ITFI20070116A1 - Tagliaerba - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

“TAGLIAERBA"

La presente invenzione ha per oggetto un tagliaerba comprendente sensori di sicurezza per rilevamento della presenza di erba oppure di ostacoli esterni in prossimità del tagliaerba stesso.

Sono noti tagliaerba privi di sistemi sia di rilevamento del manto erboso sia di rilevamento in prossimità del tagliaerba stesso di un ostacolo esterno come ad esempio un muro, una recinzione, un tavolino, etc.

I tagliaerba sopradescritti presentano alcuni inconvenienti.

Un primo inconveniente è dato dal fatto che i tagliaerba noti non sono in grado di stabilire se durante il funzionamento si verifichi un effettivo taglio di erba oppure il dispositivo di taglio giri a vuoto.

Più precisamente i tagliaerba noti non possono stabilire se ad esempio il tagliaerba si trovi su di un manto erboso o su di un pavimento o comunque su una superficie priva di erba da tagliare.

Un ulteriore inconveniente è dato dal fatto che i tagliaerba noti non riescono ad identificare un potenziale ostacolo lungo la direzione di avanzamento durante il funzionamento, causando inevitabili condizioni di pericolo a persone che si trovino nei dintorni dell'apparecchio.

Scopo della presente invenzione è quello di ovviare agli inconvenienti sopra lamentati, mettendo a disposizione un tagliaerba comprendente sensori di sicurezza per rilevamento della presenza di erba e\o di ostacoli esterni in prossimità del tagliaerba stesso, il quale permetta di ottenere condizioni di funzionamento più sicure ed efficienti rispetto ai tagliaerba noti.

Questi scopi ed altri ancora, che meglio appariranno nel corso della descrizione dettagliata che segue, vengono raggiunti, in accordo con la presente invenzione, da un tagliaerba comprendente sensori di sicurezza per rilevamento della presenza di erba e\o di ostacoli esterni in prossimità del tagliaerba stesso, avente caratteristiche strutturali e funzionali in accordo con le allegate rivendicazioni indipendenti, inoltre, forme realizzative ulteriori del medesimo essendo individuate nelle allegate e corrispondenti rivendicazioni dipendenti.

L'invenzione è esposta più in dettaglio nel seguito con l'aiuto degli uniti disegni, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa in cui:

- la figura 1 mostra una vista frontale di un tagliaerba secondo l'invenzione; - la figura 2 mostra una vista prospettica del tagliaerba di fig. 1 ;

- la figura 3 mostra una vista prospettica del tagliaerba di fig. 1 privato della scocca o carter esterno;

- la figura 4 mostra una vista laterale del tagliaerba di fig. 1 ;

- la figura 5 mostra una vista dal basso del tagliaerba di fig. 1 ;

- la figura 6 mostra uno schema dei collegamenti tra sensoristica, unità di controllo e organi comandati del tagliaerba di fig. 1 ;

- figura 7 mostra una forma preferita di realizzazione di un sensore di presenza utilizzabile nel tagliaerba secondo il trovato.

Con riferimento alle figure 1-7 è descritto di seguito un tagliaerba 1 secondo il trovato.

Il tagliaerba 1 comprende una scocca superiore 5 fissata in modo amovibile su una scocca inferiore 10 mediante degli appoggi 11.

All'interno ed al di sotto della scocca superiore 5, ed ospitati dalla scocca inferiore 10, sono inoltre montati uno o più motori 8/9 che forniscono il moto rispettivamente ad un dispositivo di taglio o lama 3 e ad una disposizione di ruote 2.

I motori 8 e 9 sono collegati alla lama 3 e alle ruote 2 mediante trasmissioni meccaniche quali cinghie e/o ingranaggi, di tipo in se noto e non ulteriormente descritte.

Preferibilmente, i motori 8/9 sono motori elettrici e possono essere alimentati da una batteria 7 ad esempio di tipo ricaricabile.

In una forma preferita di realizzazione, la ricarica della batteria 7 avviene tramite un accoppiamento elettrico 13, ad esempio di tipo induttivo.

All'interno della scocca superiore 5 è inoltre inserita una unità elettronica di controllo 12 interfacciata con i motori 8 e 9 per comandare indipendentemente l'azionamento della lama 3 e delle ruote 2.

L'unità elettronica 12 è preferibilmente di tipo programmabile per l'inserimento di valori associati al funzionamento del tagliaerba 1 quali una altezza T desiderata di taglio dell'erba e/o una distanza di sicurezza H dal tagliaerba.

