CN213343381U - 割草机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种割草机器人，所述割草机器人包括：壳体；行走机构，所述行走机构安装于所述壳体；切割机构，所述切割机构安装于所述壳体；电容变化件，所述电容变化件邻近所述切割机构设置；控制装置，所述控制装置设于所述壳体且分别与所述电容变化件和所述切割机构相连，所述控制装置根据所述电容变化件的电容变化量控制所述行走机构和/或所述切割机构的启停。根据本实用新型实施例的割草机器人能够实现自动防割手功能，安全性更加可靠。

Description

割草机器人

技术领域

本实用新型涉及除草设备领域，尤其是涉及一种割草机器人。

背景技术

相关技术中割草机器人，主要包括壳体、移动轮和切割机构等，通过切割机构运转进行割草，由于切割机构需要露出以便与被割草接触，因此存在误割伤人的风险，为此，通常在切割机构活动半径的3cm外周设置保护罩，但这种保护方式无法完全排除风险，尤其对于儿童或手指纤细的人群，仍然存在割伤风险。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种割草机器人，该割草机器人能够实现自动防割手功能，安全性更加可靠。

为实现上述目的，根据本实用新型的实施例提出了一种割草机器人。割草机器人包括：壳体；切割机构，所述切割机构安装于所述壳体；行走机构，所述行走机构安装于所述壳体；电容变化件，所述电容变化件邻近所述切割机构设置；控制装置，所述控制装置设于所述壳体且分别与所述电容变化件和所述切割机构相连，所述控制装置根据所述电容变化件的电容变化量控制所述行走机构和/或所述切割机构的启停。

根据本实用新型实施例的割草机器人，能够实现自动防割手功能，安全性更加可靠。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述电容变化件的电容变化量在预定范围内时，所述控制装置控制所述行走机构和/或所述切割机构停止。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述切割机构具有旋转刀盘，所述旋转刀盘具有多个刀片，所述旋转刀盘位于所述壳体的底部，所述电容变化件安装于所述壳体或通过连接件与所述壳体连接，且位于所述壳体和所述旋转刀盘之间。

进一步地，所述电容变化件构造成沿所述旋转刀盘的周向延伸的环形。

进一步地，所述电容变化件为沿水平方向设置的平板。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述电容变化件沿由内向外逐渐向下倾斜的喇叭状表面延伸。

进一步地，所述电容变化件的外周沿围绕在所述旋转刀盘的外周侧，其中，所述电容变化件的外周沿与所述旋转刀盘的下表面平齐；或所述电容变化件的外周沿向下超出所述旋转刀盘的下表面。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述电容变化件的外直径与所述旋转刀盘的最大外直径相等；或所述电容变化件的外直径大于所述旋转刀盘的最大外直径，且所述电容变化件在水平面的正投影位于所述壳体在水平面的正投影内。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述电容变化件与所述旋转刀盘之间的最小距离不超过90mm。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述电容变化件为金属板或覆有金属层的非金属板。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述控制装置包括：信号采集电路，所述信号采集电路与所述电容变化件相连，用于采集电容变化件的电容变化量并生成信号；处理器，所述处理器与所述信号采集电路相连，且所述处理器根据所述信号控制所述行走机构和/或所述切割机构的启停。

进一步地，所述信号为电压信号或波形频率值。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述割草机器人还包括：保护罩，所述保护罩安装于所述壳体，并罩设所述旋转刀盘的侧部和/或后部。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述割草机器人，还包括：报警装置，所述报警装置安装于所述壳体且与所述控制装置相连，所述控制装置根据所述电容变化件的电容变化量控制所述报警装置。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的割草机器人的主视图；

图2是根据本实用新型实施例的割草机器人的仰视图。

附图标记：

割草机器人1、壳体10、切割机构20、电容变化件30、行走机构40、旋转刀盘21、刀片22。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干”的含义是一个或多个。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的割草机器人1。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的割草机器人1包括壳体10、行走机构40、切割机构20、电容变化件30以及控制装置(图中未示意)。

