割草机及其控制方法与流程

本发明涉及自动控制领域，特别是涉及割草机及其控制方法。

背景技术：

智能割草机能够自主完成修剪草坪的工作，无须人为直接控制和操作，大幅度降低人工操作，是一种适合家庭庭院、公共绿地等场所进行草坪修剪维护的工具。

传统的智能割草机，其通常采用设置边界线的办法来界定割草机的工作区域。割草机工作过程中，自动识别已设置好的边界线，从而在边界线内部工作。

申请人在实现传统技术的过程中发现：传统的智能割草机工作时，布边界线较为繁琐。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统技术存在的问题，提供一种割草机及其控制方法。

一种割草机的控制方法，包括如下步骤：获取第一边界信号，所述第一边界信号为边界线生成的磁场信号；获取第二边界信号，所述第二边界信号为草地传感器探测到的指示割草机下方或移动方向的前方为草地或非草地的信号；根据所述第一边界信号或所述第二边界信号确定所述割草机与工作区域的边界的位置关系；根据所述割草机与所述工作区域的边界的位置关系控制所述割草机移动。

上述割草机的控制方法，通过两种方式获取草坪的边界信号，并根据任意一个边界信号确定割草机与工作区域的边界的位置关系，从而根据该位置关系控制割草机移动。该割草机的控制方法，通过多种方式获取草坪边界信号，相较于传统技术中只能通过布边界线界定边界线的方法，更加方便，适用环境更广。

在其中一个实施例中，所述割草机的控制方法，所述获取设置于所述草坪边界处的边界线的磁场信号之前，还包括：在所述草坪边界处设置草坪边界线；向所述草坪边界线内通入电流，以产生磁场。

在其中一个实施例中，所述割草机的控制方法，所述根据所述第一边界信号或所述第二边界信号确定所述割草机与工作区域的边界的位置关系，包括：当获取到第一边界信号时，根据所述第一边界信号确定所述割草机与所述工作区域的边界的位置关系；当未获取到第一边界信号时，根据所述第二边界信号得到所述割草机与所述工作区域的边界的位置关系。

上述实施例中的割草机的控制方法，可以通过获取边界线的磁场信息的方式确定割草机与工作区域的边界的位置关系，也可以通过草地传感器探测到的指示割草机下方或移动方向前方为草地或非草地的信号，来判断割草机与工作区域的位置关系，较传统技术中智能通过布置边界线并获取边界线的磁场信息的方式确定割草机的位置的方法更加方便，且使用环境更多。

在其中一个实施例中，所述割草机的控制方法，所述割草机与所述工作区域的边界的位置关系包括：所述自动割草机位于所述工作区域的边界内，或所述自动割草机的至少部分位于所述工作区域的边界外。

在其中一个实施例中，所述割草机的控制方法，所述根据所述割草机与所述工作区域的边界的位置关系控制所述割草机移动，包括：当所述割草机位于所述工作区域的边界内，控制所述割草机向前移动；当所述割草机的至少部分位于所述工作区域的边界外，控制所述割草机转向或后退，以使所述割草机进入所述工作区域的边界内。

上述割草机的控制方法，当割草机位于工作区域的边界外时，控制割草机转向或倒退，可以确保割草机在工作区域内工作。

一种自动割草机，在至少部分由边界线限定的工作区域内行走和工作，包括：第一获取模块，用于获取第一边界信号，所述第一边界信号为边界线生成的磁场信号；第二获取模块，用于获取第二边界信号；所述第二获取模块包括草地传感器，所述第二边界信号为所述草地传感器探测到的指示割草机下方或移动方向前方为草地或非草地的信号；控制模块，用于根据所述第一边界信号或所述第二边界信号确定所述自动割草机与所述工作区域的边界的位置关系，并根据所述自动割草机与所述工作区域的边界的位置关系控制所述自动割草机的移动。

上述自动割草机，设有用于获取边界线生成的磁场信号的第一边界信号的第一获取模块，用于检测电流信号的第二获取模块，及用于控制割草机的控制模块。该自动割草机，可以通过第一获取模块或第二获取模块的任意一个得到草坪边界信号，从而确定自动割草机与工作区域的边界的位置关系，解决了传统割草机完全依靠布边界线确定割草机与工作区域的边界的位置关系的繁琐，适用环境更广。

在其中一个实施例中，所述自动割草机的控制模块被配置为：当第一获取模块获取到所述第一边界信号时，根据所述第一边界信号判断自动割草机与工作区域的边界的位置关系；当第一获取模块未获取到所述第一边界信号时，根据所述第二获取模块获取到的第二边界信号判断自动割草机与工作区域的边界的位置关系。

