一种基于信号强度自动调整天线高度的自行走设备基站

技术领域

本发明涉及一种基于信号强度自动调整天线高度的自行走设备基站。

背景技术

在基于卫星导航定位系统的无边界智能割草机主要包含流动站和基准站两部分。流动站与基准站通过定位天线接收卫星系统的定位信号，进行RTK定位解算，以此实现RTK高精度定位。

流动站和基准站的通信主要使用无线射频，当存在直线通信障碍时，通信距离会相应的衰减；地面吸收、反射无线电波，靠近地面通信效果差。

现有的无边界智能割草机基准站通常固定在充电基站上，流动站则安装在割草机设备上。流动站和基准站使用的通信天线以及卫星天线在设计上是固定位置及固定高度。

当移动站与基站通信距离较远，地面高低起伏，基准站和移动站不在可视情况下通信，移动站和基准站的可靠通信距离会快速下降。

机器割草刀盘一般放置在机器下方罩壳内部，智能割草机充电站附近的草不易被修剪，可能会导致安装在充电站附近的基站高精度天线被植被覆盖、遮挡，导致接收的卫星数变少，影响基准站定位可靠性。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明通过在充电基站内设置相关传动机构来自动调节基准站天线设备高度，提供一种能有效提高无边界割草机器人流动站与基准站卫星接收能力及相互通信可靠性的方案。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术手段：

一种基于信号强度自动调整天线高度的自行走设备基站，包括：充电桩和连接在充电桩底部对自行走设备进行限位用的充电桩底板，所述充电桩的顶部设有安装基准站的安装部，还包括：

高度可调节执行组件，设置在所述充电桩内部，所述高度可调节执行组件具有延长杆，所述延长杆的顶部与所述基准站的底部连接；

驱动单元，用于驱动所述高度可调节执行组件的所述延长杆沿高度方向上、下移动；

控制单元，其信号接收端与自行走设备上的流动站连接，其信号输出端与所述驱动单元电连接。

所述高度可调节执行组件为丝杠传动组件，包括：

丝杠，其底端通过联轴器与所述驱动单元的驱动轴连接，丝杠上设有螺母移动副；

限位块，与所述螺母移动副固定连接，所述延长杆一端穿过充电桩壳体深入充电桩内部，插入所述限位块上的限位盲孔，另一端与所述基准站连接。

所述充电桩包括相互对接的充电桩前壳、充电桩后壳以及连接在所述充电桩前壳和充电桩后壳上部的充电桩上壳，所述充电桩前壳上设有充电接口，所述充电桩后壳内设有安装所述驱动单元的基座；

所述充电桩上壳的上端设有安装基准站的安装部，所述安装部上设有供所述延长杆穿过的孔。

所述驱动单元为步进电机。

所述基准站的底部设有内螺纹接口，所述延长杆的顶端设有与所述内螺纹接口相配合的外螺纹杆段。

还包括限位板，所述限位板用于对所述基准站的下极限位置进行限位，所述限位板中心设有与所述延长杆顶部的所述外螺纹杆段连接用的内螺纹孔。

所述基准站内设有储电单元和无线接收线圈；

所述充电桩内设有无线发射线圈，所述无线发射线圈与所述基准站内的无线接收线圈相互配合对所述储电单元进行无线充电。

所述基准站的底部设有线路套筒；

所述充电桩的壳体内设有同轴套接在所述线路套筒外侧的导向筒；

充电桩内的线路穿过线路套筒进入所述基准站内，并和基准站内的电子元件连接供电。

所述延长杆的断面呈扇形、方形或割圆形。

所述充电桩壳体与延长杆之间设有第一防尘防水结构，所述第一防尘防水结构包括：

防水防尘座，设置在所述充电桩壳体顶部，其内设有安装槽，所述安装槽的底部安装防水套，所述防水套内腔底部具有中间高且四周低的锥形除水台；

防水套内上部嵌套防尘套，所述防尘套内孔形状与所述延长杆横截面形状相同，防尘套内孔表面设有除尘结构；

所述防水防尘座和防水套之间设有互相联通的排水孔，所述排水孔设置所述防水防尘座外侧壁开口位于所述充电桩壳体顶部，排水孔在防水套内侧表面开口至少部分位于所述除水台上表面，且排水孔高度低于防尘套。

