CN114629189A - 自驱动设备系统及其充电站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自驱动设备系统，包括：充电站；边界线，与所述充电站电性连接，所述边界线围绕形成工作区域；自驱动设备，能自动在所述工作区域内行走进行作业；其中，所述充电站包括：输入接口，用于接入电能；第一输出接口，与所述边界线电性连接，所述第一输出接口输出边界信号；第一电压转换电路，与所述输入接口连接，用于将所述输入接口接入的电能转换为第一交流电；隔离电路，连接在所述第一电压转换电路和所述第一输出接口之间，将所述第一交流电经所述第一输出接口单向传递至所述边界线。采用以上技术方案，使得自驱动系统能够防止雷击闪电对自驱动系统的损害，提高了自驱动系统的安全性。

Description

自驱动设备系统及其充电站

技术领域

本发明涉及一种园林工具，具体涉及一种自驱动设备系统及其充电站。

背景技术

通常，割草机等户外园艺类切割工具上都设置有用于推行的操作把手，操作把手上靠近握持部位设置有方便操作者操作控制的开关盒及控制机构。割草机依靠操作者施加于操作把手的推力于地面行进并进行切割操作，操作者操作这种推行式割草机的劳动强度非常大。随着人工智能的不断发展，能够自行走的自驱动设备也得到了发展。由于自驱动设备可以自动行走，执行预先设置的相关任务，无需人为的操作与干预，极大的节省了人力物力，为操作者带来方便。

自驱动设备的出现给用户带来了极大的便利，让用户可以从繁重的园艺护理劳动中解脱出来。目前自驱动设备系统，例如智能割草机系统，还包括充电站和边界线，充电站置于地面，边界线和充电站连接，边界线围绕形成工作区域使智能割草机在工作区域内自动行走进行割草。但是，置于地面的边界线由于暴露在外界可能会带来安全问题。

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自驱动设备系统系统及其充电站能够防止雷击闪电对自驱动设备系统的损害，提高自驱动设备系统的安全性。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种自驱动设备系统，包括：充电站；边界线，与所述充电站电性连接，所述边界线围绕形成工作区域；自驱动设备，能自动在所述工作区域内行走进行作业；其中，所述充电站包括：输入接口，用于接入电能；第一输出接口，与所述边界线电性连接，所述第一输出接口输出边界信号；第一电压转换电路，与所述输入接口连接，用于将所述输入接口接入的电能转换为第一交流电；隔离电路，连接在所述第一电压转换电路和所述第一输出接口之间，将所述第一交流电经所述第一输出接口单向传递至所述边界线。

可选的，所述第一电压转换电路包括：第一电压输出端口，用于输出第一交流电；隔离电路，与所述第一电压输出端口连接，将所述第一交流电转变成所述边界信号经所述第一输出接口单向传递至所述边界线。

可选的，所述第一电压转换电路包括：第一电压输出端口，用于输出第一交流电；所述隔离电路包括：变压器，将所述第一交流电转变成所述边界信号经所述第一输出接口单向传递至所述边界线。

可选的，所述第一电压转换电路包括：第一电压输出端口，用于输出第一交流电；所述第一电压输出端口包括第一端子和第二端子；所述隔离电路包括：第二电感，连接在所述第一端子和所述第二端子之间；第三电感，与所述第一电感耦合连接。

可选的，第一电压转换电路，包括：第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和第二开关管通过改变各自的通断状态使所述输入接口接入的电能转换为第一交流电。

可选的，还包括：充电器，用于接入交流市电以为所述充电站提供电能；所述输入接口与所述充电器连接。

一种充电站，用于为自驱动设备供电，所述自驱动设备能自动在边界线围绕形成的工作区域内行走进行作业；所述充电站包括：输入接口，用于接入电能；第一输出接口，与所述边界线电性连接，所述第一输出接口输出边界信号；第一电压转换电路，与所述输入接口连接，用于将所述输入接口接入的电能转换为第一交流电；隔离电路，连接在所述第一电压转换电路和所述第一输出接口之间，将所述第一交流电经所述第一输出接口单向传递至所述边界线。

可选的，所述第一电压转换电路包括：第一电压输出端口，用于输出第一交流电；隔离电路，与所述第一电压输出端口连接，将所述第一交流电转变成所述边界信号经所述第一输出接口单向传递至所述边界线。

可选的，所述第一电压转换电路包括：第一电压输出端口，用于输出第一交流电；所述隔离电路包括：变压器，将所述第一交流电转变成所述边界信号经所述第一输出接口单向传递至所述边界线。

可选的，所述第一电压转换电路包括：第一电压输出端口，用于输出第一交流电；所述第一电压输出端包括第一端子和第二端子；所述隔离电路包括：第二电感，连接在所述第一端子和所述第二端子之间；第三电感，与所述第一电感耦合连接。

本发明的有益之处在于提供了一种自驱动系统能够防止雷击闪电对自驱动系统的损害，提高自驱动系统的安全性。

附图说明

图1是一种实施方式的自驱动设备系统的结构图；

图2是作为实施例之一的智能割草机的电路框图；

图3是作为实施例之一的充电站的电路框图；

图4是图3所示的边界线供电模块的具体电路图；

图5是作为实施例之一的智能割草系统的部分电路框图；

图6是另一个实施例的智能割草系统的部分电路框图；

图7是作为另一种实施例的充电站的电路框图；

图8是作为另一种实施例的充电站的电路框图；

图9是作为另一种实施例的充电站的电路框图；

图10是图9所示的第一电压转换单元的具体电路图；

图11是作为另一种实施例的充电站的电路框图；

图12是作为一种实施例的充电站的结构图；

图13是图12所示的充电站的底板示意图；

图14是作为一种实施方式的充电站引导智能割草机时，智能割草机与充电站的底板的关系图；

图15是作为另一种实施方式的充电站引导智能割草机时，智能割草机与充电站的底板的关系图；

图16是作为一种实施方式的充电站引导智能割草机时的路线图；

图17是作为另一种实施方式的充电站引导智能割草机时，智能割草机与充电站的底板的关系图；

图18是作为一种实施方式的智能割草机的控制方法流程图；

图19是作为另一种实施例的充电站的电路框图。

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所示的一种实施方式的自驱动设备系统，以智能割草机系统为例，所述智能割草机系统100包括智能割草机10、充电站20和边界线30。虽然本实施例涉及到智能割草机，但是应该理解本发明不限于所公开的实施例，而是可应用于其他类型的能自动在工作区域内行走进行作业的自驱动设备，包括但不限于智能割草机、扫雪机等。

