CN219644569U - 自动割草机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动割草机，包括壳体、超声波探头和控制器；壳体包括用于设置超声波探头的安装位，安装位不高于相邻接的壳体的顶表面，壳体至少部分位于超声波探头的超声波信号传输路径上，控制器包括收发控制电路，收发控制电路接收回波信号的接收时间段迟于由壳体反射的超声波信号的回波时间段。本实用新型提供的自动割草机，可以屏蔽壳体对超声波探测障碍物的干扰，抑制超声波传感器设置对整机高度的增加，提高了自动割草机外轮廓优化的灵活性。

Description

自动割草机

技术领域

本实用新型属于割草机器人技术领域，具体涉及一种自动割草机。

背景技术

自动割草机，作为一种割草机器人，能够自主的在草坪上行走并对草坪进行修剪，从而人们可以从草坪修剪工作中解放出来。

然而，草坪上会有很多障碍物，自动割草机需要识别到这些障碍物并采取回避动作，比如，在碰到障碍物后，进行后退和转弯的避障动作。然而，这样的避障动作，自动割草机需要花费较多的时间执行，降低了工作效率。

市面上有部分自动割草机采用了超声波非接触式避障。然而，这些超声波探头，为了便于超声波信号的收发，通常设置于自动割草机的顶部，增加了自动割草机的整体高度，不利于自动割草机通过低矮通道，自动割草机的外轮廓设计灵活性也被限制，不利于外轮廓的优化设计。

因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

实用新型内容

因此，本实用新型所要解决的是现有技术中采用超声波探头的自动割草机体积不紧凑、外轮廓不便于优化设计的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种自动割草机，包括：

机身，包括壳体、设置于所述壳体下方的行走机构和用于驱动所述行走机构的驱动机构；

控制器，设置于所述机身，用于控制所述驱动机构的运转以驱动所述机身移动；

所述自动割草机还包括用于识别所述自动割草机前进方向障碍物的超声波探头，所述超声波探头用于发射超声波信号并接收由障碍物反射的回波信号；

所述控制器包括收发控制电路，所述收发控制电路用于控制所述超声波探头发射超声波信号的发射时间段和接收所述回波信号的接收时间段，在同一个探测周期，接收所述回波信号的所述接收时间段迟于由所述壳体反射的超声波信号的回波时间段；

所述壳体包括用于设置所述超声波探头的安装位，所述安装位不高于相邻接的所述壳体的顶表面，所述壳体至少部分位于所述超声波探头的超声波信号传输路径上。

在其中一实施例中，所述安装位形成于所述壳体的侧立面。

在其中一实施例中，在所述壳体的前后方向上，所述安装位位于所述壳体的中部区域或后部区域。

在其中一实施例中，所述壳体包括第一顶壁和第二顶壁，所述第一顶壁高于所述第二顶壁，所述侧立面上沿连接所述第一顶壁的外缘，所述侧立面的下沿连接所述第二顶壁的内缘，所述安装位在高度方向上位于所述第一顶壁和所述第二顶壁之间。

在其中一实施例中，所述侧立面包括大致沿着所述壳体宽度方向延伸的横立面，所述安装位形成于所述横立面。

在其中一实施例中，所述超声波探头的数量包括多个，每个所述超声波探头的设置在所述壳体上的位置不同，其中至少两个所述超声波探头与壳体前头的距离相同且探测区域至少部分重叠。