在其中一个实施例中，所述自动割草机与工作区域的边界的位置关系包括：所述自动割草机位于所述工作区域的边界内，或至少部分位于所述工作区域的边界外。

在其中一个实施例中，所述自动割草机，当控制模块判断自动割草机至少部分位于工作区域的边界外时，控制自动割草机转向或后退，以驶离边界。

在其中一个实施例中，所述自动割草机的所述第一获取模块包括边界线识别传感器，以获取设置于所述草坪边界处的边界线的磁场信号。

在其中一个实施例中，所述自动割草机的所述草地传感器根据接触环境产生电流信号，以使所述控制模块根据所述电流信号确定所述割草机的下方或移动方向的前方为草地或非草地。

附图说明

图1为本申请一个实施例中割草机的功能模块示意图。

图2为本申请一个实施例中割草机的剖面示意图。

图3为本申请另一个实施例中割草机的功能模块示意图。

图4为本申请又一个实施例中割草机的功能模块示意图。

图5为本申请一个实施例中割草系统的结构示意图。

图6为本申请一个实施例中割草机控制方法的流程示意图。

图7为本申请一个具体实施例中割草机工作环境示意图。

图8为本申请一个具体实施例中割草机另一种工作环境示意图。

其中，各附图标号所代表的含义分别是：

100、割草机；

110、第一获取模块；

120、第二获取模块；

130、控制模块；

140、人机交互模块；

150、定时模块；

210、边界线；

220、电源；

300、草坪；

310、边界砖。

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例的限制。

本申请提供一种自动割草机及其控制方法、割草系统。

一种自动割草机100，如图1所示，包括第一获取模块110、第二获取模块120及控制模块130。

具体的，第一获取模块110设于自动割草机100上，用于获取草坪的边界信号。该第一获取模块110可以是通过获取草坪边界线生成的磁场信号获取边界信号。为将该边界信号与下述边界信号进行区分，将该边界信号命名为第一边界信号。

第二获取模块120设于自动割草机100上，用于检测草坪的边界信号。该第二获取模块120可以是草地传感器，从而通过草地传感器检测到的电流信号得到草坪的边界信号。该边界信号可以是草地传感器检测到的指示割草机下方或移动方向前方为草地会非草地的信号。为将该边界信号与上述第一边界信号相区分，将该边界信号命名为第二边界信号。

控制模块130设于自动割草机100内，用于根据第一边界信号或第二边界信号中的任意一个确定自动割草机100与所在的工作区域的边界的位置关系，并根据自动割草机100与所在的工作区域的边界的位置关系控制自动割草机100的移动。

上述自动割草机100，设有用于获取边界线生成的磁场信号的第一边界信号的第一获取模块110，用于检测电流信号的第二获取模块120，及用于控制自动割草机100的控制模块130。该自动割草机100，可以通过第一获取模块110或第二获取模块120的任意一个得到草坪边界信号，从而确定自动割草机100与工作区域的边界的位置关系，解决了传统自动割草机完全依靠布边界线确定自动割草机100与工作区域的边界的位置关系的繁琐，适用环境更广。

在一个实施例中，上述自动割草机，其控制模块被配置为：当第一获取模块获取到第一边界信号时，控制模块根据获取模块获取到的第一边界信号判断自动割草机与工作区域的边界的位置关系。当第一获取模块未获取到第一边界信号时，控制模块根据第二获取模块检测到的第二边界信号判断自动割草机与工作区域的边界的位置关系。

具体的，第一边界信号通常是草坪边界线通电后产生磁场发出的边界信号。第二边界信号通常是草地传感器与自动割草机下方或前方的地面上的物体接触，产生不同大小的电流，并对该电流大小进行判断从而得到的边界信号。自动割草机工作过程中，可以设置为优先识别第一边界信号。即当第一获取模块获取到第一边界信号时，控制模块根据第一获取模块获取到的第一边界信号判断自动割草机与工作区域的边界的位置关系。当第一获取模块未获取到第一边界信号时，控制模块根据第二获取模块检测到的第二边界信号判断自动割草机与工作区域的边界的位置关系。

在一个具体的实施例中，上述自动割草机与工作区域的边界的位置关系，可以包括两种情况，自动割草机位于工作区域的边界内，或自动割草机的至少部分位于工作区域的边界外。

自动割草机在工作时，其位置可能出现两种情况：自动割草机完全位于工作区域的边界内，或，自动割草机的至少部分位于工作区域的边界外。该自动割草机的控制模块可以被配置为：当自动割草机位于工作区域的边界内时，控制自动割草机继续前进；当自动割草机的至少部分位于工作区域的边界外时，控制自动割草机转向或后退，以使自动割草机驶入工作区域内，驶离边界。

