一种障碍物感应装置及避障机构的制作方法

本发明属于机械设备技术领域，尤其涉及一种用于割草机的障碍物感应装置及避障机构。

背景技术：

割草机是用于收割牧草或剪裁草坪上生长过长的草料的机械，其是利用发动机或电动机产生动力，通过液压系统将产生的动力传给切割装置从而实现切割作业。

对于普通的割草机，其割草头的旋转、避开线杆、线柱、反光柱、标牌等障碍物都是靠手动操作。手动操作不当可能会使割草头碰撞障碍物，从而使障碍物碰伤或损坏割草机械，存在着安全隐患。在手动操作的同时也会降低割草机的作业效率，因为可能需要降低工作速度，不能由一个人同时操作两个或以上的割草头工作，无法实现高效率割草作业。若操作人员提前旋转割草头，会造成障碍物附近的大面积区域内无法修剪或清除。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种障碍物感应装置及避障机构，通过障碍物感应装置可以使割草机根据障碍物的远近，自动旋转割草头和工作臂，绕开障碍物之后割草头和工作臂自动恢复到工作位置，实现自动避开障碍物的功能。

首先，本发明提供一种障碍物感应装置，包括触杆、弹性支撑、安装座、连杆、旋转轴和触杆角度传感器；

所述安装座用于与外部结构固定连接；

所述触杆通过旋转轴可旋转的安装在安装座的端部；

所述弹性支撑的一端与所述触杆铰接，另一端与所述安装座铰接；

所述触杆角度传感器固定在所述安装座上；

所述连杆一端与所述触杆相连接，另一端与所述触杆角度传感器相连接。

作为本发明优选的方案，所述弹性支撑为气弹簧或钢丝弹簧。

优选的，所述触杆不旋转时，所述触杆与所述安装座的夹角为90°。

进一步的，所述安装座上固定设置有橡胶块，所述触杆不旋转时，所述触杆的端部与所述橡胶块贴合。

作为本发明优选的方案，所述触杆包括杆筒和杆芯，所述杆筒通过旋转轴可旋转的安装在安装座的端部，所述杆芯可伸缩的固定在所述杆筒内。

本发明优选的，所述安装座安装所述触杆一端的宽度大于安装座另一端的宽度。

进一步的，所述安装座上设有筋板，所述筋板沿所述安装座的长度方向延伸。筋板可以增加安装座的强度，提高其受力能力。

其次，本发明提供一种避障机构，用于割草机避开障碍物，所述割草机包括安装架、工作臂和割草头，所述工作臂可旋转的安装在所述安装架上，所述割草头可旋转的安装在所述工作臂上，所述避障机构包括障碍物感应装置、控制器、工作臂油缸和割草头油缸；

所述障碍物感应装置为上述的障碍物感应装置，所述障碍物感应装置安装在所述割草头的前端；

所述障碍物感应装置的触杆角度传感器与所述控制器连接，将所述触杆的旋转角度传递给所述控制器；

所述工作臂油缸的缸筒与所述安装架铰接，所述工作臂油缸的活塞杆与所述工作臂铰接，所述控制器控制所述工作臂油缸的伸缩，驱动所述工作臂旋转；

所述割草头油缸的缸筒与所述工作臂铰接，所述割草头油缸的活塞杆与所述割草头铰接，所述控制器控制所述割草头油缸的伸缩，驱动所述割草头旋转。

本发明的避障机构，进一步包括工作臂角度传感器，所述工作臂角度传感器与所述工作臂相连，将所述工作臂的旋转角度传递给所述控制器。

作为本发明的优选方案，避障机构还包括割草头角度传感器，所述割草头角度传感器与所述割草头相连，将所述割草头的旋转角度传递给所述控制器。

本发明提供的障碍物感应装置及避障机构，通过障碍物感应装置获得障碍物的位置，控制工作臂油缸和割草头油缸的伸缩，驱动工作臂和割草头向非障碍物方向旋转；免除了工作人员的手工操作，提高了工作效率；避免了割草头绕开障碍物时，障碍物附近修剪不到的问题。

附图说明

图1是本发明实施例的障碍物感应装置结构图；

图2是本发明实施例的避障机构未接触障碍物的示意图；

图3是本发明实施例的避障机构与障碍物接触的示意图；

图4是本发明实施例的避障机构离开障碍物后的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

如图1所示，本发明实施例的目的之一是提供一种障碍物感应装置，包括触杆11、弹性支撑12、安装座13、连杆14、旋转轴15和触杆角度传感器16。在遇到障碍物时，触杆11旋转，带动连杆14移动，触杆角度传感器16感应到触杆11的旋转，即确定遇到了障碍物。

安装座13用于与外部结构固定连接，为障碍物感应装置的支撑部分。本发明实施例中，安装座13的一端宽度大，另一端宽度小，即安装座13为类似“T”的形状。安装座13宽度小的一端开有通孔，用于安装座13与外部结构的固定。

