CN117425398A - 具有增强的切割性能的机器人草坪割草机 - Google Patents

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CN117425398A CN202280035432.9A CN202280035432A CN117425398A CN 117425398 A CN117425398 A CN 117425398A CN 202280035432 A CN202280035432 A CN 202280035432A CN 117425398 A CN117425398 A CN 117425398A
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安德斯·舍格伦
约恩·约翰松
约纳斯·霍尔格松
奥勒·耶尔梅克
布·科普森
马丁·瓦尔
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Abstract

本公开涉及一种机器人草坪割草机(100)，具有第一端部部分(101)和第二端部部分(102)，并且该机器人草坪割草机包括：本体(140)；至少两个驱动轮(130a，130b)；至少一个可回转轮(131a，131b)；可旋转的割草盘(160)，具有旋转轴线(152)；以及至少两个电动马达装置(150，165)。至少两个驱动轮(130a，130b)具有驱动轮轴线(145)，该驱动轮轴线具有中心(146)，并且至少两个驱动轮可驱动地连接到第一电动马达装置(150)，其中，至少一个可回转轮(131a，131b)具有对应的回转轴线(153，154)。延伸穿过至少一个回转轴线(153，154)且平行于驱动轮轴线(145)的回转附接轴线(151)位于第二端部部分(102)与驱动轮轴线(145)之间。割草盘(160)可驱动地连接到第二电动马达装置(165)，其中，割草盘(160)至少部分地位于回转附接轴线(151)与第二端部部分(102)之间。

Description

具有增强的切割性能的机器人草坪割草机
技术领域
本公开涉及一种适于在特定操作区域内操作的机器人草坪割草机。该机器人草坪割草机包括本体、至少两个驱动轮、至少一个可回转轮、适于控制机器人草坪割草机的操作的控制单元、具有旋转轴线的可旋转的割草盘以及至少两个电动马达装置。
背景技术
机器人草坪割草机，例如机器人草坪割草机变得越来越流行。机器人草坪割草机通常借助于可充电电池进行供电，并且适于自动切割用户草坪上的草。机器人草坪割草机可以在没有用户干预的情况下自动充电，并且在首次设定之后无需手动管理。
在诸如花园、公园、运动场、高尔夫球场等的工作区域的常见运用中，该工作区域由边界线围成，其目的是将机器人草坪割草机保持在工作区域内。电气控制信号可以通过边界线传输，从而产生从边界线发出的(电)磁场。机器人作业工具通常设置有适于感测控制信号的一个或多个传感器。
可替代地，或者作为补充，机器人草坪割草机可以配备有导航系统，该导航系统适于借助于GPS(全球定位系统)或一些其他全球导航卫星系统(GNSS)进行卫星导航，例如使用实时动态技术(RTK)。
与机器人草坪割草机相关联的问题是它们切割靠近物体和边界的草的能力通常有限。也就是说，通常，切割单元设置在机器人草坪割草机的割草机本体的下侧处，并且割草机本体的一些部分和/或附接到割草机本体的轮可能会阻碍切割单元到达靠近物体和边界的草。如果是这样，则会损害切割结果，因为存在未切割靠近诸如树木、石头、家具、建筑物墙壁等物体的草的情况。
与机器人草坪割草机相关联的另一个问题是切割相对较长的草的能力有限，由于安全原因，机器人草坪割草机具有有限的离地高度。
因此，期望提供一种用于切割靠近物体和边界的草和切割相对较长的草的装置和方法。
发明内容
本公开的目的是提供一种用于切割靠近物体和边界的草和切割相对较长的草的装置和方法。
该目的是借助于机器人草坪割草机来实现的，该机器人草坪割草机具有第一端部部分和第二端部部分。该机器人草坪割草机包括：本体；至少两个驱动轮；至少一个可回转轮；控制单元，适于控制机器人草坪割草机的操作；可旋转的割草盘，具有旋转轴线；以及至少两个电动马达装置。至少两个驱动轮具有驱动轮轴线，该驱动轮轴线具有中心，并且该至少两个驱动轮可驱动地连接到第一电动马达装置，其中，至少一个可回转轮具有对应的回转轴线。延伸穿过至少一个回转轴线且平行于驱动轮轴线的回转附接轴线位于第二端部部分与驱动轮轴线之间。割草盘可驱动地连接到第二电动马达装置，其中，该割草盘至少部分地位于回转附接轴线与第二端部部分之间。
以这种方式，割草盘定位成使得当驱动轮由第一电动马达装置在不同旋转方向上驱动时，该割草盘可以以弧形方式侧向移动。这使得割草盘能够到达相对靠近边界的位置。
根据一些方面，当旋转轴线穿过割草盘时，该旋转轴线位于回转附接轴线与第二端部部分之间。
以这种方式，割草盘定位成使得当驱动轮由第一电动马达装置在不同旋转方向上驱动时，该割草盘可以以弧形方式侧向移动。
根据一些方面，控制单元适于控制机器人草坪割草机朝向边界移动，使得第一端部部分接近边界以及确定到边界的距离是否满足条件。当满足该条件时，控制单元适于使机器人草坪割草机停止并且控制驱动轮转向彼此不同的方向，使得机器人草坪割草机的第二端部部分沿着切割弧进行弧形移动，使得割草盘能够切割在切割弧内的草。
以这种方式，能够切割相对靠近边界的草。
根据一些方面，切割弧的中心沿着驱动轮轴线定位。根据一些方面，切割弧的中心位于驱动轮轴线的中心处。
这意味着可以通过使驱动轮转向彼此不同的方向来容易地进行弧形移动。
根据一些方面，边界是限定机器人草坪割草机的操作区域的边界线的形式，其中，控制单元适于使机器人草坪割草机停止(当机器人草坪割草机位于边界线上时)。条件涉及所确定的边界线与机器人草坪割草机之间的距离小于第一阈值。
根据一些方面，边界是物体的形式，其中，切割弧具有最靠近物体的最靠近弧形部分，其中，条件涉及所确定的物体与机器人草坪割草机之间的距离小于第二阈值。
显然，边界可以是多种形式，但仍然能够切割相对靠近边界的草。
根据一些方面，切割弧具有超过180°的角延伸范围，其中，控制单元适于在第二端部部分中心遵循切割弧的延伸部而到达切割弧的端部时，控制机器人草坪割草机继续移动。
这意味着机器人草坪割草机将以与初始接近角度成一角度地远离边界继续移动。这进而使得机器人草坪割草机能够重复以上过程以进行弧形移动，使得能够切割靠近边界的连续草边缘。这可以与切割草坪上的其余的草组合进行。
