本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)行走機(jī)器人,尤其是一種能夠在戶外移動(dòng)并自主執(zhí)行工作任務(wù)的自動(dòng)行走機(jī)器人。
背景技術(shù):
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,智能的自動(dòng)行走設(shè)備為人們所熟知,由于自動(dòng)行走設(shè)備可以自動(dòng)預(yù)先設(shè)置的程序執(zhí)行預(yù)先設(shè)置的相關(guān)任務(wù),無(wú)須人為的操作與干預(yù),因此在工業(yè)應(yīng)用及家居產(chǎn)品上的應(yīng)用非常廣泛。工業(yè)上的應(yīng)用如執(zhí)行各種功能的機(jī)器人,家居產(chǎn)品上的應(yīng)用如割草機(jī)、吸塵器等,這些智能設(shè)備極大地節(jié)省了人們的時(shí)間,給工業(yè)生產(chǎn)及家居生活都帶來(lái)了極大的便利。與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比,自動(dòng)行走機(jī)器人具備自動(dòng)行走功能,可以防止碰撞,范圍之內(nèi)防止出線,自動(dòng)返回充電,具備安全檢測(cè)和電池電量檢測(cè),具備一定爬坡能力,尤其是一種適合家庭庭院、公共綠地等場(chǎng)所進(jìn)行草坪修剪維護(hù)。自動(dòng)行走機(jī)器人能夠自主的完成修剪草坪的工作, 無(wú)須人為直接控制和操作,且功率低、噪音小、無(wú)污染、外形精巧美觀,大幅度降低人工操作。
現(xiàn)有技術(shù)的自動(dòng)行走機(jī)器人,尤其是自動(dòng)行走割草機(jī)器人,在行經(jīng)地面不平整的草地時(shí),割草機(jī)器人的各個(gè)行走輪與地面的摩擦牽引力不均衡,容易導(dǎo)致行走輪原地打滑現(xiàn)象;并且由于割草機(jī)器人的各個(gè)行走輪與地面的摩擦牽引力不均衡,在割草機(jī)器人轉(zhuǎn)彎時(shí),其轉(zhuǎn)向難以控制,轉(zhuǎn)向容易發(fā)生偏差。此外,在行經(jīng)地面不平整的草地時(shí),底盤隨著地面的高低起伏相應(yīng)地顛簸,還容易導(dǎo)致設(shè)置在底盤上的裝置發(fā)生震動(dòng),影響裝置的性能,從而降低割草機(jī)器人的工作穩(wěn)定性,另外割草機(jī)器人被人刻意抬起或傾倒翻覆時(shí),因?yàn)樵摳畈輽C(jī)器人的切割機(jī)構(gòu)仍會(huì)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),所以割草機(jī)器人被抬起或翻覆而外露之切割機(jī)構(gòu)就很可能會(huì)割傷周圍其他人,在使用上具有安全性疑慮,而仍有待改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提供一種安全系數(shù)高且工作穩(wěn)定性較好的自動(dòng)行走機(jī)器人。
為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的,本實(shí)用新型提供一種自動(dòng)行走機(jī)器人,用于在地面上自動(dòng)行走和工作,包括:機(jī)體,安裝于機(jī)體的行走模塊以及與行走模塊連接的控制模塊,所述行走模塊包括安裝在機(jī)體上的行走輪組和驅(qū)動(dòng)所述行走輪組的行走馬達(dá),沿著自動(dòng)行走機(jī)器人的行進(jìn)方向,所述行走輪組包括設(shè)置在前的兩個(gè)前輪以及相對(duì)的兩個(gè)后輪,每個(gè)行走輪具有與該行走輪相對(duì)固定的輪軸,位于同一側(cè)的前輪和后輪設(shè)置為同步轉(zhuǎn)動(dòng),每個(gè)行走輪的輪軸與所述機(jī)體之間均設(shè)置檢測(cè)傳感器,當(dāng)至少兩個(gè)行走輪離開(kāi)地面時(shí),至少兩個(gè)檢測(cè)傳感器被觸發(fā)從而將檢測(cè)信號(hào)反饋給所述控制模塊,所述控制模塊根據(jù)接收到的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的控制。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述每個(gè)行走輪的輪軸均旋轉(zhuǎn)支撐于支架機(jī)構(gòu)上,所述支架機(jī)構(gòu)活動(dòng)安裝于所述機(jī)體,在兩個(gè)行走輪之間接觸地面的高度不同時(shí),至少一個(gè)行走輪和其輪軸帶動(dòng)所述支架機(jī)構(gòu)相對(duì)于機(jī)體的位置發(fā)生改變,以使所述機(jī)體保持在趨近于水平位置的平衡狀態(tài)。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述檢測(cè)傳感器安裝在所述支架機(jī)構(gòu)上。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述檢測(cè)傳感器包括壓簧,所述壓簧與機(jī)體相抵受壓,所述控制模塊能夠接收到所述壓簧產(chǎn)生的壓力信號(hào)。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述支架機(jī)構(gòu)包括支撐兩個(gè)前輪輪軸的前支架以及支撐兩個(gè)后輪輪軸的后支架,所述前支架帶動(dòng)兩個(gè)前輪及其對(duì)應(yīng)的輪軸一起相對(duì)于所述機(jī)體運(yùn)動(dòng),所述后支架帶動(dòng)兩個(gè)后輪及其對(duì)應(yīng)的輪軸一起相對(duì)于所述機(jī)體運(yùn)動(dòng)。