CN106888673A - 割草机 - Google Patents

Abstract

一种割草机，包括电容传感器、信号处理电路、控制装置和切割装置；其中，当外来物体靠近所述电容传感器时，所述电容传感器的电容产生变化；所述信号处理电路具有输入端和输出端，所述输入端与所述电容传感器电连接，所述输出端与所述控制装置电连接，所述信号处理电路用于根据所述电容传感器的电容变化输出相应的信号；所述控制装置与所述切割装置电连接，所述控制装置用于接收所述信号，所述信号对应的值与预先设定的阈值比较，比较结果表示存在外来物体靠近时，控制所述切割装置停止工作。上述割草机，外来物体靠近所述电容传感器时，会导致所述信号处理电路的输出信号对应的值变化，所述控制装置控制所述切割装置停止切割。

Description

割草机

技术领域

本发明涉及电动工具技术领域，特别是涉及一种割草机。

背景技术

割草机是一种草坪修整工具，通常包括轮组、机壳和切割刀盘，能够在草坪上行驶并切割草地。

与传统割草机相比，智能割草机具备自动行走功能，且能够自主的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。

但是，对于传统的智能割草机，针对外来物体的安全防护措施不够好，当外来物体靠近切割刀盘时，具有较高的安全隐患。

发明内容

基于此，有必要针对传统的智能割草机针对外来物体的安全防护措施不够好，当外来物体靠近切割刀盘时，具有较高的安全隐患的问题，提供一种割草机。

一种割草机，包括电容传感器、信号处理电路、控制装置和切割装置；其中，当外来物体靠近所述电容传感器时，所述电容传感器的电容产生变化；所述信号处理电路具有输入端和输出端，所述输入端与所述电容传感器电连接，所述输出端与所述控制装置电连接，所述信号处理电路用于根据所述电容传感器的电容变化输出相应的信号，并将所述信号发送至所述控制装置；所述控制装置与所述切割装置电连接，所述控制装置用于接收所述信号，所述信号对应的值与预先设定的阈值比较，比较结果表示存在外来物体靠近时，控制所述切割装置停止工作。

上述割草机，由于外来物体靠近所述电容传感器时，会引起所述电容传感器的参数变化，从而电容变化。所述电容传感器电连接所述信号处理电路的输入端，所述信号处理电路的输入电容变化，导致所述信号处理电路的输出信号变化，而所述控制装置接收所述信号处理电路的输出信号。所述信号对应的值与预先设定的阈值比较，表示存在易受割草机伤害的外来物体靠近时，所述控制装置控制所述切割装置停止切割，从而保护外来物体。

在其中一个实施例中，所述电容传感器包括检测电极和与之相对的参考电极，所述检测电极设置于所述切割装置易伤害外来物体的一侧。

这样，在外来物体靠近切割装置时，所述检测电极首先感应到该物体，引起所述电容传感器的电容变化。

在其中一个实施例中，割草机还包括：外壳，所述检测电极为设置于所述外壳靠近地面的边沿处的金属检测边。

这样，当外来物体靠近或触及该边沿时，就会引起电容传感器的信号变化。

在其中一个实施例中，所述外壳为金属材料，割草机还包括设置于所述外壳和所述金属检测边之间的绝缘层，所述绝缘层用于将所述外壳和所述金属检测边绝缘。

这样可避免外来物体触碰到外壳也引起所述电容传感器的信号变化。

在其中一个实施例中，所述切割装置包括与所述控制装置电连接的旋转轴和连接于所述旋转轴上的切割刀片，所述切割刀片可绕所述旋转轴旋转，用于执行切割操作。

在其中一个实施例中，所述切割刀片的数量为一个或多个，多个所述切割刀片呈圆周分布，所述检测电极比所述切割刀片靠近地面，且所述检测电极与所述旋转轴的距离大于或等于所述切割刀片的圆周半径。