根据一些方面，机器人草坪割草机还包括：第一弧形保护壁，至少部分地沿着第二端部部分延伸；以及至少一个其他弧形保护壁。这些保护壁在正常运行期间从本体朝向地面延伸，这些保护壁在径向上隔开。
鉴于割草盘的位置，保护壁在正常运行期间保护靠近第二端部部分的人和动物免受伤害。
根据一些方面，保护壁至少主要地遵循相应的保护壁弧，其中，所有保护壁弧都具有共同的中心。根据一些方面，该共同的中心是驱动轮轴线的中心。
以这种方式，当进行弧形移动时，草在保护壁之间移动时将不会弯曲。
根据一些方面，至少主要地遵循相应的保护壁弧的至少一个保护壁的弧形延伸部包括渐缩的端部部分。
这使得当进行弧形移动时，草能够容易地在保护壁之间分开。
根据一些方面，第二电动马达装置定位成与旋转轴线相比更靠近驱动轮轴线。以这种方式，第二电动马达装置的重量定位成更靠近驱动轮，这将提供增强的牵引力。
根据一些方面，机器人草坪割草机适于用于向前行进方向和向后行进方向，其中，第一端部部分面向向前行进方向，并且第二端部部分面向向后行进方向。
以这种方式，当保护壁位于第二端部部分处时，这使得相对较高的草可以在到达割草盘之前进入机器人草坪割草机与地面之间时不弯曲，或者仅略微弯曲。这是有利的，因为这使得更有效地切割草，并且能够通过使得割草盘定位成相对靠近第二端部部分而实现。
根据一些方面，机器人草坪割草机包括切割盘装置，其中，该切割盘装置包括覆盖部分，该覆盖部分进而包括切割孔。该覆盖部分在正常运行期间位于割草盘与地面之间，并且在正常运行期间至少主要地覆盖割草盘的面向地面的一侧。
这提供了针对切割刀的增强保护。
根据一些方面，切割盘装置是可移位的，使得可以调节切割盘与地面之间的距离。
这提供了对草的切割高度的增强控制。
根据一些方面，前部部分包括至少部分地包围切割盘的壳体壁。
这提供了针对切割刀的增强保护。
根据一些方面，切割盘装置还包括一个或多个保护壁，该一个或多个保护壁至少部分地沿着第二端部部分延伸，其中，这些保护壁在正常运行期间从本体朝向地面延伸并且这些保护壁在径向上隔开。
这提供了针对切割刀的增强保护。
根据一些方面，一个或多个保护壁分成两个部分，这两个部分通过割草盘及其覆盖部分隔开。
以这种方式，保护壁与切割盘装置成为一体。
根据一些方面，控制单元适于控制第二电动马达装置以使割草盘在第一旋转方向上以及在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。控制单元还适于控制第二电动马达装置以使割草盘在与当前割草方向一致的旋转方向上旋转到最大程度，在该最大程度时，割草盘最靠近第二端部部分。
这提供了改善的切割结果和较少的堵塞。
本公开还涉及与以上优点相关联的方法。
通常，权利要求中使用的所有术语将根据它们在本技术领域中的普通含义来解释，除非本文另外明确限定。对“一/一个/该元件、设备、部件、装置、步骤等”的所有引用将开放性地解释为是指该元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例，除非另外明确陈述。本文所公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行，除非明确陈述。在研究所附权利要求书和以下说明书时，本公开的其他特征和优点将变得明显。技术人员认识到，在不背离本公开的范围的情况下，本公开的不同特征可以组合以产生除了下文描述的实施方式之外的实施方式。
附图说明
现在将参考附图更详细地描述本公开，在附图中：
图1示出了机器人草坪割草机的顶部视图；
图2示出了机器人草坪割草机的底部视图；
图3示出了机器人草坪割草机的侧视立体底部视图；
图4示出了机器人草坪割草机的放大部分的侧视立体底部视图；
图5示出了机器人草坪割草机的侧视图；
图6示出了机器人草坪割草机的移动模式的示意图；
图7示出了控制单元的示意图；
图8示出了计算机程序产品；
图9示出了根据本公开的方法的流程图；
图10示出了机器人草坪割草机的前部部分的立体底部视图，其中切割盘装置处于第一位置；以及
图11示出了机器人草坪割草机的前部部分的立体底部视图，其中切割盘装置处于第二位置。
具体实施方式
在下文中将参考附图更全面地描述本公开的各个方面。然而，本文所公开的不同装置、系统、计算机程序以及方法可以以许多不同的形式实现，并且不应当解释为局限于本文所阐述的方面。附图中的相同的标号始终指代相同的元件。
本文所使用的术语仅用于描述本公开的各个方面，而并非旨在限制本公开。如本文所使用的，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。
图1示出了机器人草坪割草机100的顶部视图，图2示出了机器人草坪割草机100的底部视图，图3示出了机器人草坪割草机的侧视立体底部视图。机器人草坪割草机100具有第一端部部分101和第二端部部分102，并且适于用于向前行进方向F和向后行进方向R。根据一些方面，第一端部部分101面向向前行进方向F，并且第二端部部分102面向向后行进方向R。机器人草坪割草机100包括本体140、至少两个驱动轮130a、130b、至少一个可回转轮131a、131b、适于控制机器人草坪割草机100的操作的控制单元110、具有旋转轴线152的可旋转的割草盘160以及至少两个电动马达装置150、165(在图2中仅示意性地示出)。至少一个可回转轮具有对应的回转轴线153、154。
根据一些方面，如在该实例中示出的，机器人草坪割草机100包括四个轮，两个较大的驱动轮130a、130b和两个较小的可回转轮131a、131b，这两个可回转轮是脚轮的形式并且设置成在机器人草坪割草机100转向时围绕对应的回转轴线153、154回转。为了这个目的，可回转轮131a、131b借助于对应的回转轮保持器158a、158b连接到本体140，其中，根据一些方面，是回转轮保持器158a、158b相对于本体回转且相对于可回转轮131a、131b固定。当然，可以设想相反的情况。
机器人草坪割草机100可以是多底盘型的或单底盘型的。多底盘型包括可以相对于彼此移动的多于一个的本体部分。单底盘型仅包括一个主体部分。在该示例性实施方式中，机器人草坪割草机100是单底盘型的，其具有主体部分140。主体部分140基本上容纳机器人草坪割草机100的所有部件。
机器人草坪割草机100还包括至少一个可充电电源，诸如电池155(在图1中仅示意性地示出)，以用于向电动马达装置150、165供电。电池155设置成借助于从充电站接收的、通过充电滑轨(charging skids)156或其他合适的充电连接器接收的充电电流来进行充电。仅借助于电接触而无需电流接触的感应充电也是可以设想的。电池通常包括可充电电源155，该可充电电源包括可以分开布置或以整体的方式布置以形成组合电池的一个或多个电池。