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述前支架與后支架連接各自對(duì)應(yīng)的鉸接結(jié)構(gòu),所述前支架與后支架通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的鉸接結(jié)構(gòu)相對(duì)機(jī)體圍繞與自動(dòng)行走機(jī)器人行進(jìn)方向平行的軸線樞轉(zhuǎn)。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述前支架與后支架各自對(duì)應(yīng)的鉸接結(jié)構(gòu)均包括樞轉(zhuǎn)安裝在對(duì)應(yīng)支架上的鉸鏈軸以及與鉸鏈軸連接的滑柱,所述滑柱的一端與所述鉸鏈軸連接,所述滑柱的另一端穿過(guò)機(jī)體上沿豎直方向設(shè)置的定位孔,所述前支架與后支架均承受朝向自動(dòng)行走機(jī)器人所行走的地面的力。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述前支架和機(jī)體之間以及所述后支架和機(jī)體之間均設(shè)置彈性裝置,所述彈性裝置施加給對(duì)應(yīng)支架朝向地面的力,所述彈性裝置包括兩個(gè),分別抵壓在對(duì)應(yīng)支架上靠近兩側(cè)行走輪的位置。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述支架機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)支撐左側(cè)行走輪輪軸的左支架以及兩個(gè)支撐右側(cè)行走輪輪軸的右支架,所述每個(gè)行走輪和其輪軸帶動(dòng)與其對(duì)應(yīng)的支架能夠獨(dú)立的相對(duì)于機(jī)體運(yùn)動(dòng)。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),同一側(cè)的左支架和右支架連接于同一鉸接結(jié)構(gòu),每個(gè)左支架與對(duì)應(yīng)的右支架分別通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的鉸接結(jié)構(gòu)相對(duì)機(jī)體圍繞與自動(dòng)行走機(jī)器人行進(jìn)方向平行的軸線樞轉(zhuǎn)。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述鉸接結(jié)構(gòu)包括安裝在機(jī)體上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸,與所述鉸接結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的左支架和右支架均連接于轉(zhuǎn)動(dòng)軸并能夠分別圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線旋轉(zhuǎn)。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定于與所述鉸接結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的左支架和右支架中的一個(gè)上,與所述鉸接結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的左支架和右支架中的另一個(gè)樞轉(zhuǎn)連接于轉(zhuǎn)動(dòng)軸,所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)的安裝于機(jī)體。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),每個(gè)左支架和每個(gè)右支架均連接于各自對(duì)應(yīng)的浮動(dòng)結(jié)構(gòu),所述每個(gè)左支架和每個(gè)右支架通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的浮動(dòng)結(jié)構(gòu)相對(duì)機(jī)體沿著豎直方向運(yùn)動(dòng)。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述浮動(dòng)結(jié)構(gòu)包括固定于機(jī)體上的滑桿以及設(shè)置在對(duì)應(yīng)支架上供滑桿穿過(guò)的定位孔,所述對(duì)應(yīng)支架通過(guò)定位孔沿著滑桿移動(dòng)。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述浮動(dòng)結(jié)構(gòu)包括固定于對(duì)應(yīng)支架上的滑桿以及設(shè)置在機(jī)體上供滑桿穿過(guò)的定位孔,所述對(duì)應(yīng)支架通過(guò)滑桿沿著定位孔移動(dòng)。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述滑桿和定位孔都分別設(shè)置兩個(gè)并相互對(duì)應(yīng),兩個(gè)滑桿沿著自動(dòng)行走機(jī)器人的行進(jìn)方向設(shè)置在所述至少一個(gè)行走輪的輪軸的兩側(cè)。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述浮動(dòng)結(jié)構(gòu)包括兩根平行等長(zhǎng)的連桿,所述兩根連桿的一端與所述至少一個(gè)行走輪鉸接,兩根連桿的另一端與所述機(jī)體鉸接,所述至少一個(gè)行走輪通過(guò)所述兩根連桿相對(duì)機(jī)體沿著豎直方向運(yùn)動(dòng)。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述行走馬達(dá)與所述至少一個(gè)行走輪的輪軸之間連接有球頭傳動(dòng)軸,所述行走馬達(dá)通過(guò)球頭傳動(dòng)軸將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳動(dòng)給所述至少一個(gè)行走輪的輪軸,所述兩根連桿沿豎直方向位于所述球頭傳動(dòng)軸的兩側(cè)。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述至少一個(gè)行走輪的輪軸與所述機(jī)體之間設(shè)置限位結(jié)構(gòu),所述限位結(jié)構(gòu)能夠限制所述至少一個(gè)行走輪的輪軸在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)活動(dòng)。
