CN115606394A - 割草控制方法和自动割草机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种割草控制方法和自动割草机，所述方法通过获取自动割草机的切割电机的负载信息，判断所述负载信息是否满足第一预设条件；若是，降低自动割草机的行驶速度，然后继续判断负载信息是否满足第一预设条件，若是，则升高切割电机驱动的切割件的高度，直到负载信息不满足第一预设条件。如此，有效降低了切割电机负载过大的风险，提高了对切割难度大的草坪的切割完整性和整齐性。

Description

割草控制方法和自动割草机

技术领域

本发明属于自移动机器人技术领域，具体涉及一种割草控制方法和自动割草机。

背景技术

自动割草机是一种自动执行割草任务的机器人。自动割草机的切割刀盘距离支撑机器人的地面的高度为割草高度。为了便于调节切割刀盘割草高度，自动割草机通常配置有电动调高机构，用户可以设置期望的割草高度，电动调高机构自动将切割刀盘调节到期望的高度。

然而，自动割草机驱动切割刀盘旋转的切割电机采用直流供电，电机扭矩相对较小，在实际割草时，草坪长势情况相差较大，对于同一块草坪，其不同区域的草坪长势也不尽相同，不同长势的草坪其对切割刀盘的阻力不同，若草坪较密和高的区域，对切割刀盘的阻力较大，过高的阻力会导致切割电机电流过大，发生切割电机堵转的情况，不仅无法完成草坪切割，而且会压倒草坪，电机也容易烧坏。

因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

因此，本发明所要解决的现有的自动割草机在切割较高和密的草坪时切割电机负载大，对草坪切割不整齐、切割质量不好的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种割草控制方法，包括：

