用於割草移動機器人的刀片組件的製作方法

2023-10-21 11:29:57

本公開總體涉及用於割草移動機器人的刀片組件。

背景技術：

草坪修剪移動機器人可以關於環境導航以修剪限制區域。草坪修剪移動機器人包括可旋轉的刀片。在草坪修剪移動機器人在環境中沿著地面行進時，草坪修剪移動機器人可以旋轉刀片。當刀片旋轉並接觸地面上的可割植被(諸如草)時，刀片切割植被。

技術實現要素：

在一方面，本發明特徵為割草移動機器人，其包括主體和連接到主體並且可繞驅動軸線旋轉的刀片組件。該刀片組件包括兩個或多個安裝彈簧的刀片、兩個或多個彈簧，以及容納刀片的殼體。每個刀片可旋轉地安裝在安裝軸線上，並包括從刀片尖端朝驅動軸線向內延伸的切割部。每個彈簧被配置為限制所述兩個或多個刀片中的相關聯一個的運動。所述殼體包括在其中裝入兩個或多個刀片的兩個或多個狹槽。狹槽成角度，使得每個刀片的一部分被構造成響應於撞擊在相應狹槽內通過圍繞該刀片的安裝軸線旋轉而朝驅動軸線向內移動，以使刀片的切割部相對於地面朝主體向上移動，並且隨著刀尖繞驅動軸線旋轉，而減少由刀尖和驅動軸線限定的尖端半徑。

在另一方面，本文件以移動割草機器人為特徵，其包括主體和連接到主體並且可繞驅動軸線旋轉的刀片組件。該刀片組件包括刀片、容納刀片的殼體、以及將刀片連接到殼體的彈簧。殼體包括在其中裝入刀片的狹槽，使得刀片的一部分響應於撞擊而可通過狹槽朝另一刀片移動。狹槽在殼體中朝主體向上傾斜，從而使刀片能夠響應於撞擊相對於地面朝主體向上移動。彈簧是用於約束刀片相對於殼體的運動。

在另外的方面，本文件以用於移動割草機器人的刀片組件為特徵，其包括刀片、容納刀片的殼體、以及將刀片連接到殼體的彈簧。殼體被配置用於耦合到所述移動割草機器人的致動器，使得所述殼體可繞驅動軸線旋轉。殼體包括在其中裝入刀片的狹槽，使得刀片響應於撞擊而可通過狹槽朝另一刀片移動。狹槽在殼體中朝移動割草機器人的主體向上傾斜，從而使刀片能夠響應於撞擊向上移動。彈簧是用於約束刀片相對於殼體的運動。

本文所描述的設備、刀片組件和機器人系統可以包括，但不限於，本文在下面和別處描述的實施方式。在一些示例中，所述切割部分可以包括在安裝軸線與刀尖之間的距離的10％至30％之間的長度。在一些示例中，每個狹槽可以從安裝軸線附近遠離該安裝軸線並且相對於水平地面傾斜地向上延伸。相對於水平地面的傾斜角度可以是在5至10度之間。

在一些示例中，該安裝軸線與驅動軸線是不平行的。

在一些示例中，彈簧可以是具有聯接到殼體的第一端和聯接到刀片的第二端的扭轉彈簧。扭轉彈簧可以具有扭轉軸線。刀片可以被配置為相對於殼體圍繞與安裝軸線重合併且與驅動軸線不平行的扭轉軸線旋轉。

在一些示例中，彈簧可偏壓刀片遠離其他刀片。

在一些示例中，在撞擊不存在的情況下，刀尖半徑可定位為始終以第一半徑轉動。響應於刀片的撞擊和運動，尖端半徑可朝向第二半徑減小。第二半徑可小於所述第一半徑。

在一些示例中，刀片可以包括通過表面連接的第一邊緣和第二邊緣。刀片可以相對於地面以傾斜角向上傾斜，使得第二邊緣相對於地面比第一邊緣更高。傾斜角可以為5度至10度之間。

在一些示例中，刀片可包括第一部分和第二部分。第一部分可通過在殼體中的狹槽延伸。第二部分可向下延伸遠離第一部分。刀片可包括沿著刀片組件的徑向軸線延伸的第三部分。

在一些示例中，面向主體的刀片表面可包括沿著表面縱向延伸的浮凸。

在一些示例中，移動割草機器人可包括安裝到殼體的防撞器。所述防撞器可以具有相對於地面的第一高度。所述刀片可以具有相對於地面的第二高度。第一高度可小於第二高度。

在一些示例中，響應於撞擊，當刀片組件被配置成相對於主體在第一方向上旋轉時，刀片可被構造成相對於主體在與第一方向相反的第二方向上轉動。移動割草機器人還可以包括安裝在主體上以旋轉刀片組件的致動器，以及一個或多個執行指令以進行操作的處理器。該操作可以包括檢測傳送到致動器的電流的增加，並且響應於檢測到所述增加而減少傳送到致動器的電流。增加可以響應於撞擊

。在一些示例中，殼體可以被配置成接收將所述殼體連接到致動器的軸。軸可在其中限定凹槽。刀片組件還可以包括在殼體內的保持夾。保持夾可以包括臂。臂可以在殼體內滑動，以使臂彎曲並由此向凹槽移動，或者從凹槽離開。臂可以定位在凹槽內以將殼體鎖定到致動器。

在一些示例中，該保持夾可包括連接所述臂的把手。殼體可以沿平面約束把手和臂。臂可以被配置為沿殼體滑動，並當把手上的拉力沿著平面並且從驅動軸線向外定向時相對於驅動軸線向外變形。臂可以是彈性的，使得臂可以被配置為沿殼體滑動，並在把手上的拉力被釋放時相對於所述驅動軸線向內變形。

在一些示例中，所述臂可各自包括第一端、第二端、以及連接第一端和第二端的保持部。所述第一端可被配置為接觸所述殼體的支柱並沿著其滑動。所述第二端可被配置為接觸所述殼體的支撐凸起。保持部可以定位在凹槽內以將致動器鎖定到殼體。

在一些示例中，殼體可包括花鍵腔。花鍵腔可配置為與致動器的軸的對應花鍵部相配合。

在一些示例中，刀片可以被配置為在相應狹槽內沿第一方向和第二方向兩者朝著驅動軸線旋轉。彈簧可以是拉伸彈簧，其配置成當刀片在第一方向上旋轉時伸長，並且配置成當刀片在第二方向上旋轉時壓縮。

本文所描述的設備、刀片組件和機器人系統的優點可以包括但不限於以下內容。刀片組件可降低損壞刀片組件的刀片和移動割草機器人的致動器的風險。例如，因為刀片可以相對刀片組件的殼體移動，所述刀片可接觸到地面上的物體，然後相對殼體移動以在該物體周圍機動，並由此移動遠離該物體。刀片既可以橫向又可以縱向移動，以中止與物體的接觸，從而能夠在不同幾何形狀的物體周圍移動。

在刀片接觸物體時，刀片通過由殼體限定的狹槽的運動可減小刀片組件上的衝擊力。例如，刀片通過狹槽的運動可增加來自與物體接觸的力發生的持續時間，為移動割草機器人的控制器對撞擊的響應提供更大的時間量。同樣地，聯接到刀片的彈簧可以產生逆著與物體撞擊的力的偏置力，以使刀片穿過狹槽的運動以更大的持續時間發生，進一步增加控制器響應的時間量。下降的衝擊也可以減少刀片的疲勞和其他機械故障的風險。

刀片組件的保持機構提供了釋放機構，該釋放機構可以使刀片組件能夠容易地安裝到移動割草機器人的致動器並從其拆卸。保持機構可以被約束在殼體內，使得該保持機構是使用者方便接觸的，但又被約束為使得刀片組件從致動器意外斷開連接的風險可以減小。

本說明書(包括本發明內容部分)中描述的任何兩個或多個特徵可以被組合以形成本文沒有具體描述的實施方式。

本文所述的刀片組件、機器人系統、設備和技術，或其部分，可以由電腦程式產品控制，該電腦程式產品包括存儲在一個或多個非臨時性計算機可讀存儲介質上的指令，並且可在一個或多個處理設備上執行以控制(例如，協調)本文所描述的操作。本文所述的機器人或其部分可以被實現為一個裝置或電子系統的全部或一部分，該裝置或電子系統可以包括一個或多個處理設備和用於存儲可執行指令以實現各種操作的存儲器。

