CN219305439U - 调高机构及自主作业设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种调高机构和自主作业设备，所述调高机构应用于自主作业设备，所述自主作业设备包括底盘与工作组件，包括驱动件和连接组件，所述驱动件连接至所述底盘并具有驱动轴，所述驱动轴可绕其轴线转动；所述连接组件包括连接件，所述连接件具有第一端和第二端，所述第一端连接至所述驱动轴，所述第二端与所述工作组件连接。本实用新型的调高机构结构简单，操作方便，并可以实现精准调节工作组件的高度。

Description

调高机构及自主作业设备

技术领域

本实用新型的具体实施方式涉及园林工具领域，特别涉及一种调高机构。本实用新型的另一具体实施方式还涉及具有该调高机构的自主作业设备。

背景技术

割草机是一种常见的用于修剪草坪、植被等的机械工具，目前的割草机器人大都是使用者手动转动旋转部件带动工作组件上下调节，调高过程相对较慢且割草过程中无法调整高度。国内外目前关于割草机电动调高的专利技术已有多项，例如公开号为CN201830660U的割草刀具高度调节机构，该高度调节机构包括丝杠和丝母，丝母固定，并可转动，丝杠设有竖直导向机构，其内部中空，并可安装刀片驱动电机；以及公开号为CN107258207A的割草机及传感器高度控制方法，其技术方案为包括旋转组件，旋转组件能够旋转，且旋转组件具有垂直于所述工作表面的第一侧壁，第一侧壁表面设置有旋转齿，传感组件具有垂直于所述工作表面的第二侧壁，所述第二侧壁相对于所述第一侧壁的表面设置有旋转螺纹，旋转螺纹与所述旋转齿相啮合，传感器与所述第二侧壁连接，传感组件随所述旋转组件的旋转而相对所述工作表面移动。

目前割草机的调高机构主要有以下四种形式：1、通过电机带动齿轮升降进行高度调节；2、电机导电丝杠上的滑块升降进行调节高度；3、电机带动连杆运动机构进行调节高度；4、通过升高整个割草机的底盘实现调节高度。

这些用于调节工作组件的调高机构结构复杂，操作不便，因此急需一种机构简单且操作方便的调高机构，以调节工作组件的高度。

实用新型内容

本实用新型一具体实施方式的目的在于提供一种调高机构，该调高机构结构简单，且操作方便，可用于调节割草机的工作组件的高度。

为解决上述技术问题，本实用新型涉及一种调高机构，所述调高机构应用于自主作业设备，所述自主作业设备包括底盘与工作组件，包括：

驱动件，所述驱动件连接至所述底盘并具有驱动轴，所述驱动轴可绕其轴线转动；

连接组件，所述连接组件包括连接件，所述连接件具有第一端和第二端，所述第一端连接至所述驱动件，所述第二端与所述工作组件连接；所述连接件被构造为柔性连接件。

在一个实施例中，所述连接件的所述第一端可随着所述驱动轴转动而缠绕至所述驱动轴。

在一个实施例中，还包括限位组件，所述限位组件连接至所述底盘，并用于可操作地限制所述工作组件的运动方向。

在一个实施例中，所述限位组件包括至少一连杆组，所述连杆的首端与所述底盘铰接，所述连杆的尾端与所述工作组件铰接。

在一个实施例中，所述限位组件包括两个所述连杆组；两个所述连杆组沿水平方向间隔设置；每组所述连杆组包括两个连杆，且两个所述连杆长度相同且沿竖直方向间隔设置，两个所述连杆的首端分别与通过两个第一铰接轴与所述底盘铰接，两个所述连杆的尾端分别通过两个第二铰接轴与所述工作组件连接。

在一个实施例中，所述限位组件包括筒状的限位滑道，所述限位滑道沿竖直方向延伸并与所述底盘连接，所述限位滑道内壁与所述工作组件外周适配，并可允许所述工作组件沿竖直方向移动，所述连接件连接至所述工作组件的顶部。

在一个实施例中，还包括第二传感器组件，用于检测所述工作组件的高度变化信息。

在一个实施例中，所述第二传感器组件包括第二感应元件和与所述第二感应元件配合的第四感应元件，所述第四感应元件设置于所述驱动轴的径向外侧，所述第二感应元件连接至所述底盘并与所述第四感应元件相对应，用于配合所述第四感应元件感应所述驱动轴的转数或转速。

