割草移动机器人及用于其的刀片组件的制作方法

本公开总体涉及用于割草移动机器人的刀片组件。

背景技术：

草坪修剪移动机器人可以关于环境导航以修剪限制区域。草坪修剪移动机器人包括可旋转的刀片。在草坪修剪移动机器人在环境中沿着地面行进时，草坪修剪移动机器人可以旋转刀片。当刀片旋转并接触地面上的可割植被(诸如草)时，刀片切割植被。

技术实现要素：

在一方面，本实用新型特征为割草移动机器人，其包括主体和连接到主体并且可绕驱动轴线旋转的刀片组件。该刀片组件包括两个或多个安装弹簧的刀片、两个或多个弹簧，以及容纳刀片的壳体。每个刀片可旋转地安装在安装轴线上，并包括从刀片尖端朝驱动轴线向内延伸的切割部。每个弹簧被配置为限制所述两个或多个刀片中的相关联一个的运动。所述壳体包括在其中装入两个或多个刀片的两个或多个狭槽。狭槽成角度，使得每个刀片的一部分被构造成响应于撞击在相应狭槽内通过围绕该刀片的安装轴线旋转而朝驱动轴线向内移动，以使刀片的切割部相对于地面朝主体向上移动，并且随着刀尖绕驱动轴线旋转，而减少由刀尖和驱动轴线限定的尖端半径。

在另一方面，本文件以移动割草机器人为特征，其包括主体和连接到主体并且可绕驱动轴线旋转的刀片组件。该刀片组件包括刀片、容纳刀片的壳体、以及将刀片连接到壳体的弹簧。壳体包括在其中装入刀片的狭槽，使得刀片的一部分响应于撞击而可通过狭槽朝另一刀片移动。狭槽在壳体中朝主体向上倾斜，从而使刀片能够响应于撞击相对于地面朝主体向上移动。弹簧是用于约束刀片相对于壳体的运动。

在另外的方面，本文件以用于移动割草机器人的刀片组件为特征，其 包括刀片、容纳刀片的壳体、以及将刀片连接到壳体的弹簧。壳体被配置用于耦合到所述移动割草机器人的致动器，使得所述壳体可绕驱动轴线旋转。壳体包括在其中装入刀片的狭槽，使得刀片响应于撞击而可通过狭槽朝另一刀片移动。狭槽在壳体中朝移动割草机器人的主体向上倾斜，从而使刀片能够响应于撞击向上移动。弹簧是用于约束刀片相对于壳体的运动。

本文所描述的设备、刀片组件和机器人系统可以包括，但不限于，本文在下面和别处描述的实施方式。在一些示例中，所述切割部分可以包括在安装轴线与刀尖之间的距离的10％至30％之间的长度。在一些示例中，每个狭槽可以从安装轴线附近远离该安装轴线并且相对于水平地面倾斜地向上延伸。相对于水平地面的倾斜角度可以是在5至10度之间。

在一些示例中，该安装轴线与驱动轴线是不平行的。

在一些示例中，弹簧可以是具有联接到壳体的第一端和联接到刀片的第二端的扭转弹簧。扭转弹簧可以具有扭转轴线。刀片可以被配置为相对于壳体围绕与安装轴线重合并且与驱动轴线不平行的扭转轴线旋转。

在一些示例中，弹簧可偏压刀片远离其他刀片。

在一些示例中，在撞击不存在的情况下，刀尖半径可定位为始终以第一半径转动。响应于刀片的撞击和运动，尖端半径可朝向第二半径减小。第二半径可小于所述第一半径。

在一些示例中，刀片可以包括通过表面连接的第一边缘和第二边缘。刀片可以相对于地面以倾斜角向上倾斜，使得第二边缘相对于地面比第一边缘更高。倾斜角可以为5度至10度之间。

在一些示例中，刀片可包括第一部分和第二部分。第一部分可通过在壳体中的狭槽延伸。第二部分可向下延伸远离第一部分。刀片可包括沿着刀片组件的径向轴线延伸的第三部分。

在一些示例中，面向主体的刀片表面可包括沿着表面纵向延伸的浮凸。

在一些示例中，移动割草机器人可包括安装到壳体的防撞器。所述防撞器可以具有相对于地面的第一高度。所述刀片可以具有相对于地面的第二高度。第一高度可小于第二高度。

在一些示例中，响应于撞击，当刀片组件被配置成相对于主体在第一 方向上旋转时，刀片可被构造成相对于主体在与第一方向相反的第二方向上转动。移动割草机器人还可以包括安装在主体上以旋转刀片组件的致动器，以及一个或多个执行指令以进行操作的处理器。该操作可以包括检测传送到致动器的电流的增加，并且响应于检测到所述增加而减少传送到致动器的电流。增加可以响应于撞击。

。在一些示例中，壳体可以被配置成接收将所述壳体连接到致动器的轴。轴可在其中限定凹槽。刀片组件还可以包括在壳体内的保持夹。保持夹可以包括臂。臂可以在壳体内滑动，以使臂弯曲并由此向凹槽移动，或者从凹槽离开。臂可以定位在凹槽内以将壳体锁定到致动器。

在一些示例中，该保持夹可包括连接所述臂的把手。壳体可以沿平面约束把手和臂。臂可以被配置为沿壳体滑动，并当把手上的拉力沿着平面并且从驱动轴线向外定向时相对于驱动轴线向外变形。臂可以是弹性的，使得臂可以被配置为沿壳体滑动，并在把手上的拉力被释放时相对于所述驱动轴线向内变形。

在一些示例中，所述臂可各自包括第一端、第二端、以及连接第一端和第二端的保持部。所述第一端可被配置为接触所述壳体的支柱并沿着其滑动。所述第二端可被配置为接触所述壳体的支撑凸起。保持部可以定位在凹槽内以将致动器锁定到壳体。

在一些示例中，壳体可包括花键腔。花键腔可配置为与致动器的轴的对应花键部相配合。

在一些示例中，刀片可以被配置为在相应狭槽内沿第一方向和第二方向两者朝着驱动轴线旋转。弹簧可以是拉伸弹簧，其配置成当刀片在第一方向上旋转时伸长，并且配置成当刀片在第二方向上旋转时压缩。

本文所描述的设备、刀片组件和机器人系统的优点可以包括但不限于以下内容。刀片组件可降低损坏刀片组件的刀片和移动割草机器人的致动器的风险。例如，因为刀片可以相对刀片组件的壳体移动，所述刀片可接触到地面上的物体，然后相对壳体移动以在该物体周围机动，并由此移动远离该物体。刀片既可以横向又可以纵向移动，以中止与物体的接触，从而能够在不同几何形状的物体周围移动。

在刀片接触物体时，刀片通过由壳体限定的狭槽的运动可减小刀片组件上的冲击力。例如，刀片通过狭槽的运动可增加来自与物体接触的力发 生的持续时间，为移动割草机器人的控制器对撞击的响应提供更大的时间量。同样地，联接到刀片的弹簧可以产生逆着与物体撞击的力的偏置力，以使刀片穿过狭槽的运动以更大的持续时间发生，进一步增加控制器响应的时间量。下降的冲击也可以减少刀片的疲劳和其他机械故障的风险。

刀片组件的保持机构提供了释放机构，该释放机构可以使刀片组件能够容易地安装到移动割草机器人的致动器并从其拆卸。保持机构可以被约束在壳体内，使得该保持机构是使用者方便接触的，但又被约束为使得刀片组件从致动器意外断开连接的风险可以减小。

本说明书(包括本实用新型内容部分)中描述的任何两个或多个特征可以被组合以形成本文没有具体描述的实施方式。

本文所述的刀片组件、机器人系统、设备和技术，或其部分，可以由计算机程序产品控制，该计算机程序产品包括存储在一个或多个非临时性计算机可读存储介质上的指令，并且可在一个或多个处理设备上执行以控制(例如，协调)本文所描述的操作。本文所述的机器人或其部分可以被实现为一个装置或电子系统的全部或一部分，该装置或电子系统可以包括一个或多个处理设备和用于存储可执行指令以实现各种操作的存储器。