根据一些方面，机器人草坪割草机100还可以包括至少一个导航传感器装置175和/或至少一个线传感器173(在图1中仅示意性地示出)。在一个实施方式中，导航传感器装置175包括用于推断导航的一个或多个传感器。用于推算计算的传感器的实例有里程表、加速度计、陀螺仪和指南针，并且仅举几个实例。根据一些方面，导航传感器装置175可以包括卫星导航传感器，诸如GPS(全球定位系统)装置或其他全球导航卫星系统(GNSS)装置，例如使用实时动态技术(RTK)。
线传感器173适于感测边界线控制信号，和/或至少一个环境检测装置170、171适于检测物体。在该实例中，设置有雷达收发器170、171，并且其适于发射信号和接收由物体反射的反射信号。诸如相机装置、超声装置和激光雷达装置的其他环境检测装置作为替代方案或以任何合适的组合也是可以设想的。
控制单元110适于在机器人草坪割草机100移动时，根据借助于环境检测装置170、171和/或所述线传感器173所获取的信息来控制环境检测装置170、171，并且控制机器人草坪割草机100的速度和方向。
驱动轮130a、130b具有驱动轮轴线145，该驱动轮轴线具有中心146，并且驱动轮可驱动地连接到第一电动马达装置150。延伸穿过至少一个回转轴线153、154且平行于驱动轮轴线145的回转附接轴线151位于第二端部部分102与驱动轮轴线145之间。这意味着回转附接轴线151与第二端部部分102之间的最大第一轴线距离d1小于驱动轮轴线145与第二端部部分102之间的最大第二轴线距离d2。
根据一些方面，至少两个驱动轮130a、130b形成一对驱动轮，该对驱动轮具有驱动轮轴线145，该驱动轮轴线具有中心146，该中心位于该对驱动轮130a、130b之间。
第一电动马达装置150适于在相同的旋转方向上或在不同的旋转方向上以不同的旋转速度对驱动轮130a、130b进行驱动。根据一些方面，第一电动马达装置150包括两个独立的电动马达，并且根据一些其他方面，每个这种电动马达都安装到对应的驱动轮130a、130b上，例如安装在对应的驱动轮的轮毂中。
割草盘160可驱动地连接到第二电动马达装置165，在该实例中，该第二电动马达装置是切割马达的形式。根据一些方面，割草盘160包括多个切割刀157，在该实例中，示出了三个切割刀157(在图2中仅示出一个)。
根据本公开，割草盘160至少部分地位于回转附接轴线151与第二端部部分102之间。这意味着割草盘160的至少一些部分定位成与回转附接轴线151的任何部分相比更靠近第二端部部分102。
以这种方式，割草盘160定位成使得当驱动轮130a、130b由第一电动马达装置150在不同旋转方向上驱动时，割草盘可以以弧形方式侧向移动。
根据一些方面，当旋转轴线152穿过割草盘160时，旋转轴线152位于回转附接轴线151与第二端部部分102之间。以这种方式，割草盘160可以容易地遵循第二端部部分102的移动，特别是当驱动轮130a、130b由第一电动马达装置150在不同旋转方向驱动时。
下文将描述割草盘160的旋转轴线152的布局的优点的实例。
根据一些方面，参考图6，控制单元110适于控制机器人草坪割草机100a在机器人草坪割草机100的向前行进方向F上朝向边界182、220移动，使得第一端部部分101接近边界182、220，并且确定到边界182、220的距离是否满足条件。当满足条件时，控制单元110适于使机器人草坪割草机100b停止，并且控制驱动轮130a、130b转向彼此不同的方向，使得机器人草坪割草机100c、100d的第二端部部分102沿着切割弧210进行弧形移动，使得割草盘160能够切割在切割弧210内的草。由此，图6示出了在不同时间获取的位于多个不同位置的机器人草坪割草机100a、100b、100c、100d、100e。
以这种方式，能够切割相对靠近边界的草。
根据一些方面，边界是限定机器人草坪割草机100的操作区域的边界线220的形式，其中，控制单元110适于在机器人草坪割草机100位于边界线220上时使机器人草坪割草机100b停止。然后，机器人草坪割草机100b位于距草坪边缘139一定距离处，边界线220位于距草坪边缘139一定距离处。该距离适于使得在机器人草坪割草机100c、100d进行弧形移动时能够切割直到草坪边缘139的草，切割弧210具有最靠近草坪边缘139的最靠近弧形部分211。在该实例中，该条件涉及所确定的边界线220与机器人草坪割草机100之间的距离小于第一阈值。这意味着机器人草坪割草机100的一些预定参考点小于第二阈值，例如线传感器173。
根据一些方面，边界是物体182的形式，然后机器人草坪割草机100b位于距物体182一定距离处，该距离适于使得在机器人草坪割草机100c、100d进行弧形移动时能够切割直到物体182的草，切割弧210具有最靠近物体182的最靠近弧形部分211。在该实例中，该条件涉及所确定的物体182与机器人草坪割草机100之间的距离小于第二阈值。这意味着机器人草坪割草机100的一些预定参考点小于第二阈值，例如至少一个环境检测装置170、171。
根据一些方面，条件涉及机器人草坪割草机100与物体182的接触，该接触例如可以通过碰撞传感器和/或雷达收发器170和/或相机装置进行检测。
应当理解，图6示出了边界是边界线220的形式的情况和边界是物体182的形式的情况两者。由此，边界可以是多种形式的，并且根据以上内容仍然允许借助于机器人草坪割草机100进行弧形运动而相对靠近地切割草。
根据一些方面，物体可以是草坪边缘139的形式。根据一些方面，物体可以由环境检测装置170、171或可以包括卫星导航传感器的导航传感器装置175单独地进行检测，或者以任何合适的组合进行检测。这意味着，例如，草坪边缘139可以借助于线传感器173、环境检测装置170、171或导航传感器装置175单独地进行检测，或者以其组合进行检测。
根据一些方面，切割弧210的中心159沿着驱动轮轴线145定位。根据一些其他方面，切割弧210的中心159位于驱动轮轴线145的中心146中。当驱动轮130a、130b由第一电动马达装置150在不同的旋转方向上以相同的旋转速度驱动时是这种情况。当然，这不应当以字面含义进行解释，这是因为由于马达不准确性、不平坦的地面、不均匀的地面接触以及不均匀的地面摩擦都可能产生小的偏差。速度相同并且切割弧210的中心159位于驱动轮轴线145的中心146中应当根据预期和实际可实现的来解释而不是根据数学上精确的含义来解释。