作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn),所述至少一個(gè)行走輪的輪軸與所述機(jī)體之間設(shè)置彈性裝置,所述彈性裝置用于給所述至少一個(gè)行走輪提供朝向地面的力。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型的自動(dòng)行走機(jī)器人,行走輪離地時(shí)能夠進(jìn)行相應(yīng)的控制,防止機(jī)器人單側(cè)懸空而翻車。而且其行走輪可以根據(jù)地面高低起伏進(jìn)行位置調(diào)整,避免行走輪懸空造成各個(gè)行走輪與地面的摩擦牽引力不均衡,并且使保持底盤始終處于大致水平位置,不產(chǎn)生側(cè)斜、劇烈顛簸,避免自動(dòng)行走機(jī)器人行經(jīng)過(guò)程中發(fā)生震動(dòng)而影響裝置性能,從而改善割草機(jī)器人的工作穩(wěn)定性能。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選的第一實(shí)施方式中割草機(jī)器人的立體圖;
圖2是圖1中的割草機(jī)器人的部分分解示意圖;
圖3是圖1中的割草機(jī)器人行走輪與底盤的組裝結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是圖3中a部分的放大示意圖;
圖5是圖1中的割草機(jī)器人的俯視圖;
圖6是圖5中沿A-A線的剖視圖;
圖7是圖5中沿B-B線的剖視圖;
圖8是本實(shí)用新型優(yōu)選的第二實(shí)施方式中割草機(jī)器人的部分分解示意圖;
圖9是圖8中的割草機(jī)器人行走輪的輪軸與底盤的組裝結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10是本實(shí)用新型優(yōu)選的第二實(shí)施方式中割草機(jī)器人的剖視示意圖;
圖11是本實(shí)用新型優(yōu)選的第三實(shí)施方式中割草機(jī)器人的部分分解示意圖;
圖12是圖11中的割草機(jī)器人行走輪的輪軸與底盤的組裝結(jié)構(gòu)示意圖;
圖13是本實(shí)用新型優(yōu)選的第三實(shí)施方式中割草機(jī)器人的剖視示意圖;
圖14是本實(shí)用新型優(yōu)選的第四實(shí)施方式中割草機(jī)器人的部分分解示意圖;
圖15是本實(shí)用新型優(yōu)選的第四實(shí)施方式中割草機(jī)器人的仰視示意圖;
圖16是圖15中沿C-C線的剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖所示的具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本實(shí)用新型,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
參照?qǐng)D1到圖7所示,本實(shí)用新型優(yōu)選的第一實(shí)施例中,自動(dòng)行走機(jī)器人優(yōu)選為割草機(jī)器人,其用于在地面上自動(dòng)行走和工作,通過(guò)電池提供行走以及工作能量。割草機(jī)器人包括機(jī)體10、安裝于機(jī)體10的用于修剪草坪的工作模塊20以及行走模塊30,行走模塊用于行走和轉(zhuǎn)向,工作模塊包括切割馬達(dá)、與切割馬達(dá)連接的傳動(dòng)軸以及與傳動(dòng)軸配接的切割裝置(圖未示),切割裝置可以是切割刀片、切割線等能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)草坪進(jìn)行修剪的切割元件。另外,割草機(jī)器人還包括控制模塊,用于協(xié)調(diào)工作模塊和行走模塊,控制模塊能夠使割草機(jī)器人在無(wú)人看守的情況下自動(dòng)在草坪上行走并割草。在本實(shí)用新型的描述中,除非另外指出,涉及的方向術(shù)語(yǔ),如前、后、左、右、上和下等,都是以如圖1 所示的割草機(jī)器人正常前進(jìn)行駛時(shí)的方向?yàn)閰⒄铡?/p>
其中, 割草機(jī)器人的行走模塊30,包括行走輪組以及驅(qū)動(dòng)行走輪組的行走馬達(dá)33。其中,機(jī)體10包括底盤13,行走輪組安裝于底盤13上。本實(shí)施例中,行走輪組包括四個(gè)行走輪31a、31b、32a、32b,分別為設(shè)置在機(jī)體前部?jī)蓚?cè)的前行走輪31a、31b和設(shè)置在機(jī)體后部?jī)蓚?cè)的后行走輪32a、32b,每個(gè)行走輪具有相互獨(dú)立的輪軸,機(jī)體兩側(cè)的行走輪關(guān)于機(jī)體的對(duì)稱軸X對(duì)稱。
