CN113068501A - 一种智能割草机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能割草机，能够在边界限定的工作区域内移动及工作，包括：壳体；行走模块，用于带动智能割草机移动；切割模块，用于执行切割工作；能量模块，用于为智能割草机提供能量；以及，控制模块，电连接于行走模块及切割模块，控制智能割草机在工作区域内移动及工作；其特征在于，所述智能割草机还包括设置于壳体上的传感器安装仓，所述传感器安装仓用于安装传感器模块，所述传感器安装仓被配置为具有第一工作位置以及不同于第一工作位置的第二工作位置。本发明的有益效果是：智能割草机适应性更好，安装于传感器安装仓的的传感器模块能够具有不同的工作位置，以实现不同的工作效果。

Description

一种智能割草机

技术领域

本发明涉及电动工具领域，特别是涉及一种智能割草机。

背景技术

草坪的维护需要大量的人力劳动，包括不断浇水、施肥和修剪草坪以保持健康的草地覆盖。尽管有时可以通过喷洒器或浇灌系统以最小的劳力来处理浇水和施肥，但是割草过程是需要园丁的大量体力劳动的一个过程。

割草机的设计者和制造商已经尝试了一段时间来制造自主式割草机以取代传统的推拉式割草机。然而，工作区域的识别与地图构建、行走路径的规划等技术的不成熟，使得智能割草机的运行性能仍有待提高。

因此，有必要设计一种新的技术方案以解决上述技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题为：提供一种包括不同工作位置的传感器安装仓的智能割草机。

为解决上述问题，本发明的技术方案是：智能割草机，能够在边界限定的工作区域内移动及工作，包括：壳体；行走模块，用于带动智能割草机移动；切割模块，用于执行切割工作；能量模块，用于为智能割草机提供能量；以及，控制模块，电连接于行走模块及切割模块，控制智能割草机在工作区域内移动及工作；其特征在于，所述智能割草机还包括设置于壳体上的传感器安装仓，所述传感器安装仓用于安装传感器模块，所述传感器安装仓被配置为具有第一工作位置以及不同于第一工作位置的第二工作位置。

进一步的，所述第一工作位置和第二工作位置相对于割草机壳体具有不同的高度。

进一步的，所述第一工作位置在水平方向上旋转预设角度可到达所述第二工作位置。

进一步的，所述智能割草机还包括调节单元，所述调节单元用于调节所述传感器安装仓以使其处于第一工作位置或第二工作位置。

进一步的，所述调节单元包括凸轮调节机构，所述凸轮机构旋转以切换传感器安装仓的第一工作位置和第二工作位置。

进一步的，所述调节机构包括电机，所述电机根据控制模块的控制旋转以切换传感器安装仓的第一工作位置和第二工作位置。

进一步的，所述智能割草机包括建图模式和工作模式，智能割草机在建图模式下建立工作区域的地图并在工作模式下执行切割工作，传感器安装仓至少部分的根据智能割草机建图模式和工作模式的切换来切换第一工作位置和第二工作位置。

进一步的，所述智能割草机响应于接收到来自用户的控制信息，以切换传感器安装仓的第一工作位置和第二工作位置。

与现有技术相比，本发明的该方案的有益效果是：通过在智能割草机上设置传感器安装仓，用户可以根据需要为智能割草机安装传感器模块。通过设置具有不同工作位置的传感器安装仓，使得智能割草机适应性更好，安装于传感器安装仓的的传感器模块能够具有不同的工作位置，以实现不同的工作效果。

附图说明

以上所述的本发明的目的、技术方案以及有益效果可以通过下面附图实现：

图1是本发明一实施例的智能割草机的立体图

图2是本发明的一实施例的传感器安装仓处于第一工作位置的示意图

图3是本发明的一实施例的传感器安装仓处于第二工作位置的示意图

图4、图5是本发明的一实施例的调节单元工作过程的示意图

具体实施方式

有关本发明的详细说明和技术内容，配合附图说明如下，然而所附附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