Secondo l'invenzione, l'unità elettronica 12 è inoltre collegata ad una disposizione di sensori di presenza 4 fissati ad uno o più punti del tagliaerba 1.

Ad esempio, come rappresentato in figura 1, almeno un sensore 4 è fissato al di sotto e ad una distanza predeterminata dalla lama 3 e dal piano P definito dai punti di appoggio inferiori delle ruote 2.

In figura 5 è poi rappresentata la disposizione di almeno un sensore 4 ad una distanza predeterminata da un punto 14 della scocca esterna 5/10 del tagliaerba, costituito ad esempio dal suo punto frontale più avanzato.

I sensori 4 sono predisposti per rilevare la presenza di una massa che si trovi ad una distanza predeterminata e che può essere impostata nella unità di controllo 12 per condizionare il funzionamento del tagliaerba 1. In particolare, le funzioni controllate in base allo stato dei sensori 4 sono le funzioni di taglio e le funzioni di sicurezza.

Nel primo caso i sensori 4 sono utilizzati per rilevare la presenza di zone di manto erboso di altezza inferiore o superiore ad una altezza prestabilita T e per condizionare la direzione di moto del tagliaerba allo scopo di mantenere lo stesso in zone del manto erboso che necessitino il taglio. Nel secondo caso i sensori 4 sono utilizzati per rilevare la presenza di un corpo esterno M, ad esempio una persona, ad una distanza inferiore ad una distanza prestabilita H di sicurezza, e per interrompere l'azionamento della lama al verificarsi di tale condizione.

Nel funzionamento, e con particolare riferimento alla funzione di riconoscimento di presenza di un manto erboso, in un tagliaerba 1 secondo l'invenzione, il riconoscimento della presenza di un manto erboso E al di sotto del tagliaerba 1 si basa su una valutazione dell'altezza del dispositivo di taglio 3, e quindi dell'altezza dell'erba stessa, rispetto al piano P di appoggio delle ruote 2 del tagliaerba stesso, valutazione che tiene conto del fatto che l'erba non può essere tagliata al di sotto una certa altezza, per esempio 1-3 cm.

Una volta stabilito che l’altezza di taglio è pari ad una quota T, e inserito tale valore nella unità elettronica programmabile di controllo 12, il sensore 4 è quindi in grado di riconoscere la presenza o meno di una massa al di sotto e/o al di sopra la quota T.

Se al di sopra di T si rileva presenza di massa, ovvero di erba, la rilevazione viene interpretata come presenza di erba ancora da tagliare, per cui l'unità di controllo 12 istruisce la motorizzazione del tagliaerba 1 a proseguire il suo percorso secondo il programma impostato .

Se al di sopra di T non si trova erba, ma la si trova al di sotto di T, questa rilevazione viene interpretata per informare la unità di controllo 12 che il tagliaerba 1 si trova in una zona di manto erboso già tagliato e per comandare una variazione della direzione di moto alla ricerca di una zona di manto erboso ancora da tagliare o comandare la conclusione del programma di taglio, ad esempio con il rientro ad una base del tagliaerba. Se infine il sensore 4 rileva che sotto la quota T non vi è alcuna presenza di una massa, questa condizione viene interpretata come assenza di manto erboso in quella zona di terreno.

In questo caso il tagliaerba 1 si trova ad esempio su di un pavimento al confine del manto erboso, e l'unità di controllo 12 potrà comandare lo spegnimento della lama di taglio 3 o una diversa direzione del moto del tagliaerba 1.

Secondo l'invenzione il tagliaerba 1 può pertanto lavorare restando sempre all'interno di una zona di manto erboso in quanto il sensore 4 come fuoriesce dal manto rileva l'assenza del manto erboso ed è in grado di modificare il suo percorso per poter rientrare all'interno dei confini dello stesso, senza altra strumentazione quali dispositivi di perimetrizzazione. I programmi di lavoro potranno essere preimpostati nella unità 12 ed essere condizionati dal verificarsi di diverse condizioni operative segnalate alla unità 12 dalle eventuali rilevazioni di presenza segnalate da uno o più dei sensori 4

Vantaggiosamente, i sensori 4 possono essere montati in larghezza davanti, dietro, lateralmente alla scocca 5 o carter del tagliaerba 1 , oppure subito sotto il dispositivo di taglio 3, a seconda di quanta superficie di terreno e di quali aree circostanti il tagliaerba 1 si voglia far controllare contemporaneamente dai sensori 4.