接下來(lái)以前行走輪31a、31b為例進(jìn)行具體說(shuō)明,左前行走輪31a具有左前輪軸34a,左前輪軸34a的一端連接行走馬達(dá)33,另一端與左前行走輪31a周向固定連接,從行走馬達(dá)33傳遞的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力能夠經(jīng)過(guò)左前輪軸34a傳遞給左前行走輪31a,從而左前行走輪31a被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。左前輪軸34a上還相對(duì)固定的安裝有主動(dòng)帶輪42,主動(dòng)帶輪42位于行走馬達(dá)33和左前行走輪31a之間。左后行走輪32a具有左后輪軸35a,左后輪軸35a上相對(duì)固定的安裝有從動(dòng)帶輪43,主動(dòng)帶輪42和從動(dòng)帶輪43上安裝有傳動(dòng)帶44,因此,行走馬達(dá)33能夠通過(guò)主動(dòng)帶輪42、傳動(dòng)帶44和從動(dòng)帶輪43帶動(dòng)左后輪軸35a旋轉(zhuǎn),左前行走輪31a和左后行走輪32a之間通過(guò)帶傳動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)左前行走輪31a和左后行走輪32a的同步轉(zhuǎn)動(dòng)。右側(cè)行走輪可以通過(guò)另一個(gè)行走馬達(dá)和帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)行右前行走輪31b和右后行走輪32b的同步轉(zhuǎn)動(dòng),為了使行走模塊更加緊湊,右側(cè)的行走馬達(dá)可以設(shè)置為直接帶動(dòng)右后行走輪32b旋轉(zhuǎn),通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)右前行走輪31b旋轉(zhuǎn),具體的結(jié)構(gòu)與左側(cè)行走輪類似,這里不再贅述。割草機(jī)器人的轉(zhuǎn)向可以通過(guò)控制兩側(cè)的行走馬達(dá)輸出不同的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。
進(jìn)一步的,左前輪軸34a和右前輪軸34b通過(guò)鉸接結(jié)構(gòu)與底盤13鉸接,即左前輪軸34a和右前輪軸34b能夠獨(dú)立地通過(guò)鉸接結(jié)構(gòu)相對(duì)底盤13轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)左前行走輪31a和右前行走輪32a的上下浮動(dòng)。當(dāng)然,鉸接結(jié)構(gòu)可以設(shè)置兩個(gè),即左前輪軸34a連接一個(gè)鉸接結(jié)構(gòu),右前輪軸34b也連接一個(gè)鉸接結(jié)構(gòu),兩個(gè)鉸接結(jié)構(gòu)可以并排布置或者前后布置。本實(shí)施例中,左前輪軸34a和右前輪軸34b共用一個(gè)鉸接結(jié)構(gòu)。具體的,鉸接結(jié)構(gòu)包括支撐在底盤13上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸51,行走馬達(dá)33安裝在左支架36a上,轉(zhuǎn)動(dòng)軸51的一端與左支架36a相對(duì)固定,轉(zhuǎn)動(dòng)軸51的另一端通過(guò)軸承52支撐在底盤13上,軸承52通過(guò)軸承壓板53安裝于底盤13,如此,左支架36a可以帶動(dòng)行走馬達(dá)33、左前輪軸34a一起圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸51的軸線旋轉(zhuǎn),左前行走輪31a與左前輪軸34a周向固定,因此,左前行走輪31a可以隨著左前輪軸34a一起圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸51的軸線旋轉(zhuǎn)。
另外,右前行走輪31b具有右前輪軸34b,右前輪軸34b的一端旋轉(zhuǎn)的支撐在右支架36b上,另一端與右前行走輪31b周向固定連接。右支架36b具有沿右前輪軸34b軸向延伸的樞轉(zhuǎn)臂361b,樞轉(zhuǎn)臂361b樞轉(zhuǎn)連接在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上51,因此,右支架36b可以帶動(dòng)右前輪軸34b、右前行走輪31b一起圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸51的軸線旋轉(zhuǎn)。每個(gè)行走輪對(duì)應(yīng)的支架構(gòu)成了割草機(jī)器人的支架機(jī)構(gòu)。
上述的為左前行走輪和右前行走輪通過(guò)同一個(gè)鉸接結(jié)構(gòu)分別樞轉(zhuǎn)的方案,當(dāng)然,也可以是左前行走輪和右前行走輪通過(guò)各自的鉸接結(jié)構(gòu)分別樞轉(zhuǎn),即左前行走輪連接一個(gè)鉸接結(jié)構(gòu),右前行走輪連接另一個(gè)鉸接結(jié)構(gòu),兩個(gè)鉸接結(jié)構(gòu)間隔獨(dú)立設(shè)置。在左前行走輪或右前行走輪通過(guò)鉸接結(jié)構(gòu)樞轉(zhuǎn)的時(shí)候,左前行走輪或右前行走輪沿豎直方向不僅產(chǎn)生位移,而且左前行走輪或右前行走輪與豎直方向的夾角也會(huì)產(chǎn)生變化,因?yàn)樽笄靶凶咻喓陀仪靶凶咻喌奈恢谜{(diào)整是相對(duì)獨(dú)立的,根據(jù)左前行走輪和右前行走輪接觸的地面角度不同,左前行走輪或右前行走輪與豎直方向的夾角也會(huì)不同。
