CN220402392U - 信号检测装置、割草机器人及割草机器人系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种信号检测装置、割草机器人及割草机器人系统，涉及自动行走设备领域。信号检测装置包括定位传感机构，定位传感机构包括第一定位传感组件和第二定位传感组件。第一定位传感组件用于检测第一敏感轴线方向上的定位信号。第二定位传感组件用于检测第二敏感轴线方向上的定位信号。定位信号由导线的端部沿导线传输。位于导线上的割草机器人通过定位传感机构接收定位信号，获取定位信号由发出到被接收的传输时间或相位，并根据定位信号在导线中的传输速度，获取导线端部到割草机器人之间的导线长度，进而确定割草机器人在导线上的位置。

Description

信号检测装置、割草机器人及割草机器人系统

技术领域

本实用新型涉及自动行走设备领域，尤其涉及一种信号检测装置、割草机器人及割草机器人系统。

背景技术

割草机器人等自动行走设备是一种在设定区域内自主移动和执行割草任务的自动工作设备。割草机器人通常设置有用于检测设定区域边界的信号检测装置。该信号检测装置一般通过摄像单元来获取设定区域边界的边界图像，随后通过外部逻辑单元进行图像处理，经过无线传输指导割草机器人进行作业。现有信号检测装置虽然能获取边界图像，但是无法获取割草机器人在边界的具体位置，因此无法对割草机器人进行定位。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种信号检测装置、割草机器人及割草机器人系统，旨在解决现有信号检测装置无法对割草机器人在边界的具体位置进行定位的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案一为：

信号检测装置，用于割草机器人，所述割草机器人能够沿导线移动，所述信号检测装置包括定位传感机构，所述定位传感机构包括第一定位传感组件和第二定位传感组件；

所述第一定位传感组件具有第一敏感轴线，用于检测所述第一敏感轴线方向上的定位信号；

所述第二定位传感组件具有与所述第一敏感轴线呈非零角度的第二敏感轴线，用于检测所述第二敏感轴线方向上的定位信号；

其中，所述定位信号由所述导线的端部沿所述导线传输；

所述定位传感机构根据所述定位信号确定割草机器人在所述导线上的位置。

在所述信号检测装置的一些实施例中，所述第一敏感轴线与所述第二敏感轴线垂直。

在所述信号检测装置的一些实施例中，所述信号检测装置还包括多个边界传感器，所述定位传感机构设置于多个所述边界传感器之间。

在所述信号检测装置的一些实施例中，所述边界传感器具有第三敏感轴线，用于检测所述第三敏感轴线方向上的边界信号，多个所述边界传感器的第三敏感轴线互相平行，其中，所述边界信号由所述导线的端部沿所述导线传输。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案二为：

割草机器人，包括：

壳体，所述壳体上设有容纳槽；

如上所述的信号检测装置，所述信号检测装置收容于所述容纳槽内；

割草机构，所述割草机构固设于所述壳体上；及

行走机构，所述行走机构固设于所述壳体上。

在所述割草机器人的一些实施例中，所述容纳槽的槽底不低于所述壳体的下沿。

在所述割草机器人的一些实施例中，所述割草机构还包括刀盘组件，所述容纳槽的槽底不低于所述刀盘组件的最低位置。

在所述割草机器人的一些实施例中，所述信号检测装置位于所述行走机构之间。

在所述割草机器人的一些实施例中，所述信号检测装置位于所述割草机器人的中轴线上。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案三为：

割草机器人系统，包括：

如上所述的割草机器人；

充电站；及

导线，所述导线与所述充电站连接，用于对所述割草机器人进行定位并限定所述割草机器人的作业范围。

实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：

上述方案的信号检测装置应用装备于割草机器人及割草机器人系统中，使得割草机器人及割草机器人系统具备极佳的边界位置定位效能。具体而言，该信号检测装置用于能够沿导线移动的割草机器人，割草机器人沿导线移动，以在设定区域内自主移动和执行割草任务。进一步地，信号检测装置包括定位传感机构，定位传感机构包括第一定位传感组件和第二定位传感组件。第一定位传感组件具有第一敏感轴线，用于检测第一敏感轴线方向上的定位信号。第二定位传感组件具有与第一敏感轴线呈非零角度的第二敏感轴线，用于检测第二敏感轴线方向上的定位信号。其中，定位信号由导线的端部沿导线传输。位于导线上的割草机器人通过定位传感机构接收定位信号，获取定位信号由发出到被接收的传输时间或相位，并根据定位信号在导线中的传输速度，获取导线端部到割草机器人之间的导线长度，进而确定割草机器人在导线上的位置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。