行走机构40安装于壳体10，切割机构20安装于壳体10。电容变化件30为板状结构，邻近切割机构20设置。控制装置设于壳体10且分别与电容变化件30和切割机构20相连，控制装置根据电容变化件30的电容变化量控制行走机构40和/或切割机构20的启停。

具体而言，电容变化件30利用物体介入时，电容量发生改变的原理，检测物体介入，并由控制装置控制切割机构20的启停。例如，当手指接近切割机构20和电容变化件30时，电容变化件30的电容量发生变化，控制装置根据该电容变化量，判断介入物是否为人体，当判断为人体时，控制行走机构40和/或切割机构20停止。

根据本实用新型实施例的割草机器人1，通过在切割机构20的附近设置电容变化件30，利用电容变化件30的电容变化量感知是否有人体介入，这样当有手指等人体接近切割机构20时，控制装置能够及时控制行走机构40和/或切割机构20停止，从根源上消除安全隐患，安全可靠性更高，且对于儿童或手指纤细的人群，该种方式的识别度更高。

可以理解地是，电容变化件30利用物体介入时，电容量发生改变的原理，检测物体介入，由控制装置控制行走机构40的启停，可以防止割草机器人1进一步移动而割伤人体。

因此，根据本实用新型的实施例的割草机器人1，能够实现自动防割手功能，安全性更加可靠。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1所示，电容变化件30的电容变化量在预定范围内时，例如所述预定范围为大于0pF且小于或等于10pF时，判断介入物为人体，此时，控制装置控制行走机构40和/或切割机构20停止。

物体进入到电容变化件30感应区域内，电容变化件30的电容量发生改变。其中，各物体对电容变化件30产生的电容变化量均不同，通过标定电容变化件30，并记录人体对其产生的电容变化的数值，人体进入电容变化件30感应区域内时，电容变化件30产生预定数值的电容变化(电容通常增大)，将该预定数值的电容变化标定为判断参照(即所述预定范围)，如此，能够分辨人体和其他物体的介入，使得引起电容量变化提前于人体触碰切割机构20，从而有效规避割手风险，且不影响割草机器人1的正常使用。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图2所示，切割机构20具有旋转刀盘21，旋转刀盘21具有多个刀片22，刀片22可以沿旋转刀盘21的周向等间隔分布，旋转刀盘21位于壳体10的底部，电容变化件30安装于壳体10或通过连接件与壳体10连接，且位于壳体10和旋转刀盘21之间，即电容变化件30位于壳体10的下方和旋转刀盘21的上方，由此，一方面方便旋转刀盘21与被割草接触，另一方面能够保证电容变化件30对人体介入检测的有效性和及时性，当人体介入时控制旋转刀盘21停转。

进一步地，如图2所示，电容变化件30构造成沿旋转刀盘21的周向延伸的环形，从而在旋转刀盘21的周向实现实时检测，这样无论人体从哪个方向介入，均会被电容变化件30及时检测到。且切割机构20与电容变化件30之间相对的表面各处均保持相等。电容变化件30产生的电容的变化量测量值更加准确，进而提升了电容变化件30对人体识别的准确性，保证了割草机器人1的安全性。

可选地，如图1所示，电容变化件30可以为沿水平方向设置的平板，以方便加工和安装。

在本实用新型的另一些具体实施例中，电容变化件30也可以沿由内向外逐渐向下倾斜的喇叭状表面延伸(图中未示出)，从而提高对人体介入的检测范围。

在电容变化件30为喇叭状的实施例中，电容变化件30的外周沿围绕在旋转刀盘21的外周侧。

其中，电容变化件30的外周沿与旋转刀盘21的下表面平齐；

或者，电容变化件30的外周沿向下超出旋转刀盘21的下表面，在本实施例中，电容变化件30上形成有缺口，缺口能够避让旋转刀盘21的前部的部分，以使得旋转刀盘21能够正常地进行割草作业。