為了使左前行走輪31a和右前行走輪31b圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸51軸線的旋轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)可靠,鉸接結(jié)構(gòu)可以設(shè)置兩個(gè),沿著割草機(jī)器人的行進(jìn)方向,相對(duì)于左前輪軸34a或者右前輪軸34b的軸線,對(duì)稱設(shè)置在左支架36a或者右支架36b的兩側(cè)。左后行走輪32a和右后行走輪32b之間設(shè)置的鉸接結(jié)構(gòu)與左前行走輪31a和右前行走輪32b之間的鉸接結(jié)構(gòu)類似,這里不再贅述。另外,為了限制行走輪相對(duì)于底盤13的活動(dòng)范圍,割草機(jī)器人還設(shè)置限位裝置,該限位裝置用于限制行走輪圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸51的軸線旋轉(zhuǎn)的活動(dòng)范圍,也就是說(shuō)行走輪在限位裝置的作用下只能在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)活動(dòng)。以左前行走輪31a為例,本實(shí)施例中優(yōu)選的,限位裝置裝置包括限位壓板61,限位壓板61構(gòu)造為半環(huán)形,環(huán)設(shè)在左支架36a上,限位壓板61的兩端通過(guò)螺釘固定在底盤13上,限位壓板61與左支架36a之間具有預(yù)設(shè)間隙,左支架36a可以在預(yù)設(shè)間隙范圍內(nèi)活動(dòng),因此,左前行走輪31a隨著左支架36a也只能在限位壓板61與左支架36a之間的預(yù)設(shè)間隙范圍內(nèi)活動(dòng)。
通過(guò)設(shè)置鉸接結(jié)構(gòu),割草機(jī)器人在行經(jīng)地面不平整的草地時(shí),其行走輪能夠適應(yīng)地面高低起伏的變化,在豎直方向上圍繞鉸接結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸51軸線樞轉(zhuǎn)從而可以在豎直方向上下活動(dòng),避免行走輪懸空造成各個(gè)行走輪與地面的摩擦牽引力不均衡。特別是在割草機(jī)器人轉(zhuǎn)彎時(shí),例如向左轉(zhuǎn)彎,由于向心力的作用,左側(cè)行走輪的抓地力增大,同時(shí)右側(cè)行走輪的抓地力減小。當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)遇到不平地面時(shí),兩側(cè)行走輪抓地力發(fā)生非常規(guī)變化,割草機(jī)器人控制模塊的中央處理器將難以準(zhǔn)確計(jì)算轉(zhuǎn)向角度,導(dǎo)致轉(zhuǎn)向控制不準(zhǔn)確。通過(guò)設(shè)置上述鉸接結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)行走輪根據(jù)地勢(shì)的浮動(dòng)調(diào)整,能夠降低兩側(cè)行走輪抓地力非常規(guī)變化造成的影響,并且使保持底盤始終大致處于趨近于水平位置的平衡狀態(tài),不產(chǎn)生側(cè)斜、劇烈顛簸,避免割草機(jī)器人行經(jīng)過(guò)程中發(fā)生震動(dòng)而影響裝置性能,從而改善割草機(jī)器人的工作穩(wěn)定性能。相對(duì)于行走輪相對(duì)底盤位置不變的情形來(lái)說(shuō),底盤與水平面的相對(duì)角度更趨近于零。
進(jìn)一步地,為了增加割草機(jī)器人行走輪與地面的附著力,割草機(jī)器人還設(shè)置彈性裝置,該彈性裝置用于給行走輪提供朝向地面的力。本實(shí)施例中優(yōu)選的,彈性裝置包括扭簧80,以左前行走輪31a為例,扭簧80安裝在左支架36a上,其一端抵接在支架36a上,另一端抵接在底盤13上,且使扭簧處于儲(chǔ)能狀態(tài),這樣,無(wú)論左前行走輪31a處于任何位置,扭簧80均可以通過(guò)壓迫左支架36a使得左前行走輪31a一直承受朝向地面的力,從而保持與地面的接觸。同樣的,右支架36b上也設(shè)置扭簧,扭簧可以通過(guò)壓迫右支架36b使得右前行走輪32b一直承受朝向地面的力,從而保持與地面的接觸。當(dāng)然,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很容易的想到,通過(guò)設(shè)置壓簧也可以實(shí)現(xiàn)同樣的功能。
本實(shí)施例中設(shè)置扭簧不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)組裝方便,而且能夠進(jìn)一步加強(qiáng)行走輪與地面的附著力,使行走輪可靠抓地,保持車身穩(wěn)定;另外,附著力受轉(zhuǎn)動(dòng)角度(即行走輪在豎直方向上圍繞鉸接結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸線上下活動(dòng)的幅度)影響較小,從而保證四個(gè)行走輪與地面的附著力差異較小,避免由于附著力差異較大使車身產(chǎn)生抖動(dòng),導(dǎo)致車身運(yùn)行不穩(wěn)。
進(jìn)一步地,該割草機(jī)器人還設(shè)置有檢測(cè)行走輪是否離開(kāi)地面的離地檢測(cè)傳感器70。該離地檢測(cè)傳感器70可設(shè)置在輪軸上并且接近底盤13的位置,當(dāng)行走輪離開(kāi)地面時(shí),離地檢測(cè)傳感器70與底盤13相抵,進(jìn)而觸發(fā)檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)割草機(jī)器人行經(jīng)復(fù)雜地面時(shí),可能發(fā)生行走輪脫離地面的意外情況,設(shè)置檢測(cè)行走輪是否離開(kāi)地面的離地檢測(cè)傳感器70,能夠?qū)⒃撘馔馇闆r反饋給割草機(jī)器人的控制模塊,從而使得該意外情況得到及時(shí)處理。