在一个实施例中，还包括：

电路板，所述第二感应元件设置于所述电路板上；

控制器，所述控制器与所述电路板和所述驱动件连接，用于接收所述第二感应元件的第二信号，并至少根据所述第二信号控制所述驱动件的运行或停止。

在一个实施例中，还包括第一传感器组件，用于检测所述工作组件与所述底盘的相对位置信息。

在一个实施例中，所述第一传感器组件包括第一感应元件和与所述第一感应元件配合的第三感应元件，所述第三感应元件设置于所述工作组件或所述限位组件上，所述第一感应元件设置于所述底盘，用于配合所述第三感应元件感应所述工作组件的位置。

在一个实施例中，还包括：

电路板，所述第一感应原件设置于所述电路板上；

控制器，所述控制器于所述电路板和所述驱动件连接，用于接收所述第一感应元件的第一信号，并至少根据所述第一信号控制所述驱动件的运行或停止。

在一个实施例中，所述限位组件还包括悬臂，所述悬臂的近端与所述连杆组连接，所述悬臂的远端延伸至所述工作组件的上方；所述第三感应元件位于所述悬臂的远端。

在一个实施例中，还包括罩体，所述罩体的顶部连接至所述底盘；所述驱动件为电机，所述电机位于所述罩体内，所述驱动轴延伸至所述罩体的外部。

在一个实施例中，所述驱动轴远离所述电机的一端设有沿所述驱动轴轴线方向间隔设置的第一限位环和第二限位环，所述连接件的所述第一端位于所述第一限位环和所述第二限位环之间。

在一个实施例中，所述连接件为绳索，所述连接件采用芳纶材质。

在一个实施例中，所述连接件的弹性模量范围为120GPa-140GPa。

在一个实施例中，所述连接件的破断拉力大于或等于200N。

在一个实施例中，所述连接件的断裂伸长率小于或等于3％。

在一个实施例中，所述连接件的热膨胀系数的绝对值小于或等于3×10^-6/℃。

在一个实施例中，所述连接件的所述第二端与所述工作组件(2)可拆卸连接。

在一个实施例中，所述连接组件还包括卡接件，所述卡接件包括连接部和卡块，所述连接部与所述连接件的所述第二端连接，所述卡块用于卡入所述工作组件的卡槽内。

本实用新型还涉及一种自主作业设备，包括：

主体机构，所述主体机构包括底盘；

移动机构，被构造为安装在所述主体机构上，带动所述自主作业设备行走和转向；

工作组件，所述工作组件连接至所述底盘并可沿竖直方向移动；

上述的调高机构，所述驱动件连接至所述底盘的底部，所述连接件的所述第二端与所述工作组件连接，并可操作地带动所述工作组件沿竖直方向移动。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1a是本实用新型的一个实施例的调高机构立体图。

图1b是图1a所示实施例中A区的局部放大图。

图2是图1a所示实施例的调高机构右视图。

图3是本实用新型的一个实施例的割草机中工作组件上升至最高点的剖视图。

图4是图3所示实施例的割草机沿A-A线的剖视图。

图5a是图3所示实施例的割草机中工作组件位于最低点的剖视图。

图5b是图5a所示实施例的B区局部放大图。

图6是图5a所示实施例的割草机沿A-A线的剖视图。

图7是本实用新型的一个实施例的限位组件示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了便于更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

以下将结合附图对本实用新型的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。

在以下描述中，为了清楚展示本实用新型的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

本实用新型一具体实施方式涉及一种应用于自主作业设备的调高机构3，用于调节自主作业设备的工作组件2的高度。在本实施例中，自主作业设备典型地为智能割草机100，工作组件2典型地为切割组件。下面结合附图对本实用新型的一个具体实施例的智能割草机100和调高机构3进行详细描述。

该智能割草机100还包括底盘1、设置于底盘1下面的工作组件2以及调节工作组件2高度的调高机构3。底盘1朝向顶部凹陷形成顶壁11和两个侧壁12，如图3和图5a所示，顶壁11距离底面一定距离，且连接至两个侧壁12的顶部，两个侧壁12沿车体的前后方向间隔排列，并和顶壁11配合形成一个独立的空间，以方便工作组件2上升或下降。工作组件2与侧壁12通过两组连杆组41连接，即工作组件可在顶壁11的下方上下移动。具体来说，在本实施例中工作组件2包括刀盘护罩21和设置于刀盘护罩21的刀盘组件22，该刀盘组件22包括两组刀盘221和驱动两组刀盘221旋转的两个电机222，两个电机222分别独立地驱动两组刀盘221旋转以实现切割植被，应理解，在一些实施例中，也可以安装更多的电机222或更多组刀盘221，不限制电机22和刀盘221的数量。