其中：

图1为一个实施例中割草机器人系统的立体图；

图2为图1所示割草机器人系统中上盖与底壳分离后的立体图；

图3为图1所示割草机器人系统中信号检测装置的立体图；

图4为图1所示割草机器人系统中底壳与信号检测装置的装配示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为图5中A部放大结构示意图；

图7为图5中B-B向剖视图；

图8为图7中C部放大结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

割草机器人等自动行走设备是一种在设定区域内自主移动和执行割草任务的自动工作设备。割草机器人通常设置有用于检测设定区域边界的信号检测装置。该信号检测装置一般通过摄像单元来获取设定区域边界的边界图像，随后通过外部逻辑单元进行图像处理，经过无线传输指导割草机器人进行作业。现有信号检测装置虽然能获取边界图像，但是无法获取割草机器人在边界的具体位置，因此无法对割草机器人进行定位。

为解决上述技术问题本实用新型提供了一种信号检测装置、割草机器人及割草机器人系统。请一并结合图1至图3，现对本实用新型提供的割草机器人系统进行说明。该割草机器人系统包括割草机器人10、充电站20及导线30。导线30与充电站20连接，用于对割草机器人10进行定位并限定割草机器人10的作业范围。进一步地，割草机器人10包括壳体11、信号检测装置12、割草机构13及行走机构14。

请一并结合图4至图8，壳体11上设有容纳槽100。信号检测装置12收容于容纳槽100内。割草机构13固设于壳体11上。行走机构14固设于壳体11上。割草机器人10能够在导线30设定的作业范围内通过行走机构14自主沿导线30移动并通过割草机构13对行进路线上的草本植物进行修剪。

请一并结合图2、图4至图8，壳体11包括可拆连接的上盖111和底壳112。其中，容纳槽100形成于底壳112。信号检测装置12收容于容纳槽100内，使得在割草机器人10作业时避免杂物撞击，保证信号检测装置12能够处于稳定的工作环境，保证其工作的稳定性。

请一并结合图3、图6和图8，该信号检测装置12包括定位传感机构。定位传感机构包括第一定位传感组件121和第二定位传感组件122。第一定位传感组件121和第二定位传感组件122沿割草机器人10的中轴线设置。第一定位传感组件121可设置在割草机器人10行进方向的前侧，第二定位传感组件122设置在割草机器人10行进方向的后侧。或，第一定位传感组件121可设置在割草机器人10行进方向的后侧，第二定位传感组件122设置在割草机器人10行进方向的钱侧。进一步地，第一定位传感组件121具有第一敏感轴线1211，用于检测第一敏感轴线1211方向上的定位信号。第二定位传感组件122具有与第一敏感轴线1211呈非零角度的第二敏感轴线1221，用于检测第二敏感轴线1221方向上的定位信号。其中，定位信号由导线30的端部沿导线30传输。定位传感机构根据定位信号确定割草机器人10在导线30上的位置。

综上，实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：上述方案的信号检测装置12应用装备于割草机器人10及割草机器人系统中，使得割草机器人10及割草机器人系统具备极佳的边界位置定位效能。具体而言，该信号检测装置12用于能够沿导线30移动的割草机器人10，割草机器人10沿导线30移动，以在设定区域内自主移动和执行割草任务。进一步地，信号检测装置12包括定位传感机构，定位传感机构包括第一定位传感组件121和第二定位传感组件122。第一定位传感组件121具有第一敏感轴线1211，用于检测第一敏感轴线1211方向上的定位信号。第二定位传感组件122具有与第一敏感轴线1211呈非零角度的第二敏感轴线1221，用于检测第二敏感轴线1221方向上的定位信号。其中，定位信号由导线30的端部沿导线30传输。位于导线30上的割草机器人10通过定位传感机构接收定位信号，获取定位信号由发出到被接收的传输时间或相位，并根据定位信号在导线30中的传输速度，获取导线30端部到割草机器人10之间的导线30长度，进而确定割草机器人10在导线30上的位置。