在一个实施例中，上述自动割草机，其第一获取模块可以包括边界线识别传感器。

具体的，边界线识别传感器用于识别边界线。边界线是一种通电后形成回路的导线，边界线用于划分范围时，内部通常输入交流电，从而在该边界线周围产生磁场。边界线识别传感器用于获取边界线产生的磁场，从而根据该磁场得到第一边界信号。

更具体的，该第一获取模块可以包括多个边界线识别传感器，多个边界线识别传感器分别分布在自动割草机四周。自动割草机移动割草过程中，各个边界线识别传感器实时监测边界线的磁场信息，并传递至控制模块。控制模块对各边界线识别传感器得到的边界线磁场信息进行分析，从而得到第一边界线信号。

在一个实施例中，上述自动割草机，其第二获取模块包括草地传感器。草地传感器为设于自动割草机底部的电容传感器。该草地传感器根据接触环境产生电流，以使控制模块根据电流确定自动割草机与工作区域的边界的位置关系。

具体的，该草地传感器设于自动割草机底部，且该草地传感器设有面向自动割草机下方的探头。自动割草机移动割草时，探头与自动割草机下方或前方的表面之间形成电容。此时，草地传感器输出的电流信号与电容两极间的介质相关。当探头下方或前方表面为非草地时，与探头下方表面为草地时，两极间的介质不同，草地传感器输出的电流信号大小不同。

当第二获取模块是草地传感器时，可以在控制模块内设置一电流阈值，从而根据草地传感器输出的电流大小是否在电流阈值的范围内判断草地传感器下方或移动方向前方表面是否是草地。

在一个具体的实施例中，如图2所示，一种自动割草机100，设有边界线识别传感器及草地传感器。边界线识别传感器用于识别设置于草坪上的、通有电流的边界线产生的磁场，并根据该磁场获得第一边界信号。草地传感器为电容传感器，设于自动割草机100底部，用于与自动割草机100下方的表面形成电容。草地传感器设有一面向底面的探头，当探头下方表面不同时，草地传感器输出的电流信号大小也不同。此时，控制模块内可以设有电流阈值，从而根据草地传感器输出的电流信号的大小判断自动割草机100下方是否为草坪，从而得到第二边界信号。

自动割草机100工作过程中，根据第一边界信号或第二边界信号中的一个得到自动割草机100与工作区域的边界的位置关系，并控制自动割草机100在草坪工作区域范围内工作。其中，根据第一边界信号或第二边界信号中的一个得到自动割草机100与工作区域的边界的位置关系是指：当自动割草机100仅获取到第一边界信号时，根据第一边界信号确定自动割草机100与工作区域的边界的位置关系；当自动割草机100仅获取到第二边界信号时，根据第二边界信号确定自动割草机100与工作区域的边界的位置关系；当自动割草机100同时获取到第一边界信号及第二边界信号时，根据第一边界信号确定自动割草机100与工作区域的边界的位置关系。

在一个具体的实施例中，当自动割草机100在设有边界线的草坪范围内工作时，可以关闭草地传感器。当自动割草机100在不设有边界线的草坪范围内工作时，可以关闭边界线识别传感器。

在一个具体的实施例中，如图3所示，一种自动割草机100，设有第一获取模块110、第二获取模块120、及控制模块130。其中，第一获取模块110为边界线识别传感器，第二获取模块120为草地传感器。控制模块130与边界线识别传感器、草地传感器电性相连。在本实施例中，该自动割草机100还包括人机交互模块140。人机交互模块140与控制模块130通信连接。控制模块130设有预设程序：自动割草机100工作时，控制模块130控制第一获取模块110工作，第二获取模块120不工作；当第一获取模块110未获取到第一边界信号时，控制第一获取模块110关闭，并通过人机交互模块140询问是否打开第二获取模块120；当人机交互模块140获取到打开第二获取模块120指令，控制模块130控制第二获取模块120打开。

在一个具体的实施例中，如图4所示，上述自动割草机100，还设有：定时模块150。定时模块150与控制模块130电性连接，自动割草机100工作时，可以先通过定时模块150设定自动割草机100的开始工作时间及工作时长。当通过定时模块150设定自动割草机100的开始工作时间后，自动割草机100在到达开始工作时间时开始工作。当通过定时模块150设定工作时长后，自动割草机100在到达工作时长时停止工作。自动割草机

