一种割草机器人、归零校准方法以及控制方法

技术领域

本发明涉及智能设备技术领域，尤其涉及一种割草机器人、归零校准方法以及控制方法。

背景技术

割草机器人能自主的完成修剪草坪的工作，无须人为直接控制和操作，且功率低、噪音小、外形精巧美观，大幅度降低人工操作。因此，越来越多家庭选择使用家用智能割草机。

割草机器人一般具备不同切割高度，用于满足用户切割不同高度草坪的需求。但是在没有进行校准的情况下，如果多次调节割草机器人的切割高度，很容易在不同高度之间往复切换的过程中产生累积误差，导致割草机器人的控制精度下降，影响割草机器人的工作效果，用户体验感差。

发明内容

为了解决当前割草机器人在不同的高度之间往复切换的过程中会产生误差累积，导致割草机器人的控制精度下降，影响割草机器人的工作效率的技术问题，本发明提供了一种割草机器人、归零校准方法以及控制方法。

本发明提供的技术方案如下：

第一方面

本发明提供的一种割草机器人，包括切割组件和用于调节切割组件高度的调高组件，切割组件包括：刀盘、用于驱动刀盘转动的切割电机、及套在切割电机外部的电机筒，调高组件包括：调高电机、及由调高电机带动进行旋转运动的螺杆；螺杆与电机筒连接，螺杆带动电机筒进行上下升降运动，调高电机带动刀盘进行升降运动；

所述刀盘具有第一工作高度和第二工作高度，在刀盘由第一工作高度切换至第二工作高度的过程中，对割草机器人进行归零校准。

第二方面

本发明提供的一种归零校准方法，应用于第一方面的割草机器人，包括：

S101：通过调高电机控制刀盘下降；

S102：当触发霍尔传感器时，确定割草机器人归零校准成功。

第三方面

本发明提供的一种控制方法，应用于第一方面的割草机器人，包括：

S201：接收档位控制指令；

S202：通过调高电机控制刀盘下降，对刀盘进行归零校准；

S203：通过调高电机控制归零校准后的刀盘上升，直至上升至与档位控制指令相对应的目标高度。

上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：

在本发明中，每次在不同的高度档位之间切换的过程中都会进行归零校准，避免误差累积，提升割草机器人的控制精度，提高用户体验感。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种割草机器人的剖面示意图；

图2为本发明提供的一种割草机器人的结构示意图；

图3为本发明提供的一种归零校准方法的流程示意图；

图4为本发明提供的一种控制方法的流程示意图。

图中附图标记的含义：

1、刀盘 2、切割电机 3、电机筒

4、刀片 5、调高电机 6、螺杆

7、电机齿 8、配合齿 9、磁铁

10、切割电机连接套

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

需要说明的是，本发明中使用的“上”、“下”、“左”、“右”“前”“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

参考说明书附图1，示出了本发明提供的一种割草机器人的剖面示意图。

参考说明书附图2，示出了本发明提供的一种割草机器人的结构示意图。

本发明实施例提供了一种割草机器人，包括切割组件和用于调节切割组件高度的调高组件，切割组件包括：刀盘1、用于驱动刀盘1转动的切割电机2、及套在切割电机2外部的电机筒3，切割电机2与切割电机连接套10连接，切割电机连接套10与刀盘1连接，刀盘1上设置有刀片4，切割电机2驱动刀片4旋转，刀片4用于割草。

调高组件包括：调高电机5、螺杆6、电机齿7、配合齿8，调高电机5的输出轴与电机齿7连接，电机齿7与配合齿8连接，配合齿8与螺杆6连接，调高电机5的旋转运动带动螺杆6进行旋转运动。螺杆6与电机筒3连接，带动电机筒6进行上下升降运动，电机筒6的升降带动刀盘1的升降。因此，调节调高电机5可以调节刀盘1的高度，适应不同生长情况的草坪，满足用户的需求。

割草机器人的刀盘1具有第一工作高度和第二工作高度，在刀盘1由第一工作高度切换至第二工作高度的过程中，对割草机器人进行归零校准。

在本发明中，每次在不同的高度之间切换的过程中都会进行归零校准，避免误差累积，提升割草机器人的控制精度，提升割草机器人的工作效率。

在一种可能的实施方式中，对割草机器人进行归零校准具体包括：调高电机5以第一方向旋转，带动刀盘1下降；当刀盘1到达归零校准位置后，调高电机5以第二方向旋转，带动刀盘1上升，直到刀盘1上升到第二工作高度。

在一种可能的实施方式中，割草机器人还包括霍尔传感器。

割草机器人的底座设置有霍尔传感器(图中未示出)，螺杆6上设置有磁铁9。当刀盘1在下降时，磁铁9随着螺杆6的旋转进行旋转，当磁铁9触发霍尔传感器时，调高电机5停止运行，割草机器人到达归零校准位置。

其中，霍尔传感器是一种用于检测磁场的传感器，它可以测量靠近传感器的磁场强度和方向。当一个外部磁场靠近霍尔传感器时，磁场会作用于霍尔元件上，导致元件内部的电荷载流子发生偏转。

在本发明中，通过底座上的霍尔传感器，能够准确识别出刀盘下降到归零校准位置，保证每一次刀盘校准能够到达同样的位置，提高刀盘调整高度的精度，提升割草机器人的工作效率。

在一种可能的实施方式中，割草机器人还包括霍尔编码器。

调高电机5上设置有霍尔编码器(图中未示出)，霍尔编码器对调高电机5的转动圈数进行统计，割草机器人预存有从归零校准位置到第二工作高度需要调高电机5旋转的预设转动圈数；当调高电机5以第二方向旋转达到预设转动圈数时，调高电机5停止运行，刀盘1到达第二工作高度。