在其中一实施例中，所述壳体包括沿着前后方向的中分面，所述壳体关于所述中分面左右对称，至少两个所述超声波探头关于所述中分面对称设置。

在其中一实施例中，至少两个所述超声波探头的超声波信号的设置角度不同。

在其中一实施例中，两个所述超声波探头的超声波信号的发射角度呈锐角设置。

在其中一实施例中，两个所述超声波探头交替发射和接收超声波信号。

在其中一实施例中，所述避障控制电路还用于根据回波信号确定探测障碍物相对所述自动割草机的方位，控制所述自动割草机的行进方向。

本实用新型提供的技术方案，具有以下优点：

本实用新型提供的自动割草机，设置超声波探头的安装位不高于相邻接的壳体的顶表面，抑制了自动割草机整机高度的增加，便于优化自动割草机外轮廓，进一步的，通过收发控制电路控制超声波探头发射超声波信号的发射时间段和接收回波信号的接收时间段，在同一个探测周期，接收回波信号的接收时间段迟于由壳体反射的超声波信号的回波时间段，如此，由壳体反射的超声波信号并不会被超声波探头接收到，屏蔽壳体对超声波探测障碍物的干扰，同时实现了障碍物的探测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型一实施例所提供的自动割草机的立体结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的自动割草机的简单模块结构示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的自动割草机的两个超声波探头的探测范围简单结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

实施例1

本实施例提供了一种自动割草机100。请参见图1和图2所示，该自动割草机100包括机身、设置于机身上的控制器50和超声波探头60。其中，机身包括壳体20、设置于壳体20下方的行走机构30和用于驱动行走机构30的驱动机构40。

壳体20具有相对的前头和后头，在自动割草机100的前进方向上(如图1箭头所示)，壳体20前头位于后头的前方。行走机构30设置于壳体20的下方，用于支撑壳体20，并可以带动壳体20在工作面上移动。驱动机构40与行走机构30连接，用于为行走机构30提供动力，从而带动壳体移动。

本实施例中，行走机构30行走轮。具体包括后轮34和前轮32。前轮32和后轮34的数量分别为两个，前轮32为从动轮，后轮34为驱动轮，后轮34与驱动机构40连接，由驱动机构40驱动而转动，从而带动壳体在工作面上移动。

超声波探头60用于识别自动割草机前进方向障碍物。具体的，超声波探头60包括发射模块和接收模块，发射模块用于发射超声波信号，接收模块用于接收由障碍物反射的回波信号，发射模块和接收模块成对设置，每一超声波探头包括一发射模块和一接收模块。超声波探头60在通过发射模块完成发射超声波信号之后，启动接收模块接收超声波信号的回波信号。

壳体20包括用于设置超声波探头60的安装位，安装位不高于相邻接的壳体20的顶表面。如此，超声波探头60的安装位设置并不会增加壳体20的总高度，自动割草机100整体高度得到抑制，保持其通过低矮环境的通过性。

壳体20部分位于超声波探头60的超声波信号传输路径上。为了避免壳体20对超声波探头60探测障碍物的干扰，本实施例中，控制器50包括收发控制电路52，收发控制电路52用于控制超声波探头60发射超声波信号的发射时间段和接收回波信号的接收时间段。为了便于说明目的，记完成一次发射和对应该次发射的接收的时间为一个探测周期。在同一个探测周期，接收回波信号的接收时间段迟于由壳体反射的超声波信号的回波时间段。如此，由壳体反射的超声波信号并不会被超声波探头接收到，因此，屏蔽壳体对超声波探测障碍物的干扰，同时实现了障碍物的探测。

本申请提供的自动割草机，用于设置超声波探头的安装位不高于相邻接的壳体的顶表面，抑制了自动割草机整机高度的增加，提高了自动割草机外轮廓优化的灵活性。进一步的，通过收发控制电路控制超声波探头发射超声波信号的发射时间段和接收回波信号的接收时间段，在同一个探测周期，接收回波信号的接收时间段迟于由壳体反射的超声波信号的回波时间段，如此，由壳体反射的超声波信号并不会被超声波探头接收到，屏蔽壳体对超声波探测障碍物的干扰，同时实现了障碍物的探测。

