本发明涉及电动工具控制领域，更具体地涉及智能扫雪机抛雪筒自动转向的控制方法及智能扫雪机。
背景技术：
冬季道路凝冰积雪对交通运输会产生严重威胁，对道路养护产生较大压力，易操作的是使用融雪剂清除路面积雪，但融雪剂会对环境产生破坏，并且对道路路面、道路建筑、运输工具也会产生损害。融雪剂对环境的危害是长期的，很难在短期内消除。有效快速地清除路面积雪，并对环境、路面、交通运输工具不产生危害，是道路交通和道路养护所面临的重大问题。由此，扫雪机的出现大大解决了上述问题。
抛雪作为扫雪机的一个核心功能可直接影响整个扫雪机，抛雪方向的导向在扫雪过程中也显得尤为重要。现有的小型扫雪机在抛雪方向的导向上操作，大部分都是人为手动地去改变抛雪方向，需要耗费人力而且效率低下并且精确性低。
技术实现要素：
基于此，有必要针对现有的扫雪机抛雪筒通过人为手动进行转向存在的效率低下且精确性低的问题，提供一种能够实现高精度要求的智能扫雪机和装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种智能扫雪机抛雪筒自动转向的控制方法，该方法包括：实时感测抛雪筒的当前角度；根据当前角度和预设的目标角度输出相应的控制信号；根据控制信号控制抛雪筒旋转，以使抛雪筒处于预设的目标角度。
在其中一个实施例中，实时感测抛雪筒的当前角度，包括：利用非接触式角度传感器实时感测抛雪筒的当前角度。
在其中一个实施例中，该控制方法还包括：当智能扫雪机开机或复位时，控制抛雪筒旋转以使抛雪筒处于初始位置。
在其中一个实施例中，当智能扫雪机开机或复位时，控制抛雪筒旋转以使抛雪筒处于初始位置，包括：控制抛雪筒朝预设方向旋转，直到检测到抛雪筒处于初始位置，预设方向为顺时针方向或逆时针方向。
在其中一个实施例中，当智能扫雪机开机或复位时，控制抛雪筒旋转以使抛雪筒处于初始位置，还包括：当未检测到抛雪筒处于初始位置时，检测抛雪筒是否处于极限位置；当检测到抛雪筒处于极限位置时，记录抛雪筒处于极限位置的次数，并控制抛雪筒朝与预设方向相反的方向旋转，直到检测到抛雪筒处于初始位置，与预设方向相反的方向为逆时针方向或顺时针方向；以及当抛雪筒处于极限位置的次数超过预设阈值时，控制抛雪筒停止旋转并且控制智能扫雪机停止工作。
在其中一个实施例中，检测抛雪筒是否处于极限位置，包括：当感测到抛雪筒的当前角度在预设时间内保持不变时，确定抛雪筒处于极限位置；或者当检测到驱动抛雪筒旋转的电机的电流突然增大时，确定抛雪筒处于极限位置。
在其中一个实施例中，该控制方法还包括：当智能扫雪机转弯或掉头时，获取智能扫雪机转弯或掉头时转动的角度和方向；根据智能扫雪机转弯或掉头时转动的角度和方向以及抛雪筒的当前角度，输出相应的控制信号；以及根据控制信号控制抛雪筒旋转，以使抛雪筒相对于地面始终朝同一个方向抛雪。
在其中一个实施例中，该控制方法还包括：获取智能扫雪机的当前位置；根据智能扫雪机的当前位置以及抛雪筒的当前角度确定抛雪筒是否朝预设禁区抛雪；以及当确定抛雪筒朝预设禁区抛雪时，生成相应的控制信号，并根据控制信号控制抛雪筒旋转，以使抛雪筒远离预设禁区抛雪。
根据本发明的另一个方面，提供了一种智能扫雪机，该智能扫雪机包括抛雪筒自动转向装置，抛雪筒自动转向装置包括：角度传感器，用于感测智能扫雪机的抛雪筒的当前角度；控制器，与角度传感器连接，以从角度传感器接收当前角度，并根据当前角度和预设的目标角度输出相应的控制信号；抛雪筒驱动电机，与控制器连接，以从控制器接收控制信号，并根据控制信号旋转抛雪筒。
