割草機器人的製作方法

2023-06-22 21:04:51 2

本實用新型涉及割草設備，尤其涉及一種帶有垃圾撿取功能的割草機器人。

背景技術：

割草機器人是主要用於自主修剪草坪或小灌木的智能機械設備，通常用於公園、園林、小區或家庭，由於割草機器人不同於傳統的人工操作的割草機，而是自動行走、自行割草、無需人工操作，因此，極大程度減輕了園藝工作人員的勞動強度。自割草機器人誕生以來，人們對割草機器人的設計大多專注於與割草相關的部件。

然而，人們並沒有充分利用割草機器人，割草機器人每次工作都逐行或逐列走遍整個草坪，卻僅僅執行割草的任務。在公共園林、小區、公園等休閒公共場所，尤其是公園裡，由於人流量大，玩耍兒童多，草坪上經常會有各種垃圾，例如，果皮、紙屑等，很影響草坪的美觀。因此，清潔工人要在草坪上逐一行走撿取垃圾，耗費體力和視力。然而，如果專門研製一種撿垃圾的智能設備，會過於浪費，這是因為草坪上的垃圾不像草一樣長滿了地，而通常是稀疏的分布於草坪上，若設備僅僅為了撿這些稀疏分布的垃圾而逐一走遍草坪，則會導致不必要地浪費大量能耗。

在現有技術中，割草機器人尚未能進行割草的同時撿垃圾，並且，為了保持割草機器人的便捷性，製造者和研發者們不能無限度地增大割草機器人的體積，因此，有必要設計一種能解決該問題的割草機器人。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在於，提供一種割草機器人，所述割草機器人能割草的同時可實現垃圾撿取功能，減輕工作人員的勞動強度，並且，所述割草機器人便捷性好，便於運輸和放置。

為了解決上述技術問題，本實用新型採用以下技術方案：

本實用新型的實施例提供一種割草機器人，包括割草機主體、設置於所述割草機主體的兩側的驅動輪組件及設置於所述割草機主體下方的切割組件，所述割草機器人還包括顏色感應模塊、抓取裝置、垃圾裝置及控制模塊，所述顏色感應模塊、所述抓取裝置、所述垃圾裝置及所述控制模塊均安裝於所述割草機主體，所述抓取裝置可摺疊於所述割草機主體的表面，所述感應模塊用於識別垃圾，所述控制模塊用於控制所述顏色感應模塊與所述抓取裝置相互配合，以將草坪上的垃圾撿入所述垃圾裝置。

其中，所述垃圾裝置以外掛的形式可拆卸地設置於所述割草機主體的外側。

其中，所述垃圾裝置可摺疊地設置於所述割草機主體表面。

其中，所述垃圾裝置包括垃圾容器，所述垃圾容器是塑膠袋、金屬容器、木盒、紙盒和塑料盒之中的一種。

其中，所述顏色感應模塊包括顏色感應晶片、微處理器及存儲器，所述存儲器均與所述顏色感應晶片及所述存儲器連接，所述存儲器預先存儲RGB參考數據，當有光照射草坪的某一區域時，所述草坪的某一區域將光反射到所述顏色感應晶片，形成所述顏色感應晶片的入射光，所述顏色感應晶片接收所述入射光並將所述入射光轉化成電信號，所述微處理器將所述電信號經過處理後輸出RGB實際數據，並將所述RGB實際數據與RGB參考數據進行比較，以判定所述入射光的來源處是否有垃圾。

其中，所述顏色感應模塊還包括RGB光源，所述RGB光源與所述控制模塊連接，所述控制模塊控制所述RGB光源處於打開或關閉狀態，所述RGB光源用於在無可見光或可見光微弱的情況下以RGB光照射所述草坪，使草坪將所述RGB光反射到所述顏色感應晶片上。

其中，所述割草機器人還包括至少一個轉向輪，所述轉向輪位於所述驅動輪組件的前方，所述顏色感應模塊的入光面與所述轉向輪的著地點及兩個所述驅動輪組件的著地點所成的平面成一夾角。

