CN116649075A - 自推进式机器人作业工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自推进式机器人作业工具(1)，该自推进式机器人作业工具包括：工具底盘(3)；和多个工具支撑构件(61、62、63)，附接到工具底盘(3)并且配置为在作业工具(1)的操作期间抵靠第一平面(P1)中的地表面(27)。作业工具(1)还包括：多个卡扣配合组件(s1‑s4)；和工具本体(5)，可经由多个卡扣配合组件(s1‑s4)附接到工具底盘(3)。多个卡扣配合组件(s1‑s4)配置为当工具本体(5)经由多个卡扣配合组件(s1‑s4)附接到工具底盘(3)时，允许至少工具本体(5)的部分(5’)在基本上垂直于第一平面(P1)的方向(d1、d2)上相对于工具底盘(3)在下降位置和上升位置之间移动。

Description

自推进式机器人作业工具

技术领域

本公开涉及自推进式机器人作业工具。更详细地，本公开涉及包括工具底盘和可附接到工具底盘的工具本体的自推进式机器人作业工具。

背景技术

自推进式机器人作业工具(例如自推进式自动割草机)已经越来越受欢迎，部分原因是它们通常能够执行以前手动进行的作业。自推进式机器人作业工具能够以自主方式在区域内导航，即无需使用者的干预或直接控制。该机器人作业工具可以系统的和/或随机的模式移动，以确保完全覆盖该区域。一些机器人作业工具需要使用者在限定机器人作业工具要运行的区域的周围设置边界线。这种机器人作业工具使用传感器来定位线并由此定位待运行区域的边界。

此外，机器人作业工具通常包括其他类型的定位单元和传感器，例如用于检测事件的传感器，例如与区域内的物体的碰撞事件、提升事件等。此外，一些机器人作业工具包括基于卫星的定位单元。基于卫星的定位单元通常利用太空基卫星导航系统，例如全球定位系统(GPS)、俄罗斯全球卫星导航系统(GLONASS)、欧盟伽利略定位系统、中国北斗导航系统或印度区域导航卫星系统，提供机器人作业工具的当前位置估计。通常，机器人作业工具在其运行区域内无人看管地运行。此类区域的实例有草坪、花园、公园、运动场、高尔夫球场等。

通常，机器人作业工具包括控制装置，该控制装置配置为基于来自一个或多个上述类型的定位单元和传感器的输入来导航机器人作业工具。此外，机器人作业工具通常包括一个或多个电池，这些电池配置为向机器人作业工具的一个或多个电力推进电机和/或一个或多个电力驱动工具(例如一个或多个切割工具)供电。

许多机器人作业工具包括具有多个工具支撑构件(例如轮)的工具底盘以及附接到工具底盘的工具本体。该工具本体可以例如包括机器人作业工具的外壳、多个护泥板等。

机器人作业工具通常在可能导致诸如灰尘、碎屑和/或草屑等的物质积聚到机器人作业工具的各个部分和部件上的区域中运行。此外，在某些时候，可能需要或期望执行机器人作业工具的维修、修理或维护。因此，如果能够以简单的方式接触机器人作业工具的各种零部件，例如用于清洁、维修、修理、维护或更换的目的，则这是优点。然而，在许多情况下，需要特殊的工具和技能来接触机器人作业工具的各个部分和部件。因此，目前这类工作通常由专业人员完成。

而且，如所指出的，机器人作业工具可能在运行期间与物体碰撞，并且可能受到使用者的粗暴处理。因此，在设计机器人作业工具时，如果使制造的机器人作业工具能够承受来自不同方向的碰撞和冲击力，则这是优点。

此外，一般而言，在当今的消费市场上，如果产品(例如机器人作业工具和相关部件、系统和装置)具有适合于以成本效益高的方式制造和组装的条件和/或特征，则这是优点。

发明内容

本发明的目的是克服或至少缓解至少一些上述问题和缺点。

根据本发明的第一方面，该目的通过自推进式机器人作业工具实现，该自推进式机器人作业工具包括：工具底盘；多个工具支撑构件，附接到工具底盘并且配置为为在作业工具的操作期间抵靠第一平面中的地表面；多个卡扣配合组件；以及工具本体，能经由多个卡口配合组件附接到工具底盘。多个卡扣配合组件配置为当工具本体经由多个卡扣配合组件附接到工具底盘时，允许工具本体的至少一部分相对于工具底盘在基本上垂直于第一平面的方向上在下降位置和上升位置之间移动。

由于工具本体能经由多个卡扣配合组件能附接至工具底盘，所以机器人作业工具设置成具有用于将工具本体快速且简单地附接至工具底盘以及从工具底盘移除而无需特定工具或技能的条件。因此，由于这些特征，可以以更快且更简单的方式执行机器人作业工具的部件和部分的清洁、维修、修理、维护或更换。

此外，由于多个卡扣配合组件配置为允许工具本体的至少一部分相对于工具底盘在下降位置和上升位置之间移动，工具本体的至少一部分与工具底盘之间的相对移动被允许以简单和有效的方式进行，同时提供了用于将工具本体快速和简单地附接至工具底盘和从工具底盘移除的条件。

工具本体的至少一部分相对于工具底盘在下降位置和上升位置之间的相对移动可由传感器利用，该传感器用于检测各种事件，例如机器人作业工具的提升事件。因此，机器人作业工具设置成简化这种检测，同时允许快速和简单地将工具本体附接到工具底盘以及从工具底盘移除而无需要特定工具或技能。

此外，由于工具本体可经由多个卡扣配合组件附接到工具底盘，因此机器人作业工具设置成具有适合于以成本有效的方式制造和组装的条件和特征。这是因为利用低成本装置(即多个卡扣配合组件)将工具本体附接到工具底盘，并且因为在机器人作业工具的组装期间(例如在制造工厂中)，工具本体可以以快速和简单的方式附接到工具底盘。