S10、控制所述自动割草机按照初始速度v0行驶，获取所述自动割草机的切割电机的负载信息；

S20、判断所述负载信息是否满足第一预设条件；

S30、若是，降低所述自动割草机的行驶速度；

S40、继续判断所述负载信息是否满足第一预设条件；

S50、若是，控制所述切割电机驱动的切割件的高度升高Δh，记录升高后的切割件的切割高度值及对应行驶路径并继续行驶割草，返回步骤S40。

在其中一实施例中，所述负载信息包括负载电流信息，在步骤S20和S40中，所述判断所述负载信息是否满足第一预设条件，包括：

判断所述负载电流信息是否大于第一预设阈值；

若是，所述负载信息满足第一预设条件。

在其中一实施例中，在步骤S30中降低所述自动割草机的行驶速度，包括：

将所述自动割草机的当前初始速度v0降低Δv，降低后的行驶速度v1为v0-Δv。

在其中一实施例中，在步骤S40中，若判断所述负载信息不满足第一预设条件，所述方法还包括：

判断所述负载信息是否满足第二预设条件；

若是，控制所述切割电机驱动的切割件的高度恢复至预设切割高度值。

在其中一实施例中，在控制所述切割电机驱动的切割件的高度恢复至预设切割高度值之后，所述方法还包括：

判断所述负载信息是否满足第二预设条件；

若是，控制所述自动割草机恢复降低前的初始速度v0行驶。

在其中一实施例中，所述判断所述负载信息是否满足第二预设条件，包括：

判断所述负载电流信息是否小于第二预设阈值；

若是，所述负载信息满足第二预设条件，其中，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值。

在其中一实施例中，所述方法还包括：

控制所述自动割草机按照预设切割高度值对所述行驶路径进行再次切割。

在其中一实施例中，所述控制所述自动割草机按照预设切割高度值对所述行驶路径进行再次切割，包括：

控制所述自动割草机沿着与上一次行驶方向不同的方向对所述行驶路径进行再次切割。

在其中一实施例中，所述控制所述自动割草机沿着与上一次行驶方向不同的方向对所述行驶路径进行再次切割，包括：

控制所述自动割草机沿着与上一次行驶方向相反的方向对所述行驶路径进行再次切割。

此外，本申请还提供了一种自动割草机，包括：

机体；

切割件，设置于所述机体上；

电动调高机构，与所述切割件传动连接，用于驱动所述切割件相对所述机体运动；

行走机构，设置于所述机体上，用于驱动所述机体移动；

控制器，设置于所述机体上，与所述电动调高机构和所述行走机构均电连接，用于执行上述任意实施例所述的割草控制方法。

本发明提供的技术方案，具有以下优点：

本发明实施例提供的割草控制方法和自动割草机，所述方法通过获取自动割草机的切割电机的负载信息，判断所述负载信息是否满足第一预设条件；若是，降低自动割草机的行驶速度，然后继续判断负载信息是否满足第一预设条件，若是，则升高切割电机驱动的切割件的高度，直到负载信息不满足第一预设条件。如此，自动割草机在负载信息满足第一预设条件时，也即切割电机超负载的情况下，首先尝试降低自动割草机的行驶速度，若降低之后负载信息仍满足第一预设条件(切割电机仍然超负载)，则升高切割件的切割高度，从而降低切割电机负载，直到升高切割件的高度后，负载信息不满足第一预设条件为止，使得切割电机负载维持正常范围，有效降低了切割电机负载过大的风险，提高了对切割难度大的草坪的切割完整性和整齐性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明第一实施例提供的割草控制方法的流程示意图；

图2为本发明第二实施例提供的割草控制方法的流程示意图；

图3为本发明第三实施例提供的割草控制方法的流程示意图；

图4为本发明一实施例所提供的自动割草机的立体示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在在本发明中，在未作相反说明的情况下，接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。

现结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。

目前，很多家庭院落，尤其是欧洲和美洲的家庭院落，通常都有花园，花园里种植草坪。家庭需要对草坪进行定期维护，使得草坪高度整齐，更加美观。自动割草机是一种自动在限定的工作区域内进行割草的机器人，并且自动回到充电站补充电能，几乎不需要人员干预，大大减轻了人们的劳作，越来越受到家庭用户的欢迎。

然而，由于自动割草机采用直流供电，其切割电机的扭矩无法做得较大，在切割草长势较粗壮和茂密的草坪时，经常出现切割电机负载过大，发生堵转的情况。这种情况发生时，切割电机驱动的切割件(通常为刀盘)无法正常旋转，因此无法实现草坪切割，还会把直立的草坪压倒，造成二次切割困难，整个草坪切割完成后，会出现多个零散分布的区域草没有切割的情况，草坪不美观，需要人工二次切割。

本发明实施例提供了一种割草控制方法，可以很好的解决以上技术问题。

请参考图1，本发明第一实施例提供的割草控制方法的流程图，应用于自动割草机(参见图4)，在具体实施时，所述割草控制方法包括：

S10、控制所述自动割草机按照初始速度v0行驶，获取所述自动割草机的切割电机的负载信息；

S20、判断所述负载信息是否满足第一预设条件；

S30、若是，降低所述自动割草机的行驶速度；

S40、继续判断所述负载信息是否满足第一预设条件；

S50、若是，控制所述切割电机驱动的切割件的高度升高Δh，记录升高后的切割件的切割高度值及对应行驶路径并继续行驶割草，返回步骤S40。

本申请以上述割草控制方法应用于图4所示的自动割草机100为例进行详细说明。在具体实施时，自动割草机100包括机体10和设置在机体10上的行走机构30，自动割草机100还配置有电动调高机构(未示出)和与电动调高机构传动连接的切割件(未示出)，电动调高机构包括调高电机和传动结构，调高电机通过传动结构带动切割件相对机体10移动，从而改变切割件距离支撑机体10的地面的位置，也即切割高度。自动割草机100还包括控制器(未示出)，设置于机体10内，与切割电机连接，用于控制电动调高机构调节切割件的切割高度。控制器与行走机构30连接，用于控制行走机构30的旋转。

在初始切割时，控制器控制行走机构30驱动自动割草机以初始速度v0行驶，在行驶过程中，切割电机驱动切割件旋转，以对经过的草进行切割。在切割电机驱动切割件旋转过程中，获取切割电机的负载信息，便于获知切割电机的负载状态。

