本發(fā)明涉及電動(dòng)園林工具，特別是涉及一種割草機(jī)。

背景技術(shù)：

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(lèi)似于智能機(jī)器人的智能割草機(jī)已經(jīng)開(kāi)始慢慢的走進(jìn)人們的生活。智能割草機(jī)能夠自動(dòng)在用戶的草坪中割草、充電，無(wú)需用戶干涉。這種自動(dòng)工作系統(tǒng)一次設(shè)置之后就無(wú)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(lái)。

為了減少割草機(jī)的空轉(zhuǎn)，提高工作效率，智能割草機(jī)大多設(shè)置有草地傳感器。草地傳感器通過(guò)檢測(cè)草坪高度，判斷是否為待割草叢，進(jìn)而控制割草馬達(dá)的工作情況。但是現(xiàn)有技術(shù)中的一些草地傳感器，存在著靈敏度不高的不足，而其中的一些非接觸式的草地傳感器還容易受到空氣等其他因素的干擾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種割草機(jī)，具有較高的檢測(cè)草地高度的靈敏度。

一種割草機(jī)，包括殼體、切割機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、控制裝置，所述控制裝置用于控制所述切割機(jī)構(gòu)的工作，還包括：

傳感器，包括第一極板和第二極板；

信號(hào)處理電路，具有輸入端和輸出端，其中輸入端與所述傳感器相連，輸出端與所述控制裝置相連；

所述控制裝置根據(jù)信號(hào)處理電路檢測(cè)到的第一極板和第二極板之間的電容值變化向所述切割機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。

上述割草機(jī)，傳感器上的第一極板與第二極板之間形成壓向草地的電場(chǎng)，當(dāng)草叢高度變化時(shí)能夠及時(shí)檢測(cè)到高度變化，從而實(shí)現(xiàn)靈敏度的提升。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一極板和第二極板位于同一平面。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一極板和第二極板均沿水平方向布置。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)，所述一個(gè)或多個(gè)傳感器在所述割草機(jī)的寬度方向上共同形成感應(yīng)區(qū)域，所述感應(yīng)區(qū)域的寬度大于 或等于所述切割機(jī)構(gòu)切割直徑。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述控制裝置根據(jù)電容變化判斷草高大于預(yù)設(shè)高度時(shí)，所述控制裝置控制切割機(jī)構(gòu)執(zhí)行切割作業(yè)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一極板接入所述信號(hào)處理電路的輸入端，所述第二極板與所述信號(hào)處理電路的公共接地端相連；或第一極板與所述信號(hào)處理電路的公共接地端相連，所述第二極板接入所述信號(hào)處理電路的輸入端。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)處理電路包括施密特觸發(fā)器，所述第一極板或第二極板與所述施密特觸發(fā)器的輸入端相連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一極板有兩個(gè)，分別位于所述第二極板的兩側(cè)，兩個(gè)第一極板之間通過(guò)導(dǎo)線連接；或所述第一極板和第二極板各設(shè)置有一個(gè)，二者并排布置。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一極板和第二極板背對(duì)草地的一側(cè)還設(shè)置有屏蔽板，所述屏蔽板與所述第二極板通過(guò)電壓跟隨器相連。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一極板和第二極板與所述屏蔽板之間設(shè)有絕緣隔離板，所述絕緣隔離板中設(shè)有放置所述電壓跟隨器的通道。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器安裝于所述殼體，且在所述殼體上的高度可調(diào)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器還包括連接于所述殼體的支撐板，所述第一極板和第二極板在所述支撐板上并排布置。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述切割機(jī)構(gòu)的兩側(cè)均設(shè)置有所述傳感器。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述控制裝置還用于控制所述行走機(jī)構(gòu)，所述控制裝置根據(jù)信號(hào)處理電路檢測(cè)到的第一極板和第二極板之間的電容值變化向所述行走機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明割草機(jī)的示意圖；

