自动割草机的制作方法

本发明涉及割草器械技术领域，特别涉及一种自动割草机。

背景技术：

割草机又称除草机、剪草机等，是一种用于修剪草坪、植被等的机械工具，此类割草机包括机身和打草机构，打草机构安装在机身的下方或者机身的前端等，其一般能在水平方向上对草坪进行切割修剪。也就是说，草坪中的草大体垂直向上生长，打草机构在水平方向对垂直向上生长的草进行切除。

但是，在草坪的边界处，草坪中的草不仅会沿着垂直地面的方向生长，其还会在水平方向上向周边延伸生长出去。由于在草坪的边界处，会有部分草向着超出边界方向向周边延伸生长出去，且超出边界延伸生长出去的该部分草因更贴近地面，其高度可能更为偏低。因此当割草机在水平方向上对草坪进行切割修剪时，在草坪的边界处，沿着垂直地面的方向生长的草均能够被修剪到，但超出边界向水平方向延伸生长出去的该部分草无法得到有效修剪，如此导致草坪的边界因草的生长趋势不同而变的不够整齐、较为杂乱。尤其在车道两侧，用户大多希望草坪的边界还是原来整齐划一的，因此可能需要再去人工进行修边，这样会给用户添加不少麻烦，降低用户体验度。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种自动割草机，其能够自行检测工作区域边界并对工作区域内的草坪边界的草沿竖直平面进行修剪，使得草坪边界在竖直平面内更为整齐。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种自动割草机，其能在工作区域内移动和工作，所述自动割草机包括：

机身；

安装在所述机身上的行走模块，其用于带动所述自动割草机移动；

安装在所述机身上的边界检测模块，其用于检测所述工作区域边界，输出边界检测信号；

安装在所述机身侧边处的打草机构，所述打草机构在工作时形成切割区域，所述切割区域所在的平面与地面的角度大于等于60度小于等于90度，且大体沿着所述自动割草机前后端方向延伸；

控制模块，其用于对所述行走模块和所述打草机构进行控制。

优选地，所述打草机构与所述机身之间连接有转动机构，所述控制模块控制所述转动机构转动，以使所述切割区域所在的平面与地面形成的角度在第一角度和第二角度之间切换。

优选地，所述第一角度大于等于60度小于等于90度，第二角度大于等于0度小于等于30度。

优选地，所述自动割草机包括修边模式，在所述修边模式中，所述切割区域所在的平面大体垂直于地面。

优选地，所述自动割草机具有打草模式，在所述打草模式中，所述切割区域所在的平面大体平行于地面。

优选地，在所述修边模式中，至少基于所述边界检测信号，所述控制模块控制所述打草机构工作。

优选地，所述工作区域边界设有发射电磁信号的导线；

所述边界检测模块包括：至少两个第一传感器，所述第一传感器用于检测所述导线产生的电磁信号，以判断自身所处于所述导线的一侧或相对的另一侧；至少两个第二传感器，所述第二传感器用于检测导线产生的电磁信号的强度，以判断自身距离所述导线的距离。

优选地，在所述打草模式中，所述控制模块控制所述第一传感器分别位于所述导线的两侧，所述控制模块控制所述第二传感器分别位于所述导线的两侧。

优选地，所述边界检测模块包括定位传感器，所述控制模块接收并存储所述工作区域边界坐标。

优选地，所述边界检测模块包括表面识别传感器，所述控制模块基于表面特征差异识别所述工作区域边界。

优选地，在所述修边模式中，所述控制模块控制所述自动割草机从充电装置离开预设距离和/或预设时间后启动所述打草机构。

优选地，所述打草机构包括：驱动马达；传动连接在所述驱动马达的轴上的打草元件，所述打草元件在转动时形成切割区域。

优选地，所述打草元件位于转动中心的下方时，其朝向所述机身的后方转动。

优选地，所述行走模块包括：安装在所述机身上的行走轮，所述切割区域的最下端低于所述行走轮的最下端。

优选地，所述切割区域的最下端与所述行走轮的最下端之间的距离小于等于30毫米。

优选地，所述行走模块包括：安装在所述机身上的行走轮，所述行走轮包括主动轮和/或从动轮，在所述自动割草机前进方向上，所述打草机构的轴心与所述主动轮的轴心的距离在所述主动轮的半径的2倍范围内。