如此，旋转刀盘21被容置于切割机构20内，保证旋转刀盘21旋转过程中在高度方向始终处于与电容变化件30的罩设范围，电容变化件30在此区域内的各个位置之间均可引起电容量的改变，电容变化件30的电容量的改变能够及时传递至控制装置，控制旋转刀盘21的急停。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图2所示，电容变化件30的外直径与旋转刀盘21的最大外直径相等。

或者，电容变化件30的外直径大于旋转刀盘21的最大外直径，且电容变化件30在水平面的正投影位于壳体10在水平面的正投影内。

由此，保证旋转刀盘21旋转过程中在始终处于电容变化件30的检测区域内，保证人体从各方向接接近切割机构20时，均能被电容变化件30及时检测到，从而及时控制切割机构20停止，进一步提高了安全性。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图2所示，电容变化件30与旋转刀盘21之间的最小距离不超过90mm，例如，电容变化件30与旋转刀盘21之间的最小距离为0.5mm-15mm。这样在保证引起电容变化件30电容变化量的区域覆盖旋转刀盘21的同时，电容变化件30与旋转刀盘21保持一定的距离，使电容变化件30与旋转刀盘21不会因为割草机器人1的振动而相接触。

在本实用新型的一些具体实施例中，电容变化件30为金属板或覆有金属层的非金属板，该金属层可以为喷涂形成的金属漆，也可以为粘贴的金属薄膜，如此，利用金属具有感知电子而发生电容变化的特性，使电容变化件30能够检测人体的介入。

其中，当电容变化件30为覆有金属层的非金属板时，在电容变化件30为平板的实施例中，金属层可以设置在电容变化件30的小表面；在电容变化件30为喇叭状的实施例中，金属层可以设置在电容变化件30的外表面。

在本实用新型的一些具体实施例中，控制装置包括信号采集电路和处理器。

信号采集电路与电容变化件30相连，用于采集电容变化件30的电容变化量并生成信号。处理器信号采集电路相连，且处理器根据信号控制行走机构40和/或切割机构20的启停。

具体地，信号采集电路与电容变化件30通过导线电连接，采集电路能够检测到电容变化件30的电容变化量，并将电容变化量传输给处理器，处理器接受信号后，判断电容变化量处于预定范围内时，处理器根据信号控制旋转刀盘21停转和/或割草机器人1停止移动等保护措施，割草机器人停机对人体提供了保护。旋转刀盘21停转使割草机器人1不会对人体造成伤害，行走机构40停止移动，使割草机器人1不会因移动对人体造成伤害。

可选地，信号为电压信号或波形频率值。

信号采集电路采集的信号为电压信号时，经过电压放大器将入的信号为放大。利用公式C＝Q/U，其中Q为电荷量，C为电容，U为电压，在电荷量相同的情况下，不同的电压U产生的电容量也不同。电容量发生变化时，电压信号也会产生相应变化。由信号采集电路采集的电压信号传输给处理器，处理器识别电压变化是否为人体产生，进而决定是否停止切割机构20工作，达到识别人体并对人体起到了保护的效果。

信号采集电路采集的信号使波形频率值时，利用LC谐振电路原理，信号会产生一个固定频率的波形，根据电容变化件30的电容量计算公式C＝εS/d，其中ε为介电常数，不同物体的介电常数不同，不同物体介入电容变化件30之间产生的电容量也不同。谐振电路中的电容量变化时候，谐振频率也会产生相应的变化。由信号采集电路采集的信号传输给处理器，处理器识别谐振频率变化是否为人体产生，进而决定是否停止切割机构20工作，达到识别人体并对人体起到了保护的效果。

根据本实用新型实施例的割草机器人1，通过设置电容变化件30，能够有效防止割手，在此基础上，无需设置相关技术中的保护罩去罩设旋转刀盘21，由此，可以将割草机器人1的底盘抬高，减少底盘与草坪的摩擦系数，从而提高越障能力和移动效率。

