自動(dòng)割草系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自動(dòng)割草系統(tǒng)，包括自動(dòng)割草機(jī)及邊界裝置，所述邊界裝置包括若干無線發(fā)射器，所述若干無線發(fā)射器發(fā)出的射線作為邊界線圍成一個(gè)封閉或基本封閉的多邊形，以界定工作區(qū)域，如此使得用戶可快速更換或改變工作區(qū)域。
【專利說明】自動(dòng)割草系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)割草系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，類似于智能機(jī)器人的自動(dòng)行走設(shè)備已經(jīng)開始慢慢的走進(jìn)人們的生活。三星、伊萊克斯等公司均開發(fā)了全自動(dòng)吸塵器并已經(jīng)投入市場。這種全自動(dòng)吸塵器通常體積小巧，集成有環(huán)境傳感器、自驅(qū)系統(tǒng)、吸塵系統(tǒng)、電池和充電系統(tǒng)，能夠無需人工操控，自行在室內(nèi)巡航，在能量低時(shí)自動(dòng)返回基站，對(duì)接并充電，然后繼續(xù)巡航吸塵。同時(shí)，哈斯科瓦納等公司開發(fā)了類似的智能割草機(jī)，其能夠自動(dòng)在用戶的草坪中割草、充電，無需用戶干涉。由于這種自動(dòng)割草系統(tǒng)一次設(shè)置之后就無需再投入精力管理，將用戶從清潔、草坪維護(hù)等枯燥且費(fèi)時(shí)費(fèi)力的家務(wù)工作中解放出來，因此受到極大歡迎。
[0003]現(xiàn)有的自動(dòng)割草機(jī)一般應(yīng)用于面積較大的工作區(qū)域，如1000平方米。自動(dòng)割草機(jī)的工作區(qū)域的邊界為可產(chǎn)生磁場的導(dǎo)線，自動(dòng)割草機(jī)上的磁感應(yīng)裝置偵測磁場從而識(shí)別邊界。在若干工作區(qū)域面積較小的工作區(qū)域，如50-200平方米，用于希望能快速更換或改變工作區(qū)域，而鋪設(shè)導(dǎo)線作為邊界非常麻煩，不方便更換或改變工作區(qū)域。
[0004]因此有必要對(duì)現(xiàn)有的自動(dòng)割草機(jī)及基站進(jìn)行改進(jìn)，使得用戶可快速更換或改變工作區(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種使得用戶可快速更換或改變工作區(qū)域的自動(dòng)割草系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種自動(dòng)割草系統(tǒng)，包括自動(dòng)割草機(jī)及邊界裝置，所述邊界裝置包括若干無線發(fā)射器，所述若干無線發(fā)射器發(fā)出射線，各個(gè)無線發(fā)射器發(fā)出的射線作為邊界線圍成一個(gè)封閉或基本封閉的多邊形，以界定所述自動(dòng)割草機(jī)的工作區(qū)域，所述自動(dòng)割草機(jī)設(shè)有至少一個(gè)第一無線接收器，用于接收無線發(fā)射器的無線信號(hào)以偵測所述工作區(qū)域的邊界線。
[0007]優(yōu)選地，所述若干無線發(fā)射器為紅外發(fā)射器，所述第一無線接收器為紅外接收器。
[0008]優(yōu)選地，所述若干無線發(fā)射器分別位于所述多邊形的一個(gè)邊角處的邊界延長線上。
[0009]優(yōu)選地，所述自動(dòng)割草系統(tǒng)還包括基站，所述基站位于所述工作區(qū)域的邊界線上，所述基站具有至少一個(gè)朝向邊界線的側(cè)面，所述基站朝向邊界線的側(cè)面上設(shè)有無線發(fā)射
器。
[0010]優(yōu)選地，所述無線發(fā)射器有多個(gè)，所述多個(gè)無線發(fā)射器的發(fā)射方向整體呈順時(shí)針或逆時(shí)針分布。[0011]優(yōu)選地，所述基站位于所述多邊形的一個(gè)邊角處。
