一种割草机器人的制作方法

1.本发明实施例涉及割草器械技术领域，特别是涉及一种割草机器人。


背景技术：

2.割草机器人为一种智能化庭院护理设备，可按照设置的程序以及规划的路径对草坪自动进行切割，使得草坪长期保持所需要的高度，极大提高了用户的生活体验。
3.美中不足的是，现有的割草机器人缺乏切割草坪边界杂草的结构设计，在距离草坪边界的一定宽度内，存在无法切割覆盖的区域，使得用户需对割草机器人无法切割覆盖的区域内的杂草进行人工切割修剪，增加用户的工作量，给用户带来诸多不便之处。


技术实现要素：

4.本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种割草机器人，能够克服上述问题或者至少部分地解决了上述问题。
5.为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：一种割草机器人，包括机器人本体和打边机构；所述机器人本体的侧面设有安装孔；所述打边机构包括安装架、打草头、驱动电机和控制组件，所述安装架包括立架和连接部，所述连接部与所述立架固定连接，所述连接部用于插接于所述安装孔，所述打草头转动设置于所述立架的底面，所述驱动电机设置于所述立架，所述驱动电机与打草头连接，所述驱动电机用于驱动所述打草头转动，所述控制组件与驱动电机通信连接。
6.可选地，所述打草头包括壳体、绕线芯、弹性件和打草绳；所述壳体设置于所述立架的底部，所述壳体设置有容腔和通孔，且所述壳体底部设有棘轮凸块，所述通孔与所述容腔连通，所述绕线芯设有棘轮槽，所述绕线芯设置于所述容腔内，所述弹性件位于所述绕线芯和壳体顶部之间设置，所述弹性件用于驱动绕线芯抵接于壳体底部，并且使得所述棘轮凸块和棘轮槽插接并在驱动电机旋转方向上产生啮合，以用于实现绕线芯与壳体的同步转动，所述打草绳的一端与所述绕线芯固定并绕设于所述绕线芯，所述打草绳的另一端从所述通孔伸出，所述驱动电机设置于所述立架，且所述驱动电机的输出轴延伸至所述壳体内与所述绕线芯连接，所述驱动电机用于驱动所述绕线芯转动并带动壳体同步转动，以用于驱动所述打草绳旋转及放卷所述打草绳，所述驱动电机与所述控制组件通信连接。
7.可选地，所述打边机构还包括检测组件，所述检测组件设置于所述立架，所述检测组件与所述控制组件通信连接，所述检测组件用于检测所述打草绳的放卷长度是否达到预定长度，所述控制组件用于在所述检测组件检到所述打草绳的放卷长度未达到预定长度时，控制所述驱动电机转动，以使所述绕线芯放卷所述打草绳，直至所述打草绳的放卷长度达到预定长度。
8.可选地，所述检测组件包括第一摆臂和第一微动开关；所述第一摆臂转动设置于所述立架，所述第一摆臂连接于所述立架的转动点设置于所述第一摆臂的两端之间，所述第一摆臂的一端伸出于所述立架的底面，并且所述第一摆臂的一端超过所述打草头转动时
所述打草绳的旋转平面，所述第一微动开关设置于所述立架，所述第一微动开关与所述控制组件连接；当所述打草绳打到所述第一摆臂的一端时，所述第一摆臂的另一端转动并且抵接所述第一微动开关，所述第一微动开关向所述控制组件输出第一信号，所述第一信号用于确定打草绳的放卷长度达到预定长度，当所述打草绳未打到所述第一摆臂的一端时，所述第一摆臂的另一端未抵接所述第一微动开关，所述第一微动开关输出第二信号，所述第二信号用于确定打草绳的放卷长度未达到预定长度。
9.可选地，所述检测组件还包括推动件，所述推动件设置于所述立架，所述推动件与所述第一微动开关连接，所述推动件可推动所述第一微动开关在预设第一位置和预设第二位置之间切换；当所述第一微动开关位预设第一位置，所述打草绳打到所述第一摆臂的一端，所述第一摆臂的另一端转动并且抵接所述第一微动开关；当所述第一微动开关位预设第二位置，所述打草绳打到所述第一摆臂的一端，所述第一摆臂的另一端转动并且不抵接所述第一微动开关。
10.可选地，所述打边机构还包括深度调节组件，所述深度调节组件设置于所述立架，所述驱动电机设置于深度调节组件。
11.可选地，所述立架设有伸缩空间、第一开口和第二开口；所述深度调节组件包括安装柱、旋钮和螺杆，所述安装柱的一端自所述第一开口插入所述伸缩空间，所述安装柱的另一端与所述驱动电机固定，所述安装柱的一端设置有螺孔，所述伸缩空间允许安装柱沿所述伸缩空间运动，所述伸缩空间不允许所述安装柱相对于伸缩空间转动，所述旋钮可转动地安装于所述第二开口，所述螺杆的一端自所述第二开口伸出后与所述旋钮固定，所述螺杆的另一端穿过所述螺孔且螺接于所述螺孔。