參照?qǐng)D8到圖10所示,本實(shí)用新型優(yōu)選的第二實(shí)施例中,割草機(jī)器人的主要構(gòu)成部分與第一實(shí)施例相同,這里不再贅述。本實(shí)施例中仍以前行走輪為例進(jìn)行說(shuō)明。左前輪軸234a由行走馬達(dá)233驅(qū)動(dòng),右前輪軸234b與行走馬達(dá)共同通過(guò)前支架236支撐,從而前支架236將左前輪軸234a、行走馬達(dá)233以及右前輪軸234b構(gòu)造為一個(gè)整體。前支架236的上部設(shè)置有限位壓板261,限位壓板261通過(guò)螺釘連接在底盤213上,用于限制前支架236只能在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)活動(dòng)。其中,鉸接結(jié)構(gòu)包括連接在前支架236上的鉸鏈軸251,鉸鏈軸251軸線沿著割草機(jī)器人的行進(jìn)方向布置,鉸鏈軸251設(shè)置兩個(gè),位于前支架236上靠近兩側(cè)行走輪的位置,每個(gè)鉸鏈軸251上樞轉(zhuǎn)連接有一個(gè)滑柱263,滑柱263穿過(guò)限位壓板261上的定位孔262并能夠沿著定位孔262上下滑動(dòng),滑柱263上下滑動(dòng)的同時(shí),前支架236的兩端也能夠在與割草機(jī)器人行進(jìn)方向垂直的平面內(nèi)上下移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng),也就是說(shuō),左前輪軸234a和右前輪軸234b分別帶動(dòng)左前行走輪231a和右前行走輪231b一起在與割草機(jī)器人行進(jìn)方向垂直的平面內(nèi)上下移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。另外,前支架236上設(shè)置安裝孔252,安裝孔252沿左側(cè)輪軸軸向的距離大于鉸鏈軸251的外徑,鉸鏈軸251能夠在安裝孔252內(nèi)移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然,本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠很容易的想到,左前行走輪31a和右前行走輪31b可以共用同一個(gè)輪軸,輪軸可在與割草機(jī)器人行進(jìn)方向垂直的平面內(nèi)上下移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng),如在輪軸外設(shè)置支架,在支架的中部設(shè)置樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)等等。
上述實(shí)施例中,限位壓板261和前支架236之間設(shè)置彈性裝置,用于給行走輪提供朝向地面的力。彈性裝置包括壓縮彈簧280,壓縮彈280設(shè)置在靠近滑柱263的位置,壓縮彈簧280用于給前支架236的兩端提供朝向地面的彈性力,從而能夠給行走輪提供朝向地面的力以增加割草機(jī)器人行走輪與地面的附著力。壓縮彈簧280設(shè)置兩個(gè),位于前支架236上臨近兩側(cè)行走輪的位置。另外,本實(shí)施例中,該割草機(jī)器人同樣設(shè)置有檢測(cè)行走輪是否離開(kāi)地面的離地檢測(cè)傳感器270,該離地檢測(cè)傳感器270可設(shè)置在前支架236上接近底盤213的位置,當(dāng)行走輪離開(kāi)地面時(shí),離地檢測(cè)傳感器270與底盤213相抵,進(jìn)而觸發(fā)檢測(cè)信號(hào)。離地檢測(cè)傳感器270的數(shù)量與行走輪的數(shù)量相同,每個(gè)離地檢測(cè)傳感器用于檢測(cè)其對(duì)應(yīng)的行走輪的離地情況或者另一側(cè)對(duì)應(yīng)的行走輪的離地情況。
參照?qǐng)D11到圖13所示,本實(shí)用新型優(yōu)選的第三實(shí)施例中,割草機(jī)器人的主要構(gòu)成部分與第一實(shí)施例相同,這里不再贅述。本實(shí)施例中仍以前行走輪為例進(jìn)行說(shuō)明,左前輪軸與機(jī)體之間連接浮動(dòng)結(jié)構(gòu),左前輪軸334a通過(guò)浮動(dòng)結(jié)構(gòu)相對(duì)機(jī)體沿著豎直方向運(yùn)動(dòng)。左前輪軸334a由行走馬達(dá)333驅(qū)動(dòng),左前行走輪331a和右前行走輪331b使用各自獨(dú)立的輪軸。浮動(dòng)結(jié)構(gòu)包括支撐左前輪軸334a的左前支架336a上的設(shè)有至少一個(gè)定位孔372以及穿過(guò)定位孔372的至少一個(gè)滑桿374,滑桿374的一端固定在底盤313上,另一端固定在安裝在底盤313上的限位壓板361上,左前輪軸334a可以在左前支架336a的帶動(dòng)下沿滑桿374在與割草機(jī)器人行進(jìn)方向垂直的平面內(nèi)上下移動(dòng)。優(yōu)選的,每一側(cè)的行走輪最好配置兩個(gè)相互配合的定位孔372和滑桿374,從而使得輪軸的上下移動(dòng)更加平穩(wěn)。
本實(shí)施例中,同樣在限位壓板361和左前支架336a之間設(shè)置壓縮彈簧380,壓縮彈簧380臨近定位孔372設(shè)置,用于通過(guò)左前支架336a給左前行走輪331a提供朝向地面的彈性力,從而增加割草機(jī)器人行走輪與地面的附著力。另外,左前支架336a與底盤313之間設(shè)置離地檢測(cè)傳感器370,離地檢測(cè)傳感器370構(gòu)造為壓簧,當(dāng)行走輪離開(kāi)地面時(shí),壓簧與底盤313相抵,進(jìn)而觸發(fā)檢測(cè)信號(hào)。
在上述實(shí)施例可變形的方案中,可以在支撐左前輪軸的左前支架上設(shè)置與之固定連接的滑桿,固定在底盤上的限位壓板上或者底盤上設(shè)置定位孔,即浮動(dòng)結(jié)構(gòu)包括固定在左前支架上的以及設(shè)置在底盤上供滑桿穿過(guò)的定位孔,滑桿穿過(guò)定位孔并能夠沿著定位孔上下滑動(dòng),同樣也可以實(shí)現(xiàn)左前輪軸在左前支架的帶動(dòng)下在與割草機(jī)器人行進(jìn)方向垂直的平面內(nèi)上下移動(dòng)。