[0012]優(yōu)選地，所述第一無線接收器位于所述自動(dòng)割草機(jī)的至少一個(gè)機(jī)身側(cè)面，所述自動(dòng)割草機(jī)的前端還設(shè)有第二無線接收器，所述自動(dòng)割草機(jī)還包括控制器，當(dāng)所述控制器控制自動(dòng)割草機(jī)回歸時(shí)，若第一無線接收器接收到無線信號(hào)，則控制器控制自動(dòng)割草機(jī)旋轉(zhuǎn)，直到第二無線接收器接收到無線信號(hào)，之后控制自動(dòng)割草機(jī)在行走過程中第二無線接收器始終接收到無線信號(hào)。
[0013]優(yōu)選地，在自動(dòng)割草機(jī)行走的過程中，若第一無線接收器再次接收到無線信號(hào)，則控制器控制自動(dòng)割草機(jī)旋轉(zhuǎn)，直到第二無線接收器再次接收到無線信號(hào)。
[0014]優(yōu)選地，所述若干無線發(fā)射器包括電池、風(fēng)力發(fā)電裝置或太陽能發(fā)電裝置。
[0015]本發(fā)明中的自動(dòng)割草系統(tǒng)的邊界裝置包括若干無線發(fā)射器，所述若干無線發(fā)射器發(fā)出的射線作為邊界線圍成一個(gè)封閉或基本封閉的多邊形，以界定工作區(qū)域，如此使得用戶可快速更換或改變工作區(qū)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0017]圖1是本發(fā)明的自動(dòng)割草系統(tǒng)的示意圖。
[0018]圖2是圖1中的自動(dòng)割草機(jī)的爆炸示意圖。 [0019]圖3是圖1中的自動(dòng)割草機(jī)的方框示意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明的自動(dòng)割草系統(tǒng)中的工作程序的流程示意圖。
[0021]圖5是本發(fā)明的自動(dòng)割草系統(tǒng)的另一較佳實(shí)施方式的示意圖。
圖6是本發(fā)明的自動(dòng)割草系統(tǒng)的另一較佳實(shí)施方式的示意圖。
圖7是圖6所示的自動(dòng)割草系統(tǒng)的另一狀態(tài)示意圖。
[0022]其中，
[0023]100、自動(dòng)割草機(jī)； 200、基站；20、輪子；
[0024]30、行走電機(jī)；40、切割電機(jī)； 42、切割刀片；
[0025]50、電源裝置；60、邊界感應(yīng)裝置；110、控制器；
[0026]120、存儲(chǔ)器；130、啟動(dòng)鍵；140、停止鍵；
[0027]310、導(dǎo)線；Al~A4、紅外發(fā)射器； BI~B3、紅外接收器；
[0028]15、碰撞感應(yīng)器； 12、外殼體；14、內(nèi)殼體；
[0029]16、凹槽；150、電源鍵；
【具體實(shí)施方式】
[0030]請(qǐng)參考圖1，一種自動(dòng)割草系統(tǒng)，包括自動(dòng)割草機(jī)100、停靠站200及邊界裝置。邊界裝置用于限定工作區(qū)域的范圍，自動(dòng)割草機(jī)100用于在工作區(qū)域之中行走并進(jìn)行割草工作，停靠站200用于供自動(dòng)割草機(jī)100在能源不足時(shí)返回補(bǔ)充能量或供自動(dòng)割草機(jī)100避雨或停靠。
[0031]請(qǐng)同時(shí)參考圖2及圖3，自動(dòng)割草機(jī)100包括沿縱向延伸的殼體，設(shè)置于殼體底部的若干輪子20，設(shè)置于殼體內(nèi)且用于驅(qū)動(dòng)輪子20的至少一個(gè)行走電機(jī)30，設(shè)置于殼體底部且用于切割工作的切割刀片42，設(shè)置于殼體內(nèi)且用于驅(qū)動(dòng)切割刀片42的切割電機(jī)40，以及為行走電機(jī)30及切割電機(jī)40供電的電源裝置50。
[0032]自動(dòng)割草機(jī)100還包括控制器110、存儲(chǔ)器120、操作界面及邊界感應(yīng)裝置60。
[0033]存儲(chǔ)器120中存儲(chǔ)有固定的工作程序，操作界面上僅設(shè)有啟動(dòng)鍵130、停止鍵140及電源鍵150，控制器110與存儲(chǔ)器120、電源裝置50、啟動(dòng)鍵130、停止鍵140、行走電機(jī)30、切割電機(jī)40及邊界感應(yīng)裝置60均相連，電源鍵150與電源裝置50相連。