这样，可以保证外来物体靠近切割装置时，首先靠近所述检测电极。

在其中一个实施例中，所述检测电极为1个或多个。

在其中一个实施例中，所述检测电极为所述切割刀片。

这样，当外来物体靠近切割刀片时，引起电容传感器信号变化的同时，还可以节省割草机零件，节省成本。

附图说明

图1为一个实施例的具有金属检测边的割草机的俯视图；

图2为图1所示的实施例中用户靠近金属检测边时割草机的侧视图；

图3为信号处理电路的原理图；

图4为信号处理电路的输出信号示意图；

图5为另一实施例的割草机的俯视图；

图6为图5所示的实施例的割草机的侧视图；

图7为另一实施例的割草机的俯视图；

图8为图7所示的实施例的割草机的侧视图。

具体实施方式

正如背景技术所述，传统的智能割草机缺乏有效检测外来物体的装置，当外来物体误进入刀片切割范围时，容易对外来物体造成伤害。因此，传统的智能割草机具备一定的安全隐患。

为解决上述问题，在有的实施例中，智能割草机采用加速度计检测机身倾角，当人将机器抬起导致机身与水平面构成一定夹角时，刀片立刻停转，保护外来物体。或者在另一些实施例中，机身上部把手采用金属导体，将该导体作为电容探头，当外来物体接触金属把手，引起电容变化，立刻停机，保护外来物体。然而，上述方式对外来物体的检测均为间接检测，当外来物体在不抬起机器或不接触把手，直接将手脚伸入机器下方时，均无法检测，不能有效地保护外来物体。

进一步地，本实施例提供一种智能割草机，其传感器设置在智能割草机中外来物体容易靠近刀片受到伤害的位置，通过检测传感器的电容变化，导致信号处理电路的输出频率降低，控制装置根据该频率控制刀片停止切割，从而达到保护外来物体的目的，提高其安全防护性能。

实施例一

请参照图1至图4，图1为本实施例的具有金属检测边的割草机的俯视图，图2为本实施例中用户靠近金属检测边时割草机的侧视图，图3为本实施例的信号处理电路11的原理图，图4为本实施例的信号处理电路11的输出信号示意图。

如图1、图2和图3所示，本实施例的割草机包括电容传感器10、信号处理电路11、控制装置12和切割装置(未示出)；其中，当外来物体靠近电容传感器10时，电容传感器10的电容产生变化；信号处理电路11具有输入端(未示出)和输出端(未示出)，输入端与电容传感器10电连接，输出端与控制装置12电连接，信号处理电路用于根据电容传感器10的电容变化输出相应的信号，并将信号发送至控制装置12；控制装置12与切割装置电连接，控制装置用于接收信号，信号对应的值与预先设定的阈值比较，比较结果表示存在外来物体靠近时，控制切割装置停止工作。

电容传感器10与信号处理电路11电连接，当外来物体靠近电容传感器10时，电容传感器10的电容产生变化。本实施例中电容传感器10包括检测电极14和与之相对的参考电极(未示出)，参考电极与控制装置12的接地端相连，检测电极14与信号处理电路11的输入端相连，检测电极14设置于切割装置易伤害外来物体的一侧，这样，在外来物体靠近切割装置时，检测电极14首先感应到该物体。相应的，当用户靠近切割装置时，检测电极14也可以感应到用户，为用户安全提供保障。

本实施例中，割草机还包括外壳16，用于容纳割草机的电容传感器10、信号处理电路11、控制装置12及切割装置。检测电极14为设置于外壳16靠近地面的边沿处的金属检测边，检测电极14与信号处理电路11的输入端相连。这样，当外来物体不小心伸入割草机内部，靠近切割装置时，就会首先靠近或触及该金属检测边。由于电容传感器10的电容与两电极之间的介质的介电常数、两电极的正对面积及两电极之间的距离有关，当外来物体靠近或接触检测电极14时，会引起电容传感器10的两电极之间的介质的介电常数变化，而设置于割草机中的电容传感器10的两电极之间的正对面积及距离不变，从而会引起电容传感器10的电容变化。需要说明的是，在其它实施例中，电容传感器10的检测电极14的设置不局限于此，只要可以检测外来物体容易靠近刀片受到伤害的位置即可。