在其中一个实施例中，角度传感器为非接触式角度传感器。
在其中一个实施例中，抛雪筒自动转向装置还包括：用于固定抛雪筒驱动电机的电机固定件、安装在电机固定件上的电路板、固定在抛雪筒驱动电机上的小齿轮以及固定在抛雪筒上的大齿轮，大齿轮与小齿轮啮合，控制器设置在电路板上；非接触式角度传感器包括第一磁铁和与第一磁铁相对的磁编码器，第一磁铁安装在小齿轮上，磁编码器安装在电路板上，并且与控制器通信连接。
在其中一个实施例中，角度传感器包括圈式电位器。
在其中一个实施例中，抛雪筒自动转向装置还包括：初始位置检测机构，用于检测抛雪筒是否处于初始位置；和/或机械限位机构，用于当抛雪筒到达极限位置时卡住抛雪筒驱动电机。
在其中一个实施例中，初始位置检测机构包括第二磁铁和磁开关，第二磁铁固定在大齿轮上，磁开关固定在电路板上并与控制器通信连接。
在其中一个实施例中，智能扫雪机还包括与控制器通信连接的定位单元，定位单元用于当智能扫雪机转弯或掉头时，获取智能扫雪机转弯或掉头时转动的角度和方向并将角度和方向发送到控制器。控制器还用于：根据接收到的智能扫雪机转弯或掉头时转动的角度和方向以及抛雪筒的当前角度控制抛雪筒电机旋转抛雪筒，以使得抛雪筒相对于地面始终朝同一方向抛雪。
在其中一个实施例中，定位单元还用于获取智能扫雪机的当前位置并将当前位置发送到控制器。控制器还用于：根据智能扫雪机的当前位置以及抛雪筒的当前角度确定抛雪筒是否朝预设禁区抛雪；以及当确定抛雪筒朝预设禁区抛雪时，控制抛雪筒驱动电机旋转抛雪筒，以使抛雪筒远离预设禁区抛雪。
上述智能扫雪机抛雪筒自动转向的控制方法及智能扫雪机，通过实时感测抛雪筒的当前角度，根据当前角度和预设的目标角度输出相应的控制信号，并根据控制信号控制抛雪筒旋转以使抛雪筒处于预设的目标角度，从而可以自动高效地旋转抛雪筒的方向，且精确性高。
附图说明
将参考附图通过示例方式来描述本发明的优选而非限制的实施例，其中：
图1示出了本申请一实施例中智能扫雪机抛雪筒自动转向的控制方法的流程图。
图2示出了本申请一实施例中智能扫雪机抛雪筒自动转向的控制方法的流程图。
图3示出了本申请一实施例中抛雪筒的初始位置以及左右极限位置的示意图。
图4出了本申请一实施例中智能扫雪机抛雪筒自动转向的控制方法的流程图。
图5示出了本申请一实施例中智能扫雪机掉头时抛雪筒转向的示意图。
图6出了本申请一实施例中智能扫雪机抛雪筒自动转向的控制方法的流程图。
图7出了本申请一实施例中抛雪筒自动转向装置的示意图。
图8本申请一实施例中智能扫雪机的局部结构剖视图。
图9示出了本申请一实施例中智能扫雪机的工作场景图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中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，不是旨在于限制本发明。以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
本申请提供了一种智能扫雪机抛雪筒自动转向的控制方法，如图1所示，该方法包括：
步骤s100，实时感测抛雪筒的当前角度。
步骤s200，根据当前角度和预设的目标角度输出相应的控制信号。
步骤s300，根据控制信号控制抛雪筒旋转，以使抛雪筒处于预设的目标角度。