所述防水套和防水防尘座之间、以及所述防尘套和防水防尘座之间均为过盈配合，且防水套、防水防尘座和防尘套三个部件之间设有相互定位用的定位凸起结构。

所述线路套筒与所述导向筒之间设有第二防尘防水结构，所述第二防尘防水结构为设置在所述线路套筒和导向筒之间的密封圈。

有益效果：

第一．本发明通过无线接收信号强度RSSI以及接收卫星颗调整基准站的高度。通过RF天线和GPS天线高度的动态调整，解决割草机系统在凹凸不平的草地上通信路径被遮挡的问题。

第二．考虑到基站工作环境在室外，延长杆在移动过程中可能会有雨水污物进入充电桩内，所以在充电桩和延长杆之间，充电桩和线路套筒之间设置防水防尘结构，防水防尘结构包括设置在充电桩上的防水防尘座，防水防尘座内有安装槽用于安装防水套，所述防水套嵌设在防水防尘座内，防水套内下部设置有除水台，防水套内腔底部具有中间高且四周低的锥形除水台，该防水防尘结构可以避免雨水污物进入充电桩内。

附图说明

图1是本发明所述设备爆炸分解示意图。

图2是本发明所述案例调节装置组装半剖示意图。

图3是本发明所述案例调节装置调高位置半剖示意图

图4是本发明所述限位块示意图

图5是本发明所述限位板示意图

图6是带有无线充电系统的基站结构示意图；

图7是带有供电线路的基站结构示意图；

图8是带有供电线路的基站结构剖视图；

图9是防水防尘装置爆炸图；

图10是基站上防水防尘座结构示意图；

图11是防水套结构示意图；

图12是防水套剖面图；

图13是防尘套结构示意图；

图14是防尘套剖面图一；

图15是防尘套剖面图二；

图16是带有排水口的防水防尘装置剖面图；

其中，

1为充电桩壳体，1.1为充电桩上壳，1.2为充电桩前壳，1.3为充电桩后壳，1.4为充电桩底板；

2为基准站；3为延长杆；4为限位板；5为丝杠；6为限位块；7为联轴器；8为步进电机；9为控制单元；10为线路套筒；11为导向筒；

12为防尘套，12.1为除尘结构，12.1a为具有清洁效果的材料，12.1b为毛刷；

13为防水套，13.1为除水台，13.2为防水套内孔，13.3为防尘套安装座，13.4为硬质骨架；

14为防水防尘座，14.1为防水防尘座内有安装槽，14.2为防水防尘座内孔；

15为排水孔；16为无线发射线圈；17为无线接收线圈。

具体实施方式

下面结合说明书附图以及具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。

如图1~8所示，

实施例1

一种可调自动节天线高度的基站，包括：充电桩壳体1，基准站2，延长杆3，限位板4，丝杠5，限位块6，联轴器,7，步进电机8，控制单元9。

充电桩壳体1包括充电桩上壳1.1，充电桩前壳1.2，充电桩后壳1.3以及充电桩底板1.4，其中，基准站2位于充电桩上壳1.1端部。

基准站内部包括卫星定位天线及RF通信天线；基准站2底部有内螺纹接口2.1；

限位块6上设有限位盲孔6.2，延长杆3为铝合金材质，端部有外螺纹接口3.1，延长杆3下端穿过充电桩上壳1.1深入基站壳体1内部，插入限位块6上的限位盲孔6.2。

限位板4中心有内螺纹孔4.2，与延长杆3顶部的外螺纹接口3.1连接，基准站2通过内螺纹接口2.1与延长杆3顶部的外螺纹接口3.1安装在延长杆3上，通过调整限位板4来锁紧。