外壳16的材料可以为金属材料或非金属材料，为不影响检测电极14的正常工作，只要保证外壳16与检测电极14绝缘即可。本实施例中，外壳16的材料为金属材料，且外壳16和金属检测边之间设有绝缘层，用于将所述外壳和所述金属检测边绝缘，以避免外来物体触碰到外壳16也引起电容传感器10的信号变化，误使割草机停止工作。

如图3和图4所示，割草机的信号处理电路11具有输入端和输出端，输入端与电容传感器10电连接，输出端与控制装置12电连接，用于根据电容传感器10的电容变化输出相应的信号，并将信号发送至控制装置12。本实施例中，信号处理电路11包括施密特触发器18，电容传感器10电连接施密特触发器18的输入端，施密特触发器18接收电容传感器10的电容信号，将电容信号转变为具有一定频率的矩形方波信号，即本实施例中，信号处理电路11的输出信号为频率信号。施密特触发器18的输出端(未示出)与控制装置12电连接，并将输出信号传送给控制装置12。当外来物体靠近电容传感器10的检测电极14，电容传感器10的电容变化，会导致施密特触发器18的输出信号频率减小。

需要说明的是，在其它实施例中，输出信号的频率变化不局限于此，输出信号的频率也可以增大，或者输出信号频率的变化也可以是其它方式。此外，在其它实施例中，信号处理电路11原理不局限于此，也可以为别的原理的电子电路，信号处理电路11的输出信号也可以为电压信号或电流信号等其它信号。

如图2所示，控制装置12与切割装置电连接，用于接收信号，并将该信号对应的值与预先设定的阈值比较，比较结果表示存在外来物体靠近时，控制所述切割装置停止工作。本实施例中，当用户未接触金属检测边时，施密特触发器18输出信号频率在600Khz-1Mhz的范围内，相应地，预先设定控制装置12的阈值为600Khz，当用户靠近或触及该金属检测边时，引起输出信号频率降低，当输出信号频率值低于阈值600Khz时，即可判断有用户靠近切割装置，控制装置12即控制割草机刹车，停转。

需要说明的是，在其它实施例中，施密特触发器18的输出信号频率不局限于此范围，控制装置接收到的信号频率的阈值也可以提前设置为其它数值。且在其它实施例中，当控制装置12接收到的信号对应的值大于预先设定的阈值时，也可以表示存在外来物体靠近切割装置，只要能识别靠近切割装置的用户或动物即可。

本实施例中，切割装置包括与控制装置12电连接的旋转轴(未示出)和连接于旋转轴上的切割刀片(未示出)，切割刀片靠近地面，可绕旋转轴旋转，用于执行切割操作。

上述割草机，由于外来物体靠近电容传感器10时，会引起电容传感器10的参数变化，从而电容变化，电容传感器10作为信号处理电路11的输入端。信号处理电路11的输入电容变化，导致信号处理器电路的输出频率降低，而控制装置12接收信号处理电路11的输出频率。当信号处理电路11的输出频率低于控制装置12的设定阈值时，表示存在易受割草机伤害的外来物体靠近，控制装置12控制切割装置停止切割，从而保护外来物体。

实施例二

与实施例一不同，本实施例中，电容传感器的检测电极22为分散的点状电极，设置在切割刀片24***。

请参照图5和图6，图5为本实施例的割草机的俯视图，图6为图5所示的实施例的割草机的侧视图。

本实施例中，割草机包括电容传感器(未示出)、信号处理电路25、控制装置26和切割装置(未示出)，它们的设置及连接关系可参照实施例一，信号处理电路25的原理也可参照实施例一。