其中，所述抓取裝置包括操作臂和抓手，所述操作臂的一端可轉動地設置於所述割草機主體的前部，所述抓手位於所述操作臂另一端，以使：當所述割草機器人工作時，所述操作臂可轉動而使所述抓手位於所述割草機器人的前方；當所述割草機器人工作結束時，所述操作臂可轉動而使所述抓取裝置摺疊於所述割草機主體的上表面。

其中，所述垃圾裝置還可以包括外延杆和安裝架，所述外延杆的一端鉸接於所述割草機主體的前部，另一端連接所述安裝架，所述安裝架用於固定所述垃圾容器，當所述割草機主體工作時，所述外延杆轉動而使所述安裝架位於所述割草機器人的前方，當所述割草機器人工作結束時，所述外延杆轉動而使所述外延杆及所述安裝架摺疊於所述割草機主體的上表面。

其中，所述安裝架為中空的框體或圓環體。

與現有技術相比，本實用新型的技術方案至少具有以下有益效果：

本實用新型的實施例中，由於所述割草機器人包括割草機主體、設置於所述割草機主體的兩側的驅動輪組件及設置於所述割草機主體下方的切割組件，所述割草機器人還包括顏色感應模塊、抓取裝置、垃圾裝置及控制模塊，所述顏色感應模塊、所述抓取裝置、所述垃圾裝置及所述控制模塊均安裝於所述割草機主體，而所述顏色感應模塊可以通過垃圾與草坪的顏色差別來識別垃圾，所述控制模塊用於控制所述顏色感應模塊與所述抓取裝置相互配合，以將草坪上的垃圾撿入所述垃圾裝置，因此，所述割草機器人可以實現割草功能的同時還可實現垃圾撿取功能，進一步減輕工作人員的勞動強度；又由於所述抓取裝置可摺疊於所述割草機主體的表面，因此，所述割草機器人便捷性好，便於運輸和放置。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的變形形式。

圖1是本實用新型的實施例中割草機器人的抓取裝置處於摺疊狀態時的結構示意圖；

圖2是本實用新型的實施例中割草機器人的抓取裝置處於展開狀態時的結構示意圖；

圖3是本實用新型的實施例中割草機器人的抓取裝置的結構的俯視示意圖；

圖4和圖5是本實用新型的實施例中割草機器人的抓取裝置的抓手的結構示意圖；

圖6是本實用新型的實施例中割草機器人的垃圾裝置的安裝架的結構示意圖；以及

圖7是本實用新型的實施例中割草機器人的垃圾裝置處於摺疊狀態時的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

此外，以下各實施例的說明是參考附加的圖示，用以例示本實用新型可用以實施的特定實施例。本實用新型中所提到的方向用語，例如，「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「內」、「外」、「側面」等，若無特別說明，是參考割草機器人正常工作於地面時，其前進方向為前，前進方向的左側為左，以此類推，因此，使用的方向用語是為了更好、更清楚地說明及理解本實用新型，而不是指示或暗指所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸地連接，或者一體地連接；可以是機械連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

此外，在本實用新型的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。若本說明書中出現「工序」的用語，其不僅是指獨立的工序，在與其它工序無法明確區別時，只要能實現該工序所預期的作用則也包括在本用語中。另外，本說明書中用「～」表示的數值範圍是指將「～」前後記載的數值分別作為最小值及最大值包括在內的範圍。在附圖中，結構相似或相同的單元用相同的標號表示。

請參閱圖1，圖1是本實用新型的實施例中割草機器人的抓取裝置處於摺疊狀態時的結構示意圖。本實用新型的實施例中的割草機器人包括割草機主體100、分別設置於所述割草機主體100的兩側的兩個驅動輪組件200及設置於所述割草機主體100下方的一個或多個切割組件300。兩個驅動輪組件200用於驅動所述割草機器人行駛、轉向或者後退。所述一個或多個切割組件300用於切割草坪上的草或小木從。所述割草機器人還包括顏色感應模塊400、抓取裝置500、垃圾裝置600及控制模塊(圖未示出)，所述控制模塊設置於所述割草機主體100的內部，所述顏色感應模塊400、抓取裝置500、所述垃圾裝置600均安裝於所述割草機主體。所述控制模塊用於控制顏色感應器模塊400、抓取裝置500、驅動輪組件300及其他需要控制的電路或零部件(圖未示出)。