智能割草机10包括沿纵向延伸的壳体11，至少一个车轮（未示出），设置于壳体11底部并可转动；连接到车轮的驱动模组，其提供驱动力以驱动车轮,车轮包括前轮和后轮，可选的，使得前轮为万向轮，后轮设为驱动轮，后轮的数量为两个，前轮的数量可以为两个，也可以设为一个或零个；电池组12，其为智能割草机10提供电能；供电电路，其电连接电池组及驱动模组，使得从电池组输出的电能提供给驱动模组，以驱动该至少一个车轮行走。

智能割草机10还包括切割刀片（未示出），用于切割草或植被。可选的，驱动模组包括行走电机和切割电机，其中，行走电机用于提供转矩给车轮，从而驱动智能割草机10行进；切割电机用于提供转矩给切割刀片，从而带动切割刀片旋转进行割草作业。可以理解的是，驱动模组可以仅包括一个电机，所述电机同时驱动车轮和切割刀片。

图2示出了作为实施例之一的智能割草机10的电路框图。如图2所示，智能割草机10包括：充电接口13、电源子模块14、电池组12、割草机控制模块15、第一无线通信模块16和驱动模组17。

充电接口13用于与充电站20连接以接入电能为智能割草机10充电。充电接口13内设置有第一充电端子131和第二充电端子132。

电源子模块14用于将来自充电接口13的电能转换为适配电池组12的供电电压和供电电流输出。电源子模块14与充电接口13连接。在一些实施例中，为了给电池组12供电，电源子模块14将来自充电接口13的电能的电压降到18V。在一些实施例中，电源子模块14包括DC/DC转换电路。

电池组12用于为智能割草机10提供电能。示例性地，电池组12至少用于给驱动模组17供电，当然，电池组12还可以为智能割草机10上的其他电子元器件或电子组件进行供电，例如为割草机控制模块15、第一无线通信模块16供电。在一些实施例中，电池组12包括一个或多个可插拔的电池包，用于给智能割草机10提供能量来源，至少一个电池包还被配置为能为另外一个电动工具提供能量来源。更进一步而言，电池包包括多个串联、并联或者串联与并联结合的电芯单元。电芯单元的电压为4.2V。

割草机控制模块15至少用于控制切割电机和/或行走电机。在一些实施例中，智能割草机10还包括充电控制模块18，充电控制模块18用于调整电源子模块14的输入电压和输出电压以适配电池组12。所述充电控制模块18还被配置为调整电源子模块14的输入电流和输出电流以适配电池组12。在一些具体的实施例中，割草机控制模块15包括控制芯片，例如使MCU、ARM等。

第一无线通信模块16用于与充电站20进行通信以传输来自割草机控制模块15的数据信息指令等。在一些具体的实施例中，第一无线通信模块16包括WIFI通信模块，当然，在其他的实施例中，其包括蓝牙通信模块或ZigBee通信模块，只要能实现第一无线通信模块16与充电站20建立无线连接并能够传输数据信息指令等的目的即可。

边界线30围绕用于规划出智能割草机10的工作区域，其中位于边界线30内的区域为工作区域和位于边界线30外的区域为非工作区域。

充电站20固定在平面，与边界线30电性连接，充电站20产生边界信号发送给边界线30，边界信号流经边界线30时产生磁场，智能割草机10感应所述磁场并在所述工作区域内行走进行割草作业。可以理解的是，边界信号为电流信号。充电站20还用于供智能割草机10在能源不足时返回补充能量。

图3示出了作为实施例之一的充电站20的电路框图。参考图3所示，充电站20包括：输入接口21、第一输出接口22、边界供电模块23、第二输出接口24、辅助供电模块25、充电站控制模块26和第二无线通信模块27。其中，第一输出接口22，与边界线30电性连接以输出边界信号。第二输出接口24用于与智能割草机10的充电接口13连接以为所述智能割草机10充电。

输入接口21，用于接入电能。示例性地，输入接口21与充电器电性连接。其中，充电器包括交流电输入接口、交直流转换电路和直流电输出接口。具体地，交流电输入接口用于接入交流电，在一些实施例中，交流电输入接口连接电源插头，电源插头插入交流电插座以接入交流市电。交流电输入接口接入的交流电的取值范围为110V~130V或210V~230V。交流直流转换电路与交流电输入接口电性连接以将交流电转换为直流电；直流电输出接口与交直流转换电路电性连接以输出直流电。输入接口21和直流电输出接口电性连接以接入直流电至充电站20。具体而言，输入接口21包括输入正端子211和输入负端子212，输入正端子211用于接入直流电的正极，输入负端子212用于接入直流电的负极。

辅助供电模块25至少用于为充电站控制模块26和/或第二无线通信模块27供电，辅助供电模块25还可以为充电站20上的其他电子元器件或电子组件进行供电。辅助供电模块25与输入接口21连接，以将输入接口21接入的电压转换为适配于充电站控制模块26和/或第二无线通信模块27的供电电压输出。例如，在一些实施例中，辅助供电模块25将来自输入接口21的电压降到15V以为充电站控制模块26供电，将电源电压降到3.2V以为第二无线通信模块27供电。