图1示出了本发明一实施例智能割草机100的立体图。智能割草机100，能够在边界限定的工作区域内移动及工作，其包括：壳体120；行走模块150，带动智能割草机100移动；切割模块170，执行智能割草机100的切割工作；能量模块140，为智能割草机100提供能量，供智能割草机100移动及工作，具体的，能量模块140包括电池包，当能量模块140存储的能量较低时，智能割草机100能够返回停靠站以补充能量，待充电完成后离开充电站；以及，控制模块160，电连接于行走模块150及切割模块170，能够控制智能割草机100的移动及工作，具体的，控制模块160能够根据不同的场景控制智能割草机100执行不同的移动及工作策略；具体的，智能割草机100的工作区域由边界围成，常见的边界包括通以电流产生磁场的边界线、包括可识别信息的边界标签、多个边界定位数据构成的虚拟边界等，智能割草机100包括与之对应的各种类型的传感器以在不同场景下识别各种边界类型，例如磁性传感器识别磁场区域以判断工作区域，视觉传感器识别边界图案以判断工作区域，又或者获取智能割草机当前定位信息与边界位置信息比较以判断智能割草机处于工作区域内部。智能割草机100在工作区域中行走时，可以根据预设的行走逻辑规划行走路径，并在行走过程中不断检测工作区域中的不同信息以判断是否需要及时调整行走路径，例如，遇到障碍物时采取规避措施，因此，智能割草机100需要搭载有多种传感器以适应工作区域的复杂工况。在本实施例中，该智能割草机100还包括：设置于壳体120上的传感器安装仓130，该传感器安装仓可以用于安装传感器模块200，智能割草机100可以适配多种不同的传感器模块200，实现不同的识别功能，以影响智能割草机100的移动及工作策略。具体的，传感器模块200可以包括视觉传感器，通过视觉识别工作区域的草地质量、阴影区域、障碍物；可以包括超声波传感器，通过发射超声波信号并接收回波信号，以判断智能割草机100是否遇到障碍物并在判定为遇到障碍物时执行规避功能；以及还包括其他类似的对工作区域进行识别的传感器，这些传感器能够识别工作区域中的特定工作状况，并根据智能割草机100预设的处理逻辑，执行相应的动作。传感器安装仓130被配置为具有第一工作位置以及不同于第一工作位置的第二工作位置。

参图2-图3，是本发明一个实施例中传感器安装仓130位于第一工作位置和第二工作位置的示意图。智能割草机100包括传感器安装仓130，用户可以根据自己的需求为智能割草机100选配不同的传感器模块200并将其安装至传感器安装仓130中，具体的，传感器安装仓130具有接口，通过该接口将传感器模块200可拆卸的安装至传感器安装仓130，具体的，该传感器模块200能够电连接至智能割草机100的控制模块160，将传感器模块200的检测信息传输给控制模块160，控制模块160处理并执行相应的控制策略。在本实施例中，传感器模块200以视觉传感器展开说明，应当说明的是，在其他的实施例中，智能割草机100可以安装各种不同类型的传感器模块200，以满足智能割草机100的多样化需求。视觉传感器包括图像采集单元，通常为相机，能够采集工作区域内的图像信息，对图像信息进行处理提取出有用的信息以根据其影响智能割草机100的行走策略、切割策略等。具体的，在本实施例中，智能割草机100包括定位模块(图未示)，智能割草机100能够通过定位模块获取卫星定位信息，例如GPS、GNSS、北斗卫星等，智能割草机100通过该定位信息确定智能割草机100的工作边界，并在确立边界后控制智能割草机100在工作区域内移动和工作，以及，智能割草机100经由该定位模块可以确定工作区域的工作地图，例如确定何处为孤岛区域，何处为定位质量较差的阴影区域，智能割草机100据此生成工作区域地图并控制智能割草机100的移动和切割策略。具体的，工作区域内的工况需要进行确认，并根据该工况建立地图，或者在建立地图后对地图进行更新。视觉传感器可以用于识别工作区域内的环境信息，例如识别到花坛后判定其为不需要工作的区域，识别到光照不足的区域判断为切割频率较低的区域，将此类信息更新到工作区域地图内，将有利于智能割草机100更准确、更高效的执行切割工作。因此，为智能割草机100设置视觉传感器能够有效提升智能割草机100的工作效果及使用体验。

