CN112293036B - 后走式自推工作机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种后走式自推工作机，包括：主机，包括行走组件和驱动行走组件的驱动马达；把手装置，连接至主机以供用户在后走式自推工作机的后侧操作后走式自推工作机；后走式自推工作机还包括：感测模块，包括用于感测用户施加至把手装置以驱动后走式自推工作机的推力；控制模块，在感测模块感测到的推力在一个预设时长内持续小于等于第一预设值时控制驱动马达停机。该后走式自推工作机操作方便，可靠性高。

Description

后走式自推工作机

技术领域

本发明涉及一种花园类工具，具体涉及一种后走式自推工作机。

背景技术

后走式自推工作机割草机一般是用户用于修剪家用草坪的机器。用户长时间在草地上推行割草机修剪草坪时，会耗费较大的体力。为了减轻操作者在割草时劳动强度，市场上出现了可以自行走的割草机。在一些现有的具有自走功能的割草机中，其自走功能需要人为控制，并仅能输出一个恒定的速度，用户仅能跟随割草机并进行割草作业。在一些较先进的割草机中，自行走系统操作复杂，用户使用舒适度差，且存在较多弊端。本发明提供一种自行走速度能自动适应用户行走速度的后走式自推工作机，极大的提高了操作舒适性和便利性。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种舒适性高且操作便利的自走速度适应人行走速度的后走式自推工作机。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种后走式自推工作机，包括：主机，包括行走组件和驱动行走组件的驱动马达；把手装置，连接至主机以供用户在后走式自推工作机的后侧操作后走式自推工作机；后走式自推工作机还包括：感测模块，包括用于感测用户施加至把手装置以驱动后走式自推工作机的推力；控制模块，在感测模块感测到的推力在一个预设时长内持续小于等于第一预设值时控制驱动马达停机。

进一步地，还包括预设模块，预设模块设定或存储第一预设值和预设时长，预设模块还设定或存储有一个预设推力值。

进一步地，还包括一个转换模块，根据感测模块感测到的推力和预设推力值获取一个期望转速，当推力值小于等于第一预设值时，转换模块输出一个期望转速。

进一步地，当感测模块感测到的推力小于预设时长时，控制模块获得期望转速。

进一步地，当感测模块感测到的推力大于预设时长时，控制模块获得的0转速信号。

进一步地，还包括第二预设值，第一预设值小于第二预设值，在推力小于第二预设值时，后走式自推工作机处于低速行驶模式。

进一步地，在推力大于第二预设值时，后走式自推工作机还处于自适应模式。

进一步地，在推力大于等于第一预设值且小于第二预设值时，后走式自推工作机处于低速行驶模式。

进一步地，在推力大于0且小于第一预设值时，后走式自推工作机处于低速行驶模式。

一种控制后走式自推工作机的控制方法，后走式自推工作机包括行走组件、驱动行走组件的驱动马达和供用户在后走式自推工作机的后侧操作后走式自推工作机的把手装置，其特征在于，控制方法包括步骤：

感测用户施加至后把手装置以驱动后走式自推工作机的推力；

在感测到的推力在一个预设时长内持续小于等于一个预设值时控制驱动马达停机。

本发明的有益之处在于：通过感测到的推力在一个预设时长内持续小于等于第一预设值时控制驱动马达停机，避免后走式自推工作机入坑停机或下坡停机。从而使得后走式自推工作机的自行走速度能够适应用户的行走速度。

附图说明

图1是后走式自推工作机的立体图；

图2是图1中的后走式自推工作机的把手装置的立体图；

图3是图1中的后走式自推工作机的把手装置的部分结构的剖视图；

图4是图1中的后走式自推工作机的把手装置的部分结构的分解示意图；

图5是图4中的后走式自推工作机的把手装置的部分结构的另一视角的分解示意图；

图6是图1中的后走式自推工作机的感测模块接受信号的一种逻辑控制图；

图7是图1中的后走式自推工作机的速度与推力随时间关系的走势图；

图8是图1中的后走式自推工作机的感测模块接受信号的逻辑控制图；

图9是图1中的后走式自推工作机的左侧传感器数组采集过程的逻辑控制图；

图10是图1中的后走式自推工作机的右侧传感器数组采集过程的逻辑控制图；

图11是图1中的后走式自推工作机的获取推力值后电机响应的逻辑控制图；

图12是图1中的后走式自推工作机的判断电机是否启动的逻辑控制图；

图13是图1中的后走式自推工作机的判断推力的响应方式的逻辑控制图；

图14是图1中的后走式自推工作机的PID调节的逻辑控制图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

图1示出了一种后走式自推工作机，其具体可以是一种割草机、扫雪机或小推车等其他具备自推功能的工作机。作为一种可选的实施方式，以下以割草机为例进行介绍。如图1所示，割草机100主要包括把手装置11、主机12。其中，主机12包括行走组件121和动力机构（图未示出）。具体的，割草机100为手推式割草机100。把手装置11连接至主机12以供用户在割草机100的后侧操作割草机100。可以理解，在其他诸如扫雪机、小推车等后走式自推工作机也可以包括把手装置11、主机12、行走组件121等部件。如图2所示，把手装置11包括有连接杆111及可供握持的操作件112。其中，操作件包括供用户握持的握持部；连接杆111为中空的长杆结构，连接杆111连接操作件112和主机12。行走组件121安装至主机12上，行走组件121能围绕一个转动轴转动从而使整个割草机100能够在地面上移动。