具体地，为了使扫雪机的抛雪筒自动转向，需要实时感测抛雪筒的当前角度，然后根据感测到的当前角度以及预设的目标角度来输出相应的控制信号，并根据控制信号控制抛雪筒旋转，以使得抛雪筒处于预设的目标角度。这里的目标角度可以是用户根据实际情况预设的角度。
上述智能扫雪机抛雪筒自动转向的控制方法及智能扫雪机，通过实时感测抛雪筒的当前角度，根据当前角度和预设的目标角度输出相应的控制信号，并根据控制信号控制抛雪筒旋转以使抛雪筒处于预设的目标角度，从而可以自动高效地旋转抛雪筒的方向，且精确性高。
在一个实施例中，步骤s100，实时感测抛雪筒的当前角度，包括：利用非接触式角度传感器实时感测抛雪筒的当前角度。具体地，采用非接触式角度传感器来实时感测抛雪筒的当前角度，可以减小扫雪机内部部件的磨损，延长使用寿命并提高检测精度，从而保证每次转向的准确性。在一个实施例中，非接触式角度传感器可以包括磁铁和与之对应的磁编码器。在一个实施例中，非接触式角度传感器可以包括圈式电位器。
在一个实施例中，智能扫雪机抛雪筒自动转向的控制方法还可以包括：
步骤s500，当智能扫雪机开机或复位时，控制抛雪筒旋转以使抛雪筒处于初始位置。
具体地，扫雪机在开机或复位时，不论抛雪筒当前处于什么位置，都会寻找设定的初始位置。在本实施例中，初始位置是指抛雪筒相对于地面的投影方向平行于智能扫雪机的纵向轴线的方向(如图3中的y方向)，但本申请不限于此。使抛雪筒在开机或复位时处于预设的初始位置，可以使抛雪头基于该初始位置进行后续旋转，从而使得抛雪筒的后续转向更加准确。
在一个实施例中，如图2所示，步骤s500，当智能扫雪机开机或复位时，控制抛雪筒旋转以使抛雪筒处于初始位置，包括：
步骤s510，控制抛雪筒朝预设方向旋转，直到检测到抛雪筒处于初始位置，预设方向为顺时针方向或逆时针方向。
具体地，为了使抛雪筒处于初始位置，控制抛雪筒朝预设方向旋转，直到检测到抛雪筒处于初始位置，预设方向可以是顺时针方向，也可以是逆时针方向。
进一步地，在一个实施例中，如图2所示，步骤s500，当智能扫雪机开机或复位时，控制抛雪筒旋转以使抛雪筒处于初始位置，还包括：
步骤s520，当未检测到抛雪筒处于初始位置时，检测抛雪筒是否处于极限位置。
步骤s530，当检测到抛雪筒处于极限位置时，记录抛雪筒处于极限位置的次数，并控制抛雪筒朝与预设方向相反的方向旋转，直到检测到抛雪筒处于初始位置，与预设方向相反的方向为逆时针方向或顺时针方向。
步骤s540，当抛雪筒处于极限位置的次数超过预设阈值时，控制抛雪筒停止旋转并且控制智能扫雪机停止工作。
具体地，当抛雪筒朝预设方向旋转并一直未检测到抛雪筒处于初始位置时，则需要检测抛雪筒是否处于极限位置。抛雪筒的实际转向角度最大可以为180度，并且设置有左右极限位置(如图3所示)，当抛雪筒到达左右极限位置时，抛雪筒驱动电机被卡住。当检测到抛雪筒处于极限位置时，记录抛雪筒处于极限位置的次数，并使抛雪筒朝与预设方向相反的方向旋转，直到检测到抛雪筒处于初始位置。而当处于极限位置的次数超过预设阈值时，说明寻找初始位置的次数已超过预设阈值。这表明智能扫雪机可能出现了故障，因此需要控制抛雪筒停止旋转并且使扫雪机停止工作。