上述自动割草机100，还设有定时模块150，可以控制自动割草机100的工作时长。当自动割草机100在不设有边界线的草坪上工作时，自动割草机100不能及时返回充电站进行充电。此时，可以预估自动割草机100完成草坪割草所需的时间长度，并通过定时模块150设置工作时长，当达到工作时长时，自动割草机100自动停止工作，可以防止自动割草机100电池过放，浪费电能。

本申请还提供一种割草系统，如图5所示，包括：边界线210、电源220及自动割草机100。

具体的，边界线210是一种通电后形成回路的导线，边界线210用于划分范围时，内部通常输入电流，从而在该边界线210周围产生磁场。

电源220为直流电电源220。电源220与边界线210电性连接，用于为边界线210提供直流电。

自动割草机100用于在草坪范围内割草。该自动割草机100包括第一获取模块、第二获取模块及控制模块。其中，第一获取模块用于获取草坪的第一边界信号。第二获取模块用于检测草坪的第二边界信号。控制模块用于根据第一边界信号或第二边界信号确定自动割草机与工作区域的边界的位置关系，并控制自动割草机100在草坪范围内工作。

上述割草系统，既可以通过边界线210界定草坪范围，从而，也可以通过自动割草机100上的第二获取模块自己检测自动割草机100在草坪上的位置，解决了传统自动割草机100完全依靠布边界线210确定自动割草机的位置的繁琐，适用范围更广。

在一个实施例中，本申请的割草系统，其中，自动割草机的第一获取模块包括边界线识别传感器，以获取设置于草坪边界处的边界线的磁场信息。

在一个实施例中，第二获取模块包括草坪传感器，草坪传感器设于自动割草机底部。该草坪传感器根据接触环境产生电流信号，以使控制模块根据该电流信号的大小确定自动割草机与工作区域的边界的位置关系。

一种割草机的控制方法，如图6所示，包括如下步骤：

s110，获取第一边界信号，第一边界信号为边界线生成的磁场信号。

割草机获取一个边界信号，获取该边界信号的方式可以是通过设置在割草机上的第一获取模块获取边界线发出的磁场信号。为将该边界信号与下述边界信号相区分，将该步骤中获取到的边界信号命名为第一边界信号。

s120，获取第二边界信号，第二边界为草地传感器探测到的指示割草机下方或移动方向的前方为草地或非草地的信号。

割草机获取另一个边界信号。获取该边界信号的方式可以是通过设置在割草机上的第二获取模块探测割草机下方或移动方向的前方为草地或非草地，从而得到草坪的边界信号。为将该边界信号与步骤s110中获取到的边界信号相区分，该步骤中获取到的边界信号命名为第二边界信号。

s200，根据第一边界信号或第二边界信号确定割草机与工作区域的边界的位置关系。

割草机获取到第一边界信号或/和第二边界信号中的至少一个时，根据第一边界信号或第二边界信号中的一个确定割草机与工作区域的边界的位置关系。

s300，根据割草机与工作区域的边界的位置关系控制割草机移动。

割草机根据第一边界信号或第二边界信号中的一个确定割草机与工作区域的边界的位置关系后，根据割草机与工作区域的边界的位置关系控制割草机移动。

更具体的，该割草机的控制方法为：割草机在割草时，可以通过多种方法获取检测到草坪的边界信号，从而通过多种方法中的任意一个获得割草机与工作区域的边界的位置关系。获取到割草机与工作区域的边界的位置关系之后，控制割草机在草坪范围内移动割草。

上述割草机的控制方法，通过两种方式获取到草坪的边界信号，并根据任意一个边界信号确定割草机与工作区域的边界的位置关系。该割草机的控制方法，通过多种方式获取草坪边界信号，相较于传统技术中只能通过布边界线界定边界线的方法，更加方便，适用环境更广。