根据一些方面，切割弧210具有超过180°的角延伸范围其中，控制单元110适于在第二端部部分中心106(根据一些方面构成最后面的点)遵循切割弧210的延伸部而到达切割弧210的端部212时，控制机器人草坪割草机100e继续向前移动。这意味着机器人草坪割草机100e将与初始接近角度成一角度地远离边界182、220继续移动。这进而使得机器人草坪割草机100能够重复以上过程并进行弧形移动，使得能够切割靠近边界182、220的连续草边缘。这可以与切割草坪上的其余的草组合进行。
根据一些方面，割草机100可以适于设定在仅切割靠近边界182、220的连续草边缘的模式，在该时间内不切割草坪的其余部分。该模式可以由用户来选择。
根据一些方面，还参考图4和图5，机器人草坪割草机100还包括：第一弧形保护壁141，至少部分地沿第二端部部分102延伸；以及至少一个其他弧形保护壁142、143、144，保护壁141、142、143、144在正常运行期间从本体140朝向地面G延伸，保护壁141、142、143、144在径向上隔开。
在该实例中，存在四个保护壁141、142、143、144，分别是第一保护壁141、第二保护壁142、第三保护壁14以及第四保护壁144。由于割草盘160至少部分地位于回转附接轴线151与第二端部部分102之间，并且根据一些方面，当旋转轴线152穿过割草盘160时，旋转轴线152位于回转附接轴线151与第二端部部分102之间，保护壁141、142、143、144在正常运行期间保护靠近第二端部部分102的人和动物免受伤害。
在第一保护壁141与地面G之间存在第一距离h1，其中，第一距离h1自然在运行期间略微变化。在第一端部部分101与地面G之间存在第二距离h2，其中，第二距离h2自然也在运行期间略微变化。在该实例中，第一距离h1小于第二距离h2，并且在第一端部部分101面向向前行进方向F的情况下，这意味着相对较高的草可以在到达割草盘160之前进入机器人草坪割草机100与地面G之间时不弯曲，或者仅略微弯曲。用于使草弯曲的回弹效应可能需要额外的距离，并且由此还需要额外的时间弯回。
这是有利的，因为这使得更有效地切割草，并且能够通过使得割草盘160定位成相对靠近第二端部部分102而实现，其中，割草盘160借助于保护壁141、142、143、144受到保护。
根据一些方面，保护壁141、142、143、144在正常运行期间部分地位于割草盘160与地面G之间。以这种方式，割草盘160可以在正常运行期间到达第二端部部分102，同时靠近第二端部部分102的人和动物也收到保护以免受伤害。
根据一些方面，保护壁141、142、143、144至少主要地遵循相应的保护壁弧141a、142a、143a、144a，其中，所有保护壁弧141a、142a、143a、144a具有共同的中心146。根据一些方面，共同中心146是驱动轮轴线145的中心。以这种方式，当进行弧形移动期间，草在保护壁141、142、143、144之间移动时不会弯曲。根据一些方面，保护壁141、142、143、144相对于共同的中心在径向上隔开。
根据一些方面，至少主要地遵循相应的保护壁弧141a、142a、143a、144a的至少一个保护壁141、142、143的弧形延伸部包括渐缩的端部部分147、148、149。这意味着至少一个保护壁141、142、143的弧形端部具有渐缩的端部部分147、148、149。在该实例中，这是前三个保护壁141、142、143的情况，并且当进行弧形移动时使得草能够在保护壁141、142、143、144之间容易地分开。
应当注意，根据一些方面，旋转轴线152可以朝向地面G倾斜一割草盘入射角，该入射角构成接近角α。这种倾斜改进了切割结果，使得割草盘160更靠近地面G，其中，割草盘160面向向前行进方向F。在第一端部部分101面向向前行进方向F且第二端部部分102面向向后行进方向R的情况下，由于可以增加第一保护壁141与地面G之间的第一距离h1，因此存在优点。
应当注意，所有参考旋转轴线152的位置旨在是当旋转轴线152穿过割草盘160时进行考虑的。
根据一些方面，第二电动马达装置165定位成与旋转轴线152相比更靠近驱动轮轴线145。以这种方式，切割马达165的重量定位成更靠近驱动轮130a、130b，这将提供增强的牵引力。在这种情况下，需要一些动力传输装置以用于将旋转动力从切割马达165传输到割草盘160。这种动力传输装置例如可以是传动带、传动链或齿轮传动装置的形式。
参考图9，本公开还涉及用于控制机器人草坪割草机100的方法，该机器人草坪割草机具有：第一端部部分101；第二端部部分102；至少两个驱动轮130a、130b，具有驱动轮轴线145，该驱动轮轴线具有中心146，并且该至少两个驱动轮可驱动地连接到第一电动马达装置150；以及至少一个可回转轮131a、131b，具有对应的回转轴线153、154。延伸穿过至少一个回转轴线153、154且平行于驱动轮轴线145的回转附接轴线151位于第二端部部分102与驱动轮轴线145之间。机器人草坪割草机100还具有可旋转的割草盘160，该割草盘至少部分地位于回转附接轴线151与第二端部部分102之间。
该方法包括控制S100机器人草坪割草机100a朝向边界182、220移动，使得第一端部部分101接近边界182、220，以及确定S200到边界182、220的距离是否满足条件。当满足该条件时，该方法包括使机器人草坪割草机100b停止S300，以及控制S400驱动轮130a、130b转向彼此不同的方向，使得机器人草坪割草机100c、100d的第二端部部分102沿着切割弧210进行弧形移动，使得割草盘160能够切割在切割弧210内的草。
根据一些方面，当旋转轴线152穿过割草盘160时，旋转轴线152位于回转附接轴线151与第二端部部分102之间。
根据一些方面，切割弧210具有超过180°的角延伸范围，其中，该方法包括在第二端部部分中心106遵循切割弧210的延伸部而到达切割弧210的端部212之后，控制S500机器人草坪割草机100e继续移动。
根据一些方面，边界是限定机器人草坪割草机100的操作区域的边界线220的形式，其中，当机器人草坪割草机100位于边界线220上时使机器人草坪割草机100停止S300，其中，条件涉及所确定的边界线220与机器人草坪割草机100之间的距离小于第一阈值。