为了操作便捷且推动省力，本实施方式中的割草机100还带有自行走功能，动力机构能驱动行走组件121转动，从而带动割草机100在地面上移动，使用户不需要手动推动割草机100移动。动力机构具体可以是驱动马达122，驱动马达122能够输出一个驱动行走组件121转动的驱动力。可以理解，自走功能的开启与关闭需要用户单独操作控制开关。事实上，在一些实施方式中，割草机100的电源按钮112a、扳机112b和操作开关112c均集成在把手装置11上。更具体的，割草机100的电源按钮112a、扳机112b和操作开关112c均集成在操作件112上。此外，操作开关112c并不限于物理开关或信号开关，任何可以控制电路中电流的开启和关闭的装置均适用。事实上，这类操作开关112c并不限于对电流的控制，也可以是以机械手段控制自走功能的开启或关闭。为了增加用户操作的便利性，本实施方式提供了一种方便操作的割草机100，其能根据用户的行走速度自动判断自身的自走速度，且能根据用户的操作状态判断并控制自走状态的启动与关闭，即提供了一种自适应模式。本实施方式还提供了一个手动调节模式，具体而言，割草机100包括一个设置在把手装置11上的调速开关，其能供用户调节后走式自推工作机在地面上行走时的行走速度。还包括一个设置在把手装置上的操作开关112c，操作开关112c用于控制后走式工作机在自适应模式和手动调速模式之间切换。操作开关112c包括一个信号接收件，信号接收件收到一个切换信号时，控制且控制后走式自推工作机进行模式切换。切换信号包括无线信号或有线信号。切换信号还被设置为通过智能语音输入或通过手机客户端输入。操作开关112c还可以被设置成为一个切换开关或一个控制面板。

如图1至图2所示，为了清楚的说明本发明的技术方案，还定义了如图1所示的前侧、后侧、左侧、右侧、上侧和下侧。作为一种具体结构，把手装置11与主机12构成活动连接。更具体的，把手装置11与主机12构成转动连接，并能被锁定件锁定在预设的角度上。可以理解，在操作割草机100进行割草作业时，用户需要推动割草机100运动。根据草地上的草量及路况等变量，用户需要人为调整推动割草走行走的速度，而并非根据割草机100自身输出的自走速度机械的进行割草。如果用户仅控制割草机100前进，且无法根据实际情况控制割草机100的自走速度，或者控制割草机100的自走速度需要经历一系列的操作，则大大降低了割草机100的操作体验感，如果涉及复杂的操作，则可能无法应对突发情况而具备一定的安全隐患。作为一种实现方式，割草机100能够根据用户的行走速度自动调节自走速度，并能在用户停止前进时，自动切断驱动马达122的功率输出。具体的，在操作件112和主机12之间设置有感测模块14。感测模块14具体可以设置在主机12上，也可以设置在操作件112与主体部12的连接处上或者设置在操作件112与主体部12之间的任意位置。在本实施方式中，感测模块14设置在操作件112与连接杆111之间。感测模块14能够通过感知来自操作件112的推力而输出电信号。事实上，来自操作件112的推力不同，则感测模块14输出的电信号也不相同。

如图2至图5所示，操作件112形成有容纳空间112e，感测模块14设置在该容纳空间112e内。感测模块14包括支撑件145、按压件146和传感器组件141。支撑件145形成有第一容纳腔145a，按压件146和传感器组件141至少部分设置在第一容纳腔145a内。按压件146可被操作以触发传感器组件141，从而使得传感器组件141能输出一个电信号。传感器组件141包括分别设置在支撑件145左右两侧的两个压力传感器141a，其能通过应变反馈压力值并将压力值转换成电信号以供运算或发出指示信号。在感测模块14所在的区间范围内，沿连接杆111的延伸方向可定义为预设直线101方向，支撑件145、按压件146和传感器组件141沿预设直线101方向依次排布。感测模块14还包括中间件147，封装件149。其中，中间件147用于将按压件146连接至操作件112，封装件149用于封闭至少部分的第一容纳腔145a，使得按压件146和传感器组件141能被固定在第一容纳腔145a内。在操作件112还包括沿预设直线101方向的上形成的连接臂112d。支撑件145还包括套设至连接臂112d的第二容纳腔145b，第一容纳腔145a和第二容纳腔145b至少部分贯通，并可供按压件146穿过。可以理解，中间件147自身形成有通孔，按压件146至少部分设置在通孔内，并通过第一连接件145f连接至中间件147上。中间件147上形成有用于连接按压件146的第一连接孔147a，按压件146上形成有与第一连接孔147a配合的第二连接孔146a，中间件147和按压件146通过穿过第一连接孔147a和第二连接孔146a的第一连接件145f连接。

事实上，支撑件145上还形成有与第一连接孔147a和第二连接孔146a配合的第三连接孔145c，即第一连接件145f同时穿过第一连接孔147a、第二连接孔146a和第三连接孔145c。其中，第一连接件145f在穿过第一连接孔147a时，与第一连接孔147a过盈配合，从而使得中间件147不会在沿预设直线101方向上产生位移。第二连接孔146a的孔径大于第一连接件145f的外径，其能使得按压件146连接至中间件147时，按压件146与中间件147之间可以产生相对转动，使得来自操作件112的作用力能传递至按压件146，并使得按压件146能压迫传感器组件141，从而使得传感器组件141产生变形。其中，握持部受到的推力沿预设直线101方向的分力与压力传感器141a沿预设直线101方向的形变量的比值大于等于40N/mm且小于等于1200N/mm。进一步地而言，握持部受到的推力沿预设直线101方向的分力与压力传感器141a沿预设直线101方向的形变量的比值大于等于150N/mm且小于等于300N/mm。通过这样的设置，压力传感器141a更易识别压力，从而能够输出更加精准的压力值。更具体而言，中间件147还包括可供第二连接件145g穿过的第四连接孔147b，第四连接孔147b可供第二连接件145g穿过从而将中间件147连接至连接臂112d上。可以理解，连接臂112d上形成有可供第二连接件145g接入的第五连接孔（图未示出）。当第二连接件145g设置为螺钉时，第五连接孔被设置为与螺钉配合的螺钉孔。事实上，中间件147还可以通过其他方式连接至连接臂112d上，此处不再赘述。作为一种实现方式，支撑件145可以作为一个单独零件设置在容纳空间112e中，也可以设置为与连接杆111固定连接或一体成型。当支撑件145被设置为与连接杆111固定连接或一体成型时，连接杆111被设置成两半式，从而可供出传感器、按压件146等安装至其中。

