CN115885670A - 一种车轮动力模块及割草机器人 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种车轮动力模块及割草机器人，属于割草设备技术领域，车轮动力模块包括第一基座、前轮组件和第二基座，第一基座连接于割草机器人的车架，前轮组件包括前轮和轮轴，前轮转动设置于轮轴；第二基座套设于第一基座上，第二基座与第一基座在竖直方向滑动配合，轮轴贯穿第一基座和第二基座并与第二基座转动连接；其中，第一基座和第二基座之间设置有用于监测第二基座位置的霍尔组件，第二基座在第一基座上具有第一位置和第二位置，第一位置的高度高于第二位置，当第二基座处于第一位置时，霍尔组件不工作，当第二基座下降至第二位置时，霍尔组件工作以使割草机器人停止工作。该车轮动力模块能够提高割草机器人运行过程的安全性。

Description

一种车轮动力模块及割草机器人

技术领域

本申请涉及割草设备技术领域，具体而言，涉及一种车轮动力模块及割草机器人。

背景技术

现有的割草机具有自动行走功能，防止碰撞，范围之内防止出线，自动返回充电，具备安全检测和电池电量检测，具备一定爬坡能力，尤其是一种适合家庭庭院、公共绿地等场所进行草坪修剪维护。但是，当割草机在遇到凸起地面或者被人抬起时，割草机仍在运转，这就存在着安全隐患，同时，割草机在空转时将对其本身造成磨损，缩短了使用寿命。

发明内容

本申请实施例提供一种车轮动力模块及割草机器人，能够提高割草机器人运行过程的安全性。

本申请实施例提供了一种车轮动力模块，车轮动力模块包括第一基座、前轮组件和第二基座，第一基座连接于割草机器人的车架，前轮组件设置于第一基座下方，前轮组件包括前轮和轮轴，前轮转动设置于轮轴；第二基座套设于第一基座上，第二基座与第一基座在竖直方向滑动配合，轮轴贯穿第一基座和第二基座并与第二基座转动连接；其中，第一基座和第二基座之间设置有用于监测第二基座位置的霍尔组件，第二基座在第一基座上具有第一位置和第二位置，第一位置的高度高于第二位置，当第二基座处于第一位置时，霍尔组件不工作，当第二基座下降至第二位置时，霍尔组件工作以使割草机器人停止工作。

在本方案中，通过设置有第二基座和第一基座，第二基座套设于第一基座上并能相对滑动，轮轴贯穿第一基座和第二基座并与第二基座转动连接，这样当割草机器人被抬升时，前轮组件中的前轮便会悬空，在重力作用下带动第二基座向下滑动，为了保证割草机器人被抬升后的安全性，因此通过在第一基座和第二基座之间设置有霍尔组件，利用霍尔组件来监测割草机器人的运行情况，当前轮悬空时，第二基座下降至第二位置，霍尔组件会产生感应，从而对割草机器人采取紧急制动，避免出现割伤事故，从而提高了割草机器人的安全性。

在一些实施例中，霍尔组件包括霍尔元件和磁铁元件，霍尔元件设置于第一基座上，磁铁元件设置于第二基座上，当第二基座处于第一位置时，磁铁元件位于霍尔元件的上方，当第二基座下降至第二位置时，磁铁元件进入于霍尔元件的感应区，以使割草机器人停止工作。

上述技术方案中，通过将霍尔组件采用为霍尔元件和磁铁元件，当割草机器人正常行驶时，第二基座处于第一位置，即磁铁元件位于位置较高的正常位置，当割草机器人被外部抬起时，由于第二基座与第一基座滑动配合，那么第二基座会相对于第一基座下滑，从而带动轮轴下落，磁铁元件也会跟随下落，当第二基座下落至第二位置后，磁铁元件进入于霍尔元件的霍尔效应感应区，霍尔元件检测到磁场后，发出电信号，从而控制割草机器人中的割草电机及车轮的驱动电机停止。

在一些实施例中，第一基座的顶部设置有滑台，第二基座滑动设置于滑台上，第一基座与第二基座之间还设置有限位组件，限位组件用于限制第二基座在第一位置和第二位置之间竖直滑动。