一個或多個實施方式的細節在本文的附圖和說明書中闡述。其他特徵和優點將從說明書和與附圖以及從權利要求書中顯而易見。

附圖說明

圖1是刀片組件正跨越地面移動的割草移動機器人的一個示例的側視圖。

圖2是圖1的割草移動機器人的仰視圖。

圖3是致動器和刀片組件的分解俯視透視圖。

圖4是從圖1的割草移動機器人分離的刀片組件的側視圖。

圖5是圖4的刀片組件的仰視透視圖。

圖6是圖4的刀片組件的分解仰視透視圖。

圖7a是沿圖5的剖切線7a-7a截取的刀片組件的剖視圖，刀片組件的刀片處於延伸位置。

圖7b是圖7a中示出的刀片組件的剖視圖，刀片組件的刀片處於縮回位置。

圖8是示出為透明的聯接到刀片組件中的彈簧的刀片的仰視透視圖。

圖9a是刀片的一個示例的仰視透視圖。

圖9b是圖9a的刀片的側視圖。

圖9c是圖9a的刀片的仰視圖。

圖9d是沿圖9c中示出的剖切線9d-9d截取的刀片的剖視圖。

圖10是刀片組件的示意性俯視圖，其示出了處於伸出位置和縮回位置的刀片。

圖11是刀片組件的俯視透視圖，其示出了處於伸出位置和縮回位置的刀片。

圖12是從割草移動機器人分離的刀片組件沿圖11的剖切線12-12截取的側剖視圖，刀片處於縮回位置。

圖13是從割草移動機器人分離的刀片組件的側視圖，刀片處於縮回位置。

圖14a至圖14d是接觸物體的刀片組件的刀片的一個示例的側視透視圖。

圖15a至圖15d是接觸物體的刀片組件的刀片的一個示例的示意性側視圖。

圖16是保持夾的俯視透視圖。

圖17a是刀片組件的俯視圖，其示出了處於保持位置的圖16的保持夾。

圖17b是刀片組件的俯視圖，其示出了處於釋放位置的圖16的保持夾。

圖18a是刀片組件的示例的俯視示意圖，刀片具有兩個切割邊緣。

圖18b是圖18a的刀片組件的側視示意圖。

在不同附圖中的相同參考標記指示相同的元件。

具體實施方式

本文描述配置為經過可修剪區域使用刀片組件割草和其他植被(以下統稱為草)的示例移動機器人。刀片組件可安裝在移動機器人上，並且在一個示例實施方式中，包括兩個或多個安裝彈簧的刀片。快速釋放保持機構被配置為使用戶能夠在保持機構上施加拉力，以將刀片組件安裝至移動機器人和從其拆卸。

當刀片組件被安裝在移動機器人上時，移動機器人轉動刀片組件割草。在一些實施方式中，刀片安裝在刀片組件中，使得刀片響應於與可修剪區域中的不可修剪物體撞擊而收縮。刀片的收縮使得刀片在移動機器人繼續經過該區域時能夠圍繞物體移動並且刀片組件繼續轉動。

圖1圖示了沿前進方向102經過地面50行進的割草移動機器人100(在本文中也被稱為機器人)的側視圖。地面50包括未修剪草55，和被刀片組件106切割的已修剪草60。如圖2所示，刀片組件106包括殼體120，刀片108安裝到其中。割草移動機器人100還包括致動器112，刀片組件106安裝到其。當刀片組件106安裝到致動器112時，致動器112被配置為旋轉刀片組件106。小型不可修剪物體65(例如，小石頭)和大型不可修剪物體70(例如，大石頭)處於割草移動機器人100的前進方向102上。在一些實施方式中，機器人100包括兩個或多個刀片組件106。

在一些示例中，由於接觸可能損壞刀片108、刀片組件106，或用來驅動刀片108的轉動的致動器112，因此刀片組件106與這樣的物體之間的接觸是不希望的。另外，刀片組件106的殼體120與該物體之間的接觸可在致動器112上產生橫向力，這可能會損壞致動器112。

機器人100包括多個機構，以避免可能由與不可修剪物體65、70接觸而造成的對機器人100的損壞。如圖示機器人100的仰視圖的圖2所示，機器人100包括安裝在機器人100的主體103前部的防撞器104。當機器人100關於地面50移動時，防撞器104和刀片108被配置為接觸地面50上的物體。防撞器104與足夠高到擠壓防撞器104的物體之間的接觸用於將機器人100從較大的不可修剪物體(例如，具有的最小高度為防撞器104的底部高度的不可修剪物體)重新定向離開。防撞器104保護刀片組件106避免接觸這些較大物體。

刀片組件106安裝在主體103的底部上，並且包括刀片縮回機構，刀片縮回機構使刀片108能夠響應於與不可修剪物體接觸而縮回並升起。在某些情況下，防撞器104不接觸的物體可能接觸到刀片108。在一些實現方式中，如本文中所述的，刀片108被安裝在刀片組件106中，使得在刀片108接觸物體時，刀片108相對刀片組件的殼體120轉動。簡要地參考圖10，刀片108a、108b、108c(統稱為刀片108)被安裝成使得每個刀片108a、108b、108c在與物體接觸時相對於刀片組件106的殼體120獨立地從伸出位置轉動到縮回位置。圖10圖示了處於以實線示出的伸出位置174中的刀片108a。刀片108a可相對於殼體120轉動到以虛線所示的縮回位置176。每個刀片108a、108b、108c具有相應的伸出位置和縮回位置，並且能夠獨立於其它刀片在這些位置之間轉動。

該轉動降低了由刀片108與物體之間的接觸產生的撞擊力，從而潛在地減少了對刀片108、刀片組件106和致動器112的損壞。如本文中更詳細描述的，刀片108a向縮回位置176的運動還使得刀片108能夠移動到使得刀片108a避免與物體進一步接觸的位置。例如，刀片108a相對於地面50豎直升起，以允許物體在刀片108a下方通過。刀片108另外地或替代地向內收縮，以允許物體在刀片108a的最外點之外通過(例如，圖10所示的刀片尖端139d)。

刀片108a也是安裝彈簧的，使得刀片108a逆著彈簧力的運動減緩了較大衝擊力直接向殼體120的傳遞，由此降低致動器112上的衝擊力。當刀片108a撞上物體時，彈簧進一步吸收施加到刀片108a上的能量，並且將刀片108a偏壓回到切割位置，使得刀片108a在刀片108a已越過碰撞物體後返回到切割位置。

如圖1和2所示，驅動輪110(與在機器人100前部上的腳輪111協作)支撐主體103在地面50上方。機器人100還包括致動器112，刀片組件106安裝到其上。在圖3圖示的致動器112和刀片組件106的分解圖中示出，致動器112包括軸113，刀片組件106被安裝在其上。

機器人100包括控制器114，以控制機器人100的系統的操作。例如，控制器114控制轉動機器人100的驅動輪110以經過地面50移動機器人100的一個或多個電機。控制器114還控制傳送到致動器112以轉動致動器112和刀片組件106(當該刀片組件106安裝到致動器112時)的功率量。

如圖1所示，隨著機器人100沿前進運動方向102圍繞地面50移動，機器人100的防撞器104定位在機器人100的主體103上，以接觸沿地面50的物體。當防撞器104接觸物體時，響應於與物體的撞擊力，防撞器104相對於機器人100的主體103在向後方向上移動。在一些實施方式中，防撞器104也相對於機器人100的主體103沿向上方向移動。

響應於防撞器104與環境中的物體之間的撞擊，控制器114可替代地或另外控制傳送到轉動驅動輪110和/或致動器112的電機的功率量。在一些實施方式中，防撞器104包括接觸傳感器、力傳感器或響應於與地面50上的物體的撞擊或接觸而產生信號的其他合適的傳感器。控制器114根據由傳感器產生的信號控制機器人100的導航。例如，響應於檢測到與物體的接觸，控制器114減小傳送到驅動輪110的功率以降低它們的速度，或差動地驅動驅動輪110以使機器人100轉向遠離物體。

在一些示例中，防撞器104接觸具有的高度大於防撞器高度116的物體，該防撞器高度116是從地面50到防撞器104的底面而測量的。隨著機器人100沿前進方向102移動，防撞器104接觸較大物體70，但不接觸較小物體65，因為較大物體70具有大於防撞器高度116的高度，而較小物體65具有小於防撞器高度116的高度。防撞器高度116例如是在3至7釐米範圍內(例如，4至6釐米，大約5釐米)。較大物體70的高度可能大於防撞器高度116(例如，大於3至7釐米)，而較小物體65的高度可以小於防撞器高度116(例如，小於3至7釐米)。