[0034]邊界感應(yīng)裝置60用于感應(yīng)工作區(qū)域的邊界。自動(dòng)割草機(jī)100正常割草時(shí)，當(dāng)邊界感應(yīng)裝置60感應(yīng)到邊界時(shí)，控制器110控制自動(dòng)割草機(jī)100改變行走方向，以返回工作區(qū)域。本實(shí)施方式中，輪子20包括前輪、左驅(qū)動(dòng)輪及右驅(qū)動(dòng)輪，行走電機(jī)30包括左驅(qū)動(dòng)電機(jī)及右驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其中左驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)左驅(qū)動(dòng)輪，右驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)右驅(qū)動(dòng)輪。控制器110控制左驅(qū)動(dòng)電機(jī)及右驅(qū)動(dòng)電機(jī)以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而控制自動(dòng)割草機(jī)100改變行走方向，以返回工作區(qū)域。
[0035]電源鍵150被按下時(shí)，所述電源裝置50開啟或關(guān)閉。啟動(dòng)鍵130被按下時(shí)發(fā)出啟動(dòng)指令，停止鍵140被按下時(shí)發(fā)出停止指令。控制器110接收到啟動(dòng)指令后，執(zhí)行存儲(chǔ)器120中的工作程序，以控制自動(dòng)割草機(jī)100自動(dòng)進(jìn)行割草工作及返回停靠站200進(jìn)行充電，如此反復(fù)，直到控制器110接收到停止指令。其他實(shí)施方式中，啟動(dòng)鍵130及停止鍵140
也可合二為一。
[0036]請(qǐng)參考圖4，工作程序包括以下步驟:
[0037]步驟S1:啟動(dòng)行走電機(jī)30。
[0038]步驟S2:控制自動(dòng)割草機(jī)100進(jìn)入工作區(qū)域。
[0039]步驟S3:控制自動(dòng)割草機(jī)100按照預(yù)定路線或隨機(jī)路線進(jìn)行割草工作。
[0040]步驟S4:偵測自動(dòng)割草機(jī)100的至少一個(gè)第一參數(shù)，若第一參數(shù)達(dá)到第一預(yù)定值則控制自動(dòng)割草機(jī)100返回停靠站200進(jìn)行充電。本實(shí)施方式中，第一參數(shù)為工作時(shí)間，控制器110從自動(dòng)割草機(jī)100啟動(dòng)時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)達(dá)到預(yù)定值時(shí)控制自動(dòng)割草機(jī)100返回停靠站200。其他實(shí)施方式中，第一參數(shù)也可為電源裝置50的電量，當(dāng)偵測到電源裝置50的電量低于預(yù)定值時(shí)，自動(dòng)割草機(jī)100返回停靠站200進(jìn)行充電。本實(shí)施方式中，電源裝置50的電量通過監(jiān)測電源裝置50的電壓實(shí)現(xiàn)。
[0041]步驟S5:判斷自動(dòng)割草機(jī)100在進(jìn)行割草或者充電的過程中，是否收到停止指令，若收到停止指令則進(jìn)入步驟S7，否則進(jìn)入步驟S6。
[0042]步驟S6:偵測電源裝置50的至少一個(gè)第二參數(shù)，若第二參數(shù)達(dá)到第二預(yù)定值則返回步驟SI，如此反復(fù)。本實(shí)施方式中，第二參數(shù)為電源裝置50的電量，當(dāng)偵測到電源裝置50的電量達(dá)到預(yù)定值時(shí)則返回步驟SI。其他實(shí)施方式中，第二參數(shù)也可為充電時(shí)間，從自動(dòng)割草機(jī)100與停靠站200對(duì)接充電時(shí)開始計(jì)時(shí)，若達(dá)到預(yù)定時(shí)間則返回步驟SI。
[0043]步驟S7:關(guān)閉電源裝置50。
[0044]綜上所述，自動(dòng)割草機(jī)100的控制器110執(zhí)行上述工作程序使得自動(dòng)割草機(jī)100在工作區(qū)域面積較小的工作區(qū)域工作時(shí)，如50-200平方米，只要接收到啟動(dòng)指令即自動(dòng)反復(fù)進(jìn)行割草工作及返回停靠站200充電，直到接收到停止指令，無需用戶輸入工作參數(shù)，成本較低。