根据一些方面，边界是物体182的形式，其中，切割弧具有最靠近物体182的最靠近弧形部分211，其中，条件涉及所确定的物体182与机器人草坪割草机100之间的距离小于第二阈值。
根据一些方面，条件涉及机器人草坪割草机100与物体182的接触，该接触例如可以通过碰撞传感器和/或雷达收发器170和/或相机装置进行检测。
根据一些方面，切割弧210具有超过180°的角延伸范围，其中，控制单元110适于在第二端部部分中心106遵循切割弧210的延伸部而到达切割弧210的端部212时，控制机器人草坪割草机100e继续移动。
根据一些方面，该方法包括使用至少一个线传感器173来感测边界线控制信号和/或使用至少一个环境检测装置170、171来检测物体182。
根据一些方面，机器人草坪割草机100在向前行进方向F和向后行进方向R上使用，其中，第一端部部分101面向向前行进方向F，并且第二端部部分102面向向后行进方向R。
在图7中，在多个功能性单元方面示意性地示出了根据本文所讨论的实施方式的控制单元110的部件。使用能够执行存储在计算机程序产品(例如存储介质120的形式)中的软件指令的合适的中央处理单元CPU、多重处理器、微控制器、数字信号处理器DSP等中的一者或多者的任何组合来提供处理电路115。处理电路115还可以设置为至少一个专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA。由此，处理电路包括多个数字逻辑部件。
特别地，处理电路115配置成使控制单元110执行一组操作或步骤以控制机器人草坪割草机100的操作，包括但不限于控制雷达收发器170、处理经由雷达收发器170接收的测量结果以及推进机器人草坪割草机100。例如，存储介质120可以存储一组操作，并且处理电路115可以配置成从存储介质120检索该组操作以使控制单元110执行该组操作。该组操作可以设置为一组可执行指令。由此，处理电路115设置成执行如本文所公开的方法的至少一些部分。
存储介质120还可以包括永久性存储器，例如，该永久性存储器可以是磁存储器、光存储器、固态存储器或甚至远程安装的存储器中的任何一者或其组合。
根据一些方面，控制单元110还包括接口112，以用于与诸如用户终端的至少一个外部装置通信。因此，接口112可以包括一个或多个发射器和接收器，包括模拟和数字部件以及用于有线通信的合适数量的端口。接口112可以适于与其他装置通信，诸如远程服务器、充电站和/或其他机器人作业工具。这些无线通信装置的实例是(IEEE802.11b)、全球移动系统(GSM)和LTE(长期演进技术)，仅列举几例。这意味着，根据一些方面，诸如远程服务器的其他单元适于部分地执行如本文所公开的方法。
图8示出了计算机程序产品400，包括存储在介质420上的计算机可执行指令410，以执行本文所公开的任何方法。
本公开不限于上文，而是可以在所附权利要求的范围内自由变化。例如，第一端部部分101可以面向向后行进方向R，并且第二端部部分102可以面向向前行进方向F。
端部部分101、102示出为面向向前行进方向F或向后行进方向R的弧形部分，其中，根据一些方面，第一弧形保护壁141构成第二端部部分102。根据一些方面，端部部分101、102可以限定为机器人草坪割草机100的最前点和最后点。根据一些方面，第一端部部分101与第二端部部分102相对，每个端部部分面向行进方向。
根据一些方面，回转附接轴线151经由可回转轮131a、131b借助于对应的回转轮保持器158a、158b连接到本体140的点延伸。
根据一些方面，机器人草坪割草机100包括至少一个保护壁，该至少一个保护壁至少部分地沿着或邻近第二端部部分102延伸，并且在正常运行期间从本体140朝向地面G延伸。该保护壁可以是直的和/或弧形的，或者具有任何其他合适的形状。在该背景下，邻近是指靠近第二端部部分102，以使得当割草盘160朝向第二端部部分102接近时，保护壁提供保护以免受割草盘160的切割刀157的伤害。
由于割草盘160至少部分地位于回转附接轴线151与第二端部部分102之间，并且根据一些方面，当旋转轴线152穿过割草盘160时，旋转轴线152位于回转附接轴线151与第二端部部分102之间，至少一个保护壁在正常运行期间保护靠近第二端部部分102的人和动物免受伤害。这意味着在该实例中仅需要一个保护壁，该保护壁可以具有任何合适的形状，不需要是弧形的。
特别地，在具有两个或更多个保护壁141、142、143、144的情况下，期望避免保护壁141、142、143、144的堵塞并且改善切割质量。当机器人草坪割草机110运行时，如果割草盘160在割草方向上旋转或逆着割草方向旋转，则切割性能存在差异。因此，根据一些方面并且参考图2，控制单元110适于控制第二电动马达装置165以使割草盘160在第一旋转方向r1和与第一旋转方向r1相反的第二旋转方向r2上旋转。特别地，控制单元110适于控制第二电动马达装置165以使割草盘160在基于割草方向的旋转方向r1、r2上旋转。通常，控制单元110适于控制第二电动马达装置165以使割草盘160在与当前割草方向m1、m2一致的旋转方向r1、r2上旋转到最大程度，在该最大程度时，割草盘160最靠近第二端部部分102。在此，割草方向m1、m2是第二端部部分102在割草期间移动的方向，但是其他部分也可以用作割草方向m1、m2的参考。
在本实例中，当从机器人草坪割草机100的底侧观察时，第一旋转方向r1对应于第一割草方向m1，并且第二旋转方向r2对应于第二割草方向m2，该第二割草方向不同于第一割草方向m1并且例如与第一割草方向m1相反。在此，第一旋转方向r1是顺时针的，第二旋转方向r2是逆时针的，并且第一割草方向m1指向左侧，第二割草方向m2指向右侧。当从机器人草坪割草机100的顶部观察时，第一割草方向m1对应于机器人草坪割草机100向左转向，并且第二割草方向m2对应于机器人草坪割草机100向右转向。根据一些方面，当机器人草坪割草机100如先前所描述的沿着切割弧210进行弧形移动时，该弧形移动指向割草方向。
当机器人草坪割草机100在第一割草方向m1上移动时，控制割草盘160在第一旋转方向r1上旋转，并且当机器人草坪割草机100在第二割草方向m2上移动时，控制割草盘160在第二旋转方向r2上旋转。
这意味着切割刀157总是逆着草的方向切割，这是因为草由于当前的割草方向逆着切割刀157的移动而被带向切割刀157。这还将使得草从保护壁141、142、143、144被抛出，以使草尽可能快地与切割刀157相遇。由此，实现了改善的切割结果和较少的堵塞。