如果足夠小，物體可以進入在主體103下方的下側區域118。在一些示例中，隨著機器人100沿前進方向102移動，當防撞器104不與小物體65接觸時，小物體65移動到主體103下方的下側區域118中。在一些情況下，機器人100接觸具有比防撞器高度116更大的高度的物體，並且該物體接觸防撞器104，並導致防撞器104沿向上方向相對主體103移動，使得物體移動超出防撞器104進入主體103下方的下側區域118。

刀片組件106安裝在機器人100上，使得刀片108被定位在高於地面50的刀片高度132處。刀片高度132確定已修剪的草60的高度。在這方面，刀片高度132選擇為使得在機器人100修剪草(例如未修剪的草55)之後的草的高度處於期望高度。在一些示例中，刀片高度132小於防撞器高度116，而在其他示例中，刀片高度132大於防撞器高度116。

圖4示出了從圖1的機器人100分離的刀片組件106，而圖5示出了刀片組件106的仰視透視圖。刀片組件106包括容納刀片108的殼體120。雖然三個刀片108被示出，但是在一些示例中，一個、兩個、四個或多個刀片被安裝在刀片組件106中。殼體120例如是圓柱形殼體。殼體120包括形成在上殼體124與下殼體126之間的狹槽122，所述上殼體124和下殼體126被連接以形成殼體120(參照圖6)，並限定狹槽122，刀片108被安裝在其中。

刀片108還響應於與地面50上的物體撞擊而移動通過狹槽122。在一些示例中，如圖4所示，狹槽122包括加寬部分122a，以將刀片108容納在其完全縮回位置中。狹槽122還沿圓柱形殼體傾斜，使得狹槽122隨著它們延伸通過殼體而升起，從而使刀片108在它們通過殼體移動時能夠升起。如圖7a和7b所示，每個刀片108被安裝在殼體120中的樞軸134上，使得每個刀片108可相對於殼體120圍繞由樞軸134限定的安裝軸線135轉動。例如，當刀片108a圍繞安裝軸線135相對於殼體120轉動時(例如響應於刀片上的撞擊力)，刀片108a移動通過相應的狹槽122。

殼體120還包括約束板128，其與上殼體124配合以將機器人100的致動器112與刀片組件106對齊。約束板128和上殼體124將致動器112旋轉地聯接到刀片組件106。該上殼體124與保持夾129相互作用(本文更詳細描述)，以將致動器112鎖定到殼體120。當致動器112被鎖定到殼體120時，致動器112與殼體120之間的相對平移被抑制，從而使刀片組件106和致動器112的軸113能夠相對於主體103共同繞驅動軸線130轉動。

刀片108的安裝軸線135與驅動軸線130基本上不平行。驅動軸線130例如垂直於水平地面50，而安裝軸線135相對於驅動軸線130傾斜。安裝軸線135與驅動軸線130之間的角度例如在5至10度範圍內(例如，在6至9度範圍內、在7至8度範圍內、大約7.5度)；然而，如本文所描述的，也可以使用這些之外的角度。

如果地面50上的物體與刀片108之間沒有撞擊或接觸，則致動器112導致刀片尖端173a、173b、173c(刀片108a的刀片尖端139d對應於刀片尖端173a，而刀片尖端173a、173b、173c被統稱為刀片尖端173)在平行於地面50並且在其上方的平面內轉動。在物體與刀片108之間撞擊或接觸時，刀片108相對於殼體120轉動，以導致刀片尖端173在關於地面50成角度的平面內旋轉。隨著它們相對於刀片組件106的殼體120轉動，刀片尖端173因此改變相對於地面50的高度。刀片尖端173相對於殼體120的旋轉平面以及刀片尖端173由於致動器112的轉動而導致的旋轉平面之間的角度例如在5至10度範圍內(例如，在6至9度範圍內、在7至8度範圍內、大約7.5度)；然而，如本文所描述的，也可以使用這些之外的角度。刀片108轉動使得它們朝殼體120向內移動，並升起離開地面50。隨著刀片尖端173升起離開地面50，刀片尖端173配置為高度增加達例如在5至15毫米範圍內(例如在5至10毫米範圍內、10至15毫米範圍內、6至14毫米範圍內、7至13毫米範圍內、大約8毫米)。

如圖7a和7b所示，示例刀片108a以相對於地面50的傾斜角137安裝在殼體120上。刀片108a的傾斜角137使得刀片108a能夠隨著刀片108a相對於殼體120在狹槽122內轉動而以向上的軌道移動。在這個示例中，傾斜角對應於形成在安裝軸線135與驅動軸線130之間的角度。傾斜角137例如在5至10度範圍內(例如，在6至9度範圍內、在7至8度範圍內、大約7.5度)；然而，也可以使用這些之外的角度。例如，更大的傾斜角增加刀片108在對應狹槽12內移動時刀片108a升起的高度。在其它示例中，與更長的狹槽結合的更小傾斜角增加了刀片通過狹槽122行進的距離，而不會降低刀片108a移動到縮回位置時刀片108a的最大高度增加。

因為殼體120是圓柱形的，狹槽122是傾斜的，以使得刀片108a能夠以傾斜角137在向上的軌跡中相對於殼體120轉動通過殼體120。每個狹槽122例如成角度以適應刀片108a的傾斜角137。每個狹槽122在殼體120中從安裝軸線135附近向上延伸離開安裝軸線135。每個狹槽122朝主體103離開地面50向上傾斜以與水平地面50形成角度。狹槽與地面50之間的角度對應於刀片108a的傾斜角137。刀片108a相應地可通過狹槽122旋轉，而不接觸殼體120的限定狹槽122的壁表面。

刀片組件106還包括安裝在殼體120中的彈簧131。對於每個彈簧131，該彈簧131的一端被旋轉地約束到殼體120，而彈簧131的另一端被聯接到對應刀片108。由於彈簧131被聯接到殼體120和刀片108兩者，因此彈簧131被配置為約束對應刀片108相對於殼體120的運動。如圖8所示，彈簧131包括聯接到殼體120的第一端部131a和聯接到刀片108a的第二端部131b。彈簧131的第二端部131b被例如安裝到刀片108a上的開口151內。

因為第一端部131a被聯接到殼體120(例如，第一端部131a被旋轉地約束到殼體120)，並且第二端部被聯接到刀片108a，所以殼體120與刀片108a之間的相對運動使得彈簧131圍繞扭轉軸線136扭轉。刀片108被彈簧安裝在殼體120內，使得刀片108被偏壓到如圖3至5、圖7a和圖11所示的位置中。彈簧131被定位成使得彈簧131的扭轉軸線136與安裝軸線135重合。扭轉軸線136和安裝軸線135兩者相對於驅動軸線130成角度。每個刀片108具有一個彈簧131，並因此與其他刀片獨立地旋轉。

刀片108a相對於殼體120通過狹槽122離開其初始位置的旋轉使得彈簧131儲存能量。彈簧131施加與刀片108a離開其初始位置的旋轉相反的力。因此，當刀片108a相對於殼體120朝向另一刀片轉動時，來自彈簧131的力偏壓刀片108a離開其他刀片。彈簧131是例如1至5磅-英寸(如1至2.5磅-英寸、2.5至5磅英寸、約2.5磅-英寸、0.11至0.57牛頓-米、0.11至0.28牛頓-米、0.28至0.57牛頓-米、約0.28牛頓-米)的扭轉彈簧；然而，也可以使用具有其他性能特徵的扭轉彈簧。例如，具有更大強度的扭轉彈簧增加了在刀片108a轉動到完全縮回位置時由彈簧吸收的能量大小，並且增加了使刀片108a移動到完全縮回位置所需的力的大小。具有更小強度的扭轉彈簧減少了在刀片108a轉動到完全縮回位置時由彈簧吸收的能量的大小，並且減少了使刀片108a移動到完全縮回位置所需的力的大小。

圖7a和7b圖示了移動穿過殼體120的單個刀片108a。其它刀片108b、108c未被示出，以簡化刀片108a的運動的圖示。如在本文中更詳細地描述的，刀片108a從伸出位置(圖7a)通過狹槽122轉動到縮回位置(圖7b)。伸出位置對應於刀片108a在狹槽122內的初始位置。縮回位置對應於刀片108a在狹槽122內的最終位置，在該最終位置上，因為與殼體120的壁接觸，刀片108a不能從其初始位置轉動得更遠。在該縮回位置中，刀片108a的一部分處於狹槽122的加寬部分122a內。