第二无线通信模块27用于与智能割草机10进行无线通信以传输数据信息指令等，第二无线通信模块27与第一无线通信模块可通信地连接。在一些具体的实施例中，第二无线通信模块27包括WIFI通信模块，当然，在其他的实施例中，其包括蓝牙通信模块或ZigBee通信模块，只要能实现第二无线通信模块27与充电站建立无线连接并能够传输数据信息指令等的目的即可。

边界供电模块23串联在输入接口21和第一输出接口22之间，用于将输入接口21接入的直流电转化为边界信号输出。如图4所示，边界供电模块23包括第一电压转换电路231和隔离电路232。

第一电压转换电路231，与输入接口21电性连接，用于将输入接口21接入的电能转换为第一交流电。在一些实施例中，第一电压转换电路231用于将输入接口21接入的直流电转换为第一交流电。

作为一种具体的实施方式，所述第一电压转换电路231包括第一电容C1、第二电容C2、第一开关管Q1、第二开关管Q2和第一电压输出端口2311。

所述第一电压输出端口2311用于输出第一交流电，具体地，第一电压输出端口2311包括第一输出端子2311a和第二输出端子2311b。

所述第一电容C1和第二电容C2与输入接口21串联连接，具体地，第一电容C1的一端与输入正端子211连接，第一电容C1的另一端与第二电容C2的一端连接，第一电容C1的另一端还与第一输出端子2311a连接，第二电容C2的另一端与输入负端子212连接。所述第一开关管Q1和第二开关管Q2与输入接口21串联连接，其中，第一开关管Q1的漏极和输入正端子211连接，第一开关管Q1的源极和第二开关管Q2的漏极连接，第一开关管Q1的源极还和第二输出端子2311b连接，第二开关管Q2的源极和输入负端子212连接。

这样，第一开关管Q1和第二开关管Q2通过改变各自的通断状态使输入接口21输入的电能转换为第一交流电。第一开关管Q1的栅极和第二开关管Q2的栅极分别和充电站控制模块26连接，第一开关管Q1和第二开关管Q2依据充电站控制模块26输出的控制信号以一定频率改变导通或关断状态，从而使输入接口21输入的电能转换为第一交流电。具体而言，当所述第一开关管Q1导通时，电流经第一开关管Q1、第二输出端子2311b、第一输出端子2311a、和第二电容C2形成回路；当所述第二开关管Q2导通时，电流经第一电容C1、第一输出端子2311a、第二输出端子2311b和第二开关管Q2形成回路。因此，通过改变第一开关管Q1和第二开关管Q2的通断状态状态使输入接口21接入的直流电转换为第一交流电从第一电压输出端口2311输出。

隔离电路232，连接在第一电压转换电路231和第一输出接口22之间，用于将第一交流电经第一输出接口22单向传递至边界线30，其中第一输出接口22包括第一边界线端子221和第二边界线端子222。具体地，隔离电路232与所述第一电压输出端口2311连接，将第一交流电转变成边界信号经第一输出接口22单向传递至边界线30。

作为一种具体的实施方式，所述隔离电路232包括变压器2321、第三电容C3和第一电感L1。

所述变压器包括第二电感L2和第三电感L3，第二电感L2串联在第一输出端子2311a和第二输出端子2311b之间；第三电感L3与第二电感L2耦合连接，第三电感L3串联在第一边界线端子221和第二边界线端子222之间，第一电感L1串联在第三电感L3的一端和第一输出接口22之间，第三电容连接在第一边界线端子221和第二边界线端子222之间。

当第一电压转换电路231的第一交电流的电流方向为从第一输出端子2311a，经第二电感L2流向第二输出端子2311b时，第三电感L3感应出第二交流电并经第一边界线端子221、边界线30、第二边界线端子222回到第三电感L3。当第一电压转换电路231的第一交流电的电流方向为从第二输出端子2311b，经第二电感L2流向第一输出端子2311a时，第三电感L3感应出第二交流电流经第二边界线30端子、边界线30、第一边界线端子221回到第三电感L3。因此，第一输出接口22被配置为根据第一交流电产生第二交流电信号，第二交流电信号即为边界信号。其中，第一电感L1和第三电容C3配合用于对第二交流电信号进行滤波。

采用隔离电路232设置在第一电压输出端口2311和第一输出接口22之间，将第一电压输出端口2311产生的第一交流电经第一输出接口22单向传递至边界线30，能够防止雷击闪电击中边界线30时对充电站以及外部电源的冲击，从而降低雷击闪电对智能割草系统的损坏，提高智能割草系统的安全性。

在一些实施例中，自驱动设备系统还包括电流检测模块和电压检测模块。电流检测模块用于检测充电回路的充电电流。电压检测模块用于检测充电接口的第一电压。控制模块用于基于充电电流和第一电压，获取第一电阻值，在第一电阻值大于或等于预设阻值时，降低充电电流。其中，电流检测模块既可以设置在充电站内，也可以设置在自驱动设备内。

图5示出了作为实施例之一的智能割草系统100的部分电路框图。如图5所示，充电站40包括：电源模块41、充电站电压转换模块42、第二无线通信模块43、第一电流检测模块44和第二输出接口45。在充电站40与智能割草机10对接后，第二输出接口45与智能割草机10的充电接口13连接构成充电回路以为智能割草机10充电。其中，第二输出接口45包括第一供电端子451和第二供电端子452。

电源模块41用于接入交流电以为充电站供电。在一些实施例中，电源模块41包括交流电插头和与交流电插头电性连接的外围电路。其中，交流电插头插入交流电插座以接入交流市电，从而为充电站提供电能来源。在另一些实施例中，电源模块41包括其他的能够接入交流电的结构形式及外围电路，例如，交流电插头接入可移动的变电站等方式接入交流电。需要说明的是，电源模块41只需要能够接入交流电即可，具体的结构和形式在此不作限制。其中，电源模块41所能接入的交流电的取值范围为110V~130V或210V~230V。