一个或多个实施方式的细节在本文的附图和说明书中阐述。其他特征和优点将从说明书和与附图以及从权利要求书中显而易见。

附图说明

图1是刀片组件正跨越地面移动的割草移动机器人的一个示例的侧视图。

图2是图1的割草移动机器人的仰视图。

图3是致动器和刀片组件的分解俯视透视图。

图4是从图1的割草移动机器人分离的刀片组件的侧视图。

图5是图4的刀片组件的仰视透视图。

图6是图4的刀片组件的分解仰视透视图。

图7A是沿图5的剖切线7A-7A截取的刀片组件的剖视图，刀片组件的刀片处于延伸位置。

图7B是图7A中示出的刀片组件的剖视图，刀片组件的刀片处于缩回位置。

图8是示出为透明的联接到刀片组件中的弹簧的刀片的仰视透视图。

图9A是刀片的一个示例的仰视透视图。

图9B是图9A的刀片的侧视图。

图9C是图9A的刀片的仰视图。

图9D是沿图9C中示出的剖切线9D-9D截取的刀片的剖视图。

图10是刀片组件的示意性俯视图，其示出了处于伸出位置和缩回位置的刀片。

图11是刀片组件的俯视透视图，其示出了处于伸出位置和缩回位置的刀片。

图12是从割草移动机器人分离的刀片组件沿图11的剖切线12-12截取的侧剖视图，刀片处于缩回位置。

图13是从割草移动机器人分离的刀片组件的侧视图，刀片处于缩回位置。

图14A至图14D是接触物体的刀片组件的刀片的一个示例的侧视透视图。

图15A至图15D是接触物体的刀片组件的刀片的一个示例的示意性侧视图。

图16是保持夹的俯视透视图。

图17A是刀片组件的俯视图，其示出了处于保持位置的图16的保持夹。

图17B是刀片组件的俯视图，其示出了处于释放位置的图16的保持夹。

图18A是刀片组件的示例的俯视示意图，刀片具有两个切割边缘。

图18B是图18A的刀片组件的侧视示意图。

在不同附图中的相同参考标记指示相同的元件。

具体实施方式

本文描述配置为经过可修剪区域使用刀片组件割草和其他植被(以下统称为草)的示例移动机器人。刀片组件可安装在移动机器人上，并且在一个示例实施方式中，包括两个或多个安装弹簧的刀片。快速释放保持机构被配置为使用户能够在保持机构上施加拉力，以将刀片组件安装至移动 机器人和从其拆卸。

当刀片组件被安装在移动机器人上时，移动机器人转动刀片组件割草。在一些实施方式中，刀片安装在刀片组件中，使得刀片响应于与可修剪区域中的不可修剪物体撞击而收缩。刀片的收缩使得刀片在移动机器人继续经过该区域时能够围绕物体移动并且刀片组件继续转动。

图1图示了沿前进方向102经过地面50行进的割草移动机器人100(在本文中也被称为机器人)的侧视图。地面50包括未修剪草55，和被刀片组件106切割的已修剪草60。如图2所示，刀片组件106包括壳体120，刀片108安装到其中。割草移动机器人100还包括致动器112，刀片组件106安装到其。当刀片组件106安装到致动器112时，致动器112被配置为旋转刀片组件106。小型不可修剪物体65(例如，小石头)和大型不可修剪物体70(例如，大石头)处于割草移动机器人100的前进方向102上。在一些实施方式中，机器人100包括两个或多个刀片组件106。

在一些示例中，由于接触可能损坏刀片108、刀片组件106，或用来驱动刀片108的转动的致动器112，因此刀片组件106与这样的物体之间的接触是不希望的。另外，刀片组件106的壳体120与该物体之间的接触可在致动器112上产生横向力，这可能会损坏致动器112。

机器人100包括多个机构，以避免可能由与不可修剪物体65、70接触而造成的对机器人100的损坏。如图示机器人100的仰视图的图2所示，机器人100包括安装在机器人100的主体103前部的防撞器104。当机器人100关于地面50移动时，防撞器104和刀片108被配置为接触地面50上的物体。防撞器104与足够高到挤压防撞器104的物体之间的接触用于将机器人100从较大的不可修剪物体(例如，具有的最小高度为防撞器104的底部高度的不可修剪物体)重新定向离开。防撞器104保护刀片组件106避免接触这些较大物体。

刀片组件106安装在主体103的底部上，并且包括刀片缩回机构，刀片缩回机构使刀片108能够响应于与不可修剪物体接触而缩回并升起。在某些情况下，防撞器104不接触的物体可能接触到刀片108。在一些实现方式中，如本文中所述的，刀片108被安装在刀片组件106中，使得在刀片108接触物体时，刀片108相对刀片组件的壳体120转动。简要地参考图10，刀片108a、108b、108c(统称为刀片108)被安装成使得每个刀片 108a、108b、108c在与物体接触时相对于刀片组件106的壳体120独立地从伸出位置转动到缩回位置。图10图示了处于以实线示出的伸出位置174中的刀片108a。刀片108a可相对于壳体120转动到以虚线所示的缩回位置176。每个刀片108a、108b、108c具有相应的伸出位置和缩回位置，并且能够独立于其它刀片在这些位置之间转动。

该转动降低了由刀片108与物体之间的接触产生的撞击力，从而潜在地减少了对刀片108、刀片组件106和致动器112的损坏。如本文中更详细描述的，刀片108a向缩回位置176的运动还使得刀片108能够移动到使得刀片108a避免与物体进一步接触的位置。例如，刀片108a相对于地面50竖直升起，以允许物体在刀片108a下方通过。刀片108另外地或替代地向内收缩，以允许物体在刀片108a的最外点之外通过(例如，图10所示的刀片尖端139d)。

刀片108a也是安装弹簧的，使得刀片108a逆着弹簧力的运动减缓了较大冲击力直接向壳体120的传递，由此降低致动器112上的冲击力。当刀片108a撞上物体时，弹簧进一步吸收施加到刀片108a上的能量，并且将刀片108a偏压回到切割位置，使得刀片108a在刀片108a已越过碰撞物体后返回到切割位置。

如图1和2所示，驱动轮110(与在机器人100前部上的脚轮111协作)支撑主体103在地面50上方。机器人100还包括致动器112，刀片组件106安装到其上。在图3图示的致动器112和刀片组件106的分解图中示出，致动器112包括轴113，刀片组件106被安装在其上。

机器人100包括控制器114，以控制机器人100的系统的操作。例如，控制器114控制转动机器人100的驱动轮110以经过地面50移动机器人100的一个或多个电机。控制器114还控制传送到致动器112以转动致动器112和刀片组件106(当该刀片组件106安装到致动器112时)的功率量。

如图1所示，随着机器人100沿前进运动方向102围绕地面50移动，机器人100的防撞器104定位在机器人100的主体103上，以接触沿地面50的物体。当防撞器104接触物体时，响应于与物体的撞击力，防撞器104相对于机器人100的主体103在向后方向上移动。在一些实施方式中，防撞器104也相对于机器人100的主体103沿向上方向移动。

响应于防撞器104与环境中的物体之间的撞击，控制器114可替代地 或另外控制传送到转动驱动轮110和/或致动器112的电机的功率量。在一些实施方式中，防撞器104包括接触传感器、力传感器或响应于与地面50上的物体的撞击或接触而产生信号的其他合适的传感器。控制器114根据由传感器产生的信号控制机器人100的导航。例如，响应于检测到与物体的接触，控制器114减小传送到驱动轮110的功率以降低它们的速度，或差动地驱动驱动轮110以使机器人100转向远离物体。

在一些示例中，防撞器104接触具有的高度大于防撞器高度116的物体，该防撞器高度116是从地面50到防撞器104的底面而测量的。随着机器人100沿前进方向102移动，防撞器104接触较大物体70，但不接触较小物体65，因为较大物体70具有大于防撞器高度116的高度，而较小物体65具有小于防撞器高度116的高度。防撞器高度116例如是在3至7厘米范围内(例如，4至6厘米，大约5厘米)。较大物体70的高度可能大于防撞器高度116(例如，大于3至7厘米)，而较小物体65的高度可以小于防撞器高度116(例如，小于3至7厘米)。

