用于自行走设备的前轮抬起检测装置及自行走设备的制作方法

本发明涉及花园工具领域，具体而言涉及一种用于自行走设备的前轮抬起检测装置及自行走设备。

背景技术：

自行走设备，比如自行走设备，属于花园工具领域，包括机壳，机壳下方设置有刀片，所述刀片由马达驱动其旋转实现割草。所述的马达具体可由控制单元通过马达驱动电路驱动，实现转速或刹车控制。为方便自行走设备在草地上移动，上述自行走设备的机壳下方还会设置轮轴，并在所述轮轴下端设置行走轮。

为保证使用者的安全，需要将自行走设备设置为当检测到机器被抬起时停止对刀片的驱动，以避免刀片误伤使用者。或者，为避免马达空转，需要在自行走设备的行走轮落入坑中无法驱动自行走设备移动位置时及时关闭马达驱动电路，以避免自行走设备在陷入坑中时马达长时间空载进而损坏。

现有的检测自行走设备轮轴位置的方案，通常利用红外线、磁场等触发元件，检测自行走设备因行走轮跌落或设备被整个抬起时行走轮的轮轴相对于参考点的位移。通过对该位移的检测，实现对自行走设备轮轴位置的检测。轮轴位移的行程长短会影响自行走设备检测抬起的灵敏度。

考虑到草坪经常有各种小坑洼地，如果设置位移行程过小，会导致自行走设备频繁出现抬起误报警的情况。为了解决此类问题，需要加大位移行程，而现有结构实现较大位移行程时，经常会出现轮轴滑动不良或者轮轴卡死等问题，直接导致抬起检测失效等严重缺陷。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种用于自行走设备的前轮抬起检测装置及自行走设备。本发明具体采用如下技术方案。

为实现上述目的，提出一种用于自行走设备的前轮抬起检测装置，其包括：旋转部件，其一端可转动地安装在自行走设备的机壳上；位移传感装置，其具有触发部件和感应部件，所述触发部件、感应部件中的一个设置在所述旋转部件上，所述触发部件、感应部件中的另一个设置在自行走设备的机壳上；前轮组件，其顶端安装在旋转部件的另一端。

可选的，如上任一所述的用于自行走设备的前轮抬起检测装置，其中，所述旋转部件包括摆杆，所述摆杆的一端设置有第一转动连接件，所述第一转动连接件沿第一方向与机壳转动连接；所述摆杆的另一端设置有第二转动连接件，所述第二转动连接件沿第二方向与前轮组件的顶端转动连接。

可选的，如上任一所述的用于自行走设备的前轮抬起检测装置，其中，所述第一方向和第二方向相互垂直。

可选的，如上任一所述的用于自行走设备的前轮抬起检测装置，其中，所述第一转动连接件为突出于摆杆侧面的转轴；所述机壳上沿水平方向开设有轴槽；所述转轴，至少其下部设置在所述轴槽内，在轴槽内转动。

可选的，如上任一所述的用于自行走设备的前轮抬起检测装置，其中，所述第二转动连接件为垂直贯穿所述摆杆的固定孔；所述前轮组件的顶部设置有前轮组件上转轴，所述前轮组件上转轴穿过所述固定孔，与所述摆杆转动连接。

可选的，如上任一所述的用于自行走设备的前轮抬起检测装置，其中，所述前轮组件上转轴与固定孔之间还套有轴套。

可选的，如上任一所述的用于自行走设备的前轮抬起检测装置，其中，所述旋转部件带动触发部件或感应部件中的一个随前轮组件上下运动而相对机壳旋转。

可选的，如上任一所述的用于自行走设备的前轮抬起检测装置，其中，机壳上设置有凹槽，所述摆杆通过所述第一转动连接件可转动的设置在所述凹槽内；所述触发部件包括磁性体，其设置在摆杆上接近第二转动连接件一侧的端面上的凹坑内；所述感应部件包括霍尔元件，其设置在机壳的凹槽表面。

可选的，如上任一所述的用于自行走设备的前轮抬起检测装置，其中，所述轴槽设置在所述凹槽的一侧上部，所述凹槽的下部接近所述轴槽的位置还设置有端盖，所述摆杆端部的第一转动连接件设置在所述轴槽内，所述摆杆在所述轴槽与所述端盖之间转动。