所述顏色感應模塊400可以設置於割草機主體100的前端，用於感測草坪上的垃圾，所述顏色感應模塊400通過辨別垃圾的顏色與草坪的顏色不同而區別垃圾與草坪，草坪通常是綠色，而垃圾通常不是綠色或不純粹是綠色而夾雜著別的顏色。具體地，所述顏色感應模塊400包括顏色感應晶片(圖未示出)、微處理器(圖未示出)及存儲器(圖未示出)，所述存儲器均與所述顏色感應晶片及所述存儲器連接，所述存儲器預先存儲RGB參考數據，當有光照射草坪的某一區域時，所述草坪的某一區域將光反射到所述顏色感應晶片，形成所述顏色感應晶片的入射光，所述顏色感應晶片接收所述入射光並將所述入射光轉化成電信號，所述微處理器將所述電信號經過處理後輸出RGB實際數據，並將所述RGB實際數據與RGB參考數據進行比較，以判定所述入射光的來源處是否有垃圾。當所述RGB實際數據在RGB參考數據範圍內時，表示無垃圾，當所述RGB實際數據不在RGB參考數據範圍內時，表示有垃圾。RGB參考數據可以設置為包括綠色和青色的所有RGB值。

照射草坪的光可以是白天的太陽光，太陽光經草坪反射後，一部分形成所述顏色感應晶片的入射光。所述顏色感應模塊400還可以包括RGB光源，用於在無可見光或可見光微弱的情況下(例如夜晚)以RGB光照射所述草坪，使草坪將所述RGB光反射到所述顏色感應晶片上，所述RGB光源與所述控制模塊連接，所述控制模塊控制所述RGB光源打開或關閉。

在本實用新型的實施例中，所述割草機器人還可以包括至少一個轉向輪700，轉向輪700可以是萬向輪，轉向輪700位於所述驅動輪組件200的前方，當割草機器人放於地面時，所述驅動輪組件200的驅動輪及所述轉向輪700著地，所述顏色感應模塊410的入光面與所述轉向輪700的著地點及兩個所述驅動輪的著地點所成的平面成一夾角，以使所述顏色感應模塊400能在最大範圍內檢測到所述機器人前方的草坪上是否有垃圾。

所述抓取裝置500可摺疊於割草機主體100的表面，優選地，抓取裝置500摺疊於割草機主體100的上表面，所述割草機主體100的上表面是指割草機器人工作時所述割草機主體的遠離地面的表面。並且，抓取裝置500可轉動地設置於割草機主體100上。可以理解的是，在一些實施例中，所述抓取裝置500還可以設置於割草機主體100的其他表面，例如割草機主體的側面或底面，所述割草機主體的底面是所述割草機器人工作時割草機主體100的朝向底面的表面，所述割草機主體的側面是指連接所述割草機主體的上表面及底面的表面。

所述控制模塊用於控制所述顏色感應模塊400與所述抓取裝置500，使顏色感應模塊400與抓取裝置500相互配合，從而使抓取裝置500將草坪上的垃圾撿入所述垃圾裝置600。即：顏色感應模塊400識別垃圾並對垃圾定位後，將識別結果和定位信息反饋給所述控制模塊，若識別結果是垃圾，所述控制模塊控制抓取裝置500轉動並夾取所述垃圾，將其放入所述垃圾裝置600。

本實用新型的實施例中，所述割草機器人的垃圾裝置600可以內置於所述割草機主體100，例如，所述垃圾裝置600可以設置於所述割草機主體100的底部，並使垃圾裝置的入口設置於所述割草機主體100的底面。

本實用新型的實施例中，所述割草機器人的垃圾裝置600優選設置於所述割草機主體100的外側。所述垃圾裝置600可以以外掛的形式設置於所述割草機主體100的外側。所述垃圾裝置600可以與割草機主體100一體成型，優選地，所述垃圾裝置600可拆卸地設置於所述割草機主體100。