在步骤S10中“获取所述自动割草机的切割电机的负载信息”采用周期采样的方式，可以是固定周期采样，也可以采用变化的周期采样。也就是说，在控制所述自动割草机按照初始速度v0行驶的过程中，周期性的采集自动割草机的切割电机的负载信息。

本实施例所提供的方法，通过判断负载信息是否满足第一预设条件来判断切割电机是否超负载。上述“第一预设条件”是预先设置好的，可以理解为切割电机在正常负载和超负载状态之间的临界条件。若负载信息满足第一预设条件，则认为切割电机超负载，若不满足第一预设条件，则可以认为切割电机的负载正常。第一预设条件根据所采集的负载信息的类型不同而有所区别。

在一些实施例中，负载信息为切割电机的负载电流信息，则第一预设条件包括第一预设阈值。所述判断负载信息是否满足第一预设条件，包括：判断负载电流信息是否大于第一预设阈值；若是，则负载信息满足第一预设条件。

在另一些实施例中，负载信息也可以为切割电机的功率信息，判断负载信息是否满足第一预设条件，包括：判断切割电机的功率信息是否大于第一预设功率阈值；若是，则负载信息满足第一预设条件。

本实施例中，若步骤S20判断负载信息满足第一预设条件，也即切割电机处于超负载状态，则执行步骤S30，降低自动割草机的行驶速度，使当前行驶速度低于初始行驶速度v0。在此基础上，执行步骤S40，继续判断负载信息是否满足第一预设条件，若仍然满足第一预设条件，也就是说，降低行驶速度之后，切割电机仍然超负载，说明正在切割的草坪较粗壮或茂密，切割难度较大。此时执行步骤S50，控制所述切割电机驱动的切割件的高度升高Δh，记录升高后的切割件的切割高度值并继续行驶割草，返回步骤S40，直到负载信息不再满足第一预设条件，也即切割电机的负载处于正常范围。

在初始切割时，切割电机的切割件的高度为预设切割高度值，也即用户希望的草坪切割高度。自动割草机的目标是将整块草坪的高度统一切割到该预设切割高度值。可以理解的，通过升高切割件的高度，将无法一次切割完成预设切割高度值，因此，自动割草机记录升高后的切割高度值及对应行驶路径，便于在下一次切割时，对该行驶路径进行二次切割。

本实施例所提供的割草控制方法，通过判断自动割草机的负载信息是否满足第一预设条件，在负载信息满足第一预设条件时，也即切割电机超负载的情况下，首先尝试降低自动割草机的行驶速度，若降低之后负载信息仍满足第一预设条件(切割电机仍然超负载)，则升高切割件的切割高度，从而降低切割电机负载，直到升高切割件的高度后，负载信息不满足第一预设条件为止，使得切割电机负载维持正常范围，有效降低了切割电机负载过大的风险。通过首先降低行驶速度的方式，降低了直接升高切割高度值而需要对切割区域进行再次切割的概率，相对提高了切割效率，而且，通过两种减负载的手段的联合，提高了对切割难度大的草坪的切割完整性和整齐性。

在一些实施例中，步骤S30中“降低所述自动割草机的行驶速度”，具体包括以下内容：

将自动割草机的当前初始速度v0降低Δv，降低后的行驶速度v1为v0-Δv。

也就是说，阶梯式降低自动割草机的行驶速度，一次降低Δv，降低后的行驶速度为v0-Δv。

可以理解的，当自动割草机按照升高后的切割高度值进行切割的情况下，由于无法一次完成预设切割高度值，因此需要对切割区域进行二次切割，这势必延长了自动割草机完整整块草坪切割的时间。在实际的割草环境中，草坪的长势不均匀，长势茂密和粗壮的草坪很多是零散分布的，当自动割草机行驶到切割难度较小的草坪上时，若仍然采用升高后的切割高度或者降低后的行驶速度，将导致切割时间的不利延长，以及切割效率的显著降低。