充电站电压转换模块42用于接入电源模块41接入的交流电转换为直流电输出。在一些实施例中，充电站电压转换模块42包括整流电路和滤波电容。整流电路用于将交流电转换为直流电输出。在一些具体的实施例中，整流电路包括一个整流桥。

第一电流检测模块44用于检测流经充电回路的第一充电电流。在一些实施例中，第一电流检测模块44为电流传感器。在另一些实施例中，第一电流检测模块44为电流检测电路。第一电流检测模块44还被配置为通过第二无线通信模块43将所检测的第一充电电流发送至智能割草机。在另一些实施例中，第一电流检测模块44设置在智能割草机10内，与割草机控制模块15连接，其用于检测流经充电回路的第一充电电流。

智能割草机10还包括第一电压检测模块19，其用于检测充电接口13的第一电压。具体而言，第一电压检测模块19用于检测充电回路中第一节点和第二节点之间的电压，在所述充电回路上，第一节点位于第一供电端子和智能割草机之间,相应地，第二节点位于第二供电端子和智能割草机之间,第一电压被标注为如图5所示的第一充电回路上两点之间的电压U1。可选的，第一节点位于第一充电端子和电源子模块之间，则第二节点位于第二充电端子和电源子模块之间，第一电压为如图5所示的第一充电回路上两点之间的电压U2。

割草机控制模块15被配置为基于第一充电电流和第一电压，获取第一电阻值；在第一电阻值大于或等于预设阻值时，降低第一充电回路的第一充电电流。具体的，割草机控制模块被配置为执行以下操作：

发送第一电流控制信号至充电控制模块以通过充电控制模块控制电源子模块使第一充电电流为第一电流值Ia；

获取来自充电站的第一电流检测模块44检测的第一充电电流，即第一电流值Ia和来自第一电压检测模块19的第一电压，此时第一电压的电压值为第一电压值Ua；

发送第二电流控制信号至充电控制模块以通过充电控制模块调整第一充电电流为第二电流值Ib；

获取来自充电站的第一电流检测模块44检测的第一充电电流，即第二电流值Ib和来自第二电压检测模块的第一电压，此时第一电压的电压值为第一电压值Ub；

根据第一电流值Ia、第二电流值Ib、第一电压值Ua和第二电压值Ub计算第一电阻值Ra；

在第一电阻值Ra大于或等于第一预设阻值时，发送第三电流控制信号至充电控制模块以降低第一充电回路的第一充电电流。

其中，预设阻值的范围为：0.1Ω-0.5Ω。

可以理解的是，预设阻值可以包括第一值和第二值，第一值小于值。在一些实施例中，如果第一电阻值大于等于第一值且小于第二值，则充电站降低第一充电电流；如果第一电阻值大于等于第二值，则充电站停止输出电能，即降低第一充电电流至0。

由于充电站40通常设置于室外，极易受到风吹雨淋，其第二输出接口45内的第一供电端子452和第二供电端子453容易发生氧化而导致电阻增大。这样，智能割草机10通过计算第一电阻能够监控充电站的第一供电端子和第二供电端子，以及智能割草机的第一充电端子131和第二充电端子132的氧化程度，在监控到充电站40和/或智能割草机10的端子发生氧化时，充电站40能够及时降低第一充电回路的第一充电电流，防止第二输出接口45和充电接口对接后发热而发生危险，由此提高了充电站为智能割草机充电的安全性。

可以理解的是，第一电流检测模块44还可以设置在智能割草机10内，第一电流检测模块44只要能实现检测流经第一充电回路的第一充电电流的目的即可。

图6示出了另一个实施例的智能割草系统100的电路框图。如图6所示，智能割草系统100还包括充电器101，充电器101用于为充电站50提供电能。其中，在充电器101与充电站50连接且充电站50与智能割草机10对接后，充电器101适配接口1011与充电站50的输入接口51连接且充电站50的第二输出接口55与智能割草机10的充电接口13连接构成充电回路以为智能割草机10充电。

充电器101包括电源模块1012、充电器电压转换模块1013和适配接口1011。适配接口用于与充电站电性连接以输出电能，适配接口内设置有适配正端子1011a和适配负端子1011b。

电源模块1012用于接入交流电以为充电站50供电。在一些实施例中，电源模块1012包括交流电插头和与交流电插头电性连接的外围电路。其中，交流电插头插入交流电插座以接入交流市电，从而为充电站提供电能来源。在另一些实施例中，电源模块包括其他的能够接入交流电的结构形式及外围电路，例如，交流电插头接入可移动的变电站等方式接入交流电。需要说明的是，电源模块只需要能够接入交流电即可，具体的结构和形式在此不作限制。其中，电源模块所能接入的交流电的取值范围为110V~130V或210V~230V。

充电器电压转换模块1013用于将接入电源模块1012接入的交流电转换为直流电输出。在一些实施例中，充电器电压转换模块1013包括整流电路和滤波电容。整流电路用于将交流电转换为直流电输出。在一些具体的实施例中，整流电路包括一个整流桥。在一些实施例中，充电器电压转换模块1013还包括DC-DC转换电路。

图6所示实施例与图5所示实施例不同的是充电站还包括输入接口51和第二电压检测模块56。

输入接口51，用于接入充电器101提供的电能。具体而言，输入接口51与充电器101的适配接口1011电性连接。输入接口51包括输入正端子511和输入负端子512，输入正端子511用于接入直流电的正极，其与适配正端子1011a连接；输入负端子512用于接入直流电的负极，其与适配负端子1011b连接。

