割草用刀组件及具有该割草用刀组件的自移动割草机器人的制作方法

本发明涉及割草机器人技术领域，特别是涉及一种可以收集刀片碎片以及金属碎片的割草用刀组件和具有该割草用刀组件的自移动割草机器人。

背景技术：

现有割草机的工作方式一般为通过马达高速旋转带动刀盘高速旋转，利用刀盘边缘高速旋转运动地刀片进行割草工作。为提高切割效果，其固定在刀盘上的刀片通常为金属材质，在高速运动的刀片碰到硬物(石头、金属等)时，刀片可能会崩裂破碎，若不能及时收集刀片碎片，碎片则极容易对人造成危险。

因此，需要一种可以防止并收集碎裂飞出的刀片的安全的割草机刀组件，保证使用时的安全。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种割草用刀组件和具有该割草用刀组件的自移动割草机器人，可以解决现有割草机器人技术中的问题。

具体的，本发明具体提供了一种割草用刀组件，该刀组件包括底座、刀盘、护罩和磁吸附部，所述刀盘可转动地安装在所述底座上，刀盘上设有可被磁吸附的刀片，所述护罩绕所述刀盘设置并固定在所述底座上，所述护罩与所述刀盘之间存在间隙，所述护罩的一侧具有开口；磁吸附部固定在所述护罩或所述刀盘上。

作为优选，所述磁吸附部包括永磁体或电磁体。

作为优选，所述刀盘上设置有刀片。

作为优选，所述刀盘上配置第一定位柱，或

设置于所述刀盘上的第一定位孔；所述刀片上设有与第一定位柱配合的第二定位孔，或

与第一定位孔配合的第二定位柱。

作为优选，所述刀盘上还设有靠近所述第一定位柱处的安装孔，安装孔内设有弹性的限位件抵靠在所述刀片上。

本发明还提供一种使用上述割草用刀组件的自移动割草机器人，该自移动割草机器人包括本体，本体上设有驱动轮，所述本体上设有割草用刀组件，其中，所述割草用刀组件包括底座以及安装在底座上可相对于底座转动的刀盘，还包括绕所述刀盘设置并固定在所述底座上的护罩，所述护罩与所述刀盘之间存在间隙，所述护罩的一侧具有开口；磁吸附部，固定在所述护罩和/或所述刀盘上。

作为优选，所述护罩的开口方向沿自移动割草机器人的割草方向设置。

本发明实施例中，具有以下有益效果：通过护罩防止刀片的碎片溅射，并利用磁吸附部将刀片碎片吸附，同时还可以收集覆盖的工作区域内的金属碎片。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的自移动割草机器人的立体结构示意图；

图2为图1的底部结构示意图；

图3为本发明中割草用刀组件的结构示意图；

图4为本发明中刀盘结构主视图；

图5为本发明中刀盘旋转中刀片碎片离心脱离状态示意图；

图6为本发明中刀盘旋转中刀片碎片被吸附状态示意图；

图7为图4中刀盘结构的后视图；

图8为图4中刀具的安装结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图3所示，例举一种自移动割草机器人，其包括可按程序根据触发事件自主移动的机器人主体10，如图2所示，在机器人主体10的底部安装有割草用刀组件100，在自移动机器人的移动过程中利用割草用刀组件对草坪或需要修整杂草的区域对区域内的植物进行切割。

具体地，如图3所示，该割草用刀组件100包括底座1000和刀盘1010，其中，底座1000与自移动割草机器人的底部安装固定。刀盘1010可转动地安装在底座1000上由驱动电机驱动而旋转，而刀盘1010上安装的刀片1040则在旋转的过程中对进入切割区域的物体进行切割。

参见图3所示，在底座1000上设有围绕刀盘1010周向设置的复数个护罩1020，在多个方向对刀盘1010形成笼罩，在护罩1020与刀盘1010及刀片1040的切割区域边缘之间还存在着间隙，以避免切割物被夹持而导致刀盘1010无法转动，当然，护罩1020会将被切割成碎片的物体笼罩在切割区域内，并逐渐释放出切割区域，防止因刀盘1010或刀片1040旋转带起大量的碎片通过离心力被甩到远处。为便于刀组件沿行进方向切割，护罩1020朝向切割方向(自移动割草机器人前进方向)设有缺口，便于植物(被切割物)进入刀组件100的切割区域。