圖2本發(fā)明草地傳感器的原理圖；

圖3為實(shí)施例一的草地傳感器的示意圖；

圖4為實(shí)施例一的草地傳感器的示意俯視圖；

圖5為實(shí)施例一的草地傳感器的示意側(cè)視圖；

圖6為實(shí)施例一的草地傳感器的另一種連線方式的示意圖；

圖7為實(shí)施例二的草地傳感器的示意俯視圖；

圖8為實(shí)施例二的草地傳感器的示意側(cè)視圖；

圖9為實(shí)施例二的草地傳感器的示意圖；

圖10為實(shí)施例二的草地傳感器的另一種連線方式的示意圖。

圖中的相關(guān)元件對(duì)應(yīng)編號(hào)如下：

100、割草機(jī)110、殼體120、切割機(jī)構(gòu)

130、行走機(jī)構(gòu)140、控制裝置150、草地傳感器

152、第一極板154、第二極板156、導(dǎo)線

158、支撐板160、信號(hào)處理電路162、施密特觸發(fā)器

250、傳感器252、第一極板254、第二極板

256、導(dǎo)線257、屏蔽板258、電壓跟隨器

259、絕緣隔離板260、信號(hào)處理電路262、施密特觸發(fā)器

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。

下面結(jié)合附圖，說(shuō)明割草機(jī)的較佳實(shí)施方式。

實(shí)施例一

參圖1，提出一種割草機(jī)100，包括殼體110、切割機(jī)構(gòu)120、行走機(jī)構(gòu)130、控制裝置140，其中控制裝置140用于控制切割機(jī)構(gòu)120和行走機(jī)構(gòu)130的工作。為了減少割草機(jī)的空轉(zhuǎn)，提高工作效率，割草機(jī)100還于切割機(jī)構(gòu)120的兩側(cè)分別設(shè)置有草地傳感器150，還設(shè)有與草地傳感器150和控制裝置140相連的信號(hào)處理電路160。

本發(fā)明的草地傳感器150是依靠傳感器150與控制裝置140之間形成電容 c，當(dāng)草高變化時(shí)，影響電容極板周?chē)慕橘|(zhì)，從而引起電容變化的原理實(shí)現(xiàn)的。

參圖2，草地傳感器150采用電容原理實(shí)現(xiàn)對(duì)草高、草地或非草地的判斷。有草無(wú)草時(shí)會(huì)使得圖2中傳感器150處的電容發(fā)生變化，從而改變信號(hào)處理電路160的輸出信號(hào)s的變化。圖2中，信號(hào)處理電路160包含施密特觸發(fā)器162，傳感器150處的電容值變化時(shí)，施密特觸發(fā)器162輸出信號(hào)s的振蕩頻率將發(fā)生改變，控制裝置140的mcu通過(guò)讀取信號(hào)頻率的變化識(shí)別傳感器150處電容的變化，從而實(shí)現(xiàn)草地或非草地、草高的識(shí)別，進(jìn)而根據(jù)設(shè)定向切割機(jī)構(gòu)120和行走機(jī)構(gòu)130發(fā)出工作指令。

圖2僅為草地傳感器150的原理圖，其示意了通過(guò)電容變化改變信號(hào)處理電路160中施密特觸發(fā)器器162輸出信號(hào)s的振蕩頻率，從而達(dá)到識(shí)別電容變化的目的。但電容變化當(dāng)然也可以通過(guò)不同信號(hào)處理電路將電容變化轉(zhuǎn)換為電壓、電流信號(hào)的變化，然后記錄判斷，同樣可以達(dá)到識(shí)別電容變化的目的。

參圖3-5，傳感器150包括三塊位于同一平面的極板，自左至右分別為第一極板152、第二極板154、第一極板152。三塊極板均用導(dǎo)電金屬材料制成，第一極板152有兩個(gè)，分別位于第二極板154的兩側(cè)，兩個(gè)第一極板152之間通過(guò)導(dǎo)線156連接。這樣，第二極板154左右兩側(cè)均形成電場(chǎng)e，形成較大的感應(yīng)區(qū)域。當(dāng)然也可以只設(shè)置一個(gè)第一極板152和一個(gè)第二極板154，二者并排布置于同一平面。