參照?qǐng)D14到圖16所示,本實(shí)用新型優(yōu)選的第四實(shí)施例中,本實(shí)施例中,右側(cè)行走輪的驅(qū)動(dòng)行走,通過(guò)第一行走馬達(dá)433a驅(qū)動(dòng)右后行走輪432b,右后行走輪432b帶動(dòng)右前行走輪431b,第一行走馬達(dá)433a設(shè)置在左后行走輪431b和右后行走輪432b之間,靠近左后行走輪431b。左側(cè)行走輪的驅(qū)動(dòng)行走,左前行走輪431a通過(guò)第二行走馬達(dá)433b驅(qū)動(dòng)左后行走輪432a,第二行走馬達(dá)433b設(shè)置在左前行走輪431a和右前行走輪432a之間,靠近右前行走輪432a。左側(cè)行走輪中,左前側(cè)行走輪431a為主動(dòng),左后側(cè)行走輪432a為從動(dòng);右側(cè)行走輪中,右后側(cè)行走輪432b為主動(dòng),右前側(cè)行走輪431b為從動(dòng)。以右側(cè)為例,右后行走輪432b具有右后輪軸434b,第一行走馬達(dá)433a通過(guò)帶輪傳動(dòng)將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給右后輪軸434b。具體的,第一行走馬達(dá)433a構(gòu)造為電機(jī),電機(jī)的輸出軸4331上固定設(shè)置第一帶輪91,右后輪軸434b通過(guò)球頭傳動(dòng)軸438與第一帶輪軸921可傳遞旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的連接,第一帶輪軸921上固定設(shè)置第二帶輪92,第一帶輪91和第二帶輪92之間連接有第一傳動(dòng)帶911,電機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力通過(guò)第一帶輪91、第一傳動(dòng)帶911、第二帶輪92傳遞給第一帶輪軸921,第一帶輪軸921通過(guò)球頭傳動(dòng)軸438將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給右后輪軸434b,如此,便實(shí)現(xiàn)了電機(jī)驅(qū)動(dòng)右后行走輪432b行走。
進(jìn)一步的,第一帶輪軸921上還固定設(shè)置有第三帶輪93,第三帶輪93與第二帶輪92并排布置于第一帶輪軸921上,底盤413上可旋轉(zhuǎn)的支撐有第二帶輪軸922,第二帶輪軸922與第一帶輪軸921平行且靠近右后行走輪432b設(shè)置,第二帶輪軸922的兩端分別固定設(shè)置了第四帶輪94和第五帶輪95,其中,第三帶輪93和第四帶輪94之間連接第二傳動(dòng)帶912,傳遞到第一帶輪軸921的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力通過(guò)第三帶輪93、第二傳動(dòng)帶912和第四帶輪94傳遞給第二帶輪軸922。與第二帶輪軸922間隔平行的設(shè)置有第三帶輪軸923,第三帶輪軸923靠近右前行走輪431b設(shè)置,并且第三帶輪軸923的兩端分別固定設(shè)置第六帶輪96和第七帶輪97,第五帶輪95和第六帶輪96之間設(shè)置第三傳動(dòng)帶913,第二帶輪軸922輸出的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力能夠通過(guò)第五帶輪95、第三傳動(dòng)帶913和第六帶輪96傳遞給第三帶輪軸923。右前行走輪431b具有右前輪軸,右前輪軸通過(guò)球頭傳動(dòng)軸與第四帶輪軸924可傳遞旋轉(zhuǎn)動(dòng)力地連接,第四帶輪軸924上固定設(shè)置有第八帶輪98,第七帶輪97和第八帶輪98之間連接有第四傳動(dòng)帶914,第三帶輪軸923輸出的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力能夠通過(guò)第七帶輪97、第四傳動(dòng)帶914和第八帶輪98傳遞給第四帶輪軸924,第四帶輪軸924通過(guò)球頭傳動(dòng)軸帶動(dòng)右前輪軸旋轉(zhuǎn)。上述從右后輪軸到右前輪軸的傳動(dòng)可以概括為,主動(dòng)輪通過(guò)同步帶帶動(dòng)從動(dòng)輪,主動(dòng)輪與從動(dòng)輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)/停止,且轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向相同。左側(cè)的傳動(dòng)與右側(cè)類似,這里不再贅述。上述實(shí)施例通過(guò)兩個(gè)行走馬達(dá)分別控制左側(cè)和右側(cè)行走輪的行走,并且可以通過(guò)控制兩個(gè)行走馬達(dá)的轉(zhuǎn)速不同來(lái)控制割草機(jī)器人的轉(zhuǎn)向。
本實(shí)施例中,行走輪的輪軸通過(guò)球頭傳動(dòng)軸與輸入旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的帶輪軸連接,使得行走輪在相對(duì)于底盤上下移動(dòng)的過(guò)程中,不會(huì)影響行走輪的旋轉(zhuǎn),即球頭傳功軸即構(gòu)成了連接行走輪的輪軸與機(jī)體的浮動(dòng)結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的,浮動(dòng)結(jié)構(gòu)還包括懸臂結(jié)構(gòu),懸臂結(jié)構(gòu)連接在行走輪的輪軸與輸入旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的帶輪軸之間,以右后行走輪432b為例,懸臂結(jié)構(gòu)包括安裝在右后輪軸上434b的懸臂外支架437,安裝在第一帶輪軸921上的懸臂內(nèi)支架436,連接在懸臂外支架437和懸臂內(nèi)支架436之間的懸臂,懸臂的一端與懸臂外支架437樞轉(zhuǎn)連接,懸臂的另一端與懸臂內(nèi)支架436樞轉(zhuǎn)連接。優(yōu)選的,懸臂設(shè)置兩個(gè),位于球頭傳動(dòng)軸438上側(cè)的上懸臂491以及位于球頭傳動(dòng)軸下側(cè)的下懸臂492,上懸臂和下懸臂的兩端分別設(shè)有軸孔,靠近右后行走輪432b的一端通過(guò)銷軸494穿過(guò)軸孔與懸臂外支架437樞轉(zhuǎn)連接,另一端通過(guò)銷軸493穿過(guò)軸孔與懸臂內(nèi)支架436樞轉(zhuǎn)連接。通過(guò)設(shè)置上懸臂和下懸臂,使得行走輪的上下移動(dòng)更加平穩(wěn)。