为了平衡切割效率和切割整齐性，在一些实施例中，请参见图2所示，步骤S40中“若判断所述负载信息不满足第一预设条件”，所述方法还包括：

S60、判断所述负载信息是否满足第二预设条件；

S70、若是，控制所述切割电机驱动的切割件的高度恢复至预设切割高度值。

在执行步骤S40时，自动割草机的速度一定是降低后的行驶速度，但切割件的切割高度有可能是升高后的，也可能是没有升高后的，也即仍然为预设切割高度值。无论切割高度值是上述哪种情况，在判断负载信息满足第二预设条件后，均控制切割电机的驱动件恢复至预设切割高度值。也就是说，当切割高度值高于预设切割高度值，控制切割件降低至预设切割高度值，若切割高度值等于预设切割高度值，则维持当前预设切割高度值。因此，上述步骤“控制所述切割电机驱动的切割件的高度恢复至预设切割高度值”中，切割件的高度可能发生变化也可能维持不变。

在一些实施例中，请参见图3所示，在控制切割电机驱动的切割件的高度恢复至预设切割高度值之后，所述方法还包括：

S80、判断所述负载信息是否满足第二预设条件；

S90、若是，控制所述自动割草机恢复降低前的初始速度v0行驶。

在保障切割电机的切割高度值为预设切割高度值，保持检测负载信息，若负载信息仍然满足第二预设条件，则认为切割电机负载较小，此时，尝试恢复自动割草机的初始行驶速度v0，使自动割草机按照正常行驶速度行驶，从而保障切割效率。

需要说明的是，在恢复初始行驶速度v0之后，自动割草机仍然保持检测切割电机的负载电流，并判断该负载电流与第一预设阈值的关系，若该负载电流大于第一预设阈值，则自动割草机降低行驶速度，也即保持执行本申请上述实施例提供的割草控制方法。

在具体实施例中，上述第二预设条件包括第二预设阈值，“所述判断所述负载信息是否满足第二预设条件”，具体包括：

判断所述负载电流信息是否小于第二预设阈值；

若是，所述负载信息满足第二预设条件，其中，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值。

当切割电机的负载电流信息低于第二预设电流阈值时，认为切割电机的负载较小，切割电机可以承受更大的负载，在此情况下，为了缩短切割时间，提升切割效率，尝试将切割件的高度恢复至预设切割高度。从而保障一次完成切割，无需再次切割工作区域。

为了保障切割效率，在具体实施例中，所述方法还包括：

控制所述自动割草机按照预设切割高度值对所述行驶路径进行再次切割。

自动割草机可以根据升高后的切割件的切割面积的大小来确定是否要进行已覆盖切割区域的再次切割。也就是说，当自动割草机以升高后的切割高度值完成切割预设面积之后，控制所述自动割草机对该预设面积进而再次切割，此次切割仍然按照预设切割高度值开始，并在切割过程中执行上述实施例所述的割草控制方法。

在其他实施场景中，自动割草机还可以根据升高后的切割件的切割时间来确定是否进行已覆盖切割区域的再次切割。也就是说，当自动割草机以升高后的切割高度值执行切割预设时长之后，控制所述自动割草机对该预设时长内覆盖的切割区域进而再次切割。相应的，此次切割仍然按照预设切割高度值开始，并在切割过程中执行上述实施例所述的割草控制方法。

由于每次切割件高度的升高，均伴随出现一定时间的切割电机超负载状态，可能存在切割件压倒草坪的情况，为了提高再次切割时对压倒草坪的有效切割。在一些具体实施例中，所述控制所述自动割草机按照预设切割高度值对所述行驶路径进行再次切割，包括：

控制所述自动割草机沿着与上一次行驶方向不同的方向对所述行驶路径进行再次切割。

沿着与上一次行驶的方向不同的方向对行驶路径进行再次切割，有利于利用切割件与草坪的不同角度的接触将草坪向着竖直方向推动，从而更加有效的切割到倒伏的草坪。也就是说，控制切割件的旋转方向与草坪的倒伏方向不一致，便于利用切割件的旋转及其气流作用，使倒伏的草坪倾向竖直状态，从而便于切割件的切割。