优选地，所述自动割草机还包括：安装在所述机身上的与所述打草机构相配的防护罩，所述防护罩对所述打草机构进行防护的区域大于等于150度。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

当本申请中自动割草机通过边界检测模块，检测出工作区域的边界，并输出边界检测信号，控制模块接收边界检测信号从而控制行走模块带动自动割草机移动至工作区域的边界，该工作区域的边界为草坪边界。当需要对草坪边界在竖直平面上进行修剪时，将自动割草机具有打草机构的侧边靠着草坪边界，自动割草机的机身沿着草坪边界的延伸方向行驶。在此过程中，打草机构的切割区域与地面的角度大于等于60度小于等于90度，且大体沿着所述自动割草机前后端方向延伸，如此切入草坪边界，将超出边界向水平方向延伸生长出去的该部分草修剪切除。通过上述修剪过程能够使得草坪边界在竖直平面内更为整齐、美观，尤其在车道两侧处可以保证草坪的边界与车道两者之间整齐划一。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明实施例中自动割草机在修边时的侧视图；

图2为本发明实施例中自动割草机在修边时的俯视图；

图3为本发明实施例中自动割草机在第二种状态下的俯视图；

图4为本发明实施例中自动割草机的第一传感器和第二传感器之间相对位置的示意图；

图5为本发明实施例中自动割草机在第一种状态下的侧视图；

图6为本发明实施例中自动割草机的在打草机构和行走轮的位置关系图。

以上附图的附图标记：

1、机身；2、打草机构；21、切割区域；22、打草元件；3、行走轮；31、前车轮；32、后车轮；4、导线；5、第一传感器；6、第二传感器；7、边界；8、切割机构；9、防护罩。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了能够自行检测工作区域边界并对工作区域内的草坪边界的草沿竖直平面进行修剪，使得草坪边界在竖直平面内更为整齐，在本申请中提出了一种自动割草机，其能在工作区域内移动和工作，图1为本发明实施例中自动割草机在修边时的侧视图，图2为本发明实施例中自动割草机在修边时的俯视图，如图1和图2所示，该自动割草机可以包括：机身1；安装在机身1上的行走模块，其用于带动自动割草机移动；安装在机身1上的边界检测模块，其用于检测工作区域的边界，输出边界检测信号；安装在机身1侧边处的打草机构2，打草机构2在工作时形成切割区域21，切割区域21所在的平面与地面的角度大于等于60度小于等于90度，且大体沿着自动割草机前后端方向延伸；控制模块，其用于对所述行走模块和打草机构2进行控制。

当本申请中自动割草机通过边界检测模块，检测出工作区域的边界，并输出边界检测信号，控制模块接收边界检测信号从而控制行走模块带动自动割草机移动至工作区域的边界，该工作区域的边界为草坪边界。当需要对草坪边界7在竖直平面上进行修剪时，控制模块控制自动割草机将打草机构2的侧边靠着草坪边界7，自动割草机的机身1沿着草坪边界7的延伸方向行驶。在此过程中，打草机构2的切割区域21与地面的角度大于等于60度小于等于90度，且大体沿着自动割草机前后端方向延伸，如此切入草坪边界7，将超出边界7向水平方向延伸生长出去的该部分草修剪切除。通过上述修剪过程能够使得草坪边界7在竖直平面内更为整齐、美观，尤其在车道两侧处可以保证草坪的边界7与车道两者之间整齐划一。