第二电压检测模块56用于检测输入接口51的第二电压。具体而言，第二电压检测模块56用于检测充电回路中第三节点和第四节点之间的电压，在所述充电回路上，第三节点位于适配正端子1011a和充电站之间，相应地，第四节点位于适配负端子1011b和充电站之间，第二电压为如图6所示的充电回路上的两点间的电压U3。可选的，第三节点位于输入正端子511和第一供电端子551之间，则第四节点位于输入负端子512和第二供电端子552之间，第二电压为如图6所示的第二充电回路上的两点间的电压U4。第二电压检测模块56还被配置为通过第二无线通信模块53将第二电压发送至智能割草机10。

第一电流检测模块54用于检测流经充电回路的第二充电电流。在一些实施例中，第一电流检测模块54为电流传感器。在另一些实施例中，第一电流检测模块54为电流检测电路。第一电流检测模块54还被配置为通过第二无线通信模块53将所检测的第二充电电流发送至智能割草机10。在另一些实施例中，第一电流检测模块54设置在智能割草机10内，与割草机控制模块15连接，其用于检测流经充电回路的第一充电电流。

第二无线通信模块53被配置为与智能割草机10的第一无线通信模块16可通信地连接，以将第二电压检测模块56检测的第二电压和第一电流检测模块54检测的第二充电电流发送至割草机控制模块15。

割草机控制模块15被配置为基于第二充电电流、第二电压获取第二电阻值；在第二电阻值大于或等于第二预设阻值时，降低第二充电回路的第二充电电流。具体的，割草机控制模块15被配置为执行以下操作：

发送第一电流控制信号至充电控制模块18以通过充电控制模块18控制电源子模块使第二充电电流为第一电流值Ia；

获取来自充电站的第一电流检测模块54检测的第二充电电流，即第一电流值Ia，来自第一电压检测模块的第一电压，此时第一电压的电压值为第一电压值Ua以及来自第二电压检测模块56的第二电压，此时第二电压的电压值为第二电压值Va；

发送第二电流控制信号至充电控制模块18以通过充电控制模块18调整第二充电电流为第二电流值Ib；

获取来自充电站的第一电流检测模块54检测的第二充电电流，即第二电流值Ib，来自第一电压检测模块的第一电压，此时第一电压的电压值为第三电压值Ub以及来自第二电压检测模块56的第四电压，此时第二电压的电压值为第四电压值Vb；

根据第一电流值Ia、第二电流值Ib、第一电压值Ua、第三电压值Ub,计算第一电阻值；

在第一电阻值大于或等于第二预设阻值时，发送第三电流控制信号至充电控制模块18以降低第二充电回路的第二充电电流；

其中，第二预设阻值的范围为：1Ω-5Ω。

根据第一电流值Ia、第二电流值Ib、第二电压值Va和第四电压值Vb，计算第二电阻值；

在第二电阻值大于或等于第三预设阻值时，发送第三电流控制信号至充电控制模块18以降低第二充电回路的第二充电电流。

在一些实施例中，割草机控制模块15还被配置为：

根据第一电阻值和第二电阻值，计算第三电阻值；

在第三电阻值大于或等于第四预设阻值时，发送第三电流控制信号至充电控制模块18以降低第二充电回路的第二充电电流。

其中，第四预设阻值的范围为：0.1Ω-0.5Ω。

由于充电站通50常设置于室外，极易受到风吹雨淋，其第二输出接口55内的第一供电端子551和第二供电端子552，以及输入接口51内的输入正端子511和输入负端子512容易发生氧化而导致电阻增大。这样，智能割草机10通过计算第一电阻、第二电阻或第三电阻能够监控充电站的第一供电端子551、第二供电端子552，以及智能割草机10的第一充电端子131和第二充电端子132的氧化程度，还能够监控充电器的适配正端1011a、适配负端子1011b，以及充电站的输入正端子511和输入负端子512的氧化程度。在监控到充电器101、充电站50、智能割草机10其中一个的端子发生氧化时，充电站50能够及时降低第一充电回路的第一充电电流，防止第二输出接口55和充电接口13对接后发热而发生危险，由此提高了充电站为智能割草机10充电的安全性。

图7示出了作为另一种实施例的充电站60的电路框图。参考图7所示，图7所示实施例的充电站与图3所示实施例的充电站20不同的是，充电站60还包括：充电供电模块68，设置于输入接口61与第二输出接口64之间，用于将输入接口61接入的电能转换为第三交流电。其中，第三交流电的电压范围为20V~60V。

在一些实施例中，输入接口61接入直流电。示例性地，所述输入接口61与充电器电性连接，所述充电器用于将交流市电转换为直流电输出至输入接口61。其中，充电器包括交流电输入接口、交直流转换电路和直流电输出接口。具体地，交流电输入接口用于接入交流电，在一些实施例中，交流电输入接口连接电源插头，电源插头插入交流电插座以接入交流市电。交流电输入接口接入的交流电的取值范围为110V~130V或210V~230V。交流直流转换电路与交流电输入接口电性连接以将交流电转换为直流电；直流电输出接口与交直流转换电路电性连接以输出直流电。输入接口61和直流电输出接口电性连接以接入直流电至充电站。在另一些实施例中，输入接口61接入交流电。输入接口61被构造成交流电插头和与交流电插头电性连接的外围电路。其中，交流电插头插入交流电插座以接入交流市电，从而为充电站提供电能来源。输入接口61还可以被构造成其他的能够接入交流电的结构形式及外围电路，例如，交流电插头接入可移动的变电站等方式接入交流电。

