TWI637683B - 自動割長草機 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種自動割長草機，包括有一載具，具有一移動能力，以供執行一割草作業。一集草單元設於該載具，該集草單元設有至少一集草區。一撥草單元設於該載具，該撥草單元設有至少一撥動件，該撥動件設有複數撥爪，該等撥爪之間形成一撥動區，該撥動區係於該撥動件旋轉時，凸出於該載具外，而與該集草區至少部分上下重疊。一割草單元設於該載具，該割草單元設有至少一割刃，該割刃係能凸出於該載具外而形成一切割路徑，該切割路徑與該撥動區及該集草區至少部分上下重疊。藉以迅速割斷位於該集草區之一長草，而節省人力及時間。

Description

自動割長草機

本發明係有關於一種適用於自動割除長草，並可以節省人力、時間及提昇割草效率之割草機裝置。

目前於一般的草地上割草時，均是以人力負荷一手持式之割草機進行割草作業為主，惟對於幅員較為廣闊的草地，則是相當的耗費人力及時間。

因此有中華民國101年11月11日所公告之新型第M440638號「自走式除草裝置」專利案，其係揭露：包含一本體；一控制單元，設於該本體上；一運動單元，設於該本體上，並電性連接於該控制單元，藉以提供本體動力移動；一除草單元，設於該本體上，並電性連接於該控制單元；一距離感測單元，設於該本體上，並電性連接於該控制單元，用以偵測一特定距離範圍內之障礙物；一電源裝置，設於該本體上，設有一開關並電性連接於該控制單元；一影像拍攝及辨識單元，設於該本體上，並電性連接於該控制單元，用以偵測及辨識一地表特徵。藉以除了能自動移動除草，還能在本體靠近障礙物與本體翻覆時自動停止作動該除草單元。

惟，該專利前案之除草單元係設於本體之底部，因此僅能針對長度較短的雜草進行割除，並無法適用於長度較高之草進行使用。

又有中華民國103年5月1日所公告之發明第I435691號「智慧型自動巡航割草系統及智慧型自動巡航割草機器人」專利案，其係揭露：智慧型自動巡航割草系統包含複數個訊號發射元件以及割草機器人，此割草機器人包含一機器人主體、一定位元件、一電子羅盤以及一割草路線規劃電路。其中智慧型 自動巡航割草系統之發射元件與割草機器人之定位元件係以Zigbee網路通訊協定進行通訊，以定位出定位元件之位置座標。此外，電子羅盤係判斷割草機器人之一移動方向，藉以使割草機器人依據割草路徑規劃電路規劃之一割草路徑移動。

該專利前案雖然揭露有具備定位功能與判斷移動方向功能之自動巡航割草系統及割草機器人，但是其割草刀同樣設於機器人主體之底部，因此僅能適用於割除短草，若雜草較長時，其除草效果仍然受到限制，且該專利前案並無撥草之功效，使得割草效率較低，故於使用上仍然不盡理想。

爰此，有鑑於目前習知的割草機僅能針對長度較短之雜草進行割除，並無法割除長草。故本創作提供一種自動割長草機，係設有一載具，具有一移動能力，以供執行一割草作業。一集草單元，設於該載具，該集草單元設有至少一集草區。一撥草單元，設於該載具，該撥草單元設有至少一撥動件，該撥動件設有至少一撥爪，該撥爪係形成有一撥動區，該撥動區係於該撥動件旋轉時，凸出於該載具外，而與該集草區至少部分上下重疊。一割草單元，設於該載具，該割草單元設有至少一割刃，該割刃係能凸出於該載具外而形成一切割路徑，該切割路徑係能與該撥動區及該集草區至少部分上下重疊。

上述載具設有具一動力輪及一轉向輪，該動力輪係受到一第一動力源之驅動，該第一動力源設於該載具之內部。

上述集草單元設有間隔排列之複數保護桿，該等保護桿之間係形成有該集草區。

上述撥動件設有複數撥爪，該等撥爪之間形成有該撥動區，又設置有二該撥動件，該二撥動件係同時受到一第二動力源之驅動而相向旋轉，該第二動力源係設於該載具之內部。

上述割草單元係受到一第三動力源之驅動，該第三動力源設於該載具之內部。

上述割草單元係為一盤鋸、一線鋸或一鏈鋸。

上述切割路徑係為一迴轉式或一往復式之移動路徑。

本發明進一步設有一感測單元，該感測單元包含有至少一第一感測器及至少一第二感測器，該第一感測器係設於該載具，以供偵測該載具前方是否存在有一障礙物，又該第二感測器則設於該載具，以供偵測該載具之前方地面上是否存在有一凹陷處。