为了能够更好的了解本申请中的割草机，下面将对其做进一步解释和说明。如图1所示，自动割草机包括机身1，机身1上用于安装打草机构2、用于自动割草机移动的行走模块以及用于对所述行走模块和打草机构进行控制的控制模块。在一种可行的实施方式中，行走模块可以安装在机身1上的行走轮3，行走轮3具体可以包括位于机身1侧边的前车轮31和后车轮32，前车轮31可以是两个，其分别位于机身1前端的左右侧边，后车轮32也可以是两个，其分别位于机身1后端的左右侧边。图6为本发明实施例中自动割草机的在打草机构和行走轮的位置关系图，如图6所示，所述行走轮中包括主动轮和从动轮，在一种可行的实施例中，后车轮32为主动轮，前车轮31为从动轮，在所述自动割草机前进方向上，所述打草机构的轴心可以与所述主动轮的轴心的距离a在所述主动轮的半径的2倍范围内。主动轮处的重量占据了大部分整个自动割草机的重量，当打草机构在工作时会产生振动，因此，当打草机构靠近在主动轮的一定范围内时，可以有效提高自动割草机在工作时整体的稳定性。优选地，打草机构2在工作时形成的切割区域21在机身1的左右方向上超出主动轮的最外侧的边界，如此可以使打草机构2在工作时形成的切割区域21与主动轮相错开设置，在避免切割区域21触碰到主动轮的前提下能够让打草机构2更加靠近主动轮。在其它可行的实施方式中，打草机构2也可以安装在机身1侧边的前车轮31前方或后车轮32后方，在本申请中不做任何限定。

如图1所示，在一种可行的实施方式中，机身1中部的底部可以安装有切割机构8，切割机构8在工作时形成切割区域21，该切割区域21所在的平面大体平行于地面，其用于将自动割草机行经草坪路径中部向上生长的草进行切割修剪。

在一种可行的实施方式中，打草机构2可以包括：驱动马达；传动连接在驱动马达的轴上的打草元件22，打草元件22在转动时形成切割区域21。当打草机构2需要对草坪边界7在竖直平面上进行修剪时，打草元件22转动时形成的切割区域21所在的平面与地面的角度大于等于60度小于等于90度，且大体沿着自动割草机前后端方向延伸。当然，打草元件22转动时形成的切割区域21并非一定需要完全沿着自动割草机前后端方向延伸。打草元件22转动时形成的切割区域21只需与地面之间形成合适的夹角即可，打草元件22转动时形成的切割区域21也只需与自动割草机前后端方向之间形成合适的夹角即可。当切割区域21在上述角度下时，其可以有效避免将靠近草坪边界7的草在向上生长的部分切割过多或伤其根部，防止该部分的草后期出现死亡。切割区域21所在的平面与地面之间的夹角可以在60度至90度之间，在此区间下，自动割草机均能较好的对草坪边界7的草沿竖直平面进行修剪，修剪后草坪边界7的效果较好。切割区域21所在的平面与地面之间的夹角仅决定了修剪后草坪边界7处的草的倾斜程度。在图2中，在一种优选的实施方式中，自动割草机可以具有修边模式，在所述修边模式中，所述切割区域21所在的平面大体垂直于地面，例如，切割区域21所在的平面与地面之间的夹角可以为90度左右。在该种方式下，修剪后草坪边界7处的草没有倾斜程度，其边缘基本直接垂直于地面。

在一种可行的实施方式中，切割区域21所在的平面与自动割草机前后端方向之间的夹角可以在0度至45度之间。在此区间下，自动割草机均能较好的对草坪边界7的草沿竖直平面进行修剪，修剪后草坪边界7的效果较好。例如，该角度等于0时，如图2中所示，自动割草机的打草机构2在对草坪边界7的草进行修剪时，损耗的草最少。又例如，该角度越大时，自动割草机的打草机构2在对草坪边界7的草进行修剪时，修剪切除损耗的草越多。