[0045]邊界裝置 可為物理邊界裝置或虛擬邊界裝置。物理邊界裝置與自動(dòng)割草機(jī)100獨(dú)立設(shè)置，用于形成邊界線以界定工作區(qū)域；虛擬邊界裝置可設(shè)置于自動(dòng)割草機(jī)100上或工作區(qū)域外，偵測自動(dòng)割草機(jī)100附近的環(huán)境，根據(jù)偵測的數(shù)據(jù)判斷自動(dòng)割草機(jī)100是否位于工作區(qū)域內(nèi)。
[0046]請(qǐng)?jiān)俅螀⒖紙D1，物理邊界裝置可為與停靠站200電性連接的導(dǎo)線310。導(dǎo)線與停靠站200形成閉合回路，用于產(chǎn)生磁場信號(hào)，自動(dòng)割草機(jī)100的邊界感應(yīng)裝置60為偵測邊界信號(hào)的磁感應(yīng)裝置，控制器110根據(jù)磁感應(yīng)裝置偵測到的磁場方向判斷自動(dòng)割草機(jī)100是否位于工作區(qū)域內(nèi)。
[0047]物理邊界裝置可為若干彼此獨(dú)立的無線發(fā)射器，無線發(fā)射器用于發(fā)出無線信號(hào)作為邊界信號(hào)，自動(dòng)割草機(jī)100的邊界感應(yīng)裝置60為偵測無線信號(hào)的無線接收器，控制器110根據(jù)無線接收器是否接收到無線信號(hào)判斷自動(dòng)割草機(jī)100是否位于工作區(qū)域內(nèi)。便攜的無線發(fā)射器作為邊界裝置，使得用戶可快速更換或改變工作區(qū)域。
[0048]請(qǐng)參考圖5，在本發(fā)明自動(dòng)割草系統(tǒng)的另一較佳實(shí)施方式中，無線發(fā)射器為紅外發(fā)射器Al、A2、A3、A4。所述紅外發(fā)射器Al、A2、A3、A4發(fā)射的紅外信號(hào)作為邊界線形成封閉或基本封閉的多邊形區(qū)域，以界定所述自動(dòng)割草機(jī)100的工作區(qū)域。在其中一種實(shí)施方式中，紅外發(fā)射器Al、A2、A3、A4均位于多邊形的邊角處，此時(shí)所述紅外發(fā)射器Al、A2、A3、A4發(fā)射的紅外信號(hào)形成的多邊形區(qū)域是封閉的。
[0049]在本實(shí)施方式中，紅外發(fā)射器Al、A2、A3分別位于多邊形的三個(gè)邊角處的邊界延長線上。停靠站200也位于一個(gè)邊角處的邊界延長線上，紅外發(fā)射器A4設(shè)置于停靠站200朝向邊界的側(cè)面。此時(shí)所述紅外發(fā)射器Al、A2、A3、A4發(fā)射的紅外信號(hào)形成的多邊形區(qū)域不完全封閉，在停靠站200處形成一個(gè)缺口，對(duì)本發(fā)明自動(dòng)割草系統(tǒng)的實(shí)施不構(gòu)成影響。 [0050]本實(shí)施方式中，紅外發(fā)射器Al、A2、A3上設(shè)有獨(dú)立電池、風(fēng)力發(fā)電裝置或太陽能發(fā)電裝置，從而能獨(dú)立進(jìn)行供電。紅外發(fā)射器A4由停靠站200供電。
[0051]無線接收器為設(shè)置于自動(dòng)割草機(jī)100的側(cè)面的紅外接收器B1、B2。當(dāng)紅外接收器BI或紅外接收器B2接收到紅外信號(hào)時(shí)，控制器110即判斷自動(dòng)割草機(jī)100達(dá)到工作區(qū)域的邊界。
[0052]虛擬邊界裝置可為設(shè)置于自動(dòng)割草機(jī)100內(nèi)的全球定位模塊(圖未示)、草地識(shí)別模塊(圖未示)或設(shè)置于工作區(qū)域外的攝像模塊(圖未示)。
[0053]全球定位模塊與衛(wèi)星無線通信，用于獲知自動(dòng)割草機(jī)100當(dāng)前的位置坐標(biāo)，控制器110將預(yù)定的位置坐標(biāo)序列形成虛擬邊界信息并形成工作區(qū)域的地圖，若全球定位模塊偵測的位置坐標(biāo)不在虛擬邊界信息圍成的地圖內(nèi)，則控制器110判斷自動(dòng)割草機(jī)100位于工作區(qū)域外。
[0054]草地識(shí)別模塊用于根據(jù)地面的顏色或濕度判斷自動(dòng)割草機(jī)100當(dāng)前的位置是否為草地，控制器110根據(jù)自動(dòng)割草機(jī)100是否位于草地上判斷自動(dòng)割草機(jī)100是否位于工作區(qū)域內(nèi)。