圖9a至9d示出了刀片108a的一個示例。刀片108a限定了第一邊緣138和第二邊緣140，在刀片組件106沿前進旋轉方向142上繞驅動軸線130旋轉時(圖5所示)，所述第一和第二邊緣分別對應於刀片108a的前緣和後緣。第一邊緣138和第二邊緣140通過刀片108a的頂面144和底面146相連接。

如圖4所示，因為刀片108a以傾斜角137相對於地面50安裝，所以第二邊緣140相對於地面50比第一邊緣138更高。刀片高度132對應於第一邊緣138在地面50上方的高度。在這方面，當刀片組件106轉動時，第一邊緣138切割未修剪的草55到大致等於刀片高度132的高度。

因為刀片108a以傾斜角137安裝，所以從第一邊緣138附近到第二邊緣140的底面146被定位在比刀片高度132大的高度處。因此，在第一邊緣138割草到刀片高度132後，底面146越過已修剪草60，而不會拖曳已修剪草60。減少的拖曳減小了致動器112轉動刀片組件106割草時致動器112需要克服的摩擦力。傾斜角137從而可以通過抑制由該底表面146的拖曳造成的摩擦力實現更高的割草效率。

每個刀片108包括第一部分139a、從第一部分139a延伸的第二部分139b，和從第二部分139b延伸至刀片尖端139d的第三部分139c。第一部分139a是刀片108a安裝在殼體120內的部分。第一部分139a包括將彈簧131安裝到刀片108a的開口151，以及將刀片108a可旋轉地安裝到殼體120上的開口157(例如，將刀片108a安裝到殼體120的樞軸134上)。第一部分139a從殼體120內通過狹槽122延伸出殼體120，第一部分139a安裝在殼體120中。

刀片108a的第二部分139b從刀片108a的第一部分139a向下延伸，使得第二部分139b終止於刀片高度132處。在刀片108a處於縮回位置(圖7b)時，狹槽122的加寬部分122a容納刀片108a的第二部分139b。

從第二部分139b延伸的刀片108a的第三部分139c被定位為在地面50上方的刀片高度132處大致水平地延伸。第三部分139c包括第一邊緣138的切割部138a，其從刀片尖端139d朝驅動軸線130向內延伸。第三部分139c和切割部138a例如與刀片組件106的從驅動軸線130延伸的徑向軸線重回或平行。在一些情況下，所述第三部分139c與徑向軸線形成在0至2.5度範圍內的角度(例如，0至1.5度、0至0.5度、小於1度、小於0.5度)。

在一些示例中，因為僅刀片108a的第三部分139c在刀片高度132處，所以當機器人100在經過地面50行進修剪草時，所述第三部分139c接觸草，而第一和第二部分139a、139b不接觸草。第三部分139c，作為刀片108a的相對刀片組件106的驅動軸線130的最遠端部分，具有從驅動軸線130測量的更大的槓桿臂。給定由機器人100的致動器施加在刀片組件106上的扭矩，由第三部分139c施加在草上的力大於可由第二部分139b和第一部分139a施加的力。

此外，相比刀片108a的總長度，第三部分139c具有相對小的長度。在一些示例中，該第三部分139c的長度150是刀片108a的總水平長度152的在10％至50％範圍內的某一百分比(例如，在10％至30％範圍內、在20％至40％範圍內，30％至50％範圍內、約20％、約30％、約40％)。在一些示例中，刀片108a的水平長度152在5至30釐米範圍i，(例如，在5至7.5釐米範圍內、在7.5至10釐米範圍內、在5至10釐米範圍內、在10至20釐米範圍內，在20至30釐米範圍內、約7.5釐米、約15釐米、約20釐米、約22.5釐米、約25釐米)。與草接觸的第三部分139c中的較小表面積和第三部分139c的較長槓桿臂的結合，使得該第三部分139c在刀片108a切割草時傳遞更集中的力到所述草上。通過乾淨地切過所述草，集中的力實現提高的草切割質量。提高的切割質量例如包括實現了在大片草地上的均勻切割。在一些實施方式中，提高的切割質量意味著在切割區域中的至少75-80％範圍內的草葉處於所希望的切割高度(例如，葉高度132)的10％-15％範圍內。在一些實施方式中，提高的切割質量意味著實現了經過豎直定向的葉片的均勻切割，使得切割邊緣不是鋸齒狀的，和/或使得所述切割邊緣的長度只不過比草葉的寬度長10％-15％。

可選地，刀片108a的頂表面144包括浮凸148。浮凸148沿著刀片108a縱向延伸。浮凸148例如沿頂表面144延伸通過刀片108a的水平長度152的50％至90％(例如，60％至80％、65％至75％、約70％)。如圖9d所示，這是刀片108a的沿圖9c中所示的剖切線9d-9d的剖視圖，浮凸148改變刀片108a的橫截面形狀，從而在刀片108a轉動時改變經過刀片108a的空氣流。浮凸148的橫截面形狀例如配置成使得在刀片組件106的旋轉過程中的空氣流在刀片108a上引起升力，該升力導致刀片108a部分地升起同過狹槽122。這樣的剖面形狀減小了刀片108a響應於在刀片組件106的旋轉過程中發生的空氣流而彎曲的風險。

當刀片108a移動通過狹槽122時，刀片108a被構造成使得刀片108a圍繞刀片108a的安裝軸線135通過狹槽122的旋轉使得刀片108a朝向驅動軸線130移動。如圖10中的刀片組件106的頂視圖所示，在切割操作過程中，刀片108a、108b、108c與刀片組件106一起以逆時針方向(從上方觀察)轉動。每個刀片108a、108b、108c相對於殼體120在伸出位置與縮回位置之間可移動。圖10和11僅圖示了處於伸出位置174和處於縮回位置176中的刀片108a，但各刀片108a、108b、108c都可在這些位置之間移動。

在一些示例中，在物體進入主體103下方的下側區域(例如，圖1中圖示的下側區域118)時，刀片108中的一個接觸物體(例如，小物體65)，使得所述刀片108a從伸出位置174移動到縮回位置176或朝向縮回位置176移動。如果不與地面50上的物體撞擊或接觸，刀片108a被定位為在整個伸出尖端半徑178上轉動(參照圖10)，所述伸出尖端半徑178對應於刀片在伸出位置174中的從驅動軸線130測量的尖端半徑。在縮回位置176中，刀片108a在縮回尖端半徑179上轉動(參照圖10)。響應於刀片108a的撞擊和運動，刀片108a被定位為在對應於刀片處於縮回位置176與伸出位置174之間的部分縮回位置中的尖端半徑(例如，在伸出尖端半徑178與縮回尖端半徑179之間的半徑)上轉動。

隨著刀片108a從完全伸出位置174到完全縮回位置176移動通過狹槽122，刀片高度132隨著刀片108a通過狹槽122朝完全縮回位置176行進的距離線性地增加。類似地，在一些實施方式中，刀片108a的尖端半徑還隨著刀片108a通過狹槽122朝完全縮回位置176的旋轉的大小而線性地減小。

隨著刀片108a在其伸出位置174中轉動，刀片108a能夠避免與定位在外部區域175中的物體進一步接觸，該外部區域175由對應於伸出尖端半徑178的外半徑和對應於縮回尖端半徑179的內半徑限定。當刀片108a接觸定位在外部區域175中的物體時，刀片108a從伸出位置174縮回到在外部區域175內的部分縮回位置。在一些示例中，刀片108a從伸出位置174縮回到完全縮回位置176。

在一些示例中，刀片108a通過升起到物體之上避免了與在外部區域175中的物體接觸。在一些示例中，如果物體進入由對應於縮回尖端半徑179的半徑限定的內部區域177，則刀片108a能夠通過升起到物體之上避免與物體進一步接觸。即使刀片108a無法縮回超過縮回尖端半徑179，刀片108a能夠升起高到足以越過該物體的高度。用於刀片108a避開物體的這些機構的示例在此更詳細地描述，例如，關於圖14a至14d和圖15a至15d。

控制器114和刀片組件106被配置為使得控制器在任何物體進入內部區域177內時減少到致動器112驅動的刀片組件106的功率。沿著地面50在機器人100的前進方向102上進入內部區域177的物體在進入該內部區域177之前接觸刀片108中的一個。當刀片108中的一個接觸物體時，因為接觸刀片108的物體導致與刀片組件106的旋轉方向相反的力，所以刀片組件106和致動器112經歷旋轉速度的降低。致動器112的旋轉速度的降低可由控制器114檢測，例如，使用附連到致動器112的編碼器或其他傳感器。控制器114包括例如反饋速度控制機構，以保持致動器112的旋轉速度。所檢測的致動器112的旋轉速度的降低因此使控制器114增加傳送到機器人100的驅動刀片組件106的致動器112的功率，以將旋轉速度控制在預定範圍內，控制器114實施反饋速度控制機制。