在具体实施例中，控制器50包括避障控制电路54，避障控制电路54用于根据超声波探头60的回波信号制定避障指令信号，控制驱动机构40的行走。具体的，避障控制电路54与驱动机构40电连接，根据超声波探头60的回波信号确定障碍物与自动割草机的距离，在距离小于预设阈值时，避障控制电路54输出避障指令信号，行走机构40接收避障指令信号，并根据避障指令信号执行对应的避障动作。具体的，避障指令信号包括转向指令信号、减速指令信号、掉头指令信号或后退指令信号，也可以包括上述几种避障指令信号的两个或者多个的组合。相应的，避障动作包括转向、减速、掉头或者后退动作，也可以包括上述几种动作的两个或者多个的组合。

请重点参见图1，为了超声波探头的更大探测范围，安装位形成于壳体20的侧立面。具体的，壳体20包括裙边27和顶壁(26、28)，裙边27设置在顶壁(26、28)的外围，并向下延伸，裙边27形成壳体20的周侧表面。壳体20还包括侧立面(22、24)，侧立面(22、24)位于裙边27的所围设的范围内，安装位由侧立面的部分形成。

具体的，顶壁(26、28)包括第一顶壁28和第二顶壁26，第一顶壁28高于第二顶壁26，侧立面(22、24)上沿连接第一顶壁28的外缘，侧立面(22、24)的下沿连接第二顶壁26的内缘，安装位在高度方向上位于第一顶壁28和第二顶壁26之间。由于第二顶壁26低于第一顶壁28，在第一顶壁28和第二顶壁26之间形成侧立面，超声波探头设置在侧立面，第一顶壁28形成壳体20的顶表面，超声波探头不高于该顶表面。超声波探头设置在侧立面上，探测范围较大，不需要额外设置安装结构，更加简单方便，而且对壳体造型影响较小，有利于对壳体外轮廓进行优化设计。

更具体的，侧立面(22、24)包括大致沿着壳体20宽度方向延伸的横立面22，安装位形成于横立面22上。横立面22与自动割草机的前进方向角度接近90度，便于超声波探头探测前方障碍物。当然，上述接近90度，可以理解为70度-90度之间的角度范围。侧立面(22、24)还包括大致沿着壳体20前后方向延伸的纵立面24，在壳体宽度方向上，横立面22位于纵立面24的外侧，更靠近裙边27。

由于超声波探头的设置高度影响其探测障碍物的高度范围，若设置的太低容易被高草影响而误触发避障反应。比如，现有的超声波探头设置在及其的前头侧壁处，虽然避免了壳体的遮挡，但容易被较高草干扰误触发避障反应，降低自动割草机的智能性，用户体验差。

本实施例中，在壳体20的前后方向上，用于设置超声波探头60的安装位位于壳体20的中部区域。中部区域位置高于壳体前头的高度，因此，降低了受到高草干扰的风险，误触发概率小。在另一实施例中，超声波探头60的安装位也可以位于壳体20的后部区域。

上述“中部区域”和“后部区域”均是以壳体20的前后方向而言，在壳体前后长度方向上，前1/3壳体部分为前部区域，中间1/3壳体为中部区域，后面1/3壳体为后部区域。

为了更大范围的探测壳体20前头的障碍物，在一实施例中，超声波探头的数量包括两个，分别为超声波探头62和66，两个超声波探头的设置在壳体20上的位置不同，其中一个设置在壳体20的偏左侧，其中另一个设置在壳体的偏右侧，超声波探头62的探测区域为620，超声波探头66的探测区域为660。两个超声波探头60与壳体前头的距离相同且探测区域660和620部分重叠。如此，在壳体宽度方向上，探测范围更大，且不存在探测盲区。

为了便于说明目的，定义壳体20包括一中分面S，中分面S大致垂直于壳体20的支撑表面，且将壳体20沿着前后方向平分，也即壳体关于中分面为左右对称结构。超声波探头62和66关于中分面S对称设置。保障探测范围的同时，保持美观性。