如果足够小，物体可以进入在主体103下方的下侧区域118。在一些示例中，随着机器人100沿前进方向102移动，当防撞器104不与小物体65接触时，小物体65移动到主体103下方的下侧区域118中。在一些情况下，机器人100接触具有比防撞器高度116更大的高度的物体，并且该物体接触防撞器104，并导致防撞器104沿向上方向相对主体103移动，使得物体移动超出防撞器104进入主体103下方的下侧区域118。

刀片组件106安装在机器人100上，使得刀片108被定位在高于地面50的刀片高度132处。刀片高度132确定已修剪的草60的高度。在这方面，刀片高度132选择为使得在机器人100修剪草(例如未修剪的草55)之后的草的高度处于期望高度。在一些示例中，刀片高度132小于防撞器高度116，而在其他示例中，刀片高度132大于防撞器高度116。

图4示出了从图1的机器人100分离的刀片组件106，而图5示出了刀片组件106的仰视透视图。刀片组件106包括容纳刀片108的壳体120。虽然三个刀片108被示出，但是在一些示例中，一个、两个、四个或多个刀片被安装在刀片组件106中。壳体120例如是圆柱形壳体。壳体120包括形成在上壳体124与下壳体126之间的狭槽122，所述上壳体124和下壳体126被连接以形成壳体120(参照图6)，并限定狭槽122，刀片108被安装 在其中。

刀片108还响应于与地面50上的物体撞击而移动通过狭槽122。在一些示例中，如图4所示，狭槽122包括加宽部分122a，以将刀片108容纳在其完全缩回位置中。狭槽122还沿圆柱形壳体倾斜，使得狭槽122随着它们延伸通过壳体而升起，从而使刀片108在它们通过壳体移动时能够升起。如图7A和7B所示，每个刀片108被安装在壳体120中的枢轴134上，使得每个刀片108可相对于壳体120围绕由枢轴134限定的安装轴线135转动。例如，当刀片108a围绕安装轴线135相对于壳体120转动时(例如响应于刀片上的撞击力)，刀片108a移动通过相应的狭槽122。

壳体120还包括约束板128，其与上壳体124配合以将机器人100的致动器112与刀片组件106对齐。约束板128和上壳体124将致动器112旋转地联接到刀片组件106。该上壳体124与保持夹129相互作用(本文更详细描述)，以将致动器112锁定到壳体120。当致动器112被锁定到壳体120时，致动器112与壳体120之间的相对平移被抑制，从而使刀片组件106和致动器112的轴113能够相对于主体103共同绕驱动轴线130转动。

刀片108的安装轴线135与驱动轴线130基本上不平行。驱动轴线130例如垂直于水平地面50，而安装轴线135相对于驱动轴线130倾斜。安装轴线135与驱动轴线130之间的角度例如在5至10度范围内(例如，在6至9度范围内、在7至8度范围内、大约7.5度)；然而，如本文所描述的，也可以使用这些之外的角度。

如果地面50上的物体与刀片108之间没有撞击或接触，则致动器112导致刀片尖端173a、173b、173c(刀片108a的刀片尖端139d对应于刀片尖端173a，而刀片尖端173a、173b、173c被统称为刀片尖端173)在平行于地面50并且在其上方的平面内转动。在物体与刀片108之间撞击或接触时，刀片108相对于壳体120转动，以导致刀片尖端173在关于地面50成角度的平面内旋转。随着它们相对于刀片组件106的壳体120转动，刀片尖端173因此改变相对于地面50的高度。刀片尖端173相对于壳体120的旋转平面以及刀片尖端173由于致动器112的转动而导致的旋转平面之间的角度例如在5至10度范围内(例如，在6至9度范围内、在7至8度范围内、大约7.5度)；然而，如本文所描述的，也可以使用这些之外的角度。刀片108转动使得它们朝壳体120向内移动，并升起离开地面50。随 着刀片尖端173升起离开地面50，刀片尖端173配置为高度增加达例如在5至15毫米范围内(例如在5至10毫米范围内、10至15毫米范围内、6至14毫米范围内、7至13毫米范围内、大约8毫米)。

如图7A和7B所示，示例刀片108a以相对于地面50的倾斜角137安装在壳体120上。刀片108a的倾斜角137使得刀片108a能够随着刀片108a相对于壳体120在狭槽122内转动而以向上的轨道移动。在这个示例中，倾斜角对应于形成在安装轴线135与驱动轴线130之间的角度。倾斜角137例如在5至10度范围内(例如，在6至9度范围内、在7至8度范围内、大约7.5度)；然而，也可以使用这些之外的角度。例如，更大的倾斜角增加刀片108在对应狭槽12内移动时刀片108a升起的高度。在其它示例中，与更长的狭槽结合的更小倾斜角增加了刀片通过狭槽122行进的距离，而不会降低刀片108a移动到缩回位置时刀片108a的最大高度增加。

因为壳体120是圆柱形的，狭槽122是倾斜的，以使得刀片108a能够以倾斜角137在向上的轨迹中相对于壳体120转动通过壳体120。每个狭槽122例如成角度以适应刀片108a的倾斜角137。每个狭槽122在壳体120中从安装轴线135附近向上延伸离开安装轴线135。每个狭槽122朝主体103离开地面50向上倾斜以与水平地面50形成角度。狭槽与地面50之间的角度对应于刀片108a的倾斜角137。刀片108a相应地可通过狭槽122旋转，而不接触壳体120的限定狭槽122的壁表面。

刀片组件106还包括安装在壳体120中的弹簧131。对于每个弹簧131，该弹簧131的一端被旋转地约束到壳体120，而弹簧131的另一端被联接到对应刀片108。由于弹簧131被联接到壳体120和刀片108两者，因此弹簧131被配置为约束对应刀片108相对于壳体120的运动。如图8所示，弹簧131包括联接到壳体120的第一端部131a和联接到刀片108a的第二端部131b。弹簧131的第二端部131b被例如安装到刀片108a上的开口151内。

因为第一端部131a被联接到壳体120(例如，第一端部131a被旋转地约束到壳体120)，并且第二端部被联接到刀片108a，所以壳体120与刀片108a之间的相对运动使得弹簧131围绕扭转轴线136扭转。刀片108被弹簧安装在壳体120内，使得刀片108被偏压到如图3至5、图7A和图11 所示的位置中。弹簧131被定位成使得弹簧131的扭转轴线136与安装轴线135重合。扭转轴线136和安装轴线135两者相对于驱动轴线130成角度。每个刀片108具有一个弹簧131，并因此与其他刀片独立地旋转。

刀片108a相对于壳体120通过狭槽122离开其初始位置的旋转使得弹簧131储存能量。弹簧131施加与刀片108a离开其初始位置的旋转相反的力。因此，当刀片108a相对于壳体120朝向另一刀片转动时，来自弹簧131的力偏压刀片108a离开其他刀片。弹簧131是例如1至5磅-英寸(如1至2.5磅-英寸、2.5至5磅英寸、约2.5磅-英寸、0.11至0.57牛顿-米、0.11至0.28牛顿-米、0.28至0.57牛顿-米、约0.28牛顿-米)的扭转弹簧；然而，也可以使用具有其他性能特征的扭转弹簧。例如，具有更大强度的扭转弹簧增加了在刀片108a转动到完全缩回位置时由弹簧吸收的能量大小，并且增加了使刀片108a移动到完全缩回位置所需的力的大小。具有更小强度的扭转弹簧减少了在刀片108a转动到完全缩回位置时由弹簧吸收的能量的大小，并且减少了使刀片108a移动到完全缩回位置所需的力的大小。

图7A和7B图示了移动穿过壳体120的单个刀片108a。其它刀片108b、108c未被示出，以简化刀片108a的运动的图示。如在本文中更详细地描述的，刀片108a从伸出位置(图7A)通过狭槽122转动到缩回位置(图7B)。伸出位置对应于刀片108a在狭槽122内的初始位置。缩回位置对应于刀片108a在狭槽122内的最终位置，在该最终位置上，因为与壳体120的壁接触，刀片108a不能从其初始位置转动得更远。在该缩回位置中，刀片108a的一部分处于狭槽122的加宽部分122a内。