请参阅图3，扫雪机包括机身110和抛雪筒120，当抛雪筒120相对于地面的投影方向平行于机身110的纵向轴线方向时，抛雪筒120处于初始位置。在寻找初始位置的过程中，抛雪筒可以沿预设方向旋转，直到找到初始位置或者处于极限位置。当检测到抛雪筒处于左右极限位置时，使抛雪筒朝相反的方向旋转，直到检测到抛雪筒处于初始位置，否则重复上述步骤，直到找到初始位置或者直到寻找次数超过预设阈值。预设方向可以是图3中的oa-ob方向(逆时针方向)，也可以是oa'-ob'方向(顺时针方向)。
在一个实施例中，步骤s520中检测抛雪筒是否处于极限位置，包括：
当感测到抛雪筒的当前角度在预设时间内保持不变时，确定抛雪筒处于极限位置；或者
当检测到驱动抛雪筒旋转的电机的电流突然增大时，确定抛雪筒处于极限位置。
具体地，当未检测到抛雪筒处于初始位置并且感测到抛雪筒的当前角度在预设时间内保持不变时，说明抛雪筒停止转动，可以确定抛雪筒处于极限位置；或者，由于当抛雪筒到达极限位置时，电机被卡住，电极的负载突然增大，导致电流突然增大，所以当检测到驱动抛雪筒旋转的电机的电流突然增大时，可以确定抛雪筒处于极限位置。
在一个实施例中，如图4所示，智能扫雪机抛雪筒自动转向的控制方法还包括：当智能扫雪机转弯或掉头时，
步骤s610，获取智能扫雪机转弯或掉头时转动的角度和方向。
步骤s620，根据智能扫雪机转弯或掉头时转动的角度和方向以及抛雪筒的当前角度，输出相应的控制信号。
步骤s630，根据控制信号控制抛雪筒旋转，以使抛雪筒相对于地面始终朝同一个方向抛雪。
具体地，扫雪机在工作时会转弯或掉头，而为了便于雪堆的后续清理，可以让抛雪筒相对于地面始终朝同一方向抛雪，因而需要在扫雪机转弯或掉头的时候，获取智能扫雪机转弯或掉头时转动的角度和方向，根据智能扫雪机转弯或掉头时转动的角度和方向以及抛雪筒的当前角度，输出相应的控制信号，然后根据控制信号调整抛雪筒的方向，使得抛雪筒相对于地面始终朝同一方向抛雪。
示例性地，请参考图5，扫雪机开始工作时，抛雪筒120与扫雪机机身110的纵向轴线y的夹角为θ(如图5中a所示)，在扫雪机掉头后，为了使抛雪机相对于地面朝同一方向抛雪，可以控制抛雪筒沿顺时针方向旋转2θ(如图5中b所示)。在扫雪机再次掉头后，为了使抛雪机相对于地面朝同一方向抛雪，可以控制抛雪筒沿逆时针方向旋转2θ(如图5中c所示)。在图5中，抛雪筒相对于地面均朝左边抛雪，有利于后续的积雪清理。
在一个实施例中，如图6所示，智能扫雪机抛雪筒自动转向的控制方法还包括：
步骤s710，获取智能扫雪机的当前位置。
步骤s720，根据智能扫雪机的当前位置以及抛雪筒的当前角度确定抛雪筒是否朝预设禁区抛雪；以及
步骤s730，当确定抛雪筒朝预设禁区抛雪时，生成相应的控制信号，并根据该控制信号控制抛雪筒旋转，以使抛雪筒远离预设禁区抛雪。
具体地，预设禁区可以包括房屋和/或主干道，在扫雪机工作时，可以获取智能扫雪机的当前位置，根据智能扫雪机的当前位置以及抛雪筒的当前角度确定抛雪筒是否朝预设禁区抛雪。当确定抛雪筒朝预设禁区抛雪时，生成相应的控制信号，并根据该控制信号控制抛雪筒旋转，以使得抛雪筒远离预设禁区抛雪。本实施例中的控制方法可以避免抛雪筒朝预设禁区抛雪。
本申请还提供了一种智能扫雪机，如图7所示，智能扫雪机包括抛雪筒自动转向装置，抛雪筒自动转向装置1000包括：
角度传感器100，用于感测智能扫雪机的抛雪筒的当前角度。
控制器200，与角度传感器连接，以从角度传感器接收当前角度，并根据当前角度和预设的目标角度输出相应的控制信号。