12.可选地，所述安装柱的外表面设置有刻度标尺。
13.可选地，所述打边机构还包括与控制组件连接的触边组件，所述触边组件设置于所述立架，沿垂直于所述机器人本体的侧面，所述触边组件凸出于所述打草头设置。
14.可选地，所述触边组件还包括触边条、第二摆臂和第二微动开关；所述触边条转动设置于所述立架，沿垂直于所述机器人本体的侧面，所述触边条伸出所述立架并凸出于所述打草头设置，所述第二摆臂转动设置于所述立架，所述第二摆臂连接于所述立架的转动点位于所述第二摆臂的两端之间，所述第二摆臂的一端伸出于所述立架的侧面，且所述第二摆臂的一端位于所述触边条转动时的运动轨迹上，所述第二微动开关设置于所述立架，所述第二微动开关与所述第二摆臂的一端抵接，且所述第二微动开关与所述控制组件连接；当所述触边条碰到障碍物时，所述触边条沿靠近所述第二摆臂的一端的方向转动并压缩所述第二摆臂的一端，所述第二摆臂的另一端转动并且未抵接所述第二微动开关，所述第二微动开关向控制组件输出第三信号，所述第三信号用于确定触边条碰到边界障碍物，当所述触边条未碰到障碍物时，所述触边条远离所述第二摆臂的一端并未与所述第二摆臂的一端抵接，所述第二摆臂的一端抵接所述第二微动开关，所述第二微动开关输出第四信号，所述第四信号用于确定触边条未碰到边界障碍物。
15.本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例通过打边机构使得割草机器人具备切割距离草坪边界一定宽度内的草坪的功能，有效解决割草机器人无法覆盖区域内的草坪的清理，减少人工处理的环节，降低人力成本。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
17.图1是本发明实施例中的割草机器人的整体结构示意图；
18.图2是本发明实施例中的割草机器人的打边机构的工作状态示意图；
19.图3是本发明实施例中的割草机器人的堵塞机构的安装状态示意图；
20.图4是本发明实施例中的割草机器人的打边机构的结构示意图一；
21.图5是本发明实施例中的割草机器人的打边机构的结构示意图二；
22.图6是本发明实施例中的割草机器人的打边机构的打草头的结构示意图一；
23.图7是本发明实施例中的割草机器人的打边机构的打草头的结构示意图二。
24.图中：1机器人本体、10安装孔、2打边机构、20安装架、200立架、200a伸缩空间、201连接部、21打草头、210壳体、211绕线芯、212弹性件、213打草绳、22驱动电机、23检测组件、230第一摆臂、231第一微动开关、232推动件、24深度调节组件、240安装柱、240a刻度标尺、241旋钮、242螺杆、25触边组件、250触边条、251第二摆臂、252第二微动开关、3堵塞机构。
具体实施方式
25.为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“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。
27.此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
28.请参阅图1-图5，一种割草机器人，包括机器人本体1和打边机构2；所述机器人本体1的侧面设有安装孔10；所述打边机构2包括安装架20、打草头21、驱动电机22和控制组件，所述安装架20包括立架200和连接部201，所述连接部201与所述立架200固定连接，所述连接部201用于插接于所述安装孔10，所述打草头21转动设置于所述立架200的底面，所述驱动电机22设置于所述立架200，所述驱动电机22与打草头21连接，所述驱动电机22用于驱动所述打草头21转动，所述控制组件与驱动电机22通信连接。
29.在本发明实施例中，割草机器人的打边机构2的原理如下：首先通过连接部201插接于安装孔10使得打边机构2与机器人本体1建立通信连接并使得打边机构2从机器本体获