因此，提供了一种克服或至少减轻至少一些上述问题和缺点的机器人作业工具。结果，实现了上述目的。

可选地，多个卡扣配合组件包括第一卡扣配合组件，该第一卡扣配合组件包括设置在工具底盘上的第一卡扣配合元件和设置在工具本体上的第二卡扣配合元件，并且其中第一卡扣配合元件和第二卡扣配合元件中的一者包括卡扣配合孔，并且第一卡扣配合元件和第二卡扣配合元件中的另一者包括卡扣配合突出部，该卡扣配合突出部配置为当工具本体附接到工具底盘时突出到卡扣配合孔中。由此，可以确保工具本体与工具底盘的刚性且可靠的连接。此外，机器人作业工具设置成允许使用者以简单和方便的方式从工具底盘移除工具本体。

可选地，在垂直于第一平面的方向上测量的卡扣配合孔的宽度大于卡扣配合突出部的宽度。由此，工具本体的至少一部分相对于工具底盘在下降位置和上升位置之间的移动被允许以简单且成本有效的方式进行。这是因为卡扣配合孔的宽度大于卡扣配合突出部的宽度可以提供间隙，从而允许卡扣配合突出部在工具本体的至少一部分相对于工具底盘在下降位置和上升位置之间移动时在卡扣配合孔内移动。此外，由于这些特征，避免了将第一卡扣配合元件和第二卡扣配合元件中的一者或两者设置成能够相对于机器人作业工具或工具底盘移动的需要。

可选地，卡扣配合突出部配置为当工具本体经由多个卡扣配合组件附接到工具底盘时抵靠卡扣配合孔的内界定表面，以防止工具本体移动超过上升位置。由此，工具本体的至少一部分相对于工具底盘在下降位置和上升位置之间的移动被允许以简单且成本有效的方式进行，同时确保工具本体到机器人作业工具的工具底盘的附接。

可选地，第一卡扣配合元件和第二卡扣配合元件中的一者形成为悬臂。由此，提供了一种使用者友好的机器人作业工具，该机器人作业工具具有将工具本体快速且简单地附接至工具底盘和从工具底盘移除，而不需要特定工具或技能的条件。此外，机器人作业工具设置成具有适合于以成本有效的方式制造和组装的条件和特征。

可选地，第一卡扣配合组件设置在相对于作业工具的向前移动方向所看到的作业工具的前部区段处。由此，机器人作业工具设置成具有用于将工具本体快速且简单地附接至工具底盘和从工具底盘移除的条件，并且具有用于允许工具本体的前部区段以简单且成本有效的方式相对于工具底盘在下降位置和上升位置之间移动的条件。

可选地，多个卡扣配合组件包括第二卡扣配合组件，并且其中第一卡扣配合组件和第二卡扣配合组件设置在作业工具的竖直纵向中心平面的相应侧处。由此，可以进一步确保工具本体与工具底盘的刚性且可靠的附接。

可选地，多个卡扣配合组件包括第三卡扣配合组件，并且其中第一卡扣配合组件和第三卡扣配合组件设置在作业工具的竖直横向中心平面的相应侧。由此，可以进一步确保工具本体与工具底盘的刚性且可靠的附接。

可选地，作业工具包括顶盖，该顶盖可通过可释放的附接装置附接到工具本体。由此，可以以简单且成本有效的方式改进机器人作业工具的美学外观。此外，顶盖可以防止灰尘和碎屑从机器人作业工具的顶部进入工具本体。

可选地，当顶盖附接到工具本体时，顶盖防止接近多个卡扣配合组件中的至少一个卡扣配合组件。因此，当顶盖附接到工具本体时，以简单且有效的方式防止了至少一个卡扣配合组件的意外打开。结果，当顶盖附接到工具本体时，以有效的方式防止了工具本体与工具底盘的意外分离。

可选地，所述工具本体包括多个孔，每个孔设置在多个卡扣配合组件中的卡扣配合组件处，并且具有允许使用者的至少一个手指的一部分插入孔中以接触卡扣配合组件的尺寸，并且其中顶盖配置为在附接到工具本体时覆盖多个孔。由于多个孔，机器人作业工具设置成允许使用者通过将至少一个手指插入多个孔的孔中以简单的方式解锁卡扣配合组件。而且，由于顶盖配置为在附接到工具本体时覆盖多个孔，因此当顶盖附接到工具本体时，可以以简单且有效的方式防止卡扣配合组件的意外打开。结果，当顶盖附接到工具本体时，以有效的方式防止了工具本体与工具底盘的意外分离。此外，由于这些特征、条件设置成用于基本上平坦的顶盖，因此为机器人作业工具的更美观的外观提供了条件。

可选地，作业工具包括可附接到工具本体的多个紧固构件，并且其中每个紧固构件配置为在附接到工具本体时防止多个卡扣配合组件中的一个卡扣配合组件打开。因此，可以仅通过将多个紧固构件附接到工具本体来以快速且有效的方式进一步防止卡扣配合组件的意外打开，以及由此防止工具本体与工具底盘的意外分离。

可选地，顶盖包括多个紧固构件，每个紧固构件配置为当顶盖附接到工具本体时防止多个卡扣配合组件中的一个卡扣配合组件打开。因此，可以仅通过将顶盖附接到工具本体来以更快速且有效的方式进一步防止卡扣配合组件的意外打开，以及由此防止工具本体与工具底盘的意外分离。

可选地，作业工具包括固定组件，该固定组件包括设置在工具底盘上的第一固定结构以及设置在工具本体上的第二固定结构，并且其中第一固定结构和第二固定结构配置成当工具本体附接到工具底盘时彼此抵靠，以在允许工具本体相对于工具底盘在基本上垂直于第一平面的方向上移动时防止工具本体相对于工具底盘在基本上平行于第一平面的方向上移动。因此，由于固定组件，在机器人作业工具和外部物体之间在基本上平行于第一平面的方向上碰撞时，在多个卡扣配合组件上获得低的力或没有力。结果，提供了更刚性和更耐用的机器人作业工具，并且可以降低多个卡扣配合组件的磨损。此外，由于这些特征，可以进一步防止卡扣配合组件的意外打开，并且也因此可以防止工具本体与工具底盘的意外分离。