根据一些方面并且参考图2，存在另一割草盘180(仅示意性地示出)，该割草盘具有位于回转附接轴线151与驱动轮轴线145之间的旋转轴181。另一割草盘180可以构成在正常切割期间操作的主割草盘180，割草盘160可能脱离。当控制机器人草坪割草机100例如通过沿着切割弧进行先前描述的弧形移动来切割相对靠近边界的草时，主割草盘180可以脱离并且割草盘160接合以进行操作。
根据一些方面，主割草盘180具有比割草盘160更大的直径，并且由此具有更大的切割宽度。通过在切割相对靠近边界的草时仅使用割草盘160并且在其他不同情况下使用主割草盘180，可以节省能量并提高效率。根据一些方面，可以用先前已知的方式手动地或自动地在草切割高度方面对主割草盘180进行调节。这意味着主割草盘180是可移位的，使得可以调节主割草盘180与地面G之间的距离。
根据一些方面，参考图10和图11，其示出了机器人草坪割草机的前部部分535的立体底部视图，该机器人草坪割草机包括切割盘装置563。切割盘装置563包括可旋转的草切割盘560，该切割盘至少部分地位于回转附接轴线551与第二端部部分502之间。可替代地，当切割盘560的旋转轴线552穿过切割盘560时，旋转轴线552位于回转附接轴线551与第二端部部分502之间。这个定位对应于根据以上公开的先前实例的可旋转的割草盘160。
在该实例中，切割盘装置563包括覆盖部分561，该覆盖部分进而包括切割孔562(为了清楚起见，仅示出几个)。覆盖部分561在正常运行期间位于切割盘560与地面G之间(如图5所示)，并且在正常运行期间至少主要地覆盖切割盘560的面向地面G的一侧。根据一些方面，覆盖部分560包括提供接近切割盘560的开口532，该开口例如在更换切割刀或磨锐切割刀时是合适的。
这提供了针对切割刀的增强保护。
根据一些方面，切割盘装置563是可移位的，使得可以调节切割盘560与地面G之间的距离，在图5中示出了切割盘560与地面G之间的最小距离hc。这可以借助于许多方式来实现，例如，切割盘装置563可以滑动地布置在轨道中并且可以借助于一个或多个螺钉(未示出)锁定在合适的位置中。这在图10和图11中示出，其中，图10示出了切割盘装置563处于第一位置，并且图11示出了切割盘装置563处于第二位置。在第一位置中，切割盘560与地面G之间的距离hc小于第二位置中的该距离。
这以不复杂的方式提供了对草的切割高度的增强控制。
根据一些方面，前部部分535包括至少部分地包围切割盘560的壳体壁564。壳体壁564可以例如包括在切割盘装置563中。
根据一些其他方面，切割盘装置563还包括一个或多个保护壁541；542a、542b、543a、543b、544a、544b，该一个或多个保护壁至少部分地沿着第二端部部分502延伸。保护壁541；542a、542b、543a、543b、544a、544b在正常运行期间从割草机本体540朝向地面G延伸并且这些保护壁在径向上隔开，类似于根据以上公开的先前实例的保护壁。
根据一些方面，一个或多个保护壁分成两个部分542a、542b、543a、543b、544a、544b，这两个部分通过切割盘560及其覆盖部分561隔开。保护壁541；542a、542b、543a、543b、544a、544b可以与切割盘装置563分离。可替代地，根据一些方面，至少一个或多个保护壁541；542a、542b、543a、543b、544a、544b包括在切割盘装置563中。
在至少一个或多个保护壁包括在切割盘装置中的情况下，如图10和图11所示，所有保护壁541；542a、542b、543a、543b、544a、544b都包括在切割盘装置563中。这意味着当切割盘装置563移位以调节切割盘560与地面G之间的距离时，包括在切割盘装置563中的至少一个或多个保护壁541；542a、542b、543a、543b、544a、544b也以对应的方式移位，如图10和图11所示。
此外，根据一些方面，存在最靠近第二端部部分502的未隔开的第一保护壁541。存在通过切割盘560及其覆盖部分561隔开的三个其他保护壁542a、542b；543a、543b；544a、544b，从而形成六个保护子壁542a、542b、543a、543b、544a、544b。以这种方式，这些保护壁与切割盘装置成为一体。
根据一些方面，一个或多个保护壁542a、542b、543a、543b、544a、544b至少主要地遵循相应的保护壁弧，如关于以上公开的先前实例所描述的。
根据一些方面，割草盘160、560本身是可移位的，使得可以调节割草盘160、560与地面G之间的距离，同时保护壁相对于本体140保持固定。在这种情况下，本体140可以提供足够的保护性覆盖，使得不太需要覆盖部分561。
可替代地，当保护壁与切割盘装置成一体并且在切割盘560移位时保护壁541；542a、542b、543a、543b、544a、544b遵循该切割盘时，可以提供更大的离地间隙，这在切割不平坦的草坪的情况下是有利的。在这种情况下，由于本体140被调节到最大的离地间隙，从而提供较少的保护性覆盖，所以可能更需要覆盖部分561。
然而，应当注意，覆盖部分561始终是可选的部分，当需要提供针对切割刀的增强保护时，可以添加该部分。
换句话说，可以仅存在割草盘160或者可替代地还存在主割草盘180。至少一个割草盘是可移位的，使得可以手动地或自动地调节割草盘160、560与地面G之间的距离。一个或多个保护壁可以相对于本体固定，或者适于在割草盘160被调节时遵循该割草盘。

Claims (34)

1.一种机器人草坪割草机(100)，具有第一端部部分(101)和第二端部部分(102)，所述机器人草坪割草机(100)包括：本体(140)；至少两个驱动轮(130a，130b)；至少一个可回转轮(131a，131b)；控制单元(110)，适于控制所述机器人草坪割草机(100)的操作；能旋转的割草盘(160)，具有旋转轴线(152)；以及至少两个电动马达装置(150，165)，其中，至少两个所述驱动轮(130a，130b)具有驱动轮轴线(145)，所述驱动轮轴线具有中心(146)，并且至少两个所述驱动轮能驱动地连接到第一电动马达装置(150)，其中，至少一个所述可回转轮(131a，131b)具有对应的回转轴线(153，154)，其中，延伸穿过至少一个所述回转轴线(153，154)且平行于所述驱动轮轴线(145)的回转附接轴线(151)位于所述第二端部部分(102)与所述驱动轮轴线(145)之间，并且其中，所述割草盘(160)能驱动地连接到第二电动马达装置(165)，其中，所述割草盘(160)至少部分地位于所述回转附接轴线(151)与所述第二端部部分(102)之间。