超声波探头具有一中心线，超声波信号的探测区域以这根中心线为中心呈圆台状。该中心线相对壳体20的角度决定了超声波探头的探测范围，两个超声波探头的中心线的夹角为超声波信号的发射角度。请参见图3，为了降低探测盲区，位于壳体两侧的超声波探头的设置角度不同。位于左侧的超声波探头66的中心线向着壳体的中分面S方向倾斜，位于右侧的超声波探头62的中心线向着壳体20的中分面S方向倾斜。如此，两个超声波探头62和66的超声波信号的发射角度呈锐角，两个超声波探头62和66的探测区域的重叠范围更大，可以降低两个超声波传感器之间的探测盲区。

为了提高障碍物检测的准确性，避免两个超声波探头发出的超声波信号的相互干扰。在一实施例中，将两个超声波探头设置为交替发射和接收超声波信号。如此，两个超声波探头发射的回波信号在时间上相互错开，不会被另一个超声波探头所接收到，造成障碍物误判的风险。

在一些实施例中，为了自动割草机更加精准的避障。避障控制电路还用于根据回波信号确定探测障碍物相对自动割草机100的方位，控制自动割草机的行进方向。具体的，超声波探头的数量为多个，每个超声波探头的探测一个范围。如此，根据回波信号可以分析障碍物的相对方位，从而准确的调整方向，能够在不碰撞的前提下，更精准的接近障碍物，提高障碍物的周围草切割的完整性。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，可以做出其它不同形式的变化或变动，都应当属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种自动割草机，其特征在于，包括：

机身，包括壳体、设置于所述壳体下方的行走机构和用于驱动所述行走机构的驱动机构；

控制器，设置于所述机身，用于控制所述驱动机构的运转以驱动所述机身移动；

所述自动割草机还包括用于识别所述自动割草机前进方向障碍物的超声波探头，所述超声波探头用于发射超声波信号并接收由障碍物反射的回波信号；

所述控制器包括收发控制电路，所述收发控制电路用于控制所述超声波探头发射超声波信号的发射时间段和接收所述回波信号的接收时间段，在同一个探测周期，接收所述回波信号的所述接收时间段迟于由所述壳体反射的超声波信号的回波时间段；

所述壳体包括用于设置所述超声波探头的安装位，所述安装位不高于相邻接的所述壳体的顶表面，所述壳体至少部分位于所述超声波探头的超声波信号传输路径上。

2.根据权利要求1所述的自动割草机，其特征在于，所述安装位形成于所述壳体的侧立面。

3.根据权利要求2所述的自动割草机，其特征在于，在所述壳体的前后方向上，所述安装位位于所述壳体的中部区域或后部区域。

4.根据权利要求2所述的自动割草机，其特征在于，所述壳体包括第一顶壁和第二顶壁，所述第一顶壁高于所述第二顶壁，所述侧立面上沿连接所述第一顶壁的外缘，所述侧立面的下沿连接所述第二顶壁的内缘，所述安装位在高度方向上位于所述第一顶壁和所述第二顶壁之间。

5.根据权利要求4所述的自动割草机，其特征在于，所述侧立面包括大致沿着所述壳体宽度方向延伸的横立面，所述安装位形成于所述横立面。

6.根据权利要求1所述的自动割草机，其特征在于，所述超声波探头的数量包括多个，每个所述超声波探头的设置在所述壳体上的位置不同，其中至少两个所述超声波探头与壳体前头的距离相同且探测区域至少部分重叠。

7.根据权利要求6所述的自动割草机，其特征在于，所述壳体包括沿着前后方向的中分面，所述壳体关于所述中分面左右对称，至少两个所述超声波探头关于所述中分面对称设置。

8.根据权利要求6所述的自动割草机，其特征在于，两个所述超声波探头交替发射和接收超声波信号。

9.根据权利要求6所述的自动割草机，其特征在于，至少两个所述超声波探头的超声波信号的设置角度不同。

10.根据权利要求9所述的自动割草机，其特征在于，两个所述超声波探头的超声波信号的发射角度呈锐角设置。