[0055]具體地，草地識(shí)別模塊可為朝向地面的顏色傳感器(圖未示)或設(shè)置于自動(dòng)割草機(jī)100的殼體底部的若干電極(圖未示)。顏色傳感器偵測地面的顏色，若為綠色則控制器110判斷自動(dòng)割草機(jī)100位于工作區(qū)域內(nèi)。若干電極從殼體底部向外伸出，其離地高度小于切割刀片的切割高度，當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)100位于草地上時(shí)，若干電極間間隔有已割或未割的草，其介電常數(shù)ε將遠(yuǎn)大于空氣的介電常數(shù)ε，而若干電極間的電容C滿足:C =ε S/4 π kd ;其中S為若干電極的正對(duì)面積，k為常數(shù)，d為若干電極的距離，當(dāng)若干電極設(shè)定之后，正對(duì)面積S與電極的距離d均為常數(shù)，即電容C的變化僅與介電常數(shù)ε有關(guān)。通過偵測若干電極間的電容，可知得知自動(dòng)割草機(jī)100是否位于草地上。
[0056]攝像模塊拍攝自動(dòng)割草機(jī)100及欲設(shè)定的工作區(qū)域的圖像，并在拍攝的圖像上劃定封閉的虛擬邊界。若在拍攝的圖像上顯示自動(dòng)割草機(jī)100位于虛擬邊界外，則控制器110判斷自動(dòng)割草機(jī)100位于工作區(qū)域外。
[0057]自動(dòng)割草機(jī)100還包括用于檢測障礙物的障礙檢測模塊，當(dāng)障礙檢測模塊檢測到障礙物時(shí)，控制器110控制自動(dòng)割草機(jī)100改變行走方向以避開障礙物。
[0058]請(qǐng)?jiān)俅螀⒖紙D2，本實(shí)施方式中，障礙檢測模塊為碰撞感應(yīng)器15，如霍爾感應(yīng)器，殼體包括外殼體12及內(nèi)殼體14，外殼體12覆蓋住內(nèi)殼體14，碰撞感應(yīng)器15設(shè)置于內(nèi)殼體14與外殼體12之間，當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)100與障礙物發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞感應(yīng)器15能夠偵測到內(nèi)殼體與外殼體之間發(fā)生的相對(duì)移動(dòng)。其他實(shí)施方式中，障礙檢測模塊也可為超聲波發(fā)生器及超聲波接收器，超聲波發(fā)生器發(fā)出的超聲波信號(hào)經(jīng)障礙物反射回來后被超聲波接收器接收，根據(jù)超聲波信號(hào)的發(fā)射與接收的時(shí)間差即可算出自動(dòng)割草機(jī)100與障礙物之間的距離。
[0059]自動(dòng)割草機(jī)100還包括用于檢測雨水的雨水檢測模塊，當(dāng)雨水檢測模塊檢測到雨水時(shí)，控制器110控制自動(dòng)割草機(jī)返回停靠站。雨水檢測模塊為導(dǎo)通偵測電路，具有正負(fù)兩個(gè)極片，正負(fù)兩個(gè)極片設(shè)置于自動(dòng)割草機(jī)100外殼12的頂部的凹槽16中。當(dāng)凹槽16中有積水或其他導(dǎo)電液體時(shí)，正負(fù)兩個(gè)極片導(dǎo)通，雨水檢測模塊即可檢測雨水。
[0060]當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)100需返回停靠站200進(jìn)行充電、避雨或停靠時(shí)，控制器控制自動(dòng)割草機(jī)沿工作區(qū)域的邊界返回停靠站。 [0061]當(dāng)邊界裝置為導(dǎo)線時(shí)，控制器110控制自動(dòng)割草機(jī)跨導(dǎo)線并按順時(shí)針或逆時(shí)針方
向返回停靠站。