上述技术方案中，通过在第一基座上形成有滑台，滑台给第二基座提供导向作用，引导第二基座在第一基座的上下滑动，通过设置有限位组件，限位组件可以限制第二基座上下滑动的行程，从而使得第二基座只能在第一位置和第二位置之间来回滑动，保证了第一基座和第二基座的整体结构稳定性。

在一些实施例中，限位组件包括导向柱和锁止件，导向柱设置于第一基座上并位于滑台的外侧，第二基座上对应设置有供导向柱穿设的导向孔，锁止件设置于导向柱的末端，锁止件用于阻止第二基座滑出于第一基座外。

上述技术方案中，通过将限位组件采用为导向柱和锁止件，锁止件与第一基座所在面对第二基座的行程起到限位作用，而导向柱可以与滑台共同对第二基座的上下滑动起到导向作用，第二基座上下滑动的稳定性更强。

在一些实施例中，限位组件的数量设为多组，多组限位组件在第一基座上沿滑台的周向间隔分布。

上述技术方案中，通过将限位组件的数量设为多组，多组限位组件共同配合，对第二基座的上下移动起到阻挡限位作用，相比于一组限位组件而言，限位效果更好，结构稳定性更高。

在一些实施例中，第二基座上设置有转向电机，转向电机的驱动端与轮轴的上部驱动连接，以控制前轮组件的转向。

上述技术方案中，通过在第二基座上设置有转向电机，转向电机可以与轮轴配合，从而带动轮轴转动，从而实现前轮组件的转向。

在一些实施例中，轮轴的上端设置有定位板，定位板上设置有限位块，第二基座的顶部设置有盖板，盖板上设置有与限位块相抵接配合的定位块，当轮轴转动带动限位块转动至与定位块抵接时，定位块阻止轮轴继续转动。

上述技术方案中，通过在轮轴上的定位板上设置有限位块，而盖板上设置有定位块，这样当转向电机带动轮轴转动时，轮轴上的限位块与定位块抵接时，代表单方向的转动行程，利于割草机器人的双向转向控制。

在一些实施例中，盖板上开设有一段弧形槽，定位块滑动设置于弧形槽。

上述技术方案中，通过在盖板上设置有一段供定位块滑动的弧形槽，这样当转向电机驱动轮轴沿顺时针(逆时针)转动，当轮轴转动至限位块与定位块触碰后，轮轴还可以继续转动，从而利用限位块带动定位块在弧形槽上继续滑动至弧形槽的一槽端，当转向电机带动轮轴沿逆时针(顺时针)转动，当轮轴转动至限位块与定位块触碰后，轮轴还可以继续转动，从而利用限位块带动定位块在弧形槽上继续滑动至弧形槽的另一槽端，从而实现轮轴的超360°旋转，增加了轮轴的转动行程，保证轮轴没有转动死角。

在一些实施例中，前轮组件还包括驱动电机，驱动电机安装于轮轴上并内置于前轮，驱动电机的驱动端与前轮的转轴连接。

上述技术方案中，通过在前轮中内置有驱动电机，驱动电机可以驱动前轮转动，从而实现前轮的动力驱动，使得割草机器人为四驱，动力更强，爬坡性能更强，具有更精准的行走路线控制。

第二方面，本申请实施例还提供了一种割草机器人，割草机器人包括车架以及前述的车轮动力模块，第一基座安装于车架上。

本方案的有益效果为：通过第二基座可升降地设置于第二基座上，在第一基座和第二基座之间设置有霍尔组件，利用霍尔组件来监测割草机器人的运行情况，当前轮悬空时，第二基座下降至第二位置，霍尔组件会产生感应，从而对割草机器人采取紧急制动，避免出现割伤事故，从而提高了割草机器人的安全性。并且，在盖板上设置有一段供定位块滑动的弧形槽，在限位块与定位块的配合作用下，可以实现轮轴的超360°旋转，增加了轮轴的转动行程，保证轮轴没有转动死角，操控性能更强。