图8示出了作为另一种实施例的充电站的电路框图。参考图8所示，充电供电模块68包括第一电压转换单元681，用于将输入接口61接入的直流电转换为第二交流电。

图9示出了作为另一种实施例的充电站60的电路框图。参考图9所示，充电站还包括第二电压转换单元。其中，第二电压转换单元682，用于将所述输入接口61接入的具有第四电压值的第四交流电转换为直流电输出，其中，第三电压值小于第四电压值。在一些实施例中，第二电压转换单元682包括整流电路和滤波电容。整流电路用于将第四交流电转换为直流电输出。在一些具体的实施例中，整流电路包括一个整流桥；第一电压转换单元681，与所述第二输出接口64连接，用于将所述第二电压转换单元682输出的直流电转换为第三交流电。

作为一种具体的实施例，参考图10，第一电压转换单元681包括全桥逆变电路，其中，全桥逆变电路包括4个桥臂，两个不相邻的桥臂组成一对，4个桥臂共分成两对，成对桥臂同时导通，两对桥臂交替导通。4个桥臂的通断分别由第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6控制。具体而言，第三开关管Q3的漏极连接输入输入接口的输入正端子直流电的正极，第三开关管Q3的源极与第二输出端口的第一供电端子连接；第四开关管Q4的漏极连接第三开关管Q3的源极，源极与输入直流电的负极输入接口的输入负端子连接；第五开关管Q5漏极连接输入直流电的正极输入接口的输入正端子，源极与第二输出接口的第二供电端子连接；第六开关管Q6的漏极连接第五开关管Q5的源极，漏极连接输入直流电的负极输入接口的输入负端子。所述第三开关管Q3，第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的栅极连接充电站控制模块。可以理解的是，充电供电模块68还可以包括其他形式的逆变电路，例如半桥逆变电路，在此并非有所限制。

当所述第三开关管Q3和第六开关管Q6同时导通时，电流经第三开关管Q3、与第二输出接口连接的智能割草机和第六开关管Q6共同形成回路；当所述第四开关管Q4和第五开关管Q5同时导通时，电流经第五开关管Q5、与第二输出接口连接的智能割草机和第四开关管Q4形成回路。这样，第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6通过改变各自的通断状态使直流电转换为第三交流电。第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的栅极分别和充电站控制模块66连接，依据充电站控制模块66输出的控制信号以一定频率改变导通或关断状态，从而使第二输出接口64输出的电能转换为第三交流电。

智能割草机10为了给电池组12充电，电源子模块14还包括AC-DC转换电路，以将充电接口13接入的第三交流电转换为直流电提供至电池组12。

图11示出了作为另一种实施例的充电站60的电路框图。参考图11所示，充电供电模块包括第三电压转换单元。第三电压转换单元683，用于将所述输入接口61接入的具有电三电压值的第三交流电转换为转换为具有第三电压值的第三交流电。

这样，通过采用充电供电模块使第二输出接口输出第三交流电，使得通过第二输出接口的第一供电端子和第二供电端子的电流大小和方向不断变化，能够降低第一供电端子和第二供电端子的氧化速度，从而延长了充电站的使用寿命，也提高了智能割草机系统的安全性。

图12示出了作为一种实施例的充电站70（20、40、50、60）的结构图，充电站70还能够引导智能割草机10对接以提供电能为所述智能割草机10充电。参考图12所示，充电站70包括：第二输出接口71和底板72。第二输出接口用于与智能割草机10的充电接口13连接以输出电能。其中，第二输出接口71包括：与充电接口13的第一充电端子131连接的第一供电端子711和与充电接口13的第二充电端子132连接的第二供电端子712。

底板72，安装在工作区域以固定所述智能割草机10。在一些实施例中，底板72的尺寸与智能割草机10的基本相同，用于在充电过程中保持智能割草机10。底板72所覆盖的区域限定了智能割草机10与充电站的对接区域。因此，底板72用于引导智能割草机10使其能够识别和接近充电站的位置。

充电站70还包括第一导线73和第二导线74。第一导线73和第二导线74分别围绕在所述底板72上。参考图13所示，第一导线73和第二导线74围绕形成多个区域。第一导线73围绕在所述底板72上形成第一导线区域，第二导线74围绕在底板72上形成第二导线区域，其中，第一导线区域和第二导线区域部分重合。定义第一引导线区域和第二引导线区域部分重合的区域为第一区域，则第一引导线区域包括第一区域和第二区域，第二引导线区域包括第一区域和第三区域，其中，第二区域与第三区域平行设置。在一些实施例中，第一引导线区域呈L型围绕在底板72上，第二引导线区域与所述第一引导线区域相对于所述底板72的中心线l1对称设置，其中，第一区域的宽度大于第二区域的宽度，且第一区域的宽度大于第三区域的宽度。第一导线73和第二导线74这样设置的目的主要是将智能割草机10引导至底板72内的对接区域的预设位置使智能割草机10与充电站70完成对接，即使得充电站70的第二输出接口71与智能割草机10的充电接口13对接。

充电站70还包括信号发生器75，用于分别与第一导线73和第二导线74连接以输出导引信号至第一导线73和/或第二导线74，导引信号流经第一导线73和第二导线74时产生磁场。第一导线73独立于边界线与信号发生器连接；第二导线74独立于第一导线73和边界线与信号发生器连接。具体地，信号发生器包括第一信号接口751和第二信号接口752，第一信号接口751和第二信号接口752独立于所述第一输出接口22（62）。其中，第一信号接口751与第一导线73连接，用于输出第一引导信号，第一引导信号流经第一导线73时产生第一磁场；第二信号接口752与第二导线74连接，用于输出第二引导信号，第二引导信号流经第二导线74时产生第二磁场。可以理解，导引信号为电流信号。在一些实施例中，第一引导信号和第二引导信号交替输出。