刀盘护罩21与侧壁12通过两组连杆组41连接，并可被调高结构3驱动，以带动刀盘组件22上下移动，以调节刀盘组件22相对于地面的高度。刀盘护罩21的作用是防止用户触及刀盘221，应理解，也可以直接将刀盘221安装至底盘1下方，不安装刀盘护罩21。

调高机构3包括电机31、连接件33和连接组件，如图1a、图1b和图2所示，电机31用于驱动刀盘护罩21上下移动，而连接件33用于连接电机31和刀盘护罩21，限位组件用于限制刀盘护罩21的运动方向。在图所示的实施例中，电机31选用有刷电极，一方面割草高度调节功能工作频率较低，寿命要求低；另一方面利于降低成本，应理解，在其他实施例中，电机31也可以换成无刷电机或其他的驱动件，或者手动机械旋转驱动轴，不限制驱动件的实施方式。

此外，如图3和图5a所示，电机31连接至顶壁11的底部。电机31的输出轴即为驱动轴32，驱动轴32沿水平方向延伸，驱动轴32可被驱动地绕其水平轴线转动。连接组件包括连接件33，连接件33的第一端与驱动轴32连接，第二端与刀盘护罩21的顶部连接，电机31启动时，驱动轴32在转动过程中可使得连接件33缠绕至其外周，通过连接件33的不断卷绕，进而带动刀盘护罩21上下移动。当工作组件2受到地面障碍物(通常为密草或石块)对工作组件2施加向上的力时，该连接件33的中间部位可发生形变，允许工作组件2向上发生位移。

相较于现有技术中通过电机222与齿轮、丝扛或连杆的配合实现调节工作组件2高度的方式，本实施方式的结构十分简单，而且操作方便，适应性强，具有更广泛的市场前景。

在其他实施例中，驱动轴32也可以沿竖直方向延伸，且绕其竖直方向的轴线转动，连接件33的第一端与驱动轴32连接，第二端与刀盘护罩21连接，连接件33的延伸路径上设有几个导辊，用于改变连接件33的延伸方向，并使得连接件33靠近第一端的位置沿水平方向延伸，靠近第二端的部分呈竖直方向延伸，驱动轴32转动时，可使得连接件33绕导辊移动，并缠绕至驱动轴32外周。

应理解，连接件33可以采用绳索、丝绳、帆布带、尼龙绳/带、链条等，不限制连接件种类。但是考虑到钢丝绳、尼龙绳或尼龙带在卷绕时容易弹开，而帆布带耐候性、强度等较差等原因，所以作为最优实施方案中，连接件33选用芳纶绳或芳纶带，优选以

为原料编结的绳或带，芳纶具有良好的机械性能，例如较高的强度、稳定的化学性能和较高的耐劳度，非常适用于本实施方式的调高机构3。

此外，为了增加调高机构3的使用寿命，连接件33不仅具有一定柔软性和可卷曲的特点，还需具有高柔韧性、高强度、耐磨损、低延伸率、高耐候性、低热膨胀系数等性能。以Kevlar材料为例，其弹性模量范围需在100GPa-200GPa，优选为120GPa-140GPa，而且，理论上其破断拉力不小于50N，实践中，其破断拉力需大于200N-300N才能满足需求。

对于纤维材质制成的连接件33，参照FZ/T50025-2014方法进行测试其耐磨性，摩擦次数不小于1000次，优选不小于3000次。此外，其断裂伸长率不大于5％，优选不大于3.8％，最优选地不大于3％。热膨胀系数的绝对值不大于15×10^-6/℃，优选地，热膨胀系数的绝对值不大于3×10^-6/℃。

连接件33的第二端通过卡接件331与刀盘护罩21卡接。如图1a和图1b所示，该卡接件331包括平板状的卡块332和位于卡块332顶面的连接部333，卡块332整体为平板状。连接部333位于卡块332的顶面，并与连接件33的第二端连接，卡块332的周向边缘处可用于与刀盘护罩21卡接。具体来说，刀盘护罩21的顶面设置两个相对间隔设置的第一凸块211和第二凸块212，第一凸块211和第二凸块212均设有朝向彼此开口的卡槽213，且两个卡槽213分别由第一凸块211和第二凸块212端面朝向内凹陷形成，卡块332的两侧可分别从第一凸块211和第二凸块212的端面卡入两个卡槽213内，而连接部333位于第一凸块211和第二凸块212之间，方便与连接件33的第二端连接。当智能割草机100使用一段时间后，可将连接件331从卡槽213内取出，更换连接件33，方便调高机构3的维修。应理解，卡块332和卡槽213的形状不受限制，也可以设置成其他形状，只要能够方便连接件331与工作组件2卡接即可。此外，连接件33也可以通过其他方式与刀盘护罩21可拆卸连接，例如通过打结直接连接至刀盘护罩21的顶面，不限制连接件33与刀盘护罩21的可拆卸连接方式。