可选地，固定组件包括第一对固定元件和第二对固定元件，每对固定元件包括设置在工具底盘上的固定元件和设置在工具本体上的固定元件，并且其中第一对固定元件和第二对固定元件设置在作业工具的竖直纵向中心平面的相应侧处。因此，可以提供更刚性和更耐用的机器人作业工具，例如因为可以通过第一对固定元件和第二对固定元件以有效的方式防止工具本体相对于工具底盘的转动。

可选地，固定组件包括第三对固定元件，该第三对紧固元件包括设置在工具底盘上的固定元件和设置在工具本体上的固定元件，并且其中第三对固定元件设置在作业工具的竖直横向中心平面的与第一对固定元件和第二对固定元件不同的一侧处。因此，可以提供更刚性和更耐用的机器人作业工具，例如因为可以通过第一对固定元件、第二对固定元件和第三对固定元件以有效的方式防止工具本体相对于工具底盘的转动。

可选地，作业工具包括传感器，该传感器配置为检测工具本体从下降位置到上升位置的移动。由此，机器人作业工具设置成能够以简单和有效的方式检测例如机器人作业工具的提升事件的事件，同时允许工具本体快速且简单地附接至工具底盘和从工具底盘移除，而不需要特定工具或技能。

可选地，作业工具是自推进式机器人割草机。由于工具本体可通过多个卡扣配合组件附接到工具底盘，因此机器人割草机设置成具有将工具本体快速且简单地附接至工具底盘和从工具底盘移除而不需要特定工具或技能的条件。因此，由于这些特征，可以以快速且简单的方式执行机器人割草机的部件和部分的清洁、维修、修理、维护或更换。

此外，机器人割草机的工具本体的至少一部分与工具底盘之间的相对移动被允许以简单和有效的方式进行，同时为将工具本体快速且简单地附接至工具底盘和从工具底盘移除提供条件。

此外，由于工具本体可经由多个卡扣配合组件附接到工具底盘，因此机器人割草机设置成具有适合于以成本有效的方式制造和组装的条件和特征。这是因为利用低成本装置(即多个卡扣配合组件)将工具本体附接到工具底盘，并且因为在机器人割草机的组装期间(例如在制造工厂中)工具本体可以以快速且简单的方式附接到工具底盘。

当研究所附权利要求和以下详细描述时，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见。

附图说明

从以下具体实施方式和附图中讨论的示例性实施方式中，将容易理解本发明的各个方面，包括其特定特征和优点，在附图中：

图1示出了根据一些实施方式的自推进式机器人作业工具，

图2示出了图1所示的机器人作业工具的第一个俯视图，

图3示出了在图1和图2中所示的机器人作业工具的第二个俯视图，

图4示出了在图1和图2中所示的机器人作业工具的第一个截面，

图5示出了图4的第一个截面的一部分的放大视图，

图6示出了参考图1至图5解释的机器人作业工具的第二个截面。

图7示出了图6的第二个截面，其中工具本体示出为处于上升位置，

图8示出了工具本体的下侧的立体图，

图9示出了顶盖的下侧的立体图，以及

图10示出了参考图1至图9解释的机器人作业工具的工具底盘的俯视图。

具体实施方式

现在将更全面地描述本发明的各方面。相同的附图标记始终是指相同的元件。为了简洁和/或清楚，将不再详细描述公知的功能或构造。

图1示出了根据本公开的一些实施方式的自推进式机器人作业工具1。出于简洁和清楚的原因，自推进式机器人作业工具1在本文中的一些地方称为“作业工具1”。根据示出的实施方式，作业工具1是自推进式机器人割草机，即，能够在无需使用者干预或控制的情况下以自主方式在区域中导航和割草的机器人割草机。此外，根据示出的实施方式，机器人作业工具1是小型或中型机器人割草机，该机器人割草机配置为用于在用于美学和娱乐目的的区域中割草，例如花园，公园，城市公园，运动场，以及房屋、公寓、商业建筑、办公室周围的草坪等。

根据另一个实施方式，如本文所述，机器人作业工具1可以是能够在无需使用者干预或控制的情况下以自主方式在区域中导航和操作的另一种类型的机器人作业工具，例如街道清扫机、除雪工具、扫雷机器人，或者需要以方法的和系统的或位置定向的方式在工作区域中运行的任何其他机器人作业工具。

机器人作业工具1包括工具底盘3和附接到工具底盘3的多个工具支撑构件61、63。每个工具支撑构件61、63配置为在机器人作业工具1的操作期间抵靠第一平面P1中的地表面27以相对于地表面27支撑工具底盘3。因此，当机器人作业工具1位于平坦的地表面27上时，第一平面P1将沿着地表面27延伸。

根据示出的实施方式，工具支撑构件61、63是机器人作业工具1的轮61、63。根据示出的实施方式，机器人作业工具1包括四个轮61、63，即两个驱动轮61和两个支撑轮63。机器人作业工具1的驱动轮61可以各自由机器人作业工具1的电动机驱动，以提供机器人作业工具1的动力和/或转向。这样的电动机可以设置在机器人作业工具1的工具底盘3上，如本文进一步解释的。

机器人作业工具1还包括工具本体5。在图1中，工具本体5附接到机器人作业工具1的工具底盘3。此外，在图1中，示出了机器人作业工具1的纵向方向ld。机器人作业工具1的纵向方向ld在机器人作业工具1的纵向平面LP中延伸。纵向平面LP平行于第一平面P1。由此，机器人作业工具1的纵向方向ld平行于第一平面P1并且由此也在机器人作业工具1定位在平坦的地表面27上时平行于地表面27。此外，机器人作业工具1的纵向方向ld平行于机器人作业工具1行进的向前移动方向fd以及机器人作业工具1行进的反向移动方向rd。

根据示出的实施方式，机器人作业工具1的驱动轮61是具有相对于工具底盘3的固定滚动方向的非转向轮。机器人作业工具1的驱动轮61的相应的滚动方向基本上平行于机器人作业工具1的纵向方向ld。根据示出的实施方式，支撑轮63是非驱动轮。此外，根据示出的实施方式，支撑轮63可以围绕相应的枢转轴线枢转，使得相应的支撑轮63的滚动方向可以遵循机器人作业工具1的行进方向。