[0062]請(qǐng)?jiān)俅螀⒖紙D5，當(dāng)邊界裝置為若干無線發(fā)射器Al、Α2、A3、Α4時(shí)，特別是紅外發(fā)射器，若干無線發(fā)射器Α1、Α2、Α3、Α4設(shè)置于工作區(qū)域的若干邊角處且發(fā)射方向一致為順時(shí)針或逆時(shí)針，自動(dòng)割草機(jī)100的側(cè)面設(shè)有無線接收器Β1、Β2，自動(dòng)割草機(jī)100的前端設(shè)有無線接收器Β3，控制器110控制自動(dòng)割草機(jī)100使得前端的無線接收器Β3始終接收到無線信號(hào)，從而使得自動(dòng)割草機(jī)100返回停靠站200。如自動(dòng)割草機(jī)100抵達(dá)邊界且無線接收器BI接收到無線信號(hào)時(shí)，控制器110控制自動(dòng)割草機(jī)100旋轉(zhuǎn)直到前端的無線接收器Β3接收到無線信號(hào)；維持自動(dòng)割草機(jī)100的行進(jìn)方向；當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)100到達(dá)邊角處且無線接收器BI再次接收到無線信號(hào)時(shí)，控制器110控制自動(dòng)割草機(jī)100旋轉(zhuǎn)直到前端的無線接收器Β3再次接收到無線信號(hào)，如此使得自動(dòng)割草機(jī)100沿邊界順時(shí)針或逆時(shí)針返回停靠站200。其他實(shí)施方式中，自動(dòng)割草機(jī)100的側(cè)面可僅設(shè)一個(gè)無線接收器，若無線發(fā)射器的發(fā)射方向一致為順時(shí)針時(shí)，無線接收器設(shè)置于自動(dòng)割草機(jī)100的左側(cè)；若無線發(fā)射器的發(fā)射方向一致為逆時(shí)針時(shí)，無線接收器設(shè)置于自動(dòng)割草機(jī)100的右側(cè)。
[0063]請(qǐng)參考圖6及圖7，其他實(shí)施方式中，在停靠站200處設(shè)有至少一個(gè)超聲波發(fā)生器，在自動(dòng)割草機(jī)100上設(shè)有至少一個(gè)超聲波接收器，返回時(shí)控制器110根據(jù)超聲波接收器的接收情況調(diào)整自動(dòng)割草機(jī)100的行進(jìn)方向，使得自動(dòng)割草機(jī)100直接朝向停靠站200返回。
[0064]具體地，在停靠站200處設(shè)有第一超聲波發(fā)生器Α、第二超聲波發(fā)生器B及一個(gè)紅外發(fā)射器C，兩個(gè)超聲波發(fā)生器Α、Β分別位于紅外發(fā)射器C的兩側(cè)，第一超聲波發(fā)生器A用于發(fā)出第一超聲波信號(hào)、第二超聲波發(fā)生器B用于發(fā)出與第一超聲波信號(hào)頻率或強(qiáng)度不同的第二超聲波信號(hào)，紅外發(fā)射器C用于發(fā)出直線的紅外信號(hào)。
[0065]兩個(gè)超聲波發(fā)生器A、B的發(fā)射角部分重疊，從而將停靠站200附近區(qū)域分為若干子區(qū)域:單信號(hào)覆蓋區(qū)域、重疊區(qū)域ab及空白區(qū)域。單信號(hào)覆蓋區(qū)域包括僅覆蓋第一超聲波信號(hào)的第一信號(hào)覆蓋區(qū)域a及僅覆蓋第二超聲波信號(hào)的第二信號(hào)覆蓋區(qū)域b。重疊區(qū)域ab覆蓋有第一超聲波信號(hào)及第二超聲波信號(hào)。
[0066]在自動(dòng)割草機(jī)100上設(shè)有第一超聲波接收器Rl、第二超聲波接收器R2及一個(gè)紅外接收器R3。
[0067]紅外接收器R3位于自動(dòng)割草機(jī)100的前端中部，超聲波接收器Rl及R2分別設(shè)置于自動(dòng)割草機(jī)100上紅外接收器R3的兩側(cè)。
[0068]自動(dòng)割草機(jī)100需返回或首次接收到超聲波信號(hào)時(shí)，控制器110控制自動(dòng)割草機(jī)100先旋轉(zhuǎn)一周進(jìn)行初始位置判斷，以確定當(dāng)前所屬子區(qū)域。若自動(dòng)割草機(jī)100旋轉(zhuǎn)一周后，第一超聲波接收器Rl或第二超聲波接收器R2僅接收到第一超聲波信號(hào)，則控制器110判斷當(dāng)前區(qū)域?yàn)榈谝恍盘?hào)覆蓋區(qū)域a;若自動(dòng)割草機(jī)100旋轉(zhuǎn)一周后，第一超聲波接收器Rl或第二超聲波接收器R2僅接收到第二超聲波信號(hào)，則控制器110判斷當(dāng)前區(qū)域?yàn)榈诙盘?hào)覆蓋區(qū)域b ;若自動(dòng)割草機(jī)100旋轉(zhuǎn)一周后，第一超聲波接收器Rl及第二超聲波接收器R2接收到第一超聲波信號(hào)及第二超聲波信號(hào)，則控制器110判斷當(dāng)前區(qū)域?yàn)榈谝恢丿B區(qū)域ab ;若自動(dòng)割草機(jī)100旋轉(zhuǎn)一周后，第一超聲波接收器Rl及第二超聲波接收器R2沒有接收到任何信號(hào)，控制器110控制自動(dòng)割草機(jī)100繼續(xù)按照預(yù)定路線或隨機(jī)路線行走。