底盘1还设有限位组件，电机31带动工作组件2上升或下降的过程中，限位组件可限制工作组件2在升降过程中沿水平方向的偏移。在图2和图4所示的实施例中，限位组件为两组形状相同的连杆组41，两组连杆组41沿水平方向对齐且间隔设置，且两组连杆组41的首端均与底盘1的同一个侧壁12通过铰接轴铰接，尾端均与工作组件2通过铰接轴铰接。具体地，每组连杆组41均包括两个连杆411，该两个连杆411沿竖直方向间隔设置，且长度相同，两个连杆411的首端分别通过两个第一铰接轴42与底盘1的侧壁12连接，该侧壁12沿竖直方向延伸，两个第一铰接轴42沿竖直方向对齐，且其轴线均沿水平方向延伸。两个连杆411的尾端分别通过两个第二铰接轴43与刀盘护罩21顶面的连接座214连接，该连接座214沿竖直方向延伸，而两个第二铰接轴43固定至连接座214沿竖直方向的两个位置，两个第二铰接轴43的轴线也沿水平方向延伸，且沿竖直方向间隔对齐。两个第一铰接轴42的间距和两个第二铰接轴43的间距相同，每组连杆组41中的两个连杆411长度也相同，即两个连杆411、两个第一铰接轴42的间距和两个第二铰接轴43的间距形成平行四边形结构。两个第一铰接轴42固定至侧壁12上，且沿竖直方向间隔排列，即两组连杆组41在转动过程中，从而使得两个第二铰接轴43也一直处于沿竖直方向对齐的状态，即承载两个第二铰接轴43的连接座214一直处于竖直方向，从而使得刀盘护罩21一直处于水平方向，保证刀盘护罩21和刀盘组件21在转动过程中的稳定性。

此外，为了防止每组连杆组41沿其轴线方向移动，侧壁12还设由两组第一限位板121，如图1a和图2所示，每组第一限位板121的两个限位板分别设置于与每组连杆组41相连的两个第一铰接轴42沿其轴线方向的两侧，可限制该组连杆组41沿第一铰接轴42平移。两个连接座214同样分别设有一组沿竖直方向延伸的第二限位板215，每组第二限位板215的两个限位板分别位于第二铰接轴43沿其轴线方向的两侧，可以限位刀盘护罩21沿第二铰接轴43平移。两组第一限位板121用于限制两组连杆组41沿水平方向平移，两组第二限位板215可以限制工作组件2相对于两组连杆组41沿水平方向平移，两组第一限位板121和两组第二限位板215配合可限制工作组件2相对于沿车体的左右方向平移。

此外，两组连杆组41之间还设有两个支撑杆44，该两个支撑杆44沿水平方向延伸，其中一个支撑杆44与每组连杆组41中位于上方的两个连杆411连接，另一个支撑杆44与位于下方的两个连杆411连接，支撑杆44可使得两组连杆组41同步转动，有利于工作组件2的稳定性。位于上方的一个支撑杆44的中段还设有悬臂45，该悬臂45的近端与支撑杆44连接，远端朝向工作组件2的上方延伸，且位于工作组件2上方的预定位置，用于安装第三感应元件71，下文会详述。应理解，也可以只设置一个支撑杆44，该支撑杆44可与两组连杆组41中任意两个沿水平方向对齐的两个连杆411连接，也可以协助两组连杆组41同步运动。此外，悬臂45也可以与任意一个支撑杆44连接。