在一个实施例中，上述割草机的控制方法，其中步骤s110之前还包括：

s101，在草坪边界处设置草坪边界线。

在草坪需要划分出范围的边界处设置一草坪边界线。一般的，该草坪边界线应当是一通电后可以形成回路的导线。

s102，向草坪边界线内通入电流，以产生磁场。

设置草坪边界线后，向该草坪边界线内通入电流，以在草坪边界线周围产生磁场。

在该实施例中，上述割草机的控制方法，其中步骤s110具体可以包括：

s111，获取设置于草坪边界处的边界线的磁场信号。

向草坪边界线内通入电流后，草坪边界线周围产生磁场。割草机通过一获取模块获取设置于草坪边界处的边界线的磁场信号。

s112，根据磁场信号，得到第一边界信号。

割草机获取草坪边界线周围的磁场信号后，对该信号进行分析从而得到第一边界线信号。对该磁场信号的分析可以包括对磁场强度的分析、磁场方向的分析等。

在一个实施例中，该割草机的控制方法，其中步骤s120具体可以包括：

s121，检测设置于割草机上的草地传感器产生的电流。

在割草机上设置草地传感器，该草地传感器为一电容传感器。割草机移动过程中，检测草地传感器产生的电流。

s122，根据电流得到第二边界信号。

割草机对电容传感器产生的电流进行分析，从而得到第二边界信号，第二边界信号用于确定割草机与工作区域的边界的位置关系。

在一个具体的实施例中，步骤s120，具体可以是：

在割草机底部设置草地传感器，并随时检测该草地传感器产生的电流；当电流大小不在预设的电流阈值内，割草机得到第二边界信号。

割草机底部设有草地传感器。割草机内部设置有控制模块，该控制模块与草地传感器电性连接。该控制模块内设有电流阈值。割草机移动过程中，控制模块随时检测草地传感器产生的电流。当草地传感器接触不同物体，如草或金属、水泥时，产生不同大小的电流。该电流传递至控制模块时，控制模块对该电流的电流大小进行分析。若电流大小在电流阈值的范围内，则电容传感器及割草机仍处于草坪范围内，若电流大小不在电流阈值的范围内，则电容传感器触碰到草以外的其他东西。联合两个状态，可以得到第二边界信号。

在一个实施例中，上述割草机的控制方法，其中步骤s200包括：

s201，当获取到第一边界信号时，根据第一边界信号确定割草机与工作区域的边界的位置关系。

s202，当未获取到第一边界信号时，根据第二边界信号确定割草机与工作区域的边界的位置关系。

当割草机获仅取到第一边界信号时，即根据第一边界信号确定割草机与工作区域的边界的位置关系。当割草机仅获取到第二边界信号时，即根据第二边界信号确定割草机与工作区域的边界的位置关系。当割草机同时获取到第一边界信号及第二边界信号时，根据第一边界信号确定割草机与工作区域的边界的位置关系。

上述实施例中的割草机的控制方法，可以通过获取边界线的磁场信息的方式确定割草机与工作区域的边界的位置关系，也可以通过检测割草机上的电容传感器产生的电流确定割草机与工作区域的边界的位置关系，较传统技术中智能通过布置边界线并获取边界线的磁场信息的方式确定割草机的位置的方法更加方便，且使用环境更多。

在一个具体的实施例中，当一草坪300没有较明显的边界范围时，或者当草坪300需要通过割草绘制图案时，如图7所示，可以在草坪300需要切割的范围边界处设置草坪边界线210。该草坪边界线210包括直流电源220及与该直流电源220电性连接的导线。该导线内通入电流后，在导线周围形成磁场。割草机100在草坪范围内割草时，实时获取该磁场的信息，从而确定割草机100的位置，并根据该位置与草坪边界线210在草坪范围内工作。该磁场的信息包括磁场强度及磁场位置、方向。

而当如图8所示，草坪300需要切割的区域外有明显边界时，如草坪300边界处用边界砖围合时，即不需设置草坪边界线210。割草机100移动切割草坪300的过程中，即时检测设于割草机100底部的电容传感器产生的电流大小。该电容传感器与不同物体，如草或边界砖310接触时，产生不同大小的电流。当该电流大小在割草机100预设的电流阈值内时，则电容传感器及割草机100仍处于草坪300上。当该电流大小超出割草机100预设的电流阈值时，则电容传感器触碰到边界砖310。此时，即可得到第二边界信号，从而确定割草机与工作区域的边界的位置关系。

在一个具体的实施例中，上述自动割草机与工作区域的边界的位置关系，可以包括两种情况，自动割草机位于工作区域的边界内，或自动割草机的至少部分位于工作区域的边界外。

自动割草机在工作时，其位置可能出现两种情况：自动割草机完全位于工作区域的边界内，或，自动割草机的至少部分位于工作区域的边界外。该自动割草机的控制模块可以被配置为：当自动割草机位于工作区域的边界内时，控制自动割草机继续前进；当自动割草机的至少部分位于工作区域的边界外时，控制自动割草机转向或后退，以使自动割草机驶入工作区域内，驶离边界。

上述割草机的控制方法，当割草机位于工作区域的边界外时，控制割草机转向或倒退，可以确保割草机在工作区域内工作。

以上所述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发明的几种实施方式，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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。