从上面可以理解，当机器人作业工具1的驱动轮61以相同的旋转速度在向前旋转方向上旋转并且没有发生轮打滑时，机器人作业工具1将在如图1中示出的向前移动方向fd上移动。同样，当机器人作业工具1的驱动轮61以相同的旋转速度在反向旋转方向上旋转并且没有发生轮打滑时，机器人作业工具1将在如图1中示出的反向移动方向rd上移动。反向移动方向rd与向前移动方向fd相反。

根据示出的实施方式，机器人作业工具1可以称为四轮前轮驱动型机器人作业工具1。根据另一个实施方式，机器人作业工具1可以设置有其他数量的轮61、63，例如三个轮。此外，根据另一个实施方式，机器人作业工具1可以设置有驱动和非驱动轮的另一配置，例如后轮驱动或全轮驱动。

根据示出的实施方式，机器人作业工具1包括控制装置21。控制装置21可以配置为通过控制布置成驱动机器人作业工具1的驱动轮61的机器人作业工具1的电动机来控制机器人作业工具1的行进以及机器人作业工具1的转向。根据另一个实施方式，控制装置21可以配置为通过控制机器人作业工具1的转向轮的角度来使机器人作业工具1转向。根据又一个实施方式，机器人作业工具可以是铰接式机器人作业工具，其中控制装置21可以配置为通过控制关节式机器人作业工具的框架部分之间的角度来使机器人作业工具转向。

控制装置21可以配置为控制机器人作业工具1的行进以及机器人作业工具1的转向，以便在待运行的区域中导航机器人作业工具1。机器人作业工具1还可以包括布置成感测线的磁场的一个或多个传感器，和/或一个或多个定位单元，和/或布置成检测与物体的即将发生或正在发生的碰撞事件的一个或多个传感器。另外，机器人作业工具1可以包括连接到控制装置21的通信单元。该通信单元可以配置为与远程通信单元通信以从远程通信单元接收指令和/或向远程通信单元发送信息。该通信可以通过无线连接(例如因特网)或无线局域网(WLAN)或用于使用短波长在短距离上交换数据的无线连接来无线地执行，短波长是工业、科学和医疗(ISM)频带中2.4至2.486GHz的超高频(UHF)无线电波。

控制装置21可以配置为使用来自一个或多个上述传感器和/或单元的输入来控制机器人作业工具1的行进以及机器人作业工具1的转向，以便以系统的和/或随机的模式导航机器人作业工具1，以确保完全覆盖区域。此外，机器人作业工具1可以包括设置为向机器人作业工具1的部件供电的一个或多个电池。作为实例，一个或多个电池可以设置为以由控制装置21控制的量向机器人作业工具1的电动机供电。

图2示出了图1中所示的机器人作业工具1的第一个俯视图。在图2中，机器人作业工具1示出为在笔直朝向第一平面P1的方向上观察。在图2中，可以看到机器人作业工具1的每个驱动轮61、62。而且，在图2中，可以清楚地看到机器人作业工具1的顶盖7。在图1中也示出了顶盖7。顶盖7附接到机器人作业工具1的工具本体5。下面进一步解释顶盖7的特征、功能和优点。

图3示出了在图1和图2中所示的机器人作业工具1的第二个俯视图。在图3中，顶盖7已从工具本体5移除。

如图3所示，机器人作业工具1包括多个卡扣配合组件s1、s2、s3、s4。出于简洁和清楚的目的，用于多个卡扣配合组件s1、s2、s3、s4的参考符号在本文的一些地方缩写为“s1-s4”。根据示出的实施方式的机器人作业工具1包括四个卡扣配合组件s1-s4，即第一卡扣配合组件s1、第二卡扣配合组件s2、第三卡扣配合组件s3和第四卡扣配合组件s4。然而，根据另一个实施方式，机器人作业工具1可以包括另一数量的卡扣配合组件s1-s4，例如一个卡扣配合组件和八个卡扣配合组件之间的数量。

如本文进一步解释的，工具本体5可以经由多个卡扣配合组件s1-s4附接到工具底盘3。而且，工具本体5可以经由多个卡扣配合组件s1-s4从工具底盘3拆卸。

图4示出了在图1和图2中所示的机器人作业工具1的第一个截面。第一个截面在与图1中所示的第一平面P1垂直的平面内，并且在机器人作业工具1的设置有第一和第二卡扣配合组件s1、s2的位置处形成。

根据示出的实施方式，第一和第二卡扣配合组件s1、s2具有相同但镜像的设计。因此，在下文中，主要参考第一卡扣配合组件s1。

图5示出了图4的第一个截面的一部分的放大视图，该部分包括第一卡扣配合组件s1。第一卡扣配合组件s1包括设置在工具底盘3上的第一卡扣配合元件e1。此外，第一卡扣配合组件s1包括设置在工具本体5上的第二卡扣配合元件e2。根据示出的实施方式，第一卡扣配合元件e1包括卡扣配合孔11，并且第二卡扣配合元件e2包括卡扣配合突出部13。如图5所示，卡扣配合突出部13配置为当工具本体5附接到工具底盘3时突出到卡扣配合孔11中。

根据另一个实施方式，第二卡扣配合元件e2可以包括卡扣配合孔11，并且第一卡扣配合元件e1可以包括卡扣配合突出部13，该卡扣配合突出部配置为当工具本体5附接到工具底盘3时突出到卡扣配合孔11中。

在图5中示出了两个方向d1、d2。在图1中也示出了方向d1、d2。如图1所示，方向d1、d2均垂直于第一平面P1。如图1所示，方向d1、d2可以称为竖直方向，因为当第一平面P1是水平的时，方向d1、d2指向竖直方向，即当机器人作业工具1定位成在平坦的水平表面上的预期直立使用位置时。

如果没有其他说明，则下面同时参考图1至图5。如图5所示，在垂直于第一平面P1的方向d1、d2上测量的卡扣配合孔11的宽度w2大于卡扣配合突出部13的宽度w1。此外，如上所述，第一和第二卡扣配合组件s1、s2相同但具有镜像的设计。如图4所示，第二卡扣配合组件s2包括设置在工具底盘3上的第一卡扣配合元件e1’和设置在工具本体5上的第二卡扣配合元件e2’。因而，像第一卡扣配合组件s1的第一和第二卡扣配合元件e1、e2与第二卡扣配合组件s2的第一和第二卡扣配合元件e1’、e2’相同但具有镜像的设计。