按压件146还包括基本沿预设直线101方向延伸的主体部，其中，主体部的第一端形成上述第二连接孔146a，第二端形成限位部146c和触发端146d。其中，限位部146c用于与支撑件145配合，避免按压件146脱离支撑件145。同时，由于按压件146还通过中间件147与连接臂112d连接，当限位部146c与支撑件145配合时，由于支撑件145上第一容纳腔145a和第二容纳腔145b的连通处设置为通孔145d，该通孔145d仅可供按压件146的主体部通过，而设置在主体部一端的限位部146c无法穿过该通孔145d，故支撑件145还通过限位部146c限位，并保持与连接臂112d基本不产生相对位移。更具体而言，感测模块14还包括预紧元件148，预紧元件148设置在限位部146c的远离触发端146d的一侧，当传感器组件141和按压件146被设置在第一容纳腔145a内，且被封装件149封装时，设置在限位部146c和支撑件145之间的预紧元件148能提供一个预紧力。可以理解的，传感器组件141由于变形而获取的信号值的数量级较小，而且其获取的信号值是由压力传感器141a自身变形而产生的，在一定区间范围内，压力传感器141a可能无法获知数据，或者即使获知数据也无法判别传数据的准确性，即压力传感器141a输出的信号值包括第一区间值和第二区间值。其中，第一区间值由离散型数据或非线性数据构成，第一区间值构成非线性关系。第二区间值处于压力传感器141a被压缩至一定区段后或知的数据，其呈线性关系。可以理解，第一区间值需要系统通过复杂运算才能被过滤掉，且由于处于该区段数据的非线性关系，可能导致整个系统运算不准确。而通过增设预紧元件148，可以对压力传感器141a进行预压，其能直接且有效的过滤上述第一区间值，使得压力传感器141a能输出一个包含零点值且能呈线性关系的数值。从而使得系统计算数据更加方便，同时避免系统通过多次校正以获得零点数据，从而减少系统的运算负荷。上述预紧元件148实际上设置在压力传感器141a的上侧的。作为另一种实现方式，预紧元件148在也可以设置在压力传感器141a的下侧，其能达到的效果与上述设置在压力传感器141a上侧的预紧元件148的效果基本一致，此处不再赘述。预紧元件148具体可以是压力弹簧，或者其他具备弹性力的弹性件，其均能在受力时产生基本上呈线性的弹性变形，并在力被撤回后，恢复至原位置。

触发端146d还包括与传感器组件141配合以向传感器组件141施加压力的触发面146e。传感器组件141还包括与触发面146e接触以接受压力的受力面141d。其中，接触面在一个平行于预设直线101方向的平面内的截面包括一段截面线，截面线上的某两个点的连线所在的直线与预设直线101倾斜相交。事实上，触发面146e所在的平面还与预设直线101倾斜相交。从而，当触发面146e挤压受力面141d时，触发面146e与受力面141d接触时，其二者之间的接触面在沿预设直线101方向上的投影仍为圆面，其能确保压力传感器141a组件准确的获知当前的压力值，而避免了较复杂的运算过程。事实上，触发端146d被设置为一个圆台，传感器组件141上设置有可供圆台至少部分穿过的通孔141e，通孔141e所在的平面即为受力面141d；圆台的侧面即为触发面146e。在本实施方式中，封装件149还形成或连接有支撑部149a，支撑部149a被设置为与传感器组件141配合以至少部分的支撑传感器组件141，以防止传感器组件141在按压件146的作用下导致变形量过大而失效。作为另外一种实现方式，还可以设置受力面141d在一个平行于预设直线101方向的平面内的截面包括一段截面线，截面线上的某两个点的连线所在的直线与预设直线101倾斜相交。此时触发面146e设置为平面，其也能实现触发面146e与受力面141d接触时，其二者之间的接触面在沿预设直线101方向上的投影仍为圆面，确保压力传感器141a组件准确的获知当前的压力值，从而避免了较复杂的运算过程。

在一个垂直于预设直线101方向的第一平面上，支撑件145上的第二容纳腔145b所在的位置在该平面上的投影包括沿左右方向延伸的第一长度和沿上下方向延伸的第二长度。其中，第一长度大于等于第二长度。优选的，第一长度大于第二长度，且第一长度减去第二长度的差值大于等于1mm且小于等于10mm。通过这样的设置，使得连接臂112d与操作件112之间在上下方向被一定程度的限位，在左右方向上能产生一定的晃动，从而避免支撑件145与连接臂112d之间因为摩擦而被卡死，或者因为摩擦的作用而无法有效的传递作用力。更具体而言，第二容纳腔145b在第一平面上的投影呈椭圆形。该椭圆的长边沿左右方向设置，该椭圆的短边沿前后方向设置。进一步而言，沿预设直线101方向上，支撑件145上的第二容纳腔145b在第一平面上的投影面具有第一面积，连接臂112d在第一平面上的投影具有第二面积。其中，第一面积大于第二面积，且第一面积与第二面积的比值大于等于1且小于等于3。通过这样的设置，一方面可以确保连接臂112d能有效的插入至第二容纳腔145b中，另一方面还能保证第二容纳腔145b的内壁能至少部分的对连接臂112d进行限位，避免操作件112在被操作时，与支撑件145之间产生沿上下方向上的晃动。