在一些示例中，旋轉速度的降低發生得很快，因為在刀片組件的刀片接觸物體時，刀片上的撞擊被不衰減地傳遞到殼體，然後傳遞到驅動該刀片組件的致動器。由於例如不存在吸收或減緩從刀片向致動器的撞擊傳遞的部件，因此在刀片與致動器之間的力傳遞很快發生。在其他示例中，刀片接觸物體，並且不能隨著刀片組件轉動而在物體周圍或上方移動。驅動該刀片組件的致動器可能由於刀片與物體之間的接觸而停止轉動。在一些示例中，控制器能夠檢測刀片組件的降低的旋轉速度，並通過提高傳送到驅動刀片組件的致動器的功率而相應地補償。然而，由於刀片108不能在物體周圍挪動，刀片108保持與物體接觸，而傳送到致動器112的功率可能繼續增加。

如本文所述，為了使刀片108能夠避免與物體接觸，響應於與進入下側區域的物體撞擊，刀片108在殼體120內從伸出位置174移動到縮回位置176。由於刀片能夠克服彈簧131的力而移動通過狹槽122，因此碰撞力被彈簧131吸收。碰撞因此可以在更大距離(例如狹槽122的長度)上發生，從而降低了在刀片108a上的衝擊力。減小的衝擊力可降低損壞刀片108a的風險。

碰撞也在更大的持續時間上發生，因為刀片108a最初行進通過狹槽122。更大的碰撞持續時間允許控制器114具有更大的時間量來檢測致動器112的旋轉速度正在降低。在檢測到旋轉速度正在降低時，控制器114通過例如停止實施反饋速度控制機制和啟動停止傳送功率到致動器112的進程而響應。通過降低傳送到致動器112的功率，該控制器114可以減輕致動器112由於傳送到致動器112的過量功率而損壞的風險。特別地，刀片108被安裝在殼體中，使得在物體已經移動通過外部區域175到內部區域177時，刀片108中的一個已經接觸物體足夠長的持續時間，使得控制器114能夠檢測到致動器112的旋轉速度的最終降低。控制器114然後減小到致動器112的功率，使得刀片108不繼續抵靠物體旋轉。

此外，刀片108通過狹槽122的運動還為控制器114提供了足夠的時間以檢測與物體的接觸，使得控制器114能夠減少或消減傳送到驅動輪110的功率。其結果是，任何進入內部區域177的物體在割草移動機器人100移動到足以使刀片組件106的殼體120接觸該物體之前被控制器114檢測到。如本文所描述的，該接觸可損壞致動器軸113。控制器114抑制該接觸的能力保護致動器112免受這種損壞。

在一些實施方式中，控制器114檢測到供給至致動器112以維持致動器112的旋轉速度的功率增加，並且通過停止傳送功率到致動器112而對該供給至致動器112的功率增加做出響應。功率的增加例如對應於功率的尖峰，其表明一個或多個刀片108已經碰撞物體。在一些示例中，控制器114基於來自加速度計的信號檢測在刀片組件106和/或刀片108上的機械振動，所述加速度計聯接到刀片組件106的刀片108和/或殼體120。測得的致動器的加速度的增加對控制器114表明刀片108和/或殼體120已經接觸物體。測得的加速度增加例如對應於測得的加速度的尖峰，表明刀片組件106的部件與物體之間的接觸。作為響應，控制器114降低供給到致動器的功率，或停止傳送功率到致動器112。

如本文所描述的，防撞器104和刀片組件106各自提供避免可能由與非可修剪物體接觸而導致的對機器人100的損壞的機構。例如，本文所描述的控制器114使用與防撞器104和刀片組件108相關聯的感測系統的組合避免對刀片108、致動器112和機器人100的其他部件的損壞。在一些示例中，機器人100包括檢測物體已經接觸防撞器104並且導致防撞器104的向上運動的傳感器。該物體例如導致機器人100的主體103、驅動輪110和/或腳輪111的抬升。附連到主體103、驅動輪110和/或腳輪111的一個或多個傳感器產生對應於抬升量的電信號。傳感器例如是加速度計、速度傳感器、位置傳感器、力傳感器和響應於接觸防撞器104並在主體103和防撞器104上導致向上力的物體的其他傳感器。該向上力例如是直接地施加在防撞器104上導致防撞器104與主體103之間的相對運動的向上力或導致防撞器104和主體103一起向上運動的向上力的結果。

在傳感器是力傳感器的例子中，如果在修剪操作中檢測到的力大於閾值力，則控制器114通過斷開到驅動輪110和/或致動器112的功率傳送而做出響應。如果力是在閾值力之下，則控制器114繼續修剪操作，而不調整傳送的功率量。在一些情況下，防撞器104接觸物體，而傳感器不檢測在閾值力之上的力。機器人100繼續沿前進驅動方向移動，這導致刀片108和/或殼體120接觸物體。

到縮回位置176的運動也使得刀片108能夠避免在刀片組件106繼續轉動時與物體進一步接觸。刀片108在殼體120內的運動使得刀片108能夠轉動到殼體120內(減少刀片108的尖端半徑)，並且相對於地面50向上移動。刀片108到殼體內的轉動導致刀片108相對於物體的橫向移動，使得刀片108避免與物體的進一步接觸。響應於與物體的接觸，刀片108到殼體內的旋轉和刀片108的向上運動的組合防止刀片108與物體之間的進一步接觸。

到縮回位置的運動導致刀片尖端的半徑173減小例如20至40毫米(例如，20到30毫米、30到40毫米、約30毫米)。在一些實施方式中，縮回尖端半徑179是伸出尖端半徑178的40％至80％(例如，40％至60％、60％至80％、50％至70％、約50％、約60％、約70％)。在一些示例中，伸出尖端半徑178在8至12釐米範圍內(例如，在9至11釐米範圍內、約10釐米)，而縮回尖端半徑179在4至8釐米範圍內(例如，在5至7釐米範圍內、約6釐米)。在操作期間，取決於刀片108的縮回量，刀片108具有在伸出尖端半徑178與縮回尖端半徑179(含)範圍內的半徑(例如，由於與物體接觸或不接觸)。

刀片108相對於地面50的向上運動導致刀片高度132的增加，使得刀片108爬過物體。刀片高度132增加例如5至15毫米(例如5至10毫米、10至15毫米、6至14毫米、7至13毫米、大約8毫米)。在一些示例中，在伸出位置174中的刀片108的刀片高度132在30毫米至50毫米範圍內(例如，在30至40毫米範圍內、35至45毫米範圍內、40至50毫米範圍內、約35毫米、約40毫米、約45毫米)。在縮回位置176中的刀片108的刀片高度132在40毫米至60毫米範圍內(例如，在40至50毫米範圍內、在45至55毫米範圍內、50至60毫米範圍內、約45毫米、約50毫米、約55毫米)。在縮回位置176中的刀片高度132與在伸出位置174中的刀片高度132的比率是例如1.05至1.25(例如，1.05至1.15、1.10至1.20、1.15至1.25、約1.10、約1.15、約1.20)。

相對於本文所描述的刀片108在撞擊時的橫向運動，當刀片108a從伸出位置174朝向縮回位置176行進時，如圖11所示，第一刀片108a朝向第二刀片108b並遠離第三刀片108c移動通過狹槽122。最初，在與地面50上的物體不接觸時，刀片108是彼此等距間隔開的。在一些實施例中，刀片108的刀片尖端173彼此形成120度角。在一些情況下，刀片尖端173沿圓周等距離地間隔開，在刀片組件106轉動並且刀片108各自處於伸出位置時刀片尖端173掃過該圓周。

在一些示例中，當刀片108a、108b、108c中的一個，例如刀片108a接觸物體時，刀片108a移動到在伸出位置174與縮回位置176之間的部分縮回位置，從而使刀片108a變得與刀片108b和108c不等距間隔開。刀片108a(在縮回位置176中)的刀片尖端173a與刀片108b(在伸出位置中)的刀片尖端173b之間的角度是例如30至70度(例如，在30至50度範圍內、40至60度範圍內、50至70度範圍內、大約40度、大約50度、大約60度)。刀片108a(在縮回位置176中)的刀片尖端173a與刀片108c(在伸出位置中)的刀片尖端173c之間的角度是例如150至240度(例如，在150至180度範圍內、在180至210度範圍內、在210至240度範圍內、大約165度、大約195度、大約225度)。在一些實施方式中，刀片108a的刀片尖端173a與刀片108b(在伸出位置中)的刀片尖端173b之間的角度隨著刀片108a從伸出位置174移到縮回位置176而減少約25％至40％(例如，25％至35％、30％至40％、約30％、約35％)。