从而，如本文进一步解释的，多个卡扣配合组件s1-s4配置为当工具本体5经由多个卡扣配合组件s1-s4附接到工具底盘3时允许工具本体5的至少一部分相对于工具底盘3在基本上垂直于第一平面P1的方向d1、d2上在下降位置和上升位置之间移动。在图1至图5中，工具本体5示出为处于下降位置。

图6示出了参考图1至图5解释的机器人作业工具1的第二个截面。第二个截面在与图1中所示的第一平面P1垂直的平面内，并且在机器人作业工具1的设置有第一和第三卡扣配合组件s1、s3的位置处形成。在图6中，工具本体5示出为处于下降位置。

图7示出了图6的第二个截面，其中工具本体5的部分5’示出为处于上升位置。如果没有其他说明，则下面同时参考图1至图7。例如，当使用者通过向机器人作业工具1的工具本体5的部分5’施加力来提升机器人作业工具1时，工具本体5上的部分5’可以从下降位置移动到上升位置。

通过以上描述可以理解，根据示出的实施方式，第一和第二卡扣配合组件s1、s2允许机器人作业工具1的部分5’通过大尺寸的卡扣配合孔11移动。此外，根据示出的实施方式，部分5’是相对于机器人作业工具1的向前移动方向fd所看到的工具本体5的前部部分。

如图6和图7所示，作业工具1包括传感器35。传感器35配置为检测工具本体5的部分5’从下降位置到上升位置的移动。根据示出的实施方式，传感器35设置在工具底盘3上并且是霍尔效应传感器(Hall effect sensor)，有时称为霍尔传感器，该霍尔传感器是使用霍尔效应检测磁场的存在和大小的类型的传感器。如图6和图7所示，机器人作业工具1包括设置在工具本体5上的磁体35’。由此，传感器35能够检测工具本体5的部分5’是处于下降位置还是处于上升位置。

传感器35可以可操作地连接到控制装置21，并且控制装置21可以配置为当传感器35检测到工具本体5的部分5’从下降位置移动到上升位置时取消一个或多个装置或系统的操作。作为实例，当传感器35检测到工具本体5的部分5’从下降位置移动到上升位置时，控制装置21可以取消机器人作业工具1的推进电机和/或工具(例如机器人作业工具1的切割工具)的操作。

而且，如图7所示，当工具本体5经由多个卡扣配合组件s1、s3附接到工具底盘3时，第一卡扣配合组件s1的卡扣配合突出部13配置为抵靠卡扣配合孔11的内界定表面15，以防止工具本体5的部分5’移动超过上升位置。

在垂直于第一平面P1的方向d1、d2上测量的卡扣配合突出部13的宽度w1与卡扣配合孔11的宽度w2之间的差可以确定工具本体5的部分5’在下降位置和上升位置之间的移动距离。然而，根据示出的实施方式，如图5所示，工具底盘3包括搁置表面43，当工具本体5附接到工具底盘3并且当工具本体5相对于工具底盘3处于下降位置时，工具本体5的部分45配置为抵靠搁置表面43。因此，根据一些实施方式，工具本体5的部分5’在下降位置和上升位置之间的移动距离可以小于在垂直于第一平面P1的方向d1、d2上测量的卡扣配合突出部13的宽度w1与卡扣配合孔11的宽度w2之间的差。

根据示出的实施方式，在垂直于第一平面P1的方向d1、d2上测量的卡扣配合突出部13的宽度w1约为卡扣配合孔11的宽度w2的53％。根据另一个实施方式，在垂直于第一平面P1的方向d1、d2上测量的卡扣配合突出部13的宽度w1可以在卡扣配合孔11的宽度w2的20％-90％的范围内，或者可以在35％-70％的范围内。

根据示出的实施方式，搁置表面43和工具本体5的部分45之间的接合部是水平的，即平行于第一平面P1。然而，根据另一个实施方式，搁置表面43和工具本体5的部分45之间的接合部可以是倾斜的，以便于液体和物质从该接合部排出。

如在图5中最佳示出的，根据示出的实施方式，第一卡扣配合组件s1的第一卡扣配合元件e1形成为悬臂。第一卡扣配合元件e1是柔性的，并且可以从锁定位置移动到解锁位置，在锁定位置中，第二卡扣配合元件e2的突出部13突出到第一卡扣配合元件e1的卡扣配合孔11中，在解锁位置中，第二卡扣配合元件e2的突出部13不突出到第一卡扣配合元件e1的卡扣配合孔11中。在图5中，第一卡扣配合元件e1示出为处于锁定位置。根据示出的实施方式，第一卡扣配合元件e1通过其自身的刚度朝向锁定位置偏置，并且可以通过弯向图5中的右侧而移动到解锁位置。

然而，如图5所示，附接到工具本体5的紧固构件23防止第一卡扣配合元件e1移动到解锁位置，从而防止第一卡扣配合组件s1打开。如图5所示，并且如下文进一步解释的，根据示出的实施方式，顶盖7包括多个紧固构件23，每个紧固构件配置为当顶盖7附接到工具本体5时，防止多个卡扣配合组件s1-s4中的一个卡扣配合组件s1-s4打开。

图8示出了工具本体5的下侧的立体图。如果没有其他说明，则下面同时参考图1至图8。当工具本体5附接到工具底盘3时，机器人作业工具1的下侧面向机器人作业工具1的工具底盘3。在图8中，顶盖未附接到工具本体5。

图9示出了顶盖7的下侧的立体图。如果没有其他说明，则下面同时参考图1至图9。当顶盖7附接到工具本体5时，顶盖7的下侧面向工具本体5。

顶盖7可通过可释放的附接装置17、17’附接到工具本体5。根据示出的实施方式，可释放的附接装置17、17’包括设置在顶盖7上的多个突出部17，这些突出部配置为卡入工具本体5的孔17’中，以便将顶盖7附接到工具本体5。工具本体5的孔17’也可见并且在图3中示出。

