容器装置70在连接到割草机主体20的同时相对于割草机主体20向上提升。在容器装置70的这种升高地状态下，所述前轮74和后轮76全部从地面抬起，使得前轮74和后轮76不影响割草机主体20的转向和行进。当所述容器装置70连接到割草机主体20时，所述草容器88处于水平位置，且所述闸门板92处于关闭位置。
所述主框架22设置有检测开关138，该检测开关138通过被闸门板92按压来检测容器装置70在联接位置处或者适于与割草机主体20联接的位置处的定位。一旦检测开关138检测到容器装置70已到达联接位置，则闩锁致动器134将钩构件132从释放位置旋转到连接位置。
连接构件140从在主框架22的后端的连接管52向下延伸。在容器装置70的升高状态下，所述连接构件140的下端朝向装置框架72的前面，并且在这两个部件的相对部分之间设置信号线连接器142以将割草机主体20的信号线与相应的容器装置70的信号线连接。此外，在连接构件140和装置框架72之间设置有电源线连接器144，用于在容器装置70的升高状态下将电池58连接到电池112。
所述容器装置控制单元104为设置有处理器和诸如存储器的其他硬件的电子控制装置，该处理器根据规定的控制程序执行容器装置70的全部的控制处理。如图7所示，所述容器装置控制单元104构造为从倾倒角度传感器102，GPS106，底盘角度传感器108，电池充电状态传感器114，压力传感器120和信号线连接器142接收信号，以及从摄像机122接收视频信号，以控制行进驱动单元80，后轮提升致动器84，闸门致动器100，和警告单元124的操作。此外，无线通信单元110连接至容器装置控制单元104。
所述电池112是容器装置70的包括行进驱动单元80的所有电气单元的电源，并且可以在被电池充电状态传感器114监控的同时经由电力线连接器144被电池112充电。
下面描述具有上述结构的驾驶式割草机10的操作模式。
(割草操作)
驾驶如图8所示，例如，通过在预定的待割草工作区域200中行进期望的工作路线201来操作驾驶式割草机10。
更具体地，如图2所示，在容器装置70连接到割草机主体20并被提升且后轮76由所述后轮提升致动器84提升的同时执行割草操作。割草机主体20借助于由内燃机30提供动力的后轮26行进。在离合器31接合的情况下，所述内燃机30使风扇46和切割刀片48旋转。在割草操作期间，所述容器装置70的前轮74和后轮76被提升而不接地，因此所述前轮74和所述后轮76不会妨碍驾驶式割草机10的割草机主体20的行进和转向。
由切割刀片48割下的草屑由切割刀片48和风扇46的旋转产生的气流运送，并且经由卸料管50从壳体42引导到连接管52以经由草入口52A被草接收室90接收。
随着割草操作的进行，存储在草接收室90中的草屑增加到需要丢弃收集的草的程度。在该驾驶式割草机10中，如图9所示，所述容器装置70构造为从割草机主体20分离，并且自行地往返于草处理区域202(用于运输所收集的物品的目的地)。此外，在草处理区域202处，容器装置70能够卸载割下的草屑203(释放收集的物品)。
(草容器装置的分离)
在该驾驶式割草机10中，当从割草机主体20分离容器装置70时，执行分离确定过程以确定容器装置70是否能够安全地从割草机主体20分离。
在分离确定过程中，如图10所示，首先，主体控制单元54确定是否需要丢弃在草接收室90中接收的草屑(是否需要释放收集的物品)(ST101)。
随着割草操作的进行，存储在草接收室90中的割下的草屑增加到这样的程度，使得草接收室90中割下的草屑上方的空气空间经过割下的草屑的堆积而逐渐减少。如图11所示，从时间T0到时间T1，由压力传感器120检测到的草接收室90的内部压力随着草接收室90中割下的草屑上方的空气空间的减小而增加。一旦在草接收室90中接收的割下的草屑堆在图11中的时间T1达到接近满水平的预定水平，由压力传感器120检测到的草接收室90的内部压力达到规定值(换句话说，检测到满状态)，并且指示该状态的信号经由信号线连接器142传输到主体控制单元54。根据是否接收到该信号，所述主体控制单元54在步骤ST101中执行确定处理。为了便于描述，在图11中示出的各个部分的操作状态在时间T1和时间T2同时改变，但是实际上，在各个部分的状态变化中可能出现一些时间差。
主体控制单元54还可以构造为使得驾驶式割草机10的操作者根据需要操作显示在操作单元60上的卸载执行按钮(释放命令按钮)，并且通过按下卸载执行按钮(即卸载命令)执行步骤ST101的确定处理。
如果在步骤ST101中主体控制单元54确定需要处理割下的草屑(ST101：是)，所述主体控制单元54将用于割下的草屑的处理命令发送到容器装置控制单元104(ST102)。