由于自动割草机在对草坪边界7的草沿竖直平面进行修剪时，自动割草机的机身1位于草坪上，并在草坪上行进，机身1的行走轮3在草坪的草上，无论自动割草机的机身1所处的草坪是否已经修剪完毕，考虑到草本身具有一定的厚度，因此，如图1所示，打草机构2形成的切割区域21的最下端一般可以低于行走轮3的最下端，所述切割区域21的最下端与所述行走轮3的最下端之间的距离可以优选在小于等于30mm。这样在自动割草机对草坪边界7的草沿竖直平面进行修剪时，草在竖直平面内能够修剪掉足够的深度，以确保草坪边界7在竖直平面内一定深度下整齐。

在一种可行的实施方式中，为了提高自动割草机在修剪非边界7处的草坪时的效率，打草机构2与机身1之间可以连接有转动机构，所述控制模块控制转动机构转动，以使得打草机构2转动，从而使得打草机构2形成的切割区域21所在的平面与地面形成的角度在第一角度和第二角度之间切换。其中，所述第一角度可以为大于等于60度小于等于90度，第二角度可以大于等于0度小于等于30度。也就是，打草机构2在位于机身1侧边与位于机身1底部之间进行切换。在第一角度下，打草机构2在工作时形成的切割区域21所在的平面与地面的角度大于等于60度小于等于90度，且大体沿着自动割草机前后端方向延伸；在第二角度下，图3为本发明实施例中自动割草机在在第二种状态下的俯视图，如图3所示，打草机构2在工作时形成的切割区域21所在的平面与地面的角度大于等于0度小于等于30度，优选为大体平行于地面。自动割草机在第一角度下可以对草坪的边界7进行修剪；在第二角度下打草机构2可以辅助切割机构8对非边界7处的草坪进行修剪，两个打草机构可以增大自动割草机行进时的修剪区域范围，提高修剪效率。通过控制模块控制打草机构2转动以使自动割草机在第一状态和第二状态之间进行切换，因此，打草机构2形成的所述切割区域21所在的平面与地面之间的夹角会在0度至90度之间进行切换。打草机构2形成的所述切割区域21所在的平面与所述自动割草机前后端方向之间的夹角会在0度至90度之间进行切换。

为了能够使得自动割草机自动识别草坪的边界7，以使自动割草机在对草坪边界7在竖直平面上进行修剪时可以自动沿着草坪的边界7前进，如图2所示，在自动割草机割草的工作区域的草坪中埋设有靠近草坪的边界7排布的导线4，该导电线能够发射电磁信号。相应的，边界检测模块可以包括：至少两个第一传感器5，第一传感器5用于检测导线4产生的电磁信号，以判断自身所处于导线4的一侧或相对的另一侧；至少两个第二传感器6，第二传感器6用于检测导线4产生的电磁信号的强度，以判断自身距离导线4的距离。第二传感器6也可以采用磁场传感器。第一传感器5可以采用磁场传感器，第二传感器6可以采用磁场传感器。边界检测模块能够检测所述工作区域边界，并输出边界检测信号。

自动割草机在所述修边模式中，至少基于所述边界检测信号，所述控制模块控制所述打草机构工作。在自动割草机沿着草坪的边界7行进顺利进行修边作业时，自动割草机的控制模块控制行走模块移动使得第一传感器5分别位于导线4的两侧。也就是说，为了达到上述目的，两个第一传感器5的中部到打草机构2所在机身1侧边最端部的距离大体等于导线4到草坪的边界7的距离。当自动割草机行进过程中偏离草坪的边界7时，就会出现原本位于导线4两侧的两个第一传感器5偏移到导线4的某一侧，此时，自动割草机的两个第一传感器5检测导线4产生的电磁信号，从而自动判断出自身所处于导线4的哪一侧。如此，自动割草机自行纠正前进的方向，对前进的方向做出调整，以便于后期导线4位置恢复至两个第一传感器5的中间，从而达到控制自动割草机自动沿着草坪的边界7前进的效果。