此外，如图3所示，工具本体5包括多个孔19，每个孔设置在多个卡扣配合组件s1-s4中的一卡扣配合组件s1-s4处。每个孔19的尺寸允许使用者的至少一根手指的一部分插入到孔19中以接触卡扣配合组件s1-s4。由此，当将顶盖7从工具本体5移除时，使用者可以将多个卡扣配合组件s1-s4的第一卡扣配合元件e1、e1’、e1”从锁定位置移动到解锁位置，如图3所示的情况。

然而，通过比较图2和图3可以看出，当顶盖7附接到工具本体5时，顶盖7配置为覆盖多个孔19。由此，当顶盖7附接到工具本体5时，顶盖7防止接近卡扣配合组件s1-s4。从而，当顶盖7附接到工具本体5时，可以以简单有效的方式防止卡扣配合组件s1-s4的意外打开。

而且，如图9所示，顶盖7包括多个紧固构件23。如上所述，每个紧固构件23配置成当顶盖7附接到工具本体5时防止多个卡扣配合组件s1-s4中的一个卡扣配合组件s1-s4打开。根据示出的实施方式，顶盖7包括四个紧固构件23，因为根据示出的实施方式的机器人作业工具1包括四个卡扣配合组件s1-s4。

通过比较图3、图4、图5、图8和图9可以看出，当顶盖7附接到工具本体5时，每个紧固构件23都配置成突出到多个孔19中的一个孔19中。而且，如在图4中最佳示出的，每个紧固构件23配置为突出到在与第一卡扣配合元件e1、e1’相邻的位置处的孔19中，以防止第一卡扣配合元件e1、e1’移动到解锁位置。由此，当顶盖7附接到工具本体5时，可以进一步确保工具本体5经由多个卡扣配合组件s1-s4附接到工具底盘3。

如图3所示，第一和第二卡扣配合组件s1、s2中的每个卡扣配合组件都设置在相对于作业工具1的向前移动方向fd所看到的作业工具1的前部区段1’处。而且，如图3所示，第一和第二卡扣配合组件s1、s2设置在作业工具1的竖直纵向中心平面P2的相应侧S1、S2。也就是说，在图3中，示出了作业工具1的竖直纵向中心平面P2。作业工具1的竖直纵向中心平面P2在机器人作业工具1的竖直方向上延伸，并且因此垂直于第一平面P1。此外，作业工具1的竖直纵向中心平面P2在机器人作业工具1的横向中心处沿着机器人作业工具1的纵向方向ld延伸，因此称为竖直纵向中心平面P2。横向中心可以限定为机器人作业工具1的到机器人作业工具1的横向两侧具有相等距离的位置。

此外，在图3中，示出了竖直横向中心平面P3。作业工具1的竖直横向中心平面P3在机器人作业工具1的竖直方向上延伸，并且因此垂直于第一平面P1。而且，作业工具1的竖直横向中心平面P3在机器人作业工具1的纵向中心处沿着机器人作业工具1的横向方向Lad延伸，因此称为竖直横向中心平面P3。纵向中心可以限定为机器人作业工具1的与机器人作业工具1的纵向两侧具有相等距离的位置。

如图3所示，根据示出的实施方式，与第一和第二卡扣配合组件s1、S2相比，第三和第四卡扣配合组件s3、s4设置在作业工具1的竖直横向中心平面P3的相对侧S2’。即，第一和第二卡扣配合组件s1、s2设置在竖直横向中心平面P3的第一侧s1’上，第三和第四卡扣配合组件s3、s4设置在竖直横向中心平面P3的第二侧s2’上，其中第二侧s2’与竖直横向中心平面P3的第一侧s1’相对。

第三和第四卡扣配合组件s3、s4可以包括与本文所述的第一和第二卡扣配合组件s1、s2相同的特征、功能和优点。然而，根据示出的实施方式，如在图6和图7中最佳示出的，第三卡扣配合组件s3设置有比第一卡扣配合组件s1的卡扣配合孔11小的第一卡扣配合元件e1”的卡扣配合孔11”。

根据示出的实施方式，第四卡扣配合组件s4与第三卡扣配合组件s3相同，但具有镜像的设计。换言之，如图6和图7所示，第四卡扣配合组件s4具有与第三卡扣配合组件s3相同的卡扣配合孔尺寸和形状。由此，当工具本体5附接到工具底盘3时，第三和第四卡扣配合组件s3、s4防止工具本体5的后部部分相对于工具底盘3提升。然而，第三和第四卡扣配合组件s3、s4中的每个卡扣配合组件允许当工具本体5附接到工具底盘3时通过卡扣配合突出部13”在卡扣配合孔11’内的略微旋转，使工具本体5的前部部分5’从下降位置提升到上升位置。

根据另一个实施方式，第三和第四卡扣配合组件s3、s4中的每个卡扣配合组件可以配置为当工具本体5附接到工具底盘3时允许工具本体5的后部部分从下降位置提升到上升位置。根据这种实施方式，第三和第四卡扣配合组件s3、s4可以配置为通过包括与根据本文实施方式的第一和第二卡扣配合组件s1、s2的卡扣配合孔11相同的大尺寸的卡扣配合孔11”来允许工具本体5的后部部分的这种移动。

如图3所示，并且如下文进一步解释的，机器人作业工具1包括固定组件29，该固定组件配置成当允许至少工具本体5的部分5’在基本上垂直于第一平面P1的方向d1、d2上相对于工具底盘3移动时防止工具本体5在基本上平行于第一平面P1的方向d3-d6上相对于工具底盘3移动。

图10示出了参考图1至图9解释的机器人作业工具1的工具底盘3的俯视图。固定组件包括设置在工具底盘3上的第一固定结构f1。根据示出的实施方式，第一固定结构f1包括设置在工具底盘3上的多个固定元件31、32、33、34。而且，根据示出的实施方式，固定元件31、32、33、34中的每个固定元件都是C形的，但是可以设置有不同类型的形状。