接着，所述主体控制单元54确定在切割刀片48的动力传递路径中的离合器31的操作状态，并且如果离合器31处于接合状态(ON)(ST103：是)，发送命令以脱离(OFF)离合器31(ST104)。此时，主体控制单元54可以同时发送命令以停止割草机主体20的行进。因此，在割草机主体20中，割草机主体20的行进在主体控制单元54的控制下停止，并且脱离离合器31(参见图11中的时间T1)，并且停止风扇46和切割刀片48的旋转。
同时，如果容器装置控制单元104从主体控制单元54接收到卸载割下的草屑的命令(ST201：是)，所述容器装置控制单元104向GPS 106发送开始命令，从而激活GPS 106以检测此时静止的驾驶式割草机10的当前位置，并生成驾驶式割草机10的位置信息(ST202)。此外，容器装置控制单元104从存储器(图中未示出)获取预定草处理区域202的位置信息，并基于驾驶式割草机10的当前位置和草处理区域202的位置，生成从当前位置到草处理区域202的行进路线(ST203)。
此时，如图9所示，所述容器装置控制单元104可以计算驾驶式割草机10从当前位置(出发点和返回点)行进到草处置区域202然后返回到当前位置的最短路线作为行进路线。或者，将行进路线的多个候选项存储在存储器中，并且容器装置控制单元104根据驾驶式割草机10的当前位置选择行进路线的候选项之一。
此外，如图12所示，当在工作区域200中存在已知障碍物210(在这种情况下为池塘)时，驾驶式割草机10可以预先将障碍物的位置信息存储在存储器等中。在这种情况下，所述容器装置控制单元104可以计算(或选择)最短路线，同时基于障碍物的位置信息避开障碍物作为最短行进路线。
然后，所述容器装置控制单元104根据要采取的路线的长度计算在步骤ST203中确定的路线所需的电池112的剩余电量RBn(下文中称为“所需剩余电池电量”)(ST 204)。所需的剩余电池电量不仅可以基于要采用的路线的长度来计算，还可以基于道路状况和割下的草屑(收集的物品)的重量来计算。
此时，容器装置控制单元104可以将所需的剩余电池电量RBn确定为在步骤ST203中确定的自主行进路线所需的第一剩余电池电量，用于割下的草屑的倾倒操作所需的第二剩余电池电量以及规定剩余电池电量储备的总和。可以适当地计算第一剩余电池电量，并且第二剩余电池电量和剩余电池电量储备可以是预先确定的固定值(或者可以是可以从预先准备的查找表中查找的值)。
其后，所述容器装置控制单元104利用电池充电状态传感器114检测电池112的当前剩余电池电量RB1(ST205)，并确定当前剩余电池电量RB1是否等于或大于所需的剩余电池电量RBn(即，是否可以允许容器装置70的自主行进(ST206))。
在步骤ST206中，如果当前剩余电池电量RB1小于所需剩余电池电力RBn(ST206:否)例如在图11中的时间T1的情况，则所述容器装置控制单元104确定不允许容器装置70的自主行进(同时保持图11中所示的允许分离的标志为零)，并且执行分离准备操作以使得容器装置70能够分离(ST207)。
在步骤ST207的分离准备操作中，所述容器装置控制单元104对电池112充电。在这里，所述容器装置控制单元104可以执行用于以预定的第一电流值对电池112充电的正常充电模式，以及用于以大于第一电流值的第二电流值对电池112充电的快速充电模式。可以在分离准备操作开始之前执行正常充电模式(参考图11中从时间T0到时间T1的电池充电状态)，并且可以在分离准备操作期间执行快速充电模式(参见图11中的时间T1之后的电池充电状态)。第一和第二电流值不一定需要是恒定值。
在分离准备操作中，所述容器装置控制单元104可以通过使用由操作单元60提供的音频输出和图像显示(包括字符显示)中的至少一个来向驾驶员(操作者)发出警告以通知电池112的剩余电量储备不足。在这种情况下，指示器可以以预定的时间间隔闪烁(参见图11中从时间T1到时间T2的电池警告)。所述容器装置控制单元104可以通过从警告单元124发射光(闪烁光)来发出关于电池112的剩余电量的这种警告。或者，所述容器装置控制单元104可以经由无线通信单元110向操作者携带的便携式终端(例如，移动电话)发送电池112的剩余电量不足的通知。
此后，如果由于电池112的剩余电量水平增加，在步骤ST206中，当前剩余电池电量RB1等于或大于所需剩余电池电量RBn，(ST206：是)，容器装置控制单元104确定可以允许容器装置70的自主行进。因此，分离准备操作结束，使得如图11中的时间T2所示(所述允许分离的标志从0变为1)，允许分离的命令被发送至主体控制单元54(ST208)。在允许分离操作之后，所述容器装置控制单元104可以取消压力传感器120的运行(通过停止压力传感器12的运行或忽略来自压力传感器120的信号)。