当自动割草机对草坪的边界7进行修边时，自动割草机的控制模块控制行走模块移动使得第二传感器6分别位于导线4的两侧，每一侧的第二传感器6位于该侧的第一传感器5附近。图4为本发明实施例中自动割草机的第一传感器和第二传感器之间相对位置的示意图，如图4所示，第二传感器6可以设置在第一传感器5的周向的任意位置处，例如，第二传感器6设置在第一传感器5的的上方、下方、左方或右方。当然，位于导线4的两侧的第一传感器5和第二传感器6尽可能的呈对称布置，如此，便于两侧的第二传感器6检测导线4产生的电磁信号的强度后计算获取自身距离导线4的距离。在自动割草机沿着草坪的边界7行进进行修边作业时，若出现自动割草机行在前进过程中偏离草坪的边界7时，就会出现原本位于导线4两侧的两个第二传感器6偏移到导线4的某一侧或导线4仍位于两个第二传感器6之间但出现导线4慢慢靠近其中一个第二传感器6，此时，自动割草机的两个第二传感器6检测导线4产生的电磁信号的强度不同，根据两个第二传感器6检测到的电磁信号的强度计算得到自动割草机距离导线4的距离，从而控制自动割草机回到导线4位于两个第二传感器6中间的位置或两个第一传感器5中间的位置。

如图3所示，自动割草机处于第二角度下时，在草坪的边界7处打草机构2可以在水平方向对垂直向上生长的草进行切除。在此过程中，草坪的边界7处可以埋设有另外一根沿着边界7排布的导线4，该导线4与边界7的距离略大于在第一种状态下自动割草机对草坪边界7在竖直平面上进行修剪时所用的导线4。根据自动割草机处于何种角度下，可以分别控制上述不同导线4是否发射电磁信号，从而在该状态下确保自动割草机完成相应的草坪修剪作业。

在一种可行的实施方式中，边界检测模块可以包括定位传感器，定位传感器用于对自动割草机的位置进行定位，控制模块接收并存储所述工作区域边界坐标。用户在使用自动割草机时，提前对自动割草机进行操作，以给自动割草机输入工作区域边界的位置信息和/或草坪需要修边的边界的位置信息。当自动割草机自动进行工作时，其可以根据定位传感器确定自己的位置，进而控制模块控制行走模块带动自动割草机移动至存储的工作区域内进行修剪作业，或者移动至工作区域中需要修边的边界处进行修边作业。

在一种可行的实施方式中，边界检测模块可以包括表面识别传感器，控制模块可以基于表面特征差异识别所述工作区域边界。在修剪或修边过程中，自动割草机可以通过表面识别传感器基于表面特征差异识别出工作区域边界，以判断需要修边的草坪和马路的边界。表面识别传感器可以根据强反差的边界进行处理或反光情况的边界进行处理从而识别出工作区域边界，即草坪和马路的边界，具体而言，表面识别传感器可以是图像采集装置、雷达等，当为图像采集装置时，根据图像颜色的强反差的边界进行处理以识别出工作区域边界；当为雷达时，根据反射回来的信号的强反差的边界进行处理以识别出工作区域边界。

在另一种可行的实施方式中，自动割草机可以在充电装置中进行充电，当接收用户设定指令后，自动割草机从充电装置离开预设距离和/或预设时间后再启动打草机构，从而对草坪的边界进行修剪。在自动割草机运行一定时间或行使一定距离后停止行使或返回至充电装置。

在一种可行的实施方式中，自动割草机可以包括：安装在机身上的与打草机构相配的防护罩9，防护罩9对打草机构2进行防护的区域可以大于等于150度。防护罩9大体安装在打草机构2的打草元件的上端周围处，从而对防止打草机构2在切割时产生的草屑或泥土等向上飞起而打到周围的人或物。防护罩9可以是左右对称设置，也可以是非对称设置，例如一侧多，另一侧少。

在一种可行的实施方式中，为了防止打草机构2在对草坪边界7在竖直平面上进行修剪时产生阻碍自动割草机向前行进的阻力，图5为本发明实施例中自动割草机在第一种状态下的侧视图，如图5所示，自动割草机向右行进，打草机构2在切割时打草机构2的打草元件22位于转动中心的下方时朝向机身的后方转动，即打草机构2顺时针转动。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。