此外，在沿预设直线101方向上，支撑件145的第二容纳腔145b的内壁上围绕形成轨道部145e，即第二容纳腔145b的内壁并非连续的椭圆曲线，而是设置了基本均匀分布的凸起或凹槽，使得连接臂112d在插入至第二容纳腔145b时，支撑件145的与连接臂112d之间接触面较小并能产生间隙，从而使得其二者之间的摩擦力较小。在本实施方式中，还包括与封装件149配合的固定件，其能固定至连接杆111上，并与操作件112的壳体配合，形成一个能封压感测模块14的容纳空间112e。

如图6至图7所示，在本实施方式中，当用户操作操作件112上，用户施加至操作件112上的作用力会被感测模块14感知并提供一个可供判断的电信号。具体的，感测模块14还包括：滤波器142和信号放大器143。其中，传感器组件141用于接收来自操作件112的压力并输出一个电信号，滤波器142用于将传感器组件141输出的电信号进行过滤，而信号放大器143用于将滤波器142过滤后的电信号进一步放大，使之成为可供判断的电信号。

由于用户的习惯、工况不同等多种因素，单个传感器有时候并不能准确反映机器实际的受到的压力大小。为了增加传感器组件141接收压力信号的灵敏性与准确性，传感器组件141还可以包括第一传感器和第二传感器。第一传感器和第二传感器分别设置在操作件112与连接杆111的两个连接位置。第一传感器设置在操作件112与连接杆111的左连接处，第二传感器设置在操作件112 与连接杆111的右连接处，其中，左连接处与右连接处在横向或纵向上可以位于同一位置，也可以在横向和纵向上分别位于不同的位置。实际上，由于第一传感器和第二传感器安装的位置不同，以及可能受到的用户操作时的影响，从而造成输入至感测模块的第一信号与第二信号差异较大，感测模块需要叠加来自第一传感器和第二传感器的信号值。此外，在实际操作过程中，还需要对输入至感测模块的第一信号与输入至感测模块的第二信号进行校正，如以不同系数加权进行处理，才能准确识别用户输入的总作用力，从而可以有效避免触碰到单个传感器时造成误判。另一方面，也能有效避免习惯使用右手或习惯使用左手的用户在操作件112上施加一个不均衡的作用力，从而也会导致误判。作为另一种可选的实施方式，传感器组件141也可以仅包含一个传感器，通过设置一类较智能的传感器，根据用户的操作情况识别信号，并输出信号以控制割草机100的自走功能。具体的，上述传感器可以设置在操作件112与连接杆111的一侧，或者设置在连接杆111与主机12的连接处，并能通过作用至连接杆111或主机12上的作用力、位移等的改变以形成一个可供输出的信号，并利用该信号控制割草机100的自走功能。在本实施方式中，第一传感器和第二传感器具体为两个相同的压力传感器141a。压力传感器141a具体可以是可接触式压力传感器或非接触式压力传感器。

具体的，当触发端146d接触至受力面141d时，受力面141d产生一定的弹性变形，该变形量转化为一个电信号输出。因受到的压力不同，压力传感器141a可以输出与压力成正比的电压信号，根据此获得用户作用到把手的推力值，进而控制驱动马达122加速运动。当用户用不同的力推动把手时，造成操作件112相对连接杆111在联接处为毫米级位移或小于毫米级位移，压力传感器感测到与用户推力值大小大致成正比的正电压信号，以此控制驱动马达122正向运转的速度大小。需要注意的是，割草机100上的压力传感器141a的受力面141d与触发端146d初始位置在1mm~10mm左右，这样对割草机100操作件112与连接杆111的连接处整机外观不改变，操作件112与连接杆111之间的相对位移较小，用户不易觉察割草机100操作件112与连接杆111之间为明显的可拆卸式连接或活动式连接，整机产品的用户体验性好。

可以理解，受力面141d在被触发端146d触发后，其变形量的数量级较小，故通过感知变形后输出的电信号也较弱，此时通过设置在把手装置11中的信号放大电路将该电信号放大。事实上，在压力传感器141a传输信号且电信号被放大之前，还需要对电信号进行滤波。可以理解，压力传感器141a输出的电信号存在噪音杂波，杂波一般可以包括：高频小幅值的噪音信号，由于误触碰产生的异常压力信号等。具体的，在连接压力传感器141a的后续电路中接入前级滤波部分，通过容值较小的电容消除高频噪声，同时通过容值较大的电容消除低频噪声。压力传感器141a输出的信号在经过滤波和放大之后，输出一个基本稳定的信号供判断。

感测模块14还包括一个姿态传感器144，姿态传感器144用于收集割草机100的空间位置信号，并能输出三维姿态方位信号。在操作割草机100割草过程中，当割草机100需要掉头时，用户一般需要将割草机100的头部翘起，并以后轮为支点，才更加方便转弯掉头。事实上，割草机100在掉头前至到掉头后的过程中，割草机100仍处于工作状态，用户一般不会具有主动操作操作件112上的控制开关以关停割草机100的意识，从而使得此时的割草机100具备一定的安全隐患。此时，通过安装姿态传感器144，检测到割草机100抬起且有掉头趋势后，输出一个信号至感测模块14，感测模块14输出停机信号，以控制割草机100刹车或停机。