在从容器装置控制单元104接收到分离允许命令时(ST105：是)，所述主体控制单元54控制闩锁装置130的操作，以释放容器装置70的连接。此时，后轮76通过后轮提升致动器84下降到接地位置，并且钩构件132通过闩锁致动器134枢转到图1所示的释放位置。结果，如图1所示，所述容器装置70可以与割草机主体20分离，并且所述前轮74和后轮76接地。
一旦所述钩构件132枢转到释放位置，所述容器装置70在容器装置控制单元104的控制下通过行进驱动单元80驱动后轮76而相对于割草机主体20向后移动，从而容器装置70与割草机主体20分离。这结束了容器装置70的分离操作的各个步骤。
(草容器装置的自主行进和割下的草屑的处理)
在完成分离操作时，所述容器装置控制单元104开始容器装置70的自主行进，并且驱动单元80在容器装置控制单元104的控制下单独驱动左右后轮76，使得容器装置70沿给定的行进路线行进。因此，如图5所示，容器装置70沿着给定的路线300(两个方向)以当前已知的自主方式自行行进到如图9或图10所示的草处理区域202。容器装置70的转向或其他方向改变策略是通过以用驱动单元80以相互不同的速度驱动后轮76来实现的。
在到达草处理区域202时，所述容器装置70停止，且驱动倾卸致动器98、以使草容器88倾斜到后端向上的状态，同时闸门致动器100驱动闸门板92至打开位置。结果，容纳在草接收室90中的割下的草屑用闸门板92作为斜坡道从内容物排出开口90A排出，并且通过存放在草处理区域202中来处理割下的草屑。
在打开闸门板92之后经过规定的时间段之后，容器装置控制单元104确定已经完成了割下的草屑的处理，并且沿相反方向驱动倾卸致动器98以将草容器88恢复到原始水平位置，并沿相反方向驱动闸门致动器100以将闸门板92恢复到原始关闭位置。结果，容器装置70返回到图5所示的状态。用于将草容器88恢复到原始水平位置以及关闭闸门板92的时机也可以通过用摄像机122的视频信号(捕获图像)监视割下的草屑的排出状态来确定。
此后，通过用行进驱动单元80单独驱动后轮76，容器装置70如图4所示沿着行进路线通过其自身自主的行进到原始位置。
当容器装置控制单元104自主地朝向目的地行进或返回到驾驶式割草机10时，容器装置控制单元104基于摄像机122的图像信号监视容器装置70的周围环境，并且当在行进路线中检测到障碍物时，改变往返目的地的行进路线以避开障碍物。由此，容器装置控制单元104防止了与障碍物等的碰撞。可以设置成将摄像机122的图像信号发送到割草机主体20的无线通信单元56，并且在操作单元60上显示容器装置控制单元104的周围环境。
一旦容器装置70返回到割草机主体20的位置(原点)，所述容器装置70就从割草机主体20的紧后方向前移动预定距离。当通过容器装置70的向前移动推动检测开关138时，闩锁致动器134在主体控制单元54的控制下被驱动，并且钩构件132从释放位置旋转到联接位置。在容器装置控制单元104的控制下，驱动后轮提升致动器84以将后轮76移动到升高位置。结果，如图2所示，容器装置70返回到与割草机主体20的联接状态，并可以重新开始割草操作。
在容器装置控制单元104因在到达目的地的路上或在返回途中的任何障碍物而停止的情况下，或者在草容器88或闸门板92的倾倒操作失败发生的情况下，警告单元124被激活以通过光或声音通知操作者。
可以通过容器装置控制单元104的无线通信单元110，将摄像机122的图像信号发送到割草机主体20的无线通信单元56，并且在操作单元60上显示容器装置控制单元104的周围环境。在这种情况下，可以借助于容器装置控制单元104的周围环境的屏幕显示，通过来自割草机主体20的无线通信来远程控制容器装置70。
如上所述，由于割下的草屑的处理仅由与割草机主体20分离的草坪容器装置70进行，因此可以在操作者方面以很小的负担进行割下的草屑的处理，具有更高的能效和更高的工作效率的附加优点。
已经根据特定实施例描述了本发明，但是本发明不限于这样的实施例，并且可以在不脱离本发明的精神的情况下以各种方式进行修改。例如，在草接收室中接收的割下的草屑量的检测不限于使用压力传感器，还可以通过使用检测在草接收室中接收的割下的草屑堆的高度的水平仪或者测量在草接收室中接收的割下的草屑的重量的重量传感器来完成。本发明的工作设备不限于驾驶式割草机，也可以是其他形式的工作设备，例如割草机，收割机和清扫机。在这种情况下，要收集的物品可以是草，作物或垃圾。由主体控制单元和容器装置控制单元执行的各种控制过程可以由它们中的一个或其它执行，也可以由可以与驾驶式割草机通信的外部控制装置执行。