应理解，在某些实施例中，所述限位组件被构造为只设置至少一连杆组41或一组连杆组41，也可以带动工作组件2沿竖直方向移动。

应理解，在另一些实施例中，限位组件也可被构造为其他结构，只要能够限制工作组件2沿车体的左右方向移动且不限制刀盘组件22在竖直方向上移动即可。示例性地，如图7所示，限位组件被构造为连接至底盘1的限位滑道46，该限位滑道46为沿竖直方向延伸的筒状，限位滑道46沿水平方向的外侧可与底盘1的两个侧壁12固定连接，且其内壁与工作组件2的整体或部分相适配。工作组件2位于限位滑道46内，工作组件2的顶面连接连接件33，连接件33从限位滑道46的顶部穿出并与驱动轴32连接。限位滑道46可允许工作组件2沿竖直方向移动，还可以限制工作组件2沿水平方向移动。另外，工作组件2的顶部还设有弹簧47，该弹簧47的底端与工作组件2连接，顶端与限位滑道46的顶部连接，工作组件2由下而上运动时，弹簧47可协助驱动工作组件2运动。

电机31的外部还设有罩体5，如图3、图5a和图5b所示，该罩体5连接至顶壁11的底面，电机31位于该罩体5内，驱动轴32沿水平方向延伸至罩体5外部，连接件33连接至位于罩体5外部的驱动轴32。此外，驱动轴32还设有两个限位环321，两个限位环321沿驱动轴32的周向延伸形成环状，且沿驱动轴32的轴线方向间隔设置，两个限位环321位于罩体5外部。两个限位环321之间形成绕线空间，且远离电机的一个限位环321位于驱动轴32的端部，且其直径大于另一个限位环321的直径，连接件33的第一端位于两个限位环321之间的绕线空间内，并与驱动轴32连接，两个限位环321可以防止连接件33在缠绕至驱动轴32的过程中脱离驱动轴32。驱动轴32运动过程中，连接件33不断缠绕至驱动轴32，两个限位环321可以防止连接件33在缠绕过程中脱圈，影响调高机构3的运行。此外，罩体5的外部还设有檐部51，该檐部51为弧形且环绕驱动轴32的顶部延伸，檐部51覆盖绕线空间，可以进一步防止连接件33脱离驱动轴32。

作为优选方案，工作组件2或限位组件上还设有第一传感器组件，第一传感器组件用于检测工作组件相对于底盘1的位置信息，尤其检测工作组件是否到达校准位。具体来说，第一传感器组件包括第一感应元件61和与第一感应元件61配合的第三感应元件71。在本实施例中，第一感应元件61被构造为霍尔传感器，第三感应元件71被构造为永磁体。第三感应元件71设置于悬臂45的远端，第一感应元件61设置于底盘1并与第三感应元件71沿竖直方向基本对齐，悬臂45随着连杆组41上升或下降的过程中，第三感应元件71距离第一感应元件61的距离发生变化，第一感应元件61可感应第三感应元件71的磁场变化，进而检测工作组件2的位置。

在图3和图4所示的实施例中，工作组件2处于最高位置，第三感应元件71与第一感应元件61沿水平方向对齐且彼此靠近，此时工作组件2相对于底面高度为80cm。在图5a和图6所示的实施例中，第三感应元件71位于第一感应元件61的下方，工作组件2处于最低位置，距离底面高度20cm。

第一感应元件61和第三感应元件71配合，还可以标定工作组件2的最高位置，随着第三感应元件71的逐渐上升，当第三感应元件71运动至与第一感应元件61基本沿水平面对齐时，此时工作组件2处于最高位置，第一感应元件61可感应到第三感应元件71的磁场极性发生变化，可将信号输送至控制器，完成工作组件2的高度标定。此外第三感应元件71也可以直接设置工作组件2的顶部，且与第一感应元件61沿竖直方向相对应设置，也可以用于与第一感应元件61配合，检测工作组件2的位置。

应理解，第三感应元件71也可以设置于工作组件2或限位组件上，且沿竖直方向与第一感应元件61对应，只要能够配合第一感应元件61，以检测工作组件2的位置即可。

作为另一个优选方案，驱动轴32还设有第二传感器组件，用于检测驱动轴32的转数或转速。具体地，第二传感器组件包括第二感应元件62和与第二感应元件62配合的第四感应元件72，第四感应元件72设置于驱动轴32的径向外侧。具体地，第四感应元件72为磁码盘，且设置于驱动轴32位于罩体5内的一端，并与驱动轴32同轴设置，第四感应元件72可随着驱动轴32转动，第二感应元件62位于第四感应元件71的下方且可感应第四感应元件72在转动过程中的磁场变化，从而检测驱动轴32的转动。控制器可基于驱动轴的尺寸(典型地为直径、半径或周长)和转数计算得到工作组件的高度变化信息。应理解，第二感应元件62也可以设置于第四感应元件72的上方或左右两侧，也可以配合第四感应元件71检测驱动轴32的转数或转速。