信號(hào)處理電路160具有輸入端和輸出端。其中，第一極板152接入信號(hào)處理電路160的輸入端，第二極板154與信號(hào)處理電路160的公共接地端相連，從而第一極板152與第二極板154之間形成電容。具體到本實(shí)施例，第一極板152與施密特觸發(fā)器162的輸入端相連，第二極板154接入信號(hào)處理電路160的零電位。

參考圖6，示意了傳感器150與信號(hào)處理電路160的另一種連線方式。其中，兩個(gè)第一極板152與信號(hào)處理電路160的公共接地端相連，第二極板154接入信號(hào)處理電路160的輸入端。

根據(jù)平行板電容的計(jì)算公式c＝(εs)/d，其中，ε：極板間介質(zhì)介電常數(shù)，s：極板正對(duì)面積，d：極板間距；要想改變c的大小，可以通過(guò)調(diào)整ε、s或d來(lái) 實(shí)現(xiàn)。因此當(dāng)草高度變化時(shí)，引起第一極板152、第二極板154附近介質(zhì)變化，進(jìn)而引起電容變化，即實(shí)現(xiàn)傳感功能。

控制裝置140根據(jù)電容變化判斷草高大于預(yù)設(shè)高度時(shí)，控制裝置140控制切割機(jī)構(gòu)執(zhí)行切割工作。草地傳感器150的輸出頻率與草高度有一定的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，設(shè)定為草越高，信號(hào)處理電路160輸出信號(hào)頻率越低。一般信號(hào)頻率可設(shè)置在1mhz左右變化，通過(guò)設(shè)置傳感器內(nèi)部的電阻r的參數(shù)，可以使得當(dāng)傳感器下方草高大于4cm時(shí)，輸出頻率f<1mhz，反之則f>1mhz?？刂蒲b置140識(shí)別這一變化，從而驅(qū)動(dòng)切割機(jī)構(gòu)120割草或者不割草，控制行走機(jī)構(gòu)130前進(jìn)或者后退。

進(jìn)一步地，控制裝置140根據(jù)電容變化能完成草地與非草地的識(shí)別。原因在于非草地相當(dāng)于草高度為零，變化超過(guò)預(yù)定變化時(shí)，即可確定草高度由4cm變?yōu)榱悖膳袛酁榉遣莸亍?/p>

傳感器150安裝在殼體110下方，以檢測(cè)割草工作區(qū)域內(nèi)草的高度。傳感器150還包括連接于殼體110的支撐板158。第一極板152、第二極板154并排布置支撐板158上。

由于第一極板152、第二極板154均設(shè)置在傳感器152，因此，第一極板152、第二極板154之間形成的電場(chǎng)e位于第一極板152、第二極板154下方，朝向草地一側(cè)，比較接近草地，具有較高的檢測(cè)靈敏度。

換言之，由于電場(chǎng)壓向草地一側(cè)，檢測(cè)時(shí)，草高的變化將使得電容變化更加明顯，檢測(cè)更為靈敏。例如當(dāng)頻率設(shè)置為1m左右變化時(shí)，當(dāng)傳感器150下方草高為4cm時(shí)，采用本方案時(shí)，其輸出頻率為800khz，而如果采用向上的電場(chǎng)方案則輸出頻率為900khz，因此采用本方案時(shí)，傳感器檢測(cè)更加靈敏。

第一極板152、第二極板154均沿水平方向布置。割草機(jī)100工作時(shí)，第一極板152、第二極板154與草地平齊，保證感應(yīng)電場(chǎng)是向下壓向草地一側(cè)。