术语表
10：驾驶式割草机
20：割草机主体
31：离合器 38：驾驶员座椅
40：切割刀片装置 44：旋转轴
45：带传动机构 48：切割刀片
50：卸料管 52：连接管
54：主体控制单元
56：无线通信单元 58：电池
60：操作单元 66：挡板
68：挡板致动器
70：草容器装置
80：行进驱动单元 84：后轮提升致动器
88：草容器
90：草接收室
90A：收集物品排出开口
92A：闸门板(开/关门)
98：倾倒致动器 100：闸门致动器
104：容器装置控制单元 106：GPS
108：底盘角度传感器 110：无线通信单元
112：电池 114：电池充电状态传感器
120：压力传感器
122：摄像机
124：警告单元 130：闩锁装置
132：钩构件 134：闩锁致动器
136：卡合开口
138：检测开关
140：连接构件
200：工作区域 201：工作路线
202：草处理区域 203：割下的草屑

Claims (12)

1.可临时存储在行进时收集的物品的工作设备，包括：
工作设备主体；
容器装置，其构造为在连接到工作设备主体的同时存储由工作设备主体收集的物品，并且通过从工作设备主体分离而往返于收集的物品目的地；
行进驱动单元，其构造为使所述容器装置行进；
电池，安装在容器装置上，为行进驱动单元提供动力；
电池充电状态传感器，其构造为检测电池的剩余电池电量；以及
控制单元，构造为根据剩余电池电量执行是否可以从工作设备主体分离容器装置的决定。
2.根据权利要求1所述的工作设备，还包括自身位置检测单元，其构造为生成工作设备的位置信息，其中，控制单元构造为根据由位置信息提供的静止状态下的工作设备的当前位置和收集的物品目的地的位置确定容器装置行进所需的所需剩余电池电量，并且当检测到的剩余电池电量等于或大于所需的剩余电池电量时允许容器装置从工作设备主体分离。
3.根据权利要求2所述的工作设备，其中，所述控制单元构造为根据处于静止状态的工作设备的当前位置和收集的物品目的地的位置，确定容器装置行进到收集的物品目的地并返回到工作设备主体的行进路线，并根据行进路线的长度确定所需的剩余电池电量。
4.根据权利要求3所述的工作设备，其中，所述控制单元构造为获取关于位于在静止状态下的工作设备主体的当前位置与收集的物品目的地之间的障碍物的位置信息，并确定行进路线以避开障碍物。
5.根据权利要求3或4所述的工作设备，其中，所述容器装置构造为在收集的物品目的地卸载收集的物品，且控制单元构造为将所需的剩余电池电量确定为容器装置行进于行进路线所需的第一剩余电池电量，卸载收集的物品所需的第二剩余电池电量和规定的剩余电池电量储备的总和。
6.根据权利要求2-5任一项所述的工作设备，还包括用于检测容器装置的物品收集状态的物品收集状态传感器，其中，当根据剩余电池电量允许将容器装置从工作设备主体分离时，控制单元构造为使物品收集状态传感器无效。
7.根据权利要求2-5任一项所述的工作设备，还包括用于检测容器装置的物品收集状态的物品收集状态传感器，其中，自身位置检测单元构造为根据物品收集状态传感器的检测结果而被激活。
8.根据权利要求2-7任一项所述的工作设备，其中，当根据剩余电池电量不允许将容器装置从工作设备主体分离时，控制单元构造为对电池充电，直到剩余电池电量达到所需的剩余电池电量。
9.根据权利要求8所述的工作设备，其中，所述控制单元构造为执行用于以第一电流值对电池充电的正常充电模式，以及用于以大于第一电流值的第二电流值对电池充电的快速充电模式，并且当根据剩余电池电量不允许将容器装置从工作设备主体分离时执行快速充电模式。
10.根据权利要求2-9任一项所述的工作设备，还包括用于将所述容器装置可分离地联接到所述工作设备主体的联接装置，其中所述控制单元构造为控制所述联接装置，以便当根据剩余电池电量允许所述容器装置从所述工作设备主体分离时，分离所述容器装置。
11.根据权利要求2-10任一项所述的工作设备，还包括设置在工作设备主体上的收集装置，用于执行收集待收集物品的收集操作，其中所述控制单元构造为控制收集装置，以便在剩余电池电量大于或等于所需的剩余电池电量时，停止收集操作。
12.根据权利要求1-11任一项所述的工作设备，还包括通知单元，其通过使用光发射，音频输出和图像显示中的至少一个来通知操作者由控制单元执行的决定的结果。
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