同时，本发明还提供一种自行走设备，其包括如上任一所述的前轮抬起检测装置。

有益效果

本发明通过一端可转动地安装在自行走设备的机壳上的旋转部件、设置在旋转部件和机壳上的位移传感装置，以及顶端设置在旋转部件的另一端的前轮组件构成前轮抬起检测装置。其利用旋转部件带动位移传感装置中触发部件或感应部件中的一个随前轮组件上下运动而相对机壳旋转，通过位移传感装置中触发部件或感应部件的旋转触发另一个产生电信号输出至控制单元，实现对自行走设备的防护。本发明所提供的前轮抬起检测装置，其通过旋转部件的旋转。这种方式相比于现有技术中转轴与固定孔活动连接，通过转轴沿轴向相对运动所实现的轮体位移行程而言，本方案中，轮体跟随摆杆转动，轮体不仅在竖直方向上具有位移量，本发明的轮体同时还在水平方向上具有位移量。因此，本发明中触发部件和感应部件之间距离相比于现有方案更大，因而能够使得本发明的方案更容易满足前轮抬起所需位移行程。

本发明在所述机壳设置凹槽，用于安装摆杆。当摆杆摆动过程中旋转一定角度时，为防止异物进入凹槽内，在摆杆摆动范围内，本发明设置摆杆侧壁上缘始终位于凹槽范围内，摆杆侧壁与凹槽侧壁交错形成一个简单迷宫，可以对摆杆进行包覆，防止异物进入凹槽内。

尤其，本发明中的旋转部件采用摆杆这种能够旋转摆动的结构，更容易实现大位移。并且，摆杆的长度，能够使得前轮组件向下旋转的扭矩被放大，使轮子更容易自由掉落。相比于现有技术中转轴与固定孔活动连接，设置转轴沿轴向相对运动的方案，本发明中转轴轴向位置相对固定，转轴无需移动，因此相对于原有技术方案，可使得上述结构中对轴套和前轮组件上转轴的配合精度及自润滑性要求更低，能够降低制造难度和成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的自行走设备的整体外形结构示意图；

图2是本发明的自行走设备的前轮部位的局部剖视图；

图3是本发明的自行走设备的前轮抬起检测装置的爆炸示意图；

图4是本发明的自行走设备的前轮组件的示意图；

图5是本发明的自行走设备的前轮抬起检测装置中摆杆的结构示意图；

图6是本发明的自行走设备的前轮抬起检测装置所安装的凹槽的示意图；

图7是本发明的自行走设备的前轮抬起检测装置未抬起时部件之间位置配合关系的示意图；

图8是本发明的自行走设备的前轮抬起检测装置抬起时部件之间位置配合关系的示意图；

图中，1为自行走设备，2为机壳，3为摆杆，4为前轮组件，5为端盖，6为轴套，7为霍尔元件，8为磁性体，9为转轴，10为凹坑，11为固定孔，12为平垫，13为卡圈，14为前轮组件上转轴，15为凹槽，16为轴槽。。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于自行走设备本身而言，由机壳指向自行走设备内部的方向为内，反之为外；而非对本发明的装置机构的特定限定。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本发明中所述的“上、下”的含义指的是使用者正对运行过程中的自行走设备时，由底面指向自行走设备的方向即为上，反之即为下，而非对本发明的装置机构的特定限定。

本发明提供一种用于自行走设备的前轮抬起检测装置，其设置在图1以及图2所示自行走设备的前轮组件上。该结构可设置在机壳内，实现对前轮下落范围的监控，相应的输出电信号至控制单元，提示自行走设备前轮落入坑中或者自行走设备被整个抬起无法正常运行。

具体而言，本发明的前轮抬起检测装置，其包括，图3所示的：旋转部件，其一端可转动地安装在自行走设备的机壳2上；

位移传感装置，其具有触发部件和感应部件，所述触发部件、感应部件中的一个设置在所述旋转部件上，所述触发部件、感应部件中的另一个设置在自行走设备的机壳2上；

前轮组件4，其顶端安装在旋转部件的另一端。

由此，本发明所提供的自行走设备，其通过将旋转部件设置在自行走设备主体上，设置旋转部件在前轮被抬起或落入坑中时，由设置在旋转部件上的前轮组件带动而受重力作用竖向绕轴旋转，由此，本发明能够将前轮的上下移动转化为旋转部件的旋转，使得磁性体随旋转部件转动，使得轮体不仅在竖直方向上形成位移量，相同时，还通过转动的方式使得轮体还在水平方向上发生位移。由此，本发明通过转动方式所获得的两个维度上的位移量能够使得本发明触发部件和感应部件间相对移动的距离相比于现有方案更大，因此更容易实现抬起的位移行程需求。

在更为具体的实现方式下。该前轮抬起检测装置包括：设置在割草机本体上的摆杆，固定在摆杆上的轴套，设置在摆杆上的端盖，设置在轴套上的前轮组件，设置在摆杆上的磁性体，设置在机壳内部的霍尔元件。其中，磁性体金和霍尔元件分别作为触发部件和感应部件，两者位置相互之间可以调换。