得动力，然后机器人本体1根据自动的路径规划和设定的运行模式对控制组件发送指令，最后控制组件接收来自机器人本体1的指令并启动驱动电机22，以使打草头21启动运行并对草坪进行切割。需要注意的是，独立的打边机构2，可使割草机器人的打边和割草同时进行或分开进行；此外，独立的打边机构2实现打边机构2与机器人本体1的即插即用，自由组合，有效增加割草机器人功能组合的灵活性和商业价值。还需要注意的是，在本发明实施例中，割草机器人还包括堵塞机构3，当打边机构2切换不用时，可将堵塞机构3插接于安装孔10，用于防止安装孔10进尘或进水并导致其接触不良或损坏。
30.在本发明实施例中，通过打边机构2使得割草机器人具备切割距离草坪边界一定宽度内的草坪的功能，有效解决割草机器人无法覆盖区域内的草坪的清理，减少人工处理的环节，降低人力成本。
31.对于上述打草头21，请参阅图6和图7，所述打草头21包括壳体210、绕线芯211、弹性件212和打草绳213；所述壳体210设置于所述立架200的底部，所述壳体210设置有容腔和通孔，且所述壳体210底部设有棘轮凸块，所述通孔与所述容腔连通，所述绕线芯211设有棘轮槽，所述绕线芯211设置于所述容腔内，所述弹性件212位于所述绕线芯211和壳体210顶部之间设置，所述弹性件212用于驱动绕线芯211抵接于壳体210底部，并且使得所述棘轮凸块和棘轮槽插接并在驱动电机22旋转方向上产生啮合，以用于实现绕线芯211与壳体210的同步转动，所述打草绳213的一端与所述绕线芯211固定并绕设于所述绕线芯211，所述打草绳213的另一端从所述通孔伸出，所述驱动电机22设置于所述立架200，且所述驱动电机22的输出轴延伸至所述壳体210内与所述绕线芯211连接，所述驱动电机22用于驱动所述绕线芯211转动并带动壳体210同步转动，以用于驱动所述打草绳213旋转及放卷所述打草绳213，所述驱动电机22与所述控制组件通信连接。
32.对于上述打草头21，其驱动打草绳213旋转工作的原理如下：首先通过控制组件接收来自机器人本体1的指令并启动驱动电机22进行转动，进而使得绕线芯211进行同步转动，由于棘轮凸块与棘轮槽插接并在驱动电机22旋转方向上产生啮合及弹性件212驱动绕线芯211抵接壳体210底部，从而使得壳体210进行同步转动，以实现从通孔伸出的打草绳213的另一端高速旋转并对接触到的草坪进行高速柔性切割。其中，棘轮凸块与棘轮槽插接并在驱动电机22旋转方向上产生啮合使得绕线芯211相对于壳体210自动插接限位，无法进行反转，防止打草绳213收卷导致打草绳213长度缩短。
33.对于上述打草头21，打草头21可通过加减速的方式实现可控放卷打草绳213，当打草绳213产生损耗导致长度不足并需要放卷打草绳213时，其放卷原理如下：首先，通过控制驱动电机22的减速转动或停止转动，使得绕线芯211减速转动或停止转动，进而使得壳体210产生的旋向惯性力和打草绳213自身的离心力驱使棘轮凸块通过自身的斜面压缩弹性件212产生形变并脱离棘轮槽，从而使得绕线芯211产生与驱动电机22旋转方向相反的位移，以使打草绳213沿通孔甩出一段长度，然后，当驱动电机22再次加速转动或壳体210产生的旋向惯性力及打草绳213自身的离心力消失时，在弹性件212的弹性作用下，棘轮凸块与棘轮槽再次插接并在驱动电机22旋转方向上产生啮合，最后，通过对驱动电机22重复多次加减速转动的操作，使得打草绳213多次沿通孔甩出一段长度，直至打草绳213的放卷长度达到实际需求。
34.需要注意的是，壳体210可分为上盖和下盖，并通过卡扣卡紧的方式实现可拆卸连
接，方便用户在绕设于绕线芯211上的打草绳213使用完后对其进行快速更换。
35.对于上述打边机构2，请参阅图4和图5，所述打边机构2还包括检测组件23，所述检测组件23设置于所述立架200，所述检测组件23与所述控制组件通信连接，所述检测组件23用于检测所述打草绳213的放卷长度是否达到预定长度，所述控制组件用于在所述检测组件23检到所述打草绳213的放卷长度未达到预定长度时，控制所述驱动电机22转动，以使所述绕线芯211放卷所述打草绳213，直至所述打草绳213的放卷长度达到预定长度。
36.通过检测组件23的设置，使得割草机器人具备检测打草绳213的放卷长度是否达到预定长度的功能，可避免打草绳213放卷长度超出预定长度并产生过度损耗，还可避免因打草绳213放卷长度未达到预定长度而影响打草绳213切割草坪边界的质量。