在图3和图5a所示的实施例中，罩体5内还设有电路板6，该电路板6设有多个电子元器件，包括但不限于上述的第一感应元件61和/或第二感应元件62。在本实施例中，第一感应元件61和第二感应元件62被构造为设置在同一片电路板6上。在一些实施例中，第一感应元件61和第二感应元件62被构造为分别设置在不同的两片电路板6上。在本实施例中，第一感应元件61和第二感应元件62均为霍尔传感器。在一些实施例中，第一感应元件61和第二感应原件62也可根据实际需求选用其他类型的传感器。

此外，电路板6还连接外部的控制器，电路板6可将第一感应元件61和第二感应元件62的信息传输至控制器。而控制器还与电机31和电路板6电连接，控制器可根据第一感应元件61判断驱动轴32的转数或转速，还可根据第二感应元件62的信息判断工作组件2的位置，当需要调节工作组件2的高度时，控制器根据第二感应元件62判断工作组件2的位置，然后启动电机31运行，再根据驱动轴32的转数或转速、驱动轴32的尺寸精准调节工作组件2的高度。典型地，当以驱动轴32的转数为依据时，通过控制驱动轴32旋转的圈数控制高度调节；当以驱动轴32的转速为依据时，通过控制驱动轴32旋转的时间控制高度调节。

本实施方式的调高机构3结构简单，操作方便，而且还配置了第一感应元件61和第二感应元件62，可以控制电机31的运行，以实现精准调节工作组件2的高度。

本实用新型一具体实施方式还涉及一种自主作业设备，该自主作业设备尤其是可自主地在预设区域内移动并执行特定工作作业的机器人，典型的如执行清洁作业的智能扫地机/吸尘器，或执行割草作业的智能割草机100等。其中，特定作业尤其指对工作面进行处理、使工作面的状态发生改变的作业。具体来说，自主作业设备至少包括主体机构、移动机构、上述的工作组件2和上述的调高机构等。

主体机构通常包括底盘1和外壳，底盘1用于安装和容纳移动机构、工作组件2和上述的调高机构等功能机构与功能模块。外壳通常构造为至少部分地包覆底盘1，主要起到增强自主作业设备美观和辨识度的作用。

移动机构构造为用于将主体机构支撑于地面并驱动所述主体机构在地面上移动，通常包括轮式移动机构、履带式或半履带式移动机构和步行式移动机构等，自主作业设备的直线行进通过左右两个驱动轮同向等速转动实现，转向行进通过左右两个驱动轮的同向差速或相向转动实现。在其他实施方式中，移动机构还可包括独立于所述驱动轮的转向机构和独立于所述行走原动机的转向原动机。

控制器通常包括至少一个处理器和至少一个非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质内存储有预先写入的可执行指令，处理器根据所述可执行指令控制自主作业设备的移动、工作等动作的执行。

工作组件2连接至底盘1并可沿竖直方向移动，调高机构3的驱动件连接至底盘1的底部，连接件的第二端与工作组件2连接，并可带动所述工作组件2沿竖直方向移动。

由于在本实施方式中，连接件33被构造为缠绕在驱动轴32上的柔性绳索，连接件33材料本身的弹性、缠绕位置、松紧程度等因素会导致高度调节出现误差，因此需要经常对工作组件2进行高度校准。针对该问题，本实用新型一具体实施方式还揭示了一种自主作业设备工作组件的高度调节方法，包括如下步骤：

S1：收到调高指令。

S21：判断是否达到预设校准条件；若达到预设校准条件，则执行S22；

S22：将工作组件2调节至校准位；

S23：将工作组件2调节至目标高度。

在步骤S1中，调高指令由用户直接输入，包括由用户指定的目标高度。在一些实施例中，调高指令由预设程序自动生成，典型地应用场景包括使用割草机器人在预设草地上切割出花纹。

在步骤S21中，预设校准条件包括用户输入校准指令、达到校准周期中的至少一种。其中，校准周期包括时间周期、特定事件的次数周期中的至少一种。在一些实施例中，响应于用户输入校准指令，判断达到预设校准条件。在一些实施例中，响应于达到校准周期，判断达到预设校准条件。在一些实施例中，自主作业机器人响应于用户输入校准指令和达到校准周期的结合，判断达到预设校准条件。在一些实施例中，所述特定事件包括开始执行工作作业、结束执行工作作业、开始执行工作组件高度调节中的至少一种。