图9A至9D示出了刀片108a的一个示例。刀片108a限定了第一边缘138和第二边缘140，在刀片组件106沿前进旋转方向142上绕驱动轴线130旋转时(图5所示)，所述第一和第二边缘分别对应于刀片108a的前缘和后缘。第一边缘138和第二边缘140通过刀片108a的顶面144和底面146相连接。

如图4所示，因为刀片108a以倾斜角137相对于地面50安装，所以第二边缘140相对于地面50比第一边缘138更高。刀片高度132对应于第一边缘138在地面50上方的高度。在这方面，当刀片组件106转动时，第一边缘138切割未修剪的草55到大致等于刀片高度132的高度。

因为刀片108a以倾斜角137安装，所以从第一边缘138附近到第二边缘140的底面146被定位在比刀片高度132大的高度处。因此，在第一边缘138割草到刀片高度132后，底面146越过已修剪草60，而不会拖曳已修剪草60。减少的拖曳减小了致动器112转动刀片组件106割草时致动器112需要克服的摩擦力。倾斜角137从而可以通过抑制由该底表面146的拖曳造成的摩擦力实现更高的割草效率。

每个刀片108包括第一部分139a、从第一部分139a延伸的第二部分139b，和从第二部分139b延伸至刀片尖端139d的第三部分139c。第一部分139a是刀片108a安装在壳体120内的部分。第一部分139a包括将弹簧131安装到刀片108a的开口151，以及将刀片108a可旋转地安装到壳体120上的开口157(例如，将刀片108a安装到壳体120的枢轴134上)。第一部分139a从壳体120内通过狭槽122延伸出壳体120，第一部分139a安装在壳体120中。

刀片108a的第二部分139b从刀片108a的第一部分139a向下延伸，使得第二部分139b终止于刀片高度132处。在刀片108a处于缩回位置(图7B)时，狭槽122的加宽部分122a容纳刀片108a的第二部分139b。

从第二部分139b延伸的刀片108a的第三部分139c被定位为在地面50上方的刀片高度132处大致水平地延伸。第三部分139c包括第一边缘138的切割部138a，其从刀片尖端139d朝驱动轴线130向内延伸。第三部分139c和切割部138a例如与刀片组件106的从驱动轴线130延伸的径向轴线重回或平行。在一些情况下，所述第三部分139c与径向轴线形成在0至2.5度范围内的角度(例如，0至1.5度、0至0.5度、小于1度、小于0.5度)。

在一些示例中，因为仅刀片108a的第三部分139c在刀片高度132处，所以当机器人100在经过地面50行进修剪草时，所述第三部分139c接触草，而第一和第二部分139a、139b不接触草。第三部分139c，作为刀片108a的相对刀片组件106的驱动轴线130的最远端部分，具有从驱动轴线130测量的更大的杠杆臂。给定由机器人100的致动器施加在刀片组件106上的扭矩，由第三部分139c施加在草上的力大于可由第二部分139b和第一部分139a施加的力。

此外，相比刀片108a的总长度，第三部分139c具有相对小的长度。 在一些示例中，该第三部分139c的长度150是刀片108a的总水平长度152的在10％至50％范围内的某一百分比(例如，在10％至30％范围内、在20％至40％范围内，30％至50％范围内、约20％、约30％、约40％)。在一些示例中，刀片108a的水平长度152在5至30厘米范围i，(例如，在5至7.5厘米范围内、在7.5至10厘米范围内、在5至10厘米范围内、在10至20厘米范围内，在20至30厘米范围内、约7.5厘米、约15厘米、约20厘米、约22.5厘米、约25厘米)。与草接触的第三部分139c中的较小表面积和第三部分139c的较长杠杆臂的结合，使得该第三部分139c在刀片108a切割草时传递更集中的力到所述草上。通过干净地切过所述草，集中的力实现提高的草切割质量。提高的切割质量例如包括实现了在大片草地上的均匀切割。在一些实施方式中，提高的切割质量意味着在切割区域中的至少75-80％范围内的草叶处于所希望的切割高度(例如，叶高度132)的10％-15％范围内。在一些实施方式中，提高的切割质量意味着实现了经过竖直定向的叶片的均匀切割，使得切割边缘不是锯齿状的，和/或使得所述切割边缘的长度只不过比草叶的宽度长10％-15％。

可选地，刀片108a的顶表面144包括浮凸148。浮凸148沿着刀片108a纵向延伸。浮凸148例如沿顶表面144延伸通过刀片108a的水平长度152的50％至90％(例如，60％至80％、65％至75％、约70％)。如图9D所示，这是刀片108a的沿图9C中所示的剖切线9D-9D的剖视图，浮凸148改变刀片108a的横截面形状，从而在刀片108a转动时改变经过刀片108a的空气流。浮凸148的横截面形状例如配置成使得在刀片组件106的旋转过程中的空气流在刀片108a上引起升力，该升力导致刀片108a部分地升起同过狭槽122。这样的剖面形状减小了刀片108a响应于在刀片组件106的旋转过程中发生的空气流而弯曲的风险。

当刀片108a移动通过狭槽122时，刀片108a被构造成使得刀片108a围绕刀片108a的安装轴线135通过狭槽122的旋转使得刀片108a朝向驱动轴线130移动。如图10中的刀片组件106的顶视图所示，在切割操作过程中，刀片108a、108b、108c与刀片组件106一起以逆时针方向(从上方观察)转动。每个刀片108a、108b、108c相对于壳体120在伸出位置与缩回位置之间可移动。图10和11仅图示了处于伸出位置174和处于缩回位置176中的刀片108a，但各刀片108a、108b、108c都可在这些位置之间移 动。

在一些示例中，在物体进入主体103下方的下侧区域(例如，图1中图示的下侧区域118)时，刀片108中的一个接触物体(例如，小物体65)，使得所述刀片108a从伸出位置174移动到缩回位置176或朝向缩回位置176移动。如果不与地面50上的物体撞击或接触，刀片108a被定位为在整个伸出尖端半径178上转动(参照图10)，所述伸出尖端半径178对应于刀片在伸出位置174中的从驱动轴线130测量的尖端半径。在缩回位置176中，刀片108a在缩回尖端半径179上转动(参照图10)。响应于刀片108a的撞击和运动，刀片108a被定位为在对应于刀片处于缩回位置176与伸出位置174之间的部分缩回位置中的尖端半径(例如，在伸出尖端半径178与缩回尖端半径179之间的半径)上转动。

随着刀片108a从完全伸出位置174到完全缩回位置176移动通过狭槽122，刀片高度132随着刀片108a通过狭槽122朝完全缩回位置176行进的距离线性地增加。类似地，在一些实施方式中，刀片108a的尖端半径还随着刀片108a通过狭槽122朝完全缩回位置176的旋转的大小而线性地减小。

随着刀片108a在其伸出位置174中转动，刀片108a能够避免与定位在外部区域175中的物体进一步接触，该外部区域175由对应于伸出尖端半径178的外半径和对应于缩回尖端半径179的内半径限定。当刀片108a接触定位在外部区域175中的物体时，刀片108a从伸出位置174缩回到在外部区域175内的部分缩回位置。在一些示例中，刀片108a从伸出位置174缩回到完全缩回位置176。

在一些示例中，刀片108a通过升起到物体之上避免了与在外部区域175中的物体接触。在一些示例中，如果物体进入由对应于缩回尖端半径179的半径限定的内部区域177，则刀片108a能够通过升起到物体之上避免与物体进一步接触。即使刀片108a无法缩回超过缩回尖端半径179，刀片108a能够升起高到足以越过该物体的高度。用于刀片108a避开物体的这些机构的示例在此更详细地描述，例如，关于图14A至14D和图15A至15D。

控制器114和刀片组件106被配置为使得控制器在任何物体进入内部区域177内时减少到致动器112驱动的刀片组件106的功率。沿着地面50 在机器人100的前进方向102上进入内部区域177的物体在进入该内部区域177之前接触刀片108中的一个。当刀片108中的一个接触物体时，因为接触刀片108的物体导致与刀片组件106的旋转方向相反的力，所以刀片组件106和致动器112经历旋转速度的降低。致动器112的旋转速度的降低可由控制器114检测，例如，使用附连到致动器112的编码器或其他传感器。控制器114包括例如反馈速度控制机构，以保持致动器112的旋转速度。所检测的致动器112的旋转速度的降低因此使控制器114增加传送到机器人100的驱动刀片组件106的致动器112的功率，以将旋转速度控制在预定范围内，控制器114实施反馈速度控制机制。