另外，從伸出位置174移動到縮回位置176，刀片108a行進通過狹槽122，使得刀片108a朝向驅動軸線130移動。第三部分139c朝驅動軸線130向內移動，使得由刀片尖端139d和驅動軸線130限定的尖端半徑隨著刀片108a從伸出位置174行進到縮回位置176而減少。如本文所描述的，刀片108a處於伸出位置174中時的伸出尖端半徑178大於刀片108a處於縮回位置176中時的縮回尖端半徑179。

相對於本文所描述的刀片108的向上運動，刀片108a還行進通過狹槽122，使得刀片108a相對於地面50朝向主體103向上移動。特別地，隨著刀片108a朝向驅動軸線130移動，第三部分139c相對於地面50朝向主體103向上移動。因為刀片108a通過開口157安裝到殼體(如圖9a所示)，所以刀片108a的開口157不相對於殼體120移動。如圖12所示，刀片108a處於縮回位置176。在縮回位置176中的刀片108a的第三部分139c具有比刀片108b、108c的伸出刀片高度181大的縮回刀片高度180，刀片108b、108c二者都位於伸出位置。

圖14a到14d示意性地圖示了刀片108a在刀片108a接觸物體80，並隨後在殼體120內行進以升起到物體80之從而避免與物體80接觸而被碰撞時的位置。圖14a至14d示出了刀片108a在刀片組件106沿第一方向182繞驅動軸線130旋轉並且刀片108a接觸物體80時的順序側視透視圖。

在圖14a中，隨著刀片組件106沿第一方向182繞驅動軸線130轉動，刀片108a初始接觸物體80。刀片108a初始處於地面50之上的刀片高度186a處，並且初始在伸出位置。初始接觸導致在刀片108a上沿與第一方向182相反的第二方向184的力。與物體80的接觸導致刀片108a克服彈簧的彈簧力，從而導致物體在第二方向184上相對於殼體120朝向縮回位置轉動。在第二方向184上的旋轉導致刀片108a相對於地面50向上移動。

在圖14b中，刀片組件106繼續沿第一方向182繼續轉動。然而，因為物體80，刀片108a沿第二方向184轉動，並且行進通過狹槽122，同時保持與物體80接觸。與物體80的側部的持續接觸導致刀片108a朝向縮回位置行進通過狹槽122。刀片高度186b增加，因為刀片108a以一定角度相對於地面50傾斜。響應於與物體的持續接觸和刀片組件106的旋轉，刀片108a朝向機器人100的主體103相對於地面50向上移動。

刀片108a在狹槽122內從其初始伸出位置旋轉離開導致彈簧(例如彈簧131)扭轉。隨著扭轉量增加，彈簧將刀片108a朝向初始伸出位置偏壓回來，但在刀片108a與物體80接觸時，刀片108a不能返回到伸出位置。其結果是，刀片108a在處於初始伸出位置與完全縮回位置之間的部分縮回位置中保持與物體80相接觸。

在圖14c中，刀片組件106繼續沿第一方向182旋轉。因為刀片108a行進通過狹槽122，因此經受其刀片高度的增加，刀片108a達到足以爬過物體80的刀片高度186c。特別地，刀片108a達到大於物體高度的刀片高度186c。在刀片108a行進經過物體80的頂部時，如果物體80具有平坦的頂面，則刀片108a在狹槽122內保持在相對相同的位置中。彈簧繼續朝向初始伸出位置偏壓刀片108a回來，但物體80的頂部限制刀片108a沿朝向初始伸出位置的方向的運動。

在圖14d中，刀片組件106繼續沿第一方向182旋轉。刀片108a已經行進經過物體80的頂部的長度，因此能夠朝向圖14a中圖示的在狹槽122內的它的初始位置返回。彈簧朝向初始伸出位置偏壓刀片108a回來。因為物體80不再阻擋刀片108a，所以彈簧的偏壓力能夠導致刀片108a朝向初始伸出位置旋轉回來。在一些示例中，另一刀片108b在刀片108a不再與物體80接觸後接觸該物體。

對比圖14a至14d，其中刀片108a通過爬過物體80而挪動超過物體，在圖15a至15d中圖示的刀片108a通過刀片108a相對於物體的橫向運動而超過物體90。特別地，圖15a至15d示意性地圖示了刀片108a在刀片108a接觸物體80並因此在殼體120內行進以在物體80周圍橫向挪動以避免與物體80接觸而被碰撞時的位置。圖15a至15d示出了刀片108a在刀片組件106沿第一方向190繞驅動軸線130轉動並且刀片108a接觸物體90時的順序頂視圖。

在圖15a中，隨著刀片組件106沿第一方向190繞驅動軸線130轉動，刀片108a初始接觸物體90。刀片108a初始是在伸出位置中，並處於刀片尖端半徑194a處。初始接觸在刀片108a上產生力。力導致刀片沿第二方向192繞安裝軸線135相對於殼體120旋轉。運動的第二方向192與刀片108a在第一方向190上的旋轉(與刀片組件106一起)相反。與物體90的接觸導致刀片108a朝向縮回位置移動，因此導致刀片108a朝向另一刀片並且相對於驅動軸線130向內移動。

在圖15b中，刀片108a相對於殼體120沿第二方向192轉動，導致刀片108a開始縮回。刀片108a相對與殼體120在狹槽(未示出)內轉動，使得刀片尖端半徑194b從圖17a中示出的刀片尖端半徑194a減小。刀片尖端半徑194b相對於刀片尖端半徑194a朝驅動軸線130向內定位。刀片108a在殼體120內從其初始伸出位置196遠離的旋轉導致彈簧(例如彈簧131)扭轉。隨著扭轉量增加，彈簧將刀片108a朝向初始伸出位置196偏壓回來，但刀片108a在刀片108a與物體90接觸時不能返回到伸出位置196。其結果是，刀片108a在伸出位置196與完全縮回位置之間的部分縮回位置中保持與物體90相接觸。

在圖15c中，刀片組件106繼續轉動。刀片108a已經在殼體120內朝縮回位置轉動了足夠的量，使得刀片尖端半徑194c小於物體90與驅動軸線130之間的距離。如圖15d所示，一旦刀片108a已經收縮得足夠越過物體90，彈簧將刀片108a朝伸出位置196偏壓回來。在這方面，刀片108a隨刀片組件106的旋轉而沿第一方向190繞驅動軸線130轉動，並且還相對於殼體120繞安裝軸線135轉動。

在一些實施方式中，物體80具有刀片108a不能越過的高度，或者物體90定位為充分靠近驅動軸線130，阻止刀片108a繞物體90挪動。特別地，刀片108a從其初始伸出位置移動到其完全縮回位置。甚至在完全縮回位置中，刀片尖端半徑對於刀片108a繞物體橫向移動過大以至於不能避開物體，或刀片高度對於刀片108a爬過物體過小以至於不能避開該物體。

在這些情況下，隨著致動器112轉動刀片組件106，刀片108a從初始伸出位置移動通過狹槽122到完全縮回位置。在移動通過狹槽122的過程中，刀片108a接觸物體80、90，這在刀片組件106上施加力，該力會導致刀片108a在與刀片組件106的旋轉相反的方向上移動。因此，該力例如與致動器112施加在刀片組件106上的轉矩相反。該力減小了刀片組件106的速度，而控制器114使用反饋速度控制增加了傳送到致動器112的電流，以保持刀片組件106的旋轉速度。控制器114然後探測到傳送到致動器112的電流的該增加。一旦增加超過了預定閾值，控制器114降低傳送到致動器112的電流，以避免傳送超過致動器112的特定最大允許電流的電流量。在一些示例中，控制器114禁用反饋速度控制，使得致動器112的旋轉速度的任何減少不會導致控制器114傳送更大量的功率給致動器112。

由於刀片108a能夠克服彈簧131的力移動通過狹槽122，因此與物體80、90的撞擊產生被彈簧131吸收的力。撞擊因此在更大距離(例如狹槽122的長度)上發生，從而降低了在刀片108a上的衝擊力。減小衝擊力降低損壞刀片108a的風險。

另外，由於彈簧131初始吸收力，因此刀片組件106不會由於與物體撞擊而經受旋轉速度的突然下降，而是經受旋轉速度的逐漸下降。逐漸下降為控制器114提供了更大的時間量來檢測傳送到致動器112的增加的電流，以補償旋轉速度的逐漸下降。