37.对于上述检测组件23，请参阅图4和图5，所述检测组件23包括第一摆臂230和第一微动开关231；所述第一摆臂230转动设置于所述立架200，所述第一摆臂230连接于所述立架200的转动点设置于所述第一摆臂230的两端之间，所述第一摆臂230的一端伸出于所述立架200的底面，并且所述第一摆臂230的一端超过所述打草头21转动时所述打草绳213的旋转平面，所述第一微动开关231设置于所述立架200，所述第一微动开关231与所述控制组件连接；当所述打草绳213打到所述第一摆臂230的一端时，所述第一摆臂230的另一端转动并且抵接所述第一微动开关231，所述第一微动开关231向所述控制组件输出第一信号，所述第一信号用于确定打草绳213的放卷长度达到预定长度，当所述打草绳213未打到所述第一摆臂230的一端时，所述第一摆臂230的另一端未抵接所述第一微动开关231，所述第一微动开关231输出第二信号，所述第二信号用于确定打草绳213的放卷长度未达到预定长度。
38.对于上述检测组件23，其检测打草绳213的放卷长度是否达到预定长度的过程如下：首先，当打草绳213启动工作时，启动检测组件23，此时检测组件23处于初始状态，初始状态下的第一摆臂230的一端超过打草头21转动时打草绳213的旋转平面，然后，若打草绳213未打到第一摆臂230的一端，第一微动开关231输出第二信号并反馈至控制组件，控制组件接收第二信号后发送指令至驱动电机22并驱使打草头21进行打草绳213的放卷，直至打草绳213的放卷长度达到可与第一摆臂230发生碰撞，若打草绳213打到第一摆臂230的一端时，第一微动开关231输出第一信号并反馈至控制组件，控制组件接收第一信号后发送指令至驱动电机22并驱使打草头21继续进行打草绳213的工作。需要注意的是，通过控制组件可对检测组件23进行设定并使得检测组件23依据固定的频率对打草绳213进行长度的检测。
39.进一步的，请参阅图5，所述检测组件23还包括推动件232，所述推动件232设置于所述立架200，所述推动件232与所述第一微动开关231连接，所述推动件232可推动所述第一微动开关231在预设第一位置和预设第二位置之间切换；当所述第一微动开关231位预设第一位置，所述打草绳213打到所述第一摆臂230的一端，所述第一摆臂230的另一端转动并且抵接所述第一微动开关231；当所述第一微动开关231位预设第二位置，所述打草绳213打到所述第一摆臂230的一端，所述第一摆臂230的另一端转动并且不抵接所述第一微动开关231。
40.通过推动件232的设置，使得检测组件23具备第一微动开关231复位的功能，初始状态下，第一微动开关231处于预设第一位置，当第一微动开关231被第一摆臂230转动抵接后，第一微动开关231处于第二预设位置，通过推动件232的推动作用可将第一微动开关231切换至处于第一位置，以此达到第一微动开关231复位的目的。
41.需要注意的是，在检测组件23每次完成打草绳213的长度检测后，若第一微动开关231处于第二预设位置，控制组件将发送指令至推动件232并驱使其将第一微动开关231复位，使其处于第一预设位置。
42.还需要注意的是，与一般采用光、电或超声传感器的结构设计的检测组件23相比，本发明实施例中，检测组件23通过第一摆臂230、第一微动开关231和推动件232的机械结构设计以及控制组件的通信配合，可有效降低检测组件23产生误触的概率，使得打边机构2在无人的情况下可稳定地对打草绳213的损耗进行自动识别监测和反馈。
43.对于上述推动件232，在一些实施例中，推动件232为电磁推杆结构。
44.对于上述打边机构2，请参阅图4和图5，所述打边机构2还包括深度调节组件24，所述深度调节组件24设置于所述立架200，所述驱动电机22设置于深度调节组件24。
45.通过深度调节组件24的设置，可使打边机构2具备深度调节的功能，当用户需要调节打草高度时，通过深度调节组件24对驱动电机22的高度进行调节，进而使得打草头21的高度进行升降，从而使得打草绳213的高度进行升降，以实现打草高度的调节。
