CN212436379U - 一种能够自动避开障碍物的割草机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能够自动避开障碍物的割草机，车体上设有障碍物检测装置；障碍物检测装置包括摆动部和角度传感器；摆动部与车体相连，且能够沿车体的行进方向来回摆动；角度传感器与摆动部相连，用于测量摆动部的摆动角度；摆动部和车体之间连接有用于使摆动部由摆动后的位置恢复到起始位置的弹性部；车体上的后侧设有割草装置；割草装置包括割草组件和升降装置；割草组件与升降装置相连；升降装置与车体相连，用于驱动割草组件上升或下降；角度传感器和升降装置分别与控制器电性连接。本实用新型能够自动检测障碍物并越过障碍物，有效提高割草效率，且制造成本低，使用稳定可靠。

Description

一种能够自动避开障碍物的割草机

技术领域

本实用新型涉及除草设备技术领域，特别是涉及一种能够自动避开障碍物的割草机。

背景技术

随着城市化的进程，绿化面积越来越大，草坪面积也越来越大，割草机(手推的，自走的，智能的)，广泛应用在草坪修剪维护中。

现有的智能割草机中，该类型割草机一般是按照程序预先设定的路线自动行驶。在割草机行进的路线上如果存在石头等障碍物时，割草的刀片被石头等障碍物阻挡，极易造成割草机停止在原地不动，实际割草效果不佳。此外刀片碰撞石头等障碍物也容易损坏。现有技术中存在一些智能割草机，能够通过各类传感器主动对割草机行进方向上的障碍物进行识别，并通过程序设置以越过障碍物。但是存在设备制造成本高，使用工况不稳定等缺点。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型的目的是：提出了一种能够自动避开障碍物的割草机，能够自动检测障碍物并越过障碍物，有效提高割草效率，且制造成本低，使用稳定可靠。

本实用新型的技术解决方案是这样实现的：一种能够自动避开障碍物的割草机，车体上位于车体行进方向的前侧设有障碍物检测装置；所述障碍物检测装置包括摆动部和角度传感器；所述摆动部与车体相连，且能够沿车体的行进方向来回摆动；所述角度传感器与摆动部相连，用于测量摆动部的摆动角度；所述摆动部和车体之间连接有用于使摆动部由摆动后的位置恢复到起始位置的弹性部；所述车体上位于车体行进方向的后侧设有割草装置；所述割草装置包括割草组件和升降装置；所述割草组件与升降装置相连；所述升降装置与车体相连，用于驱动割草组件上升或下降；所述角度传感器和升降装置分别与控制器电性连接。

进一步的，所述摆动部为板体结构；所述板体结构上设有转轴；所述转轴的两端通过轴承座与车体相连。

进一步的，所述角度传感器固定在车体上，且与转轴相连。

进一步的，所述弹性部为螺旋弹簧；所述螺旋弹簧的一端与车体相连，另一端与板体结构相连。

进一步的，所述摆动部与车体之间设有第一拉绳

进一步的，所述割草组件包括旋转电机、刀盘和刀片；所述刀盘与旋转电机的动力输出轴连接；所述刀片设置在刀盘上，且与刀盘水平转动连接；所述刀片的一端延伸到刀盘的外部；所述刀片与刀盘之间连接有复位弹簧。

进一步的，所述升降装置包括驱动电机和摆动杆；所述驱动电机固定在车体上；所述摆动杆的的一端设置在驱动电机的动力输出轴上；所述摆动杆的另一端设有第二拉绳；所述第二拉绳远离摆动杆的一端与旋转电机相连；所述驱动电机与控制器电性连接。

进一步的，所述升降装置包括驱动电机和摆动杆；所述驱动电机固定在车体上；所述摆动杆的的一端设置在驱动电机的动力输出轴上；所述摆动杆的另一端设有拉杆；所述拉杆的一端与摆动杆转动连接；所述拉杆远离摆动杆的一端与旋转电机转动连接；所述驱动电机与控制器电性连接。

进一步的，所述车体和割草组件之间设有导向机构；所述导向机构包括套筒、导向杆、第一弹簧、压块、限位块和第二弹簧；所述套筒竖直固定在车体上；所述导向杆设置在套筒中，且与套筒上下滑动连接；所述导向杆的上端和下端均延伸到套筒的外部；所述导向杆的下端与旋转电机相连；所述套筒中设有第一弹簧；所述第一弹簧套设于导向杆上；所述套筒的上端开口处设有压块；所述第一弹簧的下端与套筒的底壁抵接，第一弹簧的上端与压块抵接；所述限位块设置在导向杆的顶部；所述限位块和压块之间设有第二弹簧。