傳感器150在殼體110上設(shè)置為高度可調(diào)，以能夠適應(yīng)切割高度不同的草坪的要求，以配合信號(hào)處理電路160的調(diào)整，進(jìn)而保證檢測(cè)靈敏度。如，需要預(yù)留8cm草坪時(shí)，傳感器160的位置如果仍停留在原來(lái)檢測(cè)4cm草坪的位置時(shí)，可能會(huì)給信號(hào)處理電路160的調(diào)整增加難度，甚至無(wú)法檢測(cè)，此時(shí)可以先調(diào)整 傳感器150在殼體110上的高度。

參圖1，切割機(jī)構(gòu)120的左右兩側(cè)，也是殼體110的前后兩端處分別設(shè)置有若干個(gè)傳感器150。割草機(jī)100工作時(shí)，這些傳感器150在切割機(jī)構(gòu)120前方和后方在割草機(jī)100寬度方向上分別形成感應(yīng)區(qū)域。由于第一極板152、第二極板154布置于同一平面，當(dāng)設(shè)置多個(gè)傳感器150，多個(gè)傳感器150的感應(yīng)區(qū)域可銜接在一起，形成連續(xù)的感應(yīng)區(qū)域。該連續(xù)的感應(yīng)區(qū)域的寬度大于或等于切割機(jī)構(gòu)120的切割直徑。這樣，可保證切割范圍內(nèi)的草均能被檢測(cè)到，避免出現(xiàn)局部區(qū)域的草高度適當(dāng)，但個(gè)別區(qū)域的草高度較大的情況。

切割機(jī)構(gòu)120兩側(cè)均設(shè)置傳感器150，左側(cè)的傳感器在割草前判斷是否需要執(zhí)行切割作業(yè)，右側(cè)的傳感器則具有復(fù)檢功能，判斷切割是否到位。

實(shí)施二

下面結(jié)合附圖7-9，描述實(shí)施例二的草地傳感器的構(gòu)成。

傳感器250包括三塊由金屬導(dǎo)電材料制成的極板。三塊極板位于同一平面，形成向下的朝向草地的電場(chǎng)。兩個(gè)第一極板252位于第二極板254的兩側(cè)，兩個(gè)第一極板252通過(guò)導(dǎo)線256連接在一起，并與信號(hào)處理電路260中的施密特觸發(fā)器262的輸入端連接，第二極板254則接地。

傳感器250還包括屏蔽板257。屏蔽板257設(shè)置在第一極板252和第二極板254的背面，即第一極板252和第二極板254背對(duì)草地的一側(cè)。屏蔽板257通過(guò)電壓跟隨器258與第二極板254連接，實(shí)現(xiàn)屏蔽板257與第二極板254電位相同，從而實(shí)現(xiàn)避免由于草地上方空氣變化引起的干擾。同時(shí)，屏蔽板257也起到將第一極板252與第二極板254之間的電場(chǎng)壓向草地的作用，進(jìn)一步增加草地傳感器的靈敏度。

第一極板252和第二極板254與屏蔽板257之間設(shè)有絕緣隔離板259。絕緣隔離板259中設(shè)有放置電壓跟隨器258的通道。

參考圖10，示意了傳感器250與信號(hào)處理電路260的另一種連線方式。其中，兩個(gè)第一極板252與信號(hào)處理電路260的公共接地端相連，第二極板254接入信號(hào)處理電路260的輸入端。綜上，本發(fā)明的割草機(jī)100，在傳感器150或傳感器250上形成可以壓向草地的電場(chǎng)，因此能夠快速檢測(cè)到草地上草叢高度 的變化，完成草叢高度識(shí)別，進(jìn)一步地還能完成草地與非草地的識(shí)別。

本發(fā)明所述的割草機(jī)100，優(yōu)先選用可自動(dòng)行走的智能割草機(jī)。此外，也可以是帶有扶手的手推式割草機(jī)或可供使用者乘騎的乘騎式割草機(jī)，此時(shí)，控制裝置140除了不控制行走機(jī)構(gòu)，其他的控制方式與智能割草機(jī)一致。使用者可以根據(jù)控制裝置140的反饋，自主決定行走的時(shí)機(jī)和方向。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書(shū)記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。