本發明進一步設有一處理單元，該處理單元設於該載具之內部，又該處理單元係訊號連接至該撥草單元、該割草單元及該感測單元，該處理單元係供預先輸入一行走路徑，以供依照該行走路徑控制該載具移動，執行該割草作業。

本發明進一步設有一供電單元，該供電單元設於該載具之內部，該供電單元係電性連接至該撥草單元、該割草單元、該感測單元及該處理單元，以分別供應該撥草單元、該割草單元、該感測單元及該處理單元作動時所需之電力。

上述技術特徵具有下列之優點：

1.係能持續不斷的割斷位於行走路徑內的長草，藉以能達到精簡人力及節省時間等功效。

2.並且透過撥草單元之撥草作用，可以將長草集中撥動限位於該集草區內，以方便該割草單元割斷，故可提昇割草之效率。

3.係能隨時偵測到載具前方之障礙物或凹陷處，藉以能控制載具自動轉向或退後，以避開障礙物或凹陷處，可確保載具不會碰撞到該障礙物或跌入至凹陷處內而損壞，並可使割草作業持續執行。

4.又當撥草單元有撥動到不明之剛性物件，或是割草單元有割到剛性物件時，均會控制停止割草作業，且同時控制該載具轉向或退後，以避免造成撥草單元、割草單元及載具損壞，以確保割草作業能順利執行。

(1)‧‧‧載具

(11)‧‧‧動力輪

(12)‧‧‧轉向輪

(13)‧‧‧第一動力源

(14)‧‧‧作用面

(2)‧‧‧集草單元

(21)‧‧‧保護桿

(22)‧‧‧集草區

(3)‧‧‧撥草單元

(31)‧‧‧撥動件

(32)‧‧‧第二動力源

(33)‧‧‧撥爪

(34)‧‧‧撥動區

(4)‧‧‧割草單元

(41)‧‧‧第三動力源

(42)‧‧‧割刃

(5)‧‧‧感測單元

(51)‧‧‧第一感測器

(52)‧‧‧第二感測器

(6)‧‧‧處理單元

(7)‧‧‧供電單元

(A)‧‧‧長草

(B)‧‧‧障礙物

(C)‧‧‧凹陷處

[第一圖]係為本發明載具內部構造之示意圖。

[第二圖]係為本發明之立體外觀圖。

[第三圖]係為本發明之前視圖。

[第四圖]係為本發明切割路徑與撥動區及集草區部分上下重疊之示意圖。

[第五圖]係為本發明執行割草作業之示意圖。

[第六圖]係為本發明撥草單元將長草撥入撥動區內之示意圖。

[第七圖]係為本發明割草單元將長草割斷之示意圖。

[第八圖]係為本發明感測單元偵測到障礙物及凹陷處之示意圖。

請參閱第一圖至第三圖所示，本發明實施例係包括有一載具(1)、集草單元(2)、撥草單元(3)、割草單元(4)、感測單元(5)、處理單元(6)及供電單元(7)，其中：載具(1)，具有一移動能力，藉以執行一割草作業。該載具(1)係設有一動力輪(11)及可供自由轉向之一轉向輪(12)，該動力輪(11)係可受一第一動力源(13)之動力驅動，該第一動力源(13)係為一馬達，並且設於該載具(1)之內部。又該載具(1)之上方處設有一傾斜之作用面(14)。

集草單元(2)，如第四圖所示，係凸設於該載具(1)之前緣，該集草單元(2)設有間隔排列之複數保護桿(21)，該等保護桿(21)之間係形成有至少一集草區(22)。

撥草單元(3)，如第一圖及第四圖所示，係設於該載具(1)之該作用面(14)上。該撥草單元(3)包含至少一撥動件(31)及一第二動力源(32)。本發明實施例係設置有二撥動件(31)，並同時受到該第二動力源(32)之驅動而相向旋轉，該第二動力源(32)係為一馬達，並且設於該載具(1)之內部。又該撥動件(31)係可為一撥動輪，且該撥動件(31)之周緣等距環設有弧形之複數撥爪(33)，於該等撥爪(33)之間係形成一撥動區(34)，該撥動區(34)係可於該二撥動件(31)相向旋轉時，而能凸出於該載具(1)外，並且與該集草區(22)至少部分上下重疊。