In riferimento alla figura 4 è descritto il funzionamento di un tagliaerba 1 secondo l'invenzione, relativamente alla funzione di rilevamento di prossimità e sicurezza.

In questo caso, il riconoscimento di presenza si basa sulla valutazione di una variazione di stato che una massa M (corporea e/o vegetale) provoca nel sensore 4.

In una fase iniziale, il tagliaerba 1 opera "a sfondo libero", vale a dire che non ha presente nessuna massa di fronte, né lateralmente, né posteriormente.

A partire da questa condizione iniziale, si stabilisce una o più distanze H come "distanze di intervento" del sensore 4 rispetto alla massa M.

In questo modo, non appena si verifica una presenza entra la distanza di intervento, il sensore 4 riceve un impulso di attivazione e comanda lo spegnimento della lama 3, quindi inverte la direzione di lavoro e, quando si trova nuovamente in sicurezza con il sensore 4 disattivato, riattiva nuovamente la lama 3.

Anche in riferimento alla funzione sicurezza, il comportamento del tagliaerba 1 sarà determinato da programmi impostati nella unità 12 e attuati in base al verificarsi o meno di rilevazioni di presenza da parte dei sensori 4.

In una forma preferita di attuazione, un sensore di presenza 4 adatto allo scopo è un sensore elettronico di prossimità capace di rilevare la perturbazione indotta in un volume circostante da un oggetto e di tradurre questa perturbazione in un segnale elettrico.

Il sensore comprende in particolare una componente terminale di rilevazione, ad esempio un filo od una lastra metallica collegato ad un circuito elettrico o ad un dispositivo elettronico atto al trasferimento e ad un'eventuale amplificazione, di un segnale introdotto nel terminale, il quale assolve così alla funzione di antenna del sensore di presenza 4. Il terminale di rilevazione è poi connesso a componenti a giunzione MOS (metallo - ossido - semiconduttore) ad effetto parassita mediante il quale è possibile interagire con il comportamento elettrico delle componenti stesse esclusivamente perturbando il volume d'aria prossimo al sensore 4.

Vantaggiosamente il sensore 4 può comprendere un oscillatore con una porta di un trigger di Schmitt invertente, o comunque un qualsiasi dispositivo comprendente almeno una componente realizzata con la tecnologia di giunzione metallo - ossido - semiconduttore e capace di fornire, in risposta a variazioni di un segnale di ingresso, una oscillazione elettrica in uscita.

Una descrizione di questa forma preferita di realizzazione è riportata nella domanda di brevetto per invenzione n° FI2005A000250, ed è schematizzata in figura 7.

Nell’esempio di figura 7, un invertitore logico “NOT” a tecnologia MOS , viene configurato come oscillatore a “trigger di Schmitt” collegando il terminale d'ingresso 21 a quello d'uscita 22 tramite un’impedenza 23 e collegando un condensatore 24 tra detto terminale d'ingresso e massa. Lo stesso terminale d’ingresso, inoltre, viene collegato alla antenna 20 in modo tale che ravvicinarsi di un corpo perturbante M all'antenna 20 provoca una variazione nella frequenza di oscillazione presente al terminale di uscita dell’invertitore logico, variazione che è proporzionale alla distanza di detto corpo perturbante M dalla antenna 20.

E' da intendersi tuttavia che i sensori 4 potranno essere di tipo meccanico, ottico, cromatico, radio, capacitivo, induttivo, a ultrasuoni o di altro tipo purché capaci di riconoscere se sotto la quota T ci sia o no una presenza di manto erboso e/o se alla distanza H dal tagliaerba si trovi una massa estranea M e di segnalare tale evento alla unità di controllo 12.

In riferimento alla figura 6 è mostrato uno schema esemplificativo dei collegamenti fra i sensori 4, l'unità di controllo 12 dei sensori 4, l'unità di controllo 15 della movimentazione delle ruote 2 ed il motore 9 delle ruote 2 stesse in una forma preferita di realizzazione dell'invenzione.

In particolare il motore 9 è vantaggiosamente suddiviso in un primo motore 9s per il comando indipendente di almeno una ruota sinistra e un secondo motore 9d per il comando indipendente di almeno una ruota destra.

Nel funzionamento, il/i sensori 4 inviano all'unità di controllo 12 un segnale di presenza\assenza di un manto erboso oppure di un ostacolo in prossimità del tagliaerba a seconda della modalità di funzionamento impostata.