感测模块14在接收各类信号后，会经过初步处理，并能进一步输出一个可供判断的电信号，电信号进一步传输至驱动电路15。驱动电路15根据感测模块14传输过来的信号，从而控制驱动马达122。具体的，当用户打开操作开关112c，并推动割草机100前进时，用户会给操作件112一个较大的推力值。此时，压力传感器141a会传出一个较大的电信号，该信号在经过感测模块14初步处理，即将两个压力传感器141a的压力信号进行过滤、放大并进行合并后，传输至驱动电路15，驱动电路15根据电信号控制驱动马达122输出较大的转矩。当用户根据操作情况需要减速时，此时用户作用于操作件112推力值变小，压力传感器141a会传出一个较小的电信号，该信号在经过感测模块14处理后，继续将信号传递至驱动电路15，驱动电路15根据电信号控制驱动马达122输出一个较小的转矩。当用户不触碰操作件112或远离操作件112时，此时压力传感器141a不再输出电信号，驱动电路15会根据电路中的电信号值的变化控制自走驱动马达122停转，从而使得割草机100停下。

可以理解，驱动马达122的转速与用户推动割草机100的行走速度基本呈正相关关系。即用户行走速度加快，自走驱动马达122的转速也加快；用户行走速度减缓，自走驱动马达122的转速降低。对于在电路出现波动或者电信号不稳定时，驱动马达122的转速与用户的行走速度的比例关系游离于前述正相关关系之外时，也认为驱动马达122的转速与用户的行走速度的比例关系落入上述正相关关系之中。可以理解，传感器组件输出的电信号的大小与自走驱动马达122的输出扭矩也构成正相关关系。当感测模块14和驱动电路15的精度达到较高水平时，自走驱动马达122的转速与用户的行走速度可以达到正比关系。

当用户需要翘起割草机100的头部并进行转向时，此时会被姿态传感器144会检测到状况，并输出一个电信号，该电信号传输至驱动电路15，驱动电路15经过判断后控制割草机100的自走驱动马达122停机。而当用户调整好割草机100的转向并放平割草机100时，割草机100的驱动电路15被接通，其可以启动自走功能并能根据用户的行走速度调整自走速度。

作为另一种实现方式，后走式自推工作机还具有一个恒速模式。具体以割草机100为例。在本实施方式中，割草机100的驱动方式能使用户更加便捷的操作。具体的，如图6和图7所示，用户按下操作开关112c，割草机100的自走功能启动时，割草机100进入一个软启阶段，在这一阶段中，自走驱动马达122给予割草机100一个加速度，割草机100从停止状态瞬间进入行走状态。这里需要解释的是，软启阶段时间非常短暂，其仅提供一个改变割草机100状态的加速度。在用户按下操作开关112c同时推动割草走行走的过程中，软启阶段已经完成，并进入自走状态，此时割草机100会根据用户的行走速度控制自走驱动马达122的转速或扭矩，从而控制自走速度。进一步地，割草机100在用户的推动下，通过传感器组件141接收来自操作件112的压力，从而控制割草机100加速。当用户行走至一个适应自身行走速度的匀速状态时，并保持对割草机100的操作件112输出一个相对稳定的压力时，割草机100进入一个适应用户行走速度的恒速状态。

如图7所示，割草机100在一个预设的压力区间范围内处于一个恒速状态。具体的，当传感器组件141接收到的压力大于等于F1且小于等于F2时，割草机100根据用户的行走状态进入一个适应用户行走速度的恒速状态。这里需要解释的是，在传感器组件141受到的压力大于等于FI且小于等于F2的区间范围内，割草机100的行走速度并不与其受到的作用力成正相关关系。而是在用户推动割草机100前进过程中，用户推动割草机100走的较快时，传感器组件141会根据受到的作用力驱动割草机100以一个较快的速度前进，当割草机100行走速度与用户行走速度同步时，用户作用于操作件112上的作用力开始减小，但由于任然需要输出一部分作用力至操作件112上，以握持操作件112，此时传递至传感器组件141上的作用力降低至F1到F2之间，感测模块14会根据作用力的变化控制割草机100恒定在当前的行走速度下。可以理解，不同用户推动割草机100前进并保持匀速运动时，行走速度各不相同，此时用户作用于操作件112上的作用力在用户与割草机100匀速运动时逐渐降低并落入F1与F2之间，割草机100进入一个与上一时刻运行速度相同的恒速状态。此时，用户不用再推动割草机100继续前进，而仅需将手搭在操作件112上跟随割草机100匀速运动即可。

此外，还需要解释的是，当传递至传感器组件141上的作用力大于F2时，割草机100会继续进入加速状态，直至作用力再次回落至大于等于F1且小于等于F2的区间范围内时，割草机100再次进入至恒速状态。而当传递至传感器组件141上的作用力小于F1时，割草机100由恒速状态进入减速状态。当传递至传感器组件141上的作用力持续减小，并减至0时，割草机100停止运行。这里所限定的F1和F2并不限定用户自身行走的最大速度和最小速度，用户根据自身的行走速度调整和割草机100的相对运动，并在传递至传感器组件141的作用力落入F1与F2之间时，保持与上一时刻相同的速度以恒速状态运行。可以理解，割草机100保持恒速运行的速度还被限定在一个安全且能保持有效割草的速度区间范围内。即割草机100以高速状态运行时，不会超过一个威胁用户安全且使得用户行走速度无法跟上的最高速N2；割草机100以低速状态运行时，也不会低于一个阻碍用户正常行走且影响割草效果的最低速N1。