触杆11包括杆芯111和杆筒112。杆筒112通过旋转轴15可旋转的安装在安装座13的宽度大的一端。杆芯111可伸缩的固定在杆筒112内。杆芯111伸出杆筒112的长度可调，便于障碍物感应装置应对不同的环境，工作人员可根据需要，适度调整杆芯111伸出杆筒112的长度。在杆筒112上设有4个螺钉，当杆芯111的伸出长度调整到位后，拧紧4个螺钉，以固定杆芯111。

弹性支撑12的一端与触杆11铰接，另一端与安装座13铰接，弹性支撑12用于支撑触杆11。弹性支撑12可以是气弹簧、钢丝弹簧，也可以是其他可为触杆11提供支撑的弹性结构。本发明实施例中，优选的弹性支撑12为气弹簧，气弹簧具有近乎线性的弹性曲线，动态力平稳，容易控制。

触杆角度传感器16固定在安装座13上，触杆角度传感器16位于安装座13的宽度大的一端。连杆14的一端与触杆的杆筒112相连接，另一端与触杆角度传感器16相连接。触杆角度传感器16用于监测触杆11的旋转角度。

优选的，在本发明实施例中，触杆11不旋转时，触杆11与安装座13的夹角为90°。为了避免气弹簧的作用力过大，触杆11复位时，旋转过度，在安装座上固定设置有橡胶块18。触杆11复位到位时，触杆的端部与橡胶块18贴合，保证触杆11与安装座13的夹角为90°。

本发明实施例中，安装座13为普通的板材，为了提高安装座13的强度，在安装座13的背面(与触杆角度传感器16相对的一面)设有筋板17。筋板17沿安装座13的长度方向延伸，提高安装座的受力能力。

如图2所示，本发明实施例的另一目的是提供一种避障机构，用于实现割草机自动避开障碍物。割草机包括安装架2、工作臂3和割草头4，工作臂3可旋转的安装在安装架2上，割草头4可旋转的安装在工作臂3上，割草头4用于切割草植。避障机构包括障碍物感应装置1、控制器(图中未示出)、工作臂油缸5和割草头油缸6。

障碍物感应装置1为上述的障碍物感应装置，其安装在割草头4的前端，障碍物感应装置的安装座13固定在割草头4的侧面。

障碍物感应装置的触杆角度传感器16与控制器连接，监测触杆11的旋转，并将触杆11的旋转角度传递给控制器。

工作臂油缸5为双向油缸，包括缸筒和活塞杆。工作臂油缸5的缸筒与安装架2铰接，工作臂油缸5的活塞杆与工作臂3铰接。控制器通过阀组控制工作臂油缸5的伸缩，驱动工作臂3旋转。

割草头油缸6为双向油缸，包括缸筒和活塞杆。割草头油缸6的缸筒与工作臂3铰接，割草头油缸6的活塞杆与割草头4铰接。控制器通过阀组控制割草头油缸6的伸缩，驱动割草头4旋转。

本发明实施例的避障机构，进一步包括工作臂角度传感器，工作臂角度传感器与工作臂3相连，用于监测所述工作臂组的旋转角度，并将工作臂的旋转角度通过信号传递给控制器。割草机避开障碍物后，在控制器的控制下，工作臂恢复到工作位置，工作臂角度传感器保证工作臂的复位。

本发明实施例的避障机构，还包括割草头角度传感器，割草头角度传感器与割草头4相连，用于监测所述割草头的旋转角度，并将割草头的旋转角度传递给控制器。割草机避开障碍物后，在控制器的控制下，割草头恢复到工作位置，割草头传感器保证割草头的复位。

如图3所示，当触杆11与障碍物7接触后，触杆11压缩气弹簧，同时连杆14带动触杆角度传感器16旋转，使触杆传感器角度变化，触杆角度传感器再传递电信号给控制器。控制器下达指令给工作臂油缸5和割草头油缸6，使割草头油缸6伸出，带动割草头4向非障碍物侧旋转，同时使工作臂油缸5缩回，使工作臂3向非障碍物侧旋转，以避开障碍物7。

如图4所示，当触杆11与障碍物7分离后，触杆11在气弹簧的推力下使触杆11恢复原位置，同时连杆14带动触杆角度传感器16也恢复原位，触杆角度传感器16传递电信号给控制器。控制器下达指令给工作臂油缸5和割草头油缸6，使割草头油缸6缩回，带动割草头4旋转恢复原位。同时使工作臂油缸5伸出，使工作臂旋转恢复原位，割草机正常向前工作。

图3和图4中的箭头，代表工作臂和割草头的旋转方向。

本发明实施例的避障机构，通过障碍物感应装置、控制器和液压系统的配合，实现了割草机自动避开障碍物，可避免人工操作的失误，提高割草机的工作效率。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。