在一些示例中，旋转速度的降低发生得很快，因为在刀片组件的刀片接触物体时，刀片上的撞击被不衰减地传递到壳体，然后传递到驱动该刀片组件的致动器。由于例如不存在吸收或减缓从刀片向致动器的撞击传递的部件，因此在刀片与致动器之间的力传递很快发生。在其他示例中，刀片接触物体，并且不能随着刀片组件转动而在物体周围或上方移动。驱动该刀片组件的致动器可能由于刀片与物体之间的接触而停止转动。在一些示例中，控制器能够检测刀片组件的降低的旋转速度，并通过提高传送到驱动刀片组件的致动器的功率而相应地补偿。然而，由于刀片108不能在物体周围挪动，刀片108保持与物体接触，而传送到致动器112的功率可能继续增加。

如本文所述，为了使刀片108能够避免与物体接触，响应于与进入下侧区域的物体撞击，刀片108在壳体120内从伸出位置174移动到缩回位置176。由于刀片能够克服弹簧131的力而移动通过狭槽122，因此碰撞力被弹簧131吸收。碰撞因此可以在更大距离(例如狭槽122的长度)上发生，从而降低了在刀片108a上的冲击力。减小的冲击力可降低损坏刀片108a的风险。

碰撞也在更大的持续时间上发生，因为刀片108a最初行进通过狭槽122。更大的碰撞持续时间允许控制器114具有更大的时间量来检测致动器112的旋转速度正在降低。在检测到旋转速度正在降低时，控制器114通过例如停止实施反馈速度控制机制和启动停止传送功率到致动器112的进程而响应。通过降低传送到致动器112的功率，该控制器114可以减轻致动器112由于传送到致动器112的过量功率而损坏的风险。特别地，刀片108 被安装在壳体中，使得在物体已经移动通过外部区域175到内部区域177时，刀片108中的一个已经接触物体足够长的持续时间，使得控制器114能够检测到致动器112的旋转速度的最终降低。控制器114然后减小到致动器112的功率，使得刀片108不继续抵靠物体旋转。

此外，刀片108通过狭槽122的运动还为控制器114提供了足够的时间以检测与物体的接触，使得控制器114能够减少或消减传送到驱动轮110的功率。其结果是，任何进入内部区域177的物体在割草移动机器人100移动到足以使刀片组件106的壳体120接触该物体之前被控制器114检测到。如本文所描述的，该接触可损坏致动器轴113。控制器114抑制该接触的能力保护致动器112免受这种损坏。

在一些实施方式中，控制器114检测到供给至致动器112以维持致动器112的旋转速度的功率增加，并且通过停止传送功率到致动器112而对该供给至致动器112的功率增加做出响应。功率的增加例如对应于功率的尖峰，其表明一个或多个刀片108已经碰撞物体。在一些示例中，控制器114基于来自加速度计的信号检测在刀片组件106和/或刀片108上的机械振动，所述加速度计联接到刀片组件106的刀片108和/或壳体120。测得的致动器的加速度的增加对控制器114表明刀片108和/或壳体120已经接触物体。测得的加速度增加例如对应于测得的加速度的尖峰，表明刀片组件106的部件与物体之间的接触。作为响应，控制器114降低供给到致动器的功率，或停止传送功率到致动器112。

如本文所描述的，防撞器104和刀片组件106各自提供避免可能由与非可修剪物体接触而导致的对机器人100的损坏的机构。例如，本文所描述的控制器114使用与防撞器104和刀片组件108相关联的感测系统的组合避免对刀片108、致动器112和机器人100的其他部件的损坏。在一些示例中，机器人100包括检测物体已经接触防撞器104并且导致防撞器104的向上运动的传感器。该物体例如导致机器人100的主体103、驱动轮110和/或脚轮111的抬升。附连到主体103、驱动轮110和/或脚轮111的一个或多个传感器产生对应于抬升量的电信号。传感器例如是加速度计、速度传感器、位置传感器、力传感器和响应于接触防撞器104并在主体103和防撞器104上导致向上力的物体的其他传感器。该向上力例如是直接地施加在防撞器104上导致防撞器104与主体103之间的相对运动的向上力或 导致防撞器104和主体103一起向上运动的向上力的结果。

在传感器是力传感器的例子中，如果在修剪操作中检测到的力大于阈值力，则控制器114通过断开到驱动轮110和/或致动器112的功率传送而做出响应。如果力是在阈值力之下，则控制器114继续修剪操作，而不调整传送的功率量。在一些情况下，防撞器104接触物体，而传感器不检测在阈值力之上的力。机器人100继续沿前进驱动方向移动，这导致刀片108和/或壳体120接触物体。

到缩回位置176的运动也使得刀片108能够避免在刀片组件106继续转动时与物体进一步接触。刀片108在壳体120内的运动使得刀片108能够转动到壳体120内(减少刀片108的尖端半径)，并且相对于地面50向上移动。刀片108到壳体内的转动导致刀片108相对于物体的横向移动，使得刀片108避免与物体的进一步接触。响应于与物体的接触，刀片108到壳体内的旋转和刀片108的向上运动的组合防止刀片108与物体之间的进一步接触。

到缩回位置的运动导致刀片尖端的半径173减小例如20至40毫米(例如，20到30毫米、30到40毫米、约30毫米)。在一些实施方式中，缩回尖端半径179是伸出尖端半径178的40％至80％(例如，40％至60％、60％至80％、50％至70％、约50％、约60％、约70％)。在一些示例中，伸出尖端半径178在8至12厘米范围内(例如，在9至11厘米范围内、约10厘米)，而缩回尖端半径179在4至8厘米范围内(例如，在5至7厘米范围内、约6厘米)。在操作期间，取决于刀片108的缩回量，刀片108具有在伸出尖端半径178与缩回尖端半径179(含)范围内的半径(例如，由于与物体接触或不接触)。

刀片108相对于地面50的向上运动导致刀片高度132的增加，使得刀片108爬过物体。刀片高度132增加例如5至15毫米(例如5至10毫米、10至15毫米、6至14毫米、7至13毫米、大约8毫米)。在一些示例中，在伸出位置174中的刀片108的刀片高度132在30毫米至50毫米范围内(例如，在30至40毫米范围内、35至45毫米范围内、40至50毫米范围内、约35毫米、约40毫米、约45毫米)。在缩回位置176中的刀片108的刀片高度132在40毫米至60毫米范围内(例如，在40至50毫米范围内、在45至55毫米范围内、50至60毫米范围内、约45毫米、约50毫 米、约55毫米)。在缩回位置176中的刀片高度132与在伸出位置174中的刀片高度132的比率是例如1.05至1.25(例如，1.05至1.15、1.10至1.20、1.15至1.25、约1.10、约1.15、约1.20)。

相对于本文所描述的刀片108在撞击时的横向运动，当刀片108a从伸出位置174朝向缩回位置176行进时，如图11所示，第一刀片108a朝向第二刀片108b并远离第三刀片108c移动通过狭槽122。最初，在与地面50上的物体不接触时，刀片108是彼此等距间隔开的。在一些实施例中，刀片108的刀片尖端173彼此形成120度角。在一些情况下，刀片尖端173沿圆周等距离地间隔开，在刀片组件106转动并且刀片108各自处于伸出位置时刀片尖端173扫过该圆周。

在一些示例中，当刀片108a、108b、108c中的一个，例如刀片108a接触物体时，刀片108a移动到在伸出位置174与缩回位置176之间的部分缩回位置，从而使刀片108a变得与刀片108b和108c不等距间隔开。刀片108a(在缩回位置176中)的刀片尖端173a与刀片108b(在伸出位置中)的刀片尖端173b之间的角度是例如30至70度(例如，在30至50度范围内、40至60度范围内、50至70度范围内、大约40度、大约50度、大约60度)。刀片108a(在缩回位置176中)的刀片尖端173a与刀片108c(在伸出位置中)的刀片尖端173c之间的角度是例如150至240度(例如，在150至180度范围内、在180至210度范围内、在210至240度范围内、大约165度、大约195度、大约225度)。在一些实施方式中，刀片108a的刀片尖端173a与刀片108b(在伸出位置中)的刀片尖端173b之间的角度随着刀片108a从伸出位置174移到缩回位置176而减少约25％至40％(例如，25％至35％、30％至40％、约30％、约35％)。