具體地，請參閱圖2及圖3，圖2是本實用新型的實施例中割草機器人的抓取裝置500處於展開狀態時的結構示意圖；圖3是本實用新型的實施例中割草機器人的抓取裝置500的結構的俯視示意圖。在本實用新型的實施例中，所述抓取裝置可以包括操作臂510和抓手520，所述操作臂510的一端可轉動地設置於所述割草機主體100的前部，所述抓手520位於所述操作臂510的另一端，當所述割草機器人工作時，操作臂510可轉動，從而使所述抓手520位於所述割草機器人的前方，當顏色感應器400感測到有垃圾時，所述控制模塊控制所述操作臂510帶動張開的抓手520一起轉動，直至夠到垃圾的位置，抓手520閉合而將垃圾夾住。當所述割草機器人工作結束時，所述操作臂510轉動而使所述抓取裝置摺疊於所述割草機主體100的上表面，即摺疊於割草機主體100的遠離所述驅動輪組件200的驅動輪的著地點的表面。

進一步地，所述抓取裝置500還可以包括轉動支架530，所述抓取裝置500通過所述轉動組件530可以向任一方位轉動。所述轉動組件530包括小轉輪531、大轉輪532、連接軸533、轉動盤534、彈簧535、穿過彈簧535的動力杆536、以及連接端537。所述小轉輪531通過轉軸嵌設於所述大轉輪532內，並且小轉輪531可繞著所述轉軸旋轉，所述操作臂510的遠離所述抓手520的一端連接於所述小轉輪531，所述操作臂510通過所述小轉輪531可以上下轉動，所述上下轉動，是指操作臂510朝靠近地面和離開地面的方向轉動。所述大轉輪532通過連接軸533與所述轉動盤534連接，所述轉動盤534轉動時帶動所述大轉輪532左右旋轉，即轉動盤534可以沿著大致平行於地面的平面旋轉，從而帶動所述抓臂510和抓手520左右轉動。如此，小轉輪531與大轉輪532相互配合而實現所述抓臂510和抓手520的全方位轉動，以便於拾取垃圾。所述動力杆536一端穿過所述彈簧535而固定於操作臂510，另一端穿過轉動盤534而固定於割草機器人的動力裝置(圖未示出)。所述操作臂510要轉動時，所述動力杆536用於為所述操作臂510提供轉動所需要的動力，所述操作臂510靜止時，所述動力杆536用於為所述操作臂510提供支撐力，所述彈簧535用於減緩所述操作臂的下降過程，此外，彈簧535對操作臂510也起到支撐作用。可以理解的是，在另外的實施例中，彈簧535對操作臂510也起到支撐作用，所述動力杆536可以用一根柔性繩代替，只需提供拉力即可。整個轉動支架530通過連接端537安裝於割草機主體100。需要說明的是，上述結構僅是所述轉動支架530的一種實施方式，還可以是其它能實現相同功能的結構，例如，轉動支架530的結構可以是現有技術中任意能夠實現上述功能的結構。

進一步地，請參閱圖4和圖5，圖4和圖5是本實用新型的實施例中割草機器人的抓取裝置500的抓手520的結構示意圖。圖4示意的是抓手520閉合時的狀態，圖5示意的是抓手520張開時的狀態。所述抓手520包括第一連杆521、第一抓臂522、第二連杆523及第二抓臂524。所述第一連杆521的一端及所述第二連杆523的一端通過第一固定件525可擺動地連接於所述操作臂510，所述第一抓臂522的一端通過第二固定件526可擺動地連接於所述第一連杆521的另一端。所述第二抓臂524的一端通過第三固定件527可擺動地連接於所述第二連杆523的另一端。所述第一抓臂522的中間部位具有第一連接孔(圖中未標編號)，所述第二抓臂524的中間部位具有第二連接孔(圖中未標編號)，第一抓臂522與第二抓臂524相互交叉，並且所述第一連接孔與所述第二連接孔重疊，所述第二抓臂524位於上方，所述第一連接孔和所述第二連接孔內設置有第四固定件528，即所述第四固定件528穿過所述第一連接孔和所述第二連接孔，將所述第一抓臂522與所述第二抓臂524可活動地連接起來。並且，所述第四固定件528與一牽引杆(圖未示出)連接。所述牽引杆可以設置於所述操作臂510的內部，或沿著所述操作臂510的長度方向上延伸，所述牽引杆一端連接所述第四固定件528，另一端連接於所述割草機器人的動力裝置，從而使所述第四不定件成為所述抓手520的著力支點。所述第一抓臂522與所述第二抓臂524通過所述第四固定件528能夠擺動，所述牽引杆提供往割草機主體100方向的力時，所述抓手520張開，即所述第一抓臂522與所述第二抓臂524張開。當所述牽引杆提供遠離割草機主體100方向的推力時，所述抓手520閉合，即所述第一抓臂522與所述第二抓臂524閉合。所述第一抓臂522和所述第二抓臂524的末端均有迂迴部(圖中未標編號)，且所述第一抓臂522的迂迴部與所述第二抓臂524的迂迴部相對，以便於所述第一抓臂522和所述第二抓臂524更好地配合而夾持垃圾。在具體實施中，抓臂的數目可以根據需要而設置更多個。需要說明的是，本實用新型的實施例中，抓取裝置500的抓手520的結構除了可以設置為上述結構，還可以是其它實現上述功能的結構，例如，多關節機械手。