[0069]若自動(dòng)割草機(jī)100的初始位置為第一信號(hào)覆蓋區(qū)域a,控制器110控制自動(dòng)割草機(jī)100旋轉(zhuǎn)，直到僅第一超聲波接收器Rl接收到第一超聲波信號(hào)，如圖6虛線部分所示，以此時(shí)自動(dòng)割草機(jī)100的朝向?yàn)樾凶叻较颍刂谱詣?dòng)割草機(jī)100進(jìn)入重疊區(qū)域ab。同理，自動(dòng)割草機(jī)100的初始位置為第二信號(hào)覆蓋區(qū)域b時(shí)，控制器110控制自動(dòng)割草機(jī)100旋轉(zhuǎn)，直到僅第二超聲波接收器R2接收到第二超聲波信號(hào)，并以此時(shí)自動(dòng)割草機(jī)100的朝向?yàn)樾凶叻较颉?br> [0070]自動(dòng)割草機(jī)100由第一信號(hào)覆蓋區(qū)域a進(jìn)入到第一重疊區(qū)域ab時(shí)，第一超聲波接收器Rl接收到第一超聲波信號(hào)及第二超聲波信號(hào)，控制器110控制自動(dòng)割草機(jī)100旋轉(zhuǎn)，直到第一超聲波接收器RU第二超聲波接收器R2均接收到第一超聲波信號(hào)及第二超聲波信號(hào)，使得自動(dòng)割草機(jī)100面向停靠站200。之后控制器110持續(xù)控制自動(dòng)割草機(jī)100，使得第一超聲波接收器RU第二超聲波接收器R2均保持接收第一超聲波信號(hào)及第二超聲波信號(hào)。
[0071]自動(dòng)割草機(jī)100位于重疊區(qū)域ab的一個(gè)極限狀況為:自動(dòng)割草機(jī)100位于第二超聲波發(fā)生器B左側(cè)的信號(hào)邊界處。此時(shí)控制器110控制自動(dòng)割草機(jī)100，使得第一超聲波接收器Rl保持接收第一超聲波信號(hào)、第二超聲波接收器R2保持接收第二超聲波信號(hào)。自動(dòng)割草機(jī)100將沿著第二超聲波發(fā)生器B左側(cè)的信號(hào)邊界前進(jìn)。 [0072]同理，自動(dòng)割草機(jī)100由第二信號(hào)覆蓋區(qū)域b進(jìn)入到第一重疊區(qū)域ab時(shí)，第二超聲波接收器R2接收到第一超聲波信號(hào)及第二超聲波信號(hào)，控制器110控制自動(dòng)割草機(jī)100旋轉(zhuǎn)，直到第一超聲波接收器RU第二超聲波接收器R2均接收到第一超聲波信號(hào)及第二超聲波信號(hào)。此時(shí)的一個(gè)極限狀況為:控制器Iio控制自動(dòng)割草機(jī)100沿著第一超聲波發(fā)生器A右側(cè)的信號(hào)邊界前進(jìn)。
[0073]若自動(dòng)割草機(jī)100的初始位置為第一重疊區(qū)域ab,控制器110仍控制自動(dòng)割草機(jī)100旋轉(zhuǎn)，直到第一超聲波接收器R1、第二超聲波接收器R2均接收到第一超聲波信號(hào)及第
二超聲波信號(hào)。
[0074]請(qǐng)參考圖7，當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)100即將離開第一重疊區(qū)域ab并進(jìn)入空白區(qū)域時(shí)，若第一超聲波接收器Rl沒有接收到任何信號(hào)，控制器110控制自動(dòng)割草機(jī)100逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直到紅外接收器R3接收到紅外信號(hào)，使得自動(dòng)割草機(jī)100正對(duì)停靠站200。此后控制器110維持自動(dòng)割草機(jī)100的行走方向，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)割草機(jī)100與停靠站200精準(zhǔn)對(duì)接。