这样，由于导线内外的磁场方向不同，第一导线73和第二导线74围绕形成的多个区域内的磁场信号不同。因此，第一导线73和第二导线74围绕形成的多个区域内至少包括具有第一磁场信号的第一区域，具有第二磁场信号的第二区域以及具有第三磁场信号的第三区域。具体而言，第一磁场信号包括具有第一方向的第一磁场和第一方向的第二磁场；第二磁场信号包括具有第一方向的第一磁场和第二方向的第二磁场；第三磁场包括具有第二方向的第一磁场和第一方向的第二磁场。在一些实施例中，第一导线73和第二导线74围绕形成的多个区域还包括第四区域，其具有第四磁场信号，第四磁场信号包括具有第二方向的第一磁场和第二方向的第二磁场。由于导线内外磁场方向和导线上的电流方向有关，以如图13所示加载在第一导线73和第二导线74的电流方向为例进行说明。在本实施例中，第一区域具有第一磁场信号，第一磁场信号包括具有垂直向上方向的第一磁场和垂直向上方向的第二磁场；第二区域具有第二磁场信号，第二磁场信号包括具有垂直向上方向的第一磁场和垂直向下方向的第二磁场；第三区域具有第三磁场信号，第三磁场信号包括具有垂直向下方向的第一磁场和垂直向下方向的第二磁场；第四区域具有第四磁场信号，第四磁场信号包括具有垂直向下方向的第一磁场和垂直向下方向的第二磁场。

图14至图15所示的智能割草机10，其包括多个传感器和割草机控制模块15，多个传感器用于感应第一导线73和第二导线74围绕形成的多个区域的磁场信号。传感器为磁传感器，作为一种具体的实施方式，传感器为霍尔传感器。为了方便描述，图14中所示的方向分别被定义为充电站的前后方向和左右方向。

具体地，智能割草机10至少包括第一传感器102a和第二传感器102b。第一传感器102a设置在靠近左行走轮，第二传感器102b设置在靠近右行走轮。割草机控制模块15被配置为：当智能割草机10以一路线移动时，判断第一传感器102a位于第一区域，且第二传感器102b位于第一区域时，判断智能割草机10位于第一预设位置，控制行走轮继续以该路线行进。

在一些实施例中，智能割草机10还包括第三传感器102c，所述第三传感器102c设置在靠近智能割草机壳体11的后侧。割草机控制模块15被配置为：当自驱动设备以一路线移动，判断第一传感器102a位于第二区域，第二传感器102b位于第三区域，第三传感器102c位于第一区域时，判断智能割草机10位于第二预设位置并发送停止信号至行走电机以使智能割草机10停止前进。

在一些实施例中，智能割草机10还包括第三传感器102c和第四传感器102d。第三传感器102c和第四传感器102d设置在靠近壳体的后侧，且二者关于智能割草机10壳体的中心线l2对称分布。割草机控制模块15被配置为：割草机控制模块15被配置为：第一传感器102a位于第二区域，第二传感器102b位于第三区域，第三传感器102c位于第一区域，第四传感器102d位于第一区域时，判断智能割草机10位于第二预设位置并发送停止信号至行走电机以使智能割草机10停止前进。

通过智能割草机10设置多个传感器，使得割草机控制模块15判断智能割草机10相对于底板72的位置更加准确，防止误判。

参考图16来说明充电站70引导智能割草机10充电的功能。当智能割草机10需要充电时，充电站70发送导引信号至第一导线73和第二导线74，导引信号流经导线产生磁场，智能割草机10上的多个传感器检测磁场的强度，割草机割草机控制模块15使智能割草机10朝着更高磁场强度的方向移动。

当智能割草机10以一路线进入底板72，割草机控制模块15根据多个传感器的所在的区域判断所述智能割草机10是否位于预设位置，如果其位于第一预设位置，控制智能割草机10继续以该路线行进，否则控制智能割草机10调整路线前进。

具体的，割草机控制模块15被配置为执行以下操作：接收来自多个传感器的位置信号，获取多个传感器的位置，即获取各个传感器所在的区域；根据各个传感器所在的区域判断智能割草机10是否位于预设位置。进一步，割草机控制模块15还被配置为执行以下操作：根据各个传感器所在的区域判断智能割草机10与底板72的位置关系，依据智能割草机10与底板72的位置关系调整智能割草机10前进路线。后文将结合附图对上述智能割草机10的控制过程进行详细描述。

图17显示了智能割草机10进入底板72可能运动路线中的一种，此时割草机控制模块15识别出第一传感器102a位于第二区域，第二传感器102b位于第一区域，第三传感器102c位于第一区域，则割草机控制模块15判断此时智能割草机10的位置与第一预设位置不符。割草机控制模块15进一步依据第一传感器102a位于第二区域，第二传感器102b位于第一区域，第三传感器102c位于第一区域判断智能割草机10在底板72偏左的方向进入底板72，从而控制智能割草机10向后退出第一导线73和所述第二导线74围绕形成的多个区域，并控制智能割草机10向右侧移动一段距离后驶入底板72。割草机控制模块15通过不断的调整智能割草机10进入底板72的路线直至智能割草机10到达预设位置。

在一些实施例中，当智能割草机10实质上以一路线进入底板72，割草机控制模块15识别出第一传感器102a位于第一区域，且第二传感器102b位于第二区域，判断此时智能割草机10的位置与第一预设位置相符，控制智能割草机10继续以该路线行进；割草机控制模块15进一步识别是否位于第二预设位置，如果是，则控制智能割草机10停止前进，否则控制智能割草机10调整路线前进。

参考图18所示，一种如前所述的智能割草机10的控制方法，包括如下步骤：

S1.获取多个传感器的位置；

在此步骤中，智能割草机10以一路线进入底板72，割草机控制模块15接收来自多个传感器的位置信号，获取多个传感器的位置，即获取各个传感器所在的区域。

S2.判断智能割草机10是否位于第一预设位置；

在此步骤中，割草机控制模块15根据各个传感器所在的区域判断智能割草机10是否位于第一预设位置。若否则执行S3，若是则执行S5。

S3.判断智能割草机10与底板72的位置关系；

在此步骤中，割草机控制模块15根据各个传感器所在的区域判断智能割草机10与底板72的位置关系。例如，在图16所示的实施例中，割草机控制模块15进一步依据第一传感器102a位于第二区域，第二传感器102b位于第一区域，第三传感器102c位于第一区域判断智能割草机10在底板72偏左的方向进入底板72。