進一步地，請同時參閱圖2和圖6，圖2是本實用新型的實施例中割草機器人的抓取裝置500處於展開狀態時的結構示意圖；圖6是本實用新型的實施例中割草機器人的垃圾裝置600的安裝架630的結構示意圖。所述垃圾裝置600包括垃圾容器610及外延杆620。所述垃圾容器610是塑膠袋、金屬容器、木盒、紙盒和塑料盒之中的一種。所述外延杆620的一端可轉動地連接(例如，鉸接)於所述割草機主體100的前端，另一端設置有安裝架630，所述安裝架630用於固定所述垃圾容器610，當所述割草機主體100工作時，所述外延杆620轉動而使所述安裝架630位於所述割草機器人的前方。

進一步地，所述安裝架630為中空的邊框體或圓環體，下面以安裝架630是邊框體為例進行說明。請參閱圖6，所述安裝架包括第一邊631、第二邊632、第三邊633及第四邊634。所述第一邊631的一端和第四邊634的一端可轉動地接於所述外延杆620，第一邊631的另一端與所述第二邊632的一端可轉動地連接(例如，鉸接)，所述第四邊634的另一端與所述第三邊633的一端可轉動地連接(例如，鉸接)，所述第二邊632的另一端與所述第三邊633的另一端可轉動的連接(例如，鉸接)。該結構下，所述安裝架630可以收縮為長條形，使第一邊631與第四邊634大致重疊，第二邊632與第三邊633重疊，從而可以在割草機器人不工作時減小安裝架630的佔用面積。

請參閱圖7，圖7是本實用新型的實施例中割草機器人的垃圾裝置處於摺疊狀態時的結構示意圖。當所述割草機器人工作結束時，所述外延杆620轉動而將所述垃圾裝置600摺疊於所述割草機主體100的表面，並可將垃圾容器610取下。亦即：當所述割草機器人工作結束時，所述外延杆620轉動以使所述外延杆620及所述安裝架630摺疊於所述割草機主體的遠離所述驅動輪組件200的驅動輪的著地點的表面。並且，當所述割草機器人工作結束時，所述抓取裝置500通過轉動支架530將所述操作臂510轉到割草機主體100上，使所述抓取裝置500摺疊於所述割草機主體表面。

本實用新型的實施例中，由於所述割草機器人包括割草機主體100、切割組件300、顏色感應模塊400、抓取裝置500、垃圾裝置600及控制模塊，且顏色感應模塊400、抓取裝置500、垃圾裝置600及所述控制模塊均安裝於所述割草機主體100，顏色感應模塊400可以通過垃圾與草坪的顏色差別來識別垃圾，所述控制模塊可控制所述顏色感應模塊400與所述抓取裝置500相互配合，以將草坪上的垃圾撿入所述垃圾裝置600，因此，所述割草機器人可以實現割草功能的同時還可實現垃圾撿取功能，進一步減輕工作人員的勞動強度；又由於所述抓取裝置500和垃圾裝置600可摺疊於所述割草機主體100的表面，因此，所述割草機器人便捷性好，便於運輸和放置。

在本說明書的描述中，參考術語「實施例」、「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

以上所述的實施方式，並不構成對該技術方案保護範圍的限定。任何在上述實施方式的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在該技術方案的保護範圍之內。