具体地，刀片1040是由可被磁吸附的材料制成，可被磁吸附的金属材料包括铁。当刀片1040在碎裂时，或其他在自移动割草机器人工作过程中遭遇到的可被磁吸附的金属的碎片进入切割区域，碎片则会出现在刀盘1010运转的过程中被刀盘1010带着运动的情况，直到碎片脱离切割区域。如图3、图4所示，刀盘1010上设有多个磁体作为磁吸附部1030，其中，磁体是由磁铁等永磁体构成，还可以是电磁体，利用镶嵌、锁紧等方式将磁体固定在刀盘1010上，在遇到金属碎片时，通过磁体的吸附性可将碎片吸附在磁吸附部1030上。当然，磁吸附部1030还可以设置在护罩1020上，因护罩1020是固定不动的，所以将碎片吸附在护罩1020上还可以防止碎片再次通过刀盘1010的离心力而多次运动。

具体的，本领域技术人员可以通过以下式子计算出磁体吸力f及刀片碎片受到的离心力fr，其中，在磁体吸力f大于离心力fr的情况下，碎片可被磁体安全吸附：

设：

可知：

离心力：fr＝mω²r＝0.3*10^-3*(250rad/s)²*60*10^-3m≈1.1n

碎片重力：g刀＝mg＝0.3*10^-3*10n/kg＝0.003n

上述方式中，取磁体吸力f＝2.5n，则可知，磁体吸力f大于碎片被吸附时产生的离心力fr。由此可见，磁体对可吸附的碎片的吸引力大于刀片碎片飞出瞬间的离心力时，磁体能安全的克服碎片随刀盘1010旋转时产生的离心力而将碎片吸附。

如图5所示，刀盘1010沿箭头方向旋转，在刀片1040破碎时产生碎片10400,碎片10400会随离心力沿箭头方向逐渐向外扩散，直到遇到护罩1020，由于势能减弱，碎片10400会被护罩1020上的磁吸附部吸附，当然，部分碎片10400则会被刀盘1010上的磁吸附部1030所吸附。如图6所示，碎片10400被吸附在磁吸附部1030上，随刀盘1010继续运动，但是由于磁吸附部1030对碎片10400的吸力大于刀盘1010旋转时相对于碎片10400产生的离心力，所以碎片10400可被安全的吸附，直到刀盘1010停止旋转，由人工清理碎片。

如图4所示，在刀盘1010上有凸出的定位柱1011，刀片1040的一端部上设有与定位柱1011配合的定位孔(未示出)，通过铆接或焊接、或螺纹连接将刀片1040固定在刀盘1010上。可知的是，定位柱1011与定位孔的位置是可以互换的。

如图4所示，在刀盘1010上设有限位凸起1012，刀片1040的一侧抵靠在限位凸起1012上，以防止刀片1040在切割过程中遇到较大的阻力而偏转刀身。

如图4所示，在靠近定位柱1011的位置处设有安装孔(未示出)，在安装孔内设有扭簧1013抵靠在刀片1040的一侧，且，扭簧1013抵靠在刀片1040相对于限位凸起1012的相对的一侧，以对刀片1040的左右方向形成约束，在刀片1040发生偏转后，扭簧1013向刀片1040提供恢复的力，使得刀片1040在偏转后能恢复到初始位置。当然，扭簧1013也能在刀片1040偏转时提供一定的缓冲区域，避免刀片1040与碰撞物硬磕。

如图7、图8所示，在刀盘1010的底部设有一个安装柱1015，扭簧1013套设在安装柱1015上，扭簧1013的一端穿过安装孔抵靠在刀片1040的侧面，扭簧1013的另一端则抵靠在与安装柱1015同侧的止挡凸起1014上。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。