在一些实施例中，调高指令、校准指令等用户指令为由用户通过设置在自主作业设备上的人机交互设备输入，其中人机交互设备实例性地被构造为可操作的按键、可操作的触摸屏、语音识别系统等。在一些实施例中，用户指令由用户通过移动终端输入，指令信号通过有线或无线通信连接发送到自主作业设备。

在一些实施例中，自主作业设备包括计时模块，所述计时模块用于检测所述时间周期。典型地，在自主作业设备执行步骤S22后，计时模块开始记录自主作业设备的工作时长；当工作时长达到预设时长，则判断达到预设校准条件，重置计时模块，并在下次执行工作组件高度调节时执行高度校准。

在一些实施例中，自主作业设备包括计数模块，所述计数模块用于检测所述特定事件的次数周期。所述特定事件包括开始执行工作作业、结束执行工作作业、执行工作组件高度调节中的至少一种。在一些实施例中，在自主作业设备执行步骤S22后，计数模块开始记录自主作业设备开始或结束执行工作作业的次数；当自主作业设备开始或结束执行工作作业的次数达到预设次数，则判断达到预设校准条件，重置计数模块，并在下次执行工作组件高度调节时执行高度校准。在一些实施例中，在自主作业设备执行步骤22后，计数模块开始记录自主作业设备执行工作组件高度调节的次数；当自主作业设备执行工作组件高度调节的次数达到预设次数，则判断达到预设校准条件，重置计数模块，并在下次执行工作组件高度调节时执行高度校准。

在一些实施例中，重置计时模块或技术模块后，可以选择其他合适的时间进行高度校准，典型地在充电结束后开始工作时。

在一些实施例中，收到调高指令是高度校准的前置步骤。在另外一些实施例中，收到调高指令不是高度校准的前置步骤。具体地，自主作业设备在作业过程中，一旦达到预设校准条件，即进行高度校准。

在一些实施例中，校准位为工作组件在高度方向上可移动到的最高位置，通常该最高位置由底盘1限定。步骤S22包括驱动所述驱动轴32朝第一方向转动，所述连接件33逐渐缠绕至所述驱动轴32上，所述工作组件2向上运动；当第一感应元件61感应到第三感应元件71的极性变化，即确定工作组件达到校准位，停止驱动轴32的转动。所述步骤23包括驱动所述驱动轴32朝第二方向转动，所述连接件33逐渐从所述驱动轴32上释放，所述工作组件2向下运动，基于目标高度控制转动轴32的转数，使工作组件达到目标高度位置。其中，所述第一方向和所述第二方向相反。在一个实施例中，步骤S23包括基于所述驱动轴32的尺寸、所述驱动轴32的转数计算得到的所述工作组件2的高度变化信息。

在一些实施例中，校准位也可为工作组件2在高度方向上可移动到的最低位置，通常该最低位置由连接件33的长度限定，即当工作组件3处于最低位置时，连接件33完全从驱动轴32上释放并紧绷。所述步骤22包括驱动所述驱动轴32朝第二方向转动，所述连接件33逐渐从所述驱动轴32上释放，所述工作组件向下运动；所述步骤23包括驱动所述驱动轴32朝第一方向转动，所述连接件33逐渐缠绕至所述驱动轴上，所述工作组件向上运动。在本实施例中，第一传感器组件的位置需要做出适应性的调整。

上述实施方式揭示的智能割草机100结构简单，操作方便，可以实现精准调节工作组件22的高度，适应性较强，具有广泛的市场前景。

以上已详细描述了本实用新型的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (23)

1.一种调高机构，所述调高机构应用于自主作业设备，所述自主作业设备包括底盘与工作组件，其特征在于，包括：

驱动件，所述驱动件连接至所述底盘并具有驱动轴，所述驱动轴可绕其轴线转动；

连接组件，所述连接组件包括连接件，所述连接件具有第一端和第二端，所述第一端连接至所述驱动件，所述第二端与所述工作组件连接；所述连接件被构造为柔性连接件。

2.根据权利要求1所述的调高机构，其特征在于，所述连接件的所述第一端可随着所述驱动轴转动而缠绕至所述驱动轴。

3.根据权利要求1所述的调高机构，其特征在于，还包括限位组件，所述限位组件连接至所述底盘，并用于可操作地限制所述工作组件的运动方向。

4.根据权利要求3所述的调高机构，其特征在于，所述限位组件包括至少一连杆组，所述连杆的首端与所述底盘铰接，所述连杆的尾端与所述工作组件铰接。

5.根据权利要求4所述的调高机构，其特征在于，所述限位组件包括两个所述连杆组；两个所述连杆组沿水平方向间隔设置；每组所述连杆组包括两个连杆，且两个所述连杆长度相同且沿竖直方向间隔设置，两个所述连杆的首端分别与通过两个第一铰接轴与所述底盘铰接，两个所述连杆的尾端分别通过两个第二铰接轴与所述工作组件连接。