另外，从伸出位置174移动到缩回位置176，刀片108a行进通过狭槽122，使得刀片108a朝向驱动轴线130移动。第三部分139c朝驱动轴线130向内移动，使得由刀片尖端139d和驱动轴线130限定的尖端半径随着刀片108a从伸出位置174行进到缩回位置176而减少。如本文所描述的，刀片108a处于伸出位置174中时的伸出尖端半径178大于刀片108a处于缩回位置176中时的缩回尖端半径179。

相对于本文所描述的刀片108的向上运动，刀片108a还行进通过狭槽122，使得刀片108a相对于地面50朝向主体103向上移动。特别地，随着 刀片108a朝向驱动轴线130移动，第三部分139c相对于地面50朝向主体103向上移动。因为刀片108a通过开口157安装到壳体(如图9A所示)，所以刀片108a的开口157不相对于壳体120移动。如图12所示，刀片108a处于缩回位置176。在缩回位置176中的刀片108a的第三部分139c具有比刀片108b、108c的伸出刀片高度181大的缩回刀片高度180，刀片108b、108c二者都位于伸出位置。

图14A到14D示意性地图示了刀片108a在刀片108a接触物体80，并随后在壳体120内行进以升起到物体80之从而避免与物体80接触而被碰撞时的位置。图14A至14D示出了刀片108a在刀片组件106沿第一方向182绕驱动轴线130旋转并且刀片108a接触物体80时的顺序侧视透视图。

在图14A中，随着刀片组件106沿第一方向182绕驱动轴线130转动，刀片108a初始接触物体80。刀片108a初始处于地面50之上的刀片高度186a处，并且初始在伸出位置。初始接触导致在刀片108a上沿与第一方向182相反的第二方向184的力。与物体80的接触导致刀片108a克服弹簧的弹簧力，从而导致物体在第二方向184上相对于壳体120朝向缩回位置转动。在第二方向184上的旋转导致刀片108a相对于地面50向上移动。

在图14B中，刀片组件106继续沿第一方向182继续转动。然而，因为物体80，刀片108a沿第二方向184转动，并且行进通过狭槽122，同时保持与物体80接触。与物体80的侧部的持续接触导致刀片108a朝向缩回位置行进通过狭槽122。刀片高度186b增加，因为刀片108a以一定角度相对于地面50倾斜。响应于与物体的持续接触和刀片组件106的旋转，刀片108a朝向机器人100的主体103相对于地面50向上移动。

刀片108a在狭槽122内从其初始伸出位置旋转离开导致弹簧(例如弹簧131)扭转。随着扭转量增加，弹簧将刀片108a朝向初始伸出位置偏压回来，但在刀片108a与物体80接触时，刀片108a不能返回到伸出位置。其结果是，刀片108a在处于初始伸出位置与完全缩回位置之间的部分缩回位置中保持与物体80相接触。

在图14C中，刀片组件106继续沿第一方向182旋转。因为刀片108a行进通过狭槽122，因此经受其刀片高度的增加，刀片108a达到足以爬过物体80的刀片高度186c。特别地，刀片108a达到大于物体高度的刀片高 度186c。在刀片108a行进经过物体80的顶部时，如果物体80具有平坦的顶面，则刀片108a在狭槽122内保持在相对相同的位置中。弹簧继续朝向初始伸出位置偏压刀片108a回来，但物体80的顶部限制刀片108a沿朝向初始伸出位置的方向的运动。

在图14D中，刀片组件106继续沿第一方向182旋转。刀片108a已经行进经过物体80的顶部的长度，因此能够朝向图14A中图示的在狭槽122内的它的初始位置返回。弹簧朝向初始伸出位置偏压刀片108a回来。因为物体80不再阻挡刀片108a，所以弹簧的偏压力能够导致刀片108a朝向初始伸出位置旋转回来。在一些示例中，另一刀片108b在刀片108a不再与物体80接触后接触该物体。

对比图14A至14D，其中刀片108a通过爬过物体80而挪动超过物体，在图15A至15D中图示的刀片108a通过刀片108a相对于物体的横向运动而超过物体90。特别地，图15A至15D示意性地图示了刀片108a在刀片108a接触物体80并因此在壳体120内行进以在物体80周围横向挪动以避免与物体80接触而被碰撞时的位置。图15A至15D示出了刀片108a在刀片组件106沿第一方向190绕驱动轴线130转动并且刀片108a接触物体90时的顺序顶视图。

在图15A中，随着刀片组件106沿第一方向190绕驱动轴线130转动，刀片108a初始接触物体90。刀片108a初始是在伸出位置中，并处于刀片尖端半径194a处。初始接触在刀片108a上产生力。力导致刀片沿第二方向192绕安装轴线135相对于壳体120旋转。运动的第二方向192与刀片108a在第一方向190上的旋转(与刀片组件106一起)相反。与物体90的接触导致刀片108a朝向缩回位置移动，因此导致刀片108a朝向另一刀片并且相对于驱动轴线130向内移动。

在图15B中，刀片108a相对于壳体120沿第二方向192转动，导致刀片108a开始缩回。刀片108a相对与壳体120在狭槽(未示出)内转动，使得刀片尖端半径194b从图17A中示出的刀片尖端半径194a减小。刀片尖端半径194b相对于刀片尖端半径194a朝驱动轴线130向内定位。刀片108a在壳体120内从其初始伸出位置196远离的旋转导致弹簧(例如弹簧131)扭转。随着扭转量增加，弹簧将刀片108a朝向初始伸出位置196偏压回来，但刀片108a在刀片108a与物体90接触时不能返回到伸出位置 196。其结果是，刀片108a在伸出位置196与完全缩回位置之间的部分缩回位置中保持与物体90相接触。

在图15C中，刀片组件106继续转动。刀片108a已经在壳体120内朝缩回位置转动了足够的量，使得刀片尖端半径194c小于物体90与驱动轴线130之间的距离。如图15D所示，一旦刀片108a已经收缩得足够越过物体90，弹簧将刀片108a朝伸出位置196偏压回来。在这方面，刀片108a随刀片组件106的旋转而沿第一方向190绕驱动轴线130转动，并且还相对于壳体120绕安装轴线135转动。

在一些实施方式中，物体80具有刀片108a不能越过的高度，或者物体90定位为充分靠近驱动轴线130，阻止刀片108a绕物体90挪动。特别地，刀片108a从其初始伸出位置移动到其完全缩回位置。甚至在完全缩回位置中，刀片尖端半径对于刀片108a绕物体横向移动过大以至于不能避开物体，或刀片高度对于刀片108a爬过物体过小以至于不能避开该物体。

在这些情况下，随着致动器112转动刀片组件106，刀片108a从初始伸出位置移动通过狭槽122到完全缩回位置。在移动通过狭槽122的过程中，刀片108a接触物体80、90，这在刀片组件106上施加力，该力会导致刀片108a在与刀片组件106的旋转相反的方向上移动。因此，该力例如与致动器112施加在刀片组件106上的转矩相反。该力减小了刀片组件106的速度，而控制器114使用反馈速度控制增加了传送到致动器112的电流，以保持刀片组件106的旋转速度。控制器114然后探测到传送到致动器112的电流的该增加。一旦增加超过了预定阈值，控制器114降低传送到致动器112的电流，以避免传送超过致动器112的特定最大允许电流的电流量。在一些示例中，控制器114禁用反馈速度控制，使得致动器112的旋转速度的任何减少不会导致控制器114传送更大量的功率给致动器112。

由于刀片108a能够克服弹簧131的力移动通过狭槽122，因此与物体80、90的撞击产生被弹簧131吸收的力。撞击因此在更大距离(例如狭槽122的长度)上发生，从而降低了在刀片108a上的冲击力。减小冲击力降低损坏刀片108a的风险。