进一步的，所述套筒中环绕第一弹簧设有缓冲材料。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型通过摆动部和角度传感器的配合使用，能够检测到行进路线上障碍物的存在，并通过升降装置带动割草组件上升，以使得刀片能够越过障碍物。刀片不会被障碍物卡住，有效提高割草效率，且制造成本低，使用稳定可靠。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1为本实用新型实施例一的主视图结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的右视图结构示意图；

图3为图2中的A处放大图；

图4为本实用新型的左视图结构示意图；

图5为本实用新型的刀盘和刀片的三维结构示意图；

其中：1、车体；11、轴承座；2、摆动部；21、转轴；3、角度传感器；4、弹性部；41、第一拉绳；5、旋转电机；51、刀盘；52、刀片；53、复位弹簧；54、电机托盘；55、第三拉绳；6、摆动杆；61、第二拉绳；62、驱动电机；7、套筒；71、导向杆；72、第一弹簧；73、缓冲材料；74、压块；75、限位块；76、第二弹簧；8、控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1-5所示为本实用新型所述的一种能够自动避开障碍物的割草机，包括车体1和控制器8等相关部件。车体1由结构件焊接而成，车体1上安装有车轮，车体1上还安装有用于控制车轮转向和前进的控制机构。控制器8安装在车体1上。车体1上位于车体1行进方向的前侧安装有障碍物检测装置。障碍物检测装置包括摆动部2和角度传感器3。摆动部2安装在车体1的底部下方，与车体1相连，且能够沿车体1的行进方向来回摆动。具体的，摆动部2优选为结构强度高的板体结构，其宽度与车体的1底部下方的空间宽度大致相等。板体结构的上端安装有转轴21。转轴21与板体结构固定连接。转轴21的中心轴线垂直于车体1的行进方向，转轴21的两端通过轴承座11与车体1相连，从而板体结构可以实现沿车体1的行进方向来回摆动。

角度传感器3与摆动部2相连，用于实时测量摆动部2的摆动角度。具体安装方式为，角度传感器3固定在车体1上，且与转轴21相连。角度传感器3检测转轴21的转动角度，以获得摆动部2的摆动角度。

摆动部2在摆动时具有起始位置和摆动后的位置。摆动部2和车体3之间连接有用于使摆动部2由摆动后的位置恢复到起始位置的弹性部4。该弹性部4提供弹性作用力，使得当摆动部2摆动一定角度后，在弹性作用力下回到起始位置。该弹性部4优选为螺旋弹簧，螺旋弹簧的一端与车体1相连，另一端与板体结构相连。螺旋弹簧的长度以及弹力大小可以依据实际安装需要进行选择，从而实现板体结构在摆动一定角度后，较好的恢复到起始位置。此外，通过螺旋弹簧的牵拉，在起始位置时，板体结构可以实现朝车体1行进方向的后侧倾斜布置(如图1所示)。在起始位置时，摆动部2的下端与地面具有一定的间距。

其中，摆动部2和车体1之间连接有第一拉绳41。通过第一拉绳41的牵拉，在起始位置时，板体结构可以实现朝车体1行进方向的后侧倾斜布置(如图1所示)。此外，通过该第一拉绳41的牵拉，能够限制摆动部2朝车体1行进方向的前侧摆动。摆动部2只能由起始位置和车体1行进方向的后侧之间来回摆动，能够使得摆动部2快速恢复到起始位置。

车体1上位于车体1行进方向的后侧安装有割草装置。割草装置包括割草组件和升降装置。割草组件用于在车体1行进过程中对杂草进行切割。割草组件与升降装置相连，升降装置与车体1相连，用于驱动割草组件上升或下降。角度传感器3和升降装置分别与控制器电性8连接。控制器8用于接收角度传感器3采集的信号，并通过控制升降装置动作以带动割草组件的上升或下降。

通过上述结构设计，在车体1行进过程中，摆动部2首先接触障碍物，障碍物迫使摆动部2朝一侧摆动，摆动臂2摆动角度信号被角度传感器3采集，在摆动部2的摆动角度大于设定的阈值时，控制器8输出信号控制升降装置执行动作，升降装置带动割草组件上升。在摆动部2恢复到起始位置时，摆动部2的摆动角度小于设定的阈值，控制器8输出信号控制升降装置执行动作，升降装置带动割草组件下降。