6.根据权利要求3所述的调高机构，其特征在于，所述限位组件包括筒状的限位滑道，所述限位滑道沿竖直方向延伸并与所述底盘连接，所述限位滑道内壁与所述工作组件外周适配，并可允许所述工作组件沿竖直方向移动，所述连接件连接至所述工作组件的顶部。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的调高机构，其特征在于，还包括第二传感器组件，用于检测所述工作组件的高度变化信息。

8.根据权利要求7所述的调高机构，其特征在于，所述第二传感器组件包括第二感应元件和与所述第二感应元件配合的第四感应元件，所述第四感应元件设置于所述驱动轴的径向外侧，所述第二感应元件连接至所述底盘并与所述第四感应元件相对应，用于配合所述第四感应元件感应所述驱动轴的转数或转速。

9.根据权利要求8所述的调高机构，其特征在于，还包括：

电路板，所述第二感应元件设置于所述电路板上；

控制器，所述控制器与所述电路板和所述驱动件连接，用于接收所述第二感应元件的第二信号，并至少根据所述第二信号控制所述驱动件的运行或停止。

10.根据权利要求5所述的调高机构，其特征在于，还包括第一传感器组件，用于检测所述工作组件与所述底盘的相对位置信息。

11.根据权利要求10所述的调高机构，其特征在于，所述第一传感器组件包括第一感应元件和与所述第一感应元件配合的第三感应元件，所述第三感应元件设置于所述工作组件或所述限位组件上，所述第一感应元件设置于所述底盘，用于配合所述第三感应元件感应所述工作组件的位置。

12.根据权利要求11所述的调高机构，其特征在于，还包括：

电路板，所述第一感应元件设置于所述电路板上；

控制器，所述控制器于所述电路板和所述驱动件连接，用于接收所述第一感应元件的第一信号，并至少根据所述第一信号控制所述驱动件的运行或停止。

13.根据权利要求11所述的调高机构，其特征在于，所述限位组件还包括悬臂，所述悬臂的近端与所述连杆组连接，所述悬臂的远端延伸至所述工作组件的上方；所述第三感应元件位于所述悬臂的远端。

14.根据权利要求1所述的调高机构，其特征在于，还包括罩体，所述罩体的顶部连接至所述底盘；所述驱动件为电机，所述电机位于所述罩体内，所述驱动轴延伸至所述罩体的外部。

15.根据权利要求14所述的调高机构，其特征在于，所述驱动轴远离所述电机的一端设有沿所述驱动轴轴线方向间隔设置的第一限位环和第二限位环，所述连接件的所述第一端位于所述第一限位环和所述第二限位环之间。

16.根据权利要求1所述的调高机构，其特征在于，所述连接件为绳索，所述连接件采用芳纶材质。

17.根据权利要求1所述的调高机构，其特征在于，所述连接件的弹性模量范围为120GPa-140GPa。

18.根据权利要求1所述的调高机构，其特征在于，所述连接件的破断拉力大于或等于200N。

19.根据权利要求1所述的调高机构，其特征在于，所述连接件的断裂伸长率小于或等于3％。

20.根据权利要求1所述的调高机构，其特征在于，所述连接件的热膨胀系数的绝对值小于或等于3×10^-6/℃。

21.根据权利要求1所述的调高机构，其特征在于，所述连接件的所述第二端与所述工作组件(2)可拆卸连接。

22.根据权利要求21所述的调高机构，其特征在于，所述连接组件还包括卡接件，所述卡接件包括连接部和卡块，所述连接部与所述连接件的所述第二端连接，所述卡块用于卡入所述工作组件的卡槽内。

23.一种自主作业设备，其特征在于，包括：

主体机构，所述主体机构包括底盘；

移动机构，被构造为安装在所述主体机构上，带动所述自主作业设备行走和转向；

工作组件，所述工作组件连接至所述底盘并可沿竖直方向移动；

权利要求1～22任一项所述的调高机构，所述驱动件连接至所述底盘的底部，所述连接件的所述第二端与所述工作组件连接，并可操作地带动所述工作组件沿竖直方向移动。

Images