步进电机8安装在充电桩后壳1.3上，丝杠5通过联轴器7与步进电机8连接，丝杠5通过基站上盖1.1限位，螺母移动副通过螺母通孔6.1套在丝杠上，螺母移动副的一侧固定连接且同时通过限位盲孔6.2托住延长杆3，控制单元9安装在基站壳体1内部，与步进电机8电气连接。

当割草机器人运行时，流动站发出的通信信号强度，或者流动站接收到基准站发出的通信信号强度低于设定的标准值，控制单元9给步进电机8发出调高命令，步进电机8带动丝杠5旋转，限位块6和丝杠螺母副一起同步在丝杠5上直线运动，抬高延长杆3，使得基准站2向上运动，使得基准站脱离当前环境，达到改善通信信号强度的目的。

如图6所示，作为本发明实施例的第一种供电方案，基准站和充电基站之间上还分别设置有无线发射单元16和无线接收单元17，基准站2上具有独立的储电单元，当基准站没有抬高时，通过无线充电系统，基准站2内的独立储电单元可以进行储电，当基准站2抬高时，可以使用储电单元进行供电。此结构可以避免在基准站和充电基站之间设置供电线路。

如图7-8所示，作为本发明实施例的第二种供电方案，为带有供电线路的基站结构，其在基准站2下方设置有线路套筒10，线路套筒10滑动套接在基站1上，基站上对应线路套筒10设置有导向筒11，基站1内线路穿过线路套筒10进入基准站2内，并与基准站2内电子元件连接进行供电。在基准站2上下移动过程中，线路套筒10始终在导向筒11内滑动。线路套筒10和基站1之间设置相应的防尘防水结构进行保护。普遍适用的可以是密封圈等元件。

实施例2

该实施例作为实施例1技术方案的进一步优选，为了避免延长杆3与基站1之间发生角向转动，延长杆3设置为断面非圆形的结构，例如扇形、方形、割圆等，本实施例全部以割圆为例。

实施例3

该实施例作为实施例1中第二种供电方案的进一步限定，由于基站工作环境在室外，延长杆3在移动过程中可能会有雨水污物进入基站1内，所以在基站和延长杆之间，基站和线路套筒之间需要设置防水防尘结构，下面以基站和延长杆为例进行说明。

如图9所示为防水防尘结构示意图，包括设置在基站1上的防水防尘座，防水防尘座内有安装槽14.1用于安装防水套13，所述防水套13结构如图11-12所示，防水套13套嵌在防水防尘座14内，防水套13内下部设置有除水台13.1，除水台13.1上表面为锥形表面，除水台13.1与延长杆3接触的端部为尖角形结构。防水套13内上部套嵌防尘套12。防水套13可以是橡胶结构；防水套13也可以是内部具有硬质骨架13.4，外部包胶的结构。

防尘套12结构如图13所示，防尘套12内孔形状与延长杆3断面形状相同，防尘套12内孔表面设置相应的除尘结构12.1；如图14所示，除尘结构12.1a可以是粘接在防尘套12内侧面的毛毡、清洁条等具有清洁效果的材料；如图15所示，除尘结构12.1b可以是设置在防尘套12内侧面的刷毛等。

实施例4

该实施例相比于实施例3来说，区别在于，如图15所示，整个防尘防水装置组装完成后，防水防尘座和防水套上还设置有互相联通的排水孔15，排水孔在防水防尘座外侧壁开口位于基站顶面上方，排水孔在防水套内侧表面开口至少部分位于除水台上表面上，且低于防尘套12。

进一步的，作为实施例3和实施例4技术方案的进一步优化，防水防尘座、防水套和防尘套之间均是过盈配合，同时为了三个部件件定位准确，在三个部件之间可以设置用于定位的键、槽、定位凸起等定位结构。

在使用防水防尘装置后，延长杆在上下移动过程中，特别是在缩回过程中，防尘套侧的除尘结构首先对延长杆外表面的污垢进行处理，防止污垢进入到防水套内，延长杆继续下行，防水套的除水台对延长杆外表面进行刮擦，将延长杆外表面的液体和细小灰尘隔离在防水套外侧，防止水和灰尘进入基站内。防水套内积攒的液体可以又排水口排出。