[0075]同理，在自動(dòng)割草機(jī)100即將離開第一重疊區(qū)域ab并進(jìn)入空白區(qū)域m時(shí)，若第二超聲波接收器R2沒有接收到任何信號(hào)，控制器110則控制自動(dòng)割草機(jī)100順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直到紅外接收器R3接收到紅外信號(hào)，使得自動(dòng)割草機(jī)100正對(duì)停靠站200。
[0076]自動(dòng)割草機(jī)100在發(fā)生器覆蓋范圍內(nèi)的初始位置判斷、進(jìn)入?yún)^(qū)域判斷及控制方式如表1所示:
[0077]
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)割草系統(tǒng)，包括自動(dòng)割草機(jī)及邊界裝置，其特征在于，所述邊界裝置包括若干無線發(fā)射器，所述若干無線發(fā)射器發(fā)出射線，各個(gè)無線發(fā)射器發(fā)出的射線作為邊界線圍成一個(gè)封閉或基本封閉的多邊形，以界定所述自動(dòng)割草機(jī)的工作區(qū)域，所述自動(dòng)割草機(jī)設(shè)有至少一個(gè)第一無線接收器，用于接收無線發(fā)射器的無線信號(hào)以偵測所述工作區(qū)域的邊界線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)割草系統(tǒng)，其特征在于:所述若干無線發(fā)射器為紅外發(fā)射器，所述第一無線接收器為紅外接收器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)割草系統(tǒng)，其特征在于:所述若干無線發(fā)射器分別位于所述多邊形的一個(gè)邊角處的邊界延長線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)割草系統(tǒng)，其特征在于:所述自動(dòng)割草系統(tǒng)還包括基站，所述基站位于所述工作區(qū)域的邊界線上，所述基站具有至少一個(gè)朝向邊界線的側(cè)面，所述基站朝向邊界線的側(cè)面上設(shè)有無線發(fā)射器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)割草系統(tǒng)，其特征在于:所述無線發(fā)射器有多個(gè)，所述多個(gè)無線發(fā)射器的發(fā)射方向整體呈順時(shí)針或逆時(shí)針分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)割草系統(tǒng)，其特征在于:所述基站位于所述多邊形的一個(gè)邊角處。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)割草系統(tǒng)，其特征在于:所述第一無線接收器位于所述自動(dòng)割草機(jī)的至少一個(gè)機(jī)身側(cè)面，所述自動(dòng)割草機(jī)的前端還設(shè)有第二無線接收器，所述自動(dòng)割草機(jī)還包括控制器，當(dāng)所述控制器控制自動(dòng)割草機(jī)回歸時(shí)，若第一無線接收器接收到無線信號(hào)，則控制器控制自動(dòng)割草機(jī)旋轉(zhuǎn)，直到第二無線接收器接收到無線信號(hào)，之后控制自動(dòng)割草機(jī)在行走過程中第二無線接收器始終接收到無線信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動(dòng)割草系統(tǒng)，其特征在于:在自動(dòng)割草機(jī)行走的過程中，若第一無線接收器再次接收到無線信號(hào)，則控制器控制自動(dòng)割草機(jī)旋轉(zhuǎn)，直到第二無線接收器再次接收到無線信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)割草系統(tǒng)，其特征在于:所述若干無線發(fā)射器包括電池、風(fēng)力發(fā)電裝置或太陽能發(fā)電裝置。
【文檔編號(hào)】A01D34/63GK103891463SQ201210584509
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
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