如图8所示，固定组件包括设置在工具本体5上的第二固定结构f2。第一和第二固定结构f1、f2配置为当工具本体5附接到工具底盘3时彼此抵靠，以当允许工具本体5在基本上垂直于第一平面P1的方向d1、d2上相对于工具底盘移动时防止工具本体5在基本上平行于第一平面P1的方向d3-d6上相对于工具底盘3移动。根据示出的实施方式，第一固定结构f1包括以突出部形式设置在工具本体5上的多个固定元件31’、32’、33’、34’。工具本体5的两个固定元件31’、32’也在图10中示出。如图10所示，工具本体5的固定元件31’、32’配置成突出到通过设置在工具底盘3上的固定元件32、33、34的C形形成的凹部中。

固定元件31、31’、32、32’、33、33’、34、34’的位置也在图3中示出，即使部件本身不可见。通过比较图3、图8和图10可以看出，根据示出的实施方式，固定组件29包括第一和第二对固定元件31、31’、32、32’，每对固定元件包括设置在工具底盘3上的固定元件31、32和设置在工具本体5上的固定元件31’、32’，并且其中第一和第二对固定元件31、31’、32、32’设置在作业工具1的竖直纵向中心平面P2的相应侧S1、S2处。

而且，固定组件29包括第三对固定元件33、33’，该第三对固定元件包括设置在工具底盘3上的固定元件33和设置在工具本体5上的固定元件33’，其中第三对固定元件33，33’设置在作业工具1的竖直横向中心平面P3的与第一和第二对固定元件31、31’、32、32'不同的一侧S2’。从而为工具本体5相对于工具底盘3提供了一种坚固且耐用的固定。

如在图6和图7中最佳示出的，在与机器人作业工具1的纵向方向ld平行的方向上测量的卡扣配合组件s1、s3的卡扣配合孔11、11”的宽度大于卡扣配合组件s1、s3的卡扣配合突出部13、13”的宽度。此外，如图5所示，机器人作业工具1在卡扣配合组件s1的区域中在工具本体5和工具底盘3之间设置有特定的间隙。固定组件29配置为以小于该间隙和在平行于机器人作业工具1的纵向方向ld的方向上测量的卡扣配合孔11、11’和卡扣配合突出部13、13’之间的宽度差的公差在基本上平行于第一平面P1的方向d3-d6上相对于工具底盘3固定工具本体5。由于这些特征，例如在机器人作业工具1和外部物体之间发生碰撞时，在卡扣配合组件s1-s4处获得较小的力。由此，提供了更耐用的机器人作业工具1，并且工具本体5可以经由多个卡扣配合组件s1-s4以更牢固的方式附接到工具底盘3。

如从本文中的描述中所理解的，由于机器人作业工具1的特征，允许使用者通过以下方式将工具本体5从工具底盘3简单地移除：将顶盖7从工具本体5移除，将一个或多个手指插入孔19中，以及通过将第一卡扣配合元件e1、e1’、e1”移动到解锁位置来解锁卡扣配合组件s1-s4并且例如通过相对于工具底盘3提升工具本体5而在工具本体5和工具底盘3之间施加分离力。由此，可以以快速且简单的方式执行各种任务，例如机器人作业工具1的部件和部分的清洁、维修、修理、维护或更换。

此外，由于机器人作业工具1的特征，允许使用者以快速且简单的方式将工具本体5附接到工具底盘3。如图5所示，第一和第二卡扣配合元件e1、e2中的每个卡扣配合元件都包括倾斜表面47、49。倾斜表面47、49确保当工具本体5定位在工具底盘3上的预期组装位置时第一卡扣配合元件e1移动到解锁位置。当工具本体5定位在工具底盘3上的预期组装位置时，卡扣配合组件s1-s4的卡扣配合元件e1、e2彼此相接。

因此，根据示出的实施方式，工具本体5可以通过将工具本体5定位在工具底盘3上的预期附接位置而简单地附接至工具底盘3。在此过程中，卡扣配合组件s1-s4的第一卡扣配合元件e1从锁定位置移动到解锁位置，然后当卡扣配合突出部13到达卡扣配合孔11时再次移动到锁定位置。当工具本体5附接到工具底盘3时，可以指示使用者应从工具本体5移除顶盖7。

而且，由于工具本体5中的孔19，使用者可以通过视觉和/或通过感测来检查所有卡扣配合组件s1-s4是否处于锁定位置，然后将顶盖7附接到工具本体5，以将工具本体5进一步固定到工具底盘3。

根据示出的实施方式，工具本体5不包括电子部件。相反，机器人作业工具1的所有电子部件都设置在工具底盘3中，例如传感器35、控制装置21和推进电机66、67。也就是说，如图10所示，工具底盘3包括一对推进电机66、67。每个推进电机66、67配置为经由轴61’、62’旋转驱动轮61、62。图6和图7中还示出了其中一个轴61’。根据示出的实施方式，每个推进电机66、67是电动机。此外，根据示出的实施方式的机器人作业工具1包括配置为向机器人作业工具1的电子部件提供电力的电池。根据示出的实施方式，电池设置在工具底盘3中。

根据示出的实施方式的工具本体5是无源部件，因为它不包括用于机器人作业工具1的操作的电子或机械部件。相反，根据示出的实施方式，工具本体5包括纯结构的和美学的部件和部分，例如用于多个工具支撑构件61、62、63等的挡泥板。

应当理解的是，上述内容是对各种实例实施方式的说明，并且本发明仅由所附独立权利要求限定。本领域技术人员将认识到，可以修改示例性实施方式，并且可以组合实例实施方式的不同特征以创建不同于本文所述的实施方式的实施方式，而不脱离如所附独立权利要求所限定的本发明的范围。

如本文所使用的，术语“包括”或“包含”是开放式的，并且包括一个或多个所述的特征、元件、步骤、部件或功能，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、元件，步骤、部件、功能或其组。

Claims (18)

1.一种自推进式机器人作业工具(1)，包括：

工具底盘(3)，

多个工具支撑构件(61、62、63)，附接到所述工具底盘(3)并且配置为在所述作业工具(1)的操作期间抵靠第一平面(P1)中的地表面(27)，

多个卡扣配合组件(s1-s4)，以及

工具本体(5)，能经由所述多个卡扣配合组件(s1-s4)附接到所述工具底盘(3)，

其中，所述多个卡扣配合组件(s1-s4)配置为当所述工具本体(5)经由所述多个卡扣配合组件(s1-s4)附接到所述工具底盘(3)时，允许所述工具本体(5)的至少一部分(5’)相对于所述工具底盘(3)在基本上垂直于所述第一平面(P1)的方向(d1、d2)上在下降位置和上升位置之间移动。