当然，本实用新型不限于此，为进一步提升安全性，割草机器人1也可以进一步设置保护罩，保护罩安装于壳体，并罩设旋转刀盘21的侧部和/或后部。举例而言，以割草机器人1行进的方向为前方向，保护罩罩设旋转刀盘21的左右两侧部和/或后部，即旋转刀盘21的前侧露出于保护罩。如此，割草机器人向前行进时，由于旋转刀盘21的前方没有保护罩遮挡，使旋转刀盘21能够正常地进行割草作业，并保护罩在旋转刀盘21的侧部和/或后部提供进行保护，提升割草机器人1的安全性。

在本实用新型的一些具体实施例中，割草机器人1还包括报警装置(图中未示意)。

报警装置安装于壳体10且与控制装置相连，控制装置根据电容变化件30的电容变化量控制报警装置。

具体地，报警装置可以安装在割草机壳体10上，通过控制装置判断人手是否接触到电容变化件30的感应区域而启动，即当人体接近旋转刀盘21时，控制装置控制旋转刀盘21停转，并同时控制报警装置发出声音和/或闪光而提醒用户，进一步提升了割草机机器人安全性。

根据本实用新型实施例的割草机器人1的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“具体实施例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种割草机器人，其特征在于，包括：

壳体；

行走机构，所述行走机构安装于所述壳体；

切割机构，所述切割机构安装于所述壳体；

电容变化件，所述电容变化件邻近所述切割机构设置；

控制装置，所述控制装置设于所述壳体且分别与所述电容变化件和所述切割机构相连，所述控制装置根据所述电容变化件的电容变化量控制所述行走机构和/或所述切割机构的启停。

2.根据权利要求1所述的割草机器人，其特征在于，所述电容变化件的电容变化量在预定范围内时，所述控制装置控制所述行走机构和/或所述切割机构停止。

3.根据权利要求1所述的割草机器人，其特征在于，所述切割机构具有旋转刀盘，所述旋转刀盘具有多个刀片，所述旋转刀盘位于所述壳体的底部，所述电容变化件安装于所述壳体或通过连接件与所述壳体连接，且位于所述壳体和所述旋转刀盘之间。

4.根据权利要求3所述的割草机器人，其特征在于，所述电容变化件构造成沿所述旋转刀盘的周向延伸的环形。

5.根据权利要求4所述的割草机器人，其特征在于，所述电容变化件为沿水平方向设置的平板。

6.根据权利要求4所述的割草机器人，其特征在于，所述电容变化件沿由内向外逐渐向下倾斜的喇叭状表面延伸。

7.根据权利要求6所述的割草机器人，其特征在于，所述电容变化件的外周沿围绕在所述旋转刀盘的外周侧，其中，

所述电容变化件的外周沿与所述旋转刀盘的下表面平齐；或

所述电容变化件的外周沿向下超出所述旋转刀盘的下表面。

8.根据权利要求4所述的割草机器人，其特征在于，所述电容变化件的外直径与所述旋转刀盘的最大外直径相等；或

所述电容变化件的外直径大于所述旋转刀盘的最大外直径，且所述电容变化件在水平面的正投影位于所述壳体在水平面的正投影内。

9.根据权利要求3所述的割草机器人，其特征在于，所述电容变化件与所述旋转刀盘之间的最小距离不超过90mm。

10.根据权利要求1所述的割草机器人，其特征在于，所述电容变化件为金属板或覆有金属层的非金属板。

11.根据权利要求1所述的割草机器人，其特征在于，所述控制装置包括：

信号采集电路，所述信号采集电路与所述电容变化件相连，用于采集电容变化件的电容变化量并生成信号；

处理器，所述处理器与所述信号采集电路相连，且所述处理器根据所述信号控制所述行走机构和/或所述切割机构的启停。

12.根据权利要求3所述的割草机器人，其特征在于，还包括：

保护罩，所述保护罩安装于所述壳体，并罩设所述旋转刀盘的侧部和/或后部。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的割草机器人，其特征在于，还包括：

报警装置，所述报警装置安装于所述壳体且与所述控制装置相连，所述控制装置根据所述电容变化件的电容变化量控制所述报警装置。

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