本申请的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请一些实施例提供的割草机器人的结构示意图；

图2为本申请一些实施例提供的车轮动力模块中车轮正常行驶状态的结构示意图；

图3为本申请一些实施例提供的车轮动力模块中车轮抬起悬空状态的结构示意图；

图4为本申请一些实施例提供的车轮动力模块中拆开电路板后的结构示意图；

图5本申请一些实施例提供的车轮动力模块中部分爆炸示意图；

图6为图5中车轮动力模块的另一角度的结构示意图；

图7为本申请一些实施例提供的车轮动力模块的爆炸示意图；

图8为图7中车轮动力模块的另一角度的结构示意图。

图标：100-割草机器人；10-车架；20-前轮组件；21-前轮；22-轮轴；23-定位板；24-限位块；25-驱动电机；26-齿轮；27-轴承；28-蜗杆；30-第一基座；31-滑台；32-导向柱；33-锁止件；40-第二基座；41-导向孔；42-盖板；420-弧形槽；43-定位块；50-霍尔组件；51-霍尔元件；52-磁铁元件；60-转向电机；70-电路板；71-第二霍尔；72-第二磁铁；80-压盖。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

实施例

本申请实施例提供了一种割草机器人，请参阅图1至图8，割草机器人100包括车架10以及车轮动力模块，该车轮动力模块能够提高割草机器人运行过程的安全性。

具体的，请参阅图2，车轮动力模块包括第一基座30、前轮组件20和第二基座40，第一基座30连接于割草机器人100的车架10，前轮组件20设置于第一基座30下方，前轮组件20包括前轮21和轮轴22，前轮21转动设置于轮轴22；第二基座40套设于第一基座30上，第二基座40与第一基座30在竖直方向滑动配合，轮轴22贯穿第一基座30和第二基座40并与第二基座40转动连接；其中，第一基座30和第二基座40之间设置有用于监测第二基座40位置的霍尔组件50，第二基座40在第一基座30上具有第一位置和第二位置，第一位置的高度高于第二位置，当第二基座40处于第一位置时，霍尔组件50不工作，当第二基座40下降至第二位置时，霍尔组件50工作以使割草机器人停止工作。

在本方案中，通过设置有第二基座40和第一基座30，第二基座40套设于第一基座30上并能相对滑动，轮轴22贯穿第一基座30和第二基座40并与第二基座40转动连接，这样当割草机器人被抬升时，前轮组件20中的前轮21便会悬空，在重力作用下带动第二基座40向下滑动，为了保证割草机器人被抬升后的安全性，因此通过在第一基座30和第二基座40之间设置有霍尔组件50，利用霍尔组件50来监测割草机器人的运行情况，当前轮21悬空时，第二基座40下降至第二位置，霍尔组件50会产生感应，从而对割草机器人采取紧急制动，避免出现割伤事故，从而提高了割草机器人的安全性。

可以理解地，请参阅图2，当割草机器人正常行驶时，第二基座40处于第一位置，此时前轮21与地面接触，第二基座40处于较高位，请参阅图3，当割草机器人被外部阻力抬起时，由于第二基座40与第一基座30之间滑动配合，那么第二基座40会相对于第一基座30下滑，从而带动轮轴22下落，当第二基座40下落至第二位置后，霍尔组件50感应后发出电信号，从而控制割草机器人紧急制动。

需要说明的是，轮轴22贯穿第一基座30和第二基座40并与第二基座40转动连接，即第一基座30与车架10固定连接，第一基座30与第二基座40滑动连接，但不能发生角向位移。而轮轴22与第一基座30转动且滑动连接，轮轴22的上部与第二基座40转动连接。

在一些实施例中，请参阅图2，霍尔组件50包括霍尔元件51和磁铁元件52，霍尔元件51设置于第一基座30上，磁铁元件52设置于第二基座40上，当第二基座40处于第一位置时，磁铁元件52位于霍尔元件51的上方，当第二基座40下降至第二位置时，磁铁元件52进入于霍尔元件51的感应区，以使割草机器人停止工作。通过将霍尔组件50采用为霍尔元件51和磁铁元件52，请参阅图2，当割草机器人正常行驶时，第二基座40处于第一位置，即磁铁元件52位于位置较高的正常位置，请参阅图3，当割草机器人被外部抬起时，由于第二基座40与第一基座30滑动配合，那么第二基座40会相对于第一基座30下滑，从而带动轮轴22下落，磁铁元件52也会跟随下落，当第二基座40下落至第二位置后，磁铁元件52进入于霍尔元件51的霍尔效应感应区，霍尔元件51检测到磁场后，发出电信号，从而控制割草机器人中的割草电机及车轮的驱动电机25停止。