2.根据权利要求1所述的作业工具(1)，其中，所述多个卡扣配合组件(s1-s4)包括第一卡扣配合组件(s1)，所述第一卡扣配合组件包括设置在所述工具底盘(3)上的第一卡扣配合元件(e1)和设置在所述工具本体(5)上的第二卡扣配合元件(e2)，并且其中所述第一卡扣配合元件(e1)和所述第二卡扣配合元件(e2)中的一者包括卡扣配合孔(11)，并且所述第一卡扣配合元件(e1)和所述第二卡扣配合元件(e2)中的另一者包括卡扣配合突出部(13)，所述卡扣配合突出部配置为当所述工具本体(5)附接到所述工具底盘(3)时突出到所述卡扣配合孔(11)中。

3.根据权利要求2所述的作业工具(1)，其中，在垂直于所述第一平面(P1)的方向(d1、d2)上测量的所述卡扣配合孔(11)的宽度(w2)大于所述卡扣配合突出部(13)的宽度(w1)。

4.根据权利要求2或3所述的作业工具(1)，其中，所述卡扣配合突出部(13)配置为当所述工具本体(5)经由所述多个卡扣配合组件(s1-s4)附接到所述工具底盘(3)时抵靠所述卡扣配合孔(11)的内界定表面(15)，以防止所述工具本体(5)移动超过所述上升位置。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的作业工具(1)，其中，所述第一卡扣配合元件(e1)和所述第二卡扣配合元件(e2)中的一者形成为悬臂。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的作业工具(1)，其中，所述第一卡扣配合组件(s1)设置在相对于所述作业工具(2)的向前移动方向(fd)所看到的所述作业工具(1)的前部区段(1’)处。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的作业工具(1)，其中，所述多个卡扣配合组件(s1-s4)包括第二卡扣配合组件(s2)，并且其中所述第一卡扣配合组件(s1)和所述第二卡扣配合组件(s2)设置在所述作业工具(1)的竖直纵向中心平面(P2)的相应侧(S1、S2)处。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的作业工具(1)，其中，所述多个卡扣配合组件(s1-s4)包括第三卡扣配合组件(s3)，并且其中所述第一卡扣配合组件(s1)和所述第三卡扣配合组件(s3)设置在所述作业工具(1)的竖直横向中心平面(P3)的相应侧(S1’、S2’)处。

9.根据前述权利要求中任一项所述的作业工具(1)，其中，所述作业工具(1)包括顶盖(7)，所述顶盖能通过能释放的附接装置(17、17’)附接到所述工具本体(5)。

10.根据权利要求9所述的作业工具(1)，其中，当所述顶盖(7)附接到所述工具本体(5)时，所述顶盖防止接近所述多个卡扣配合组件(s1-s4)中的至少一个卡扣配合组件(s1-s4)。

11.根据权利要求9或10所述的作业工具(1)，其中，所述工具本体(5)包括多个孔(19)，每个所述孔设置在所述多个卡扣配合组件(s1-s4)中的一个卡扣配合组件处并且具有允许使用者的至少一个手指的一部分插入到所述孔(19)中以接触所述卡扣配合组件的尺寸，并且其中所述顶盖(7)配置成当附接到所述工具本体(5)时覆盖所述多个孔(19)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的作业工具(1)，其中，所述作业工具(1)包括能附接到所述工具本体(5)的多个紧固构件(23)，并且其中，每个所述紧固构件(23)配置为当附接到所述工具本体(5)时防止所述多个卡扣配合组件(s1-s4)中的一个卡扣配合组件打开。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的作业工具(1)，其中，所述顶盖(7)包括多个紧固构件(23)，每个所述紧固构件配置成当所述顶盖(7)附接到所述工具本体(5)时防止所述多个卡扣配合组件(s1-s4)中的一个卡扣配合组件打开。

14.根据前述权利要求中任一项所述的作业工具(1)，其中，所述作业工具(1)包括固定组件(29)，所述固定组件包括设置在所述工具底盘(3)上的第一固定结构(f1)以及设置在所述工具本体(5)上的第二固定结构(f2)，并且其中所述第一固定结构(f1)和所述第二固定结构(f2)配置为当所述工具本体(5)附接到所述工具底盘(3)时彼此抵靠，以在允许所述工具体(5)相对于所述工具底盘(3)在基本上垂直于所述第一平面(P1)的方向(d1、d2)上移动的同时防止所述工具本体(5)相对于所述工具底盘(3)在基本上平行于所述第一平面(P1)的方向(d3-d6)上移动。

15.根据权利要求14所述的作业工具(1)，其中，所述固定组件(29)包括第一对固定元件和第二对固定元件(31、31’、32、32’)，每对固定元件包括设置在所述工具底盘(3)上的固定元件(31、32)以及设置在所述工具本体(5)上的固定元件(31’、32’)，并且其中所述第一对固定元件和所述第二对固定元件(31、31’、32、32’)设置在所述作业工具(1)的竖直纵向中心平面(P2)的相应侧(S1、S2)处。

16.根据权利要求15所述的作业工具(1)，其中，所述固定组件(29)包括第三对固定元件(33、33’)，所述第三对固定元件包括设置在所述工具底盘(3)上的固定元件(33)以及设置在所述工具本体(5)上的固定元件(33’)，并且其中所述第三对固定元件(33、33’)设置在所述作业工具(1)的竖直横向中心平面(P3)的与所述第一对固定元件和所述第二对固定元件(31、31’、32、32’)不同的一侧(S2’)处。

17.根据前述权利要求中任一项所述的作业工具(1)，其中，所述作业工具(1)包括传感器(35)，所述传感器配置为检测所述工具本体(5)从所述下降位置到所述上升位置的移动。

18.根据前述权利要求中任一项所述的作业工具(1)，其中，所述作业工具(1)是自推进式机器人割草机。