如本文示例中所描述的，為了致動器112轉動刀片組件106，刀片組件106安裝到致動器112上，使得刀片組件106的殼體120被旋轉地約束到致動器112。如圖17a所示，為了將刀片組件106的殼體120旋轉地約束到致動器112，所述致動器112的軸113與由殼體120限定的花鍵腔153配合。還參照圖3，當刀片組件106安裝到致動器軸113時，花鍵腔153與致動器軸113的花鍵部154交接。花鍵腔153將致動器軸113與刀片組件106對準。當刀片組件106被適當地安裝到軸113時，花鍵腔153接收軸113的花鍵部154並與軸113的花鍵部154配合，以限制致動器軸113和刀片組件106之間的相對旋轉。

如在圖17a中所圖示的，為了抑制殼體120和致動器112的軸113的相對平移，刀片組件106包括形成(快速釋放)保持機構的保持夾129(圖16)。保持機構便利於刀片組件106到機器人100的致動器112的軸113的附連，以便將刀片組件106平移地約束到致動器112。特別地，如本文所描述的，花鍵部分154的凹槽155與保持夾129接合，從而將刀片組件106平移地約束到致動器軸113。

保持機構包括保持夾129，它包括通過凸出部158連接的第一臂156a和第二臂156b(統稱為臂156)。殼體120包括約束板(例如，圖6中所示的約束板128)，該約束板將保持夾129約束在約束板與殼體120之間。殼體120還限定向上延伸的支柱162a、162b和支撐凸臺160。約束板和殼體120約束保持夾129，使得凸出部158和臂156被沿著平面約束。

殼體120內的插入部159使用戶能夠手動地拉動凸出部158。殼體120的約束板和插入部159隻允許用戶從外部觸及凸出部158。在一些情況下，所述插入部159由在殼體120的相對橫向部161上從殼體120移除的質量平衡，使得刀片組件106的質量軸對稱地繞驅動軸線130分布。例如，殼體120的相對側部161是中空的，使得插入部159的材料的缺失通過在相對橫向部161中的材料缺失平衡。

臂156在殼體120內沿平面是可滑動的。如本文所描述的，用戶施加拉力172以使得能夠從致動器112釋放保持夾129。支柱162a、162b延伸到平面內，使得臂156抵接支柱162a、162b並且沿著支柱162a、162b滑動。支撐凸臺160還延伸到保持夾129約束在其中的平面內。每個臂156包括支撐部163a、163b，保持部164a、164b，臺階部167a、167b，第一止動部166a、166b，滑動部168a、168b，和第二止動部170a、170b。將凸出部158連接到臂156的支撐部163a、163b朝驅動軸線130從凸出部158延伸離開。例如，支撐部163a、163b是沿著拉力172的軸線延伸的基本平行的直線部分。

臂156的保持部164a、164b是臂156接近驅動軸線130的部分，因此，是當刀片組件106安裝到致動器軸113時安裝在致動器軸113的凹槽155內的部分。保持部164a、164b從支撐部163a、163b延伸。在一些例子中，保持部164a、164b沿拉力172的軸線延伸，並包括凹部165a、165b，所述凹部具有容納花鍵部154的凹槽155的曲率半徑的曲率半徑。凹部165a、165b和花鍵部154的凹槽155的曲率半徑例如在2毫米至6毫米範圍內(例如，在2至4毫米範圍內、4至6毫米範圍內、約3毫米、約4毫米、約5毫米)。

臺階部167a、167b從保持部164a、164b延伸遠離驅動軸線130，由此與保持部164a、164b形成角度。第一止動部166a、166b從臺階部167a、167b沿著拉力172的軸線延伸。滑動部168a、168b從第一止動部166a、166b延伸並成角度地離開。滑動部168a、168b朝彼此延伸。第二止動部170a、170b從滑動部168a、168b朝驅動軸線130延伸。在一些實施方式中，第二止動部170a、170b是基本線性的和平行的，並且沿著拉力172的軸線朝驅動軸線130延伸。

臺階部167a、167b從驅動軸線130延伸遠離使得第一止動部166a、166b能夠定位為更加遠離彼此，同時使得保持部164a、164b能夠定位更加靠近彼此。臺階部167a、167b相應地確定大小和尺寸，以限定第一止動部166a、166b之間的距離，以及保持部164a、164b之間的距離。保持部164a、164b定位為使得，在保持位置(圖17a)中，凹部165a、165b與致動軸113的凹槽155接合，而在釋放位置(圖17b)中，凹部165a、165b不與致動軸113的凹槽155接合。第一止動部166a、166b之間的距離進而限定滑動部168a、168b的長度，該長度至少部分地確定由於保持夾129從保持位置(圖17a)到釋放位置(圖17b)的運動而發生的分離的量。

在一些示例中，支撐部163a、163b的長度在4至6毫米範圍內。保持部164a、164b的長度在例如7至11毫米範圍內。臺階部167a、167b的長度在例如0.5至3毫米範圍內。臺階部167a、167b與保持部164a、164b之間形成的角度例如在120至150度範圍內。第一止動部166a、166b的長度例如在1至4毫米範圍內。滑動部168、168b的長度例如在2至6毫米範圍誒。滑動部168、168b與第一止動部166a、166b之間形成的角度例如在130至170度範圍內。第二止動部170a、170b的長度例如在1至4毫米範圍內。

致動器軸113與刀片組件106之間的對準機構，雖然被描述為花鍵腔153與花鍵部154之間的接合部，但是可為將致動器軸113旋轉地約束到刀片組件106的鎖-匙、偏置凸臺或其他適當的機構。例如，部分154包括一個或多個縱向延伸的支柱，其與通過刀片組件106的殼體120限定的空腔配合。與空腔配合的支柱抑制殼體120與軸113之間的相對旋轉運動。在一些情況下，軸113包括繞驅動軸線130不對稱地旋轉的徑向延伸凸緣。徑向延伸凸緣插入到殼體120中的相應空腔內，以將刀片組件106旋轉地聯接到致動器軸113。

圖17a示出了在保持位置中的保持夾129。在保持位置中，臂156在一端接觸支撐凸臺160，而在另一端接觸支柱162a、162b。特別地，支撐部163a、163b抵接支撐凸臺160，而每個臂156的第一止動部166a、166b抵接相應支柱162a、162b。如果致動器軸113的花鍵部154已經被插入到花鍵腔153，則每個臂156的保持部164a、164b與花鍵部154交接，以防止刀片組件106與軸113之間的相對平移(例如，相對垂直運動)。例如，在本實施方式中，保持部164a、164b定位在花鍵部154的凹槽155內，以將殼體120和刀片組件106鎖定到致動器112。

保持夾129在保持位置(圖17a)與釋放位置(圖17b)之間是可移動的。當施加在凸出部158上的拉力172沿保持夾129被約束到其的平面定向，並從驅動軸線130向外定向時，臂156沿殼體120滑動，以增加保持部164a、164b之間的分離距離。用戶例如通過將凸出部158從驅動軸線130拉離而在凸出部158上施加拉力172，從而使保持部164a、164b移動遠離彼此。保持部164a、164b之間的增加的距離使得保持部164a、164b能夠從致動器軸113的凹槽155移除，使得致動器112可相對於殼體120平移。

在拉力172的施加過程中，支撐部163a、163b保持與支撐凸臺160滑動接觸。其結果是，臂156相對於驅動軸線130向外變形，支撐部163a、163b保持基本不變形。拉力172使得滑動部168a、168b沿支柱162a、162b滑動，進而導致臂156的保持部164a、164b相對於驅動軸線130向外變形。隨著拉力172的繼續施加，滑動部168a、168b繼續沿著支柱162a、162b滑動，直到第二止動部170a、170b抵接支柱162a、162b。在該滑動運動期間，保持部164a、164b繼續向外相對於驅動軸線130變形。

當第二止動部170a、170b抵接支柱162a、162b時，臂156處於釋放位置(圖17b)。在釋放位置中，所述保持部164a、164b不再定位在該花鍵部154的凹槽155內。如果刀片組件106被安裝到致動器112，當保持夾129處於釋放位置時，刀片組件106不再鎖定到致動器112。刀片組件106可相對於致動器112平移，使得刀片組件106可以從致動器112拆卸。