割草單元(4)，如第一圖及第四圖所示，係設於該載具(1)之底部。該割草單元(4)係受到一第三動力源(41)之驅動，該第三動力源(41)係為一馬達，並且設於該載具(1)之內部。該割草單元(4)係為一盤鋸、一線鋸或一鏈鋸。該割草單元(4)之周緣環設有複數的割刃(42)，該等割刃(42)於受到該第三動力源(41)之驅動，而能凸出於該載具(1)外且形成迴轉式或往復式之一切割路徑，該切割路徑係能與該撥動區(34)及該集草區(22)至少部分上下重疊。

感測單元(5)，如第一圖及第二圖所示，係包含有至少一第一感測器(51)及至少一第二感測器(52)，該第一感測器(51)係設於該載具(1)的上方處，以供偵測該載具(1)前方是否存在有障礙物。又該第二感測器(52)則設於該載具(1)的下方處，以供偵測該載具(2)之前方是否存在有凹陷處。該感測單元(5)之感應方式係為超音波、微波、紅外線或雷射光。

處理單元(6)，係設於該載具(1)內部。該處理單元(6)係訊號連接至該第一動力源(13)、第二動力源(32)、該第三動力源(41)及該感測單元(5)。該處理單元(6)係可供預先輸入一行走路徑，以供依照該行走路徑，控制該第一動力源(13)啟動，使該動力輪(11)前進、後退、利用二動力輪(11)之間的速度差而轉向，或者是控制該轉向輪(12)亦可直接轉向。及控制該第二動力源(32)啟動，以驅動該撥動件(31)旋轉而撥動長草。以及控制該第三動力源(41)啟動，以驅動該 割草單元(4)切割該長草。又該處理單元(6)係可接收到該第一感測器(51)偵測到該載具(1)之前方有障礙物，及該第二感測器(52)偵測到該載具(2)之前方地面上有凹陷處，而自動控制載具(1)轉向或退後，以避開該障礙物或該凹陷處。

供電單元(7)，係設於該載具(1)內部。該供電單元(7)係電性連接至該第一動力源(13)、該第二動力源(32)、該第三動力源(41)、該感測單元(5)及該處理單元(6)，以供應其作動時所需之電力。該供電單元(7)係可為一乾電池、一充電電池、一電瓶或一太陽能電池。

使用時，如第一圖所示。係預先根據一草地上的待割草範圍大小，設定包含有一座標位置之該行走路徑，然後將該行走路徑輸入至該處理單元(6)內，藉以可達到無人控制載具(1)行走進行割草之功效。本發明實施例亦可採用人為遙控的方式，以控制該載具(1)行走時執行割草作業，惟不論是自動或人為遙控該載具(1)行走，均為本發明可據以實現的實施例之一。當設定行走路徑後，亦可輸入該載具(1)的行走速度、該撥動件(31)之撥草速度及該割草單元(4)之割草速度等參數條件，均可依照需求而改變調整。當上述割草之參數條件設定完成後，即可啟動該第一動力源(13)、該第二動力源(32)、該第三動力源(41)、該感測單元(5)及該處理單元(6)開始啟動，藉以執行該割草作業。

如第一圖、第五圖至第七圖所示。當該載具(1)開始自動行走移動時，位於該載具(1)前方的長草(A)，將會被該第二動力源(32)所驅動之該撥動件(31)所撥動，透過相向旋轉之該二撥動件(31)，利用其周緣的該等撥爪(33)所產生之旋轉力，可以使該長草(A1)朝向該集草單元(2)集中，而被撥動收集於該撥動區(34)內形成一束狀，已呈束狀之該長草(A)同時可被限制於該等保護桿(21)之間的該集草區(22)內。藉由該等撥爪(33)從該長草(A)的上方予以限位，而該等保護桿(21)同時從該長草(A)的下方予以限位，此時，受到該第三動力源(41)所驅動旋轉之該割草單元(4)，其周緣所環設之該等割刃(42)，則會依據該切割路徑而 至少部分重疊通過該撥動區(34)及該集草區(22)，藉以能迅速的割斷位於該集草區(22)內之該長草(A)。如此，利用該集草單元(2)，並配合周而復始旋轉的該撥草單元(3)及割草單元(4)，即能持續的割斷位於該行走路徑中的該長草(A)，藉以能達到精簡人力及節省時間等功效。並且透過該撥草單元(3)之撥草作用，可以將該長草(A)集中撥動限位於該集草區(22)內，以方便該割草單元(4)割斷，故可提昇割草之效率。