2.根据权利要求1所述的机器人草坪割草机(100)，其中，当所述旋转轴线(152)穿过所述割草盘(160)时，所述旋转轴线(152)位于所述回转附接轴线(151)与所述第二端部部分(102)之间。
3.根据权利要求1和2中的任一项所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述机器人草坪割草机(100)还包括至少一个保护壁(141，142，143，144)，所述至少一个保护壁至少部分地沿着或邻近所述第二端部部分(102)延伸，并且在正常运行期间从所述本体(140)朝向地面(G)延伸。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述机器人草坪割草机(100)还包括：第一弧形保护壁(141)，至少部分地沿着所述第二端部部分(102)延伸；以及至少一个其他弧形保护壁(142，143，144)，这些保护壁(141，142，143，144)在正常运行期间从所述本体(140)朝向地面(G)延伸，这些保护壁(141，142，143，144)在径向上隔开。
5.根据权利要求3所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述保护壁(141，142，143，144)在正常运行期间部分地位于所述割草盘(160)与地面(G)之间。
6.根据权利要求3和4中的任一项所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述保护壁(141，142，143，144)至少主要地遵循相应的保护壁弧(141a，142a，143a，144a)，其中，所有保护壁弧(141a，142a，143a，144a)都具有共同的中心(146)。
7.根据权利要求5所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述共同的中心(146)是所述驱动轮轴线(145)的中心。
8.根据权利要求3至6中的任一项所述的机器人草坪割草机(100)，其中，至少主要地遵循相应的所述保护壁弧(141a，142a，143a，144a)的至少所述一个保护壁(141，142，143)的弧形延伸部包括渐缩的端部部分(147，148，149)。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述第二电动马达装置(165)定位成与所述旋转轴线(152)相比更靠近所述驱动轮轴线(145)。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述控制单元(110)适于
控制所述机器人草坪割草机(100a)朝向边界(182，220)移动，使得所述第一端部部分(101)接近所述边界(182，220)；
确定到所述边界(182，220)的距离是否满足条件；并且当满足所述条件时，所述控制单元(110)适于
使所述机器人草坪割草机(100b)停止；并且适于
控制所述驱动轮(130a，130b)转向彼此不同的方向，使得所述机器人草坪割草机(100c，100d)的所述第二端部部分(102)沿着切割弧(210)进行弧形移动，使得所述割草盘(160)能够切割所述切割弧(210)内的草。
11.根据权利要求9所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述切割弧(210)的中心沿着所述驱动轮轴线(145)定位。
12.根据权利要求10所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述切割弧(210)的中心位于所述驱动轮轴线(145)的中心(146)处。
13.根据权利要求10至12中的任一项所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述边界是限定所述机器人草坪割草机(100)的操作区域的边界线(220)的形式，其中，所述控制单元(110)适于在所述机器人草坪割草机(100)位于所述边界线(220)上时使所述机器人草坪割草机(100)停止，其中，所述条件涉及所确定的所述边界线(220)与所述机器人草坪割草机(100)之间的距离小于第一阈值。
14.根据权利要求10至13中的任一项所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述边界是物体(182)的形式，其中，所述切割弧具有最靠近物体(182)的最靠近弧形部分(211)，其中，所述条件涉及所确定的物体(182)与所述机器人草坪割草机(100)之间的距离小于第二阈值。
15.根据权利要求10至12中的任一项所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述条件涉及所述机器人草坪割草机(100)与物体(182)接触。
16.根据权利要求10至15中的任一项所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述切割弧(210)具有超过180°的角延伸范围，其中，所述控制单元(110)适于在第二端部部分中心(106)遵循所述切割弧(210)的延伸部而到达所述切割弧(210)的端部(212)时，控制所述机器人草坪割草机(100e)继续移动。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述机器人草坪割草机(100)包括适于感测边界线控制信号的至少一个线传感器(173)和/或适于检测物体(182)的至少一个环境检测装置(170，171)，和/或至少一个导航传感器装置(175)。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述机器人草坪割草机(100)适于用于向前行进方向(F)和向后行进方向(R)，其中，所述第一端部部分(101)面向所述向前行进方向(F)，并且所述第二端部部分(102)面向所述向后行进方向(R)。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述机器人草坪割草机(100)包括切割盘装置(563)，其中，所述切割盘装置(563)包括覆盖部分(561)，所述覆盖部分进而包括切割孔(562)，其中，所述覆盖部分在正常运行期间位于切割盘(560)与地面(G)之间并且在正常运行期间至少主要覆盖所述切割盘(560)的面向地面(G)的一侧。