另外，由于弹簧131初始吸收力，因此刀片组件106不会由于与物体撞击而经受旋转速度的突然下降，而是经受旋转速度的逐渐下降。逐渐下 降为控制器114提供了更大的时间量来检测传送到致动器112的增加的电流，以补偿旋转速度的逐渐下降。

如本文示例中所描述的，为了致动器112转动刀片组件106，刀片组件106安装到致动器112上，使得刀片组件106的壳体120被旋转地约束到致动器112。如图17A所示，为了将刀片组件106的壳体120旋转地约束到致动器112，所述致动器112的轴113与由壳体120限定的花键腔153配合。还参照图3，当刀片组件106安装到致动器轴113时，花键腔153与致动器轴113的花键部154交接。花键腔153将致动器轴113与刀片组件106对准。当刀片组件106被适当地安装到轴113时，花键腔153接收轴113的花键部154并与轴113的花键部154配合，以限制致动器轴113和刀片组件106之间的相对旋转。

如在图17A中所图示的，为了抑制壳体120和致动器112的轴113的相对平移，刀片组件106包括形成(快速释放)保持机构的保持夹129(图16)。保持机构便利于刀片组件106到机器人100的致动器112的轴113的附连，以便将刀片组件106平移地约束到致动器112。特别地，如本文所描述的，花键部分154的凹槽155与保持夹129接合，从而将刀片组件106平移地约束到致动器轴113。

保持机构包括保持夹129，它包括通过凸出部158连接的第一臂156a和第二臂156b(统称为臂156)。壳体120包括约束板(例如，图6中所示的约束板128)，该约束板将保持夹129约束在约束板与壳体120之间。壳体120还限定向上延伸的支柱162a、162b和支撑凸台160。约束板和壳体120约束保持夹129，使得凸出部158和臂156被沿着平面约束。

壳体120内的插入部159使用户能够手动地拉动凸出部158。壳体120的约束板和插入部159只允许用户从外部触及凸出部158。在一些情况下，所述插入部159由在壳体120的相对横向部161上从壳体120移除的质量平衡，使得刀片组件106的质量轴对称地绕驱动轴线130分布。例如，壳体120的相对侧部161是中空的，使得插入部159的材料的缺失通过在相对横向部161中的材料缺失平衡。

臂156在壳体120内沿平面是可滑动的。如本文所描述的，用户施加拉力172以使得能够从致动器112释放保持夹129。支柱162a、162b延伸到平面内，使得臂156抵接支柱162a、162b并且沿着支柱162a、162b滑 动。支撑凸台160还延伸到保持夹129约束在其中的平面内。每个臂156包括支撑部163a、163b，保持部164a、164b，台阶部167a、167b，第一止动部166a、166b，滑动部168a、168b，和第二止动部170a、170b。将凸出部158连接到臂156的支撑部163a、163b朝驱动轴线130从凸出部158延伸离开。例如，支撑部163a、163b是沿着拉力172的轴线延伸的基本平行的直线部分。

臂156的保持部164a、164b是臂156接近驱动轴线130的部分，因此，是当刀片组件106安装到致动器轴113时安装在致动器轴113的凹槽155内的部分。保持部164a、164b从支撑部163a、163b延伸。在一些例子中，保持部164a、164b沿拉力172的轴线延伸，并包括凹部165a、165b，所述凹部具有容纳花键部154的凹槽155的曲率半径的曲率半径。凹部165a、165b和花键部154的凹槽155的曲率半径例如在2毫米至6毫米范围内(例如，在2至4毫米范围内、4至6毫米范围内、约3毫米、约4毫米、约5毫米)。

台阶部167a、167b从保持部164a、164b延伸远离驱动轴线130，由此与保持部164a、164b形成角度。第一止动部166a、166b从台阶部167a、167b沿着拉力172的轴线延伸。滑动部168a、168b从第一止动部166a、166b延伸并成角度地离开。滑动部168a、168b朝彼此延伸。第二止动部170a、170b从滑动部168a、168b朝驱动轴线130延伸。在一些实施方式中，第二止动部170a、170b是基本线性的和平行的，并且沿着拉力172的轴线朝驱动轴线130延伸。

台阶部167a、167b从驱动轴线130延伸远离使得第一止动部166a、166b能够定位为更加远离彼此，同时使得保持部164a、164b能够定位更加靠近彼此。台阶部167a、167b相应地确定大小和尺寸，以限定第一止动部166a、166b之间的距离，以及保持部164a、164b之间的距离。保持部164a、164b定位为使得，在保持位置(图17A)中，凹部165a、165b与致动轴113的凹槽155接合，而在释放位置(图17B)中，凹部165a、165b不与致动轴113的凹槽155接合。第一止动部166a、166b之间的距离进而限定滑动部168a、168b的长度，该长度至少部分地确定由于保持夹129从保持位置(图17A)到释放位置(图17B)的运动而发生的分离的量。

在一些示例中，支撑部163a、163b的长度在4至6毫米范围内。保持 部164a、164b的长度在例如7至11毫米范围内。台阶部167a、167b的长度在例如0.5至3毫米范围内。台阶部167a、167b与保持部164a、164b之间形成的角度例如在120至150度范围内。第一止动部166a、166b的长度例如在1至4毫米范围内。滑动部168、168b的长度例如在2至6毫米范围诶。滑动部168、168b与第一止动部166a、166b之间形成的角度例如在130至170度范围内。第二止动部170a、170b的长度例如在1至4毫米范围内。

致动器轴113与刀片组件106之间的对准机构，虽然被描述为花键腔153与花键部154之间的接合部，但是可为将致动器轴113旋转地约束到刀片组件106的锁-匙、偏置凸台或其他适当的机构。例如，部分154包括一个或多个纵向延伸的支柱，其与通过刀片组件106的壳体120限定的空腔配合。与空腔配合的支柱抑制壳体120与轴113之间的相对旋转运动。在一些情况下，轴113包括绕驱动轴线130不对称地旋转的径向延伸凸缘。径向延伸凸缘插入到壳体120中的相应空腔内，以将刀片组件106旋转地联接到致动器轴113。

图17A示出了在保持位置中的保持夹129。在保持位置中，臂156在一端接触支撑凸台160，而在另一端接触支柱162a、162b。特别地，支撑部163a、163b抵接支撑凸台160，而每个臂156的第一止动部166a、166b抵接相应支柱162a、162b。如果致动器轴113的花键部154已经被插入到花键腔153，则每个臂156的保持部164a、164b与花键部154交接，以防止刀片组件106与轴113之间的相对平移(例如，相对垂直运动)。例如，在本实施方式中，保持部164a、164b定位在花键部154的凹槽155内，以将壳体120和刀片组件106锁定到致动器112。

保持夹129在保持位置(图17A)与释放位置(图17B)之间是可移动的。当施加在凸出部158上的拉力172沿保持夹129被约束到其的平面定向，并从驱动轴线130向外定向时，臂156沿壳体120滑动，以增加保持部164a、164b之间的分离距离。用户例如通过将凸出部158从驱动轴线130拉离而在凸出部158上施加拉力172，从而使保持部164a、164b移动远离彼此。保持部164a、164b之间的增加的距离使得保持部164a、164b能够从致动器轴113的凹槽155移除，使得致动器112可相对于壳体120平移。

在拉力172的施加过程中，支撑部163a、163b保持与支撑凸台160滑动接触。其结果是，臂156相对于驱动轴线130向外变形，支撑部163a、163b保持基本不变形。拉力172使得滑动部168a、168b沿支柱162a、162b滑动，进而导致臂156的保持部164a、164b相对于驱动轴线130向外变形。随着拉力172的继续施加，滑动部168a、168b继续沿着支柱162a、162b滑动，直到第二止动部170a、170b抵接支柱162a、162b。在该滑动运动期间，保持部164a、164b继续向外相对于驱动轴线130变形。

当第二止动部170a、170b抵接支柱162a、162b时，臂156处于释放位置(图17B)。在释放位置中，所述保持部164a、164b不再定位在该花键部154的凹槽155内。如果刀片组件106被安装到致动器112，当保持夹129处于释放位置时，刀片组件106不再锁定到致动器112。刀片组件106可相对于致动器112平移，使得刀片组件106可以从致动器112拆卸。