In funzione della rilevazione ricevuta, la stessa unità di controllo 12 comunica con l'unità di controllo 15 della movimentazione delle ruote 2 per variare o meno della velocità delle singole ruote motrici 2.

A seconda del funzionamento prescelto e del tipo di massa rilevata, l'unità di controllo potrà essere programmata per comandare il blocco delle ruote, per accelerare, oppure per comandare una diversa velocità delle ruote 2 destra e sinistra , in modo tale da fare curvare il tagliaerba 1.

Il trovato così concepito è suscettibile di evidente applicazione industriale; può essere altresì oggetto di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel'ambito del concetto inventivo; tutti i dettagli possono essere sostituiti, inoltre, da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Tagliaerba (1) comprendente: una scocca di contenimento, una o più ruote (2) motorizzate associate a detta scocca, almeno un dispositivo di taglio (3) fissato a detta scocca, mezzi per determinare un valore di distanza di una massa esterna da almeno un punto della scocca, almeno un sensore di presenza (4) per rilevare la presenza di una massa esterna entro detta distanza determinata, e mezzi per comandare detto tagliaerba (1) in risposta a detto sensore (4).
2. 2. Tagliaerba secondo la rivendicazione 1 in cui detti mezzi per comandare il tagliaerba (1) comprendono mezzi per modificare le condizioni di moto di detto tagliaerba (1).
3. 3. Tagliaerba secondo la rivendicazione 1 in cui detti mezzi per comandare detto tagliaerba comprendono mezzi per interrompere/ripristinare l'azionamento di detto dispositivo di taglio (3).
4. 4. Tagliaerba secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente un sensore di presenza (4) atto a rilevare la presenza/assenza di un manto erboso (E) al di sopra e/o al di sotto di una predeterminata altezza (T).
5. 5. Tagliaerba secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente un sensore di presenza (4) atto a rilevare la presenza di una massa esterna (M) comprendente un corpo esterno ad una distanza orizzontale (H).
6. 6. Tagliaerba secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto dispositivo di taglio (3) è una lama ruotante disposta sotto la scocca.
7. 7. Tagliaerba secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui almeno un sensore di presenza (4) è posto al di sotto e nella immediata prossimità del dispositivo di taglio (3).
8. 8. Tagliaerba secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto sensore di presenza (4) comprende un sensore elettronico di prossimità comprendente componenti a giunzione MOS.
9. 9. Tagliaerba secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto sensore di presenza (4) è un sensore selezionato tra sensori di tipo meccanico, ottico, cromatico, radio, capacitivo, induttivo, o a ultrasuoni.
10. 10. Metodo per pilotare un apparecchio tagliaerba (1) comprendente: una scocca di contenimento, almeno una ruota (2) associata a detta scocca, almeno un dispositivo di taglio (3) fissato a detta scocca, almeno un sensore di presenza (4) atto a rilevare la presenza di una massa esterna entro/oltre detta distanza determinata, in cui detto metodo comprende le fasi di: determinare un valore di distanza di una massa esterna da almeno un punto di detto corpo, rilevare la presenza/assenza di una massa esterna, e comandare detto tagliaerba (1) in risposta a detta rilevazione di presenza/assenza.
11. 11. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui detta fase di rilevare una presenza di massa esterna comprende la rilevazione di assenza di un manto erboso al di sotto di una altezza (T), e detta fase di comando del tagliaerba (1) comprende una fase di modifica della direzione di moto del tagliaerba (1) e di ricerca di una zona di taglio con presenza di manto erboso.
12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 10 o 11, in cui detta fase di rilevare una presenza di massa esterna comprende la rilevazione di presenza di un manto erboso al di sopra di una altezza (T) e detta fase di comando comprende una fase azionamento del dispositivo di taglio.
13. 13. Metodo secondo una delle rivendicazioni 10-12, in cui detta fase di rilevare una presenza di massa esterna comprende la rilevazione di presenza di un manto erboso al di sotto e di assenza di manto erboso al di sopra di una altezza (T).
14. 14. Metodo secondo una delle rivendicazioni 10-13, in cui detta fase di rilevare una presenza di massa esterna comprende la rilevazione di presenza di un corpo esterno entro una distanza (H) predeterminata, e detta fase di comando del tagliaerba (1) comprende una fase di interruzione deH'azionamento del dispositivo di taglio (3).