智能割草机100在工作区域内执行工作时，工作区域内还可能存在障碍物，例如大石块、小动物等，智能割草机100需要避开这些障碍物去执行工作，通常，智能割草机100安装有碰撞检测传感器，例如霍尔传感器，检测到碰撞发生时执行规避策略，以避免智能割草机100遇障后影响正常工作。在一些情况下，可以为智能割草机100搭载视觉传感器，视觉传感器检测工作区域内的图像，对这些图像进行处理可以判断出智能割草机100是否遇障，并在判定遇障后执行规避策略。采用视觉识别障碍物时，识别更准确，可以针对不同种类的障碍物执行不同的避障策略，且采用视觉识别障碍物时，能够实现非接触式避障，智能割草机100能够尽早发现障碍物并执行规避策略。当智能割草机100需要视觉传感器进行建图的辅助工作时，视觉传感器识别工作区域表面的状况，以识别预设的场景并使得智能割草机100执行相应的控制动作；当智能割草机100需要视觉传感器识别工作区域内的障碍物时，智能割草机100识别前进方向上前方是否存在障碍物，以控制执行相应的规避行为。具体的，参图1，视觉传感器在执行工作区域表面的识别时，传感器安装仓130处于第一工作位置，参图2，视觉传感器在执行智能割草机100前进方向上的识别时，传感器安装仓130处于第二工作位置。

传感器安装仓130具有第一工作位置和第二工作位置，第一工作位置和第二工作位置具有不同的高度。具体的，在识别工作区域表面时，即智能割草机100识别工作区域表面状况以辅助建图时，视觉传感器相对于壳体120位置较低，以使得视觉传感器的视野范围主要覆盖工作区域表面；在识别智能割草机100前进方向前方的物体时，视觉传感器相对于壳体120的位置略高。通过设置传感器安装仓130具有第一工作位置和第二工作位置，使得安装于其中的传感器模块200具有不同的工作位置，不同的位置具有不同的视野，因此能够满足不同的场景下的使用需求，不用同时安装多组传感器模块200以满足其不同场景的使用需求。在本实施例中，当传感器安装仓130处于第一工作位置时，传感器安装仓130相对于壳体120位置较低，安装于其中的视觉传感器用于识别工作区域表面的信息；当传感器安装仓130处于第二安装位置时，传感器安装仓130相对于壳体120位置略高，安装于其中的视觉传感器用于识别智能割草机100前进方向上的物体。

在本实施例中，传感器安装仓130具有第一工作位置和第二工作位置，所述第一工作位置和第二工作位置在水平方向上存在旋转角度。具体的，当在传感器安装仓130中安装传感器模块200时，例如，在其中安装视觉传感器时，通过设置传感器安装仓130在水平方向上能够旋转以具有第一工作位置和第二工作位置，使得视觉传感器视野更大。