在图17A图示的保持位置中，第一止动部166a、166b定位为远离彼此在例如7至13毫米范围内(例如，在7至9毫米范围内、9至11毫米范围内、11至13毫米范围内、约8毫米、约10毫米、约12毫米)。保持部164a、164b定位为在例如6至12毫米范围内(例如，在6至8毫米范围内、在8至10毫米范围内、在10至12毫米范围内、约7毫米、约9毫米、约11毫米)。因为滑动部168a、168b朝向彼此延伸，因此在一些示例中，在保持夹129的保持位置中(图17A)，第二止动部170a、170b彼此相邻。第二止动部170a、170b例如远离彼此在1毫米至1.5毫米范围内(从第二止动部170a的纵向轴线到第二止动部170b的纵向轴线测量)。在一些例子中，第二止动部170a、170b在保持夹129处于保持位置中(图17A)时彼此接触。

在图17A图示的释放位置中，第一止动部166a、166b定位为远离彼此在例如12至18毫米范围内(例如，在12至14毫米范围内、在14至16毫米范围内、在16至18毫米范围内、约13毫米、约15毫米、约17毫米)。保持部164a、164b定位为远离彼此在例如10至16毫米范围内(例如，在10至12毫米范围内、在12至14毫米范围内、在14至16毫米范围内、约11毫米、约13毫米、约15毫米)。第二止动部170a、170b例如远离彼此5至7毫米。

当保持夹129从保持位置(图17A)移动至释放位置(图17B)时， 在一些实施方式中，第一止动部166a、166b之间的距离增加50％至150％(例如，50％至100％、100％至150％)。在一些情况下，保持部164a、164b之间的距离增加40％至80％(例如，40％至60％、60％至80％)。在一些示例中，第二止动部170a、170b之间的距离增加300％至700％(例如，在300％至500％范围内、在500％至700％范围内)。

当第一止动部166a、166b接触支撑支柱162a、162b时，臂156基本平行于拉力的轴线延伸(例如，支撑部163a、163b，第一止动部166a、166b，和第二止动部170a、170b基本平行于拉力172的轴线延伸)。支撑部163a、163b，第一止动部166a、166b，和第二止动部170a、170b例如各自与拉力172的轴线形成在0度至2.5度范围内的角度。当臂156处于完全变形位置时(例如，如图17B所示，当第二止动部170a、170b接触支撑支柱162a、162b时)，臂156相对于拉力172的轴线以一定角度变形。臂156变形时的角度例如在5至15度范围内(例如，在7至13度范围内、在9至11度范围内、大约8度)。

臂156由弹性材料形成，诸如，铝、不锈钢、乙缩醛或其他弹性材料。其结果是，当拉力172被释放时，保持夹129返回到保持位置(图17A)。在一些实施方式中，臂156被进一步联接到将臂156朝保持位置偏压的弹簧或其他弹性构件。

当保持夹129锁定到凹槽155中时，在一些示例中，保持夹129接触该轴113，并产生保持夹129被适当地安放到凹槽155中的声音和触觉指示。声音指示例如是对用户指示刀片组件106联接到致动器112的咔哒声。在某些情况下，壳体120包括随着保持夹129移动到保持位置(图17A)而与保持夹129的臂156接触的一个或多个突起。上述突起与臂156之间的接触产生保持夹129处于保持位置(图17A)的额外声音指示。在另外的示例中，壳体120包括随着臂156移动到释放位置(图17B)而与臂156接触的一个或多个突起，从而使另一声音指示能够通知用户保持夹129已被释放。

一个或多个控制器(例如，控制器114)可以通过执行一个或多个计算机程序而控制割草移动机器人的前述操作的全部或一部分。计算机程序可以用任何形式的编程语言(包括编译或解释语言)编写，并且其可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、部件、子例程或适合在计算 环境中使用的其他单元。

本文描述的与实施控制过程(例如用于致动器112的)的全部或一部分相关联的操作可以通过一个或多个可编程处理器执行一个或多个计算机程序来实行，以实行本文描述的功能。对本文描述的控制过程的全部或一部分的控制可使用专用逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)和/或ASIC(应用程序专用集成电路)来实施。

适合于执行计算机程序的处理器例如包括通用和专用微处理器二者，以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储区域或随机存取存储区域或两者接收指令和数据。计算机的元件包括用于执行指令的一个或多个处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储区域设备。通常，计算机还将包括一个或多个机器可读存储介质，或者可操作地联接以从其接收数据或将数据传递到其，或两者都进行，所述一个或多个机器可读存储介质诸如为用于存储数据的大量PCBs，例如，磁盘、磁光盘或光盘。适于实施计算机程序指令和数据的机器可读存储介质包括所有形式的非易失性存储区域，例如包括半导体存储区域设备，例如，EPROM、EEPROM和闪速存储区域设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动盘；磁-光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM盘。

虽然已经描述了响应于与环境中的物体的撞击壳体120沿第一方向转动，以及刀片108a沿第二方向转动，但是在一些示例中，刀片组件的壳体沿第一方向和第二方向两者都是可旋转的。刀片也是沿第一方向和第二方向两者都可旋转的。例如，图18A示出了刀片组件200的示意性俯视图。与本文所述的刀片组件106相反，刀片组件200围绕驱动轴线206沿顺时针方向202和逆时针方向204两者都可旋转以割草。特别地，刀片组件200的刀片208包括都能用于割草的边缘210a、210b。

刀片组件200的刀片208安装在刀片组件200的壳体212中，使得刀片208相对于壳体212围绕安装轴线218沿顺时针方向214和逆时针方向216两者都可旋转。刀片208安装有弹簧安装。刀片组件200包括例如将刀片208连接到壳体212的弹簧220。弹簧220是例如拉伸或压缩弹簧，其响应于刀片208在壳体212内的运动而拉伸或压缩。在不与环境中的物体撞击时，刀片208处于图18A中图示的中性位置。

如图18B中的刀片组件200的示意性侧视图所示的，刀片208被安装 成使得在刀片208相对于壳体212旋转时，它们不在壳体186内(例如在壳体212的狭槽222内)升起。在这方面，如关于刀片208描述的，刀片208可以不具有倾斜角。另外，狭槽222被构造为容纳所述刀片208相对于壳体212在顺时针方向214和逆时针方向216两者上围绕安装轴线218的旋转。

在修剪作业的过程中，刀片组件200在顺时针方向202和逆时针方向204两者上可旋转(例如，通过致动器112)。当刀片组件200沿顺时针方向202旋转时，刀片208的边缘210a切割草。在刀片组件200沿顺时针方向202旋转过程中，刀片208的边缘210a可接触环境中的物体。响应于边缘210a与物体撞击，刀片208沿逆时针方向216相对于壳体212旋转，使得刀片尖端的半径减小。其结果是，刀片208围绕物体横向挪动，以避免与物体接触时卡住，如相对于图15A到15D更详细地描述的。刀片208在壳体212内沿逆时针方向216的旋转导致相应的弹簧220被压缩。当刀片208移动越过物体时，被压缩的弹簧220偏压刀片208回到中性位置。

当刀片组件200沿逆时针方向204转动时，边缘210b切割草。在刀片组件200沿逆时针方向204旋转过程中，边缘210b可接触环境中的物体。响应于边缘210b与物体撞击，刀片208沿顺时针方向214相对于壳体212旋转，使得刀片尖端的半径减小。其结果是，刀片208围绕物体横向挪动，以避免与物体接触时卡住，如相对于图15A到15D更详细地描述的。刀片208相对于壳体212沿顺时针方向214的旋转导致相应的弹簧220被伸展。当刀片208移动越出物体时，伸展的弹簧220偏压刀片208回到中性位置。由此，在图18A和18B中描述的刀片组件200的示例中，通过沿顺时针方向214相对于壳体212的旋转，并且通过沿逆时针方向216相对于壳体212的旋转，刀片208能够移动到缩回位置(例如，缩回位置176)。

本文描述的不同实施方式的元件可以被组合以形成上面未具体提出的其他实施例。元件可被从本文所述的结构略去，而不会不利地影响它们的操作。此外，各种不同的元件可以被组合为一个或多个单独的元件以执行本文描述的功能。