其中，所述旋转部件包括图5所示的摆杆3，所述摆杆3的一端设置有第一转动连接件，所述第一转动连接件沿第一方向与机壳2转动连接；所述摆杆3的另一端设置有第二转动连接件，所述第二转动连接件沿第二方向与前轮组件4的顶端转动连接。所述第一方向和第二方向相互垂直。比如，在图3所示的实现方式下，第一方向可设置为沿水平转轴转动，可用作所述摆杆的转动方向；第二方向可设置为沿垂直转轴转动，可作为所述前轮组件实现自行走设备转向的旋转方向。

进一步地，所述摆杆端部具有轴部凸台，尤其构成第一转动连接件，形成突出于摆杆3侧面的转轴9。所述机壳上沿水平方向开设有轴槽16，将所述轴部安装在所述凹槽内，或者至少将所述转轴9的下部设置在所述轴槽16内，设置转轴9在凹槽内旋转。

为配合图4所示的前轮组件4结构，本发明可设置所述第二转动连接件为垂直贯穿所述摆杆3的固定孔11；将图4中所述前轮组件4的顶部所设置的前轮组件上转轴14穿过所述固定孔11，与所述摆杆3转动连接，实现前轮组件自由转向。

为避免前轮组件上转轴14在固定孔11内被过度地摩擦，本发明还可进一步地在前轮组件上转轴14与固定孔11之间套有轴套6，转轴14安装到轴套6内，可绕轴套轴心自由旋转。由此，本发明的所述旋转部件可带动触发部件或感应部件中的一个随前轮组件4在轴套6内顺滑地上下运动而相对机壳2旋转，实现对前轮位移距离的检测，以相应地控制自行走设备停止切割作业头避免误伤或空转。

进一步地，在一些实现方式下，所述摆杆接近第二转动连接件一侧的端面可具体设置有凹坑10，用于安装所述磁性体8或霍尔元件7。相应地，机壳内部，比如机壳上用于安装摆杆3的凹槽15表面，可相应地设置安装件，固定霍尔元件或磁性体。所述摆杆通过所述第一转动连接件可转动的设置在所述凹槽15内带动霍尔元件或磁性体相对凹坑10移动，触发相应的信号以反映前轮下落的距离，触发自行走设备关闭作业器件，保证安全。

参考图3所示，转轴还可设置包含有环槽，所述轴部安装在所述轴套内，可做旋转运动。

进一步地，所述轴部凹槽用于安装卡圈13，用以限制前轮组件从摆杆轴孔脱落。

进一步地，所述机壳所设置的凹槽，其安装摆杆，在摆杆旋转一定角度时，为防止异物进入凹槽15内，凹槽仍可以对摆杆进行包覆，摆杆侧壁上缘始终位于凹槽范围内，摆杆侧壁与凹槽侧壁交错形成一个简单迷宫，防止异物进入凹槽15内，以实现迷宫防护作用。

如图6所示，机壳2上所设计的矩形凹槽15，其用于盛放摆杆3，所述轴槽16设置在所述凹槽15的一侧上部，所述凹槽15的下部接近所述轴槽16的位置还设置有图7以及图8所示的端盖5，所述摆杆端部的第一转动连接件设置在所述轴槽16内，所述摆杆在所述轴槽16与所述端盖5之间转动。实际使用过程中，摆杆的转动角度被端盖5限制在自水平位置起始90°内，避免在机器人抬起后，摆杆转动角度过大导致下放机器人时，摆杆可能出现的无法自主复位到凹槽内的问题。相比于现有技术中转轴与固定孔活动连接，转轴可沿轴向可相对运动，轮体位移行程为轮体沿轴向移动行程，具体的是竖直方向行程；本方案中，由于轮体跟随摆杆转动，轮体不仅在竖直方向上具有位移量，本发明的轮体同时还在水平方向上具有位移量。因此，本发明中触发部件和感应部件之间间距离相比于现有方案更大，因而能够使得本发明的方案更容易满足前轮抬起所需位移行程。

如上所述卡圈13和平垫12分别安装在转轴14上，用于固定前轮组件。

如图7和2所示，抬起组件处于正常状态，霍尔元件7与磁性体8保持一定的相对位置，磁性体8并未对霍尔元件进行触发感应。

如图8所示，抬起组件处于抬起状态，前轮组件4带动摆杆2绕转轴9进行旋转，摆杆旋转一定角度，磁性体8随摆杆旋转，旋转到磁性体与霍尔元件正对位置，促使触发霍尔元件产生信号。

本发明采用摆杆结构，通过其末端固定前轮组件，通过前轮组件自重带动摆杆旋转，可通过旋转方式获得更大位移行程，这样前轮组件更容易实现抬起或复位。由于本发明转轴本身于其他部件之间不产生相对移动，因此相对于原有技术方案，本发明会轴套和前轮组件上转轴的配合精度及自润滑性要求更低，可有效降低制造精度，提供结构功能可靠性。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。