底盤413上對(duì)應(yīng)上懸臂和下懸臂的位置設(shè)置懸臂收容部,對(duì)應(yīng)行走馬達(dá)的位置設(shè)有電機(jī)收容部,方便組裝時(shí)各模塊的定位。另外,上懸臂491上設(shè)置安裝孔498,安裝孔498用于壓縮彈簧380的安裝定位,壓縮彈簧380一端抵接在機(jī)體上,另一端抵接在上懸臂491上,用于通過(guò)上懸臂491給右后行走輪432b提供朝向地面的彈性力,從而增加割草機(jī)器人行走輪與地面的附著力。另外,本實(shí)施例中,離地檢測(cè)傳感器470設(shè)置在機(jī)體上,離地檢測(cè)傳感器470構(gòu)造為壓簧,當(dāng)行走輪離開(kāi)地面時(shí),壓簧與懸臂外支架437相抵,進(jìn)而觸發(fā)檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)然,本領(lǐng)域技術(shù)人員也很容易能夠相對(duì),離地檢測(cè)傳感器470也可以設(shè)置在懸臂外支架437、上懸臂或者下懸臂上,而且離地檢測(cè)傳感器也可以構(gòu)造為其他結(jié)構(gòu)形式,只要能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)行走輪離開(kāi)地面的狀態(tài)即可。
本實(shí)用新型優(yōu)選的,每個(gè)行走輪的輪軸與機(jī)體之間均設(shè)置離地檢測(cè)傳感器,并且當(dāng)至少兩個(gè)行走輪離開(kāi)地面時(shí),至少兩個(gè)離地檢測(cè)傳感器與機(jī)體相抵從而觸發(fā)檢測(cè)信號(hào)并反饋給控制模塊,控制模塊根據(jù)接收到的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的控制,如執(zhí)行停機(jī)動(dòng)作,目的是防止割草機(jī)器人單側(cè)懸空而翻車。以第四實(shí)施方式為例進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明,在機(jī)體上設(shè)有四個(gè)離地檢測(cè)傳感器470,分別位于與左前側(cè)行走輪431a連接的上懸臂491上方、與右前側(cè)行走輪431b連接的上懸臂491上方、與左后側(cè)行走輪432a連接的上懸臂491上方和與右后側(cè)行走輪432b連接的上懸臂491上方。如此,當(dāng)任意一個(gè)行走輪處于離地狀態(tài)時(shí),與其相應(yīng)的離地檢測(cè)傳感器470就會(huì)將離地信號(hào)傳遞給控制模塊。當(dāng)僅有一個(gè)行走輪處于離地狀態(tài)時(shí),機(jī)器人一般不會(huì)存在傾倒翻車的危險(xiǎn),所以此時(shí)控制模塊不會(huì)做出停機(jī)指令。而當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上行走輪離地時(shí),特別是同側(cè)的行走輪都處于離地狀態(tài)時(shí),例如左前側(cè)行走輪431a和左后側(cè)行走輪432a同時(shí)離地,則機(jī)器人就有向左側(cè)傾倒的危險(xiǎn);再例如左前側(cè)行走輪431a和右前側(cè)行走輪431b同時(shí)離地,則機(jī)器人就有向前傾倒的危險(xiǎn),此時(shí)控制模塊會(huì)做出停機(jī)指令,防止機(jī)器人傾倒的發(fā)生。再者,當(dāng)機(jī)器人(特別是割草機(jī)器人)被抬離地面,若只有一個(gè)行走輪被抬起,則安裝于底盤413下方的割草刀片一般不會(huì)暴露,所以此時(shí)控制模塊不會(huì)做出停機(jī)指令。而當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上行走輪被抬起時(shí),割草刀片就會(huì)暴露在用戶面前,存在嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn),此時(shí)控制模塊會(huì)做出停機(jī)指令,防止觸碰割草刀片的危險(xiǎn)發(fā)生。
應(yīng)當(dāng)理解,雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述,但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案,說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn),本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體,各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合,形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本實(shí)用新型的可行性實(shí)施方式的具體說(shuō)明,它們并非用以限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍,凡未脫離本實(shí)用新型技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。