如图5所示，上述割草组件包括旋转电机5、刀盘51和刀片52。刀盘51为圆形、类圆形等结构。旋转电机5安装在电机托盘54上。刀盘51的中心位置与旋转电机5的动力输出轴固定连接。若干组刀片52安装在刀盘51上。刀片52的一侧或两侧加工有刃口。刀片52与刀盘51水平转动连接。具体的，在刀片52上加工有贯穿孔，刀盘51上固定安装有销杆。刀片52通过贯穿孔安装在销杆上，进而刀片52可绕销杆转动。刀片52的一端延伸到刀盘51的外部。刀片52与刀盘51之间连接有复位弹簧53。该复位弹簧53的一端与刀片52通过销轴转动连接，另一端与刀盘51通过销轴转动连接。通过上述结构设计，启动旋转电机5，进而可带动刀盘51在水平面上旋转，刀盘51带动刀片52转动，以进行割草作业。当刀片52碰撞到石头等硬物时，在复位弹簧53提供的弹力作用下，刀片52能够偏转一定的角度，进而能够防止刀片52与石头等硬物的刚性碰撞，避免刀片52损伤，有效保护刀片。

上述的升降装置包括摆动杆6和驱动电机62。驱动电机62安装在车体1上，摆动杆6的一端固定在驱动电机62上，通过驱动电机62在一定角度范围内的正反转动，从而摆动杆6可以进行上下摆动。摆动杆6的另一端安装有第二拉绳61，第二拉绳61远离摆动杆6的一端与旋转电机5的电机托盘54相连。该第二拉绳61优选为钢丝绳。驱动电机62与控制器电性连接。通过上述结构设计，驱动电机62带动摆动杆61的一端上下摆动，通过第二拉绳61的牵拉，进而可以带动旋转电机5和刀片51整体上下移动。在旋转电机5和车体1之间连接有第三拉绳55，该第三拉绳55优选为钢丝绳。当旋转电机5朝下移动时，通过第三拉绳55的牵拉，可以限制旋转电机5朝下移动的最大距离。

上述的第二拉绳61可以替换为拉杆。拉杆为杆状结构。拉杆的一端与摆动杆6通过销轴转动连接。拉杆远离摆动杆6的一端与旋转电机5或电机托盘54通过销轴转动连接。驱动电机62带动摆动杆61的一端上下摆动，通过拉杆的联动动作，进而可以带动旋转电机5和刀片51整体上下移动。

为实现割草组件整体较为稳定的上下移动。在车体1上安装有导向机构，该导向机构的一端与车体1连接，另一端与割草组件连接。该导向机构安装有至少两组。导向机构包括套筒7、导向杆71、第一弹簧72、压块74、限位块75和第二弹簧76。套筒7为中空结构，其上端具有开口。套筒7内部安装的零部件均由该开口进入套筒7中。套筒7通过焊接或螺栓连接的方式竖直固定在车体1上。导向杆71安装在套筒7中，且与套筒7上下滑动连接。导向杆71的上端和下端均延伸到套筒7的外部。导向杆71的下端与旋转电机5的电机托盘54相连。套筒7中安装有第一弹簧72。第一弹簧72套装于导向杆71上。套筒7的上端开口处安装有压块74。该压块74用于封盖套筒7的上端开口，且压块74上加工有供导向杆71穿过的通孔。该压块74与套筒7以可拆卸的方式固定连接。第一弹簧72的下端与套筒7的底壁抵接，第一弹簧72的上端与压块74抵接，从而将第一弹簧72固定在套筒7中。限位块75安装在导向杆71的顶部。限位块75和压块74之间安装有第二弹簧76。该第二弹簧76套装在导向杆71外部。套筒7中环绕第二弹簧76安装有缓冲材料73，该缓冲材料73优选为硅胶材料制作而成，该缓冲材料73可以制作成中空的管状结构。通过上述结构设计，导向杆71和套筒7相配合滑动，使得旋转电机5上下移动时更为稳定。在正常割草作业时，第二弹簧76能够起到减震缓冲作用，能够减缓割草过程中的旋转电机5带来的震动。第一弹簧72以及缓冲材料73的相互配合，对导向杆71具有一定的导向作用。

在具体安装导向机构时，先将导向杆71由套筒7的上端开口***套筒7中，将缓冲材料73***套筒7中，将第一弹簧72***缓冲材料73中，然后将压块74封盖在套筒7的上端开口处。下一步将第二弹簧76套装到导向杆71中，最后将限位块75安装到导向杆71上。