20.根据权利要求19所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述切割盘装置(563)是能移位的，使得能够调节所述切割盘(560)与地面(G)之间的距离(hc)。
21.根据权利要求19和20中的任一项所述的机器人草坪割草机(100)，其中，前部部分(535)包括至少部分地包围所述切割盘(560)的壳体壁(564)。
22.根据权利要求19至21中的任一项所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述切割盘装置(563)还包括一个或多个保护壁(541；542a，542b，543a，543b，544a，544b)，所述一个或多个保护壁至少部分地沿着所述第二端部部分(502)延伸，其中，这些保护壁(541；542a，542b，543a，543b，544a，544b)在正常运行期间从所述本体(140)朝向地面(G)延伸并且这些保护壁在径向上隔开。
23.根据权利要求22所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述一个或多个保护壁分成两个部分(542a，542b，543a，543b，544a，544b)，这两个部分通过所述切割盘(560)和所述覆盖部分(561)隔开。
24.根据前述权利要求中的任一项所述的机器人草坪割草机(100)，其中，所述控制单元(110)适于控制所述第二电动马达装置(165)以使所述割草盘(160)在第一旋转方向(r1)上以及在与所述第一旋转方向(r1)相反的第二旋转方向(r2)上旋转，其中，所述控制单元(110)适于控制所述第二电动马达装置(165)以使所述割草盘(160)在与当前割草方向(m1，m2)一致的旋转方向(r1，r2)上旋转到最大程度，在该最大程度时，所述割草盘(160)最靠近所述第二端部部分(102)。
25.一种用于控制机器人草坪割草机(100)的方法，所述机器人草坪割草机具有：第一端部部分(101)；第二端部部分(102)；至少两个驱动轮(130a，130b)，具有驱动轮轴线(145)，所述驱动轮轴线具有中心(146)，并且至少两个所述驱动轮能驱动地连接到第一电动马达装置(150)；以及至少一个可回转轮(131a，131b)，具有对应的回转轴线(153，154)，其中，延伸穿过至少一个所述回转轴线(153，154)且平行于所述驱动轮轴线(145)的回转附接轴线(151)位于所述第二端部部分(102)与所述驱动轮轴线(145)之间，所述机器人草坪割草机(100)还具有能旋转的割草盘(160)，所述割草盘至少部分地位于所述回转附接轴线(151)与所述第二端部部分(102)之间，其中，所述方法包括：
控制(S100)所述机器人草坪割草机(100a)朝向边界(182，220)移动，使得所述第一端部部分(101)接近所述边界(182，220)；
确定(S200)到边界(182，220)的距离是否满足条件；并且当满足所述条件时，所述方法包括：
使所述机器人草坪割草机(100b)停止(S300)；并且
控制(S400)所述驱动轮(130a，130b)转向彼此不同的方向，使得所述机器人草坪割草机(100c，100d)的所述第二端部部分(102)沿着切割弧(210)进行弧形移动，使得所述割草盘(160)能够切割所述切割弧(210)内的草。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，当所述旋转轴线152穿过所述割草盘(160)时，所述旋转轴线(152)位于所述回转附接轴线(151)与所述第二端部部分(102)之间。
27.根据权利要求25和26中的任一项所述的方法，其中，所述切割弧(210)具有超过180°的角延伸范围，其中，所述方法包括在第二端部部分中心(106)遵循所述切割弧(210)的延伸部而到达所述切割弧(210)的端部(212)之后，控制(S500)所述机器人草坪割草机(100e)继续移动。
28.根据权利要求25至27中的任一项所述的方法，其中，所述切割弧(210)的中心沿着所述驱动轮轴线(145)定位。
29.根据权利要求25至28中的任一项所述的方法，其中，所述切割弧(210)的中心位于所述驱动轮轴线(145)的中心(146)处。
30.根据权利要求25至29中的任一项所述的方法，其中，所述边界是限定所述机器人草坪割草机(100)的操作区域的边界线(220)的形式，其中，当所述机器人草坪割草机(100)位于所述边界线(220)上时使所述机器人草坪割草机(100)停止(S300)，其中，所述条件涉及所确定的所述边界线(220)与所述机器人草坪割草机(100)之间的距离小于第一阈值。
31.根据权利要求25至30中的任一项所述的方法，其中，所述边界是物体(182)的形式，其中，所述切割弧具有最靠近物体(182)的最靠近弧形部分(211)，其中，所述条件涉及所确定的物体(182)与所述机器人草坪割草机(100)之间的距离小于第二阈值。
32.根据权利要求25至31中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括使用至少一个线传感器(173)来感测边界线控制信号、和/或使用至少一个环境检测装置(170，171)来检测物体(182)，和/或使用至少一个导航传感器装置(175)。
33.根据权利要求25至32中的任一项所述的方法，其中，所述机器人草坪割草机(100)用于向前行进方向(F)和向后行进方向(R)，其中，所述第一端部部分(101)面向所述向前行进方向(F)，并且所述第二端部部分(102)面向所述向后行进方向(R)。
34.根据权利要求25至33中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括
控制所述第二电动马达装置(165)以使所述割草盘(160)在第一旋转方向(r1)上以及在与所述第一旋转方向(r1)相反的第二旋转方向(r2)上旋转，以及
控制所述第二电动马达装置(165)以使所述割草盘(160)在与当前割草方向(m1，m2)一致的旋转方向(r1，r2)上旋转到最大程度，在该最大程度时，所述割草盘(160)最靠近所述第二端部部分(102)。
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