如第一圖及第八圖所示，該載具(A)於該行走路徑中執行該割草作業時，係可透過該第一感測器(51)偵測該載具(1)前方是否存在有障礙物(B)。以及透過該第二感測器(52)偵測該載具(2)之前方地面上是否存在有凹陷處(C)。藉以於該第一感測器(51)偵測到該載具(1)前方有障礙物(B)，或是該第二感測器(52)偵測到該載具(2)之前方地面上有凹陷處(C)時，均會傳輸訊號至該處理單元(6)，藉以控制該載具(1)轉向或退後，以避開該障礙物(B)或該凹陷處(C)，以確保該載具(1)不會碰撞到該障礙物(B)或跌入至該凹陷處(C)內而損壞，並可使該割草作業持續的執行。又當該撥草單元(3)有撥動到不明之剛性物件，或是該割草單元(4)有割到剛性物件時，均會同時傳輸訊號至該處理單元(6)，以控制該撥草單元(3)之該第二動力源(32)及該割草單元(4)之該第三動力源(41)均停止作業，同時控制該載具(1)轉向或退後。同樣能避免造成該撥草單元(3)、該割草單元(4)及該載具(1)損壞，以及確保該割草作業能被順利執行。

惟，以上所述僅為本發明其中之一實施例，當不能以此限定本發明之申請專利保護範圍，舉凡依本發明之申請專利範圍及說明書內容所作之簡單的等效變化與替換，皆應仍屬於本發明申請專利範圍所涵蓋保護之範圍內。

Claims (9)

1. 一種自動割長草機，包含有：一載具，具有一移動能力，以供執行一割草作業；一集草單元，設於該載具，該集草單元設有至少一集草區及間隔排列之複數保護桿，該等保護桿之間係形成有該集草區；一撥草單元，設於該載具，該撥草單元設有至少一撥動件，該撥動件設有至少一撥爪，該撥爪係形成有一撥動區，該撥動區係於該撥動件旋轉時，凸出於該載具外，而與該集草區至少部分上下重疊；一割草單元，設於該載具，該割草單元設有至少一割刃，該割刃係能凸出於該載具外而形成一切割路徑，該切割路徑係能與該撥動區及該集草區至少部分上下重疊。
2. 如申請專利範圍第1項所述自動割長草機，其中，該載具設有具一動力輪及一轉向輪，該動力輪係受到一第一動力源之驅動，該第一動力源設於該載具之內部。
3. 如申請專利範圍第1項所述自動割長草機，其中，該撥動件設有複數撥爪，該等撥爪之間形成有該撥動區，又設置有二該撥動件，該二撥動件係同時受到一第二動力源之驅動而相向旋轉，該第二動力源係設於該載具之內部。
4. 如申請專利範圍第1項所述自動割長草機，其中，該割草單元係受到一第三動力源之驅動，該第三動力源設於該載具之內部。
5. 如申請專利範圍第1項所述自動割長草機，其中，該割草單元係為一盤鋸、一線鋸或一鏈鋸。
6. 如申請專利範圍第1項所述自動割長草機，其中，該切割路徑係為一迴轉式或一往復式之移動路徑。
7. 如申請專利範圍第1項所述自動割長草機，進一步設有一感測單元，該感測單元包含有至少一第一感測器及至少一第二感測器，該第一感測器係設於該載具，以供偵測該載具前方是否存在有一障礙物，又該第二感測器則設於該載具，以供偵測該載具之前方地面上是否存在有一凹陷處。
8. 如申請專利範圍第7項所述自動割長草機，進一步設有一處理單元，該處理單元設於該載具之內部，又該處理單元係訊號連接至該撥草單元、該割草單元及該感測單元，該處理單元係供預先輸入一行走路徑，以供依照該行走路徑控制該載具移動，執行該割草作業。
9. 如申請專利範圍第8項所述自動割長草機，進一步設有一供電單元，該供電單元設於該載具之內部，該供電單元係電性連接至該撥草單元、該割草單元、該感測單元及該處理單元，以分別供應該撥草單元、該割草單元、該感測單元及該處理單元作動時所需之電力。