在圖17a圖示的保持位置中，第一止動部166a、166b定位為遠離彼此在例如7至13毫米範圍內(例如，在7至9毫米範圍內、9至11毫米範圍內、11至13毫米範圍內、約8毫米、約10毫米、約12毫米)。保持部164a、164b定位為在例如6至12毫米範圍內(例如，在6至8毫米範圍內、在8至10毫米範圍內、在10至12毫米範圍內、約7毫米、約9毫米、約11毫米)。因為滑動部168a、168b朝向彼此延伸，因此在一些示例中，在保持夾129的保持位置中(圖17a)，第二止動部170a、170b彼此相鄰。第二止動部170a、170b例如遠離彼此在1毫米至1.5毫米範圍內(從第二止動部170a的縱向軸線到第二止動部170b的縱向軸線測量)。在一些例子中，第二止動部170a、170b在保持夾129處於保持位置中(圖17a)時彼此接觸。

在圖17a圖示的釋放位置中，第一止動部166a、166b定位為遠離彼此在例如12至18毫米範圍內(例如，在12至14毫米範圍內、在14至16毫米範圍內、在16至18毫米範圍內、約13毫米、約15毫米、約17毫米)。保持部164a、164b定位為遠離彼此在例如10至16毫米範圍內(例如，在10至12毫米範圍內、在12至14毫米範圍內、在14至16毫米範圍內、約11毫米、約13毫米、約15毫米)。第二止動部170a、170b例如遠離彼此5至7毫米。

當保持夾129從保持位置(圖17a)移動至釋放位置(圖17b)時，在一些實施方式中，第一止動部166a、166b之間的距離增加50％至150％(例如，50％至100％、100％至150％)。在一些情況下，保持部164a、164b之間的距離增加40％至80％(例如，40％至60％、60％至80％)。在一些示例中，第二止動部170a、170b之間的距離增加300％至700％(例如，在300％至500％範圍內、在500％至700％範圍內)。

當第一止動部166a、166b接觸支撐支柱162a、162b時，臂156基本平行於拉力的軸線延伸(例如，支撐部163a、163b，第一止動部166a、166b，和第二止動部170a、170b基本平行於拉力172的軸線延伸)。支撐部163a、163b，第一止動部166a、166b，和第二止動部170a、170b例如各自與拉力172的軸線形成在0度至2.5度範圍內的角度。當臂156處於完全變形位置時(例如，如圖17b所示，當第二止動部170a、170b接觸支撐支柱162a、162b時)，臂156相對於拉力172的軸線以一定角度變形。臂156變形時的角度例如在5至15度範圍內(例如，在7至13度範圍內、在9至11度範圍內、大約8度)。

臂156由彈性材料形成，諸如，鋁、不鏽鋼、乙縮醛或其他彈性材料。其結果是，當拉力172被釋放時，保持夾129返回到保持位置(圖17a)。在一些實施方式中，臂156被進一步聯接到將臂156朝保持位置偏壓的彈簧或其他彈性構件。

當保持夾129鎖定到凹槽155中時，在一些示例中，保持夾129接觸該軸113，並產生保持夾129被適當地安放到凹槽155中的聲音和觸覺指示。聲音指示例如是對用戶指示刀片組件106聯接到致動器112的咔噠聲。在某些情況下，殼體120包括隨著保持夾129移動到保持位置(圖17a)而與保持夾129的臂156接觸的一個或多個突起。上述突起與臂156之間的接觸產生保持夾129處於保持位置(圖17a)的額外聲音指示。在另外的示例中，殼體120包括隨著臂156移動到釋放位置(圖17b)而與臂156接觸的一個或多個突起，從而使另一聲音指示能夠通知用戶保持夾129已被釋放。

一個或多個控制器(例如，控制器114)可以通過執行一個或多個電腦程式而控制割草移動機器人的前述操作的全部或一部分。電腦程式可以用任何形式的程式語言(包括編譯或解釋語言)編寫，並且其可以以任何形式部署，包括作為獨立程序或作為模塊、部件、子例程或適合在計算環境中使用的其他單元。

本文描述的與實施控制過程(例如用於致動器112的)的全部或一部分相關聯的操作可以通過一個或多個可編程處理器執行一個或多個電腦程式來實行，以實行本文描述的功能。對本文描述的控制過程的全部或一部分的控制可使用專用邏輯電路，例如fpga(現場可編程門陣列)和/或asic(應用程式專用集成電路)來實施。

適合於執行電腦程式的處理器例如包括通用和專用微處理器二者，以及任何類型的數字計算機的任何一個或多個處理器。通常，處理器將從只讀存儲區域或隨機存取存儲區域或兩者接收指令和數據。計算機的元件包括用於執行指令的一個或多個處理器和用於存儲指令和數據的一個或多個存儲區域設備。通常，計算機還將包括一個或多個機器可讀存儲介質，或者可操作地聯接以從其接收數據或將數據傳遞到其，或兩者都進行，所述一個或多個機器可讀存儲介質諸如為用於存儲數據的大量pcbs，例如，磁碟、磁光碟或光碟。適於實施電腦程式指令和數據的機器可讀存儲介質包括所有形式的非易失性存儲區域，例如包括半導體存儲區域設備，例如，eprom、eeprom和閃速存儲區域設備；磁碟，例如內部硬碟或可移動盤；磁-光碟；以及cd-rom和dvd-rom盤。

雖然已經描述了響應於與環境中的物體的撞擊殼體120沿第一方向轉動，以及刀片108a沿第二方向轉動，但是在一些示例中，刀片組件的殼體沿第一方向和第二方向兩者都是可旋轉的。刀片也是沿第一方向和第二方向兩者都可旋轉的。例如，圖18a示出了刀片組件200的示意性俯視圖。與本文所述的刀片組件106相反，刀片組件200圍繞驅動軸線206沿順時針方向202和逆時針方向204兩者都可旋轉以割草。特別地，刀片組件200的刀片208包括都能用於割草的邊緣210a、210b。

刀片組件200的刀片208安裝在刀片組件200的殼體212中，使得刀片208相對於殼體212圍繞安裝軸線218沿順時針方向214和逆時針方向216兩者都可旋轉。刀片208安裝有彈簧安裝。刀片組件200包括例如將刀片208連接到殼體212的彈簧220。彈簧220是例如拉伸或壓縮彈簧，其響應於刀片208在殼體212內的運動而拉伸或壓縮。在不與環境中的物體撞擊時，刀片208處於圖18a中圖示的中性位置。

如圖18b中的刀片組件200的示意性側視圖所示的，刀片208被安裝成使得在刀片208相對於殼體212旋轉時，它們不在殼體186內(例如在殼體212的狹槽222內)升起。在這方面，如關於刀片208描述的，刀片208可以不具有傾斜角。另外，狹槽222被構造為容納所述刀片208相對於殼體212在順時針方向214和逆時針方向216兩者上圍繞安裝軸線218的旋轉。

在修剪作業的過程中，刀片組件200在順時針方向202和逆時針方向204兩者上可旋轉(例如，通過致動器112)。當刀片組件200沿順時針方向202旋轉時，刀片208的邊緣210a切割草。在刀片組件200沿順時針方向202旋轉過程中，刀片208的邊緣210a可接觸環境中的物體。響應於邊緣210a與物體撞擊，刀片208沿逆時針方向216相對於殼體212旋轉，使得刀片尖端的半徑減小。其結果是，刀片208圍繞物體橫向挪動，以避免與物體接觸時卡住，如相對於圖15a到15d更詳細地描述的。刀片208在殼體212內沿逆時針方向216的旋轉導致相應的彈簧220被壓縮。當刀片208移動越過物體時，被壓縮的彈簧220偏壓刀片208回到中性位置。

當刀片組件200沿逆時針方向204轉動時，邊緣210b切割草。在刀片組件200沿逆時針方向204旋轉過程中，邊緣210b可接觸環境中的物體。響應於邊緣210b與物體撞擊，刀片208沿順時針方向214相對於殼體212旋轉，使得刀片尖端的半徑減小。其結果是，刀片208圍繞物體橫向挪動，以避免與物體接觸時卡住，如相對於圖15a到15d更詳細地描述的。刀片208相對於殼體212沿順時針方向214的旋轉導致相應的彈簧220被伸展。當刀片208移動越出物體時，伸展的彈簧220偏壓刀片208回到中性位置。由此，在圖18a和18b中描述的刀片組件200的示例中，通過沿順時針方向214相對於殼體212的旋轉，並且通過沿逆時針方向216相對於殼體212的旋轉，刀片208能夠移動到縮回位置(例如，縮回位置176)。

本文描述的不同實施方式的元件可以被組合以形成上面未具體提出的其他實施例。元件可被從本文所述的結構略去，而不會不利地影響它們的操作。此外，各種不同的元件可以被組合為一個或多個單獨的元件以執行本文描述的功能。