作为一种实现方式，割草机100还包括一个控制器，控制器可以设置有预设模块、转换模块和控制模块。其中，预设模块用于设定或存储一个预设推力值；上述感测模块能周期性的感测用于施加至把手装置以驱动割草机100的推力值；转换模块能根据感测模块感测到的推力值，并根据设定或存储在预设模块中的推力值获取一个期望转速，控制模块控制驱动马达122的转速朝向该期望转速改变。

具体的，如图8所示，预设模块作为割草机100的存储系统，其可在初始化状态下存储一组数据。具体而言，预设模块分别记录无压力状态下左右传感器的电信号值，并通过随机规则生成左侧20个初始元素a1至a20，右侧20个初始元素b1至b20，存储至预设模块中并获得存储矩阵A1的平均和存储矩阵A2的平均。进而通过统计参数估计获得二组平均数和标准差，以获得左、右两个正态分布，系统完成初始化。

如图9至图10所示，系统完成初始化之后，割草机100可被正常操作。具体的，当系统完成初始化后，设置在操作件上的左右两个压力传感器开始作为感测模块开始感测当前压力信号值。这里以设置在左侧的压力传感器为例，当压力传感器感测到压力时，系统对感测到的压力信号进行滤波，当滤波完成后，系统采集了100个滤波值，对该100个值求平均，获得一个参数a21，此时调取上述存储在左侧的正态分布，判定参数a21是否落入该正态分布内，若是，则丢弃当前参数a21，调用存储矩阵A1的平均值并获得存储矩阵A1，若否，则进入蠕变校准规则判断过程。割草机100还包括矫正模块，蠕变校准规则设置在矫正模块中，矫正模块用于在感测模块的感测到的初始输出信号是否符合上述正态分布时矫正初始输出信号值。具体的，蠕变校准规则判定当前判定参数a21是否满足（a21-μ）＜1.1×3σ，其中，μ为上述存储在预设模块中的正态分布的数学期望，σ上述存储在预设模块中的正态分布的标准差。当参数a21满足蠕变校准规则时，上述左侧初始元素a1至a20被更新为a2至a21，更新后的初始元素形成更新后的存储矩阵A1’，对更新后的存储矩阵A1’求平均，进而通过统计参数估计获得一组更新的平均数和标准差，此时，存在左侧的正态分布被更新，系统调用更新后的存储矩阵A1’的平均值并获得存储矩阵A1’。当参数a21不满足蠕变校准规则时，则丢弃当前参数a21，调用原始存储矩阵A1的平均值并获得存储矩阵A1。

如图10所述，右侧压力传感器通过同样的方式获取实存储矩阵的平均值。具体的，当压力传感器感测到压力时，系统对感测到的压力信号进行滤波，当滤波完成后，系统采集了100个滤波值，对该100个值求平均，获得一个参数b21，此时调取上述存储在左侧的正态分布，判定参数b21是否落入该正态分布内，若是，则丢弃当前参数b21，调用存储矩阵A2的平均值并获得存储矩阵A2，若否，则进入蠕变校准规则判断过程。具体的，蠕变校准规则判定当前判定参数b21是否满足（b21-μ）＜1.1×3σ，其中，μ为上述存储在预设模块中的正态分布的数学期望，σ为上述存储在预设模块中的正态分布的标准差。当参数b21满足蠕变校准规则时，上述左侧初始元素b1至b20被更新为b2至b21，更新后的初始元素形成更新后的存储矩阵A2’，对更新后的存储矩阵A2’求平均，进而通过统计参数估计获得一组更新的平均数和标准差，此时，存在左侧的正态分布被更新，系统调用更新后的存储矩阵A2’的平均值并获得存储矩阵A2’。当参数b21不满足蠕变校准规则时，则丢弃当前参数b21，调用原始存储矩阵A2的平均值并获得存储矩阵A2。这里，通过设置蠕变校准规则，可以有效的避免压力传感器发生蠕变后，系统调用的数据无法满足当前压力传感器的实际精度需求。通过设置蠕变校准规则，使得压力传感器能实时提供精准数据。通过对左、右侧压力传感器获取的实存储矩阵的平均值再次求平均，获得压力传感器实时推力值。

如图11至图14所示，作为一种实现方式，本发明中的割草机100包括低速行驶模式和自适应模式。其中，在感测模块接受到的推力值小于第一预设值f1时，割草机100处于低速行驶模式；在推力值大于第二预设值f2时，割草机100处于自适应模式。这里，预设模块还设定或存储有一个预设速度，在自走式自推工作机处于低速行驶模式时，控制模块控制驱动马达122的转速小于等于预设转速；在自走式自推工作机处于自适应模式时，控制模块控制驱动马达122朝向一个根据推力值获得的期望转速而改变，期望转速大于预设转速。可以理解，第一预设值f1小于等于第二预设值f2。当第一预设值f1等于第二预设值f2时，自走式自推工作机被设置为仅包括低速行驶模式和自适应模式。当第一预设值f1小于第二预设值f2时，自走式自推工作机被设置为也包括低速行驶模式和自适应模式。具体而言，当推力值大于第二预设值f2时，割草机100处于自适应模式；当推力值大于0且小于f2时，割草机100处于低速行驶模式；其中，当推力值大于等于f1且小于f2时，割草机100处于低速行驶模式，且驱动马达122保持小于等于预设转速值转动。当推力值大于0且小于f1时，此时驱动马达122具有保持在小于等于预设转速值转动的趋势，转换模块根据感测模块感测到的推力值的持续时长判定驱动马达122的转速，即当感测模块感测到的推力值大于0且小于f1且持续时长小于等于一个预设时长T时，控制模块控制驱动马达122依旧保持在小于等于预设转速值转动；当感测模块感测到的推力值大于0且小于f1且持续时长大于一个预设时长T时，控制模块控制驱动马达122停机。