在一个实施例中，如图3和图8示，第一定位传感组件121包括第一传感线圈。第二定位传感组件122包括第二传感线圈。第一传感线圈和第二传感线圈通过感应磁场信号的强度判断是否接收到定位信号，从而获取定位信号由发出到被接收的传输时间。进一步地，第一敏感轴线1211与第二敏感轴线1221垂直。如此使得定位传感机构对定位信号的检测方向的夹角尽可能的大，以在割草机器人10沿着导线30移动和与导线30呈一定夹角移动时均对定位信号有较佳的检测效果。

在一个实施例中，请一并结合图2、图6和图8，信号检测装置12还包括多个边界传感器123。边界传感器123用于检测边界位置，即导线30位置，以指导割草机器人10沿导线30移动。进一步地，边界传感器123具有第三敏感轴线1231，用于检测第三敏感轴线1231方向上的边界信号，多个边界传感器123的第三敏感轴线1231互相平行。其中，边界信号由导线30的端部沿导线30传输。位于导线30上的割草机器人10通过边界传感器123接收边界信号，以指导割草机器人10沿导线30移动。具体地，边界传感器123包括第三传感线圈。第三传感线圈通过感应磁场信号的强度和方向判断导线30的位置，进而指导割草机器人10沿导线30移动。定位传感机构设置于多个边界传感器123之间，如此能够在割草机器人10沿着导线30移动时，边界传感器123根据边界信号强度和方向判断其是否沿着边界30移动，同时能够利用定位传感机构在导线30上实现精确定位。

进一步地，如图3所示，第三敏感轴线1231的方向为竖直方向。第一敏感轴线1211与第三敏感轴线1231垂直，第二敏感轴线1221也与第三敏感轴线1231垂直。第一定位传感组件121和第二定位传感组件122分布于割草机器人10的中心轴线上。

在一个实施例中，请一并结合图2、图4、图7和图8，容纳槽100的槽底不低于壳体11的下沿，如此能够避免容纳槽100设置太低，容易被低矮障碍物卡住，影响割草机器人10的移动。

在一个实施例中，如图2所示，割草机构13还包括刀盘组件，如此通过驱动刀盘组件旋转，以对割草机器人10行进路线上的草本植物进行修剪。进一步地，割草机构13还具有升降组件，升降组件用于驱动刀盘组件升降，以改变草本植物的修剪高度。进一步地，容纳槽100的槽底不低于刀盘组件的最低位置，以避免容纳槽100将草本植物压倒。

在一个实施例中，请一并结合图2和图3，行走机构14包括主动轮141和从动轮142。主动轮141和从动轮142均设于底壳112，并将壳体11支撑于地面以上。主动轮141用于提供割草机器人10行进的动力，从动轮142辅助主动轮141保证割草机器人10的稳定移动。进一步地，从动轮142可与底壳112旋转连接，通过驱动从动轮142相对底壳112转动，可调整割草机器人10的行进方向。信号检测装置12位于行走机构14之间。优选地，信号检测装置12位于割草机器人10的中轴线上，此时信号检测装置12位于导线30的上方，信号检测装置12能够接收到较大的定位信号和边界信号。

在一个实施例中，请一并结合图1和图2，充电站20包括信号发生装置。信号发生装置与导线30电连接。信号发生装置向导线30交替发送第一频率的定位信号和第二频率的边界信号。信号检测装置12能够通过采集定位信号和边界信号，以确定割草机器人10在导线30上的位置以及确定割草机器人10的作业范围。可以理解为在其他实施例中，信号发生装置还可设于割草机器人10上，通过无线传输的方式与导线30无线连接。进一步地，导线30布置于设定区域的边界处，可为金属线、引导线或具有绝缘层的线缆等。

进一步地，定位信号包括第一信号和第二信号，信号发生装置与导线30的两端相连，信号发生装置向导线30的第一端发送第一信号，信号发射装置向导线30的第二端发送第二信号。进一步地，第一信号和第二信号相同。可以理解为在其他实施例中，第一信号和第二信号也可不同。进一步地，信号发生装置的数量还可与导线30的端部数量一致。各信号发生装置一一对应电连接于导线30的各端部，分别向对应的端部发送信号。