智能割草机100包括调节单元180，调节单元180连接于传感器安装仓130，通过调节单元180调节传感器安装仓130的位置以使得传感器安装仓130处于第一工作位置或第二工作位置。参图4-5，具体的，调节单元180包括凸轮调节机构，凸轮机构具有近距轴面以及远距轴面，凸轮机构旋转以使得近距轴面或者远距轴面接触传感器安装仓130。当近距轴面接触传感器安装仓130时，传感器安装仓130具有第一工作位置，此时传感器安装仓130相对于壳体120位置较低；当远距轴面接触传感器安装仓130时，传感器安装仓130处于第二工作位置，此时传感器安装仓130相对于壳体120位置较高。具体的，智能割草机100包括操纵元件，操纵元件连接于凸轮机构，用户可以通过操作操纵元件，使得凸轮机构旋转，进而调节传感器安装仓130的位置。在其他的实施例中，调节元件包括电机，当需要改变传感器安装仓130的工作位置时，控制模块160产生控制信息，电机发生旋转以调节传感器安装仓130的位置。

在另一个实施例中，智能割草机100能够自动切换传感器安装仓130的第一工作位置和第二工作位置。具体的，智能割草机100具有建图模式，建图模式下智能割草机100在工作区域中移动并建立工作区域地图，当完成建图后，智能割草机100在工作区域内移动及工作；具体的，智能割草机100具有工作模式，智能割草机100完成建图后在工作区域中移动以执行工作，当完成建图模式后，智能割草机100切换为工作模式以执行工作，传感器安装仓130至少部分的根据智能割草机100建图模式和工作模式的切换来切换第一工作位置和第二工作位置。具体的，建图模式下，传感器安装仓130位于第一工作位置，此时传感器安装仓130相对于壳体120位置较低，当完成建图后，传感器安装仓130处于第二工作位置，此时传感器安装仓130相对于壳体120位置略高。传感器安装仓130默认处于第二工作位置，以识别工作区域中的物体，实现避障，当需要启动建图模式，或者当完成建图模式需要开始工作模式时，控制模块160发送控制信息给传感器安装仓130，以实现自动切换第一工作位置和第二工作位置。在另一个实施例中，智能割草机100能够响应于接收到用户的控制信息，以切换传感器安装仓130的第一工作位置和第二工作位置。具体的，用户可以通过远程设备，例如智能电话、移动电脑等发出指令，使得传感器安装仓130的位置根据指令执行相应动作。

以上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。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.智能割草机，能够在边界限定的工作区域内移动及工作，包括：

壳体；

行走模块，用于带动智能割草机移动；

切割模块，用于执行切割工作；

能量模块，用于为智能割草机提供能量；

以及，控制模块，电连接于行走模块及切割模块，控制智能割草机在工作区域内移动及工作；

其特征在于，所述智能割草机还包括设置于壳体上的传感器安装仓，所述传感器安装仓用于安装传感器模块，所述传感器安装仓被配置为具有第一工作位置以及不同于第一工作位置的第二工作位置。

2.根据权利要求1所述的智能割草机，其特征在于，所述第一工作位置和第二工作位置相对于割草机壳体具有不同的高度。

3.根据权利要求1所述的智能割草机，其特征在于，所述第一工作位置在水平方向上旋转预设角度可到达所述第二工作位置。

4.根据权利要求1所述的智能割草机，其特征在于，所述智能割草机还包括调节单元，所述调节单元用于调节所述传感器安装仓以使其处于第一工作位置或第二工作位置。

5.根据权利要求4所述的智能割草机，其特征在于，所述调节单元包括凸轮调节机构，所述凸轮机构旋转以切换传感器安装仓的第一工作位置和第二工作位置。

6.根据权利要求4所述的智能割草机，其特征在于，所述调节机构包括电机，所述电机根据控制模块的控制旋转以切换传感器安装仓的第一工作位置和第二工作位置。

7.根据权利要求1所述的智能割草机，其特征在于，所述智能割草机包括建图模式和工作模式，智能割草机在建图模式下建立工作区域的地图并在工作模式下执行切割工作，传感器安装仓至少部分的根据智能割草机建图模式和工作模式的切换来切换第一工作位置和第二工作位置。

8.根据权利要求1所述的智能割草机，其特征在于，所述智能割草机响应于接收到来自用户的控制信息，以切换传感器安装仓的第一工作位置和第二工作位置。

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