以上仅给出了一个割草机100在低速行驶模式和自适应模式之间进行判定的过程，事实上，当割草机100在被操作时，作用至操作部的推力值会持续被感测模块所感知，感测模块会将感测到的实施推力值源源不断的按照以上判定过程进行判定，从而控制割草机100根据实时推力值实时调控自身的运行状况，即驱动马达122在获得当前转速后，会进行整机响应，控制整机按照当前转速行驶，当控制模块获得下一个转速值时，会立刻控制驱动马达122按照下一个转速值进行整机响应。可以理解的，当作用至割草机100的推力值为0，或割草机100被向后拉动时，感测模块感测到的推力值小于等于0，此时控制模块控制驱动马达122的转速为0。这里需要解释的是，由于感测模块中设置有预压元件，预压元件本身处于预压状态，其使得压力传感器处于预压状态，当割草机100的操作件被向后拉动时，作用至压力传感器上的预压力被至少部分的卸去，压力传感器此时输出负值，即此时感测模块输出的推力值小于等于0。

当割草机100在摩擦力较小的地面或路面上自走时，用户仅需输出一个较小的推力值就能推动割草机100行走，此时，感测模块感测到的推力值始终保持在大于0且小于f2的区间范围内，控制模块控制驱动马达122保持小于等于预设转速值转动。用户可以保持在一个较舒适的状态推动割草机100行走。除非用户需要主动加速，则快速推动割草机100行走，此时在加速度的作用下，用户作用至操作件上的作用力可能会在一定时间内大于等于f2，此时转换模块能根据感测模块感测到的推力值，并根据设定或存储在预设模块中的推力值获取一个期望转速，控制模块控制驱动马达122的转速朝向该期望转速改变。

当割草机100在摩擦力较大的地面或草地上自走时，此时由于作用至行走组件121的摩擦力较大，用户需要输出较大的推力值才能推动割草机100，即此时作用至操作件上的作用力大于等于f2，转换模块能根据感测模块感测到的推力值，并根据设定或存储在预设模块中的推力值获取一个期望转速，控制模块控制驱动马达122的转速朝向该期望转速改变。具体而言，当感测模块感测到的推力值大于等于f2时，转换模块首先对当前推力值进行滤波。再对滤波完成的推力值进行调节，以获得一个期望转速。作为一种实现方式，转换模块的转换过程可以采用PID调节。具体而言，预设模块中还设定或存储有一个预设推力值F*，该预设推力值F *可以被设置为一个定值，并可被设置在一个预设区间范围内选择。预设推力值F *与实时获得的推力值做差获得一个数值，对该数值进行比例运算、积分运算、微分运算以获得一个期望转速，控制模块控制电机以该期望转速实时运行。可以理解的，该期望转速值大于预设转速值。上述PID调节仅反映了一次调节的过程。事实上，当用户在操作割草机100时，感测模块在不停的感测施加至操作件上的推力值，转换模块也在根据推力值不停的进行转换。当推力值大于等于f2时，系统也在不停的进行PID调节，直至用户的行走速度与割草机100的自走速度达到一个动态平衡，即用户的行走速度与割草机100的自走速度基本一致。这里需要解释的是，上述PID调节过程中，感测模块感测到的推力值并不一定能通过PID调节以反映出实时的驱动马达122的转速。一般而言，在期望转速信号传递至驱动马达122，驱动马达122响应当前信号以改变转速的过程中，存在响应时差，即感测模块感测到当前推力值至PID调节完成以获得期望转速的时长较短，期望转速获得速度及信号传递速度远大于驱动马达122的响应速度。但是响应时差的存在并不影响割草机100的运行。为了避免期望转速的获取速度过快导致驱动马达122无法及时响应，感测模块被设置为从感测当前推力值到下一次感测推力值经过0.04s，在此过程中，虽然感测模块感测到当前压力值至转换模块完成当前推力值的转换并获得期望转速的时间远小于0.04s，感测模块也不再感测推力值，直至经过0.04s，感测模块才重新开始感测当前推力值，并将该推力值传递至转换模块以供转换，从而获得新的期望转速。在经过一系列PID调节过程之后，用户的行走速度与割草机100的自走速度趋于一致，则上述响应时差随即消失。

可以理解的，此时的预设转速为系统中预设的可供参考的转速值，期望转速即为操作者操作时期望驱动马达122能达到的转速值。作为一种实现方式，上述各数值可被设置成为以下数据，具体而言：割草机100的预设模块中的预设转速被设置为3000r/min，第一预设值f1被设置为10N，第二预设值被设置为17N。预设时长T被设置为0.25s，预设推力值F *可在大于等于10N且小于等于60N的区间范围内选择；优选的，预设推力值F *可在大于等于20N且小于等于30N的区间范围内选择。当感测模块接受到的推力值小于等于0N时，控制模块控制驱动马达122转速为0；当感测模块接受到的推力值大于0N且小于等于10N时，判断推力值持续时长是否小于等于0.25s，当持续时长小于等于0.25s时，控制模块控制驱动马达122转速以小于等于3000r/min的速度转动，当持续时长大于0.25s时，控制模块控制驱动马达122转速为0。当感测模块接受到的推力值大于等于10N且小于等于17N时，控制模块控制驱动马达122转速以小于等于3000r/min的速度转动。当感测模块接受到的推力值大于等于17N时，转换模块能根据感测模块感测到的推力值经过滤波和PID调节获取一个期望转速，控制模块控制驱动马达122以大于3000r/min的期望转速转动，直至实现用户的推力值稳定在大于等于20N且小于等于30N的区间范围内，割草机100以一个可供用户舒适行走的速度运行为止。可以理解，预设转速、f1、f2、T并不限于上述数值，这里仅给出一个可供选择的实施例以供参考。