S4.调整智能割草机10前进路线；

在此步骤中，割草机控制模块15依据智能割草机10与底板72的位置关系调整智能割草机10前进路线。例如，在图17所示的实施例中，割草机控制模块15判断智能割草机10在底板72偏左的方向进入底板72，从而控制智能割草机10向后退出第一导线73和所述第二导线74围绕形成的多个区域，并控制智能割草机10向右侧移动一段距离后驶入底板72。割草机控制模块15进一步通过不断的调整智能割草机10进入底板72的路线直至智能割草机10到达预设位置。

S5.控制智能割草机10进一步以该路线行进；

S6.判断智能割草机10是否位于第二预设位置；

在此步骤中，割草机控制模块15根据各个传感器所在的区域判断智能割草机10是否位于第二预设位置。若否则执行S7，若是则执行S4。

S7.控制智能割草机10停止前进。

图19所示的作为一种实施例的充电站80的电路框图，充电站80还包括端子电压检测单元85，与充电站控制模块84连接，用于检测第一供电端子821的电压值。充电站控制模块84用于监控第一供电端子821的电压值，当第一供电端子821的电压为预设电压值且多个传感器位于预设位置时，判断所述智能割草机10的充电接口13与充电站80的第二输出接口82对接成功，使第二输出接口71输出电能为智能割草机10充电。

辅助供电模块83连接在输入接口81和第二输出接口82之间，用于将提供的电能转换为其他电能提供给第二输出接口82。具体的，辅助供电模块将外部电源提供的电能转换为一电压值提供给第一供电端子821，例如，辅助供电模块将26V电压转换为3.3V电压值加载在第一供电端子821上。

端子电压检测单元85检测第一供电端子821的电压值。当第二输出接口82与智能割草机10的充电接口13对接后，第一供电端子821的电压降低至第一电压值，端子电压检测单元85将包含第一供电端子821的电压值的电压信号发送至充电站控制模块84。充电站控制模块84被配置为：在所述第一电压值为预设电压值且智能割草机10的多个传感器位于预设位置时，发送供电信号至充电供电模块83以控制充电接口13和第二输出接口82间的连接导通，从而使第二输出接口82输出电能为智能割草机10充电。

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 (10)

1.一种自驱动设备系统，包括：

充电站；

边界线，与所述充电站电性连接，所述边界线围绕形成工作区域；

自驱动设备，能自动在所述工作区域内行走进行作业；

其中，

所述充电站包括：

输入接口，用于接入电能；

第一输出接口，与所述边界线电性连接，所述第一输出接口输出边界信号；

第一电压转换电路，与所述输入接口连接，用于将所述输入接口接入的电能转换为第一交流电；

隔离电路，连接在所述第一电压转换电路和所述第一输出接口之间，将所述第一交流电经所述第一输出接口单向传递至所述边界线。

2.如权利要求1所述的自驱动设备系统，其特征在于，

所述第一电压转换电路包括：

第一电压输出端口，用于输出第一交流电；

隔离电路，与所述第一电压输出端口连接，将所述第一交流电转变成所述边界信号经所述第一输出接口单向传递至所述边界线。

3.如权利要求2所述的自驱动设备系统，其特征在于，

所述第一电压转换电路包括：

第一电压输出端口，用于输出第一交流电；

所述隔离电路包括：

变压器，将所述第一交流电转变成所述边界信号经所述第一输出接口单向传递至所述边界线。

4.如权利要求1所述的自驱动设备系统，其特征在于，

所述第一电压转换电路包括：

第一电压输出端口，用于输出第一交流电；所述第一电压输出端口包括第一端子和第二端子；

所述隔离电路包括：

第二电感，连接在所述第一端子和所述第二端子之间；

第三电感，与所述第一电感耦合连接。

5.如权利要求1所述的自驱动设备系统，其特征在于，

第一电压转换电路，包括：

第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和第二开关管通过改变各自的通断状态使所述输入接口接入的电能转换为第一交流电。

6.如权利要求1所述的自驱动设备系统，其特征在于，

还包括：

充电器，用于接入交流市电以为所述充电站提供电能；

所述输入接口与所述充电器连接。

7.一种充电站，用于为自驱动设备供电，所述自驱动设备能自动在边界线围绕形成的工作区域内行走进行作业；

所述充电站包括：

输入接口，用于接入电能；

第一输出接口，与所述边界线电性连接，所述第一输出接口输出边界信号；

第一电压转换电路，与所述输入接口连接，用于将所述输入接口接入的电能转换为第一交流电；

隔离电路，连接在所述第一电压转换电路和所述第一输出接口之间，将所述第一交流电经所述第一输出接口单向传递至所述边界线。

8.如权利要求7所述的充电站，其特征在于，

所述第一电压转换电路包括：

第一电压输出端口，用于输出第一交流电；

隔离电路，与所述第一电压输出端口连接，将所述第一交流电转变成所述边界信号经所述第一输出接口单向传递至所述边界线。

9.如权利要求7所述的充电站，其特征在于，

所述第一电压转换电路包括：

第一电压输出端口，用于输出第一交流电；

所述隔离电路包括：

变压器，将所述第一交流电转变成所述边界信号经所述第一输出接口单向传递至所述边界线。

10.如权利要求7所述的充电站，其特征在于，

所述第一电压转换电路包括：

第一电压输出端口，用于输出第一交流电；所述第一电压输出端包括第一端子和第二端子；

所述隔离电路包括：

第二电感，连接在所述第一端子和所述第二端子之间；

第三电感，与所述第一电感耦合连接。

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