其中，霍尔元件51是一种半导体磁电器件，它是利用霍尔效应来进行工作的。霍尔元件51是一种基于霍尔效应的磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。

在一些实施例中，请参阅图7，第一基座30的顶部设置有滑台31，第二基座40滑动设置于滑台31上，第一基座30与第二基座40之间还设置有限位组件，限位组件用于限制第二基座40在第一位置和第二位置之间竖直滑动。通过在第一基座30上形成有滑台31，滑台31给第二基座40提供导向作用，引导第二基座40在第一基座30的上下滑动，通过设置有限位组件，限位组件可以限制第二基座40上下滑动的行程，从而使得第二基座40只能在第一位置和第二位置之间来回滑动，保证了第一基座30和第二基座40的整体结构稳定性。

在一些实施例中，请继续参阅图8，限位组件包括导向柱32和锁止件33，导向柱32设置于第一基座30上并位于滑台31的外侧，第二基座40上对应设置有供导向柱32穿设的导向孔41，锁止件33设置于导向柱32的末端，锁止件33用于阻止第二基座40滑出于第一基座30外。通过将限位组件采用为导向柱32和锁止件33，锁止件33与第一基座30所在面对第二基座40的行程起到限位作用，而导向柱32可以与滑台31共同对第二基座40的上下滑动起到导向作用，第二基座40上下滑动的稳定性更强。

在本实施例中，锁止件33采用为螺钉。

在一些实施例中，限位组件的数量设为多组，多组限位组件在第一基座30上沿滑台31的周向间隔分布。通过将限位组件的数量设为多组，多组限位组件共同配合，对第二基座40的上下移动起到阻挡限位作用，相比于一组限位组件而言，限位效果更好，结构稳定性更高。

在一些实施例中，第二基座40上设置有转向电机60，转向电机60的驱动端与轮轴22的上部驱动连接，以控制前轮组件20的转向。通过在第二基座40上设置有转向电机60，转向电机60可以与轮轴22配合，从而带动轮轴22转动，从而实现前轮组件20的转向。

其中，请参阅图8，转向电机60采用为蜗杆结构，轮轴22的上端设置有齿轮26，转向电机60带动蜗杆28转动，蜗杆28与齿轮26啮合，从而实现对轮轴22的转向驱动。另外，第一基座30和第二基座40中部开设有通孔，轮轴22穿过第一基座30和第二基座40的通孔，且轮轴22上在对应于第一基座30和第二基座40处设置有轴承27，轮轴22通过轴承27与第一基座30或第二基座40之间转动连接。

在一些实施例中，轮轴22的上端设置有定位板23，定位板23上设置有限位块24，第二基座40的顶部设置有盖板42，盖板42上设置有与限位块24相抵接配合的定位块43，当轮轴22转动带动限位块24转动至与定位块43抵接时，定位块43阻止轮轴22继续转动。

通过在轮轴22上的定位板23上设置有限位块24，而盖板42上设置有定位块43，这样当转向电机60带动轮轴22转动时，轮轴22上的限位块24与定位块43抵接时，代表单方向的转动行程，利于割草机器人的双向转向控制。另外，定位板23与第二基座40的顶部之间还设置有压盖80，压盖80将转向电机60紧固于第二基座40上。

在一些实施例中，请参阅图6，盖板42上还设置有电路板70，电路板70上电连接有第二霍尔71，限位块24上内置有第二磁铁72，通过第二霍尔71可以对转向电机60的位置进行校准，即通过限位块24跟随轮轴22转动，在盖板42上的第二霍尔71可以对第二磁铁72的位置进行感应计算，从而得出转向电机60的实时转向状态。实际上，转向电机60的位置校准还有另外一种方式，通过车轮转到极限位置后，舵机堵转后从而判断处于极限位置，从而完成校准。