具体使用时，在车体1行进的路线上存在石头等障碍物时，摆动部2首先接触障碍物，障碍物迫使摆动部2朝一侧摆动，摆动臂2摆动角度信号被角度传感器3采集，控制器8收集角度传感器3所采集信号，并进行分析处理。在摆动部2的摆动角度大于设定的阈值时，控制器8输出信号控制升降装置执行动作，升降装置带动割草组件上升。在车体1继续移动时，摆动部2摆动更大的角度并可越过障碍物，同时割草组件由障碍物的上方越过障碍物。避开障碍物后，在弹性部4的弹力作用下，摆动部2恢复到原来位置。此时摆动部2的摆动角度小于设定的阈值。控制器8再次输出信号控制升降装置执行动作，升降装置带动割草组件下降，割草组件可以继续进行割草作业。

本实施例通过摆动部2和角度传感器3的配合使用，能够检测到行进路线上障碍物的存在，并通过升降装置带动割草组件上升，以使得刀片51能够越过障碍物。刀片51不会被障碍物卡住，有效提高割草效率，且制造成本低，使用稳定可靠。该刀片51在碰撞到硬物时能够偏转一定角度，能够对刀片51起到有效保护作用。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种能够自动避开障碍物的割草机，包括车体和控制器；其特征在于：所述车体上位于车体行进方向的前侧设有障碍物检测装置；所述障碍物检测装置包括摆动部和角度传感器；所述摆动部与车体相连，且能够沿车体的行进方向来回摆动；所述角度传感器与摆动部相连，用于测量摆动部的摆动角度；所述摆动部和车体之间连接有用于使摆动部由摆动后的位置恢复到起始位置的弹性部；所述车体上位于车体行进方向的后侧设有割草装置；所述割草装置包括割草组件和升降装置；所述割草组件与升降装置相连；所述升降装置与车体相连，用于驱动割草组件上升或下降；所述角度传感器和升降装置分别与控制器电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种能够自动避开障碍物的割草机，其特征在于：所述摆动部为板体结构；所述板体结构上设有转轴；所述转轴的两端通过轴承座与车体相连。

3.根据权利要求2所述的一种能够自动避开障碍物的割草机，其特征在于：所述角度传感器固定在车体上，且与转轴相连。

4.根据权利要求1所述的一种能够自动避开障碍物的割草机，其特征在于：所述弹性部为螺旋弹簧；所述螺旋弹簧的一端与车体相连，另一端与板体结构相连。

5.根据权利要求1所述的一种能够自动避开障碍物的割草机，其特征在于：所述摆动部与车体之间设有第一拉绳。

6.根据权利要求1所述的一种能够自动避开障碍物的割草机，其特征在于：所述割草组件包括旋转电机、刀盘和刀片；所述刀盘与旋转电机的动力输出轴连接；所述刀片设置在刀盘上，且与刀盘水平转动连接；所述刀片的一端延伸到刀盘的外部；所述刀片与刀盘之间连接有复位弹簧。

7.根据权利要求1所述的一种能够自动避开障碍物的割草机，其特征在于：所述升降装置包括驱动电机和摆动杆；所述驱动电机固定在车体上；所述摆动杆的一端设置在驱动电机的动力输出轴上；所述摆动杆的另一端设有第二拉绳；所述第二拉绳远离摆动杆的一端与旋转电机相连；所述驱动电机与控制器电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种能够自动避开障碍物的割草机，其特征在于：所述升降装置包括驱动电机和摆动杆；所述驱动电机固定在车体上；所述摆动杆的一端设置在驱动电机的动力输出轴上；所述摆动杆的另一端设有拉杆；所述拉杆的一端与摆动杆转动连接；所述拉杆远离摆动杆的一端与旋转电机转动连接；所述驱动电机与控制器电性连接。

9.根据权利要求1所述的一种能够自动避开障碍物的割草机，其特征在于：所述车体和割草组件之间设有导向机构；所述导向机构包括套筒、导向杆、第一弹簧、压块、限位块和第二弹簧；所述套筒竖直固定在车体上；所述导向杆设置在套筒中，且与套筒上下滑动连接；所述导向杆的上端和下端均延伸到套筒的外部；所述导向杆的下端与旋转电机相连；所述套筒中设有第一弹簧；所述第一弹簧套设于导向杆上；所述套筒的上端开口处设有压块；所述第一弹簧的下端与套筒的底壁抵接，第一弹簧的上端与压块抵接；所述限位块设置在导向杆的顶部；所述限位块和压块之间设有第二弹簧。

10.根据权利要求9所述的一种能够自动避开障碍物的割草机，其特征在于：所述套筒中环绕第一弹簧设有缓冲材料。

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