在本实施方式中，割草机100在进入低速行驶模式或自适应模式的模式判定之前，还需要系统根据实时推力值判定驱动马达122是否启动。具体的，当实时推力值小于预设模块中的第二预设值f2时，电机不启动。当实时推力值大于等于第二预设值f2时，系统对获取到的实时推力值进行滤波，再将滤波值进行PID调节后获取一个电机目标值。这里，预设模块中还存储着一个启动预设转速，当电机目标值大于启动预设转速，且持续时长大于0.25s时，电机启动，并进入至低速行驶模式或自适应模式的模式判定过程。否则，电机不启动。

本发明还提供了一种后走式推进工作机方法，其包括以下步骤：

S101：开始上电，并执行S102。即割草机100接入电源，且电源开关处于开启阶段。

S102：采集电信号完成后，执行S103。此时设置在操作件内部的感测模块在外力的作用下开始采集压力信号。具体而言，第一传感器采集100个电信号；第二传感器采集100个电信号。

S103：滤波完成后，执行S104。当压力信号被采集到时，系统开始对采集到的压力信号进行滤波，即过滤掉一些噪音杂波。当滤波完成后，系统采集了左右各100个滤波后的滤波值，求平均，确定a21和b21。

S104：判断a21是否符合初始状态下的正态分布，若是，则执行105，若否，则执行107。

S105：丢弃当前值a21并执行106。

S106：初始状态下存储矩阵A1的正态分布不更新；获得左侧当前存储矩阵A1的平均。

S107：判断当前值a21是否符合蠕变校准规则，若是，则执行S108；若否，则执行S110。

S108：进行存储矩阵更新，并执行S109。

S109：获得更新后的存储矩阵A1’的平均。

S110：丢弃当前值a21，并执行S111。

S111：初始状态下存储矩阵A1的正态分布不更新；获得左侧当前存储矩阵A1的平均。

b21与a21的判断方式一致。同上述S104至S111的判断过程。

S112：获得左侧和右侧当前存储矩阵的平均，并执行S113。

S113：获得实施推力值F，并执行S114。

S114：根据实时推力值F判断是否启动驱动马达122，若F＜f2,则执行S119；若F≥f2，则执行S115。

S115：当推力值F被采集到时，系统开始对推力值F进行滤波，即过滤掉一些噪音杂波。当滤波完成后，则执行S116。

S116：进行PID转换，并执行S117。

S117：获得驱动马达122Pre-speed，并执行S118。

S118：判断Pre-speed是否大于3200且持续0.25s，若否，则执行S119，若是，则执行S120。

S119：驱动马达122不启动。

S120：驱动马达122启动，执行S121。

S121：根据实时推力值F判断推力响应方式，

若F≤0，则执行S122；

若0＜F＜f1，则执行S123；

若f1＜F＜f2，则执行S124；

若f2≤F，则执行S125；

S122：驱动马达122输出转速为0。即驱动马达122处于刹车状态。

S123：驱动马达122输出转速为3000，判断是否持续输出0.25s，若是则执行S122；若否，则执行S127。

S124：系统开始对推力值F进行滤波。即过滤掉一些噪音杂波。当滤波完成后，则执行S125。

S125：进行PID转换，并执行S126。

S126：获得驱动马达122Pre-speed，并执行S127。此时，存在驱动马达122速度跟随驱动马达122预速度的过程。

S127：驱动马达122响应，整机响应，执行S121。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种后走式自推工作机，包括：

主机，包括行走组件和驱动所述行走组件的驱动马达；

把手装置，连接至所述主机以供用户在所述后走式自推工作机的后侧操作所述后走式自推工作机；

其特征在于，所述后走式自推工作机还包括：

感测模块，包括用于感测用户施加至所述把手装置以驱动所述后走式自推工作机的推力；

控制模块，在所述感测模块感测到的推力小于等于第一预设值的持续时长大于预设时长时，控制所述驱动马达停机；

所述控制模块，在所述感测模块感测到的推力小于等于第一预设值的持续时长小于等于一个预设时长时，所述后走式自推工作机处于低速行驶模式。

2.根据权利要求1所述的后走式自推工作机，其特征在于，

还包括第二预设值，所述第一预设值小于所述第二预设值，在所述推力小于第二预设值时，所述后走式自推工作机处于低速行驶模式。

3.根据权利要求2所述的后走式自推工作机，其特征在于，

在所述推力大于等于第二预设值时，所述后走式自推工作机处于自适应模式。

4.根据权利要求3所述的后走式自推工作机，其特征在于，

还包括预设模块，所述预设模块设定或存储所述第一预设值和所述预设时长，所述预设模块还设定或存储有一个预设推力值；

还包括一个转换模块，根据所述感测模块感测到的所述推力和预设推力值获取一个期望转速，当所述感测模块感测到的推力大于等于第二预设值时，所述转换模块输出一个期望转速；

所述控制模块控制驱动马达的转速朝向所述期望转速改变。

5.一种控制后走式自推工作机的控制方法，所述后走式自推工作机包括行走组件、驱动所述行走组件的驱动马达和供用户在所述后走式自推工作机的后侧操作所述后走式自推工作机的把手装置，其特征在于，所述控制方法包括步骤：

感测用户施加至所述把手装置以驱动所述后走式自推工作机的推力；

在所述感测到的推力小于等于第一预设值的持续时长大于预设时长时，控制所述驱动马达停机；

在感测到的推力小于等于第一预设值的持续时长小于等于一个预设时长时，控制所述后走式自推工作机处于低速行驶模式。

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