下面对如何确定割草机器人10在导线30上的位置进行说明。当割草机器人10在导线30上行进时，通过第一定位传感组件121获取定位信号以确定割草机器人10在导线30上的位置；当割草机器人10不在导线30上行进时，并且割草机器人10的中轴线与导线30呈不小于第一预设值的夹角时，通过第二定位传感组件122，或，第一定位传感组件121和第二定位传感组件122获取定位信号以确定割草机器人10在导线30上的位置。

其中，在通过第二定位传感组件122，或，第一定位传感组件121和第二定位传感组件122获取定位信号以确定割草机器人10在导线30上的位置之前，还包括：

确定割草机器人10与导线30的距离；

当距离不大于第二预设值时，则通过第二定位传感组件122，或，第一定位传感组件121和第二定位传感组件122获取定位信号以确定割草机器人10在导线30上的位置。其中，第一预设值为5°，第二预设值小于等于15cm。

通过第二定位传感组件122，或，第一定位传感组件121和第二定位传感组件122获取定位信号以确定割草机器人10在导线30上的位置的计算公式如下：

L1-L2＝[(T3-T2)-(T1-T0)]*V；

L1+L2＝L_总长

通过测量T3/T1，即可得到割草机器人10在导线30的位置。其中，L1为导线30的一端到割草机器人10的距离。L2为导线30的另一端到割草机器人10的距离。T2为信号发射装置向导线30的一端发出第一信号的时刻，T3为第一信号到达割草机器人10的时刻。T0为信号发生器向导线30的另一端发出第二信号的时刻，T1为第二信号到达割草机器人10的时刻。L_总长为导线30的总长。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.信号检测装置(12)，用于割草机器人(10)，所述割草机器人(10)能够沿导线(30)移动，其特征在于，所述信号检测装置(12)包括定位传感机构，所述定位传感机构包括第一定位传感组件(121)和第二定位传感组件(122)；

所述第一定位传感组件(121)具有第一敏感轴线(1211)，用于检测所述第一敏感轴线(1211)方向上的定位信号；

所述第二定位传感组件(122)具有与所述第一敏感轴线(1211)呈非零角度的第二敏感轴线(1221)，用于检测所述第二敏感轴线(1221)方向上的定位信号；

其中，所述定位信号由所述导线(30)的端部沿所述导线(30)传输；

所述定位传感机构根据所述定位信号确定割草机器人(10)在所述导线(30)上的位置。

2.根据权利要求1所述的信号检测装置(12)，其特征在于，所述第一敏感轴线(1211)与所述第二敏感轴线(1221)垂直。

3.根据权利要求1所述的信号检测装置(12)，其特征在于，所述信号检测装置(12)还包括多个边界传感器(123)，所述定位传感机构设置于多个所述边界传感器(123)之间。

4.根据权利要求3所述的信号检测装置(12)，其特征在于，所述边界传感器(123)具有第三敏感轴线(1231)，用于检测所述第三敏感轴线(1231)方向上的边界信号，多个所述边界传感器(123)的第三敏感轴线(1231)互相平行，其中，所述边界信号由所述导线(30)的端部沿所述导线(30)传输。

5.割草机器人(10)，其特征在于，包括：

壳体(11)，所述壳体(11)上设有容纳槽(100)；

如权利要求1至4任一项所述的信号检测装置(12)，所述信号检测装置(12)收容于所述容纳槽(100)内；

割草机构(13)，所述割草机构(13)固设于所述壳体(11)上；及

行走机构(14)，所述行走机构(14)固设于所述壳体(11)上。

6.根据权利要求5所述的割草机器人(10)，其特征在于，所述容纳槽(100)的槽底不低于所述壳体(11)的下沿。

7.根据权利要求5所述的割草机器人(10)，其特征在于，所述割草机构(13)还包括刀盘组件，所述容纳槽(100)的槽底不低于所述刀盘组件的最低位置。

8.根据权利要求5所述的割草机器人(10)，其特征在于，所述信号检测装置(12)位于所述行走机构(14)之间。

9.根据权利要求5所述的割草机器人(10)，其特征在于，所述信号检测装置(12)位于所述割草机器人(10)的中轴线上。

10.割草机器人系统，其特征在于，包括：

如权利要求5至9任一项所述的割草机器人(10)；

充电站(20)；及

导线(30)，所述导线(30)与所述充电站(20)连接，用于对所述割草机器人(10)进行定位并限定所述割草机器人(10)的作业范围。