在一些实施例中，请参阅图4，盖板42上开设有一段弧形槽420，定位块43滑动设置于弧形槽420。通过在盖板42上设置有一段供定位块43滑动的弧形槽420，这样当转向电机60驱动轮轴22沿顺时针(逆时针)转动，当轮轴22转动至限位块24与定位块43触碰后，轮轴22还可以继续转动，从而利用限位块24带动定位块43在弧形槽420上继续滑动至弧形槽420的一槽端，当转向电机60带动轮轴22沿逆时针(顺时针)转动，当轮轴22转动至限位块24与定位块43触碰后，轮轴22还可以继续转动，从而利用限位块24带动定位块43在弧形槽420上继续滑动至弧形槽420的另一槽端，从而实现轮轴22的超360°旋转，增加了轮轴22的转动行程，保证轮轴22没有转动死角。

在一些实施例中，请参阅图7，前轮组件20还包括驱动电机25，驱动电机25安装于轮轴22上并内置于前轮21，驱动电机25的驱动端与前轮21的转轴连接。通过在前轮21中内置有驱动电机25，驱动电机25可以驱动前轮21转动，从而实现前轮21的动力驱动，使得割草机器人为四驱，动力更强，爬坡性能更强，具有更精准的行走路线控制。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车轮动力模块，应用于割草机器人，其特征在于，包括：

第一基座，连接于所述割草机器人的车架；

前轮组件，设置于所述第一基座下方，所述前轮组件包括前轮和轮轴，所述前轮转动设置于所述轮轴；

第二基座，套设于所述第一基座上，所述第二基座与所述第一基座在竖直方向滑动配合，所述轮轴贯穿所述第一基座和所述第二基座并与所述第二基座转动连接；

其中，所述第一基座和第二基座之间设置有用于监测所述第二基座位置的霍尔组件，所述第二基座在所述第一基座上具有第一位置和第二位置，所述第一位置的高度高于所述第二位置，当所述第二基座处于所述第一位置时，所述霍尔组件不工作，当所述第二基座下降至所述第二位置时，所述霍尔组件工作以使所述割草机器人停止工作。

2.如权利要求1所述的车轮动力模块，其特征在于，所述霍尔组件包括霍尔元件和磁铁元件，所述霍尔元件设置于所述第一基座上，所述磁铁元件设置于所述第二基座上，当所述第二基座处于所述第一位置时，所述磁铁元件位于所述霍尔元件的上方，当所述第二基座下降至所述第二位置时，所述磁铁元件进入于所述霍尔元件的感应区，以使所述割草机器人停止工作。

3.如权利要求2所述的车轮动力模块，其特征在于，所述第一基座的顶部设置有滑台，所述第二基座滑动设置于所述滑台上，所述第一基座与所述第二基座之间还设置有限位组件，所述限位组件用于限制所述第二基座在所述第一位置和所述第二位置之间竖直滑动。

4.如权利要求3所述的车轮动力模块，其特征在于，所述限位组件包括导向柱和锁止件，所述导向柱设置于所述第一基座上并位于所述滑台的外侧，所述第二基座上对应设置有供所述导向柱穿设的导向孔，所述锁止件设置于所述导向柱的末端，所述锁止件用于阻止所述第二基座滑出于所述第一基座外。

5.如权利要求3所述的车轮动力模块，其特征在于，所述限位组件的数量设为多组，多组所述限位组件在所述第一基座上沿所述滑台的周向间隔分布。

6.如权利要求2所述的车轮动力模块，其特征在于，所述第二基座上设置有转向电机，所述转向电机的驱动端与所述轮轴的上部驱动连接，以控制所述前轮组件的转向。

7.如权利要求6所述的车轮动力模块，其特征在于，所述轮轴的上端设置有定位板，所述定位板上设置有限位块，所述第二基座的顶部设置有盖板，所述盖板上设置有与所述限位块相抵接配合的定位块，当所述轮轴转动带动所述限位块转动至与所述定位块抵接时，所述定位块阻止所述转轴继续转动。

8.如权利要求7所述的车轮动力模块，其特征在于，所述盖板上开设有一段弧形槽，所述定位块滑动设置于所述弧形槽。

9.如权利要求1所述的车轮动力模块，其特征在于，所述前轮组件还包括驱动电机，所述驱动电机安装于所述轮轴上并内置于所述前轮，所述驱动电机的驱动端与所述前轮的转轴连接。

10.一种割草机器人，其特征在于，包括车架以及如权利要求1-9中任一项所述的车轮动力模块，所述第一基座安装于所述车架上。

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