46.对于上述深度调节组件24，请参阅图5，所述立架200设有伸缩空间200a、第一开口和第二开口；所述深度调节组件24包括安装柱240、旋钮241和螺杆242，所述安装柱240的一端自所述第一开口插入所述伸缩空间200a，所述安装柱240的另一端与所述驱动电机22固定，所述安装柱240的一端设置有螺孔，所述伸缩空间200a允许安装柱240沿所述伸缩空间200a运动，所述伸缩空间200a不允许所述安装柱240相对于伸缩空间200a转动，所述旋钮241可转动地安装于所述第二开口，所述螺杆242的一端自所述第二开口伸出后与所述旋钮241固定，所述螺杆242的另一端穿过所述螺孔且螺接于所述螺孔。
47.当用户需要对打草高度进行调节时，深度调节组件24的具体调节过程如下：首先，手动转动旋钮241驱使螺杆242转动，进而驱使安装柱240沿伸缩空间200a移动，从而驱使驱动电机22升降，以实现打草头21的升降并最终实现对打草高度的调节。
48.进一步的，请参阅图4，所述安装柱240的外表面设置有刻度标尺240a。通过刻度标尺240a的设置，可使用户对打草高度进行调节时，给用户提供高度调节参考标注，使得用户可快速调节至预定打草高度。
49.对于上述打边机构2，请参阅图4和图5，所述打边机构2还包括与控制组件连接的触边组件25，所述触边组件25设置于所述立架200，沿垂直于所述机器人本体1的侧面，所述触边组件25凸出于所述打草头21设置。
50.对于上述触边组件25，请参阅图2，通过触边组件25的设置，可使割草机器人具备自动检测边界的功能，当割草机器人搭载打边机构2绕草坪边界行走，并因环境因素或干扰因素丢失边界导航数据时，触边组件25可进行实时反馈至控制组件并最终反馈至机器人本体1，使得割草机器人做出相应的位置调整，避免割草机器人因导航偏差导致行走路径失控并造成草坪边界漏打。
51.对于上述触边组件25，请参阅图4和图5，所述触边组件25还包括触边条250、第二摆臂251和第二微动开关252；所述触边条250转动设置于所述立架200，沿垂直于所述机器人本体1的侧面，所述触边条250伸出所述立架200并凸出于所述打草头21设置，所述第二摆臂251转动设置于所述立架200，所述第二摆臂251连接于所述立架200的转动点位于所述第二摆臂251的两端之间，所述第二摆臂251的一端伸出于所述立架200的侧面，且所述第二摆
臂251的一端位于所述触边条250转动时的运动轨迹上，所述第二微动开关252设置于所述立架200，所述第二微动开关252与所述第二摆臂251的一端抵接，且所述第二微动开关252与所述控制组件连接；当所述触边条250碰到障碍物时，所述触边条250沿靠近所述第二摆臂251的一端的方向转动并压缩所述第二摆臂251的一端，所述第二摆臂251的另一端转动并且未抵接所述第二微动开关252，所述第二微动开关252向控制组件输出第三信号，所述第三信号用于确定触边条250碰到边界障碍物，当所述触边条250未碰到障碍物时，所述触边条250远离所述第二摆臂251的一端并未与所述第二摆臂251的一端抵接，所述第二摆臂251的一端抵接所述第二微动开关252，所述第二微动开关252输出第四信号，所述第四信号用于确定触边条250未碰到边界障碍物。
52.对于上述触边组件25，当割草机器人因导航信号丢失产生偏差向边界方向靠近或遭遇边界障碍物时，触边组件25的具体工作过程如下：边界障碍物挤压触边条250并驱使其沿靠近所述第二摆臂251的一端的方向转动，使得触边条250挤压第二摆臂251的一端并驱动第二摆臂251的另一端转动，进而使得第二微动开关252脱离与第二摆臂251的一端抵接并触发第二微动开关252输出第三信号，从而使得割草机器人及时做出反避让动作，当割草机器人做出反避让动作后，触边条250与边界障碍物脱离，使得触边条250沿远离第二摆臂251的一端的方向转动并脱离第二摆臂251的一端，进而使得第二摆臂251的另一端转动并驱使第二摆臂251的一端与第二微动开关252重新抵接，从而触发第二微动开关252输出第四信号。
53.需要注意的是，在本发明实施例中，触边条250为一种用于受压后进行压力传导的条状接触结构。在一些实施例中，触边条250还可为一种用于受压后进行压力传导的轮式接触结构。
54.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。