具体的，所述控制所述自动割草机沿着与上一次行驶方向不同的方向对所述行驶路径进行再次切割，包括：

控制所述自动割草机沿着与上一次行驶方向相反的方向对所述行驶路径进行再次切割。

若自动割草机再次切割时行驶方向与首次覆盖时的行驶方向相反，由于切割件的旋转方向不变，因此再次切割时，切割件的旋转方向与首次覆盖时压倒的草坪倒伏方向是相反的，切割件的旋转更加有利于草坪直立，从而更加有效的切割倒伏的草坪。

此外，请参见图4，本发明还提供了一种自动割草机100，包括：机体10、切割件、电动调高机构和行走机构30以及控制器。上述结构部分已经在上述割草控制方法的实施例部分进行了介绍，可与上述割草控制方法的实施例内容相互参见，在此不再赘述。

控制器，设置于机体10上，与电动调高机构和所述行走机构均电连接，用于执行上述任意实施例所述的割草控制方法。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，可以做出其它不同形式的变化或变动，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种割草控制方法，应用于自动割草机，其特征在于，包括：

S10、控制所述自动割草机按照初始速度v0行驶，获取所述自动割草机的切割电机的负载信息；

S20、判断所述负载信息是否满足第一预设条件；

S30、若是，降低所述自动割草机的行驶速度；

S40、继续判断所述负载信息是否满足第一预设条件；

S50、若是，控制所述切割电机驱动的切割件的高度升高Δh，记录升高后的切割件的切割高度值及对应行驶路径并继续行驶割草，返回步骤S40。

2.根据权利要求1所述的割草控制方法，其特征在于，所述负载信息包括负载电流信息，在步骤S20和S40中，所述判断所述负载信息是否满足第一预设条件，包括：

判断所述负载电流信息是否大于第一预设阈值；

若是，所述负载信息满足第一预设条件。

3.根据权利要求2所述的割草控制方法，其特征在于，在步骤S30中降低所述自动割草机的行驶速度，包括：

将所述自动割草机的当前初始速度v0降低Δv，降低后的行驶速度v1为v0-Δv。

4.根据权利要求2所述的割草控制方法，其特征在于，在步骤S40中，若判断所述负载信息不满足第一预设条件，所述方法还包括：

判断所述负载信息是否满足第二预设条件；

若是，控制所述切割电机驱动的切割件的高度恢复至预设切割高度值。

5.根据权利要求4所述的割草控制方法，其特征在于，在控制所述切割电机驱动的切割件的高度恢复至预设切割高度值之后，所述方法还包括：

判断所述负载信息是否满足第二预设条件；

若是，控制所述自动割草机恢复降低前的初始速度v0行驶。

6.根据权利要求4或5所述的割草控制方法，其特征在于，所述判断所述负载信息是否满足第二预设条件，包括：

判断所述负载电流信息是否小于第二预设阈值；

若是，所述负载信息满足第二预设条件，其中，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值。

7.根据权利要求1所述的割草控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制所述自动割草机按照预设切割高度值对所述行驶路径进行再次切割。

8.根据权利要求7所述的割草控制方法，其特征在于，所述控制所述自动割草机按照预设切割高度值对所述行驶路径进行再次切割，包括：

控制所述自动割草机沿着与上一次行驶方向不同的方向对所述行驶路径进行再次切割。

9.根据权利要求8所述的割草控制方法，其特征在于，所述控制所述自动割草机沿着与上一次行驶方向不同的方向对所述行驶路径进行再次切割，包括：

控制所述自动割草机沿着与上一次行驶方向相反的方向对所述行驶路径进行再次切割。

10.一种自动割草机，其特征在于，包括：

机体；

切割件，设置于所述机体上；

电动调高机构，与所述切割件传动连接，用于驱动所述切割件相对所述机体运动；

行走机构，设置于所述机体上，用于驱动所述机体移动；

控制器，设置于所述机体上，与所述电动调高机构和所述行走机构均电连接，用于执行权利要求1-9任意一项所述的割草控制方法。

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