本实施例中，切割装置包括与控制装置26电连接的旋转轴(未示出)和连接于旋转轴上的切割刀片24，切割刀片24可绕旋转轴旋转，用于执行切割操作。

切割刀片24的数量为一个或多个，多个切割刀片24呈圆周分布，检测电极22比切割刀片24靠近地面，且检测电极22与旋转轴的距离大于或等于切割刀片24的圆周半径。本实施例中，切割刀片24的数量为3个，均匀分布于圆周上。

检测电极22为1个或多个。本实施例中，检测电极22的数量为4个，均匀分布在等半径的圆周上，且检测电极22分布的圆周半径大于切割刀片24的圆周半径。

需要说明的是，在其它实施例中，切割刀片24和检测电极22的分布不局限于此，也可以为其它数量，可以呈其它形状分布，例如在外来物体更易靠近处设置更多数量的检测电极，而在外来物体不易靠近处设置较少数量的检测电极。

上述割草机，检测电极22布置的圆周半径大于切割刀片24半径，高度比切割刀片24低，即距离地面更近。当外来物体接触刀片时，首先接触到电容传感器的检测电极22，控制装置26控制切割装置停止切割，从而保护外来物体，增强割草机安全防护性能。

实施例三

与实施例一和实施例二不同，本实施例中不需要单独设置检测电极，只要切割刀片28为金属材质，切割刀片28即可同时充当检测电极。

请参照图7和图8，图7为本实施例的割草机的俯视图，图8为本实施例的割草机的侧视图。

本实施例中，割草机包括电容传感器(未示出)、信号处理电路30、控制装置32和切割装置(未示出)，它们的设置及连接关系可参照实施例一，信号处理电路30的原理也可参照实施例一。

本实施例中，切割刀片28的设置可参照实施例二。

本实施例中，检测电极为切割刀片28。

上述割草机，当外来物体靠近切割刀片28时，会引起电容传感器信号变化，控制装置32控制切割装置停止切割，从而保护外来物体，增强割草机安全防护的同时，还可以节省割草机零件，节省成本。

以上所述实施例中，任意两个或三个实施例组合的割草机也可以保护外来物体不受伤害，增强割草机的安全防护性能。

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。

Claims (8)

1.一种割草机，其特征在于，包括电容传感器、信号处理电路、控制装置和切割装置；

其中，当外来物体靠近所述电容传感器时，所述电容传感器的电容产生变化；

所述信号处理电路具有输入端和输出端，所述输入端与所述电容传感器电连接，所述输出端与所述控制装置电连接，所述信号处理电路用于根据所述电容传感器的电容变化输出相应的信号，并将所述信号发送至所述控制装置；

所述控制装置与所述切割装置电连接，所述控制装置用于接收所述信号，所述信号对应的值与预先设定的阈值比较，比较结果表示存在外来物体靠近时，控制所述切割装置停止工作。

2.根据权利要求1所述的割草机，其特征在于，所述电容传感器包括检测电极和与之相对的参考电极，所述检测电极设置于所述切割装置易伤害外来物体的一侧。

3.根据权利要求2所述的割草机，其特征在于，还包括：外壳，所述检测电极为设置于所述外壳靠近地面的边沿处的金属检测边。

4.根据权利要求3所述的割草机，其特征在于，所述外壳为金属材料，所述割草机还包括设置于所述外壳和所述金属检测边之间的绝缘层，所述绝缘层用于将所述外壳和所述金属检测边绝缘。

5.根据权利要求2所述的割草机，其特征在于，所述切割装置包括与所述控制装置电连接的旋转轴和连接于所述旋转轴上的切割刀片，所述切割刀片可绕所述旋转轴旋转，用于执行切割操作。

6.根据权利要求5所述的割草机，其特征在于，所述切割刀片的数量为一个或多个，多个所述切割刀片呈圆周分布，所述检测电极比所述切割刀片靠近地面，且所述检测电极与所述旋转轴的距离大于或等于所述切割刀片的圆周半径。

7.根据权利要求6所述的割草机，其特征在于，所述检测电极为1个或多个。

8.根据权利要求5所述的割草机，其特征在于，所述检测电极为所述切割刀片。