需要说明的是，割草机器人具有多个工作高度档位，在割草机器人的控制器中预存从归零校准位置到不同工作高度档位需要调高电机5旋转的预设转动圈数，刀盘1从归零校准位置开始，控制调高电机5旋转相应的预设圈数后，刀盘1上升到对应的工作高度档位，便可以开启割草工作，满足用户对于不同切割高度档位的需求，适应不同生产情况的草坪。

进一步的，割草机器人的工作高度也可以由用户任意设置，用户可以在割草机器人上，如割草机器人的显示屏，或者在远程设备，如手机APP上，设置刀盘1的工作高度，割草机器人的控制器中存储从归零校准位置到不同工作高度需要调高电机5旋转的预设转动圈数，刀盘1从归零校准位置开始，控制调高电机5旋转相应的预设转动圈数后，刀盘1上升到对应的工作高度，便可以开启割草工作，满足用户对于不同切割高度的需求，提高用户的使用体验感。

其中，霍尔编码器是一种传感器装置，用于测量旋转运动或线性运动的位置或转速。霍尔编码器基于霍尔效应，能够通过检测附近的磁场变化来产生电信号，从而实现对物体位置或运动的监测。

在本发明中，通过调高电机5上的霍尔编码器，机器人可以准确地监测调高电机5的转动圈数，使得可以非常准确地追踪刀盘1的运动，确保刀盘1高度的调整非常精确，提高了割草机器人的性能和效率。

在本实施方式中，归零校准位置设置在最低点，即调高电机5控制刀盘1先向下运动到归零校准位置，再向上运动到相应的工作高度。在另一种实施方式中，归零校准位置可以设置在最高点，即调高电机5控制刀盘1先向上运动到归零校准位置，再向下运动到相应的工作高度。可以适应不同割草机器人的结构变化，保证调高校准的可行性。

上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：在本发明中，每次在不同的工作高度之间切换的过程中都会进行归零校准，避免误差累积，提升割草机器人的控制精度，提升割草机器人的工作效率。

参考说明书附图3，示出了本发明提供的一种归零校准方法的流程示意图。

本发明还提供一种归零校准方法，应用于割草机器人，包括：

S101：通过调高电机控制刀盘下降；

S102：当触发霍尔传感器时，确定割草机器人归零校准成功。

在本发明中，通过调高电机控制刀盘下降，并在触发霍尔传感器时确定校准成功，可以实现精确的归零校准，确保了机器人在每次使用前都能准确地将刀盘的位置归零，从而提高了刀盘高度的精确控制。进一步地，精确的归零校准方法可以确保在不同工作周期内，机器人都能将刀盘的位置归零，从而实现高度一致性的刀盘高度控制，对于割草的均匀性和效率至关重要。同时，定期的归零校准可以减少误差的积累。随着时间的推移，机械零件可能会受到磨损或松动，导致位置误差。通过归零校准，可以纠正这些误差，确保刀盘的准确位置。

在一种可能的实施方式中，在S101之后还包括：

S103：当归零校准过程中归零校准时长超过预设时长时，触发超时保护，确定割草机器人归零校准成功。在本发明中，归零校准可能会在某些情况下出现问题，例如由于机械问题或其他故障。此时，超时保护可以确保不会无限期地浪费能源。

在一种可能的实施方式中，预设时长为保护时长的两倍，保护时长为正常状态下刀盘从最高点下降到最低点的时长。

在本发明中，通过将预设时长设置为保护时长的两倍，确保了更充分的保护，即使在正常情况下的校准过程中耗时较长，也不会触发超时保护，因此只有在异常情况下才会触发。进一步地，可以减少误报和不必要的停机，确保机器人能够稳定地完成归零校准过程。

在一种可能的实施方式中，在S101之后还包括：

S104：当归零校准过程中调高电机的电流超过预设电流时，触发过流保护，控制割草机器人停机，并上报故障。

在本发明中，过流保护可以防止调高电机因超负荷运行而受到损坏。当调高电机的电流超过预设电流时，可能表示调高电机正在承受过大的负载，这可能导致调高电机热损坏或其他故障。触发过流保护可以防止这种情况发生，延长调高电机的寿命。进一步地，通过及时停机和上报故障，过流保护可以减少维修和更换调高电机的成本，维修调高电机通常比预防性措施成本高得多。

参考说明书附图4，示出了本发明提供的一种控制方法的流程示意图。

本发明还提供一种控制方法，应用于割草机器人，包括：

S201：接收档位控制指令。

可选地，可以通过蓝牙、WiFi等无线通信的方式接收档位控制指令。

S202：通过调高电机控制刀盘下降，对刀盘进行归零校准。

S203：通过调高电机控制归零校准后的刀盘上升，直至上升至与档位控制指令相对应的目标高度。

在本发明中，每一次进行档位切换时均会进行归零校准，避免机械零件的误差累积，确保刀盘位置的精确控制。通过自动调整刀盘高度，机器人可以在不同的草坪区域上执行不同高度的割草任务，从而提高割草效率，确保草坪割草得更加均匀和适应不同的植被高度。

在一种可能的实施方式中，S203具体包括：

S2031：通过统计霍尔编码器的脉冲数，记录调高电机的转动圈数；

S2032：当霍尔编码器的脉冲数达到目标脉冲数时，刀盘的上升高度达到目标高度，调高电机停止。

在本发明中，基于霍尔编码器脉冲数的高度控制方法提高了割草机器人的性能和精度，允许自适应不同的工作需求，提高了操作效率，降低了能源消耗和维护成本，改善了机器人的可操作性和可靠性。

有以下几点需要说明：

(1)本发明实施例附图只涉及到与本发明实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(2)为了清晰起见，在用于描述本发明的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”或者可以存在中间元件。

(3)在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。