抛雪筒驱动电机300，与控制器连接，以从控制器接收控制信号，并根据控制信号旋转抛雪筒。
上述智能扫雪机包括抛雪筒自动转向装置，由于通过角度传感器实时感测抛雪筒的当前角度，利用控制器根据当前角度和预设的目标角度输出相应的控制信号，并根据控制信号控制抛雪筒驱动电机旋转抛雪筒以使抛雪筒处于预设的目标角度，因而可以自动高效地旋转抛雪筒的方向，且精确性高。
在一个实施例中，角度传感器100为非接触式角度传感器。具体地，采用非接触式角度传感器来实时感测抛雪筒的当前角度，可以减小扫雪机内部部件的磨损，延长使用寿命并提高检测精度，从而保证每次转向的准确性。
在一个实施例中，如图8所示，抛雪筒自动转向装置1000还包括用于固定抛雪筒驱动电机300的电机固定件12、安装在电机固定件上的电路板14、固定在抛雪筒驱动电机上的小齿轮16以及固定在抛雪筒120上的大齿轮18。大齿轮18与小齿轮16啮合。控制器200(图8中未示出)设置在电路板14上。非接触式角度传感器100包括第一磁铁22和与第一磁铁相对的磁编码器24。第一磁铁22安装在小齿轮16上。磁编码器24安装在电路板14上，并且与控制器200通信连接。当抛雪筒驱动电机300驱动小齿轮16旋转时，第一磁铁22随小齿轮16一起旋转，因此第一磁铁22在磁编码器24上的磁场发生变化，磁编码器24根据磁场的变化可以获取第一磁铁22的角度，由于小齿轮16与固定在抛雪筒120上的大齿轮18啮合，因而可以获取抛雪筒120的当前角度信息。
在一个实施例中，角度传感器包括圈式电位器。
在一个实施例中，抛雪筒自动转向装置1000还包括：
初始位置检测机构，用于检测抛雪筒是否处于初始位置；和/或
机械限位机构，用于当抛雪筒到达极限位置时卡住抛雪筒驱动电机。
在一个实施例中，初始位置检测机构包括第二磁铁和磁开关。如图8所示，第二磁铁32固定在大齿轮18上，磁开关34固定在电路板14上并与控制器200通信连接。当大齿轮上的第二磁铁32转动到磁开关34正下方时，磁开关34发送信号给控制器200，表明抛雪筒120处于初始位置。
在一个实施例中，智能扫雪机还包括与控制器200通信连接的定位单元，定位单元用于当智能扫雪机转弯或掉头时，获取智能扫雪机转弯或掉头的角度和方向并将角度和方向发送到控制器。控制器还用于：根据接收到的智能扫雪机转弯或掉头的角度和方向以及抛雪筒的当前角度控制抛雪筒驱动电机旋转抛雪筒，以使得抛雪筒相对于地面始终朝同一方向抛雪。
在一个实施例中，定位单元还用于获取智能扫雪机的当前位置并将当前位置发送到控制器。控制器还用于：根据智能扫雪机的当前位置以及抛雪筒的当前角度确定抛雪筒是否朝预设禁区抛雪；以及当确定抛雪筒朝预设禁区抛雪时，控制抛雪筒驱动电机旋转抛雪筒，以使抛雪筒远离预设禁区抛雪。在一个实施例中，预设禁区包括房屋和/或主干道。
请参考图9，示出了扫雪机的工作场景图。扫雪机在工作前，可以根据目标工作区域的大小选择不同的起始出发点工作，如图9中的a、b、c三个位置。若工作区域大小适中，出发点从a、c任一出发点都可以，初始抛雪方向都可以由用户自己设定。若工作区域较大，出发点可设置为从b点出发，分别向两侧依次进行工作，这样可以避免从单侧出发造成雪量堆积过大，而影响扫雪机的工作。图9中工作区域有靠近主干道的地方，抛雪头可调整方向，而不把雪抛到主干道上。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。